Quelle  topology.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 *    Copyright IBM Corp. 2007, 2011
 */

#define KMSG_COMPONENT "cpu"
#define pr_fmt(fmt) KMSG_COMPONENT ": " fmt

#include <linux/cpufeature.h>
#include <linux/workqueue.h>
#include <linux/memblock.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <linux/sysctl.h>
#include <linux/cpuset.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/export.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/sched.h>
#include <linux/sched/topology.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/cpu.h>
#include <linux/smp.h>
#include <linux/mm.h>
#include <linux/nodemask.h>
#include <linux/node.h>
#include <asm/hiperdispatch.h>
#include <asm/sysinfo.h>
#include <asm/asm.h>

#define PTF_HORIZONTAL (0UL)
#define PTF_VERTICAL (1UL)
#define PTF_CHECK (2UL)

enum {
 TOPOLOGY_MODE_HW,
 TOPOLOGY_MODE_SINGLE,
 TOPOLOGY_MODE_PACKAGE,
 TOPOLOGY_MODE_UNINITIALIZED
};

struct mask_info {
 struct mask_info *next;
 unsigned char id;
 cpumask_t mask;
};

static int topology_mode = TOPOLOGY_MODE_UNINITIALIZED;
static void set_topology_timer(void);
static void topology_work_fn(struct work_struct *work);
static struct sysinfo_15_1_x *tl_info;
static int cpu_management;

static DECLARE_WORK(topology_work, topology_work_fn);

/*
 * Socket/Book linked lists and cpu_topology updates are
 * protected by "sched_domains_mutex".
 */
static struct mask_info socket_info;
static struct mask_info book_info;
static struct mask_info drawer_info;

struct cpu_topology_s390 cpu_topology[NR_CPUS];
EXPORT_SYMBOL_GPL(cpu_topology);

static void cpu_group_map(cpumask_t *dst, struct mask_info *info, unsigned int cpu)
{
 static cpumask_t mask;

 cpumask_clear(&mask);
 if (!cpumask_test_cpu(cpu, &cpu_setup_mask))
  goto out;
 cpumask_set_cpu(cpu, &mask);
 switch (topology_mode) {
 case TOPOLOGY_MODE_HW:
  while (info) {
   if (cpumask_test_cpu(cpu, &info->mask)) {
    cpumask_copy(&mask, &info->mask);
    break;
   }
   info = info->next;
  }
  break;
 case TOPOLOGY_MODE_PACKAGE:
  cpumask_copy(&mask, cpu_present_mask);
  break;
 default:
  fallthrough;
 case TOPOLOGY_MODE_SINGLE:
  break;
 }
 cpumask_and(&mask, &mask, &cpu_setup_mask);
out:
 cpumask_copy(dst, &mask);
}

static void cpu_thread_map(cpumask_t *dst, unsigned int cpu)
{
 static cpumask_t mask;
 unsigned int max_cpu;

 cpumask_clear(&mask);
 if (!cpumask_test_cpu(cpu, &cpu_setup_mask))
  goto out;
 cpumask_set_cpu(cpu, &mask);
 if (topology_mode != TOPOLOGY_MODE_HW)
  goto out;
 cpu -= cpu % (smp_cpu_mtid + 1);
 max_cpu = min(cpu + smp_cpu_mtid, nr_cpu_ids - 1);
 for (; cpu <= max_cpu; cpu++) {
  if (cpumask_test_cpu(cpu, &cpu_setup_mask))
   cpumask_set_cpu(cpu, &mask);
 }
out:
 cpumask_copy(dst, &mask);
}

#define TOPOLOGY_CORE_BITS 64

static void add_cpus_to_mask(struct topology_core *tl_core,
        struct mask_info *drawer,
        struct mask_info *book,
        struct mask_info *socket)
{
 struct cpu_topology_s390 *topo;
 unsigned int core;

 for_each_set_bit(core, &tl_core->mask, TOPOLOGY_CORE_BITS) {
  unsigned int max_cpu, rcore;
  int cpu;

  rcore = TOPOLOGY_CORE_BITS - 1 - core + tl_core->origin;
  cpu = smp_find_processor_id(rcore << smp_cpu_mt_shift);
  if (cpu < 0)
   continue;
  max_cpu = min(cpu + smp_cpu_mtid, nr_cpu_ids - 1);
  for (; cpu <= max_cpu; cpu++) {
   topo = &cpu_topology[cpu];
   topo->drawer_id = drawer->id;
   topo->book_id = book->id;
   topo->socket_id = socket->id;
   topo->core_id = rcore;
   topo->thread_id = cpu;
   topo->dedicated = tl_core->d;
   cpumask_set_cpu(cpu, &drawer->mask);
   cpumask_set_cpu(cpu, &book->mask);
   cpumask_set_cpu(cpu, &socket->mask);
   smp_cpu_set_polarization(cpu, tl_core->pp);
   smp_cpu_set_capacity(cpu, CPU_CAPACITY_HIGH);
  }
 }
}

static void clear_masks(void)
{
 struct mask_info *info;

 info = &socket_info;
 while (info) {
  cpumask_clear(&info->mask);
  info = info->next;
 }
 info = &book_info;
 while (info) {
  cpumask_clear(&info->mask);
  info = info->next;
 }
 info = &drawer_info;
 while (info) {
  cpumask_clear(&info->mask);
  info = info->next;
 }
}

static union topology_entry *next_tle(union topology_entry *tle)
{
 if (!tle->nl)
  return (union topology_entry *)((struct topology_core *)tle + 1);
 return (union topology_entry *)((struct topology_container *)tle + 1);
}

static void tl_to_masks(struct sysinfo_15_1_x *info)
{
 struct mask_info *socket = &socket_info;
 struct mask_info *book = &book_info;
 struct mask_info *drawer = &drawer_info;
 union topology_entry *tle, *end;

 clear_masks();
 tle = info->tle;
 end = (union topology_entry *)((unsigned long)info + info->length);
 while (tle < end) {
  switch (tle->nl) {
  case 3:
   drawer = drawer->next;
   drawer->id = tle->container.id;
   break;
  case 2:
   book = book->next;
   book->id = tle->container.id;
   break;
  case 1:
   socket = socket->next;
   socket->id = tle->container.id;
   break;
  case 0:
   add_cpus_to_mask(&tle->cpu, drawer, book, socket);
   break;
  default:
   clear_masks();
   return;
  }
  tle = next_tle(tle);
 }
}

static void topology_update_polarization_simple(void)
{
 int cpu;

 for_each_possible_cpu(cpu)
  smp_cpu_set_polarization(cpu, POLARIZATION_HRZ);
}

static int ptf(unsigned long fc)
{
 int cc;

 asm volatile(
  " .insn rre,0xb9a20000,%[fc],%[fc]\n"
  CC_IPM(cc)
  : CC_OUT(cc, cc)
  : [fc] "d" (fc)
  : CC_CLOBBER);
 return CC_TRANSFORM(cc);
}

int topology_set_cpu_management(int fc)
{
 int cpu, rc;

 if (!cpu_has_topology())
  return -EOPNOTSUPP;
 if (fc)
  rc = ptf(PTF_VERTICAL);
 else
  rc = ptf(PTF_HORIZONTAL);
 if (rc)
  return -EBUSY;
 for_each_possible_cpu(cpu)
  smp_cpu_set_polarization(cpu, POLARIZATION_UNKNOWN);
 return rc;
}

void update_cpu_masks(void)
{
 struct cpu_topology_s390 *topo, *topo_package, *topo_sibling;
 int cpu, sibling, pkg_first, smt_first, id;

 for_each_possible_cpu(cpu) {
  topo = &cpu_topology[cpu];
  cpu_thread_map(&topo->thread_mask, cpu);
  cpu_group_map(&topo->core_mask, &socket_info, cpu);
  cpu_group_map(&topo->book_mask, &book_info, cpu);
  cpu_group_map(&topo->drawer_mask, &drawer_info, cpu);
  topo->booted_cores = 0;
  if (topology_mode != TOPOLOGY_MODE_HW) {
   id = topology_mode == TOPOLOGY_MODE_PACKAGE ? 0 : cpu;
   topo->thread_id = cpu;
   topo->core_id = cpu;
   topo->socket_id = id;
   topo->book_id = id;
   topo->drawer_id = id;
  }
 }
 hd_reset_state();
 for_each_online_cpu(cpu) {
  topo = &cpu_topology[cpu];
  pkg_first = cpumask_first(&topo->core_mask);
  topo_package = &cpu_topology[pkg_first];
  if (cpu == pkg_first) {
   for_each_cpu(sibling, &topo->core_mask) {
    topo_sibling = &cpu_topology[sibling];
    smt_first = cpumask_first(&topo_sibling->thread_mask);
    if (sibling == smt_first) {
     topo_package->booted_cores++;
     hd_add_core(sibling);
    }
   }
  } else {
   topo->booted_cores = topo_package->booted_cores;
  }
 }
}

void store_topology(struct sysinfo_15_1_x *info)
{
 stsi(info, 15, 1, topology_mnest_limit());
}

static void __arch_update_dedicated_flag(void *arg)
{
 if (topology_cpu_dedicated(smp_processor_id()))
  set_cpu_flag(CIF_DEDICATED_CPU);
 else
  clear_cpu_flag(CIF_DEDICATED_CPU);
}

static int __arch_update_cpu_topology(void)
{
 struct sysinfo_15_1_x *info = tl_info;
 int rc, hd_status;

 hd_status = 0;
 rc = 0;
 mutex_lock(&smp_cpu_state_mutex);
 if (cpu_has_topology()) {
  rc = 1;
  store_topology(info);
  tl_to_masks(info);
 }
 update_cpu_masks();
 if (!cpu_has_topology())
  topology_update_polarization_simple();
 if (cpu_management == 1)
  hd_status = hd_enable_hiperdispatch();
 mutex_unlock(&smp_cpu_state_mutex);
 if (hd_status == 0)
  hd_disable_hiperdispatch();
 return rc;
}

int arch_update_cpu_topology(void)
{
 int rc;

 rc = __arch_update_cpu_topology();
 on_each_cpu(__arch_update_dedicated_flag, NULL, 0);
 return rc;
}

static void topology_work_fn(struct work_struct *work)
{
 rebuild_sched_domains();
}

void topology_schedule_update(void)
{
 schedule_work(&topology_work);
}

static void topology_flush_work(void)
{
 flush_work(&topology_work);
}

static void topology_timer_fn(struct timer_list *unused)
{
 if (ptf(PTF_CHECK))
  topology_schedule_update();
 set_topology_timer();
}

static struct timer_list topology_timer;

static atomic_t topology_poll = ATOMIC_INIT(0);

static void set_topology_timer(void)
{
 if (atomic_add_unless(&topology_poll, -1, 0))
  mod_timer(&topology_timer, jiffies + msecs_to_jiffies(100));
 else
  mod_timer(&topology_timer, jiffies + secs_to_jiffies(60));
}

void topology_expect_change(void)
{
 if (!cpu_has_topology())
  return;
 /* This is racy, but it doesn't matter since it is just a heuristic.
 * Worst case is that we poll in a higher frequency for a bit longer.
 */
 if (atomic_read(&topology_poll) > 60)
  return;
 atomic_add(60, &topology_poll);
 set_topology_timer();
}

static int set_polarization(int polarization)
{
 int rc = 0;

 cpus_read_lock();
 mutex_lock(&smp_cpu_state_mutex);
 if (cpu_management == polarization)
  goto out;
 rc = topology_set_cpu_management(polarization);
 if (rc)
  goto out;
 cpu_management = polarization;
 topology_expect_change();
out:
 mutex_unlock(&smp_cpu_state_mutex);
 cpus_read_unlock();
 return rc;
}

static ssize_t dispatching_show(struct device *dev,
    struct device_attribute *attr,
    char *buf)
{
 ssize_t count;

 mutex_lock(&smp_cpu_state_mutex);
 count = sysfs_emit(buf, "%d\n", cpu_management);
 mutex_unlock(&smp_cpu_state_mutex);
 return count;
}

static ssize_t dispatching_store(struct device *dev,
     struct device_attribute *attr,
     const char *buf,
     size_t count)
{
 int val, rc;
 char delim;

 if (sscanf(buf, "%d %c", &val, &delim) != 1)
  return -EINVAL;
 if (val != 0 && val != 1)
  return -EINVAL;
 rc = set_polarization(val);
 return rc ? rc : count;
}
static DEVICE_ATTR_RW(dispatching);

static ssize_t cpu_polarization_show(struct device *dev,
         struct device_attribute *attr, char *buf)
{
 int cpu = dev->id;
 ssize_t count;

 mutex_lock(&smp_cpu_state_mutex);
 switch (smp_cpu_get_polarization(cpu)) {
 case POLARIZATION_HRZ:
  count = sysfs_emit(buf, "horizontal\n");
  break;
 case POLARIZATION_VL:
  count = sysfs_emit(buf, "vertical:low\n");
  break;
 case POLARIZATION_VM:
  count = sysfs_emit(buf, "vertical:medium\n");
  break;
 case POLARIZATION_VH:
  count = sysfs_emit(buf, "vertical:high\n");
  break;
 default:
  count = sysfs_emit(buf, "unknown\n");
  break;
 }
 mutex_unlock(&smp_cpu_state_mutex);
 return count;
}
static DEVICE_ATTR(polarization, 0444, cpu_polarization_show, NULL);

static struct attribute *topology_cpu_attrs[] = {
 &dev_attr_polarization.attr,
 NULL,
};

static struct attribute_group topology_cpu_attr_group = {
 .attrs = topology_cpu_attrs,
};

static ssize_t cpu_dedicated_show(struct device *dev,
      struct device_attribute *attr, char *buf)
{
 int cpu = dev->id;
 ssize_t count;

 mutex_lock(&smp_cpu_state_mutex);
 count = sysfs_emit(buf, "%d\n", topology_cpu_dedicated(cpu));
 mutex_unlock(&smp_cpu_state_mutex);
 return count;
}
static DEVICE_ATTR(dedicated, 0444, cpu_dedicated_show, NULL);

static struct attribute *topology_extra_cpu_attrs[] = {
 &dev_attr_dedicated.attr,
 NULL,
};

static struct attribute_group topology_extra_cpu_attr_group = {
 .attrs = topology_extra_cpu_attrs,
};

int topology_cpu_init(struct cpu *cpu)
{
 int rc;

 rc = sysfs_create_group(&cpu->dev.kobj, &topology_cpu_attr_group);
 if (rc || !cpu_has_topology())
  return rc;
 rc = sysfs_create_group(&cpu->dev.kobj, &topology_extra_cpu_attr_group);
 if (rc)
  sysfs_remove_group(&cpu->dev.kobj, &topology_cpu_attr_group);
 return rc;
}

const struct cpumask *cpu_coregroup_mask(int cpu)
{
 return &cpu_topology[cpu].core_mask;
}

static const struct cpumask *tl_book_mask(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu)
{
 return &cpu_topology[cpu].book_mask;
}

static const struct cpumask *tl_drawer_mask(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu)
{
 return &cpu_topology[cpu].drawer_mask;
}

static struct sched_domain_topology_level s390_topology[] = {
 SDTL_INIT(tl_smt_mask, cpu_smt_flags, SMT),
 SDTL_INIT(tl_mc_mask, cpu_core_flags, MC),
 SDTL_INIT(tl_book_mask, NULL, BOOK),
 SDTL_INIT(tl_drawer_mask, NULL, DRAWER),
 SDTL_INIT(tl_pkg_mask, NULL, PKG),
 { NULL, },
};

static void __init alloc_masks(struct sysinfo_15_1_x *info,
          struct mask_info *mask, int offset)
{
 int i, nr_masks;

 nr_masks = info->mag[TOPOLOGY_NR_MAG - offset];
 for (i = 0; i < info->mnest - offset; i++)
  nr_masks *= info->mag[TOPOLOGY_NR_MAG - offset - 1 - i];
 nr_masks = max(nr_masks, 1);
 for (i = 0; i < nr_masks; i++) {
  mask->next = memblock_alloc_or_panic(sizeof(*mask->next), 8);
  mask = mask->next;
 }
}

static int __init detect_polarization(union topology_entry *tle)
{
 struct topology_core *tl_core;

 while (tle->nl)
  tle = next_tle(tle);
 tl_core = (struct topology_core *)tle;
 return tl_core->pp != POLARIZATION_HRZ;
}

void __init topology_init_early(void)
{
 struct sysinfo_15_1_x *info;

 set_sched_topology(s390_topology);
 if (topology_mode == TOPOLOGY_MODE_UNINITIALIZED) {
  if (cpu_has_topology())
   topology_mode = TOPOLOGY_MODE_HW;
  else
   topology_mode = TOPOLOGY_MODE_SINGLE;
 }
 if (!cpu_has_topology())
  goto out;
 tl_info = memblock_alloc_or_panic(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
 info = tl_info;
 store_topology(info);
 cpu_management = detect_polarization(info->tle);
 pr_info("The CPU configuration topology of the machine is: %d %d %d %d %d %d / %d\n",
  info->mag[0], info->mag[1], info->mag[2], info->mag[3],
  info->mag[4], info->mag[5], info->mnest);
 alloc_masks(info, &socket_info, 1);
 alloc_masks(info, &book_info, 2);
 alloc_masks(info, &drawer_info, 3);
out:
 cpumask_set_cpu(0, &cpu_setup_mask);
 __arch_update_cpu_topology();
 __arch_update_dedicated_flag(NULL);
}

static inline int topology_get_mode(int enabled)
{
 if (!enabled)
  return TOPOLOGY_MODE_SINGLE;
 return cpu_has_topology() ? TOPOLOGY_MODE_HW : TOPOLOGY_MODE_PACKAGE;
}

static inline int topology_is_enabled(void)
{
 return topology_mode != TOPOLOGY_MODE_SINGLE;
}

static int __init topology_setup(char *str)
{
 bool enabled;
 int rc;

 rc = kstrtobool(str, &enabled);
 if (rc)
  return rc;
 topology_mode = topology_get_mode(enabled);
 return 0;
}
early_param("topology", topology_setup);

static int topology_ctl_handler(const struct ctl_table *ctl, int write,
    void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
{
 int enabled = topology_is_enabled();
 int new_mode;
 int rc;
 struct ctl_table ctl_entry = {
  .procname = ctl->procname,
  .data  = &enabled,
  .maxlen  = sizeof(int),
  .extra1  = SYSCTL_ZERO,
  .extra2  = SYSCTL_ONE,
 };

 rc = proc_douintvec_minmax(&ctl_entry, write, buffer, lenp, ppos);
 if (rc < 0 || !write)
  return rc;

 mutex_lock(&smp_cpu_state_mutex);
 new_mode = topology_get_mode(enabled);
 if (topology_mode != new_mode) {
  topology_mode = new_mode;
  topology_schedule_update();
 }
 mutex_unlock(&smp_cpu_state_mutex);
 topology_flush_work();

 return rc;
}

static int polarization_ctl_handler(const struct ctl_table *ctl, int write,
        void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
{
 int polarization;
 int rc;
 struct ctl_table ctl_entry = {
  .procname = ctl->procname,
  .data  = &polarization,
  .maxlen  = sizeof(int),
  .extra1  = SYSCTL_ZERO,
  .extra2  = SYSCTL_ONE,
 };

 polarization = cpu_management;
 rc = proc_douintvec_minmax(&ctl_entry, write, buffer, lenp, ppos);
 if (rc < 0 || !write)
  return rc;
 return set_polarization(polarization);
}

static const struct ctl_table topology_ctl_table[] = {
 {
  .procname = "topology",
  .mode  = 0644,
  .proc_handler = topology_ctl_handler,
 },
 {
  .procname = "polarization",
  .mode  = 0644,
  .proc_handler = polarization_ctl_handler,
 },
};

static int __init topology_init(void)
{
 struct device *dev_root;
 int rc = 0;

 timer_setup(&topology_timer, topology_timer_fn, TIMER_DEFERRABLE);
 if (cpu_has_topology())
  set_topology_timer();
 else
  topology_update_polarization_simple();
 if (IS_ENABLED(CONFIG_SCHED_TOPOLOGY_VERTICAL))
  set_polarization(1);
 register_sysctl("s390", topology_ctl_table);

 dev_root = bus_get_dev_root(&cpu_subsys);
 if (dev_root) {
  rc = device_create_file(dev_root, &dev_attr_dispatching);
  put_device(dev_root);
 }
 return rc;
}
device_initcall(topology_init);