net/mlx5: SF, Use all available cpu for setting cpu affinity
authorShay Drory <shayd@nvidia.com>
Tue, 23 Nov 2021 10:50:19 +0000 (12:50 +0200)
committerSaeed Mahameed <saeedm@nvidia.com>
Fri, 7 Jan 2022 00:22:52 +0000 (16:22 -0800)
Currently all SFs are using the same CPUs. Spreading SF over CPUs, in
round-robin manner, in order to achieve better distribution of the SFs
over available CPUs.

Signed-off-by: Shay Drory <shayd@nvidia.com>
Reviewed-by: Moshe Shemesh <moshe@nvidia.com>
Reviewed-by: Parav Pandit <parav@nvidia.com>
Signed-off-by: Saeed Mahameed <saeedm@nvidia.com>
drivers/net/ethernet/mellanox/mlx5/core/eq.c
drivers/net/ethernet/mellanox/mlx5/core/irq_affinity.c
drivers/net/ethernet/mellanox/mlx5/core/mlx5_irq.h
drivers/net/ethernet/mellanox/mlx5/core/pci_irq.c
drivers/net/ethernet/mellanox/mlx5/core/pci_irq.h

index 14547b6..48a45aa 100644 (file)
@@ -798,7 +798,10 @@ static void comp_irqs_release(struct mlx5_core_dev *dev)
 {
        struct mlx5_eq_table *table = dev->priv.eq_table;
 
-       mlx5_irqs_release_vectors(table->comp_irqs, table->num_comp_eqs);
+       if (mlx5_core_is_sf(dev))
+               mlx5_irq_affinity_irqs_release(dev, table->comp_irqs, table->num_comp_eqs);
+       else
+               mlx5_irqs_release_vectors(table->comp_irqs, table->num_comp_eqs);
        kfree(table->comp_irqs);
 }
 
@@ -814,6 +817,12 @@ static int comp_irqs_request(struct mlx5_core_dev *dev)
        table->comp_irqs = kcalloc(ncomp_eqs, sizeof(*table->comp_irqs), GFP_KERNEL);
        if (!table->comp_irqs)
                return -ENOMEM;
+       if (mlx5_core_is_sf(dev)) {
+               ret = mlx5_irq_affinity_irqs_request_auto(dev, ncomp_eqs, table->comp_irqs);
+               if (ret < 0)
+                       goto free_irqs;
+               return ret;
+       }
 
        cpus = kcalloc(ncomp_eqs, sizeof(*cpus), GFP_KERNEL);
        if (!cpus) {
index 4ff0af0..380a208 100644 (file)
@@ -5,21 +5,81 @@
 #include "mlx5_irq.h"
 #include "pci_irq.h"
 
+static void cpu_put(struct mlx5_irq_pool *pool, int cpu)
+{
+       pool->irqs_per_cpu[cpu]--;
+}
+
+static void cpu_get(struct mlx5_irq_pool *pool, int cpu)
+{
+       pool->irqs_per_cpu[cpu]++;
+}
+
+/* Gets the least loaded CPU. e.g.: the CPU with least IRQs bound to it */
+static int cpu_get_least_loaded(struct mlx5_irq_pool *pool,
+                               const struct cpumask *req_mask)
+{
+       int best_cpu = -1;
+       int cpu;
+
+       for_each_cpu_and(cpu, req_mask, cpu_online_mask) {
+               /* CPU has zero IRQs on it. No need to search any more CPUs. */
+               if (!pool->irqs_per_cpu[cpu]) {
+                       best_cpu = cpu;
+                       break;
+               }
+               if (best_cpu < 0)
+                       best_cpu = cpu;
+               if (pool->irqs_per_cpu[cpu] < pool->irqs_per_cpu[best_cpu])
+                       best_cpu = cpu;
+       }
+       if (best_cpu == -1) {
+               /* There isn't online CPUs in req_mask */
+               mlx5_core_err(pool->dev, "NO online CPUs in req_mask (%*pbl)\n",
+                             cpumask_pr_args(req_mask));
+               best_cpu = cpumask_first(cpu_online_mask);
+       }
+       pool->irqs_per_cpu[best_cpu]++;
+       return best_cpu;
+}
+
 /* Creating an IRQ from irq_pool */
 static struct mlx5_irq *
 irq_pool_request_irq(struct mlx5_irq_pool *pool, const struct cpumask *req_mask)
 {
+       cpumask_var_t auto_mask;
+       struct mlx5_irq *irq;
        u32 irq_index;
        int err;
 
-       err = xa_alloc(&pool->irqs, &irq_index, NULL, pool->xa_num_irqs,
-                      GFP_KERNEL);
+       if (!zalloc_cpumask_var(&auto_mask, GFP_KERNEL))
+               return ERR_PTR(-ENOMEM);
+       err = xa_alloc(&pool->irqs, &irq_index, NULL, pool->xa_num_irqs, GFP_KERNEL);
        if (err)
                return ERR_PTR(err);
-       return mlx5_irq_alloc(pool, irq_index, req_mask);
+       if (pool->irqs_per_cpu) {
+               if (cpumask_weight(req_mask) > 1)
+                       /* if req_mask contain more then one CPU, set the least loadad CPU
+                        * of req_mask
+                        */
+                       cpumask_set_cpu(cpu_get_least_loaded(pool, req_mask), auto_mask);
+               else
+                       cpu_get(pool, cpumask_first(req_mask));
+       }
+       irq = mlx5_irq_alloc(pool, irq_index, cpumask_empty(auto_mask) ? req_mask : auto_mask);
+       free_cpumask_var(auto_mask);
+       return irq;
 }
 
-/* Looking for the IRQ with the smallest refcount and the same mask */
+/* Looking for the IRQ with the smallest refcount that fits req_mask.
+ * If pool is sf_comp_pool, then we are looking for an IRQ with any of the
+ * requested CPUs in req_mask.
+ * for example: req_mask = 0xf, irq0_mask = 0x10, irq1_mask = 0x1. irq0_mask
+ * isn't subset of req_mask, so we will skip it. irq1_mask is subset of req_mask,
+ * we don't skip it.
+ * If pool is sf_ctrl_pool, then all IRQs have the same mask, so any IRQ will
+ * fit. And since mask is subset of itself, we will pass the first if bellow.
+ */
 static struct mlx5_irq *
 irq_pool_find_least_loaded(struct mlx5_irq_pool *pool, const struct cpumask *req_mask)
 {
@@ -35,8 +95,8 @@ irq_pool_find_least_loaded(struct mlx5_irq_pool *pool, const struct cpumask *req
                struct cpumask *iter_mask = mlx5_irq_get_affinity_mask(iter);
                int iter_refcount = mlx5_irq_read_locked(iter);
 
-               if (!cpumask_equal(iter_mask, req_mask))
-                       /* If a user request a mask, skip IRQs that's aren't a match */
+               if (!cpumask_subset(iter_mask, req_mask))
+                       /* skip IRQs with a mask which is not subset of req_mask */
                        continue;
                if (iter_refcount < pool->min_threshold)
                        /* If we found an IRQ with less than min_thres, return it */
@@ -97,3 +157,70 @@ unlock:
        mutex_unlock(&pool->lock);
        return least_loaded_irq;
 }
+
+void mlx5_irq_affinity_irqs_release(struct mlx5_core_dev *dev, struct mlx5_irq **irqs,
+                                   int num_irqs)
+{
+       struct mlx5_irq_pool *pool = mlx5_irq_pool_get(dev);
+       int i;
+
+       for (i = 0; i < num_irqs; i++) {
+               int cpu = cpumask_first(mlx5_irq_get_affinity_mask(irqs[i]));
+
+               synchronize_irq(pci_irq_vector(pool->dev->pdev,
+                                              mlx5_irq_get_index(irqs[i])));
+               if (mlx5_irq_put(irqs[i]))
+                       if (pool->irqs_per_cpu)
+                               cpu_put(pool, cpu);
+       }
+}
+
+/**
+ * mlx5_irq_affinity_irqs_request_auto - request one or more IRQs for mlx5 device.
+ * @dev: mlx5 device that is requesting the IRQs.
+ * @nirqs: number of IRQs to request.
+ * @irqs: an output array of IRQs pointers.
+ *
+ * Each IRQ is bounded to at most 1 CPU.
+ * This function is requesting IRQs according to the default assignment.
+ * The default assignment policy is:
+ * - in each iteration, request the least loaded IRQ which is not bound to any
+ *   CPU of the previous IRQs requested.
+ *
+ * This function returns the number of IRQs requested, (which might be smaller than
+ * @nirqs), if successful, or a negative error code in case of an error.
+ */
+int mlx5_irq_affinity_irqs_request_auto(struct mlx5_core_dev *dev, int nirqs,
+                                       struct mlx5_irq **irqs)
+{
+       struct mlx5_irq_pool *pool = mlx5_irq_pool_get(dev);
+       cpumask_var_t req_mask;
+       struct mlx5_irq *irq;
+       int i = 0;
+
+       if (!zalloc_cpumask_var(&req_mask, GFP_KERNEL))
+               return -ENOMEM;
+       cpumask_copy(req_mask, cpu_online_mask);
+       for (i = 0; i < nirqs; i++) {
+               if (mlx5_irq_pool_is_sf_pool(pool))
+                       irq = mlx5_irq_affinity_request(pool, req_mask);
+               else
+                       /* In case SF pool doesn't exists, fallback to the PF IRQs.
+                        * The PF IRQs are already allocated and binded to CPU
+                        * at this point. Hence, only an index is needed.
+                        */
+                       irq = mlx5_irq_request(dev, i, NULL);
+               if (IS_ERR(irq))
+                       break;
+               irqs[i] = irq;
+               cpumask_clear_cpu(cpumask_first(mlx5_irq_get_affinity_mask(irq)), req_mask);
+               mlx5_core_dbg(pool->dev, "IRQ %u mapped to cpu %*pbl, %u EQs on this irq\n",
+                             pci_irq_vector(dev->pdev, mlx5_irq_get_index(irq)),
+                             cpumask_pr_args(mlx5_irq_get_affinity_mask(irq)),
+                             mlx5_irq_read_locked(irq) / MLX5_EQ_REFS_PER_IRQ);
+       }
+       free_cpumask_var(req_mask);
+       if (!i)
+               return PTR_ERR(irq);
+       return i;
+}
index f2ad3c2..23cb63f 100644 (file)
@@ -36,13 +36,26 @@ int mlx5_irq_get_index(struct mlx5_irq *irq);
 
 struct mlx5_irq_pool;
 #ifdef CONFIG_MLX5_SF
+int mlx5_irq_affinity_irqs_request_auto(struct mlx5_core_dev *dev, int nirqs,
+                                       struct mlx5_irq **irqs);
 struct mlx5_irq *mlx5_irq_affinity_request(struct mlx5_irq_pool *pool,
                                           const struct cpumask *req_mask);
+void mlx5_irq_affinity_irqs_release(struct mlx5_core_dev *dev, struct mlx5_irq **irqs,
+                                   int num_irqs);
 #else
+static inline int mlx5_irq_affinity_irqs_request_auto(struct mlx5_core_dev *dev, int nirqs,
+                                                     struct mlx5_irq **irqs)
+{
+       return -EOPNOTSUPP;
+}
+
 static inline struct mlx5_irq *
 mlx5_irq_affinity_request(struct mlx5_irq_pool *pool, const struct cpumask *req_mask)
 {
        return ERR_PTR(-EOPNOTSUPP);
 }
+
+static inline void mlx5_irq_affinity_irqs_release(struct mlx5_core_dev *dev,
+                                                 struct mlx5_irq **irqs, int num_irqs) {}
 #endif
 #endif /* __MLX5_IRQ_H__ */
index 2e19c3c..90fec06 100644 (file)
@@ -139,15 +139,19 @@ static void irq_release(struct mlx5_irq *irq)
        kfree(irq);
 }
 
-static void irq_put(struct mlx5_irq *irq)
+int mlx5_irq_put(struct mlx5_irq *irq)
 {
        struct mlx5_irq_pool *pool = irq->pool;
+       int ret = 0;
 
        mutex_lock(&pool->lock);
        irq->refcount--;
-       if (!irq->refcount)
+       if (!irq->refcount) {
                irq_release(irq);
+               ret = 1;
+       }
        mutex_unlock(&pool->lock);
+       return ret;
 }
 
 int mlx5_irq_read_locked(struct mlx5_irq *irq)
@@ -202,11 +206,6 @@ static void irq_set_name(struct mlx5_irq_pool *pool, char *name, int vecidx)
        snprintf(name, MLX5_MAX_IRQ_NAME, "mlx5_comp%d", vecidx);
 }
 
-static bool irq_pool_is_sf_pool(struct mlx5_irq_pool *pool)
-{
-       return !strncmp("mlx5_sf", pool->name, strlen("mlx5_sf"));
-}
-
 struct mlx5_irq *mlx5_irq_alloc(struct mlx5_irq_pool *pool, int i,
                                const struct cpumask *affinity)
 {
@@ -219,7 +218,7 @@ struct mlx5_irq *mlx5_irq_alloc(struct mlx5_irq_pool *pool, int i,
        if (!irq)
                return ERR_PTR(-ENOMEM);
        irq->irqn = pci_irq_vector(dev->pdev, i);
-       if (!irq_pool_is_sf_pool(pool))
+       if (!mlx5_irq_pool_is_sf_pool(pool))
                irq_set_name(pool, name, i);
        else
                irq_sf_set_name(pool, name, i);
@@ -273,7 +272,7 @@ int mlx5_irq_attach_nb(struct mlx5_irq *irq, struct notifier_block *nb)
                return -ENOENT;
        ret = atomic_notifier_chain_register(&irq->nh, nb);
        if (ret)
-               irq_put(irq);
+               mlx5_irq_put(irq);
        return ret;
 }
 
@@ -282,7 +281,7 @@ int mlx5_irq_detach_nb(struct mlx5_irq *irq, struct notifier_block *nb)
        int err = 0;
 
        err = atomic_notifier_chain_unregister(&irq->nh, nb);
-       irq_put(irq);
+       mlx5_irq_put(irq);
        return err;
 }
 
@@ -327,6 +326,20 @@ static struct mlx5_irq_pool *sf_irq_pool_get(struct mlx5_irq_table *irq_table)
        return irq_table->sf_comp_pool;
 }
 
+struct mlx5_irq_pool *mlx5_irq_pool_get(struct mlx5_core_dev *dev)
+{
+       struct mlx5_irq_table *irq_table = mlx5_irq_table_get(dev);
+       struct mlx5_irq_pool *pool = NULL;
+
+       if (mlx5_core_is_sf(dev))
+               pool = sf_irq_pool_get(irq_table);
+
+       /* In some configs, there won't be a pool of SFs IRQs. Hence, returning
+        * the PF IRQs pool in case the SF pool doesn't exist.
+        */
+       return pool ? pool : irq_table->pf_pool;
+}
+
 static struct mlx5_irq_pool *ctrl_irq_pool_get(struct mlx5_core_dev *dev)
 {
        struct mlx5_irq_table *irq_table = mlx5_irq_table_get(dev);
@@ -352,7 +365,7 @@ static void mlx5_irqs_release(struct mlx5_irq **irqs, int nirqs)
 
        for (i = 0; i < nirqs; i++) {
                synchronize_irq(irqs[i]->irqn);
-               irq_put(irqs[i]);
+               mlx5_irq_put(irqs[i]);
        }
 }
 
@@ -380,7 +393,7 @@ struct mlx5_irq *mlx5_ctrl_irq_request(struct mlx5_core_dev *dev)
        if (!zalloc_cpumask_var(&req_mask, GFP_KERNEL))
                return ERR_PTR(-ENOMEM);
        cpumask_copy(req_mask, cpu_online_mask);
-       if (!irq_pool_is_sf_pool(pool)) {
+       if (!mlx5_irq_pool_is_sf_pool(pool)) {
                /* In case we are allocating a control IRQ for PF/VF */
                if (!pool->xa_num_irqs.max) {
                        cpumask_clear(req_mask);
@@ -398,7 +411,7 @@ struct mlx5_irq *mlx5_ctrl_irq_request(struct mlx5_core_dev *dev)
 }
 
 /**
- * mlx5_irq_request - request an IRQ for mlx5 device.
+ * mlx5_irq_request - request an IRQ for mlx5 PF/VF device.
  * @dev: mlx5 device that requesting the IRQ.
  * @vecidx: vector index of the IRQ. This argument is ignore if affinity is
  * provided.
@@ -413,22 +426,8 @@ struct mlx5_irq *mlx5_irq_request(struct mlx5_core_dev *dev, u16 vecidx,
        struct mlx5_irq_pool *pool;
        struct mlx5_irq *irq;
 
-       if (mlx5_core_is_sf(dev)) {
-               pool = sf_irq_pool_get(irq_table);
-               if (!pool)
-                       /* we don't have IRQs for SFs, using the PF IRQs */
-                       goto pf_irq;
-               if (cpumask_empty(affinity) && !strcmp(pool->name, "mlx5_sf_comp"))
-                       /* In case an SF user request IRQ with vecidx */
-                       irq = irq_pool_request_vector(pool, vecidx, NULL);
-               else
-                       irq = mlx5_irq_affinity_request(pool, affinity);
-               goto out;
-       }
-pf_irq:
        pool = irq_table->pf_pool;
        irq = irq_pool_request_vector(pool, vecidx, affinity);
-out:
        if (IS_ERR(irq))
                return irq;
        mlx5_core_dbg(dev, "irq %u mapped to cpu %*pbl, %u EQs on this irq\n",
@@ -518,6 +517,7 @@ static void irq_pool_free(struct mlx5_irq_pool *pool)
                irq_release(irq);
        xa_destroy(&pool->irqs);
        mutex_destroy(&pool->lock);
+       kfree(pool->irqs_per_cpu);
        kvfree(pool);
 }
 
@@ -565,7 +565,17 @@ static int irq_pools_init(struct mlx5_core_dev *dev, int sf_vec, int pf_vec)
                err = PTR_ERR(table->sf_comp_pool);
                goto err_sf_ctrl;
        }
+
+       table->sf_comp_pool->irqs_per_cpu = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(u16), GFP_KERNEL);
+       if (!table->sf_comp_pool->irqs_per_cpu) {
+               err = -ENOMEM;
+               goto err_irqs_per_cpu;
+       }
+
        return 0;
+
+err_irqs_per_cpu:
+       irq_pool_free(table->sf_comp_pool);
 err_sf_ctrl:
        irq_pool_free(table->sf_ctrl_pool);
 err_pf:
index 5fee4ce..5c7e68b 100644 (file)
@@ -20,12 +20,20 @@ struct mlx5_irq_pool {
        struct xarray irqs;
        u32 max_threshold;
        u32 min_threshold;
+       u16 *irqs_per_cpu;
        struct mlx5_core_dev *dev;
 };
 
+struct mlx5_irq_pool *mlx5_irq_pool_get(struct mlx5_core_dev *dev);
+static inline bool mlx5_irq_pool_is_sf_pool(struct mlx5_irq_pool *pool)
+{
+       return !strncmp("mlx5_sf", pool->name, strlen("mlx5_sf"));
+}
+
 struct mlx5_irq *mlx5_irq_alloc(struct mlx5_irq_pool *pool, int i,
                                const struct cpumask *affinity);
 int mlx5_irq_get_locked(struct mlx5_irq *irq);
 int mlx5_irq_read_locked(struct mlx5_irq *irq);
+int mlx5_irq_put(struct mlx5_irq *irq);
 
 #endif /* __PCI_IRQ_H__ */