arch/x86/kernel/setup_percpu.c

   1 #include <linux/kernel.h>
   2 #include <linux/module.h>
   3 #include <linux/init.h>
   4 #include <linux/bootmem.h>
   5 #include <linux/percpu.h>
   6 #include <linux/kexec.h>
   7 #include <linux/crash_dump.h>
   8 #include <linux/smp.h>
   9 #include <linux/topology.h>
  10 #include <asm/sections.h>
  11 #include <asm/processor.h>
  12 #include <asm/setup.h>
  13 #include <asm/mpspec.h>
  14 #include <asm/apicdef.h>
  15 #include <asm/highmem.h>
  16 #include <asm/proto.h>
  17 #include <asm/cpumask.h>
  18
  19 #ifdef CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS
  20 # define DBG(x...) printk(KERN_DEBUG x)
  21 #else
  22 # define DBG(x...)
  23 #endif
  24
  25 /*
  26  * Could be inside CONFIG_HAVE_SETUP_PER_CPU_AREA with other stuff but
  27  * voyager wants cpu_number too.
  28  */
  29 #ifdef CONFIG_SMP
  30 DEFINE_PER_CPU(int, cpu_number);
  31 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(cpu_number);
  32 #endif
  33
  34 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
  35 unsigned int num_processors;
  36 unsigned disabled_cpus __cpuinitdata;
  37 /* Processor that is doing the boot up */
  38 unsigned int boot_cpu_physical_apicid = -1U;
  39 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_physical_apicid);
  40 unsigned int max_physical_apicid;
  41
  42 /* Bitmask of physically existing CPUs */
  43 physid_mask_t phys_cpu_present_map;
  44 #endif
  45
  46 /*
  47  * Map cpu index to physical APIC ID
  48  */
  49 DEFINE_EARLY_PER_CPU(u16, x86_cpu_to_apicid, BAD_APICID);
  50 DEFINE_EARLY_PER_CPU(u16, x86_bios_cpu_apicid, BAD_APICID);
  51 EXPORT_EARLY_PER_CPU_SYMBOL(x86_cpu_to_apicid);
  52 EXPORT_EARLY_PER_CPU_SYMBOL(x86_bios_cpu_apicid);
  53
  54 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_X86_64)
  55 #define X86_64_NUMA     1       /* (used later) */
  56 DEFINE_PER_CPU(int, node_number) = 0;
  57 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(node_number);
  58
  59 /*
  60  * Map cpu index to node index
  61  */
  62 DEFINE_EARLY_PER_CPU(int, x86_cpu_to_node_map, NUMA_NO_NODE);
  63 EXPORT_EARLY_PER_CPU_SYMBOL(x86_cpu_to_node_map);
  64
  65 /*
  66  * Which logical CPUs are on which nodes
  67  */
  68 cpumask_t *node_to_cpumask_map;
  69 EXPORT_SYMBOL(node_to_cpumask_map);
  70
  71 /*
  72  * Setup node_to_cpumask_map
  73  */
  74 static void __init setup_node_to_cpumask_map(void);
  75
  76 #else
  77 static inline void setup_node_to_cpumask_map(void) { }
  78 #endif
  79
  80 #ifdef CONFIG_X86_64
  81
  82 /* correctly size the local cpu masks */
  83 static void setup_cpu_local_masks(void)
  84 {
  85         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_initialized_mask);
  86         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_callin_mask);
  87         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_callout_mask);
  88         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_sibling_setup_mask);
  89 }
  90
  91 #else /* CONFIG_X86_32 */
  92
  93 static inline void setup_cpu_local_masks(void)
  94 {
  95 }
  96
  97 #endif /* CONFIG_X86_32 */
  98
  99 #ifdef CONFIG_HAVE_SETUP_PER_CPU_AREA
 100
 101 #ifdef CONFIG_X86_64
 102 unsigned long __per_cpu_offset[NR_CPUS] __read_mostly = {
 103         [0] = (unsigned long)__per_cpu_load,
 104 };
 105 #else
 106 unsigned long __per_cpu_offset[NR_CPUS] __read_mostly;
 107 #endif
 108 EXPORT_SYMBOL(__per_cpu_offset);
 109
 110 /*
 111  * Great future plan:
 112  * Declare PDA itself and support (irqstack,tss,pgd) as per cpu data.
 113  * Always point %gs to its beginning
 114  */
 115 void __init setup_per_cpu_areas(void)
 116 {
 117         ssize_t size, old_size;
 118         char *ptr;
 119         int cpu;
 120         unsigned long align = 1;
 121
 122         /* Copy section for each CPU (we discard the original) */
 123         old_size = PERCPU_ENOUGH_ROOM;
 124         align = max_t(unsigned long, PAGE_SIZE, align);
 125         size = roundup(old_size, align);
 126
 127         pr_info("NR_CPUS:%d nr_cpumask_bits:%d nr_cpu_ids:%d nr_node_ids:%d\n",
 128                 NR_CPUS, nr_cpumask_bits, nr_cpu_ids, nr_node_ids);
 129
 130         pr_info("PERCPU: Allocating %zd bytes of per cpu data\n", size);
 131
 132         for_each_possible_cpu(cpu) {
 133 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
 134                 ptr = __alloc_bootmem(size, align,
 135                                  __pa(MAX_DMA_ADDRESS));
 136 #else
 137                 int node = early_cpu_to_node(cpu);
 138                 if (!node_online(node) || !NODE_DATA(node)) {
 139                         ptr = __alloc_bootmem(size, align,
 140                                          __pa(MAX_DMA_ADDRESS));
 141                         pr_info("cpu %d has no node %d or node-local memory\n",
 142                                 cpu, node);
 143                         pr_debug("per cpu data for cpu%d at %016lx\n",
 144                                  cpu, __pa(ptr));
 145                 } else {
 146                         ptr = __alloc_bootmem_node(NODE_DATA(node), size, align,
 147                                                         __pa(MAX_DMA_ADDRESS));
 148                         pr_debug("per cpu data for cpu%d on node%d at %016lx\n",
 149                                 cpu, node, __pa(ptr));
 150                 }
 151 #endif
 152
 153                 memcpy(ptr, __per_cpu_load, __per_cpu_end - __per_cpu_start);
 154                 per_cpu_offset(cpu) = ptr - __per_cpu_start;
 155                 per_cpu(this_cpu_off, cpu) = per_cpu_offset(cpu);
 156                 per_cpu(cpu_number, cpu) = cpu;
 157                 /*
 158                  * Copy data used in early init routines from the initial arrays to the
 159                  * per cpu data areas.  These arrays then become expendable and the
 160                  * *_early_ptr's are zeroed indicating that the static arrays are gone.
 161                  */
 162                 per_cpu(x86_cpu_to_apicid, cpu) =
 163                                 early_per_cpu_map(x86_cpu_to_apicid, cpu);
 164                 per_cpu(x86_bios_cpu_apicid, cpu) =
 165                                 early_per_cpu_map(x86_bios_cpu_apicid, cpu);
 166 #ifdef X86_64_NUMA
 167                 per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu) =
 168                                 early_per_cpu_map(x86_cpu_to_node_map, cpu);
 169 #endif
 170 #ifdef CONFIG_X86_64
 171                 per_cpu(irq_stack_ptr, cpu) =
 172                         per_cpu(irq_stack_union.irq_stack, cpu) + IRQ_STACK_SIZE - 64;
 173                 /*
 174                  * Up to this point, CPU0 has been using .data.init
 175                  * area.  Reload %gs offset for CPU0.
 176                  */
 177                 if (cpu == 0)
 178                         load_gs_base(cpu);
 179 #endif
 180
 181                 DBG("PERCPU: cpu %4d %p\n", cpu, ptr);
 182         }
 183
 184         /* indicate the early static arrays will soon be gone */
 185         early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_apicid) = NULL;
 186         early_per_cpu_ptr(x86_bios_cpu_apicid) = NULL;
 187 #ifdef X86_64_NUMA
 188         early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map) = NULL;
 189 #endif
 190
 191         /* Setup node to cpumask map */
 192         setup_node_to_cpumask_map();
 193
 194         /* Setup cpu initialized, callin, callout masks */
 195         setup_cpu_local_masks();
 196 }
 197
 198 #endif
 199
 200 #ifdef X86_64_NUMA
 201
 202 /*
 203  * Allocate node_to_cpumask_map based on number of available nodes
 204  * Requires node_possible_map to be valid.
 205  *
 206  * Note: node_to_cpumask() is not valid until after this is done.
 207  * (Use CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS to check this.)
 208  */
 209 static void __init setup_node_to_cpumask_map(void)
 210 {
 211         unsigned int node, num = 0;
 212         cpumask_t *map;
 213
 214         /* setup nr_node_ids if not done yet */
 215         if (nr_node_ids == MAX_NUMNODES) {
 216                 for_each_node_mask(node, node_possible_map)
 217                         num = node;
 218                 nr_node_ids = num + 1;
 219         }
 220
 221         /* allocate the map */
 222         map = alloc_bootmem_low(nr_node_ids * sizeof(cpumask_t));
 223         DBG("node_to_cpumask_map at %p for %d nodes\n", map, nr_node_ids);
 224
 225         pr_debug("Node to cpumask map at %p for %d nodes\n",
 226                  map, nr_node_ids);
 227
 228         /* node_to_cpumask() will now work */
 229         node_to_cpumask_map = map;
 230 }
 231
 232 void __cpuinit numa_set_node(int cpu, int node)
 233 {
 234         int *cpu_to_node_map = early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map);
 235
 236         /* early setting, no percpu area yet */
 237         if (cpu_to_node_map) {
 238                 cpu_to_node_map[cpu] = node;
 239                 return;
 240         }
 241
 242 #ifdef CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS
 243         if (cpu >= nr_cpu_ids || !per_cpu_offset(cpu)) {
 244                 printk(KERN_ERR "numa_set_node: invalid cpu# (%d)\n", cpu);
 245                 dump_stack();
 246                 return;
 247         }
 248 #endif
 249         per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu) = node;
 250
 251         if (node != NUMA_NO_NODE)
 252                 per_cpu(node_number, cpu) = node;
 253 }
 254
 255 void __cpuinit numa_clear_node(int cpu)
 256 {
 257         numa_set_node(cpu, NUMA_NO_NODE);
 258 }
 259
 260 #ifndef CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS
 261
 262 void __cpuinit numa_add_cpu(int cpu)
 263 {
 264         cpu_set(cpu, node_to_cpumask_map[early_cpu_to_node(cpu)]);
 265 }
 266
 267 void __cpuinit numa_remove_cpu(int cpu)
 268 {
 269         cpu_clear(cpu, node_to_cpumask_map[early_cpu_to_node(cpu)]);
 270 }
 271
 272 #else /* CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS */
 273
 274 /*
 275  * --------- debug versions of the numa functions ---------
 276  */
 277 static void __cpuinit numa_set_cpumask(int cpu, int enable)
 278 {
 279         int node = early_cpu_to_node(cpu);
 280         cpumask_t *mask;
 281         char buf[64];
 282
 283         if (node_to_cpumask_map == NULL) {
 284                 printk(KERN_ERR "node_to_cpumask_map NULL\n");
 285                 dump_stack();
 286                 return;
 287         }
 288
 289         mask = &node_to_cpumask_map[node];
 290         if (enable)
 291                 cpu_set(cpu, *mask);
 292         else
 293                 cpu_clear(cpu, *mask);
 294
 295         cpulist_scnprintf(buf, sizeof(buf), mask);
 296         printk(KERN_DEBUG "%s cpu %d node %d: mask now %s\n",
 297                 enable ? "numa_add_cpu" : "numa_remove_cpu", cpu, node, buf);
 298 }
 299
 300 void __cpuinit numa_add_cpu(int cpu)
 301 {
 302         numa_set_cpumask(cpu, 1);
 303 }
 304
 305 void __cpuinit numa_remove_cpu(int cpu)
 306 {
 307         numa_set_cpumask(cpu, 0);
 308 }
 309
 310 int cpu_to_node(int cpu)
 311 {
 312         if (early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map)) {
 313                 printk(KERN_WARNING
 314                         "cpu_to_node(%d): usage too early!\n", cpu);
 315                 dump_stack();
 316                 return early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map)[cpu];
 317         }
 318         return per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu);
 319 }
 320 EXPORT_SYMBOL(cpu_to_node);
 321
 322 /*
 323  * Same function as cpu_to_node() but used if called before the
 324  * per_cpu areas are setup.
 325  */
 326 int early_cpu_to_node(int cpu)
 327 {
 328         if (early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map))
 329                 return early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map)[cpu];
 330
 331         if (!per_cpu_offset(cpu)) {
 332                 printk(KERN_WARNING
 333                         "early_cpu_to_node(%d): no per_cpu area!\n", cpu);
 334                 dump_stack();
 335                 return NUMA_NO_NODE;
 336         }
 337         return per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu);
 338 }
 339
 340
 341 /* empty cpumask */
 342 static const cpumask_t cpu_mask_none;
 343
 344 /*
 345  * Returns a pointer to the bitmask of CPUs on Node 'node'.
 346  */
 347 const cpumask_t *cpumask_of_node(int node)
 348 {
 349         if (node_to_cpumask_map == NULL) {
 350                 printk(KERN_WARNING
 351                         "cpumask_of_node(%d): no node_to_cpumask_map!\n",
 352                         node);
 353                 dump_stack();
 354                 return (const cpumask_t *)&cpu_online_map;
 355         }
 356         if (node >= nr_node_ids) {
 357                 printk(KERN_WARNING
 358                         "cpumask_of_node(%d): node > nr_node_ids(%d)\n",
 359                         node, nr_node_ids);
 360                 dump_stack();
 361                 return &cpu_mask_none;
 362         }
 363         return &node_to_cpumask_map[node];
 364 }
 365 EXPORT_SYMBOL(cpumask_of_node);
 366
 367 /*
 368  * Returns a bitmask of CPUs on Node 'node'.
 369  *
 370  * Side note: this function creates the returned cpumask on the stack
 371  * so with a high NR_CPUS count, excessive stack space is used.  The
 372  * node_to_cpumask_ptr function should be used whenever possible.
 373  */
 374 cpumask_t node_to_cpumask(int node)
 375 {
 376         if (node_to_cpumask_map == NULL) {
 377                 printk(KERN_WARNING
 378                         "node_to_cpumask(%d): no node_to_cpumask_map!\n", node);
 379                 dump_stack();
 380                 return cpu_online_map;
 381         }
 382         if (node >= nr_node_ids) {
 383                 printk(KERN_WARNING
 384                         "node_to_cpumask(%d): node > nr_node_ids(%d)\n",
 385                         node, nr_node_ids);
 386                 dump_stack();
 387                 return cpu_mask_none;
 388         }
 389         return node_to_cpumask_map[node];
 390 }
 391 EXPORT_SYMBOL(node_to_cpumask);
 392
 393 /*
 394  * --------- end of debug versions of the numa functions ---------
 395  */
 396
 397 #endif /* CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS */
 398
 399 #endif /* X86_64_NUMA */
 400