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  * Copy data used in early init routines from the initial arrays to the
 102  * per cpu data areas.  These arrays then become expendable and the
 103  * *_early_ptr's are zeroed indicating that the static arrays are gone.
 104  */
 105 static void __init setup_per_cpu_maps(void)
 106 {
 107         int cpu;
 108
 109         for_each_possible_cpu(cpu) {
 110                 per_cpu(x86_cpu_to_apicid, cpu) =
 111                                 early_per_cpu_map(x86_cpu_to_apicid, cpu);
 112                 per_cpu(x86_bios_cpu_apicid, cpu) =
 113                                 early_per_cpu_map(x86_bios_cpu_apicid, cpu);
 114 #ifdef X86_64_NUMA
 115                 per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu) =
 116                                 early_per_cpu_map(x86_cpu_to_node_map, cpu);
 117 #endif
 118         }
 119
 120         /* indicate the early static arrays will soon be gone */
 121         early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_apicid) = NULL;
 122         early_per_cpu_ptr(x86_bios_cpu_apicid) = NULL;
 123 #ifdef X86_64_NUMA
 124         early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map) = NULL;
 125 #endif
 126 }
 127
 128 #ifdef CONFIG_X86_64
 129 unsigned long __per_cpu_offset[NR_CPUS] __read_mostly = {
 130         [0] = (unsigned long)__per_cpu_load,
 131 };
 132 #else
 133 unsigned long __per_cpu_offset[NR_CPUS] __read_mostly;
 134 #endif
 135 EXPORT_SYMBOL(__per_cpu_offset);
 136
 137 /*
 138  * Great future plan:
 139  * Declare PDA itself and support (irqstack,tss,pgd) as per cpu data.
 140  * Always point %gs to its beginning
 141  */
 142 void __init setup_per_cpu_areas(void)
 143 {
 144         ssize_t size, old_size;
 145         char *ptr;
 146         int cpu;
 147         unsigned long align = 1;
 148
 149         /* Copy section for each CPU (we discard the original) */
 150         old_size = PERCPU_ENOUGH_ROOM;
 151         align = max_t(unsigned long, PAGE_SIZE, align);
 152         size = roundup(old_size, align);
 153
 154         pr_info("NR_CPUS:%d nr_cpumask_bits:%d nr_cpu_ids:%d nr_node_ids:%d\n",
 155                 NR_CPUS, nr_cpumask_bits, nr_cpu_ids, nr_node_ids);
 156
 157         pr_info("PERCPU: Allocating %zd bytes of per cpu data\n", size);
 158
 159         for_each_possible_cpu(cpu) {
 160 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
 161                 ptr = __alloc_bootmem(size, align,
 162                                  __pa(MAX_DMA_ADDRESS));
 163 #else
 164                 int node = early_cpu_to_node(cpu);
 165                 if (!node_online(node) || !NODE_DATA(node)) {
 166                         ptr = __alloc_bootmem(size, align,
 167                                          __pa(MAX_DMA_ADDRESS));
 168                         pr_info("cpu %d has no node %d or node-local memory\n",
 169                                 cpu, node);
 170                         pr_debug("per cpu data for cpu%d at %016lx\n",
 171                                  cpu, __pa(ptr));
 172                 } else {
 173                         ptr = __alloc_bootmem_node(NODE_DATA(node), size, align,
 174                                                         __pa(MAX_DMA_ADDRESS));
 175                         pr_debug("per cpu data for cpu%d on node%d at %016lx\n",
 176                                 cpu, node, __pa(ptr));
 177                 }
 178 #endif
 179
 180                 memcpy(ptr, __per_cpu_load, __per_cpu_end - __per_cpu_start);
 181                 per_cpu_offset(cpu) = ptr - __per_cpu_start;
 182                 per_cpu(this_cpu_off, cpu) = per_cpu_offset(cpu);
 183                 per_cpu(cpu_number, cpu) = cpu;
 184 #ifdef CONFIG_X86_64
 185                 per_cpu(irq_stack_ptr, cpu) =
 186                         per_cpu(irq_stack_union.irq_stack, cpu) + IRQ_STACK_SIZE - 64;
 187                 /*
 188                  * Up to this point, CPU0 has been using .data.init
 189                  * area.  Reload %gs offset for CPU0.
 190                  */
 191                 if (cpu == 0)
 192                         load_gs_base(cpu);
 193 #endif
 194
 195                 DBG("PERCPU: cpu %4d %p\n", cpu, ptr);
 196         }
 197
 198         /* Setup percpu data maps */
 199         setup_per_cpu_maps();
 200
 201         /* Setup node to cpumask map */
 202         setup_node_to_cpumask_map();
 203
 204         /* Setup cpu initialized, callin, callout masks */
 205         setup_cpu_local_masks();
 206 }
 207
 208 #endif
 209
 210 #ifdef X86_64_NUMA
 211
 212 /*
 213  * Allocate node_to_cpumask_map based on number of available nodes
 214  * Requires node_possible_map to be valid.
 215  *
 216  * Note: node_to_cpumask() is not valid until after this is done.
 217  * (Use CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS to check this.)
 218  */
 219 static void __init setup_node_to_cpumask_map(void)
 220 {
 221         unsigned int node, num = 0;
 222         cpumask_t *map;
 223
 224         /* setup nr_node_ids if not done yet */
 225         if (nr_node_ids == MAX_NUMNODES) {
 226                 for_each_node_mask(node, node_possible_map)
 227                         num = node;
 228                 nr_node_ids = num + 1;
 229         }
 230
 231         /* allocate the map */
 232         map = alloc_bootmem_low(nr_node_ids * sizeof(cpumask_t));
 233         DBG("node_to_cpumask_map at %p for %d nodes\n", map, nr_node_ids);
 234
 235         pr_debug("Node to cpumask map at %p for %d nodes\n",
 236                  map, nr_node_ids);
 237
 238         /* node_to_cpumask() will now work */
 239         node_to_cpumask_map = map;
 240 }
 241
 242 void __cpuinit numa_set_node(int cpu, int node)
 243 {
 244         int *cpu_to_node_map = early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map);
 245
 246         /* early setting, no percpu area yet */
 247         if (cpu_to_node_map) {
 248                 cpu_to_node_map[cpu] = node;
 249                 return;
 250         }
 251
 252 #ifdef CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS
 253         if (cpu >= nr_cpu_ids || !per_cpu_offset(cpu)) {
 254                 printk(KERN_ERR "numa_set_node: invalid cpu# (%d)\n", cpu);
 255                 dump_stack();
 256                 return;
 257         }
 258 #endif
 259         per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu) = node;
 260
 261         if (node != NUMA_NO_NODE)
 262                 per_cpu(node_number, cpu) = node;
 263 }
 264
 265 void __cpuinit numa_clear_node(int cpu)
 266 {
 267         numa_set_node(cpu, NUMA_NO_NODE);
 268 }
 269
 270 #ifndef CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS
 271
 272 void __cpuinit numa_add_cpu(int cpu)
 273 {
 274         cpu_set(cpu, node_to_cpumask_map[early_cpu_to_node(cpu)]);
 275 }
 276
 277 void __cpuinit numa_remove_cpu(int cpu)
 278 {
 279         cpu_clear(cpu, node_to_cpumask_map[early_cpu_to_node(cpu)]);
 280 }
 281
 282 #else /* CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS */
 283
 284 /*
 285  * --------- debug versions of the numa functions ---------
 286  */
 287 static void __cpuinit numa_set_cpumask(int cpu, int enable)
 288 {
 289         int node = early_cpu_to_node(cpu);
 290         cpumask_t *mask;
 291         char buf[64];
 292
 293         if (node_to_cpumask_map == NULL) {
 294                 printk(KERN_ERR "node_to_cpumask_map NULL\n");
 295                 dump_stack();
 296                 return;
 297         }
 298
 299         mask = &node_to_cpumask_map[node];
 300         if (enable)
 301                 cpu_set(cpu, *mask);
 302         else
 303                 cpu_clear(cpu, *mask);
 304
 305         cpulist_scnprintf(buf, sizeof(buf), mask);
 306         printk(KERN_DEBUG "%s cpu %d node %d: mask now %s\n",
 307                 enable ? "numa_add_cpu" : "numa_remove_cpu", cpu, node, buf);
 308 }
 309
 310 void __cpuinit numa_add_cpu(int cpu)
 311 {
 312         numa_set_cpumask(cpu, 1);
 313 }
 314
 315 void __cpuinit numa_remove_cpu(int cpu)
 316 {
 317         numa_set_cpumask(cpu, 0);
 318 }
 319
 320 int cpu_to_node(int cpu)
 321 {
 322         if (early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map)) {
 323                 printk(KERN_WARNING
 324                         "cpu_to_node(%d): usage too early!\n", cpu);
 325                 dump_stack();
 326                 return early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map)[cpu];
 327         }
 328         return per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu);
 329 }
 330 EXPORT_SYMBOL(cpu_to_node);
 331
 332 /*
 333  * Same function as cpu_to_node() but used if called before the
 334  * per_cpu areas are setup.
 335  */
 336 int early_cpu_to_node(int cpu)
 337 {
 338         if (early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map))
 339                 return early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map)[cpu];
 340
 341         if (!per_cpu_offset(cpu)) {
 342                 printk(KERN_WARNING
 343                         "early_cpu_to_node(%d): no per_cpu area!\n", cpu);
 344                 dump_stack();
 345                 return NUMA_NO_NODE;
 346         }
 347         return per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu);
 348 }
 349
 350
 351 /* empty cpumask */
 352 static const cpumask_t cpu_mask_none;
 353
 354 /*
 355  * Returns a pointer to the bitmask of CPUs on Node 'node'.
 356  */
 357 const cpumask_t *cpumask_of_node(int node)
 358 {
 359         if (node_to_cpumask_map == NULL) {
 360                 printk(KERN_WARNING
 361                         "cpumask_of_node(%d): no node_to_cpumask_map!\n",
 362                         node);
 363                 dump_stack();
 364                 return (const cpumask_t *)&cpu_online_map;
 365         }
 366         if (node >= nr_node_ids) {
 367                 printk(KERN_WARNING
 368                         "cpumask_of_node(%d): node > nr_node_ids(%d)\n",
 369                         node, nr_node_ids);
 370                 dump_stack();
 371                 return &cpu_mask_none;
 372         }
 373         return &node_to_cpumask_map[node];
 374 }
 375 EXPORT_SYMBOL(cpumask_of_node);
 376
 377 /*
 378  * Returns a bitmask of CPUs on Node 'node'.
 379  *
 380  * Side note: this function creates the returned cpumask on the stack
 381  * so with a high NR_CPUS count, excessive stack space is used.  The
 382  * node_to_cpumask_ptr function should be used whenever possible.
 383  */
 384 cpumask_t node_to_cpumask(int node)
 385 {
 386         if (node_to_cpumask_map == NULL) {
 387                 printk(KERN_WARNING
 388                         "node_to_cpumask(%d): no node_to_cpumask_map!\n", node);
 389                 dump_stack();
 390                 return cpu_online_map;
 391         }
 392         if (node >= nr_node_ids) {
 393                 printk(KERN_WARNING
 394                         "node_to_cpumask(%d): node > nr_node_ids(%d)\n",
 395                         node, nr_node_ids);
 396                 dump_stack();
 397                 return cpu_mask_none;
 398         }
 399         return node_to_cpumask_map[node];
 400 }
 401 EXPORT_SYMBOL(node_to_cpumask);
 402
 403 /*
 404  * --------- end of debug versions of the numa functions ---------
 405  */
 406
 407 #endif /* CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS */
 408
 409 #endif /* X86_64_NUMA */
 410