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 <asm/smp.h>
   9 #include <asm/percpu.h>
  10 #include <asm/sections.h>
  11 #include <asm/processor.h>
  12 #include <asm/setup.h>
  13 #include <asm/topology.h>
  14 #include <asm/mpspec.h>
  15 #include <asm/apicdef.h>
  16 #include <asm/highmem.h>
  17
  18 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
  19 unsigned int num_processors;
  20 unsigned disabled_cpus __cpuinitdata;
  21 /* Processor that is doing the boot up */
  22 unsigned int boot_cpu_physical_apicid = -1U;
  23 unsigned int max_physical_apicid;
  24 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_physical_apicid);
  25
  26 /* Bitmask of physically existing CPUs */
  27 physid_mask_t phys_cpu_present_map;
  28 #endif
  29
  30 /* map cpu index to physical APIC ID */
  31 DEFINE_EARLY_PER_CPU(u16, x86_cpu_to_apicid, BAD_APICID);
  32 DEFINE_EARLY_PER_CPU(u16, x86_bios_cpu_apicid, BAD_APICID);
  33 EXPORT_EARLY_PER_CPU_SYMBOL(x86_cpu_to_apicid);
  34 EXPORT_EARLY_PER_CPU_SYMBOL(x86_bios_cpu_apicid);
  35
  36 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_X86_64)
  37 #define X86_64_NUMA     1
  38
  39 /* map cpu index to node index */
  40 DEFINE_EARLY_PER_CPU(int, x86_cpu_to_node_map, NUMA_NO_NODE);
  41 EXPORT_EARLY_PER_CPU_SYMBOL(x86_cpu_to_node_map);
  42
  43 /* which logical CPUs are on which nodes */
  44 cpumask_t *node_to_cpumask_map;
  45 EXPORT_SYMBOL(node_to_cpumask_map);
  46
  47 /* setup node_to_cpumask_map */
  48 static void __init setup_node_to_cpumask_map(void);
  49
  50 #else
  51 static inline void setup_node_to_cpumask_map(void) { }
  52 #endif
  53
  54 #if defined(CONFIG_HAVE_SETUP_PER_CPU_AREA) && defined(CONFIG_X86_SMP)
  55 /*
  56  * Copy data used in early init routines from the initial arrays to the
  57  * per cpu data areas.  These arrays then become expendable and the
  58  * *_early_ptr's are zeroed indicating that the static arrays are gone.
  59  */
  60 static void __init setup_per_cpu_maps(void)
  61 {
  62         int cpu;
  63
  64         for_each_possible_cpu(cpu) {
  65                 per_cpu(x86_cpu_to_apicid, cpu) =
  66                                 early_per_cpu_map(x86_cpu_to_apicid, cpu);
  67                 per_cpu(x86_bios_cpu_apicid, cpu) =
  68                                 early_per_cpu_map(x86_bios_cpu_apicid, cpu);
  69 #ifdef X86_64_NUMA
  70                 per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu) =
  71                                 early_per_cpu_map(x86_cpu_to_node_map, cpu);
  72 #endif
  73         }
  74
  75         /* indicate the early static arrays will soon be gone */
  76         early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_apicid) = NULL;
  77         early_per_cpu_ptr(x86_bios_cpu_apicid) = NULL;
  78 #ifdef X86_64_NUMA
  79         early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map) = NULL;
  80 #endif
  81 }
  82
  83 #ifdef CONFIG_HAVE_CPUMASK_OF_CPU_MAP
  84 /*
  85  * Replace static cpumask_of_cpu_map in the initdata section,
  86  * with one that's allocated sized by the possible number of cpus.
  87  *
  88  * (requires nr_cpu_ids to be initialized)
  89  */
  90 static void __init setup_cpumask_of_cpu(void)
  91 {
  92         int i;
  93
  94         /* alloc_bootmem zeroes memory */
  95         cpumask_of_cpu_map = alloc_bootmem_low(sizeof(cpumask_t) * nr_cpu_ids);
  96         for (i = 0; i < nr_cpu_ids; i++)
  97                 cpu_set(i, cpumask_of_cpu_map[i]);
  98 }
  99 #else
 100 static inline void setup_cpumask_of_cpu(void) { }
 101 #endif
 102
 103 #ifdef CONFIG_X86_32
 104 /*
 105  * Great future not-so-futuristic plan: make i386 and x86_64 do it
 106  * the same way
 107  */
 108 unsigned long __per_cpu_offset[NR_CPUS] __read_mostly;
 109 EXPORT_SYMBOL(__per_cpu_offset);
 110 static inline void setup_cpu_pda_map(void) { }
 111
 112 #elif !defined(CONFIG_SMP)
 113 static inline void setup_cpu_pda_map(void) { }
 114
 115 #else /* CONFIG_SMP && CONFIG_X86_64 */
 116
 117 /*
 118  * Allocate cpu_pda pointer table and array via alloc_bootmem.
 119  */
 120 static void __init setup_cpu_pda_map(void)
 121 {
 122         char *pda;
 123         struct x8664_pda **new_cpu_pda;
 124         unsigned long size;
 125         int cpu;
 126
 127         size = roundup(sizeof(struct x8664_pda), cache_line_size());
 128
 129         /* allocate cpu_pda array and pointer table */
 130         {
 131                 unsigned long tsize = nr_cpu_ids * sizeof(void *);
 132                 unsigned long asize = size * (nr_cpu_ids - 1);
 133
 134                 tsize = roundup(tsize, cache_line_size());
 135                 new_cpu_pda = alloc_bootmem(tsize + asize);
 136                 pda = (char *)new_cpu_pda + tsize;
 137         }
 138
 139         /* initialize pointer table to static pda's */
 140         for_each_possible_cpu(cpu) {
 141                 if (cpu == 0) {
 142                         /* leave boot cpu pda in place */
 143                         new_cpu_pda[0] = cpu_pda(0);
 144                         continue;
 145                 }
 146                 new_cpu_pda[cpu] = (struct x8664_pda *)pda;
 147                 new_cpu_pda[cpu]->in_bootmem = 1;
 148                 pda += size;
 149         }
 150
 151         /* point to new pointer table */
 152         _cpu_pda = new_cpu_pda;
 153 }
 154 #endif
 155
 156 /*
 157  * Great future plan:
 158  * Declare PDA itself and support (irqstack,tss,pgd) as per cpu data.
 159  * Always point %gs to its beginning
 160  */
 161 void __init setup_per_cpu_areas(void)
 162 {
 163         ssize_t size = PERCPU_ENOUGH_ROOM;
 164         char *ptr;
 165         int cpu;
 166
 167         /* Setup cpu_pda map */
 168         setup_cpu_pda_map();
 169
 170         /* Copy section for each CPU (we discard the original) */
 171         size = PERCPU_ENOUGH_ROOM;
 172         printk(KERN_INFO "PERCPU: Allocating %zd bytes of per cpu data\n",
 173                           size);
 174
 175         for_each_possible_cpu(cpu) {
 176 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
 177                 ptr = alloc_bootmem_pages(size);
 178 #else
 179                 int node = early_cpu_to_node(cpu);
 180                 if (!node_online(node) || !NODE_DATA(node)) {
 181                         ptr = alloc_bootmem_pages(size);
 182                         printk(KERN_INFO
 183                                "cpu %d has no node %d or node-local memory\n",
 184                                 cpu, node);
 185                 }
 186                 else
 187                         ptr = alloc_bootmem_pages_node(NODE_DATA(node), size);
 188 #endif
 189                 per_cpu_offset(cpu) = ptr - __per_cpu_start;
 190                 memcpy(ptr, __per_cpu_start, __per_cpu_end - __per_cpu_start);
 191
 192         }
 193
 194         printk(KERN_DEBUG "NR_CPUS: %d, nr_cpu_ids: %d, nr_node_ids %d\n",
 195                 NR_CPUS, nr_cpu_ids, nr_node_ids);
 196
 197         /* Setup percpu data maps */
 198         setup_per_cpu_maps();
 199
 200         /* Setup node to cpumask map */
 201         setup_node_to_cpumask_map();
 202
 203         /* Setup cpumask_of_cpu map */
 204         setup_cpumask_of_cpu();
 205 }
 206
 207 #endif
 208
 209 #ifdef X86_64_NUMA
 210
 211 /*
 212  * Allocate node_to_cpumask_map based on number of available nodes
 213  * Requires node_possible_map to be valid.
 214  *
 215  * Note: node_to_cpumask() is not valid until after this is done.
 216  */
 217 static void __init setup_node_to_cpumask_map(void)
 218 {
 219         unsigned int node, num = 0;
 220         cpumask_t *map;
 221
 222         /* setup nr_node_ids if not done yet */
 223         if (nr_node_ids == MAX_NUMNODES) {
 224                 for_each_node_mask(node, node_possible_map)
 225                         num = node;
 226                 nr_node_ids = num + 1;
 227         }
 228
 229         /* allocate the map */
 230         map = alloc_bootmem_low(nr_node_ids * sizeof(cpumask_t));
 231
 232         pr_debug(KERN_DEBUG "Node to cpumask map at %p for %d nodes\n",
 233                  map, nr_node_ids);
 234
 235         /* node_to_cpumask() will now work */
 236         node_to_cpumask_map = map;
 237 }
 238
 239 void __cpuinit numa_set_node(int cpu, int node)
 240 {
 241         int *cpu_to_node_map = early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map);
 242
 243         if (cpu_pda(cpu) && node != NUMA_NO_NODE)
 244                 cpu_pda(cpu)->nodenumber = node;
 245
 246         if (cpu_to_node_map)
 247                 cpu_to_node_map[cpu] = node;
 248
 249         else if (per_cpu_offset(cpu))
 250                 per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu) = node;
 251
 252         else
 253                 pr_debug("Setting node for non-present cpu %d\n", cpu);
 254 }
 255
 256 void __cpuinit numa_clear_node(int cpu)
 257 {
 258         numa_set_node(cpu, NUMA_NO_NODE);
 259 }
 260
 261 #ifndef CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS
 262
 263 void __cpuinit numa_add_cpu(int cpu)
 264 {
 265         cpu_set(cpu, node_to_cpumask_map[early_cpu_to_node(cpu)]);
 266 }
 267
 268 void __cpuinit numa_remove_cpu(int cpu)
 269 {
 270         cpu_clear(cpu, node_to_cpumask_map[cpu_to_node(cpu)]);
 271 }
 272
 273 #else /* CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS */
 274
 275 /*
 276  * --------- debug versions of the numa functions ---------
 277  */
 278 static void __cpuinit numa_set_cpumask(int cpu, int enable)
 279 {
 280         int node = cpu_to_node(cpu);
 281         cpumask_t *mask;
 282         char buf[64];
 283
 284         if (node_to_cpumask_map == NULL) {
 285                 printk(KERN_ERR "node_to_cpumask_map NULL\n");
 286                 dump_stack();
 287                 return;
 288         }
 289
 290         mask = &node_to_cpumask_map[node];
 291         if (enable)
 292                 cpu_set(cpu, *mask);
 293         else
 294                 cpu_clear(cpu, *mask);
 295
 296         cpulist_scnprintf(buf, sizeof(buf), *mask);
 297         printk(KERN_DEBUG "%s cpu %d node %d: mask now %s\n",
 298                 enable? "numa_add_cpu":"numa_remove_cpu", cpu, node, buf);
 299  }
 300
 301 void __cpuinit numa_add_cpu(int cpu)
 302 {
 303         numa_set_cpumask(cpu, 1);
 304 }
 305
 306 void __cpuinit numa_remove_cpu(int cpu)
 307 {
 308         numa_set_cpumask(cpu, 0);
 309 }
 310
 311 int cpu_to_node(int cpu)
 312 {
 313         if (early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map)) {
 314                 printk(KERN_WARNING
 315                         "cpu_to_node(%d): usage too early!\n", cpu);
 316                 dump_stack();
 317                 return early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map)[cpu];
 318         }
 319         return per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu);
 320 }
 321 EXPORT_SYMBOL(cpu_to_node);
 322
 323 /*
 324  * Same function as cpu_to_node() but used if called before the
 325  * per_cpu areas are setup.
 326  */
 327 int early_cpu_to_node(int cpu)
 328 {
 329         if (early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map))
 330                 return early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map)[cpu];
 331
 332         if (!per_cpu_offset(cpu)) {
 333                 printk(KERN_WARNING
 334                         "early_cpu_to_node(%d): no per_cpu area!\n", cpu);
 335                 dump_stack();
 336                 return NUMA_NO_NODE;
 337         }
 338         return per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu);
 339 }
 340
 341
 342 /* empty cpumask */
 343 static const cpumask_t cpu_mask_none;
 344
 345 /*
 346  * Returns a pointer to the bitmask of CPUs on Node 'node'.
 347  */
 348 const cpumask_t *_node_to_cpumask_ptr(int node)
 349 {
 350         if (node_to_cpumask_map == NULL) {
 351                 printk(KERN_WARNING
 352                         "_node_to_cpumask_ptr(%d): no node_to_cpumask_map!\n",
 353                         node);
 354                 dump_stack();
 355                 return (const cpumask_t *)&cpu_online_map;
 356         }
 357         if (node >= nr_node_ids) {
 358                 printk(KERN_WARNING
 359                         "_node_to_cpumask_ptr(%d): node > nr_node_ids(%d)\n",
 360                         node, nr_node_ids);
 361                 dump_stack();
 362                 return &cpu_mask_none;
 363         }
 364         return &node_to_cpumask_map[node];
 365 }
 366 EXPORT_SYMBOL(_node_to_cpumask_ptr);
 367
 368 /*
 369  * Returns a bitmask of CPUs on Node 'node'.
 370  *
 371  * Side note: this function creates the returned cpumask on the stack
 372  * so with a high NR_CPUS count, excessive stack space is used.  The
 373  * node_to_cpumask_ptr function should be used whenever possible.
 374  */
 375 cpumask_t node_to_cpumask(int node)
 376 {
 377         if (node_to_cpumask_map == NULL) {
 378                 printk(KERN_WARNING
 379                         "node_to_cpumask(%d): no node_to_cpumask_map!\n", node);
 380                 dump_stack();
 381                 return cpu_online_map;
 382         }
 383         if (node >= nr_node_ids) {
 384                 printk(KERN_WARNING
 385                         "node_to_cpumask(%d): node > nr_node_ids(%d)\n",
 386                         node, nr_node_ids);
 387                 dump_stack();
 388                 return cpu_mask_none;
 389         }
 390         return node_to_cpumask_map[node];
 391 }
 392 EXPORT_SYMBOL(node_to_cpumask);
 393
 394 /*
 395  * --------- end of debug versions of the numa functions ---------
 396  */
 397
 398 #endif /* CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS */
 399
 400 #endif /* X86_64_NUMA */
 401