percpu: use percpu allocator on UP too
[linux-3.10.git] / mm / percpu.c
1 /*
2  * mm/percpu.c - percpu memory allocator
3  *
4  * Copyright (C) 2009           SUSE Linux Products GmbH
5  * Copyright (C) 2009           Tejun Heo <tj@kernel.org>
6  *
7  * This file is released under the GPLv2.
8  *
9  * This is percpu allocator which can handle both static and dynamic
10  * areas.  Percpu areas are allocated in chunks.  Each chunk is
11  * consisted of boot-time determined number of units and the first
12  * chunk is used for static percpu variables in the kernel image
13  * (special boot time alloc/init handling necessary as these areas
14  * need to be brought up before allocation services are running).
15  * Unit grows as necessary and all units grow or shrink in unison.
16  * When a chunk is filled up, another chunk is allocated.
17  *
18  *  c0                           c1                         c2
19  *  -------------------          -------------------        ------------
20  * | u0 | u1 | u2 | u3 |        | u0 | u1 | u2 | u3 |      | u0 | u1 | u
21  *  -------------------  ......  -------------------  ....  ------------
22  *
23  * Allocation is done in offset-size areas of single unit space.  Ie,
24  * an area of 512 bytes at 6k in c1 occupies 512 bytes at 6k of c1:u0,
25  * c1:u1, c1:u2 and c1:u3.  On UMA, units corresponds directly to
26  * cpus.  On NUMA, the mapping can be non-linear and even sparse.
27  * Percpu access can be done by configuring percpu base registers
28  * according to cpu to unit mapping and pcpu_unit_size.
29  *
30  * There are usually many small percpu allocations many of them being
31  * as small as 4 bytes.  The allocator organizes chunks into lists
32  * according to free size and tries to allocate from the fullest one.
33  * Each chunk keeps the maximum contiguous area size hint which is
34  * guaranteed to be eqaul to or larger than the maximum contiguous
35  * area in the chunk.  This helps the allocator not to iterate the
36  * chunk maps unnecessarily.
37  *
38  * Allocation state in each chunk is kept using an array of integers
39  * on chunk->map.  A positive value in the map represents a free
40  * region and negative allocated.  Allocation inside a chunk is done
41  * by scanning this map sequentially and serving the first matching
42  * entry.  This is mostly copied from the percpu_modalloc() allocator.
43  * Chunks can be determined from the address using the index field
44  * in the page struct. The index field contains a pointer to the chunk.
45  *
46  * To use this allocator, arch code should do the followings.
47  *
48  * - define __addr_to_pcpu_ptr() and __pcpu_ptr_to_addr() to translate
49  *   regular address to percpu pointer and back if they need to be
50  *   different from the default
51  *
52  * - use pcpu_setup_first_chunk() during percpu area initialization to
53  *   setup the first chunk containing the kernel static percpu area
54  */
55
56 #include <linux/bitmap.h>
57 #include <linux/bootmem.h>
58 #include <linux/err.h>
59 #include <linux/list.h>
60 #include <linux/log2.h>
61 #include <linux/mm.h>
62 #include <linux/module.h>
63 #include <linux/mutex.h>
64 #include <linux/percpu.h>
65 #include <linux/pfn.h>
66 #include <linux/slab.h>
67 #include <linux/spinlock.h>
68 #include <linux/vmalloc.h>
69 #include <linux/workqueue.h>
70
71 #include <asm/cacheflush.h>
72 #include <asm/sections.h>
73 #include <asm/tlbflush.h>
74 #include <asm/io.h>
75
76 #define PCPU_SLOT_BASE_SHIFT            5       /* 1-31 shares the same slot */
77 #define PCPU_DFL_MAP_ALLOC              16      /* start a map with 16 ents */
78
79 #ifdef CONFIG_SMP
80 /* default addr <-> pcpu_ptr mapping, override in asm/percpu.h if necessary */
81 #ifndef __addr_to_pcpu_ptr
82 #define __addr_to_pcpu_ptr(addr)                                        \
83         (void __percpu *)((unsigned long)(addr) -                       \
84                           (unsigned long)pcpu_base_addr +               \
85                           (unsigned long)__per_cpu_start)
86 #endif
87 #ifndef __pcpu_ptr_to_addr
88 #define __pcpu_ptr_to_addr(ptr)                                         \
89         (void __force *)((unsigned long)(ptr) +                         \
90                          (unsigned long)pcpu_base_addr -                \
91                          (unsigned long)__per_cpu_start)
92 #endif
93 #else   /* CONFIG_SMP */
94 /* on UP, it's always identity mapped */
95 #define __addr_to_pcpu_ptr(addr)        (void __percpu *)(addr)
96 #define __pcpu_ptr_to_addr(ptr)         (void __force *)(ptr)
97 #endif  /* CONFIG_SMP */
98
99 struct pcpu_chunk {
100         struct list_head        list;           /* linked to pcpu_slot lists */
101         int                     free_size;      /* free bytes in the chunk */
102         int                     contig_hint;    /* max contiguous size hint */
103         void                    *base_addr;     /* base address of this chunk */
104         int                     map_used;       /* # of map entries used */
105         int                     map_alloc;      /* # of map entries allocated */
106         int                     *map;           /* allocation map */
107         void                    *data;          /* chunk data */
108         bool                    immutable;      /* no [de]population allowed */
109         unsigned long           populated[];    /* populated bitmap */
110 };
111
112 static int pcpu_unit_pages __read_mostly;
113 static int pcpu_unit_size __read_mostly;
114 static int pcpu_nr_units __read_mostly;
115 static int pcpu_atom_size __read_mostly;
116 static int pcpu_nr_slots __read_mostly;
117 static size_t pcpu_chunk_struct_size __read_mostly;
118
119 /* cpus with the lowest and highest unit numbers */
120 static unsigned int pcpu_first_unit_cpu __read_mostly;
121 static unsigned int pcpu_last_unit_cpu __read_mostly;
122
123 /* the address of the first chunk which starts with the kernel static area */
124 void *pcpu_base_addr __read_mostly;
125 EXPORT_SYMBOL_GPL(pcpu_base_addr);
126
127 static const int *pcpu_unit_map __read_mostly;          /* cpu -> unit */
128 const unsigned long *pcpu_unit_offsets __read_mostly;   /* cpu -> unit offset */
129
130 /* group information, used for vm allocation */
131 static int pcpu_nr_groups __read_mostly;
132 static const unsigned long *pcpu_group_offsets __read_mostly;
133 static const size_t *pcpu_group_sizes __read_mostly;
134
135 /*
136  * The first chunk which always exists.  Note that unlike other
137  * chunks, this one can be allocated and mapped in several different
138  * ways and thus often doesn't live in the vmalloc area.
139  */
140 static struct pcpu_chunk *pcpu_first_chunk;
141
142 /*
143  * Optional reserved chunk.  This chunk reserves part of the first
144  * chunk and serves it for reserved allocations.  The amount of
145  * reserved offset is in pcpu_reserved_chunk_limit.  When reserved
146  * area doesn't exist, the following variables contain NULL and 0
147  * respectively.
148  */
149 static struct pcpu_chunk *pcpu_reserved_chunk;
150 static int pcpu_reserved_chunk_limit;
151
152 /*
153  * Synchronization rules.
154  *
155  * There are two locks - pcpu_alloc_mutex and pcpu_lock.  The former
156  * protects allocation/reclaim paths, chunks, populated bitmap and
157  * vmalloc mapping.  The latter is a spinlock and protects the index
158  * data structures - chunk slots, chunks and area maps in chunks.
159  *
160  * During allocation, pcpu_alloc_mutex is kept locked all the time and
161  * pcpu_lock is grabbed and released as necessary.  All actual memory
162  * allocations are done using GFP_KERNEL with pcpu_lock released.  In
163  * general, percpu memory can't be allocated with irq off but
164  * irqsave/restore are still used in alloc path so that it can be used
165  * from early init path - sched_init() specifically.
166  *
167  * Free path accesses and alters only the index data structures, so it
168  * can be safely called from atomic context.  When memory needs to be
169  * returned to the system, free path schedules reclaim_work which
170  * grabs both pcpu_alloc_mutex and pcpu_lock, unlinks chunks to be
171  * reclaimed, release both locks and frees the chunks.  Note that it's
172  * necessary to grab both locks to remove a chunk from circulation as
173  * allocation path might be referencing the chunk with only
174  * pcpu_alloc_mutex locked.
175  */
176 static DEFINE_MUTEX(pcpu_alloc_mutex);  /* protects whole alloc and reclaim */
177 static DEFINE_SPINLOCK(pcpu_lock);      /* protects index data structures */
178
179 static struct list_head *pcpu_slot __read_mostly; /* chunk list slots */
180
181 /* reclaim work to release fully free chunks, scheduled from free path */
182 static void pcpu_reclaim(struct work_struct *work);
183 static DECLARE_WORK(pcpu_reclaim_work, pcpu_reclaim);
184
185 static bool pcpu_addr_in_first_chunk(void *addr)
186 {
187         void *first_start = pcpu_first_chunk->base_addr;
188
189         return addr >= first_start && addr < first_start + pcpu_unit_size;
190 }
191
192 static bool pcpu_addr_in_reserved_chunk(void *addr)
193 {
194         void *first_start = pcpu_first_chunk->base_addr;
195
196         return addr >= first_start &&
197                 addr < first_start + pcpu_reserved_chunk_limit;
198 }
199
200 static int __pcpu_size_to_slot(int size)
201 {
202         int highbit = fls(size);        /* size is in bytes */
203         return max(highbit - PCPU_SLOT_BASE_SHIFT + 2, 1);
204 }
205
206 static int pcpu_size_to_slot(int size)
207 {
208         if (size == pcpu_unit_size)
209                 return pcpu_nr_slots - 1;
210         return __pcpu_size_to_slot(size);
211 }
212
213 static int pcpu_chunk_slot(const struct pcpu_chunk *chunk)
214 {
215         if (chunk->free_size < sizeof(int) || chunk->contig_hint < sizeof(int))
216                 return 0;
217
218         return pcpu_size_to_slot(chunk->free_size);
219 }
220
221 /* set the pointer to a chunk in a page struct */
222 static void pcpu_set_page_chunk(struct page *page, struct pcpu_chunk *pcpu)
223 {
224         page->index = (unsigned long)pcpu;
225 }
226
227 /* obtain pointer to a chunk from a page struct */
228 static struct pcpu_chunk *pcpu_get_page_chunk(struct page *page)
229 {
230         return (struct pcpu_chunk *)page->index;
231 }
232
233 static int __maybe_unused pcpu_page_idx(unsigned int cpu, int page_idx)
234 {
235         return pcpu_unit_map[cpu] * pcpu_unit_pages + page_idx;
236 }
237
238 static unsigned long pcpu_chunk_addr(struct pcpu_chunk *chunk,
239                                      unsigned int cpu, int page_idx)
240 {
241         return (unsigned long)chunk->base_addr + pcpu_unit_offsets[cpu] +
242                 (page_idx << PAGE_SHIFT);
243 }
244
245 static void __maybe_unused pcpu_next_unpop(struct pcpu_chunk *chunk,
246                                            int *rs, int *re, int end)
247 {
248         *rs = find_next_zero_bit(chunk->populated, end, *rs);
249         *re = find_next_bit(chunk->populated, end, *rs + 1);
250 }
251
252 static void __maybe_unused pcpu_next_pop(struct pcpu_chunk *chunk,
253                                          int *rs, int *re, int end)
254 {
255         *rs = find_next_bit(chunk->populated, end, *rs);
256         *re = find_next_zero_bit(chunk->populated, end, *rs + 1);
257 }
258
259 /*
260  * (Un)populated page region iterators.  Iterate over (un)populated
261  * page regions betwen @start and @end in @chunk.  @rs and @re should
262  * be integer variables and will be set to start and end page index of
263  * the current region.
264  */
265 #define pcpu_for_each_unpop_region(chunk, rs, re, start, end)               \
266         for ((rs) = (start), pcpu_next_unpop((chunk), &(rs), &(re), (end)); \
267              (rs) < (re);                                                   \
268              (rs) = (re) + 1, pcpu_next_unpop((chunk), &(rs), &(re), (end)))
269
270 #define pcpu_for_each_pop_region(chunk, rs, re, start, end)                 \
271         for ((rs) = (start), pcpu_next_pop((chunk), &(rs), &(re), (end));   \
272              (rs) < (re);                                                   \
273              (rs) = (re) + 1, pcpu_next_pop((chunk), &(rs), &(re), (end)))
274
275 /**
276  * pcpu_mem_alloc - allocate memory
277  * @size: bytes to allocate
278  *
279  * Allocate @size bytes.  If @size is smaller than PAGE_SIZE,
280  * kzalloc() is used; otherwise, vmalloc() is used.  The returned
281  * memory is always zeroed.
282  *
283  * CONTEXT:
284  * Does GFP_KERNEL allocation.
285  *
286  * RETURNS:
287  * Pointer to the allocated area on success, NULL on failure.
288  */
289 static void *pcpu_mem_alloc(size_t size)
290 {
291         if (WARN_ON_ONCE(!slab_is_available()))
292                 return NULL;
293
294         if (size <= PAGE_SIZE)
295                 return kzalloc(size, GFP_KERNEL);
296         else {
297                 void *ptr = vmalloc(size);
298                 if (ptr)
299                         memset(ptr, 0, size);
300                 return ptr;
301         }
302 }
303
304 /**
305  * pcpu_mem_free - free memory
306  * @ptr: memory to free
307  * @size: size of the area
308  *
309  * Free @ptr.  @ptr should have been allocated using pcpu_mem_alloc().
310  */
311 static void pcpu_mem_free(void *ptr, size_t size)
312 {
313         if (size <= PAGE_SIZE)
314                 kfree(ptr);
315         else
316                 vfree(ptr);
317 }
318
319 /**
320  * pcpu_chunk_relocate - put chunk in the appropriate chunk slot
321  * @chunk: chunk of interest
322  * @oslot: the previous slot it was on
323  *
324  * This function is called after an allocation or free changed @chunk.
325  * New slot according to the changed state is determined and @chunk is
326  * moved to the slot.  Note that the reserved chunk is never put on
327  * chunk slots.
328  *
329  * CONTEXT:
330  * pcpu_lock.
331  */
332 static void pcpu_chunk_relocate(struct pcpu_chunk *chunk, int oslot)
333 {
334         int nslot = pcpu_chunk_slot(chunk);
335
336         if (chunk != pcpu_reserved_chunk && oslot != nslot) {
337                 if (oslot < nslot)
338                         list_move(&chunk->list, &pcpu_slot[nslot]);
339                 else
340                         list_move_tail(&chunk->list, &pcpu_slot[nslot]);
341         }
342 }
343
344 /**
345  * pcpu_need_to_extend - determine whether chunk area map needs to be extended
346  * @chunk: chunk of interest
347  *
348  * Determine whether area map of @chunk needs to be extended to
349  * accomodate a new allocation.
350  *
351  * CONTEXT:
352  * pcpu_lock.
353  *
354  * RETURNS:
355  * New target map allocation length if extension is necessary, 0
356  * otherwise.
357  */
358 static int pcpu_need_to_extend(struct pcpu_chunk *chunk)
359 {
360         int new_alloc;
361
362         if (chunk->map_alloc >= chunk->map_used + 2)
363                 return 0;
364
365         new_alloc = PCPU_DFL_MAP_ALLOC;
366         while (new_alloc < chunk->map_used + 2)
367                 new_alloc *= 2;
368
369         return new_alloc;
370 }
371
372 /**
373  * pcpu_extend_area_map - extend area map of a chunk
374  * @chunk: chunk of interest
375  * @new_alloc: new target allocation length of the area map
376  *
377  * Extend area map of @chunk to have @new_alloc entries.
378  *
379  * CONTEXT:
380  * Does GFP_KERNEL allocation.  Grabs and releases pcpu_lock.
381  *
382  * RETURNS:
383  * 0 on success, -errno on failure.
384  */
385 static int pcpu_extend_area_map(struct pcpu_chunk *chunk, int new_alloc)
386 {
387         int *old = NULL, *new = NULL;
388         size_t old_size = 0, new_size = new_alloc * sizeof(new[0]);
389         unsigned long flags;
390
391         new = pcpu_mem_alloc(new_size);
392         if (!new)
393                 return -ENOMEM;
394
395         /* acquire pcpu_lock and switch to new area map */
396         spin_lock_irqsave(&pcpu_lock, flags);
397
398         if (new_alloc <= chunk->map_alloc)
399                 goto out_unlock;
400
401         old_size = chunk->map_alloc * sizeof(chunk->map[0]);
402         old = chunk->map;
403
404         memcpy(new, old, old_size);
405
406         chunk->map_alloc = new_alloc;
407         chunk->map = new;
408         new = NULL;
409
410 out_unlock:
411         spin_unlock_irqrestore(&pcpu_lock, flags);
412
413         /*
414          * pcpu_mem_free() might end up calling vfree() which uses
415          * IRQ-unsafe lock and thus can't be called under pcpu_lock.
416          */
417         pcpu_mem_free(old, old_size);
418         pcpu_mem_free(new, new_size);
419
420         return 0;
421 }
422
423 /**
424  * pcpu_split_block - split a map block
425  * @chunk: chunk of interest
426  * @i: index of map block to split
427  * @head: head size in bytes (can be 0)
428  * @tail: tail size in bytes (can be 0)
429  *
430  * Split the @i'th map block into two or three blocks.  If @head is
431  * non-zero, @head bytes block is inserted before block @i moving it
432  * to @i+1 and reducing its size by @head bytes.
433  *
434  * If @tail is non-zero, the target block, which can be @i or @i+1
435  * depending on @head, is reduced by @tail bytes and @tail byte block
436  * is inserted after the target block.
437  *
438  * @chunk->map must have enough free slots to accomodate the split.
439  *
440  * CONTEXT:
441  * pcpu_lock.
442  */
443 static void pcpu_split_block(struct pcpu_chunk *chunk, int i,
444                              int head, int tail)
445 {
446         int nr_extra = !!head + !!tail;
447
448         BUG_ON(chunk->map_alloc < chunk->map_used + nr_extra);
449
450         /* insert new subblocks */
451         memmove(&chunk->map[i + nr_extra], &chunk->map[i],
452                 sizeof(chunk->map[0]) * (chunk->map_used - i));
453         chunk->map_used += nr_extra;
454
455         if (head) {
456                 chunk->map[i + 1] = chunk->map[i] - head;
457                 chunk->map[i++] = head;
458         }
459         if (tail) {
460                 chunk->map[i++] -= tail;
461                 chunk->map[i] = tail;
462         }
463 }
464
465 /**
466  * pcpu_alloc_area - allocate area from a pcpu_chunk
467  * @chunk: chunk of interest
468  * @size: wanted size in bytes
469  * @align: wanted align
470  *
471  * Try to allocate @size bytes area aligned at @align from @chunk.
472  * Note that this function only allocates the offset.  It doesn't
473  * populate or map the area.
474  *
475  * @chunk->map must have at least two free slots.
476  *
477  * CONTEXT:
478  * pcpu_lock.
479  *
480  * RETURNS:
481  * Allocated offset in @chunk on success, -1 if no matching area is
482  * found.
483  */
484 static int pcpu_alloc_area(struct pcpu_chunk *chunk, int size, int align)
485 {
486         int oslot = pcpu_chunk_slot(chunk);
487         int max_contig = 0;
488         int i, off;
489
490         for (i = 0, off = 0; i < chunk->map_used; off += abs(chunk->map[i++])) {
491                 bool is_last = i + 1 == chunk->map_used;
492                 int head, tail;
493
494                 /* extra for alignment requirement */
495                 head = ALIGN(off, align) - off;
496                 BUG_ON(i == 0 && head != 0);
497
498                 if (chunk->map[i] < 0)
499                         continue;
500                 if (chunk->map[i] < head + size) {
501                         max_contig = max(chunk->map[i], max_contig);
502                         continue;
503                 }
504
505                 /*
506                  * If head is small or the previous block is free,
507                  * merge'em.  Note that 'small' is defined as smaller
508                  * than sizeof(int), which is very small but isn't too
509                  * uncommon for percpu allocations.
510                  */
511                 if (head && (head < sizeof(int) || chunk->map[i - 1] > 0)) {
512                         if (chunk->map[i - 1] > 0)
513                                 chunk->map[i - 1] += head;
514                         else {
515                                 chunk->map[i - 1] -= head;
516                                 chunk->free_size -= head;
517                         }
518                         chunk->map[i] -= head;
519                         off += head;
520                         head = 0;
521                 }
522
523                 /* if tail is small, just keep it around */
524                 tail = chunk->map[i] - head - size;
525                 if (tail < sizeof(int))
526                         tail = 0;
527
528                 /* split if warranted */
529                 if (head || tail) {
530                         pcpu_split_block(chunk, i, head, tail);
531                         if (head) {
532                                 i++;
533                                 off += head;
534                                 max_contig = max(chunk->map[i - 1], max_contig);
535                         }
536                         if (tail)
537                                 max_contig = max(chunk->map[i + 1], max_contig);
538                 }
539
540                 /* update hint and mark allocated */
541                 if (is_last)
542                         chunk->contig_hint = max_contig; /* fully scanned */
543                 else
544                         chunk->contig_hint = max(chunk->contig_hint,
545                                                  max_contig);
546
547                 chunk->free_size -= chunk->map[i];
548                 chunk->map[i] = -chunk->map[i];
549
550                 pcpu_chunk_relocate(chunk, oslot);
551                 return off;
552         }
553
554         chunk->contig_hint = max_contig;        /* fully scanned */
555         pcpu_chunk_relocate(chunk, oslot);
556
557         /* tell the upper layer that this chunk has no matching area */
558         return -1;
559 }
560
561 /**
562  * pcpu_free_area - free area to a pcpu_chunk
563  * @chunk: chunk of interest
564  * @freeme: offset of area to free
565  *
566  * Free area starting from @freeme to @chunk.  Note that this function
567  * only modifies the allocation map.  It doesn't depopulate or unmap
568  * the area.
569  *
570  * CONTEXT:
571  * pcpu_lock.
572  */
573 static void pcpu_free_area(struct pcpu_chunk *chunk, int freeme)
574 {
575         int oslot = pcpu_chunk_slot(chunk);
576         int i, off;
577
578         for (i = 0, off = 0; i < chunk->map_used; off += abs(chunk->map[i++]))
579                 if (off == freeme)
580                         break;
581         BUG_ON(off != freeme);
582         BUG_ON(chunk->map[i] > 0);
583
584         chunk->map[i] = -chunk->map[i];
585         chunk->free_size += chunk->map[i];
586
587         /* merge with previous? */
588         if (i > 0 && chunk->map[i - 1] >= 0) {
589                 chunk->map[i - 1] += chunk->map[i];
590                 chunk->map_used--;
591                 memmove(&chunk->map[i], &chunk->map[i + 1],
592                         (chunk->map_used - i) * sizeof(chunk->map[0]));
593                 i--;
594         }
595         /* merge with next? */
596         if (i + 1 < chunk->map_used && chunk->map[i + 1] >= 0) {
597                 chunk->map[i] += chunk->map[i + 1];
598                 chunk->map_used--;
599                 memmove(&chunk->map[i + 1], &chunk->map[i + 2],
600                         (chunk->map_used - (i + 1)) * sizeof(chunk->map[0]));
601         }
602
603         chunk->contig_hint = max(chunk->map[i], chunk->contig_hint);
604         pcpu_chunk_relocate(chunk, oslot);
605 }
606
607 static struct pcpu_chunk *pcpu_alloc_chunk(void)
608 {
609         struct pcpu_chunk *chunk;
610
611         chunk = pcpu_mem_alloc(pcpu_chunk_struct_size);
612         if (!chunk)
613                 return NULL;
614
615         chunk->map = pcpu_mem_alloc(PCPU_DFL_MAP_ALLOC * sizeof(chunk->map[0]));
616         if (!chunk->map) {
617                 kfree(chunk);
618                 return NULL;
619         }
620
621         chunk->map_alloc = PCPU_DFL_MAP_ALLOC;
622         chunk->map[chunk->map_used++] = pcpu_unit_size;
623
624         INIT_LIST_HEAD(&chunk->list);
625         chunk->free_size = pcpu_unit_size;
626         chunk->contig_hint = pcpu_unit_size;
627
628         return chunk;
629 }
630
631 static void pcpu_free_chunk(struct pcpu_chunk *chunk)
632 {
633         if (!chunk)
634                 return;
635         pcpu_mem_free(chunk->map, chunk->map_alloc * sizeof(chunk->map[0]));
636         kfree(chunk);
637 }
638
639 /*
640  * Chunk management implementation.
641  *
642  * To allow different implementations, chunk alloc/free and
643  * [de]population are implemented in a separate file which is pulled
644  * into this file and compiled together.  The following functions
645  * should be implemented.
646  *
647  * pcpu_populate_chunk          - populate the specified range of a chunk
648  * pcpu_depopulate_chunk        - depopulate the specified range of a chunk
649  * pcpu_create_chunk            - create a new chunk
650  * pcpu_destroy_chunk           - destroy a chunk, always preceded by full depop
651  * pcpu_addr_to_page            - translate address to physical address
652  * pcpu_verify_alloc_info       - check alloc_info is acceptable during init
653  */
654 static int pcpu_populate_chunk(struct pcpu_chunk *chunk, int off, int size);
655 static void pcpu_depopulate_chunk(struct pcpu_chunk *chunk, int off, int size);
656 static struct pcpu_chunk *pcpu_create_chunk(void);
657 static void pcpu_destroy_chunk(struct pcpu_chunk *chunk);
658 static struct page *pcpu_addr_to_page(void *addr);
659 static int __init pcpu_verify_alloc_info(const struct pcpu_alloc_info *ai);
660
661 #ifdef CONFIG_NEED_PER_CPU_KM
662 #include "percpu-km.c"
663 #else
664 #include "percpu-vm.c"
665 #endif
666
667 /**
668  * pcpu_chunk_addr_search - determine chunk containing specified address
669  * @addr: address for which the chunk needs to be determined.
670  *
671  * RETURNS:
672  * The address of the found chunk.
673  */
674 static struct pcpu_chunk *pcpu_chunk_addr_search(void *addr)
675 {
676         /* is it in the first chunk? */
677         if (pcpu_addr_in_first_chunk(addr)) {
678                 /* is it in the reserved area? */
679                 if (pcpu_addr_in_reserved_chunk(addr))
680                         return pcpu_reserved_chunk;
681                 return pcpu_first_chunk;
682         }
683
684         /*
685          * The address is relative to unit0 which might be unused and
686          * thus unmapped.  Offset the address to the unit space of the
687          * current processor before looking it up in the vmalloc
688          * space.  Note that any possible cpu id can be used here, so
689          * there's no need to worry about preemption or cpu hotplug.
690          */
691         addr += pcpu_unit_offsets[raw_smp_processor_id()];
692         return pcpu_get_page_chunk(pcpu_addr_to_page(addr));
693 }
694
695 /**
696  * pcpu_alloc - the percpu allocator
697  * @size: size of area to allocate in bytes
698  * @align: alignment of area (max PAGE_SIZE)
699  * @reserved: allocate from the reserved chunk if available
700  *
701  * Allocate percpu area of @size bytes aligned at @align.
702  *
703  * CONTEXT:
704  * Does GFP_KERNEL allocation.
705  *
706  * RETURNS:
707  * Percpu pointer to the allocated area on success, NULL on failure.
708  */
709 static void __percpu *pcpu_alloc(size_t size, size_t align, bool reserved)
710 {
711         static int warn_limit = 10;
712         struct pcpu_chunk *chunk;
713         const char *err;
714         int slot, off, new_alloc;
715         unsigned long flags;
716
717         if (unlikely(!size || size > PCPU_MIN_UNIT_SIZE || align > PAGE_SIZE)) {
718                 WARN(true, "illegal size (%zu) or align (%zu) for "
719                      "percpu allocation\n", size, align);
720                 return NULL;
721         }
722
723         mutex_lock(&pcpu_alloc_mutex);
724         spin_lock_irqsave(&pcpu_lock, flags);
725
726         /* serve reserved allocations from the reserved chunk if available */
727         if (reserved && pcpu_reserved_chunk) {
728                 chunk = pcpu_reserved_chunk;
729
730                 if (size > chunk->contig_hint) {
731                         err = "alloc from reserved chunk failed";
732                         goto fail_unlock;
733                 }
734
735                 while ((new_alloc = pcpu_need_to_extend(chunk))) {
736                         spin_unlock_irqrestore(&pcpu_lock, flags);
737                         if (pcpu_extend_area_map(chunk, new_alloc) < 0) {
738                                 err = "failed to extend area map of reserved chunk";
739                                 goto fail_unlock_mutex;
740                         }
741                         spin_lock_irqsave(&pcpu_lock, flags);
742                 }
743
744                 off = pcpu_alloc_area(chunk, size, align);
745                 if (off >= 0)
746                         goto area_found;
747
748                 err = "alloc from reserved chunk failed";
749                 goto fail_unlock;
750         }
751
752 restart:
753         /* search through normal chunks */
754         for (slot = pcpu_size_to_slot(size); slot < pcpu_nr_slots; slot++) {
755                 list_for_each_entry(chunk, &pcpu_slot[slot], list) {
756                         if (size > chunk->contig_hint)
757                                 continue;
758
759                         new_alloc = pcpu_need_to_extend(chunk);
760                         if (new_alloc) {
761                                 spin_unlock_irqrestore(&pcpu_lock, flags);
762                                 if (pcpu_extend_area_map(chunk,
763                                                          new_alloc) < 0) {
764                                         err = "failed to extend area map";
765                                         goto fail_unlock_mutex;
766                                 }
767                                 spin_lock_irqsave(&pcpu_lock, flags);
768                                 /*
769                                  * pcpu_lock has been dropped, need to
770                                  * restart cpu_slot list walking.
771                                  */
772                                 goto restart;
773                         }
774
775                         off = pcpu_alloc_area(chunk, size, align);
776                         if (off >= 0)
777                                 goto area_found;
778                 }
779         }
780
781         /* hmmm... no space left, create a new chunk */
782         spin_unlock_irqrestore(&pcpu_lock, flags);
783
784         chunk = pcpu_create_chunk();
785         if (!chunk) {
786                 err = "failed to allocate new chunk";
787                 goto fail_unlock_mutex;
788         }
789
790         spin_lock_irqsave(&pcpu_lock, flags);
791         pcpu_chunk_relocate(chunk, -1);
792         goto restart;
793
794 area_found:
795         spin_unlock_irqrestore(&pcpu_lock, flags);
796
797         /* populate, map and clear the area */
798         if (pcpu_populate_chunk(chunk, off, size)) {
799                 spin_lock_irqsave(&pcpu_lock, flags);
800                 pcpu_free_area(chunk, off);
801                 err = "failed to populate";
802                 goto fail_unlock;
803         }
804
805         mutex_unlock(&pcpu_alloc_mutex);
806
807         /* return address relative to base address */
808         return __addr_to_pcpu_ptr(chunk->base_addr + off);
809
810 fail_unlock:
811         spin_unlock_irqrestore(&pcpu_lock, flags);
812 fail_unlock_mutex:
813         mutex_unlock(&pcpu_alloc_mutex);
814         if (warn_limit) {
815                 pr_warning("PERCPU: allocation failed, size=%zu align=%zu, "
816                            "%s\n", size, align, err);
817                 dump_stack();
818                 if (!--warn_limit)
819                         pr_info("PERCPU: limit reached, disable warning\n");
820         }
821         return NULL;
822 }
823
824 /**
825  * __alloc_percpu - allocate dynamic percpu area
826  * @size: size of area to allocate in bytes
827  * @align: alignment of area (max PAGE_SIZE)
828  *
829  * Allocate percpu area of @size bytes aligned at @align.  Might
830  * sleep.  Might trigger writeouts.
831  *
832  * CONTEXT:
833  * Does GFP_KERNEL allocation.
834  *
835  * RETURNS:
836  * Percpu pointer to the allocated area on success, NULL on failure.
837  */
838 void __percpu *__alloc_percpu(size_t size, size_t align)
839 {
840         return pcpu_alloc(size, align, false);
841 }
842 EXPORT_SYMBOL_GPL(__alloc_percpu);
843
844 /**
845  * __alloc_reserved_percpu - allocate reserved percpu area
846  * @size: size of area to allocate in bytes
847  * @align: alignment of area (max PAGE_SIZE)
848  *
849  * Allocate percpu area of @size bytes aligned at @align from reserved
850  * percpu area if arch has set it up; otherwise, allocation is served
851  * from the same dynamic area.  Might sleep.  Might trigger writeouts.
852  *
853  * CONTEXT:
854  * Does GFP_KERNEL allocation.
855  *
856  * RETURNS:
857  * Percpu pointer to the allocated area on success, NULL on failure.
858  */
859 void __percpu *__alloc_reserved_percpu(size_t size, size_t align)
860 {
861         return pcpu_alloc(size, align, true);
862 }
863
864 /**
865  * pcpu_reclaim - reclaim fully free chunks, workqueue function
866  * @work: unused
867  *
868  * Reclaim all fully free chunks except for the first one.
869  *
870  * CONTEXT:
871  * workqueue context.
872  */
873 static void pcpu_reclaim(struct work_struct *work)
874 {
875         LIST_HEAD(todo);
876         struct list_head *head = &pcpu_slot[pcpu_nr_slots - 1];
877         struct pcpu_chunk *chunk, *next;
878
879         mutex_lock(&pcpu_alloc_mutex);
880         spin_lock_irq(&pcpu_lock);
881
882         list_for_each_entry_safe(chunk, next, head, list) {
883                 WARN_ON(chunk->immutable);
884
885                 /* spare the first one */
886                 if (chunk == list_first_entry(head, struct pcpu_chunk, list))
887                         continue;
888
889                 list_move(&chunk->list, &todo);
890         }
891
892         spin_unlock_irq(&pcpu_lock);
893
894         list_for_each_entry_safe(chunk, next, &todo, list) {
895                 pcpu_depopulate_chunk(chunk, 0, pcpu_unit_size);
896                 pcpu_destroy_chunk(chunk);
897         }
898
899         mutex_unlock(&pcpu_alloc_mutex);
900 }
901
902 /**
903  * free_percpu - free percpu area
904  * @ptr: pointer to area to free
905  *
906  * Free percpu area @ptr.
907  *
908  * CONTEXT:
909  * Can be called from atomic context.
910  */
911 void free_percpu(void __percpu *ptr)
912 {
913         void *addr;
914         struct pcpu_chunk *chunk;
915         unsigned long flags;
916         int off;
917
918         if (!ptr)
919                 return;
920
921         addr = __pcpu_ptr_to_addr(ptr);
922
923         spin_lock_irqsave(&pcpu_lock, flags);
924
925         chunk = pcpu_chunk_addr_search(addr);
926         off = addr - chunk->base_addr;
927
928         pcpu_free_area(chunk, off);
929
930         /* if there are more than one fully free chunks, wake up grim reaper */
931         if (chunk->free_size == pcpu_unit_size) {
932                 struct pcpu_chunk *pos;
933
934                 list_for_each_entry(pos, &pcpu_slot[pcpu_nr_slots - 1], list)
935                         if (pos != chunk) {
936                                 schedule_work(&pcpu_reclaim_work);
937                                 break;
938                         }
939         }
940
941         spin_unlock_irqrestore(&pcpu_lock, flags);
942 }
943 EXPORT_SYMBOL_GPL(free_percpu);
944
945 /**
946  * is_kernel_percpu_address - test whether address is from static percpu area
947  * @addr: address to test
948  *
949  * Test whether @addr belongs to in-kernel static percpu area.  Module
950  * static percpu areas are not considered.  For those, use
951  * is_module_percpu_address().
952  *
953  * RETURNS:
954  * %true if @addr is from in-kernel static percpu area, %false otherwise.
955  */
956 bool is_kernel_percpu_address(unsigned long addr)
957 {
958 #ifdef CONFIG_SMP
959         const size_t static_size = __per_cpu_end - __per_cpu_start;
960         void __percpu *base = __addr_to_pcpu_ptr(pcpu_base_addr);
961         unsigned int cpu;
962
963         for_each_possible_cpu(cpu) {
964                 void *start = per_cpu_ptr(base, cpu);
965
966                 if ((void *)addr >= start && (void *)addr < start + static_size)
967                         return true;
968         }
969 #endif
970         /* on UP, can't distinguish from other static vars, always false */
971         return false;
972 }
973
974 /**
975  * per_cpu_ptr_to_phys - convert translated percpu address to physical address
976  * @addr: the address to be converted to physical address
977  *
978  * Given @addr which is dereferenceable address obtained via one of
979  * percpu access macros, this function translates it into its physical
980  * address.  The caller is responsible for ensuring @addr stays valid
981  * until this function finishes.
982  *
983  * RETURNS:
984  * The physical address for @addr.
985  */
986 phys_addr_t per_cpu_ptr_to_phys(void *addr)
987 {
988         void __percpu *base = __addr_to_pcpu_ptr(pcpu_base_addr);
989         bool in_first_chunk = false;
990         unsigned long first_start, first_end;
991         unsigned int cpu;
992
993         /*
994          * The following test on first_start/end isn't strictly
995          * necessary but will speed up lookups of addresses which
996          * aren't in the first chunk.
997          */
998         first_start = pcpu_chunk_addr(pcpu_first_chunk, pcpu_first_unit_cpu, 0);
999         first_end = pcpu_chunk_addr(pcpu_first_chunk, pcpu_last_unit_cpu,
1000                                     pcpu_unit_pages);
1001         if ((unsigned long)addr >= first_start &&
1002             (unsigned long)addr < first_end) {
1003                 for_each_possible_cpu(cpu) {
1004                         void *start = per_cpu_ptr(base, cpu);
1005
1006                         if (addr >= start && addr < start + pcpu_unit_size) {
1007                                 in_first_chunk = true;
1008                                 break;
1009                         }
1010                 }
1011         }
1012
1013         if (in_first_chunk) {
1014                 if ((unsigned long)addr < VMALLOC_START ||
1015                     (unsigned long)addr >= VMALLOC_END)
1016                         return __pa(addr);
1017                 else
1018                         return page_to_phys(vmalloc_to_page(addr));
1019         } else
1020                 return page_to_phys(pcpu_addr_to_page(addr));
1021 }
1022
1023 /**
1024  * pcpu_alloc_alloc_info - allocate percpu allocation info
1025  * @nr_groups: the number of groups
1026  * @nr_units: the number of units
1027  *
1028  * Allocate ai which is large enough for @nr_groups groups containing
1029  * @nr_units units.  The returned ai's groups[0].cpu_map points to the
1030  * cpu_map array which is long enough for @nr_units and filled with
1031  * NR_CPUS.  It's the caller's responsibility to initialize cpu_map
1032  * pointer of other groups.
1033  *
1034  * RETURNS:
1035  * Pointer to the allocated pcpu_alloc_info on success, NULL on
1036  * failure.
1037  */
1038 struct pcpu_alloc_info * __init pcpu_alloc_alloc_info(int nr_groups,
1039                                                       int nr_units)
1040 {
1041         struct pcpu_alloc_info *ai;
1042         size_t base_size, ai_size;
1043         void *ptr;
1044         int unit;
1045
1046         base_size = ALIGN(sizeof(*ai) + nr_groups * sizeof(ai->groups[0]),
1047                           __alignof__(ai->groups[0].cpu_map[0]));
1048         ai_size = base_size + nr_units * sizeof(ai->groups[0].cpu_map[0]);
1049
1050         ptr = alloc_bootmem_nopanic(PFN_ALIGN(ai_size));
1051         if (!ptr)
1052                 return NULL;
1053         ai = ptr;
1054         ptr += base_size;
1055
1056         ai->groups[0].cpu_map = ptr;
1057
1058         for (unit = 0; unit < nr_units; unit++)
1059                 ai->groups[0].cpu_map[unit] = NR_CPUS;
1060
1061         ai->nr_groups = nr_groups;
1062         ai->__ai_size = PFN_ALIGN(ai_size);
1063
1064         return ai;
1065 }
1066
1067 /**
1068  * pcpu_free_alloc_info - free percpu allocation info
1069  * @ai: pcpu_alloc_info to free
1070  *
1071  * Free @ai which was allocated by pcpu_alloc_alloc_info().
1072  */
1073 void __init pcpu_free_alloc_info(struct pcpu_alloc_info *ai)
1074 {
1075         free_bootmem(__pa(ai), ai->__ai_size);
1076 }
1077
1078 #if defined(CONFIG_SMP) && (defined(CONFIG_NEED_PER_CPU_EMBED_FIRST_CHUNK) || \
1079                             defined(CONFIG_NEED_PER_CPU_PAGE_FIRST_CHUNK))
1080 /**
1081  * pcpu_build_alloc_info - build alloc_info considering distances between CPUs
1082  * @reserved_size: the size of reserved percpu area in bytes
1083  * @dyn_size: minimum free size for dynamic allocation in bytes
1084  * @atom_size: allocation atom size
1085  * @cpu_distance_fn: callback to determine distance between cpus, optional
1086  *
1087  * This function determines grouping of units, their mappings to cpus
1088  * and other parameters considering needed percpu size, allocation
1089  * atom size and distances between CPUs.
1090  *
1091  * Groups are always mutliples of atom size and CPUs which are of
1092  * LOCAL_DISTANCE both ways are grouped together and share space for
1093  * units in the same group.  The returned configuration is guaranteed
1094  * to have CPUs on different nodes on different groups and >=75% usage
1095  * of allocated virtual address space.
1096  *
1097  * RETURNS:
1098  * On success, pointer to the new allocation_info is returned.  On
1099  * failure, ERR_PTR value is returned.
1100  */
1101 static struct pcpu_alloc_info * __init pcpu_build_alloc_info(
1102                                 size_t reserved_size, size_t dyn_size,
1103                                 size_t atom_size,
1104                                 pcpu_fc_cpu_distance_fn_t cpu_distance_fn)
1105 {
1106         static int group_map[NR_CPUS] __initdata;
1107         static int group_cnt[NR_CPUS] __initdata;
1108         const size_t static_size = __per_cpu_end - __per_cpu_start;
1109         int nr_groups = 1, nr_units = 0;
1110         size_t size_sum, min_unit_size, alloc_size;
1111         int upa, max_upa, uninitialized_var(best_upa);  /* units_per_alloc */
1112         int last_allocs, group, unit;
1113         unsigned int cpu, tcpu;
1114         struct pcpu_alloc_info *ai;
1115         unsigned int *cpu_map;
1116
1117         /* this function may be called multiple times */
1118         memset(group_map, 0, sizeof(group_map));
1119         memset(group_cnt, 0, sizeof(group_cnt));
1120
1121         /* calculate size_sum and ensure dyn_size is enough for early alloc */
1122         size_sum = PFN_ALIGN(static_size + reserved_size +
1123                             max_t(size_t, dyn_size, PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE));
1124         dyn_size = size_sum - static_size - reserved_size;
1125
1126         /*
1127          * Determine min_unit_size, alloc_size and max_upa such that
1128          * alloc_size is multiple of atom_size and is the smallest
1129          * which can accomodate 4k aligned segments which are equal to
1130          * or larger than min_unit_size.
1131          */
1132         min_unit_size = max_t(size_t, size_sum, PCPU_MIN_UNIT_SIZE);
1133
1134         alloc_size = roundup(min_unit_size, atom_size);
1135         upa = alloc_size / min_unit_size;
1136         while (alloc_size % upa || ((alloc_size / upa) & ~PAGE_MASK))
1137                 upa--;
1138         max_upa = upa;
1139
1140         /* group cpus according to their proximity */
1141         for_each_possible_cpu(cpu) {
1142                 group = 0;
1143         next_group:
1144                 for_each_possible_cpu(tcpu) {
1145                         if (cpu == tcpu)
1146                                 break;
1147                         if (group_map[tcpu] == group && cpu_distance_fn &&
1148                             (cpu_distance_fn(cpu, tcpu) > LOCAL_DISTANCE ||
1149                              cpu_distance_fn(tcpu, cpu) > LOCAL_DISTANCE)) {
1150                                 group++;
1151                                 nr_groups = max(nr_groups, group + 1);
1152                                 goto next_group;
1153                         }
1154                 }
1155                 group_map[cpu] = group;
1156                 group_cnt[group]++;
1157         }
1158
1159         /*
1160          * Expand unit size until address space usage goes over 75%
1161          * and then as much as possible without using more address
1162          * space.
1163          */
1164         last_allocs = INT_MAX;
1165         for (upa = max_upa; upa; upa--) {
1166                 int allocs = 0, wasted = 0;
1167
1168                 if (alloc_size % upa || ((alloc_size / upa) & ~PAGE_MASK))
1169                         continue;
1170
1171                 for (group = 0; group < nr_groups; group++) {
1172                         int this_allocs = DIV_ROUND_UP(group_cnt[group], upa);
1173                         allocs += this_allocs;
1174                         wasted += this_allocs * upa - group_cnt[group];
1175                 }
1176
1177                 /*
1178                  * Don't accept if wastage is over 1/3.  The
1179                  * greater-than comparison ensures upa==1 always
1180                  * passes the following check.
1181                  */
1182                 if (wasted > num_possible_cpus() / 3)
1183                         continue;
1184
1185                 /* and then don't consume more memory */
1186                 if (allocs > last_allocs)
1187                         break;
1188                 last_allocs = allocs;
1189                 best_upa = upa;
1190         }
1191         upa = best_upa;
1192
1193         /* allocate and fill alloc_info */
1194         for (group = 0; group < nr_groups; group++)
1195                 nr_units += roundup(group_cnt[group], upa);
1196
1197         ai = pcpu_alloc_alloc_info(nr_groups, nr_units);
1198         if (!ai)
1199                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1200         cpu_map = ai->groups[0].cpu_map;
1201
1202         for (group = 0; group < nr_groups; group++) {
1203                 ai->groups[group].cpu_map = cpu_map;
1204                 cpu_map += roundup(group_cnt[group], upa);
1205         }
1206
1207         ai->static_size = static_size;
1208         ai->reserved_size = reserved_size;
1209         ai->dyn_size = dyn_size;
1210         ai->unit_size = alloc_size / upa;
1211         ai->atom_size = atom_size;
1212         ai->alloc_size = alloc_size;
1213
1214         for (group = 0, unit = 0; group_cnt[group]; group++) {
1215                 struct pcpu_group_info *gi = &ai->groups[group];
1216
1217                 /*
1218                  * Initialize base_offset as if all groups are located
1219                  * back-to-back.  The caller should update this to
1220                  * reflect actual allocation.
1221                  */
1222                 gi->base_offset = unit * ai->unit_size;
1223
1224                 for_each_possible_cpu(cpu)
1225                         if (group_map[cpu] == group)
1226                                 gi->cpu_map[gi->nr_units++] = cpu;
1227                 gi->nr_units = roundup(gi->nr_units, upa);
1228                 unit += gi->nr_units;
1229         }
1230         BUG_ON(unit != nr_units);
1231
1232         return ai;
1233 }
1234 #endif  /* CONFIG_SMP && (CONFIG_NEED_PER_CPU_EMBED_FIRST_CHUNK ||
1235                           CONFIG_NEED_PER_CPU_PAGE_FIRST_CHUNK) */
1236
1237 /**
1238  * pcpu_dump_alloc_info - print out information about pcpu_alloc_info
1239  * @lvl: loglevel
1240  * @ai: allocation info to dump
1241  *
1242  * Print out information about @ai using loglevel @lvl.
1243  */
1244 static void pcpu_dump_alloc_info(const char *lvl,
1245                                  const struct pcpu_alloc_info *ai)
1246 {
1247         int group_width = 1, cpu_width = 1, width;
1248         char empty_str[] = "--------";
1249         int alloc = 0, alloc_end = 0;
1250         int group, v;
1251         int upa, apl;   /* units per alloc, allocs per line */
1252
1253         v = ai->nr_groups;
1254         while (v /= 10)
1255                 group_width++;
1256
1257         v = num_possible_cpus();
1258         while (v /= 10)
1259                 cpu_width++;
1260         empty_str[min_t(int, cpu_width, sizeof(empty_str) - 1)] = '\0';
1261
1262         upa = ai->alloc_size / ai->unit_size;
1263         width = upa * (cpu_width + 1) + group_width + 3;
1264         apl = rounddown_pow_of_two(max(60 / width, 1));
1265
1266         printk("%spcpu-alloc: s%zu r%zu d%zu u%zu alloc=%zu*%zu",
1267                lvl, ai->static_size, ai->reserved_size, ai->dyn_size,
1268                ai->unit_size, ai->alloc_size / ai->atom_size, ai->atom_size);
1269
1270         for (group = 0; group < ai->nr_groups; group++) {
1271                 const struct pcpu_group_info *gi = &ai->groups[group];
1272                 int unit = 0, unit_end = 0;
1273
1274                 BUG_ON(gi->nr_units % upa);
1275                 for (alloc_end += gi->nr_units / upa;
1276                      alloc < alloc_end; alloc++) {
1277                         if (!(alloc % apl)) {
1278                                 printk("\n");
1279                                 printk("%spcpu-alloc: ", lvl);
1280                         }
1281                         printk("[%0*d] ", group_width, group);
1282
1283                         for (unit_end += upa; unit < unit_end; unit++)
1284                                 if (gi->cpu_map[unit] != NR_CPUS)
1285                                         printk("%0*d ", cpu_width,
1286                                                gi->cpu_map[unit]);
1287                                 else
1288                                         printk("%s ", empty_str);
1289                 }
1290         }
1291         printk("\n");
1292 }
1293
1294 /**
1295  * pcpu_setup_first_chunk - initialize the first percpu chunk
1296  * @ai: pcpu_alloc_info describing how to percpu area is shaped
1297  * @base_addr: mapped address
1298  *
1299  * Initialize the first percpu chunk which contains the kernel static
1300  * perpcu area.  This function is to be called from arch percpu area
1301  * setup path.
1302  *
1303  * @ai contains all information necessary to initialize the first
1304  * chunk and prime the dynamic percpu allocator.
1305  *
1306  * @ai->static_size is the size of static percpu area.
1307  *
1308  * @ai->reserved_size, if non-zero, specifies the amount of bytes to
1309  * reserve after the static area in the first chunk.  This reserves
1310  * the first chunk such that it's available only through reserved
1311  * percpu allocation.  This is primarily used to serve module percpu
1312  * static areas on architectures where the addressing model has
1313  * limited offset range for symbol relocations to guarantee module
1314  * percpu symbols fall inside the relocatable range.
1315  *
1316  * @ai->dyn_size determines the number of bytes available for dynamic
1317  * allocation in the first chunk.  The area between @ai->static_size +
1318  * @ai->reserved_size + @ai->dyn_size and @ai->unit_size is unused.
1319  *
1320  * @ai->unit_size specifies unit size and must be aligned to PAGE_SIZE
1321  * and equal to or larger than @ai->static_size + @ai->reserved_size +
1322  * @ai->dyn_size.
1323  *
1324  * @ai->atom_size is the allocation atom size and used as alignment
1325  * for vm areas.
1326  *
1327  * @ai->alloc_size is the allocation size and always multiple of
1328  * @ai->atom_size.  This is larger than @ai->atom_size if
1329  * @ai->unit_size is larger than @ai->atom_size.
1330  *
1331  * @ai->nr_groups and @ai->groups describe virtual memory layout of
1332  * percpu areas.  Units which should be colocated are put into the
1333  * same group.  Dynamic VM areas will be allocated according to these
1334  * groupings.  If @ai->nr_groups is zero, a single group containing
1335  * all units is assumed.
1336  *
1337  * The caller should have mapped the first chunk at @base_addr and
1338  * copied static data to each unit.
1339  *
1340  * If the first chunk ends up with both reserved and dynamic areas, it
1341  * is served by two chunks - one to serve the core static and reserved
1342  * areas and the other for the dynamic area.  They share the same vm
1343  * and page map but uses different area allocation map to stay away
1344  * from each other.  The latter chunk is circulated in the chunk slots
1345  * and available for dynamic allocation like any other chunks.
1346  *
1347  * RETURNS:
1348  * 0 on success, -errno on failure.
1349  */
1350 int __init pcpu_setup_first_chunk(const struct pcpu_alloc_info *ai,
1351                                   void *base_addr)
1352 {
1353         static char cpus_buf[4096] __initdata;
1354         static int smap[PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SLOTS] __initdata;
1355         static int dmap[PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SLOTS] __initdata;
1356         size_t dyn_size = ai->dyn_size;
1357         size_t size_sum = ai->static_size + ai->reserved_size + dyn_size;
1358         struct pcpu_chunk *schunk, *dchunk = NULL;
1359         unsigned long *group_offsets;
1360         size_t *group_sizes;
1361         unsigned long *unit_off;
1362         unsigned int cpu;
1363         int *unit_map;
1364         int group, unit, i;
1365
1366         cpumask_scnprintf(cpus_buf, sizeof(cpus_buf), cpu_possible_mask);
1367
1368 #define PCPU_SETUP_BUG_ON(cond) do {                                    \
1369         if (unlikely(cond)) {                                           \
1370                 pr_emerg("PERCPU: failed to initialize, %s", #cond);    \
1371                 pr_emerg("PERCPU: cpu_possible_mask=%s\n", cpus_buf);   \
1372                 pcpu_dump_alloc_info(KERN_EMERG, ai);                   \
1373                 BUG();                                                  \
1374         }                                                               \
1375 } while (0)
1376
1377         /* sanity checks */
1378         PCPU_SETUP_BUG_ON(ai->nr_groups <= 0);
1379 #ifdef CONFIG_SMP
1380         PCPU_SETUP_BUG_ON(!ai->static_size);
1381 #endif
1382         PCPU_SETUP_BUG_ON(!base_addr);
1383         PCPU_SETUP_BUG_ON(ai->unit_size < size_sum);
1384         PCPU_SETUP_BUG_ON(ai->unit_size & ~PAGE_MASK);
1385         PCPU_SETUP_BUG_ON(ai->unit_size < PCPU_MIN_UNIT_SIZE);
1386         PCPU_SETUP_BUG_ON(ai->dyn_size < PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SIZE);
1387         PCPU_SETUP_BUG_ON(pcpu_verify_alloc_info(ai) < 0);
1388
1389         /* process group information and build config tables accordingly */
1390         group_offsets = alloc_bootmem(ai->nr_groups * sizeof(group_offsets[0]));
1391         group_sizes = alloc_bootmem(ai->nr_groups * sizeof(group_sizes[0]));
1392         unit_map = alloc_bootmem(nr_cpu_ids * sizeof(unit_map[0]));
1393         unit_off = alloc_bootmem(nr_cpu_ids * sizeof(unit_off[0]));
1394
1395         for (cpu = 0; cpu < nr_cpu_ids; cpu++)
1396                 unit_map[cpu] = UINT_MAX;
1397         pcpu_first_unit_cpu = NR_CPUS;
1398
1399         for (group = 0, unit = 0; group < ai->nr_groups; group++, unit += i) {
1400                 const struct pcpu_group_info *gi = &ai->groups[group];
1401
1402                 group_offsets[group] = gi->base_offset;
1403                 group_sizes[group] = gi->nr_units * ai->unit_size;
1404
1405                 for (i = 0; i < gi->nr_units; i++) {
1406                         cpu = gi->cpu_map[i];
1407                         if (cpu == NR_CPUS)
1408                                 continue;
1409
1410                         PCPU_SETUP_BUG_ON(cpu > nr_cpu_ids);
1411                         PCPU_SETUP_BUG_ON(!cpu_possible(cpu));
1412                         PCPU_SETUP_BUG_ON(unit_map[cpu] != UINT_MAX);
1413
1414                         unit_map[cpu] = unit + i;
1415                         unit_off[cpu] = gi->base_offset + i * ai->unit_size;
1416
1417                         if (pcpu_first_unit_cpu == NR_CPUS)
1418                                 pcpu_first_unit_cpu = cpu;
1419                 }
1420         }
1421         pcpu_last_unit_cpu = cpu;
1422         pcpu_nr_units = unit;
1423
1424         for_each_possible_cpu(cpu)
1425                 PCPU_SETUP_BUG_ON(unit_map[cpu] == UINT_MAX);
1426
1427         /* we're done parsing the input, undefine BUG macro and dump config */
1428 #undef PCPU_SETUP_BUG_ON
1429         pcpu_dump_alloc_info(KERN_INFO, ai);
1430
1431         pcpu_nr_groups = ai->nr_groups;
1432         pcpu_group_offsets = group_offsets;
1433         pcpu_group_sizes = group_sizes;
1434         pcpu_unit_map = unit_map;
1435         pcpu_unit_offsets = unit_off;
1436
1437         /* determine basic parameters */
1438         pcpu_unit_pages = ai->unit_size >> PAGE_SHIFT;
1439         pcpu_unit_size = pcpu_unit_pages << PAGE_SHIFT;
1440         pcpu_atom_size = ai->atom_size;
1441         pcpu_chunk_struct_size = sizeof(struct pcpu_chunk) +
1442                 BITS_TO_LONGS(pcpu_unit_pages) * sizeof(unsigned long);
1443
1444         /*
1445          * Allocate chunk slots.  The additional last slot is for
1446          * empty chunks.
1447          */
1448         pcpu_nr_slots = __pcpu_size_to_slot(pcpu_unit_size) + 2;
1449         pcpu_slot = alloc_bootmem(pcpu_nr_slots * sizeof(pcpu_slot[0]));
1450         for (i = 0; i < pcpu_nr_slots; i++)
1451                 INIT_LIST_HEAD(&pcpu_slot[i]);
1452
1453         /*
1454          * Initialize static chunk.  If reserved_size is zero, the
1455          * static chunk covers static area + dynamic allocation area
1456          * in the first chunk.  If reserved_size is not zero, it
1457          * covers static area + reserved area (mostly used for module
1458          * static percpu allocation).
1459          */
1460         schunk = alloc_bootmem(pcpu_chunk_struct_size);
1461         INIT_LIST_HEAD(&schunk->list);
1462         schunk->base_addr = base_addr;
1463         schunk->map = smap;
1464         schunk->map_alloc = ARRAY_SIZE(smap);
1465         schunk->immutable = true;
1466         bitmap_fill(schunk->populated, pcpu_unit_pages);
1467
1468         if (ai->reserved_size) {
1469                 schunk->free_size = ai->reserved_size;
1470                 pcpu_reserved_chunk = schunk;
1471                 pcpu_reserved_chunk_limit = ai->static_size + ai->reserved_size;
1472         } else {
1473                 schunk->free_size = dyn_size;
1474                 dyn_size = 0;                   /* dynamic area covered */
1475         }
1476         schunk->contig_hint = schunk->free_size;
1477
1478         schunk->map[schunk->map_used++] = -ai->static_size;
1479         if (schunk->free_size)
1480                 schunk->map[schunk->map_used++] = schunk->free_size;
1481
1482         /* init dynamic chunk if necessary */
1483         if (dyn_size) {
1484                 dchunk = alloc_bootmem(pcpu_chunk_struct_size);
1485                 INIT_LIST_HEAD(&dchunk->list);
1486                 dchunk->base_addr = base_addr;
1487                 dchunk->map = dmap;
1488                 dchunk->map_alloc = ARRAY_SIZE(dmap);
1489                 dchunk->immutable = true;
1490                 bitmap_fill(dchunk->populated, pcpu_unit_pages);
1491
1492                 dchunk->contig_hint = dchunk->free_size = dyn_size;
1493                 dchunk->map[dchunk->map_used++] = -pcpu_reserved_chunk_limit;
1494                 dchunk->map[dchunk->map_used++] = dchunk->free_size;
1495         }
1496
1497         /* link the first chunk in */
1498         pcpu_first_chunk = dchunk ?: schunk;
1499         pcpu_chunk_relocate(pcpu_first_chunk, -1);
1500
1501         /* we're done */
1502         pcpu_base_addr = base_addr;
1503         return 0;
1504 }
1505
1506 #ifdef CONFIG_SMP
1507
1508 const char *pcpu_fc_names[PCPU_FC_NR] __initdata = {
1509         [PCPU_FC_AUTO]  = "auto",
1510         [PCPU_FC_EMBED] = "embed",
1511         [PCPU_FC_PAGE]  = "page",
1512 };
1513
1514 enum pcpu_fc pcpu_chosen_fc __initdata = PCPU_FC_AUTO;
1515
1516 static int __init percpu_alloc_setup(char *str)
1517 {
1518         if (0)
1519                 /* nada */;
1520 #ifdef CONFIG_NEED_PER_CPU_EMBED_FIRST_CHUNK
1521         else if (!strcmp(str, "embed"))
1522                 pcpu_chosen_fc = PCPU_FC_EMBED;
1523 #endif
1524 #ifdef CONFIG_NEED_PER_CPU_PAGE_FIRST_CHUNK
1525         else if (!strcmp(str, "page"))
1526                 pcpu_chosen_fc = PCPU_FC_PAGE;
1527 #endif
1528         else
1529                 pr_warning("PERCPU: unknown allocator %s specified\n", str);
1530
1531         return 0;
1532 }
1533 early_param("percpu_alloc", percpu_alloc_setup);
1534
1535 #if defined(CONFIG_NEED_PER_CPU_EMBED_FIRST_CHUNK) || \
1536         !defined(CONFIG_HAVE_SETUP_PER_CPU_AREA)
1537 /**
1538  * pcpu_embed_first_chunk - embed the first percpu chunk into bootmem
1539  * @reserved_size: the size of reserved percpu area in bytes
1540  * @dyn_size: minimum free size for dynamic allocation in bytes
1541  * @atom_size: allocation atom size
1542  * @cpu_distance_fn: callback to determine distance between cpus, optional
1543  * @alloc_fn: function to allocate percpu page
1544  * @free_fn: funtion to free percpu page
1545  *
1546  * This is a helper to ease setting up embedded first percpu chunk and
1547  * can be called where pcpu_setup_first_chunk() is expected.
1548  *
1549  * If this function is used to setup the first chunk, it is allocated
1550  * by calling @alloc_fn and used as-is without being mapped into
1551  * vmalloc area.  Allocations are always whole multiples of @atom_size
1552  * aligned to @atom_size.
1553  *
1554  * This enables the first chunk to piggy back on the linear physical
1555  * mapping which often uses larger page size.  Please note that this
1556  * can result in very sparse cpu->unit mapping on NUMA machines thus
1557  * requiring large vmalloc address space.  Don't use this allocator if
1558  * vmalloc space is not orders of magnitude larger than distances
1559  * between node memory addresses (ie. 32bit NUMA machines).
1560  *
1561  * @dyn_size specifies the minimum dynamic area size.
1562  *
1563  * If the needed size is smaller than the minimum or specified unit
1564  * size, the leftover is returned using @free_fn.
1565  *
1566  * RETURNS:
1567  * 0 on success, -errno on failure.
1568  */
1569 int __init pcpu_embed_first_chunk(size_t reserved_size, size_t dyn_size,
1570                                   size_t atom_size,
1571                                   pcpu_fc_cpu_distance_fn_t cpu_distance_fn,
1572                                   pcpu_fc_alloc_fn_t alloc_fn,
1573                                   pcpu_fc_free_fn_t free_fn)
1574 {
1575         void *base = (void *)ULONG_MAX;
1576         void **areas = NULL;
1577         struct pcpu_alloc_info *ai;
1578         size_t size_sum, areas_size, max_distance;
1579         int group, i, rc;
1580
1581         ai = pcpu_build_alloc_info(reserved_size, dyn_size, atom_size,
1582                                    cpu_distance_fn);
1583         if (IS_ERR(ai))
1584                 return PTR_ERR(ai);
1585
1586         size_sum = ai->static_size + ai->reserved_size + ai->dyn_size;
1587         areas_size = PFN_ALIGN(ai->nr_groups * sizeof(void *));
1588
1589         areas = alloc_bootmem_nopanic(areas_size);
1590         if (!areas) {
1591                 rc = -ENOMEM;
1592                 goto out_free;
1593         }
1594
1595         /* allocate, copy and determine base address */
1596         for (group = 0; group < ai->nr_groups; group++) {
1597                 struct pcpu_group_info *gi = &ai->groups[group];
1598                 unsigned int cpu = NR_CPUS;
1599                 void *ptr;
1600
1601                 for (i = 0; i < gi->nr_units && cpu == NR_CPUS; i++)
1602                         cpu = gi->cpu_map[i];
1603                 BUG_ON(cpu == NR_CPUS);
1604
1605                 /* allocate space for the whole group */
1606                 ptr = alloc_fn(cpu, gi->nr_units * ai->unit_size, atom_size);
1607                 if (!ptr) {
1608                         rc = -ENOMEM;
1609                         goto out_free_areas;
1610                 }
1611                 areas[group] = ptr;
1612
1613                 base = min(ptr, base);
1614
1615                 for (i = 0; i < gi->nr_units; i++, ptr += ai->unit_size) {
1616                         if (gi->cpu_map[i] == NR_CPUS) {
1617                                 /* unused unit, free whole */
1618                                 free_fn(ptr, ai->unit_size);
1619                                 continue;
1620                         }
1621                         /* copy and return the unused part */
1622                         memcpy(ptr, __per_cpu_load, ai->static_size);
1623                         free_fn(ptr + size_sum, ai->unit_size - size_sum);
1624                 }
1625         }
1626
1627         /* base address is now known, determine group base offsets */
1628         max_distance = 0;
1629         for (group = 0; group < ai->nr_groups; group++) {
1630                 ai->groups[group].base_offset = areas[group] - base;
1631                 max_distance = max_t(size_t, max_distance,
1632                                      ai->groups[group].base_offset);
1633         }
1634         max_distance += ai->unit_size;
1635
1636         /* warn if maximum distance is further than 75% of vmalloc space */
1637         if (max_distance > (VMALLOC_END - VMALLOC_START) * 3 / 4) {
1638                 pr_warning("PERCPU: max_distance=0x%zx too large for vmalloc "
1639                            "space 0x%lx\n",
1640                            max_distance, VMALLOC_END - VMALLOC_START);
1641 #ifdef CONFIG_NEED_PER_CPU_PAGE_FIRST_CHUNK
1642                 /* and fail if we have fallback */
1643                 rc = -EINVAL;
1644                 goto out_free;
1645 #endif
1646         }
1647
1648         pr_info("PERCPU: Embedded %zu pages/cpu @%p s%zu r%zu d%zu u%zu\n",
1649                 PFN_DOWN(size_sum), base, ai->static_size, ai->reserved_size,
1650                 ai->dyn_size, ai->unit_size);
1651
1652         rc = pcpu_setup_first_chunk(ai, base);
1653         goto out_free;
1654
1655 out_free_areas:
1656         for (group = 0; group < ai->nr_groups; group++)
1657                 free_fn(areas[group],
1658                         ai->groups[group].nr_units * ai->unit_size);
1659 out_free:
1660         pcpu_free_alloc_info(ai);
1661         if (areas)
1662                 free_bootmem(__pa(areas), areas_size);
1663         return rc;
1664 }
1665 #endif /* CONFIG_NEED_PER_CPU_EMBED_FIRST_CHUNK ||
1666           !CONFIG_HAVE_SETUP_PER_CPU_AREA */
1667
1668 #ifdef CONFIG_NEED_PER_CPU_PAGE_FIRST_CHUNK
1669 /**
1670  * pcpu_page_first_chunk - map the first chunk using PAGE_SIZE pages
1671  * @reserved_size: the size of reserved percpu area in bytes
1672  * @alloc_fn: function to allocate percpu page, always called with PAGE_SIZE
1673  * @free_fn: funtion to free percpu page, always called with PAGE_SIZE
1674  * @populate_pte_fn: function to populate pte
1675  *
1676  * This is a helper to ease setting up page-remapped first percpu
1677  * chunk and can be called where pcpu_setup_first_chunk() is expected.
1678  *
1679  * This is the basic allocator.  Static percpu area is allocated
1680  * page-by-page into vmalloc area.
1681  *
1682  * RETURNS:
1683  * 0 on success, -errno on failure.
1684  */
1685 int __init pcpu_page_first_chunk(size_t reserved_size,
1686                                  pcpu_fc_alloc_fn_t alloc_fn,
1687                                  pcpu_fc_free_fn_t free_fn,
1688                                  pcpu_fc_populate_pte_fn_t populate_pte_fn)
1689 {
1690         static struct vm_struct vm;
1691         struct pcpu_alloc_info *ai;
1692         char psize_str[16];
1693         int unit_pages;
1694         size_t pages_size;
1695         struct page **pages;
1696         int unit, i, j, rc;
1697
1698         snprintf(psize_str, sizeof(psize_str), "%luK", PAGE_SIZE >> 10);
1699
1700         ai = pcpu_build_alloc_info(reserved_size, 0, PAGE_SIZE, NULL);
1701         if (IS_ERR(ai))
1702                 return PTR_ERR(ai);
1703         BUG_ON(ai->nr_groups != 1);
1704         BUG_ON(ai->groups[0].nr_units != num_possible_cpus());
1705
1706         unit_pages = ai->unit_size >> PAGE_SHIFT;
1707
1708         /* unaligned allocations can't be freed, round up to page size */
1709         pages_size = PFN_ALIGN(unit_pages * num_possible_cpus() *
1710                                sizeof(pages[0]));
1711         pages = alloc_bootmem(pages_size);
1712
1713         /* allocate pages */
1714         j = 0;
1715         for (unit = 0; unit < num_possible_cpus(); unit++)
1716                 for (i = 0; i < unit_pages; i++) {
1717                         unsigned int cpu = ai->groups[0].cpu_map[unit];
1718                         void *ptr;
1719
1720                         ptr = alloc_fn(cpu, PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
1721                         if (!ptr) {
1722                                 pr_warning("PERCPU: failed to allocate %s page "
1723                                            "for cpu%u\n", psize_str, cpu);
1724                                 goto enomem;
1725                         }
1726                         pages[j++] = virt_to_page(ptr);
1727                 }
1728
1729         /* allocate vm area, map the pages and copy static data */
1730         vm.flags = VM_ALLOC;
1731         vm.size = num_possible_cpus() * ai->unit_size;
1732         vm_area_register_early(&vm, PAGE_SIZE);
1733
1734         for (unit = 0; unit < num_possible_cpus(); unit++) {
1735                 unsigned long unit_addr =
1736                         (unsigned long)vm.addr + unit * ai->unit_size;
1737
1738                 for (i = 0; i < unit_pages; i++)
1739                         populate_pte_fn(unit_addr + (i << PAGE_SHIFT));
1740
1741                 /* pte already populated, the following shouldn't fail */
1742                 rc = __pcpu_map_pages(unit_addr, &pages[unit * unit_pages],
1743                                       unit_pages);
1744                 if (rc < 0)
1745                         panic("failed to map percpu area, err=%d\n", rc);
1746
1747                 /*
1748                  * FIXME: Archs with virtual cache should flush local
1749                  * cache for the linear mapping here - something
1750                  * equivalent to flush_cache_vmap() on the local cpu.
1751                  * flush_cache_vmap() can't be used as most supporting
1752                  * data structures are not set up yet.
1753                  */
1754
1755                 /* copy static data */
1756                 memcpy((void *)unit_addr, __per_cpu_load, ai->static_size);
1757         }
1758
1759         /* we're ready, commit */
1760         pr_info("PERCPU: %d %s pages/cpu @%p s%zu r%zu d%zu\n",
1761                 unit_pages, psize_str, vm.addr, ai->static_size,
1762                 ai->reserved_size, ai->dyn_size);
1763
1764         rc = pcpu_setup_first_chunk(ai, vm.addr);
1765         goto out_free_ar;
1766
1767 enomem:
1768         while (--j >= 0)
1769                 free_fn(page_address(pages[j]), PAGE_SIZE);
1770         rc = -ENOMEM;
1771 out_free_ar:
1772         free_bootmem(__pa(pages), pages_size);
1773         pcpu_free_alloc_info(ai);
1774         return rc;
1775 }
1776 #endif /* CONFIG_NEED_PER_CPU_PAGE_FIRST_CHUNK */
1777
1778 #ifndef CONFIG_HAVE_SETUP_PER_CPU_AREA
1779 /*
1780  * Generic SMP percpu area setup.
1781  *
1782  * The embedding helper is used because its behavior closely resembles
1783  * the original non-dynamic generic percpu area setup.  This is
1784  * important because many archs have addressing restrictions and might
1785  * fail if the percpu area is located far away from the previous
1786  * location.  As an added bonus, in non-NUMA cases, embedding is
1787  * generally a good idea TLB-wise because percpu area can piggy back
1788  * on the physical linear memory mapping which uses large page
1789  * mappings on applicable archs.
1790  */
1791 unsigned long __per_cpu_offset[NR_CPUS] __read_mostly;
1792 EXPORT_SYMBOL(__per_cpu_offset);
1793
1794 static void * __init pcpu_dfl_fc_alloc(unsigned int cpu, size_t size,
1795                                        size_t align)
1796 {
1797         return __alloc_bootmem_nopanic(size, align, __pa(MAX_DMA_ADDRESS));
1798 }
1799
1800 static void __init pcpu_dfl_fc_free(void *ptr, size_t size)
1801 {
1802         free_bootmem(__pa(ptr), size);
1803 }
1804
1805 void __init setup_per_cpu_areas(void)
1806 {
1807         unsigned long delta;
1808         unsigned int cpu;
1809         int rc;
1810
1811         /*
1812          * Always reserve area for module percpu variables.  That's
1813          * what the legacy allocator did.
1814          */
1815         rc = pcpu_embed_first_chunk(PERCPU_MODULE_RESERVE,
1816                                     PERCPU_DYNAMIC_RESERVE, PAGE_SIZE, NULL,
1817                                     pcpu_dfl_fc_alloc, pcpu_dfl_fc_free);
1818         if (rc < 0)
1819                 panic("Failed to initialize percpu areas.");
1820
1821         delta = (unsigned long)pcpu_base_addr - (unsigned long)__per_cpu_start;
1822         for_each_possible_cpu(cpu)
1823                 __per_cpu_offset[cpu] = delta + pcpu_unit_offsets[cpu];
1824 }
1825 #endif  /* CONFIG_HAVE_SETUP_PER_CPU_AREA */
1826
1827 #else   /* CONFIG_SMP */
1828
1829 /*
1830  * UP percpu area setup.
1831  *
1832  * UP always uses km-based percpu allocator with identity mapping.
1833  * Static percpu variables are indistinguishable from the usual static
1834  * variables and don't require any special preparation.
1835  */
1836 void __init setup_per_cpu_areas(void)
1837 {
1838         const size_t unit_size =
1839                 roundup_pow_of_two(max_t(size_t, PCPU_MIN_UNIT_SIZE,
1840                                          PERCPU_DYNAMIC_RESERVE));
1841         struct pcpu_alloc_info *ai;
1842         void *fc;
1843
1844         ai = pcpu_alloc_alloc_info(1, 1);
1845         fc = __alloc_bootmem(unit_size, PAGE_SIZE, __pa(MAX_DMA_ADDRESS));
1846         if (!ai || !fc)
1847                 panic("Failed to allocate memory for percpu areas.");
1848
1849         ai->dyn_size = unit_size;
1850         ai->unit_size = unit_size;
1851         ai->atom_size = unit_size;
1852         ai->alloc_size = unit_size;
1853         ai->groups[0].nr_units = 1;
1854         ai->groups[0].cpu_map[0] = 0;
1855
1856         if (pcpu_setup_first_chunk(ai, fc) < 0)
1857                 panic("Failed to initialize percpu areas.");
1858 }
1859
1860 #endif  /* CONFIG_SMP */
1861
1862 /*
1863  * First and reserved chunks are initialized with temporary allocation
1864  * map in initdata so that they can be used before slab is online.
1865  * This function is called after slab is brought up and replaces those
1866  * with properly allocated maps.
1867  */
1868 void __init percpu_init_late(void)
1869 {
1870         struct pcpu_chunk *target_chunks[] =
1871                 { pcpu_first_chunk, pcpu_reserved_chunk, NULL };
1872         struct pcpu_chunk *chunk;
1873         unsigned long flags;
1874         int i;
1875
1876         for (i = 0; (chunk = target_chunks[i]); i++) {
1877                 int *map;
1878                 const size_t size = PERCPU_DYNAMIC_EARLY_SLOTS * sizeof(map[0]);
1879
1880                 BUILD_BUG_ON(size > PAGE_SIZE);
1881
1882                 map = pcpu_mem_alloc(size);
1883                 BUG_ON(!map);
1884
1885                 spin_lock_irqsave(&pcpu_lock, flags);
1886                 memcpy(map, chunk->map, size);
1887                 chunk->map = map;
1888                 spin_unlock_irqrestore(&pcpu_lock, flags);
1889         }
1890 }