err.no Git - linux-2.6/blob - arch/x86/mm/discontig_32.c

   1 /*
   2  * Written by: Patricia Gaughen <gone@us.ibm.com>, IBM Corporation
   3  * August 2002: added remote node KVA remap - Martin J. Bligh
   4  *
   5  * Copyright (C) 2002, IBM Corp.
   6  *
   7  * All rights reserved.
   8  *
   9  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  10  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  11  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  12  * (at your option) any later version.
  13  *
  14  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  15  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  * MERCHANTABILITY OR FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE, GOOD TITLE or
  17  * NON INFRINGEMENT.  See the GNU General Public License for more
  18  * details.
  19  *
  20  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  21  * along with this program; if not, write to the Free Software
  22  * Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  23  */
  24
  25 #include <linux/mm.h>
  26 #include <linux/bootmem.h>
  27 #include <linux/mmzone.h>
  28 #include <linux/highmem.h>
  29 #include <linux/initrd.h>
  30 #include <linux/nodemask.h>
  31 #include <linux/module.h>
  32 #include <linux/kexec.h>
  33 #include <linux/pfn.h>
  34 #include <linux/swap.h>
  35 #include <linux/acpi.h>
  36
  37 #include <asm/e820.h>
  38 #include <asm/setup.h>
  39 #include <asm/mmzone.h>
  40 #include <asm/bios_ebda.h>
  41 #include <asm/proto.h>
  42
  43 struct pglist_data *node_data[MAX_NUMNODES] __read_mostly;
  44 EXPORT_SYMBOL(node_data);
  45 static bootmem_data_t node0_bdata;
  46
  47 /*
  48  * numa interface - we expect the numa architecture specific code to have
  49  *                  populated the following initialisation.
  50  *
  51  * 1) node_online_map  - the map of all nodes configured (online) in the system
  52  * 2) node_start_pfn   - the starting page frame number for a node
  53  * 3) node_end_pfn     - the ending page fram number for a node
  54  */
  55 unsigned long node_start_pfn[MAX_NUMNODES] __read_mostly;
  56 unsigned long node_end_pfn[MAX_NUMNODES] __read_mostly;
  57
  58
  59 #ifdef CONFIG_DISCONTIGMEM
  60 /*
  61  * 4) physnode_map     - the mapping between a pfn and owning node
  62  * physnode_map keeps track of the physical memory layout of a generic
  63  * numa node on a 64Mb break (each element of the array will
  64  * represent 64Mb of memory and will be marked by the node id.  so,
  65  * if the first gig is on node 0, and the second gig is on node 1
  66  * physnode_map will contain:
  67  *
  68  *     physnode_map[0-15] = 0;
  69  *     physnode_map[16-31] = 1;
  70  *     physnode_map[32- ] = -1;
  71  */
  72 s8 physnode_map[MAX_ELEMENTS] __read_mostly = { [0 ... (MAX_ELEMENTS - 1)] = -1};
  73 EXPORT_SYMBOL(physnode_map);
  74
  75 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end)
  76 {
  77         unsigned long pfn;
  78
  79         printk(KERN_INFO "Node: %d, start_pfn: %ld, end_pfn: %ld\n",
  80                         nid, start, end);
  81         printk(KERN_DEBUG "  Setting physnode_map array to node %d for pfns:\n", nid);
  82         printk(KERN_DEBUG "  ");
  83         for (pfn = start; pfn < end; pfn += PAGES_PER_ELEMENT) {
  84                 physnode_map[pfn / PAGES_PER_ELEMENT] = nid;
  85                 printk(KERN_CONT "%ld ", pfn);
  86         }
  87         printk(KERN_CONT "\n");
  88 }
  89
  90 unsigned long node_memmap_size_bytes(int nid, unsigned long start_pfn,
  91                                               unsigned long end_pfn)
  92 {
  93         unsigned long nr_pages = end_pfn - start_pfn;
  94
  95         if (!nr_pages)
  96                 return 0;
  97
  98         return (nr_pages + 1) * sizeof(struct page);
  99 }
 100 #endif
 101
 102 extern unsigned long find_max_low_pfn(void);
 103 extern unsigned long highend_pfn, highstart_pfn;
 104
 105 #define LARGE_PAGE_BYTES (PTRS_PER_PTE * PAGE_SIZE)
 106
 107 unsigned long node_remap_size[MAX_NUMNODES];
 108 static void *node_remap_start_vaddr[MAX_NUMNODES];
 109 void set_pmd_pfn(unsigned long vaddr, unsigned long pfn, pgprot_t flags);
 110
 111 static unsigned long kva_start_pfn;
 112 static unsigned long kva_pages;
 113 /*
 114  * FLAT - support for basic PC memory model with discontig enabled, essentially
 115  *        a single node with all available processors in it with a flat
 116  *        memory map.
 117  */
 118 int __init get_memcfg_numa_flat(void)
 119 {
 120         printk("NUMA - single node, flat memory mode\n");
 121
 122         node_start_pfn[0] = 0;
 123         node_end_pfn[0] = max_pfn;
 124         e820_register_active_regions(0, 0, max_pfn);
 125         memory_present(0, 0, max_pfn);
 126         node_remap_size[0] = node_memmap_size_bytes(0, 0, max_pfn);
 127
 128         /* Indicate there is one node available. */
 129         nodes_clear(node_online_map);
 130         node_set_online(0);
 131         return 1;
 132 }
 133
 134 /*
 135  * Find the highest page frame number we have available for the node
 136  */
 137 static void __init propagate_e820_map_node(int nid)
 138 {
 139         if (node_end_pfn[nid] > max_pfn)
 140                 node_end_pfn[nid] = max_pfn;
 141         /*
 142          * if a user has given mem=XXXX, then we need to make sure
 143          * that the node _starts_ before that, too, not just ends
 144          */
 145         if (node_start_pfn[nid] > max_pfn)
 146                 node_start_pfn[nid] = max_pfn;
 147         BUG_ON(node_start_pfn[nid] > node_end_pfn[nid]);
 148 }
 149
 150 /*
 151  * Allocate memory for the pg_data_t for this node via a crude pre-bootmem
 152  * method.  For node zero take this from the bottom of memory, for
 153  * subsequent nodes place them at node_remap_start_vaddr which contains
 154  * node local data in physically node local memory.  See setup_memory()
 155  * for details.
 156  */
 157 static void __init allocate_pgdat(int nid)
 158 {
 159         if (nid && node_has_online_mem(nid) && node_remap_start_vaddr[nid])
 160                 NODE_DATA(nid) = (pg_data_t *)node_remap_start_vaddr[nid];
 161         else {
 162                 unsigned long pgdat_phys;
 163                 pgdat_phys = find_e820_area(min_low_pfn<<PAGE_SHIFT,
 164                                  (nid ? max_low_pfn:max_pfn_mapped)<<PAGE_SHIFT,
 165                                  sizeof(pg_data_t),
 166                                  PAGE_SIZE);
 167                 NODE_DATA(nid) = (pg_data_t *)(pfn_to_kaddr(pgdat_phys>>PAGE_SHIFT));
 168                 reserve_early(pgdat_phys, pgdat_phys + sizeof(pg_data_t),
 169                               "NODE_DATA");
 170         }
 171         printk(KERN_DEBUG "allocate_pgdat: node %d NODE_DATA %08lx\n",
 172                 nid, (unsigned long)NODE_DATA(nid));
 173 }
 174
 175 /*
 176  * In the DISCONTIGMEM and SPARSEMEM memory model, a portion of the kernel
 177  * virtual address space (KVA) is reserved and portions of nodes are mapped
 178  * using it. This is to allow node-local memory to be allocated for
 179  * structures that would normally require ZONE_NORMAL. The memory is
 180  * allocated with alloc_remap() and callers should be prepared to allocate
 181  * from the bootmem allocator instead.
 182  */
 183 static unsigned long node_remap_start_pfn[MAX_NUMNODES];
 184 static void *node_remap_end_vaddr[MAX_NUMNODES];
 185 static void *node_remap_alloc_vaddr[MAX_NUMNODES];
 186 static unsigned long node_remap_offset[MAX_NUMNODES];
 187
 188 void *alloc_remap(int nid, unsigned long size)
 189 {
 190         void *allocation = node_remap_alloc_vaddr[nid];
 191
 192         size = ALIGN(size, L1_CACHE_BYTES);
 193
 194         if (!allocation || (allocation + size) >= node_remap_end_vaddr[nid])
 195                 return 0;
 196
 197         node_remap_alloc_vaddr[nid] += size;
 198         memset(allocation, 0, size);
 199
 200         return allocation;
 201 }
 202
 203 void __init remap_numa_kva(void)
 204 {
 205         void *vaddr;
 206         unsigned long pfn;
 207         int node;
 208
 209         for_each_online_node(node) {
 210                 printk(KERN_DEBUG "remap_numa_kva: node %d\n", node);
 211                 for (pfn=0; pfn < node_remap_size[node]; pfn += PTRS_PER_PTE) {
 212                         vaddr = node_remap_start_vaddr[node]+(pfn<<PAGE_SHIFT);
 213                         printk(KERN_DEBUG "remap_numa_kva: %08lx to pfn %08lx\n",
 214                                 (unsigned long)vaddr,
 215                                 node_remap_start_pfn[node] + pfn);
 216                         set_pmd_pfn((ulong) vaddr,
 217                                 node_remap_start_pfn[node] + pfn,
 218                                 PAGE_KERNEL_LARGE);
 219                 }
 220         }
 221 }
 222
 223 static unsigned long calculate_numa_remap_pages(void)
 224 {
 225         int nid;
 226         unsigned long size, reserve_pages = 0;
 227
 228         for_each_online_node(nid) {
 229                 u64 node_kva_target;
 230                 u64 node_kva_final;
 231
 232                 /*
 233                  * The acpi/srat node info can show hot-add memroy zones
 234                  * where memory could be added but not currently present.
 235                  */
 236                 printk("node %d pfn: [%lx - %lx]\n",
 237                         nid, node_start_pfn[nid], node_end_pfn[nid]);
 238                 if (node_start_pfn[nid] > max_pfn)
 239                         continue;
 240                 if (!node_end_pfn[nid])
 241                         continue;
 242                 if (node_end_pfn[nid] > max_pfn)
 243                         node_end_pfn[nid] = max_pfn;
 244
 245                 /* ensure the remap includes space for the pgdat. */
 246                 size = node_remap_size[nid] + sizeof(pg_data_t);
 247
 248                 /* convert size to large (pmd size) pages, rounding up */
 249                 size = (size + LARGE_PAGE_BYTES - 1) / LARGE_PAGE_BYTES;
 250                 /* now the roundup is correct, convert to PAGE_SIZE pages */
 251                 size = size * PTRS_PER_PTE;
 252
 253                 node_kva_target = round_down(node_end_pfn[nid] - size,
 254                                                  PTRS_PER_PTE);
 255                 node_kva_target <<= PAGE_SHIFT;
 256                 do {
 257                         node_kva_final = find_e820_area(node_kva_target,
 258                                         ((u64)node_end_pfn[nid])<<PAGE_SHIFT,
 259                                                 ((u64)size)<<PAGE_SHIFT,
 260                                                 LARGE_PAGE_BYTES);
 261                         node_kva_target -= LARGE_PAGE_BYTES;
 262                 } while (node_kva_final == -1ULL &&
 263                          (node_kva_target>>PAGE_SHIFT) > (node_start_pfn[nid]));
 264
 265                 if (node_kva_final == -1ULL)
 266                         panic("Can not get kva ram\n");
 267
 268                 node_remap_size[nid] = size;
 269                 node_remap_offset[nid] = reserve_pages;
 270                 reserve_pages += size;
 271                 printk("Reserving %ld pages of KVA for lmem_map of node %d at %llx\n",
 272                                 size, nid, node_kva_final>>PAGE_SHIFT);
 273
 274                 /*
 275                  *  prevent kva address below max_low_pfn want it on system
 276                  *  with less memory later.
 277                  *  layout will be: KVA address , KVA RAM
 278                  *
 279                  *  we are supposed to only record the one less then max_low_pfn
 280                  *  but we could have some hole in high memory, and it will only
 281                  *  check page_is_ram(pfn) && !page_is_reserved_early(pfn) to decide
 282                  *  to use it as free.
 283                  *  So reserve_early here, hope we don't run out of that array
 284                  */
 285                 reserve_early(node_kva_final,
 286                               node_kva_final+(((u64)size)<<PAGE_SHIFT),
 287                               "KVA RAM");
 288
 289                 node_remap_start_pfn[nid] = node_kva_final>>PAGE_SHIFT;
 290                 remove_active_range(nid, node_remap_start_pfn[nid],
 291                                          node_remap_start_pfn[nid] + size);
 292         }
 293         printk("Reserving total of %ld pages for numa KVA remap\n",
 294                         reserve_pages);
 295         return reserve_pages;
 296 }
 297
 298 static void init_remap_allocator(int nid)
 299 {
 300         node_remap_start_vaddr[nid] = pfn_to_kaddr(
 301                         kva_start_pfn + node_remap_offset[nid]);
 302         node_remap_end_vaddr[nid] = node_remap_start_vaddr[nid] +
 303                 (node_remap_size[nid] * PAGE_SIZE);
 304         node_remap_alloc_vaddr[nid] = node_remap_start_vaddr[nid] +
 305                 ALIGN(sizeof(pg_data_t), PAGE_SIZE);
 306
 307         printk ("node %d will remap to vaddr %08lx - %08lx\n", nid,
 308                 (ulong) node_remap_start_vaddr[nid],
 309                 (ulong) node_remap_end_vaddr[nid]);
 310 }
 311
 312 extern void setup_bootmem_allocator(void);
 313 unsigned long __init setup_memory(void)
 314 {
 315         int nid;
 316         unsigned long system_start_pfn, system_max_low_pfn;
 317         long kva_target_pfn;
 318
 319         /*
 320          * When mapping a NUMA machine we allocate the node_mem_map arrays
 321          * from node local memory.  They are then mapped directly into KVA
 322          * between zone normal and vmalloc space.  Calculate the size of
 323          * this space and use it to adjust the boundary between ZONE_NORMAL
 324          * and ZONE_HIGHMEM.
 325          */
 326
 327         /* call find_max_low_pfn at first, it could update max_pfn */
 328         system_max_low_pfn = max_low_pfn = find_max_low_pfn();
 329
 330         remove_all_active_ranges();
 331         get_memcfg_numa();
 332
 333         kva_pages = round_up(calculate_numa_remap_pages(), PTRS_PER_PTE);
 334
 335         /* partially used pages are not usable - thus round upwards */
 336         system_start_pfn = min_low_pfn = PFN_UP(init_pg_tables_end);
 337
 338         kva_target_pfn = round_down(max_low_pfn - kva_pages, PTRS_PER_PTE);
 339         do {
 340                 kva_start_pfn = find_e820_area(kva_target_pfn<<PAGE_SHIFT,
 341                                         max_low_pfn<<PAGE_SHIFT,
 342                                         kva_pages<<PAGE_SHIFT,
 343                                         PTRS_PER_PTE<<PAGE_SHIFT) >> PAGE_SHIFT;
 344                 kva_target_pfn -= PTRS_PER_PTE;
 345         } while (kva_start_pfn == -1UL && kva_target_pfn > min_low_pfn);
 346
 347         if (kva_start_pfn == -1UL)
 348                 panic("Can not get kva space\n");
 349
 350         printk("kva_start_pfn ~ %ld find_max_low_pfn() ~ %ld\n",
 351                 kva_start_pfn, max_low_pfn);
 352         printk("max_pfn = %ld\n", max_pfn);
 353
 354         /* avoid clash with initrd */
 355         reserve_early(kva_start_pfn<<PAGE_SHIFT,
 356                       (kva_start_pfn + kva_pages)<<PAGE_SHIFT,
 357                      "KVA PG");
 358 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 359         highstart_pfn = highend_pfn = max_pfn;
 360         if (max_pfn > system_max_low_pfn)
 361                 highstart_pfn = system_max_low_pfn;
 362         printk(KERN_NOTICE "%ldMB HIGHMEM available.\n",
 363                pages_to_mb(highend_pfn - highstart_pfn));
 364         num_physpages = highend_pfn;
 365         high_memory = (void *) __va(highstart_pfn * PAGE_SIZE - 1) + 1;
 366 #else
 367         num_physpages = system_max_low_pfn;
 368         high_memory = (void *) __va(system_max_low_pfn * PAGE_SIZE - 1) + 1;
 369 #endif
 370         printk(KERN_NOTICE "%ldMB LOWMEM available.\n",
 371                         pages_to_mb(system_max_low_pfn));
 372         printk("min_low_pfn = %ld, max_low_pfn = %ld, highstart_pfn = %ld\n",
 373                         min_low_pfn, max_low_pfn, highstart_pfn);
 374
 375         printk("Low memory ends at vaddr %08lx\n",
 376                         (ulong) pfn_to_kaddr(max_low_pfn));
 377         for_each_online_node(nid) {
 378                 init_remap_allocator(nid);
 379
 380                 allocate_pgdat(nid);
 381         }
 382         printk("High memory starts at vaddr %08lx\n",
 383                         (ulong) pfn_to_kaddr(highstart_pfn));
 384         for_each_online_node(nid)
 385                 propagate_e820_map_node(nid);
 386
 387         memset(NODE_DATA(0), 0, sizeof(struct pglist_data));
 388         NODE_DATA(0)->bdata = &node0_bdata;
 389         setup_bootmem_allocator();
 390         return max_low_pfn;
 391 }
 392
 393 void __init zone_sizes_init(void)
 394 {
 395         unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES];
 396         memset(max_zone_pfns, 0, sizeof(max_zone_pfns));
 397         max_zone_pfns[ZONE_DMA] =
 398                 virt_to_phys((char *)MAX_DMA_ADDRESS) >> PAGE_SHIFT;
 399         max_zone_pfns[ZONE_NORMAL] = max_low_pfn;
 400 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 401         max_zone_pfns[ZONE_HIGHMEM] = highend_pfn;
 402 #endif
 403
 404         free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
 405         return;
 406 }
 407
 408 void __init set_highmem_pages_init(void)
 409 {
 410 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 411         struct zone *zone;
 412         int nid;
 413
 414         for_each_zone(zone) {
 415                 unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
 416
 417                 if (!is_highmem(zone))
 418                         continue;
 419
 420                 zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
 421                 zone_end_pfn = zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
 422
 423                 nid = zone_to_nid(zone);
 424                 printk("Initializing %s for node %d (%08lx:%08lx)\n",
 425                                 zone->name, nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
 426
 427                 add_highpages_with_active_regions(nid, zone_start_pfn,
 428                                  zone_end_pfn);
 429         }
 430         totalram_pages += totalhigh_pages;
 431 #endif
 432 }
 433
 434 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
 435 static int paddr_to_nid(u64 addr)
 436 {
 437         int nid;
 438         unsigned long pfn = PFN_DOWN(addr);
 439
 440         for_each_node(nid)
 441                 if (node_start_pfn[nid] <= pfn &&
 442                     pfn < node_end_pfn[nid])
 443                         return nid;
 444
 445         return -1;
 446 }
 447
 448 /*
 449  * This function is used to ask node id BEFORE memmap and mem_section's
 450  * initialization (pfn_to_nid() can't be used yet).
 451  * If _PXM is not defined on ACPI's DSDT, node id must be found by this.
 452  */
 453 int memory_add_physaddr_to_nid(u64 addr)
 454 {
 455         int nid = paddr_to_nid(addr);
 456         return (nid >= 0) ? nid : 0;
 457 }
 458
 459 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_add_physaddr_to_nid);
 460 #endif
 461
 462 #if defined(CONFIG_ACPI_NUMA) && !defined(CONFIG_HAVE_ARCH_PARSE_SRAT)
 463 /*
 464  * Dummy on 32-bit, for now:
 465  */
 466 void __init acpi_numa_slit_init(struct acpi_table_slit *slit)
 467 {
 468 }
 469
 470 void __init
 471 acpi_numa_processor_affinity_init(struct acpi_srat_cpu_affinity *pa)
 472 {
 473 }
 474
 475 void __init acpi_numa_arch_fixup(void)
 476 {
 477 }
 478 #endif