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 void add_one_highpage_init(struct page *, int, int);
 104 extern unsigned long highend_pfn, highstart_pfn;
 105
 106 #define LARGE_PAGE_BYTES (PTRS_PER_PTE * PAGE_SIZE)
 107
 108 unsigned long node_remap_size[MAX_NUMNODES];
 109 static void *node_remap_start_vaddr[MAX_NUMNODES];
 110 void set_pmd_pfn(unsigned long vaddr, unsigned long pfn, pgprot_t flags);
 111
 112 static unsigned long kva_start_pfn;
 113 static unsigned long kva_pages;
 114 /*
 115  * FLAT - support for basic PC memory model with discontig enabled, essentially
 116  *        a single node with all available processors in it with a flat
 117  *        memory map.
 118  */
 119 int __init get_memcfg_numa_flat(void)
 120 {
 121         printk("NUMA - single node, flat memory mode\n");
 122
 123         node_start_pfn[0] = 0;
 124         node_end_pfn[0] = max_pfn;
 125         e820_register_active_regions(0, 0, max_pfn);
 126         memory_present(0, 0, max_pfn);
 127         node_remap_size[0] = node_memmap_size_bytes(0, 0, max_pfn);
 128
 129         /* Indicate there is one node available. */
 130         nodes_clear(node_online_map);
 131         node_set_online(0);
 132         return 1;
 133 }
 134
 135 /*
 136  * Find the highest page frame number we have available for the node
 137  */
 138 static void __init propagate_e820_map_node(int nid)
 139 {
 140         if (node_end_pfn[nid] > max_pfn)
 141                 node_end_pfn[nid] = max_pfn;
 142         /*
 143          * if a user has given mem=XXXX, then we need to make sure
 144          * that the node _starts_ before that, too, not just ends
 145          */
 146         if (node_start_pfn[nid] > max_pfn)
 147                 node_start_pfn[nid] = max_pfn;
 148         BUG_ON(node_start_pfn[nid] > node_end_pfn[nid]);
 149 }
 150
 151 /*
 152  * Allocate memory for the pg_data_t for this node via a crude pre-bootmem
 153  * method.  For node zero take this from the bottom of memory, for
 154  * subsequent nodes place them at node_remap_start_vaddr which contains
 155  * node local data in physically node local memory.  See setup_memory()
 156  * for details.
 157  */
 158 static void __init allocate_pgdat(int nid)
 159 {
 160         if (nid && node_has_online_mem(nid))
 161                 NODE_DATA(nid) = (pg_data_t *)node_remap_start_vaddr[nid];
 162         else {
 163                 unsigned long pgdat_phys;
 164                 pgdat_phys = find_e820_area(min_low_pfn<<PAGE_SHIFT,
 165                                  (nid ? max_low_pfn:max_pfn_mapped)<<PAGE_SHIFT,
 166                                  sizeof(pg_data_t),
 167                                  PAGE_SIZE);
 168                 NODE_DATA(nid) = (pg_data_t *)(pfn_to_kaddr(pgdat_phys>>PAGE_SHIFT));
 169                 reserve_early(pgdat_phys, pgdat_phys + sizeof(pg_data_t),
 170                               "NODE_DATA");
 171         }
 172         printk(KERN_DEBUG "allocate_pgdat: node %d NODE_DATA %08lx\n",
 173                 nid, (unsigned long)NODE_DATA(nid));
 174 }
 175
 176 #ifdef CONFIG_DISCONTIGMEM
 177 /*
 178  * In the discontig memory model, a portion of the kernel virtual area (KVA)
 179  * is reserved and portions of nodes are mapped using it. This is to allow
 180  * node-local memory to be allocated for structures that would normally require
 181  * ZONE_NORMAL. The memory is allocated with alloc_remap() and callers
 182  * should be prepared to allocate from the bootmem allocator instead. This KVA
 183  * mechanism is incompatible with SPARSEMEM as it makes assumptions about the
 184  * layout of memory that are broken if alloc_remap() succeeds for some of the
 185  * map and fails for others
 186  */
 187 static unsigned long node_remap_start_pfn[MAX_NUMNODES];
 188 static void *node_remap_end_vaddr[MAX_NUMNODES];
 189 static void *node_remap_alloc_vaddr[MAX_NUMNODES];
 190 static unsigned long node_remap_offset[MAX_NUMNODES];
 191
 192 void *alloc_remap(int nid, unsigned long size)
 193 {
 194         void *allocation = node_remap_alloc_vaddr[nid];
 195
 196         size = ALIGN(size, L1_CACHE_BYTES);
 197
 198         if (!allocation || (allocation + size) >= node_remap_end_vaddr[nid])
 199                 return 0;
 200
 201         node_remap_alloc_vaddr[nid] += size;
 202         memset(allocation, 0, size);
 203
 204         return allocation;
 205 }
 206
 207 void __init remap_numa_kva(void)
 208 {
 209         void *vaddr;
 210         unsigned long pfn;
 211         int node;
 212
 213         for_each_online_node(node) {
 214                 printk(KERN_DEBUG "remap_numa_kva: node %d\n", node);
 215                 for (pfn=0; pfn < node_remap_size[node]; pfn += PTRS_PER_PTE) {
 216                         vaddr = node_remap_start_vaddr[node]+(pfn<<PAGE_SHIFT);
 217                         printk(KERN_DEBUG "remap_numa_kva: %08lx to pfn %08lx\n",
 218                                 (unsigned long)vaddr,
 219                                 node_remap_start_pfn[node] + pfn);
 220                         set_pmd_pfn((ulong) vaddr,
 221                                 node_remap_start_pfn[node] + pfn,
 222                                 PAGE_KERNEL_LARGE);
 223                 }
 224         }
 225 }
 226
 227 static unsigned long calculate_numa_remap_pages(void)
 228 {
 229         int nid;
 230         unsigned long size, reserve_pages = 0;
 231
 232         for_each_online_node(nid) {
 233                 u64 node_end_target;
 234                 u64 node_end_final;
 235
 236                 /*
 237                  * The acpi/srat node info can show hot-add memroy zones
 238                  * where memory could be added but not currently present.
 239                  */
 240                 printk("node %d pfn: [%lx - %lx]\n",
 241                         nid, node_start_pfn[nid], node_end_pfn[nid]);
 242                 if (node_start_pfn[nid] > max_pfn)
 243                         continue;
 244                 if (!node_end_pfn[nid])
 245                         continue;
 246                 if (node_end_pfn[nid] > max_pfn)
 247                         node_end_pfn[nid] = max_pfn;
 248
 249                 /* ensure the remap includes space for the pgdat. */
 250                 size = node_remap_size[nid] + sizeof(pg_data_t);
 251
 252                 /* convert size to large (pmd size) pages, rounding up */
 253                 size = (size + LARGE_PAGE_BYTES - 1) / LARGE_PAGE_BYTES;
 254                 /* now the roundup is correct, convert to PAGE_SIZE pages */
 255                 size = size * PTRS_PER_PTE;
 256
 257                 node_end_target = round_down(node_end_pfn[nid] - size,
 258                                                  PTRS_PER_PTE);
 259                 node_end_target <<= PAGE_SHIFT;
 260                 do {
 261                         node_end_final = find_e820_area(node_end_target,
 262                                         ((u64)node_end_pfn[nid])<<PAGE_SHIFT,
 263                                                 ((u64)size)<<PAGE_SHIFT,
 264                                                 LARGE_PAGE_BYTES);
 265                         node_end_target -= LARGE_PAGE_BYTES;
 266                 } while (node_end_final == -1ULL &&
 267                          (node_end_target>>PAGE_SHIFT) > (node_start_pfn[nid]));
 268
 269                 if (node_end_final == -1ULL)
 270                         panic("Can not get kva ram\n");
 271
 272                 printk("Reserving %ld pages of KVA for lmem_map of node %d\n",
 273                                 size, nid);
 274                 node_remap_size[nid] = size;
 275                 node_remap_offset[nid] = reserve_pages;
 276                 reserve_pages += size;
 277                 printk("Shrinking node %d from %ld pages to %lld pages\n",
 278                         nid, node_end_pfn[nid], node_end_final>>PAGE_SHIFT);
 279
 280                 /*
 281                  *  prevent kva address below max_low_pfn want it on system
 282                  *  with less memory later.
 283                  *  layout will be: KVA address , KVA RAM
 284                  */
 285                 if ((node_end_final>>PAGE_SHIFT) < max_low_pfn)
 286                         reserve_early(node_end_final,
 287                                       node_end_final+(((u64)size)<<PAGE_SHIFT),
 288                                       "KVA RAM");
 289
 290                 node_end_pfn[nid] = node_end_final>>PAGE_SHIFT;
 291                 node_remap_start_pfn[nid] = node_end_pfn[nid];
 292                 shrink_active_range(nid, node_end_pfn[nid]);
 293         }
 294         printk("Reserving total of %ld pages for numa KVA remap\n",
 295                         reserve_pages);
 296         return reserve_pages;
 297 }
 298
 299 static void init_remap_allocator(int nid)
 300 {
 301         node_remap_start_vaddr[nid] = pfn_to_kaddr(
 302                         kva_start_pfn + node_remap_offset[nid]);
 303         node_remap_end_vaddr[nid] = node_remap_start_vaddr[nid] +
 304                 (node_remap_size[nid] * PAGE_SIZE);
 305         node_remap_alloc_vaddr[nid] = node_remap_start_vaddr[nid] +
 306                 ALIGN(sizeof(pg_data_t), PAGE_SIZE);
 307
 308         printk ("node %d will remap to vaddr %08lx - %08lx\n", nid,
 309                 (ulong) node_remap_start_vaddr[nid],
 310                 (ulong) node_remap_end_vaddr[nid]);
 311 }
 312 #else
 313 void *alloc_remap(int nid, unsigned long size)
 314 {
 315         return NULL;
 316 }
 317
 318 static unsigned long calculate_numa_remap_pages(void)
 319 {
 320         return 0;
 321 }
 322
 323 static void init_remap_allocator(int nid)
 324 {
 325 }
 326
 327 void __init remap_numa_kva(void)
 328 {
 329 }
 330 #endif /* CONFIG_DISCONTIGMEM */
 331
 332 extern void setup_bootmem_allocator(void);
 333 unsigned long __init setup_memory(void)
 334 {
 335         int nid;
 336         unsigned long system_start_pfn, system_max_low_pfn;
 337         long kva_target_pfn;
 338
 339         /*
 340          * When mapping a NUMA machine we allocate the node_mem_map arrays
 341          * from node local memory.  They are then mapped directly into KVA
 342          * between zone normal and vmalloc space.  Calculate the size of
 343          * this space and use it to adjust the boundary between ZONE_NORMAL
 344          * and ZONE_HIGHMEM.
 345          */
 346
 347         /* call find_max_low_pfn at first, it could update max_pfn */
 348         system_max_low_pfn = max_low_pfn = find_max_low_pfn();
 349
 350         remove_all_active_ranges();
 351         get_memcfg_numa();
 352
 353         kva_pages = round_up(calculate_numa_remap_pages(), PTRS_PER_PTE);
 354
 355         /* partially used pages are not usable - thus round upwards */
 356         system_start_pfn = min_low_pfn = PFN_UP(init_pg_tables_end);
 357
 358         kva_target_pfn = round_down(max_low_pfn - kva_pages, PTRS_PER_PTE);
 359         do {
 360                 kva_start_pfn = find_e820_area(kva_target_pfn<<PAGE_SHIFT,
 361                                         max_low_pfn<<PAGE_SHIFT,
 362                                         kva_pages<<PAGE_SHIFT,
 363                                         PTRS_PER_PTE<<PAGE_SHIFT) >> PAGE_SHIFT;
 364                 kva_target_pfn -= PTRS_PER_PTE;
 365         } while (kva_start_pfn == -1UL && kva_target_pfn > min_low_pfn);
 366
 367         if (kva_start_pfn == -1UL)
 368                 panic("Can not get kva space\n");
 369
 370         printk("kva_start_pfn ~ %ld find_max_low_pfn() ~ %ld\n",
 371                 kva_start_pfn, max_low_pfn);
 372         printk("max_pfn = %ld\n", max_pfn);
 373
 374         /* avoid clash with initrd */
 375         reserve_early(kva_start_pfn<<PAGE_SHIFT,
 376                       (kva_start_pfn + kva_pages)<<PAGE_SHIFT,
 377                      "KVA PG");
 378 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 379         highstart_pfn = highend_pfn = max_pfn;
 380         if (max_pfn > system_max_low_pfn)
 381                 highstart_pfn = system_max_low_pfn;
 382         printk(KERN_NOTICE "%ldMB HIGHMEM available.\n",
 383                pages_to_mb(highend_pfn - highstart_pfn));
 384         num_physpages = highend_pfn;
 385         high_memory = (void *) __va(highstart_pfn * PAGE_SIZE - 1) + 1;
 386 #else
 387         num_physpages = system_max_low_pfn;
 388         high_memory = (void *) __va(system_max_low_pfn * PAGE_SIZE - 1) + 1;
 389 #endif
 390         printk(KERN_NOTICE "%ldMB LOWMEM available.\n",
 391                         pages_to_mb(system_max_low_pfn));
 392         printk("min_low_pfn = %ld, max_low_pfn = %ld, highstart_pfn = %ld\n",
 393                         min_low_pfn, max_low_pfn, highstart_pfn);
 394
 395         printk("Low memory ends at vaddr %08lx\n",
 396                         (ulong) pfn_to_kaddr(max_low_pfn));
 397         for_each_online_node(nid) {
 398                 init_remap_allocator(nid);
 399
 400                 allocate_pgdat(nid);
 401         }
 402         printk("High memory starts at vaddr %08lx\n",
 403                         (ulong) pfn_to_kaddr(highstart_pfn));
 404         for_each_online_node(nid)
 405                 propagate_e820_map_node(nid);
 406
 407         memset(NODE_DATA(0), 0, sizeof(struct pglist_data));
 408         NODE_DATA(0)->bdata = &node0_bdata;
 409         setup_bootmem_allocator();
 410         return max_low_pfn;
 411 }
 412
 413 void __init zone_sizes_init(void)
 414 {
 415         unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES];
 416         memset(max_zone_pfns, 0, sizeof(max_zone_pfns));
 417         max_zone_pfns[ZONE_DMA] =
 418                 virt_to_phys((char *)MAX_DMA_ADDRESS) >> PAGE_SHIFT;
 419         max_zone_pfns[ZONE_NORMAL] = max_low_pfn;
 420 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 421         max_zone_pfns[ZONE_HIGHMEM] = highend_pfn;
 422 #endif
 423
 424         free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
 425         return;
 426 }
 427
 428 void __init set_highmem_pages_init(int bad_ppro)
 429 {
 430 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 431         struct zone *zone;
 432         struct page *page;
 433
 434         for_each_zone(zone) {
 435                 unsigned long node_pfn, zone_start_pfn, zone_end_pfn;
 436
 437                 if (!is_highmem(zone))
 438                         continue;
 439
 440                 zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
 441                 zone_end_pfn = zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
 442
 443                 printk("Initializing %s for node %d (%08lx:%08lx)\n",
 444                                 zone->name, zone_to_nid(zone),
 445                                 zone_start_pfn, zone_end_pfn);
 446
 447                 for (node_pfn = zone_start_pfn; node_pfn < zone_end_pfn; node_pfn++) {
 448                         if (!pfn_valid(node_pfn))
 449                                 continue;
 450                         page = pfn_to_page(node_pfn);
 451                         add_one_highpage_init(page, node_pfn, bad_ppro);
 452                 }
 453         }
 454         totalram_pages += totalhigh_pages;
 455 #endif
 456 }
 457
 458 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
 459 static int paddr_to_nid(u64 addr)
 460 {
 461         int nid;
 462         unsigned long pfn = PFN_DOWN(addr);
 463
 464         for_each_node(nid)
 465                 if (node_start_pfn[nid] <= pfn &&
 466                     pfn < node_end_pfn[nid])
 467                         return nid;
 468
 469         return -1;
 470 }
 471
 472 /*
 473  * This function is used to ask node id BEFORE memmap and mem_section's
 474  * initialization (pfn_to_nid() can't be used yet).
 475  * If _PXM is not defined on ACPI's DSDT, node id must be found by this.
 476  */
 477 int memory_add_physaddr_to_nid(u64 addr)
 478 {
 479         int nid = paddr_to_nid(addr);
 480         return (nid >= 0) ? nid : 0;
 481 }
 482
 483 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_add_physaddr_to_nid);
 484 #endif