]> err.no Git - linux-2.6/blob - arch/x86/mm/numa_64.c
SELinux: one little, two little, three little whitespaces, the avc.c saga.
[linux-2.6] / arch / x86 / mm / numa_64.c
1 /*
2  * Generic VM initialization for x86-64 NUMA setups.
3  * Copyright 2002,2003 Andi Kleen, SuSE Labs.
4  */
5 #include <linux/kernel.h>
6 #include <linux/mm.h>
7 #include <linux/string.h>
8 #include <linux/init.h>
9 #include <linux/bootmem.h>
10 #include <linux/mmzone.h>
11 #include <linux/ctype.h>
12 #include <linux/module.h>
13 #include <linux/nodemask.h>
14 #include <linux/sched.h>
15
16 #include <asm/e820.h>
17 #include <asm/proto.h>
18 #include <asm/dma.h>
19 #include <asm/numa.h>
20 #include <asm/acpi.h>
21 #include <asm/k8.h>
22
23 #ifndef Dprintk
24 #define Dprintk(x...)
25 #endif
26
27 struct pglist_data *node_data[MAX_NUMNODES] __read_mostly;
28 EXPORT_SYMBOL(node_data);
29
30 bootmem_data_t plat_node_bdata[MAX_NUMNODES];
31
32 struct memnode memnode;
33
34 #ifdef CONFIG_SMP
35 int x86_cpu_to_node_map_init[NR_CPUS] = {
36         [0 ... NR_CPUS-1] = NUMA_NO_NODE
37 };
38 void *x86_cpu_to_node_map_early_ptr;
39 EXPORT_SYMBOL(x86_cpu_to_node_map_early_ptr);
40 #endif
41 DEFINE_PER_CPU(int, x86_cpu_to_node_map) = NUMA_NO_NODE;
42 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(x86_cpu_to_node_map);
43
44 s16 apicid_to_node[MAX_LOCAL_APIC] __cpuinitdata = {
45         [0 ... MAX_LOCAL_APIC-1] = NUMA_NO_NODE
46 };
47
48 cpumask_t node_to_cpumask_map[MAX_NUMNODES] __read_mostly;
49 EXPORT_SYMBOL(node_to_cpumask_map);
50
51 int numa_off __initdata;
52 unsigned long __initdata nodemap_addr;
53 unsigned long __initdata nodemap_size;
54
55 /*
56  * Given a shift value, try to populate memnodemap[]
57  * Returns :
58  * 1 if OK
59  * 0 if memnodmap[] too small (of shift too small)
60  * -1 if node overlap or lost ram (shift too big)
61  */
62 static int __init populate_memnodemap(const struct bootnode *nodes,
63                                       int numnodes, int shift)
64 {
65         unsigned long addr, end;
66         int i, res = -1;
67
68         memset(memnodemap, 0xff, sizeof(s16)*memnodemapsize);
69         for (i = 0; i < numnodes; i++) {
70                 addr = nodes[i].start;
71                 end = nodes[i].end;
72                 if (addr >= end)
73                         continue;
74                 if ((end >> shift) >= memnodemapsize)
75                         return 0;
76                 do {
77                         if (memnodemap[addr >> shift] != NUMA_NO_NODE)
78                                 return -1;
79                         memnodemap[addr >> shift] = i;
80                         addr += (1UL << shift);
81                 } while (addr < end);
82                 res = 1;
83         }
84         return res;
85 }
86
87 static int __init allocate_cachealigned_memnodemap(void)
88 {
89         unsigned long addr;
90
91         memnodemap = memnode.embedded_map;
92         if (memnodemapsize <= ARRAY_SIZE(memnode.embedded_map))
93                 return 0;
94
95         addr = 0x8000;
96         nodemap_size = round_up(sizeof(s16) * memnodemapsize, L1_CACHE_BYTES);
97         nodemap_addr = find_e820_area(addr, end_pfn<<PAGE_SHIFT,
98                                       nodemap_size, L1_CACHE_BYTES);
99         if (nodemap_addr == -1UL) {
100                 printk(KERN_ERR
101                        "NUMA: Unable to allocate Memory to Node hash map\n");
102                 nodemap_addr = nodemap_size = 0;
103                 return -1;
104         }
105         memnodemap = phys_to_virt(nodemap_addr);
106         reserve_early(nodemap_addr, nodemap_addr + nodemap_size, "MEMNODEMAP");
107
108         printk(KERN_DEBUG "NUMA: Allocated memnodemap from %lx - %lx\n",
109                nodemap_addr, nodemap_addr + nodemap_size);
110         return 0;
111 }
112
113 /*
114  * The LSB of all start and end addresses in the node map is the value of the
115  * maximum possible shift.
116  */
117 static int __init extract_lsb_from_nodes(const struct bootnode *nodes,
118                                          int numnodes)
119 {
120         int i, nodes_used = 0;
121         unsigned long start, end;
122         unsigned long bitfield = 0, memtop = 0;
123
124         for (i = 0; i < numnodes; i++) {
125                 start = nodes[i].start;
126                 end = nodes[i].end;
127                 if (start >= end)
128                         continue;
129                 bitfield |= start;
130                 nodes_used++;
131                 if (end > memtop)
132                         memtop = end;
133         }
134         if (nodes_used <= 1)
135                 i = 63;
136         else
137                 i = find_first_bit(&bitfield, sizeof(unsigned long)*8);
138         memnodemapsize = (memtop >> i)+1;
139         return i;
140 }
141
142 int __init compute_hash_shift(struct bootnode *nodes, int numnodes)
143 {
144         int shift;
145
146         shift = extract_lsb_from_nodes(nodes, numnodes);
147         if (allocate_cachealigned_memnodemap())
148                 return -1;
149         printk(KERN_DEBUG "NUMA: Using %d for the hash shift.\n",
150                 shift);
151
152         if (populate_memnodemap(nodes, numnodes, shift) != 1) {
153                 printk(KERN_INFO "Your memory is not aligned you need to "
154                        "rebuild your kernel with a bigger NODEMAPSIZE "
155                        "shift=%d\n", shift);
156                 return -1;
157         }
158         return shift;
159 }
160
161 int early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
162 {
163         return phys_to_nid(pfn << PAGE_SHIFT);
164 }
165
166 static void * __init early_node_mem(int nodeid, unsigned long start,
167                                     unsigned long end, unsigned long size,
168                                     unsigned long align)
169 {
170         unsigned long mem = find_e820_area(start, end, size, align);
171         void *ptr;
172
173         if (mem != -1L)
174                 return __va(mem);
175
176         ptr = __alloc_bootmem_nopanic(size, align, __pa(MAX_DMA_ADDRESS));
177         if (ptr == NULL) {
178                 printk(KERN_ERR "Cannot find %lu bytes in node %d\n",
179                        size, nodeid);
180                 return NULL;
181         }
182         return ptr;
183 }
184
185 /* Initialize bootmem allocator for a node */
186 void __init setup_node_bootmem(int nodeid, unsigned long start,
187                                unsigned long end)
188 {
189         unsigned long start_pfn, end_pfn, bootmap_pages, bootmap_size;
190         unsigned long bootmap_start, nodedata_phys;
191         void *bootmap;
192         const int pgdat_size = round_up(sizeof(pg_data_t), PAGE_SIZE);
193
194         start = round_up(start, ZONE_ALIGN);
195
196         printk(KERN_INFO "Bootmem setup node %d %016lx-%016lx\n", nodeid,
197                start, end);
198
199         start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
200         end_pfn = end >> PAGE_SHIFT;
201
202         node_data[nodeid] = early_node_mem(nodeid, start, end, pgdat_size,
203                                            SMP_CACHE_BYTES);
204         if (node_data[nodeid] == NULL)
205                 return;
206         nodedata_phys = __pa(node_data[nodeid]);
207         printk(KERN_INFO "  NODE_DATA [%016lx - %016lx]\n", nodedata_phys,
208                 nodedata_phys + pgdat_size - 1);
209
210         memset(NODE_DATA(nodeid), 0, sizeof(pg_data_t));
211         NODE_DATA(nodeid)->bdata = &plat_node_bdata[nodeid];
212         NODE_DATA(nodeid)->node_start_pfn = start_pfn;
213         NODE_DATA(nodeid)->node_spanned_pages = end_pfn - start_pfn;
214
215         /* Find a place for the bootmem map */
216         bootmap_pages = bootmem_bootmap_pages(end_pfn - start_pfn);
217         bootmap_start = round_up(nodedata_phys + pgdat_size, PAGE_SIZE);
218         /*
219          * SMP_CAHCE_BYTES could be enough, but init_bootmem_node like
220          * to use that to align to PAGE_SIZE
221          */
222         bootmap = early_node_mem(nodeid, bootmap_start, end,
223                                  bootmap_pages<<PAGE_SHIFT, PAGE_SIZE);
224         if (bootmap == NULL)  {
225                 if (nodedata_phys < start || nodedata_phys >= end)
226                         free_bootmem(nodedata_phys, pgdat_size);
227                 node_data[nodeid] = NULL;
228                 return;
229         }
230         bootmap_start = __pa(bootmap);
231
232         bootmap_size = init_bootmem_node(NODE_DATA(nodeid),
233                                          bootmap_start >> PAGE_SHIFT,
234                                          start_pfn, end_pfn);
235
236         printk(KERN_INFO "  bootmap [%016lx -  %016lx] pages %lx\n",
237                  bootmap_start, bootmap_start + bootmap_size - 1,
238                  bootmap_pages);
239
240         free_bootmem_with_active_regions(nodeid, end);
241
242         reserve_bootmem_node(NODE_DATA(nodeid), nodedata_phys, pgdat_size,
243                         BOOTMEM_DEFAULT);
244         reserve_bootmem_node(NODE_DATA(nodeid), bootmap_start,
245                         bootmap_pages<<PAGE_SHIFT, BOOTMEM_DEFAULT);
246 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
247         srat_reserve_add_area(nodeid);
248 #endif
249         node_set_online(nodeid);
250 }
251
252 /*
253  * There are unfortunately some poorly designed mainboards around that
254  * only connect memory to a single CPU. This breaks the 1:1 cpu->node
255  * mapping. To avoid this fill in the mapping for all possible CPUs,
256  * as the number of CPUs is not known yet. We round robin the existing
257  * nodes.
258  */
259 void __init numa_init_array(void)
260 {
261         int rr, i;
262
263         rr = first_node(node_online_map);
264         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++) {
265                 if (early_cpu_to_node(i) != NUMA_NO_NODE)
266                         continue;
267                 numa_set_node(i, rr);
268                 rr = next_node(rr, node_online_map);
269                 if (rr == MAX_NUMNODES)
270                         rr = first_node(node_online_map);
271         }
272 }
273
274 #ifdef CONFIG_NUMA_EMU
275 /* Numa emulation */
276 char *cmdline __initdata;
277
278 /*
279  * Setups up nid to range from addr to addr + size.  If the end
280  * boundary is greater than max_addr, then max_addr is used instead.
281  * The return value is 0 if there is additional memory left for
282  * allocation past addr and -1 otherwise.  addr is adjusted to be at
283  * the end of the node.
284  */
285 static int __init setup_node_range(int nid, struct bootnode *nodes, u64 *addr,
286                                    u64 size, u64 max_addr)
287 {
288         int ret = 0;
289
290         nodes[nid].start = *addr;
291         *addr += size;
292         if (*addr >= max_addr) {
293                 *addr = max_addr;
294                 ret = -1;
295         }
296         nodes[nid].end = *addr;
297         node_set(nid, node_possible_map);
298         printk(KERN_INFO "Faking node %d at %016Lx-%016Lx (%LuMB)\n", nid,
299                nodes[nid].start, nodes[nid].end,
300                (nodes[nid].end - nodes[nid].start) >> 20);
301         return ret;
302 }
303
304 /*
305  * Splits num_nodes nodes up equally starting at node_start.  The return value
306  * is the number of nodes split up and addr is adjusted to be at the end of the
307  * last node allocated.
308  */
309 static int __init split_nodes_equally(struct bootnode *nodes, u64 *addr,
310                                       u64 max_addr, int node_start,
311                                       int num_nodes)
312 {
313         unsigned int big;
314         u64 size;
315         int i;
316
317         if (num_nodes <= 0)
318                 return -1;
319         if (num_nodes > MAX_NUMNODES)
320                 num_nodes = MAX_NUMNODES;
321         size = (max_addr - *addr - e820_hole_size(*addr, max_addr)) /
322                num_nodes;
323         /*
324          * Calculate the number of big nodes that can be allocated as a result
325          * of consolidating the leftovers.
326          */
327         big = ((size & ~FAKE_NODE_MIN_HASH_MASK) * num_nodes) /
328               FAKE_NODE_MIN_SIZE;
329
330         /* Round down to nearest FAKE_NODE_MIN_SIZE. */
331         size &= FAKE_NODE_MIN_HASH_MASK;
332         if (!size) {
333                 printk(KERN_ERR "Not enough memory for each node.  "
334                        "NUMA emulation disabled.\n");
335                 return -1;
336         }
337
338         for (i = node_start; i < num_nodes + node_start; i++) {
339                 u64 end = *addr + size;
340
341                 if (i < big)
342                         end += FAKE_NODE_MIN_SIZE;
343                 /*
344                  * The final node can have the remaining system RAM.  Other
345                  * nodes receive roughly the same amount of available pages.
346                  */
347                 if (i == num_nodes + node_start - 1)
348                         end = max_addr;
349                 else
350                         while (end - *addr - e820_hole_size(*addr, end) <
351                                size) {
352                                 end += FAKE_NODE_MIN_SIZE;
353                                 if (end > max_addr) {
354                                         end = max_addr;
355                                         break;
356                                 }
357                         }
358                 if (setup_node_range(i, nodes, addr, end - *addr, max_addr) < 0)
359                         break;
360         }
361         return i - node_start + 1;
362 }
363
364 /*
365  * Splits the remaining system RAM into chunks of size.  The remaining memory is
366  * always assigned to a final node and can be asymmetric.  Returns the number of
367  * nodes split.
368  */
369 static int __init split_nodes_by_size(struct bootnode *nodes, u64 *addr,
370                                       u64 max_addr, int node_start, u64 size)
371 {
372         int i = node_start;
373         size = (size << 20) & FAKE_NODE_MIN_HASH_MASK;
374         while (!setup_node_range(i++, nodes, addr, size, max_addr))
375                 ;
376         return i - node_start;
377 }
378
379 /*
380  * Sets up the system RAM area from start_pfn to end_pfn according to the
381  * numa=fake command-line option.
382  */
383 static int __init numa_emulation(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
384 {
385         struct bootnode nodes[MAX_NUMNODES];
386         u64 size, addr = start_pfn << PAGE_SHIFT;
387         u64 max_addr = end_pfn << PAGE_SHIFT;
388         int num_nodes = 0, num = 0, coeff_flag, coeff = -1, i;
389
390         memset(&nodes, 0, sizeof(nodes));
391         /*
392          * If the numa=fake command-line is just a single number N, split the
393          * system RAM into N fake nodes.
394          */
395         if (!strchr(cmdline, '*') && !strchr(cmdline, ',')) {
396                 long n = simple_strtol(cmdline, NULL, 0);
397
398                 num_nodes = split_nodes_equally(nodes, &addr, max_addr, 0, n);
399                 if (num_nodes < 0)
400                         return num_nodes;
401                 goto out;
402         }
403
404         /* Parse the command line. */
405         for (coeff_flag = 0; ; cmdline++) {
406                 if (*cmdline && isdigit(*cmdline)) {
407                         num = num * 10 + *cmdline - '0';
408                         continue;
409                 }
410                 if (*cmdline == '*') {
411                         if (num > 0)
412                                 coeff = num;
413                         coeff_flag = 1;
414                 }
415                 if (!*cmdline || *cmdline == ',') {
416                         if (!coeff_flag)
417                                 coeff = 1;
418                         /*
419                          * Round down to the nearest FAKE_NODE_MIN_SIZE.
420                          * Command-line coefficients are in megabytes.
421                          */
422                         size = ((u64)num << 20) & FAKE_NODE_MIN_HASH_MASK;
423                         if (size)
424                                 for (i = 0; i < coeff; i++, num_nodes++)
425                                         if (setup_node_range(num_nodes, nodes,
426                                                 &addr, size, max_addr) < 0)
427                                                 goto done;
428                         if (!*cmdline)
429                                 break;
430                         coeff_flag = 0;
431                         coeff = -1;
432                 }
433                 num = 0;
434         }
435 done:
436         if (!num_nodes)
437                 return -1;
438         /* Fill remainder of system RAM, if appropriate. */
439         if (addr < max_addr) {
440                 if (coeff_flag && coeff < 0) {
441                         /* Split remaining nodes into num-sized chunks */
442                         num_nodes += split_nodes_by_size(nodes, &addr, max_addr,
443                                                          num_nodes, num);
444                         goto out;
445                 }
446                 switch (*(cmdline - 1)) {
447                 case '*':
448                         /* Split remaining nodes into coeff chunks */
449                         if (coeff <= 0)
450                                 break;
451                         num_nodes += split_nodes_equally(nodes, &addr, max_addr,
452                                                          num_nodes, coeff);
453                         break;
454                 case ',':
455                         /* Do not allocate remaining system RAM */
456                         break;
457                 default:
458                         /* Give one final node */
459                         setup_node_range(num_nodes, nodes, &addr,
460                                          max_addr - addr, max_addr);
461                         num_nodes++;
462                 }
463         }
464 out:
465         memnode_shift = compute_hash_shift(nodes, num_nodes);
466         if (memnode_shift < 0) {
467                 memnode_shift = 0;
468                 printk(KERN_ERR "No NUMA hash function found.  NUMA emulation "
469                        "disabled.\n");
470                 return -1;
471         }
472
473         /*
474          * We need to vacate all active ranges that may have been registered by
475          * SRAT and set acpi_numa to -1 so that srat_disabled() always returns
476          * true.  NUMA emulation has succeeded so we will not scan ACPI nodes.
477          */
478         remove_all_active_ranges();
479 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
480         acpi_numa = -1;
481 #endif
482         for_each_node_mask(i, node_possible_map) {
483                 e820_register_active_regions(i, nodes[i].start >> PAGE_SHIFT,
484                                                 nodes[i].end >> PAGE_SHIFT);
485                 setup_node_bootmem(i, nodes[i].start, nodes[i].end);
486         }
487         acpi_fake_nodes(nodes, num_nodes);
488         numa_init_array();
489         return 0;
490 }
491 #endif /* CONFIG_NUMA_EMU */
492
493 void __init numa_initmem_init(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
494 {
495         int i;
496
497         nodes_clear(node_possible_map);
498         nodes_clear(node_online_map);
499
500 #ifdef CONFIG_NUMA_EMU
501         if (cmdline && !numa_emulation(start_pfn, end_pfn))
502                 return;
503         nodes_clear(node_possible_map);
504         nodes_clear(node_online_map);
505 #endif
506
507 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
508         if (!numa_off && !acpi_scan_nodes(start_pfn << PAGE_SHIFT,
509                                           end_pfn << PAGE_SHIFT))
510                 return;
511         nodes_clear(node_possible_map);
512         nodes_clear(node_online_map);
513 #endif
514
515 #ifdef CONFIG_K8_NUMA
516         if (!numa_off && !k8_scan_nodes(start_pfn<<PAGE_SHIFT,
517                                         end_pfn<<PAGE_SHIFT))
518                 return;
519         nodes_clear(node_possible_map);
520         nodes_clear(node_online_map);
521 #endif
522         printk(KERN_INFO "%s\n",
523                numa_off ? "NUMA turned off" : "No NUMA configuration found");
524
525         printk(KERN_INFO "Faking a node at %016lx-%016lx\n",
526                start_pfn << PAGE_SHIFT,
527                end_pfn << PAGE_SHIFT);
528         /* setup dummy node covering all memory */
529         memnode_shift = 63;
530         memnodemap = memnode.embedded_map;
531         memnodemap[0] = 0;
532         node_set_online(0);
533         node_set(0, node_possible_map);
534         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++)
535                 numa_set_node(i, 0);
536         /* cpumask_of_cpu() may not be available during early startup */
537         memset(&node_to_cpumask_map[0], 0, sizeof(node_to_cpumask_map[0]));
538         cpu_set(0, node_to_cpumask_map[0]);
539         e820_register_active_regions(0, start_pfn, end_pfn);
540         setup_node_bootmem(0, start_pfn << PAGE_SHIFT, end_pfn << PAGE_SHIFT);
541 }
542
543 __cpuinit void numa_add_cpu(int cpu)
544 {
545         set_bit(cpu,
546                 (unsigned long *)&node_to_cpumask_map[early_cpu_to_node(cpu)]);
547 }
548
549 void __cpuinit numa_set_node(int cpu, int node)
550 {
551         int *cpu_to_node_map = x86_cpu_to_node_map_early_ptr;
552
553         if(cpu_to_node_map)
554                 cpu_to_node_map[cpu] = node;
555         else if(per_cpu_offset(cpu))
556                 per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu) = node;
557         else
558                 Dprintk(KERN_INFO "Setting node for non-present cpu %d\n", cpu);
559 }
560
561 unsigned long __init numa_free_all_bootmem(void)
562 {
563         unsigned long pages = 0;
564         int i;
565
566         for_each_online_node(i)
567                 pages += free_all_bootmem_node(NODE_DATA(i));
568
569         return pages;
570 }
571
572 void __init paging_init(void)
573 {
574         unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES];
575
576         memset(max_zone_pfns, 0, sizeof(max_zone_pfns));
577         max_zone_pfns[ZONE_DMA] = MAX_DMA_PFN;
578         max_zone_pfns[ZONE_DMA32] = MAX_DMA32_PFN;
579         max_zone_pfns[ZONE_NORMAL] = end_pfn;
580
581         sparse_memory_present_with_active_regions(MAX_NUMNODES);
582         sparse_init();
583
584         free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
585 }
586
587 static __init int numa_setup(char *opt)
588 {
589         if (!opt)
590                 return -EINVAL;
591         if (!strncmp(opt, "off", 3))
592                 numa_off = 1;
593 #ifdef CONFIG_NUMA_EMU
594         if (!strncmp(opt, "fake=", 5))
595                 cmdline = opt + 5;
596 #endif
597 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
598         if (!strncmp(opt, "noacpi", 6))
599                 acpi_numa = -1;
600         if (!strncmp(opt, "hotadd=", 7))
601                 hotadd_percent = simple_strtoul(opt+7, NULL, 10);
602 #endif
603         return 0;
604 }
605 early_param("numa", numa_setup);
606
607 /*
608  * Setup early cpu_to_node.
609  *
610  * Populate cpu_to_node[] only if x86_cpu_to_apicid[],
611  * and apicid_to_node[] tables have valid entries for a CPU.
612  * This means we skip cpu_to_node[] initialisation for NUMA
613  * emulation and faking node case (when running a kernel compiled
614  * for NUMA on a non NUMA box), which is OK as cpu_to_node[]
615  * is already initialized in a round robin manner at numa_init_array,
616  * prior to this call, and this initialization is good enough
617  * for the fake NUMA cases.
618  */
619 void __init init_cpu_to_node(void)
620 {
621         int i;
622
623         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++) {
624                 int node;
625                 u16 apicid = x86_cpu_to_apicid_init[i];
626
627                 if (apicid == BAD_APICID)
628                         continue;
629                 node = apicid_to_node[apicid];
630                 if (node == NUMA_NO_NODE)
631                         continue;
632                 if (!node_online(node))
633                         continue;
634                 numa_set_node(i, node);
635         }
636 }
637
638