arch/powerpc/mm/numa.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /*
   3  * pSeries NUMA support
   4  *
   5  * Copyright (C) 2002 Anton Blanchard <anton@au.ibm.com>, IBM
   6  */
   7 #define pr_fmt(fmt) "numa: " fmt
   8
   9 #include <linux/threads.h>
  10 #include <linux/memblock.h>
  11 #include <linux/init.h>
  12 #include <linux/mm.h>
  13 #include <linux/mmzone.h>
  14 #include <linux/export.h>
  15 #include <linux/nodemask.h>
  16 #include <linux/cpu.h>
  17 #include <linux/notifier.h>
  18 #include <linux/of.h>
  19 #include <linux/pfn.h>
  20 #include <linux/cpuset.h>
  21 #include <linux/node.h>
  22 #include <linux/stop_machine.h>
  23 #include <linux/proc_fs.h>
  24 #include <linux/seq_file.h>
  25 #include <linux/uaccess.h>
  26 #include <linux/slab.h>
  27 #include <asm/cputhreads.h>
  28 #include <asm/sparsemem.h>
  29 #include <asm/prom.h>
  30 #include <asm/smp.h>
  31 #include <asm/topology.h>
  32 #include <asm/firmware.h>
  33 #include <asm/paca.h>
  34 #include <asm/hvcall.h>
  35 #include <asm/setup.h>
  36 #include <asm/vdso.h>
  37 #include <asm/drmem.h>
  38
  39 static int numa_enabled = 1;
  40
  41 static char *cmdline __initdata;
  42
  43 static int numa_debug;
  44 #define dbg(args...) if (numa_debug) { printk(KERN_INFO args); }
  45
  46 int numa_cpu_lookup_table[NR_CPUS];
  47 cpumask_var_t node_to_cpumask_map[MAX_NUMNODES];
  48 struct pglist_data *node_data[MAX_NUMNODES];
  49
  50 EXPORT_SYMBOL(numa_cpu_lookup_table);
  51 EXPORT_SYMBOL(node_to_cpumask_map);
  52 EXPORT_SYMBOL(node_data);
  53
  54 static int min_common_depth;
  55 static int n_mem_addr_cells, n_mem_size_cells;
  56 static int form1_affinity;
  57
  58 #define MAX_DISTANCE_REF_POINTS 4
  59 static int distance_ref_points_depth;
  60 static const __be32 *distance_ref_points;
  61 static int distance_lookup_table[MAX_NUMNODES][MAX_DISTANCE_REF_POINTS];
  62
  63 /*
  64  * Allocate node_to_cpumask_map based on number of available nodes
  65  * Requires node_possible_map to be valid.
  66  *
  67  * Note: cpumask_of_node() is not valid until after this is done.
  68  */
  69 static void __init setup_node_to_cpumask_map(void)
  70 {
  71         unsigned int node;
  72
  73         /* setup nr_node_ids if not done yet */
  74         if (nr_node_ids == MAX_NUMNODES)
  75                 setup_nr_node_ids();
  76
  77         /* allocate the map */
  78         for_each_node(node)
  79                 alloc_bootmem_cpumask_var(&node_to_cpumask_map[node]);
  80
  81         /* cpumask_of_node() will now work */
  82         dbg("Node to cpumask map for %u nodes\n", nr_node_ids);
  83 }
  84
  85 static int __init fake_numa_create_new_node(unsigned long end_pfn,
  86                                                 unsigned int *nid)
  87 {
  88         unsigned long long mem;
  89         char *p = cmdline;
  90         static unsigned int fake_nid;
  91         static unsigned long long curr_boundary;
  92
  93         /*
  94          * Modify node id, iff we started creating NUMA nodes
  95          * We want to continue from where we left of the last time
  96          */
  97         if (fake_nid)
  98                 *nid = fake_nid;
  99         /*
 100          * In case there are no more arguments to parse, the
 101          * node_id should be the same as the last fake node id
 102          * (we've handled this above).
 103          */
 104         if (!p)
 105                 return 0;
 106
 107         mem = memparse(p, &p);
 108         if (!mem)
 109                 return 0;
 110
 111         if (mem < curr_boundary)
 112                 return 0;
 113
 114         curr_boundary = mem;
 115
 116         if ((end_pfn << PAGE_SHIFT) > mem) {
 117                 /*
 118                  * Skip commas and spaces
 119                  */
 120                 while (*p == ',' || *p == ' ' || *p == '\t')
 121                         p++;
 122
 123                 cmdline = p;
 124                 fake_nid++;
 125                 *nid = fake_nid;
 126                 dbg("created new fake_node with id %d\n", fake_nid);
 127                 return 1;
 128         }
 129         return 0;
 130 }
 131
 132 static void reset_numa_cpu_lookup_table(void)
 133 {
 134         unsigned int cpu;
 135
 136         for_each_possible_cpu(cpu)
 137                 numa_cpu_lookup_table[cpu] = -1;
 138 }
 139
 140 static void map_cpu_to_node(int cpu, int node)
 141 {
 142         update_numa_cpu_lookup_table(cpu, node);
 143
 144         dbg("adding cpu %d to node %d\n", cpu, node);
 145
 146         if (!(cpumask_test_cpu(cpu, node_to_cpumask_map[node])))
 147                 cpumask_set_cpu(cpu, node_to_cpumask_map[node]);
 148 }
 149
 150 #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) || defined(CONFIG_PPC_SPLPAR)
 151 static void unmap_cpu_from_node(unsigned long cpu)
 152 {
 153         int node = numa_cpu_lookup_table[cpu];
 154
 155         dbg("removing cpu %lu from node %d\n", cpu, node);
 156
 157         if (cpumask_test_cpu(cpu, node_to_cpumask_map[node])) {
 158                 cpumask_clear_cpu(cpu, node_to_cpumask_map[node]);
 159         } else {
 160                 printk(KERN_ERR "WARNING: cpu %lu not found in node %d\n",
 161                        cpu, node);
 162         }
 163 }
 164 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU || CONFIG_PPC_SPLPAR */
 165
 166 int cpu_distance(__be32 *cpu1_assoc, __be32 *cpu2_assoc)
 167 {
 168         int dist = 0;
 169
 170         int i, index;
 171
 172         for (i = 0; i < distance_ref_points_depth; i++) {
 173                 index = be32_to_cpu(distance_ref_points[i]);
 174                 if (cpu1_assoc[index] == cpu2_assoc[index])
 175                         break;
 176                 dist++;
 177         }
 178
 179         return dist;
 180 }
 181
 182 /* must hold reference to node during call */
 183 static const __be32 *of_get_associativity(struct device_node *dev)
 184 {
 185         return of_get_property(dev, "ibm,associativity", NULL);
 186 }
 187
 188 int __node_distance(int a, int b)
 189 {
 190         int i;
 191         int distance = LOCAL_DISTANCE;
 192
 193         if (!form1_affinity)
 194                 return ((a == b) ? LOCAL_DISTANCE : REMOTE_DISTANCE);
 195
 196         for (i = 0; i < distance_ref_points_depth; i++) {
 197                 if (distance_lookup_table[a][i] == distance_lookup_table[b][i])
 198                         break;
 199
 200                 /* Double the distance for each NUMA level */
 201                 distance *= 2;
 202         }
 203
 204         return distance;
 205 }
 206 EXPORT_SYMBOL(__node_distance);
 207
 208 static void initialize_distance_lookup_table(int nid,
 209                 const __be32 *associativity)
 210 {
 211         int i;
 212
 213         if (!form1_affinity)
 214                 return;
 215
 216         for (i = 0; i < distance_ref_points_depth; i++) {
 217                 const __be32 *entry;
 218
 219                 entry = &associativity[be32_to_cpu(distance_ref_points[i]) - 1];
 220                 distance_lookup_table[nid][i] = of_read_number(entry, 1);
 221         }
 222 }
 223
 224 /*
 225  * Returns nid in the range [0..nr_node_ids], or -1 if no useful NUMA
 226  * info is found.
 227  */
 228 static int associativity_to_nid(const __be32 *associativity)
 229 {
 230         int nid = NUMA_NO_NODE;
 231
 232         if (!numa_enabled)
 233                 goto out;
 234
 235         if (of_read_number(associativity, 1) >= min_common_depth)
 236                 nid = of_read_number(&associativity[min_common_depth], 1);
 237
 238         /* POWER4 LPAR uses 0xffff as invalid node */
 239         if (nid == 0xffff || nid >= nr_node_ids)
 240                 nid = NUMA_NO_NODE;
 241
 242         if (nid > 0 &&
 243                 of_read_number(associativity, 1) >= distance_ref_points_depth) {
 244                 /*
 245                  * Skip the length field and send start of associativity array
 246                  */
 247                 initialize_distance_lookup_table(nid, associativity + 1);
 248         }
 249
 250 out:
 251         return nid;
 252 }
 253
 254 /* Returns the nid associated with the given device tree node,
 255  * or -1 if not found.
 256  */
 257 static int of_node_to_nid_single(struct device_node *device)
 258 {
 259         int nid = NUMA_NO_NODE;
 260         const __be32 *tmp;
 261
 262         tmp = of_get_associativity(device);
 263         if (tmp)
 264                 nid = associativity_to_nid(tmp);
 265         return nid;
 266 }
 267
 268 /* Walk the device tree upwards, looking for an associativity id */
 269 int of_node_to_nid(struct device_node *device)
 270 {
 271         int nid = NUMA_NO_NODE;
 272
 273         of_node_get(device);
 274         while (device) {
 275                 nid = of_node_to_nid_single(device);
 276                 if (nid != -1)
 277                         break;
 278
 279                 device = of_get_next_parent(device);
 280         }
 281         of_node_put(device);
 282
 283         return nid;
 284 }
 285 EXPORT_SYMBOL(of_node_to_nid);
 286
 287 static int __init find_min_common_depth(void)
 288 {
 289         int depth;
 290         struct device_node *root;
 291
 292         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_OPAL))
 293                 root = of_find_node_by_path("/ibm,opal");
 294         else
 295                 root = of_find_node_by_path("/rtas");
 296         if (!root)
 297                 root = of_find_node_by_path("/");
 298
 299         /*
 300          * This property is a set of 32-bit integers, each representing
 301          * an index into the ibm,associativity nodes.
 302          *
 303          * With form 0 affinity the first integer is for an SMP configuration
 304          * (should be all 0's) and the second is for a normal NUMA
 305          * configuration. We have only one level of NUMA.
 306          *
 307          * With form 1 affinity the first integer is the most significant
 308          * NUMA boundary and the following are progressively less significant
 309          * boundaries. There can be more than one level of NUMA.
 310          */
 311         distance_ref_points = of_get_property(root,
 312                                         "ibm,associativity-reference-points",
 313                                         &distance_ref_points_depth);
 314
 315         if (!distance_ref_points) {
 316                 dbg("NUMA: ibm,associativity-reference-points not found.\n");
 317                 goto err;
 318         }
 319
 320         distance_ref_points_depth /= sizeof(int);
 321
 322         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_OPAL) ||
 323             firmware_has_feature(FW_FEATURE_TYPE1_AFFINITY)) {
 324                 dbg("Using form 1 affinity\n");
 325                 form1_affinity = 1;
 326         }
 327
 328         if (form1_affinity) {
 329                 depth = of_read_number(distance_ref_points, 1);
 330         } else {
 331                 if (distance_ref_points_depth < 2) {
 332                         printk(KERN_WARNING "NUMA: "
 333                                 "short ibm,associativity-reference-points\n");
 334                         goto err;
 335                 }
 336
 337                 depth = of_read_number(&distance_ref_points[1], 1);
 338         }
 339
 340         /*
 341          * Warn and cap if the hardware supports more than
 342          * MAX_DISTANCE_REF_POINTS domains.
 343          */
 344         if (distance_ref_points_depth > MAX_DISTANCE_REF_POINTS) {
 345                 printk(KERN_WARNING "NUMA: distance array capped at "
 346                         "%d entries\n", MAX_DISTANCE_REF_POINTS);
 347                 distance_ref_points_depth = MAX_DISTANCE_REF_POINTS;
 348         }
 349
 350         of_node_put(root);
 351         return depth;
 352
 353 err:
 354         of_node_put(root);
 355         return -1;
 356 }
 357
 358 static void __init get_n_mem_cells(int *n_addr_cells, int *n_size_cells)
 359 {
 360         struct device_node *memory = NULL;
 361
 362         memory = of_find_node_by_type(memory, "memory");
 363         if (!memory)
 364                 panic("numa.c: No memory nodes found!");
 365
 366         *n_addr_cells = of_n_addr_cells(memory);
 367         *n_size_cells = of_n_size_cells(memory);
 368         of_node_put(memory);
 369 }
 370
 371 static unsigned long read_n_cells(int n, const __be32 **buf)
 372 {
 373         unsigned long result = 0;
 374
 375         while (n--) {
 376                 result = (result << 32) | of_read_number(*buf, 1);
 377                 (*buf)++;
 378         }
 379         return result;
 380 }
 381
 382 struct assoc_arrays {
 383         u32     n_arrays;
 384         u32     array_sz;
 385         const __be32 *arrays;
 386 };
 387
 388 /*
 389  * Retrieve and validate the list of associativity arrays for drconf
 390  * memory from the ibm,associativity-lookup-arrays property of the
 391  * device tree..
 392  *
 393  * The layout of the ibm,associativity-lookup-arrays property is a number N
 394  * indicating the number of associativity arrays, followed by a number M
 395  * indicating the size of each associativity array, followed by a list
 396  * of N associativity arrays.
 397  */
 398 static int of_get_assoc_arrays(struct assoc_arrays *aa)
 399 {
 400         struct device_node *memory;
 401         const __be32 *prop;
 402         u32 len;
 403
 404         memory = of_find_node_by_path("/ibm,dynamic-reconfiguration-memory");
 405         if (!memory)
 406                 return -1;
 407
 408         prop = of_get_property(memory, "ibm,associativity-lookup-arrays", &len);
 409         if (!prop || len < 2 * sizeof(unsigned int)) {
 410                 of_node_put(memory);
 411                 return -1;
 412         }
 413
 414         aa->n_arrays = of_read_number(prop++, 1);
 415         aa->array_sz = of_read_number(prop++, 1);
 416
 417         of_node_put(memory);
 418
 419         /* Now that we know the number of arrays and size of each array,
 420          * revalidate the size of the property read in.
 421          */
 422         if (len < (aa->n_arrays * aa->array_sz + 2) * sizeof(unsigned int))
 423                 return -1;
 424
 425         aa->arrays = prop;
 426         return 0;
 427 }
 428
 429 /*
 430  * This is like of_node_to_nid_single() for memory represented in the
 431  * ibm,dynamic-reconfiguration-memory node.
 432  */
 433 static int of_drconf_to_nid_single(struct drmem_lmb *lmb)
 434 {
 435         struct assoc_arrays aa = { .arrays = NULL };
 436         int default_nid = NUMA_NO_NODE;
 437         int nid = default_nid;
 438         int rc, index;
 439
 440         if ((min_common_depth < 0) || !numa_enabled)
 441                 return default_nid;
 442
 443         rc = of_get_assoc_arrays(&aa);
 444         if (rc)
 445                 return default_nid;
 446
 447         if (min_common_depth <= aa.array_sz &&
 448             !(lmb->flags & DRCONF_MEM_AI_INVALID) && lmb->aa_index < aa.n_arrays) {
 449                 index = lmb->aa_index * aa.array_sz + min_common_depth - 1;
 450                 nid = of_read_number(&aa.arrays[index], 1);
 451
 452                 if (nid == 0xffff || nid >= nr_node_ids)
 453                         nid = default_nid;
 454
 455                 if (nid > 0) {
 456                         index = lmb->aa_index * aa.array_sz;
 457                         initialize_distance_lookup_table(nid,
 458                                                         &aa.arrays[index]);
 459                 }
 460         }
 461
 462         return nid;
 463 }
 464
 465 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
 466 static int vphn_get_nid(long lcpu)
 467 {
 468         __be32 associativity[VPHN_ASSOC_BUFSIZE] = {0};
 469         long rc, hwid;
 470
 471         /*
 472          * On a shared lpar, device tree will not have node associativity.
 473          * At this time lppaca, or its __old_status field may not be
 474          * updated. Hence kernel cannot detect if its on a shared lpar. So
 475          * request an explicit associativity irrespective of whether the
 476          * lpar is shared or dedicated. Use the device tree property as a
 477          * fallback. cpu_to_phys_id is only valid between
 478          * smp_setup_cpu_maps() and smp_setup_pacas().
 479          */
 480         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_VPHN)) {
 481                 if (cpu_to_phys_id)
 482                         hwid = cpu_to_phys_id[lcpu];
 483                 else
 484                         hwid = get_hard_smp_processor_id(lcpu);
 485
 486                 rc = hcall_vphn(hwid, VPHN_FLAG_VCPU, associativity);
 487                 if (rc == H_SUCCESS)
 488                         return associativity_to_nid(associativity);
 489         }
 490
 491         return NUMA_NO_NODE;
 492 }
 493 #else
 494 static int vphn_get_nid(long unused)
 495 {
 496         return NUMA_NO_NODE;
 497 }
 498 #endif  /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 499
 500 /*
 501  * Figure out to which domain a cpu belongs and stick it there.
 502  * Return the id of the domain used.
 503  */
 504 static int numa_setup_cpu(unsigned long lcpu)
 505 {
 506         struct device_node *cpu;
 507         int fcpu = cpu_first_thread_sibling(lcpu);
 508         int nid = NUMA_NO_NODE;
 509
 510         /*
 511          * If a valid cpu-to-node mapping is already available, use it
 512          * directly instead of querying the firmware, since it represents
 513          * the most recent mapping notified to us by the platform (eg: VPHN).
 514          * Since cpu_to_node binding remains the same for all threads in the
 515          * core. If a valid cpu-to-node mapping is already available, for
 516          * the first thread in the core, use it.
 517          */
 518         nid = numa_cpu_lookup_table[fcpu];
 519         if (nid >= 0) {
 520                 map_cpu_to_node(lcpu, nid);
 521                 return nid;
 522         }
 523
 524         nid = vphn_get_nid(lcpu);
 525         if (nid != NUMA_NO_NODE)
 526                 goto out_present;
 527
 528         cpu = of_get_cpu_node(lcpu, NULL);
 529
 530         if (!cpu) {
 531                 WARN_ON(1);
 532                 if (cpu_present(lcpu))
 533                         goto out_present;
 534                 else
 535                         goto out;
 536         }
 537
 538         nid = of_node_to_nid_single(cpu);
 539         of_node_put(cpu);
 540
 541 out_present:
 542         if (nid < 0 || !node_possible(nid))
 543                 nid = first_online_node;
 544
 545         /*
 546          * Update for the first thread of the core. All threads of a core
 547          * have to be part of the same node. This not only avoids querying
 548          * for every other thread in the core, but always avoids a case
 549          * where virtual node associativity change causes subsequent threads
 550          * of a core to be associated with different nid. However if first
 551          * thread is already online, expect it to have a valid mapping.
 552          */
 553         if (fcpu != lcpu) {
 554                 WARN_ON(cpu_online(fcpu));
 555                 map_cpu_to_node(fcpu, nid);
 556         }
 557
 558         map_cpu_to_node(lcpu, nid);
 559 out:
 560         return nid;
 561 }
 562
 563 static void verify_cpu_node_mapping(int cpu, int node)
 564 {
 565         int base, sibling, i;
 566
 567         /* Verify that all the threads in the core belong to the same node */
 568         base = cpu_first_thread_sibling(cpu);
 569
 570         for (i = 0; i < threads_per_core; i++) {
 571                 sibling = base + i;
 572
 573                 if (sibling == cpu || cpu_is_offline(sibling))
 574                         continue;
 575
 576                 if (cpu_to_node(sibling) != node) {
 577                         WARN(1, "CPU thread siblings %d and %d don't belong"
 578                                 " to the same node!\n", cpu, sibling);
 579                         break;
 580                 }
 581         }
 582 }
 583
 584 /* Must run before sched domains notifier. */
 585 static int ppc_numa_cpu_prepare(unsigned int cpu)
 586 {
 587         int nid;
 588
 589         nid = numa_setup_cpu(cpu);
 590         verify_cpu_node_mapping(cpu, nid);
 591         return 0;
 592 }
 593
 594 static int ppc_numa_cpu_dead(unsigned int cpu)
 595 {
 596 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 597         unmap_cpu_from_node(cpu);
 598 #endif
 599         return 0;
 600 }
 601
 602 /*
 603  * Check and possibly modify a memory region to enforce the memory limit.
 604  *
 605  * Returns the size the region should have to enforce the memory limit.
 606  * This will either be the original value of size, a truncated value,
 607  * or zero. If the returned value of size is 0 the region should be
 608  * discarded as it lies wholly above the memory limit.
 609  */
 610 static unsigned long __init numa_enforce_memory_limit(unsigned long start,
 611                                                       unsigned long size)
 612 {
 613         /*
 614          * We use memblock_end_of_DRAM() in here instead of memory_limit because
 615          * we've already adjusted it for the limit and it takes care of
 616          * having memory holes below the limit.  Also, in the case of
 617          * iommu_is_off, memory_limit is not set but is implicitly enforced.
 618          */
 619
 620         if (start + size <= memblock_end_of_DRAM())
 621                 return size;
 622
 623         if (start >= memblock_end_of_DRAM())
 624                 return 0;
 625
 626         return memblock_end_of_DRAM() - start;
 627 }
 628
 629 /*
 630  * Reads the counter for a given entry in
 631  * linux,drconf-usable-memory property
 632  */
 633 static inline int __init read_usm_ranges(const __be32 **usm)
 634 {
 635         /*
 636          * For each lmb in ibm,dynamic-memory a corresponding
 637          * entry in linux,drconf-usable-memory property contains
 638          * a counter followed by that many (base, size) duple.
 639          * read the counter from linux,drconf-usable-memory
 640          */
 641         return read_n_cells(n_mem_size_cells, usm);
 642 }
 643
 644 /*
 645  * Extract NUMA information from the ibm,dynamic-reconfiguration-memory
 646  * node.  This assumes n_mem_{addr,size}_cells have been set.
 647  */
 648 static int __init numa_setup_drmem_lmb(struct drmem_lmb *lmb,
 649                                         const __be32 **usm,
 650                                         void *data)
 651 {
 652         unsigned int ranges, is_kexec_kdump = 0;
 653         unsigned long base, size, sz;
 654         int nid;
 655
 656         /*
 657          * Skip this block if the reserved bit is set in flags (0x80)
 658          * or if the block is not assigned to this partition (0x8)
 659          */
 660         if ((lmb->flags & DRCONF_MEM_RESERVED)
 661             || !(lmb->flags & DRCONF_MEM_ASSIGNED))
 662                 return 0;
 663
 664         if (*usm)
 665                 is_kexec_kdump = 1;
 666
 667         base = lmb->base_addr;
 668         size = drmem_lmb_size();
 669         ranges = 1;
 670
 671         if (is_kexec_kdump) {
 672                 ranges = read_usm_ranges(usm);
 673                 if (!ranges) /* there are no (base, size) duple */
 674                         return 0;
 675         }
 676
 677         do {
 678                 if (is_kexec_kdump) {
 679                         base = read_n_cells(n_mem_addr_cells, usm);
 680                         size = read_n_cells(n_mem_size_cells, usm);
 681                 }
 682
 683                 nid = of_drconf_to_nid_single(lmb);
 684                 fake_numa_create_new_node(((base + size) >> PAGE_SHIFT),
 685                                           &nid);
 686                 node_set_online(nid);
 687                 sz = numa_enforce_memory_limit(base, size);
 688                 if (sz)
 689                         memblock_set_node(base, sz, &memblock.memory, nid);
 690         } while (--ranges);
 691
 692         return 0;
 693 }
 694
 695 static int __init parse_numa_properties(void)
 696 {
 697         struct device_node *memory;
 698         int default_nid = 0;
 699         unsigned long i;
 700
 701         if (numa_enabled == 0) {
 702                 printk(KERN_WARNING "NUMA disabled by user\n");
 703                 return -1;
 704         }
 705
 706         min_common_depth = find_min_common_depth();
 707
 708         if (min_common_depth < 0) {
 709                 /*
 710                  * if we fail to parse min_common_depth from device tree
 711                  * mark the numa disabled, boot with numa disabled.
 712                  */
 713                 numa_enabled = false;
 714                 return min_common_depth;
 715         }
 716
 717         dbg("NUMA associativity depth for CPU/Memory: %d\n", min_common_depth);
 718
 719         /*
 720          * Even though we connect cpus to numa domains later in SMP
 721          * init, we need to know the node ids now. This is because
 722          * each node to be onlined must have NODE_DATA etc backing it.
 723          */
 724         for_each_present_cpu(i) {
 725                 struct device_node *cpu;
 726                 int nid;
 727
 728                 cpu = of_get_cpu_node(i, NULL);
 729                 BUG_ON(!cpu);
 730                 nid = of_node_to_nid_single(cpu);
 731                 of_node_put(cpu);
 732
 733                 /*
 734                  * Don't fall back to default_nid yet -- we will plug
 735                  * cpus into nodes once the memory scan has discovered
 736                  * the topology.
 737                  */
 738                 if (nid < 0)
 739                         continue;
 740                 node_set_online(nid);
 741         }
 742
 743         get_n_mem_cells(&n_mem_addr_cells, &n_mem_size_cells);
 744
 745         for_each_node_by_type(memory, "memory") {
 746                 unsigned long start;
 747                 unsigned long size;
 748                 int nid;
 749                 int ranges;
 750                 const __be32 *memcell_buf;
 751                 unsigned int len;
 752
 753                 memcell_buf = of_get_property(memory,
 754                         "linux,usable-memory", &len);
 755                 if (!memcell_buf || len <= 0)
 756                         memcell_buf = of_get_property(memory, "reg", &len);
 757                 if (!memcell_buf || len <= 0)
 758                         continue;
 759
 760                 /* ranges in cell */
 761                 ranges = (len >> 2) / (n_mem_addr_cells + n_mem_size_cells);
 762 new_range:
 763                 /* these are order-sensitive, and modify the buffer pointer */
 764                 start = read_n_cells(n_mem_addr_cells, &memcell_buf);
 765                 size = read_n_cells(n_mem_size_cells, &memcell_buf);
 766
 767                 /*
 768                  * Assumption: either all memory nodes or none will
 769                  * have associativity properties.  If none, then
 770                  * everything goes to default_nid.
 771                  */
 772                 nid = of_node_to_nid_single(memory);
 773                 if (nid < 0)
 774                         nid = default_nid;
 775
 776                 fake_numa_create_new_node(((start + size) >> PAGE_SHIFT), &nid);
 777                 node_set_online(nid);
 778
 779                 size = numa_enforce_memory_limit(start, size);
 780                 if (size)
 781                         memblock_set_node(start, size, &memblock.memory, nid);
 782
 783                 if (--ranges)
 784                         goto new_range;
 785         }
 786
 787         /*
 788          * Now do the same thing for each MEMBLOCK listed in the
 789          * ibm,dynamic-memory property in the
 790          * ibm,dynamic-reconfiguration-memory node.
 791          */
 792         memory = of_find_node_by_path("/ibm,dynamic-reconfiguration-memory");
 793         if (memory) {
 794                 walk_drmem_lmbs(memory, NULL, numa_setup_drmem_lmb);
 795                 of_node_put(memory);
 796         }
 797
 798         return 0;
 799 }
 800
 801 static void __init setup_nonnuma(void)
 802 {
 803         unsigned long top_of_ram = memblock_end_of_DRAM();
 804         unsigned long total_ram = memblock_phys_mem_size();
 805         unsigned long start_pfn, end_pfn;
 806         unsigned int nid = 0;
 807         struct memblock_region *reg;
 808
 809         printk(KERN_DEBUG "Top of RAM: 0x%lx, Total RAM: 0x%lx\n",
 810                top_of_ram, total_ram);
 811         printk(KERN_DEBUG "Memory hole size: %ldMB\n",
 812                (top_of_ram - total_ram) >> 20);
 813
 814         for_each_memblock(memory, reg) {
 815                 start_pfn = memblock_region_memory_base_pfn(reg);
 816                 end_pfn = memblock_region_memory_end_pfn(reg);
 817
 818                 fake_numa_create_new_node(end_pfn, &nid);
 819                 memblock_set_node(PFN_PHYS(start_pfn),
 820                                   PFN_PHYS(end_pfn - start_pfn),
 821                                   &memblock.memory, nid);
 822                 node_set_online(nid);
 823         }
 824 }
 825
 826 void __init dump_numa_cpu_topology(void)
 827 {
 828         unsigned int node;
 829         unsigned int cpu, count;
 830
 831         if (!numa_enabled)
 832                 return;
 833
 834         for_each_online_node(node) {
 835                 pr_info("Node %d CPUs:", node);
 836
 837                 count = 0;
 838                 /*
 839                  * If we used a CPU iterator here we would miss printing
 840                  * the holes in the cpumap.
 841                  */
 842                 for (cpu = 0; cpu < nr_cpu_ids; cpu++) {
 843                         if (cpumask_test_cpu(cpu,
 844                                         node_to_cpumask_map[node])) {
 845                                 if (count == 0)
 846                                         pr_cont(" %u", cpu);
 847                                 ++count;
 848                         } else {
 849                                 if (count > 1)
 850                                         pr_cont("-%u", cpu - 1);
 851                                 count = 0;
 852                         }
 853                 }
 854
 855                 if (count > 1)
 856                         pr_cont("-%u", nr_cpu_ids - 1);
 857                 pr_cont("\n");
 858         }
 859 }
 860
 861 /* Initialize NODE_DATA for a node on the local memory */
 862 static void __init setup_node_data(int nid, u64 start_pfn, u64 end_pfn)
 863 {
 864         u64 spanned_pages = end_pfn - start_pfn;
 865         const size_t nd_size = roundup(sizeof(pg_data_t), SMP_CACHE_BYTES);
 866         u64 nd_pa;
 867         void *nd;
 868         int tnid;
 869
 870         nd_pa = memblock_phys_alloc_try_nid(nd_size, SMP_CACHE_BYTES, nid);
 871         if (!nd_pa)
 872                 panic("Cannot allocate %zu bytes for node %d data\n",
 873                       nd_size, nid);
 874
 875         nd = __va(nd_pa);
 876
 877         /* report and initialize */
 878         pr_info("  NODE_DATA [mem %#010Lx-%#010Lx]\n",
 879                 nd_pa, nd_pa + nd_size - 1);
 880         tnid = early_pfn_to_nid(nd_pa >> PAGE_SHIFT);
 881         if (tnid != nid)
 882                 pr_info("    NODE_DATA(%d) on node %d\n", nid, tnid);
 883
 884         node_data[nid] = nd;
 885         memset(NODE_DATA(nid), 0, sizeof(pg_data_t));
 886         NODE_DATA(nid)->node_id = nid;
 887         NODE_DATA(nid)->node_start_pfn = start_pfn;
 888         NODE_DATA(nid)->node_spanned_pages = spanned_pages;
 889 }
 890
 891 static void __init find_possible_nodes(void)
 892 {
 893         struct device_node *rtas;
 894         u32 numnodes, i;
 895
 896         if (!numa_enabled)
 897                 return;
 898
 899         rtas = of_find_node_by_path("/rtas");
 900         if (!rtas)
 901                 return;
 902
 903         if (of_property_read_u32_index(rtas,
 904                                 "ibm,max-associativity-domains",
 905                                 min_common_depth, &numnodes))
 906                 goto out;
 907
 908         for (i = 0; i < numnodes; i++) {
 909                 if (!node_possible(i))
 910                         node_set(i, node_possible_map);
 911         }
 912
 913 out:
 914         of_node_put(rtas);
 915 }
 916
 917 void __init mem_topology_setup(void)
 918 {
 919         int cpu;
 920
 921         if (parse_numa_properties())
 922                 setup_nonnuma();
 923
 924         /*
 925          * Modify the set of possible NUMA nodes to reflect information
 926          * available about the set of online nodes, and the set of nodes
 927          * that we expect to make use of for this platform's affinity
 928          * calculations.
 929          */
 930         nodes_and(node_possible_map, node_possible_map, node_online_map);
 931
 932         find_possible_nodes();
 933
 934         setup_node_to_cpumask_map();
 935
 936         reset_numa_cpu_lookup_table();
 937
 938         for_each_present_cpu(cpu)
 939                 numa_setup_cpu(cpu);
 940 }
 941
 942 void __init initmem_init(void)
 943 {
 944         int nid;
 945
 946         max_low_pfn = memblock_end_of_DRAM() >> PAGE_SHIFT;
 947         max_pfn = max_low_pfn;
 948
 949         memblock_dump_all();
 950
 951         for_each_online_node(nid) {
 952                 unsigned long start_pfn, end_pfn;
 953
 954                 get_pfn_range_for_nid(nid, &start_pfn, &end_pfn);
 955                 setup_node_data(nid, start_pfn, end_pfn);
 956         }
 957
 958         sparse_init();
 959
 960         /*
 961          * We need the numa_cpu_lookup_table to be accurate for all CPUs,
 962          * even before we online them, so that we can use cpu_to_{node,mem}
 963          * early in boot, cf. smp_prepare_cpus().
 964          * _nocalls() + manual invocation is used because cpuhp is not yet
 965          * initialized for the boot CPU.
 966          */
 967         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_POWER_NUMA_PREPARE, "powerpc/numa:prepare",
 968                                   ppc_numa_cpu_prepare, ppc_numa_cpu_dead);
 969 }
 970
 971 static int __init early_numa(char *p)
 972 {
 973         if (!p)
 974                 return 0;
 975
 976         if (strstr(p, "off"))
 977                 numa_enabled = 0;
 978
 979         if (strstr(p, "debug"))
 980                 numa_debug = 1;
 981
 982         p = strstr(p, "fake=");
 983         if (p)
 984                 cmdline = p + strlen("fake=");
 985
 986         return 0;
 987 }
 988 early_param("numa", early_numa);
 989
 990 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
 991 /*
 992  * Find the node associated with a hot added memory section for
 993  * memory represented in the device tree by the property
 994  * ibm,dynamic-reconfiguration-memory/ibm,dynamic-memory.
 995  */
 996 static int hot_add_drconf_scn_to_nid(unsigned long scn_addr)
 997 {
 998         struct drmem_lmb *lmb;
 999         unsigned long lmb_size;
1000         int nid = NUMA_NO_NODE;
1001
1002         lmb_size = drmem_lmb_size();
1003
1004         for_each_drmem_lmb(lmb) {
1005                 /* skip this block if it is reserved or not assigned to
1006                  * this partition */
1007                 if ((lmb->flags & DRCONF_MEM_RESERVED)
1008                     || !(lmb->flags & DRCONF_MEM_ASSIGNED))
1009                         continue;
1010
1011                 if ((scn_addr < lmb->base_addr)
1012                     || (scn_addr >= (lmb->base_addr + lmb_size)))
1013                         continue;
1014
1015                 nid = of_drconf_to_nid_single(lmb);
1016                 break;
1017         }
1018
1019         return nid;
1020 }
1021
1022 /*
1023  * Find the node associated with a hot added memory section for memory
1024  * represented in the device tree as a node (i.e. memory@XXXX) for
1025  * each memblock.
1026  */
1027 static int hot_add_node_scn_to_nid(unsigned long scn_addr)
1028 {
1029         struct device_node *memory;
1030         int nid = NUMA_NO_NODE;
1031
1032         for_each_node_by_type(memory, "memory") {
1033                 unsigned long start, size;
1034                 int ranges;
1035                 const __be32 *memcell_buf;
1036                 unsigned int len;
1037
1038                 memcell_buf = of_get_property(memory, "reg", &len);
1039                 if (!memcell_buf || len <= 0)
1040                         continue;
1041
1042                 /* ranges in cell */
1043                 ranges = (len >> 2) / (n_mem_addr_cells + n_mem_size_cells);
1044
1045                 while (ranges--) {
1046                         start = read_n_cells(n_mem_addr_cells, &memcell_buf);
1047                         size = read_n_cells(n_mem_size_cells, &memcell_buf);
1048
1049                         if ((scn_addr < start) || (scn_addr >= (start + size)))
1050                                 continue;
1051
1052                         nid = of_node_to_nid_single(memory);
1053                         break;
1054                 }
1055
1056                 if (nid >= 0)
1057                         break;
1058         }
1059
1060         of_node_put(memory);
1061
1062         return nid;
1063 }
1064
1065 /*
1066  * Find the node associated with a hot added memory section.  Section
1067  * corresponds to a SPARSEMEM section, not an MEMBLOCK.  It is assumed that
1068  * sections are fully contained within a single MEMBLOCK.
1069  */
1070 int hot_add_scn_to_nid(unsigned long scn_addr)
1071 {
1072         struct device_node *memory = NULL;
1073         int nid;
1074
1075         if (!numa_enabled)
1076                 return first_online_node;
1077
1078         memory = of_find_node_by_path("/ibm,dynamic-reconfiguration-memory");
1079         if (memory) {
1080                 nid = hot_add_drconf_scn_to_nid(scn_addr);
1081                 of_node_put(memory);
1082         } else {
1083                 nid = hot_add_node_scn_to_nid(scn_addr);
1084         }
1085
1086         if (nid < 0 || !node_possible(nid))
1087                 nid = first_online_node;
1088
1089         return nid;
1090 }
1091
1092 static u64 hot_add_drconf_memory_max(void)
1093 {
1094         struct device_node *memory = NULL;
1095         struct device_node *dn = NULL;
1096         const __be64 *lrdr = NULL;
1097
1098         dn = of_find_node_by_path("/rtas");
1099         if (dn) {
1100                 lrdr = of_get_property(dn, "ibm,lrdr-capacity", NULL);
1101                 of_node_put(dn);
1102                 if (lrdr)
1103                         return be64_to_cpup(lrdr);
1104         }
1105
1106         memory = of_find_node_by_path("/ibm,dynamic-reconfiguration-memory");
1107         if (memory) {
1108                 of_node_put(memory);
1109                 return drmem_lmb_memory_max();
1110         }
1111         return 0;
1112 }
1113
1114 /*
1115  * memory_hotplug_max - return max address of memory that may be added
1116  *
1117  * This is currently only used on systems that support drconfig memory
1118  * hotplug.
1119  */
1120 u64 memory_hotplug_max(void)
1121 {
1122         return max(hot_add_drconf_memory_max(), memblock_end_of_DRAM());
1123 }
1124 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1125
1126 /* Virtual Processor Home Node (VPHN) support */
1127 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
1128 static int topology_inited;
1129
1130 /*
1131  * Retrieve the new associativity information for a virtual processor's
1132  * home node.
1133  */
1134 static long vphn_get_associativity(unsigned long cpu,
1135                                         __be32 *associativity)
1136 {
1137         long rc;
1138
1139         rc = hcall_vphn(get_hard_smp_processor_id(cpu),
1140                                 VPHN_FLAG_VCPU, associativity);
1141
1142         switch (rc) {
1143         case H_SUCCESS:
1144                 dbg("VPHN hcall succeeded. Reset polling...\n");
1145                 goto out;
1146
1147         case H_FUNCTION:
1148                 pr_err_ratelimited("VPHN unsupported. Disabling polling...\n");
1149                 break;
1150         case H_HARDWARE:
1151                 pr_err_ratelimited("hcall_vphn() experienced a hardware fault "
1152                         "preventing VPHN. Disabling polling...\n");
1153                 break;
1154         case H_PARAMETER:
1155                 pr_err_ratelimited("hcall_vphn() was passed an invalid parameter. "
1156                         "Disabling polling...\n");
1157                 break;
1158         default:
1159                 pr_err_ratelimited("hcall_vphn() returned %ld. Disabling polling...\n"
1160                         , rc);
1161                 break;
1162         }
1163 out:
1164         return rc;
1165 }
1166
1167 int find_and_online_cpu_nid(int cpu)
1168 {
1169         __be32 associativity[VPHN_ASSOC_BUFSIZE] = {0};
1170         int new_nid;
1171
1172         /* Use associativity from first thread for all siblings */
1173         if (vphn_get_associativity(cpu, associativity))
1174                 return cpu_to_node(cpu);
1175
1176         new_nid = associativity_to_nid(associativity);
1177         if (new_nid < 0 || !node_possible(new_nid))
1178                 new_nid = first_online_node;
1179
1180         if (NODE_DATA(new_nid) == NULL) {
1181 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1182                 /*
1183                  * Need to ensure that NODE_DATA is initialized for a node from
1184                  * available memory (see memblock_alloc_try_nid). If unable to
1185                  * init the node, then default to nearest node that has memory
1186                  * installed. Skip onlining a node if the subsystems are not
1187                  * yet initialized.
1188                  */
1189                 if (!topology_inited || try_online_node(new_nid))
1190                         new_nid = first_online_node;
1191 #else
1192                 /*
1193                  * Default to using the nearest node that has memory installed.
1194                  * Otherwise, it would be necessary to patch the kernel MM code
1195                  * to deal with more memoryless-node error conditions.
1196                  */
1197                 new_nid = first_online_node;
1198 #endif
1199         }
1200
1201         pr_debug("%s:%d cpu %d nid %d\n", __FUNCTION__, __LINE__,
1202                 cpu, new_nid);
1203         return new_nid;
1204 }
1205
1206 static int topology_update_init(void)
1207 {
1208         topology_inited = 1;
1209         return 0;
1210 }
1211 device_initcall(topology_update_init);
1212 #endif /* CONFIG_PPC_SPLPAR */