455597db84dffe2d078db1011d21653a8568650c
[sfrench/cifs-2.6.git] / arch / i386 / mm / discontig.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
35 #include <asm/e820.h>
36 #include <asm/setup.h>
37 #include <asm/mmzone.h>
38 #include <bios_ebda.h>
39
40 struct pglist_data *node_data[MAX_NUMNODES] __read_mostly;
41 EXPORT_SYMBOL(node_data);
42 bootmem_data_t node0_bdata;
43
44 /*
45  * numa interface - we expect the numa architecture specific code to have
46  *                  populated the following initialisation.
47  *
48  * 1) node_online_map  - the map of all nodes configured (online) in the system
49  * 2) node_start_pfn   - the starting page frame number for a node
50  * 3) node_end_pfn     - the ending page fram number for a node
51  */
52 unsigned long node_start_pfn[MAX_NUMNODES] __read_mostly;
53 unsigned long node_end_pfn[MAX_NUMNODES] __read_mostly;
54
55
56 #ifdef CONFIG_DISCONTIGMEM
57 /*
58  * 4) physnode_map     - the mapping between a pfn and owning node
59  * physnode_map keeps track of the physical memory layout of a generic
60  * numa node on a 256Mb break (each element of the array will
61  * represent 256Mb of memory and will be marked by the node id.  so,
62  * if the first gig is on node 0, and the second gig is on node 1
63  * physnode_map will contain:
64  *
65  *     physnode_map[0-3] = 0;
66  *     physnode_map[4-7] = 1;
67  *     physnode_map[8- ] = -1;
68  */
69 s8 physnode_map[MAX_ELEMENTS] __read_mostly = { [0 ... (MAX_ELEMENTS - 1)] = -1};
70 EXPORT_SYMBOL(physnode_map);
71
72 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end)
73 {
74         unsigned long pfn;
75
76         printk(KERN_INFO "Node: %d, start_pfn: %ld, end_pfn: %ld\n",
77                         nid, start, end);
78         printk(KERN_DEBUG "  Setting physnode_map array to node %d for pfns:\n", nid);
79         printk(KERN_DEBUG "  ");
80         for (pfn = start; pfn < end; pfn += PAGES_PER_ELEMENT) {
81                 physnode_map[pfn / PAGES_PER_ELEMENT] = nid;
82                 printk("%ld ", pfn);
83         }
84         printk("\n");
85 }
86
87 unsigned long node_memmap_size_bytes(int nid, unsigned long start_pfn,
88                                               unsigned long end_pfn)
89 {
90         unsigned long nr_pages = end_pfn - start_pfn;
91
92         if (!nr_pages)
93                 return 0;
94
95         return (nr_pages + 1) * sizeof(struct page);
96 }
97 #endif
98
99 extern unsigned long find_max_low_pfn(void);
100 extern void find_max_pfn(void);
101 extern void add_one_highpage_init(struct page *, int, int);
102
103 extern struct e820map e820;
104 extern unsigned long init_pg_tables_end;
105 extern unsigned long highend_pfn, highstart_pfn;
106 extern unsigned long max_low_pfn;
107 extern unsigned long totalram_pages;
108 extern unsigned long totalhigh_pages;
109
110 #define LARGE_PAGE_BYTES (PTRS_PER_PTE * PAGE_SIZE)
111
112 unsigned long node_remap_start_pfn[MAX_NUMNODES];
113 unsigned long node_remap_size[MAX_NUMNODES];
114 unsigned long node_remap_offset[MAX_NUMNODES];
115 void *node_remap_start_vaddr[MAX_NUMNODES];
116 void set_pmd_pfn(unsigned long vaddr, unsigned long pfn, pgprot_t flags);
117
118 void *node_remap_end_vaddr[MAX_NUMNODES];
119 void *node_remap_alloc_vaddr[MAX_NUMNODES];
120 static unsigned long kva_start_pfn;
121 static unsigned long kva_pages;
122 /*
123  * FLAT - support for basic PC memory model with discontig enabled, essentially
124  *        a single node with all available processors in it with a flat
125  *        memory map.
126  */
127 int __init get_memcfg_numa_flat(void)
128 {
129         printk("NUMA - single node, flat memory mode\n");
130
131         /* Run the memory configuration and find the top of memory. */
132         find_max_pfn();
133         node_start_pfn[0] = 0;
134         node_end_pfn[0] = max_pfn;
135         memory_present(0, 0, max_pfn);
136
137         /* Indicate there is one node available. */
138         nodes_clear(node_online_map);
139         node_set_online(0);
140         return 1;
141 }
142
143 /*
144  * Find the highest page frame number we have available for the node
145  */
146 static void __init find_max_pfn_node(int nid)
147 {
148         if (node_end_pfn[nid] > max_pfn)
149                 node_end_pfn[nid] = max_pfn;
150         /*
151          * if a user has given mem=XXXX, then we need to make sure 
152          * that the node _starts_ before that, too, not just ends
153          */
154         if (node_start_pfn[nid] > max_pfn)
155                 node_start_pfn[nid] = max_pfn;
156         BUG_ON(node_start_pfn[nid] > node_end_pfn[nid]);
157 }
158
159 /* 
160  * Allocate memory for the pg_data_t for this node via a crude pre-bootmem
161  * method.  For node zero take this from the bottom of memory, for
162  * subsequent nodes place them at node_remap_start_vaddr which contains
163  * node local data in physically node local memory.  See setup_memory()
164  * for details.
165  */
166 static void __init allocate_pgdat(int nid)
167 {
168         if (nid && node_has_online_mem(nid))
169                 NODE_DATA(nid) = (pg_data_t *)node_remap_start_vaddr[nid];
170         else {
171                 NODE_DATA(nid) = (pg_data_t *)(__va(min_low_pfn << PAGE_SHIFT));
172                 min_low_pfn += PFN_UP(sizeof(pg_data_t));
173         }
174 }
175
176 void *alloc_remap(int nid, unsigned long size)
177 {
178         void *allocation = node_remap_alloc_vaddr[nid];
179
180         size = ALIGN(size, L1_CACHE_BYTES);
181
182         if (!allocation || (allocation + size) >= node_remap_end_vaddr[nid])
183                 return 0;
184
185         node_remap_alloc_vaddr[nid] += size;
186         memset(allocation, 0, size);
187
188         return allocation;
189 }
190
191 void __init remap_numa_kva(void)
192 {
193         void *vaddr;
194         unsigned long pfn;
195         int node;
196
197         for_each_online_node(node) {
198                 for (pfn=0; pfn < node_remap_size[node]; pfn += PTRS_PER_PTE) {
199                         vaddr = node_remap_start_vaddr[node]+(pfn<<PAGE_SHIFT);
200                         set_pmd_pfn((ulong) vaddr, 
201                                 node_remap_start_pfn[node] + pfn, 
202                                 PAGE_KERNEL_LARGE);
203                 }
204         }
205 }
206
207 static unsigned long calculate_numa_remap_pages(void)
208 {
209         int nid;
210         unsigned long size, reserve_pages = 0;
211         unsigned long pfn;
212
213         for_each_online_node(nid) {
214                 unsigned old_end_pfn = node_end_pfn[nid];
215
216                 /*
217                  * The acpi/srat node info can show hot-add memroy zones
218                  * where memory could be added but not currently present.
219                  */
220                 if (node_start_pfn[nid] > max_pfn)
221                         continue;
222                 if (node_end_pfn[nid] > max_pfn)
223                         node_end_pfn[nid] = max_pfn;
224
225                 /* ensure the remap includes space for the pgdat. */
226                 size = node_remap_size[nid] + sizeof(pg_data_t);
227
228                 /* convert size to large (pmd size) pages, rounding up */
229                 size = (size + LARGE_PAGE_BYTES - 1) / LARGE_PAGE_BYTES;
230                 /* now the roundup is correct, convert to PAGE_SIZE pages */
231                 size = size * PTRS_PER_PTE;
232
233                 /*
234                  * Validate the region we are allocating only contains valid
235                  * pages.
236                  */
237                 for (pfn = node_end_pfn[nid] - size;
238                      pfn < node_end_pfn[nid]; pfn++)
239                         if (!page_is_ram(pfn))
240                                 break;
241
242                 if (pfn != node_end_pfn[nid])
243                         size = 0;
244
245                 printk("Reserving %ld pages of KVA for lmem_map of node %d\n",
246                                 size, nid);
247                 node_remap_size[nid] = size;
248                 node_remap_offset[nid] = reserve_pages;
249                 reserve_pages += size;
250                 printk("Shrinking node %d from %ld pages to %ld pages\n",
251                         nid, node_end_pfn[nid], node_end_pfn[nid] - size);
252
253                 if (node_end_pfn[nid] & (PTRS_PER_PTE-1)) {
254                         /*
255                          * Align node_end_pfn[] and node_remap_start_pfn[] to
256                          * pmd boundary. remap_numa_kva will barf otherwise.
257                          */
258                         printk("Shrinking node %d further by %ld pages for proper alignment\n",
259                                 nid, node_end_pfn[nid] & (PTRS_PER_PTE-1));
260                         size +=  node_end_pfn[nid] & (PTRS_PER_PTE-1);
261                 }
262
263                 node_end_pfn[nid] -= size;
264                 node_remap_start_pfn[nid] = node_end_pfn[nid];
265                 shrink_active_range(nid, old_end_pfn, node_end_pfn[nid]);
266         }
267         printk("Reserving total of %ld pages for numa KVA remap\n",
268                         reserve_pages);
269         return reserve_pages;
270 }
271
272 extern void setup_bootmem_allocator(void);
273 unsigned long __init setup_memory(void)
274 {
275         int nid;
276         unsigned long system_start_pfn, system_max_low_pfn;
277
278         /*
279          * When mapping a NUMA machine we allocate the node_mem_map arrays
280          * from node local memory.  They are then mapped directly into KVA
281          * between zone normal and vmalloc space.  Calculate the size of
282          * this space and use it to adjust the boundry between ZONE_NORMAL
283          * and ZONE_HIGHMEM.
284          */
285         find_max_pfn();
286         get_memcfg_numa();
287
288         kva_pages = calculate_numa_remap_pages();
289
290         /* partially used pages are not usable - thus round upwards */
291         system_start_pfn = min_low_pfn = PFN_UP(init_pg_tables_end);
292
293         kva_start_pfn = find_max_low_pfn() - kva_pages;
294
295 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
296         /* Numa kva area is below the initrd */
297         if (LOADER_TYPE && INITRD_START)
298                 kva_start_pfn = PFN_DOWN(INITRD_START)  - kva_pages;
299 #endif
300         kva_start_pfn -= kva_start_pfn & (PTRS_PER_PTE-1);
301
302         system_max_low_pfn = max_low_pfn = find_max_low_pfn();
303         printk("kva_start_pfn ~ %ld find_max_low_pfn() ~ %ld\n",
304                 kva_start_pfn, max_low_pfn);
305         printk("max_pfn = %ld\n", max_pfn);
306 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
307         highstart_pfn = highend_pfn = max_pfn;
308         if (max_pfn > system_max_low_pfn)
309                 highstart_pfn = system_max_low_pfn;
310         printk(KERN_NOTICE "%ldMB HIGHMEM available.\n",
311                pages_to_mb(highend_pfn - highstart_pfn));
312         num_physpages = highend_pfn;
313         high_memory = (void *) __va(highstart_pfn * PAGE_SIZE - 1) + 1;
314 #else
315         num_physpages = system_max_low_pfn;
316         high_memory = (void *) __va(system_max_low_pfn * PAGE_SIZE - 1) + 1;
317 #endif
318         printk(KERN_NOTICE "%ldMB LOWMEM available.\n",
319                         pages_to_mb(system_max_low_pfn));
320         printk("min_low_pfn = %ld, max_low_pfn = %ld, highstart_pfn = %ld\n", 
321                         min_low_pfn, max_low_pfn, highstart_pfn);
322
323         printk("Low memory ends at vaddr %08lx\n",
324                         (ulong) pfn_to_kaddr(max_low_pfn));
325         for_each_online_node(nid) {
326                 node_remap_start_vaddr[nid] = pfn_to_kaddr(
327                                 kva_start_pfn + node_remap_offset[nid]);
328                 /* Init the node remap allocator */
329                 node_remap_end_vaddr[nid] = node_remap_start_vaddr[nid] +
330                         (node_remap_size[nid] * PAGE_SIZE);
331                 node_remap_alloc_vaddr[nid] = node_remap_start_vaddr[nid] +
332                         ALIGN(sizeof(pg_data_t), PAGE_SIZE);
333
334                 allocate_pgdat(nid);
335                 printk ("node %d will remap to vaddr %08lx - %08lx\n", nid,
336                         (ulong) node_remap_start_vaddr[nid],
337                         (ulong) pfn_to_kaddr(highstart_pfn
338                            + node_remap_offset[nid] + node_remap_size[nid]));
339         }
340         printk("High memory starts at vaddr %08lx\n",
341                         (ulong) pfn_to_kaddr(highstart_pfn));
342         for_each_online_node(nid)
343                 find_max_pfn_node(nid);
344
345         memset(NODE_DATA(0), 0, sizeof(struct pglist_data));
346         NODE_DATA(0)->bdata = &node0_bdata;
347         setup_bootmem_allocator();
348         return max_low_pfn;
349 }
350
351 void __init numa_kva_reserve(void)
352 {
353         reserve_bootmem(PFN_PHYS(kva_start_pfn),PFN_PHYS(kva_pages));
354 }
355
356 void __init zone_sizes_init(void)
357 {
358         int nid;
359         unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {
360                 virt_to_phys((char *)MAX_DMA_ADDRESS) >> PAGE_SHIFT,
361                 max_low_pfn,
362                 highend_pfn
363         };
364
365         /* If SRAT has not registered memory, register it now */
366         if (find_max_pfn_with_active_regions() == 0) {
367                 for_each_online_node(nid) {
368                         if (node_has_online_mem(nid))
369                                 add_active_range(nid, node_start_pfn[nid],
370                                                         node_end_pfn[nid]);
371                 }
372         }
373
374         free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
375         return;
376 }
377
378 void __init set_highmem_pages_init(int bad_ppro) 
379 {
380 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
381         struct zone *zone;
382         struct page *page;
383
384         for_each_zone(zone) {
385                 unsigned long node_pfn, zone_start_pfn, zone_end_pfn;
386
387                 if (!is_highmem(zone))
388                         continue;
389
390                 zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
391                 zone_end_pfn = zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
392
393                 printk("Initializing %s for node %d (%08lx:%08lx)\n",
394                                 zone->name, zone_to_nid(zone),
395                                 zone_start_pfn, zone_end_pfn);
396
397                 for (node_pfn = zone_start_pfn; node_pfn < zone_end_pfn; node_pfn++) {
398                         if (!pfn_valid(node_pfn))
399                                 continue;
400                         page = pfn_to_page(node_pfn);
401                         add_one_highpage_init(page, node_pfn, bad_ppro);
402                 }
403         }
404         totalram_pages += totalhigh_pages;
405 #endif
406 }