arch/powerpc/mm/numa.c

   1 /*
   2  * pSeries NUMA support
   3  *
   4  * Copyright (C) 2002 Anton Blanchard <anton@au.ibm.com>, IBM
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU General Public License
   8  * as published by the Free Software Foundation; either version
   9  * 2 of the License, or (at your option) any later version.
  10  */
  11 #include <linux/threads.h>
  12 #include <linux/bootmem.h>
  13 #include <linux/init.h>
  14 #include <linux/mm.h>
  15 #include <linux/mmzone.h>
  16 #include <linux/module.h>
  17 #include <linux/nodemask.h>
  18 #include <linux/cpu.h>
  19 #include <linux/notifier.h>
  20 #include <linux/memblock.h>
  21 #include <linux/of.h>
  22 #include <linux/pfn.h>
  23 #include <asm/sparsemem.h>
  24 #include <asm/prom.h>
  25 #include <asm/system.h>
  26 #include <asm/smp.h>
  27
  28 static int numa_enabled = 1;
  29
  30 static char *cmdline __initdata;
  31
  32 static int numa_debug;
  33 #define dbg(args...) if (numa_debug) { printk(KERN_INFO args); }
  34
  35 int numa_cpu_lookup_table[NR_CPUS];
  36 cpumask_var_t node_to_cpumask_map[MAX_NUMNODES];
  37 struct pglist_data *node_data[MAX_NUMNODES];
  38
  39 EXPORT_SYMBOL(numa_cpu_lookup_table);
  40 EXPORT_SYMBOL(node_to_cpumask_map);
  41 EXPORT_SYMBOL(node_data);
  42
  43 static int min_common_depth;
  44 static int n_mem_addr_cells, n_mem_size_cells;
  45 static int form1_affinity;
  46
  47 #define MAX_DISTANCE_REF_POINTS 4
  48 static int distance_ref_points_depth;
  49 static const unsigned int *distance_ref_points;
  50 static int distance_lookup_table[MAX_NUMNODES][MAX_DISTANCE_REF_POINTS];
  51
  52 /*
  53  * Allocate node_to_cpumask_map based on number of available nodes
  54  * Requires node_possible_map to be valid.
  55  *
  56  * Note: node_to_cpumask() is not valid until after this is done.
  57  */
  58 static void __init setup_node_to_cpumask_map(void)
  59 {
  60         unsigned int node, num = 0;
  61
  62         /* setup nr_node_ids if not done yet */
  63         if (nr_node_ids == MAX_NUMNODES) {
  64                 for_each_node_mask(node, node_possible_map)
  65                         num = node;
  66                 nr_node_ids = num + 1;
  67         }
  68
  69         /* allocate the map */
  70         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
  71                 alloc_bootmem_cpumask_var(&node_to_cpumask_map[node]);
  72
  73         /* cpumask_of_node() will now work */
  74         dbg("Node to cpumask map for %d nodes\n", nr_node_ids);
  75 }
  76
  77 static int __cpuinit fake_numa_create_new_node(unsigned long end_pfn,
  78                                                 unsigned int *nid)
  79 {
  80         unsigned long long mem;
  81         char *p = cmdline;
  82         static unsigned int fake_nid;
  83         static unsigned long long curr_boundary;
  84
  85         /*
  86          * Modify node id, iff we started creating NUMA nodes
  87          * We want to continue from where we left of the last time
  88          */
  89         if (fake_nid)
  90                 *nid = fake_nid;
  91         /*
  92          * In case there are no more arguments to parse, the
  93          * node_id should be the same as the last fake node id
  94          * (we've handled this above).
  95          */
  96         if (!p)
  97                 return 0;
  98
  99         mem = memparse(p, &p);
 100         if (!mem)
 101                 return 0;
 102
 103         if (mem < curr_boundary)
 104                 return 0;
 105
 106         curr_boundary = mem;
 107
 108         if ((end_pfn << PAGE_SHIFT) > mem) {
 109                 /*
 110                  * Skip commas and spaces
 111                  */
 112                 while (*p == ',' || *p == ' ' || *p == '\t')
 113                         p++;
 114
 115                 cmdline = p;
 116                 fake_nid++;
 117                 *nid = fake_nid;
 118                 dbg("created new fake_node with id %d\n", fake_nid);
 119                 return 1;
 120         }
 121         return 0;
 122 }
 123
 124 /*
 125  * get_active_region_work_fn - A helper function for get_node_active_region
 126  *      Returns datax set to the start_pfn and end_pfn if they contain
 127  *      the initial value of datax->start_pfn between them
 128  * @start_pfn: start page(inclusive) of region to check
 129  * @end_pfn: end page(exclusive) of region to check
 130  * @datax: comes in with ->start_pfn set to value to search for and
 131  *      goes out with active range if it contains it
 132  * Returns 1 if search value is in range else 0
 133  */
 134 static int __init get_active_region_work_fn(unsigned long start_pfn,
 135                                         unsigned long end_pfn, void *datax)
 136 {
 137         struct node_active_region *data;
 138         data = (struct node_active_region *)datax;
 139
 140         if (start_pfn <= data->start_pfn && end_pfn > data->start_pfn) {
 141                 data->start_pfn = start_pfn;
 142                 data->end_pfn = end_pfn;
 143                 return 1;
 144         }
 145         return 0;
 146
 147 }
 148
 149 /*
 150  * get_node_active_region - Return active region containing start_pfn
 151  * Active range returned is empty if none found.
 152  * @start_pfn: The page to return the region for.
 153  * @node_ar: Returned set to the active region containing start_pfn
 154  */
 155 static void __init get_node_active_region(unsigned long start_pfn,
 156                        struct node_active_region *node_ar)
 157 {
 158         int nid = early_pfn_to_nid(start_pfn);
 159
 160         node_ar->nid = nid;
 161         node_ar->start_pfn = start_pfn;
 162         node_ar->end_pfn = start_pfn;
 163         work_with_active_regions(nid, get_active_region_work_fn, node_ar);
 164 }
 165
 166 static void __cpuinit map_cpu_to_node(int cpu, int node)
 167 {
 168         numa_cpu_lookup_table[cpu] = node;
 169
 170         dbg("adding cpu %d to node %d\n", cpu, node);
 171
 172         if (!(cpumask_test_cpu(cpu, node_to_cpumask_map[node])))
 173                 cpumask_set_cpu(cpu, node_to_cpumask_map[node]);
 174 }
 175
 176 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 177 static void unmap_cpu_from_node(unsigned long cpu)
 178 {
 179         int node = numa_cpu_lookup_table[cpu];
 180
 181         dbg("removing cpu %lu from node %d\n", cpu, node);
 182
 183         if (cpumask_test_cpu(cpu, node_to_cpumask_map[node])) {
 184                 cpumask_set_cpu(cpu, node_to_cpumask_map[node]);
 185         } else {
 186                 printk(KERN_ERR "WARNING: cpu %lu not found in node %d\n",
 187                        cpu, node);
 188         }
 189 }
 190 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
 191
 192 /* must hold reference to node during call */
 193 static const int *of_get_associativity(struct device_node *dev)
 194 {
 195         return of_get_property(dev, "ibm,associativity", NULL);
 196 }
 197
 198 /*
 199  * Returns the property linux,drconf-usable-memory if
 200  * it exists (the property exists only in kexec/kdump kernels,
 201  * added by kexec-tools)
 202  */
 203 static const u32 *of_get_usable_memory(struct device_node *memory)
 204 {
 205         const u32 *prop;
 206         u32 len;
 207         prop = of_get_property(memory, "linux,drconf-usable-memory", &len);
 208         if (!prop || len < sizeof(unsigned int))
 209                 return 0;
 210         return prop;
 211 }
 212
 213 int __node_distance(int a, int b)
 214 {
 215         int i;
 216         int distance = LOCAL_DISTANCE;
 217
 218         if (!form1_affinity)
 219                 return distance;
 220
 221         for (i = 0; i < distance_ref_points_depth; i++) {
 222                 if (distance_lookup_table[a][i] == distance_lookup_table[b][i])
 223                         break;
 224
 225                 /* Double the distance for each NUMA level */
 226                 distance *= 2;
 227         }
 228
 229         return distance;
 230 }
 231
 232 static void initialize_distance_lookup_table(int nid,
 233                 const unsigned int *associativity)
 234 {
 235         int i;
 236
 237         if (!form1_affinity)
 238                 return;
 239
 240         for (i = 0; i < distance_ref_points_depth; i++) {
 241                 distance_lookup_table[nid][i] =
 242                         associativity[distance_ref_points[i]];
 243         }
 244 }
 245
 246 /* Returns nid in the range [0..MAX_NUMNODES-1], or -1 if no useful numa
 247  * info is found.
 248  */
 249 static int of_node_to_nid_single(struct device_node *device)
 250 {
 251         int nid = -1;
 252         const unsigned int *tmp;
 253
 254         if (min_common_depth == -1)
 255                 goto out;
 256
 257         tmp = of_get_associativity(device);
 258         if (!tmp)
 259                 goto out;
 260
 261         if (tmp[0] >= min_common_depth)
 262                 nid = tmp[min_common_depth];
 263
 264         /* POWER4 LPAR uses 0xffff as invalid node */
 265         if (nid == 0xffff || nid >= MAX_NUMNODES)
 266                 nid = -1;
 267
 268         if (nid > 0 && tmp[0] >= distance_ref_points_depth)
 269                 initialize_distance_lookup_table(nid, tmp);
 270
 271 out:
 272         return nid;
 273 }
 274
 275 /* Walk the device tree upwards, looking for an associativity id */
 276 int of_node_to_nid(struct device_node *device)
 277 {
 278         struct device_node *tmp;
 279         int nid = -1;
 280
 281         of_node_get(device);
 282         while (device) {
 283                 nid = of_node_to_nid_single(device);
 284                 if (nid != -1)
 285                         break;
 286
 287                 tmp = device;
 288                 device = of_get_parent(tmp);
 289                 of_node_put(tmp);
 290         }
 291         of_node_put(device);
 292
 293         return nid;
 294 }
 295 EXPORT_SYMBOL_GPL(of_node_to_nid);
 296
 297 static int __init find_min_common_depth(void)
 298 {
 299         int depth;
 300         struct device_node *rtas_root;
 301         struct device_node *chosen;
 302         const char *vec5;
 303
 304         rtas_root = of_find_node_by_path("/rtas");
 305
 306         if (!rtas_root)
 307                 return -1;
 308
 309         /*
 310          * This property is a set of 32-bit integers, each representing
 311          * an index into the ibm,associativity nodes.
 312          *
 313          * With form 0 affinity the first integer is for an SMP configuration
 314          * (should be all 0's) and the second is for a normal NUMA
 315          * configuration. We have only one level of NUMA.
 316          *
 317          * With form 1 affinity the first integer is the most significant
 318          * NUMA boundary and the following are progressively less significant
 319          * boundaries. There can be more than one level of NUMA.
 320          */
 321         distance_ref_points = of_get_property(rtas_root,
 322                                         "ibm,associativity-reference-points",
 323                                         &distance_ref_points_depth);
 324
 325         if (!distance_ref_points) {
 326                 dbg("NUMA: ibm,associativity-reference-points not found.\n");
 327                 goto err;
 328         }
 329
 330         distance_ref_points_depth /= sizeof(int);
 331
 332 #define VEC5_AFFINITY_BYTE      5
 333 #define VEC5_AFFINITY           0x80
 334         chosen = of_find_node_by_path("/chosen");
 335         if (chosen) {
 336                 vec5 = of_get_property(chosen, "ibm,architecture-vec-5", NULL);
 337                 if (vec5 && (vec5[VEC5_AFFINITY_BYTE] & VEC5_AFFINITY)) {
 338                         dbg("Using form 1 affinity\n");
 339                         form1_affinity = 1;
 340                 }
 341         }
 342
 343         if (form1_affinity) {
 344                 depth = distance_ref_points[0];
 345         } else {
 346                 if (distance_ref_points_depth < 2) {
 347                         printk(KERN_WARNING "NUMA: "
 348                                 "short ibm,associativity-reference-points\n");
 349                         goto err;
 350                 }
 351
 352                 depth = distance_ref_points[1];
 353         }
 354
 355         /*
 356          * Warn and cap if the hardware supports more than
 357          * MAX_DISTANCE_REF_POINTS domains.
 358          */
 359         if (distance_ref_points_depth > MAX_DISTANCE_REF_POINTS) {
 360                 printk(KERN_WARNING "NUMA: distance array capped at "
 361                         "%d entries\n", MAX_DISTANCE_REF_POINTS);
 362                 distance_ref_points_depth = MAX_DISTANCE_REF_POINTS;
 363         }
 364
 365         of_node_put(rtas_root);
 366         return depth;
 367
 368 err:
 369         of_node_put(rtas_root);
 370         return -1;
 371 }
 372
 373 static void __init get_n_mem_cells(int *n_addr_cells, int *n_size_cells)
 374 {
 375         struct device_node *memory = NULL;
 376
 377         memory = of_find_node_by_type(memory, "memory");
 378         if (!memory)
 379                 panic("numa.c: No memory nodes found!");
 380
 381         *n_addr_cells = of_n_addr_cells(memory);
 382         *n_size_cells = of_n_size_cells(memory);
 383         of_node_put(memory);
 384 }
 385
 386 static unsigned long __devinit read_n_cells(int n, const unsigned int **buf)
 387 {
 388         unsigned long result = 0;
 389
 390         while (n--) {
 391                 result = (result << 32) | **buf;
 392                 (*buf)++;
 393         }
 394         return result;
 395 }
 396
 397 struct of_drconf_cell {
 398         u64     base_addr;
 399         u32     drc_index;
 400         u32     reserved;
 401         u32     aa_index;
 402         u32     flags;
 403 };
 404
 405 #define DRCONF_MEM_ASSIGNED     0x00000008
 406 #define DRCONF_MEM_AI_INVALID   0x00000040
 407 #define DRCONF_MEM_RESERVED     0x00000080
 408
 409 /*
 410  * Read the next memblock list entry from the ibm,dynamic-memory property
 411  * and return the information in the provided of_drconf_cell structure.
 412  */
 413 static void read_drconf_cell(struct of_drconf_cell *drmem, const u32 **cellp)
 414 {
 415         const u32 *cp;
 416
 417         drmem->base_addr = read_n_cells(n_mem_addr_cells, cellp);
 418
 419         cp = *cellp;
 420         drmem->drc_index = cp[0];
 421         drmem->reserved = cp[1];
 422         drmem->aa_index = cp[2];
 423         drmem->flags = cp[3];
 424
 425         *cellp = cp + 4;
 426 }
 427
 428 /*
 429  * Retreive and validate the ibm,dynamic-memory property of the device tree.
 430  *
 431  * The layout of the ibm,dynamic-memory property is a number N of memblock
 432  * list entries followed by N memblock list entries.  Each memblock list entry
 433  * contains information as layed out in the of_drconf_cell struct above.
 434  */
 435 static int of_get_drconf_memory(struct device_node *memory, const u32 **dm)
 436 {
 437         const u32 *prop;
 438         u32 len, entries;
 439
 440         prop = of_get_property(memory, "ibm,dynamic-memory", &len);
 441         if (!prop || len < sizeof(unsigned int))
 442                 return 0;
 443
 444         entries = *prop++;
 445
 446         /* Now that we know the number of entries, revalidate the size
 447          * of the property read in to ensure we have everything
 448          */
 449         if (len < (entries * (n_mem_addr_cells + 4) + 1) * sizeof(unsigned int))
 450                 return 0;
 451
 452         *dm = prop;
 453         return entries;
 454 }
 455
 456 /*
 457  * Retreive and validate the ibm,lmb-size property for drconf memory
 458  * from the device tree.
 459  */
 460 static u64 of_get_lmb_size(struct device_node *memory)
 461 {
 462         const u32 *prop;
 463         u32 len;
 464
 465         prop = of_get_property(memory, "ibm,lmb-size", &len);
 466         if (!prop || len < sizeof(unsigned int))
 467                 return 0;
 468
 469         return read_n_cells(n_mem_size_cells, &prop);
 470 }
 471
 472 struct assoc_arrays {
 473         u32     n_arrays;
 474         u32     array_sz;
 475         const u32 *arrays;
 476 };
 477
 478 /*
 479  * Retreive and validate the list of associativity arrays for drconf
 480  * memory from the ibm,associativity-lookup-arrays property of the
 481  * device tree..
 482  *
 483  * The layout of the ibm,associativity-lookup-arrays property is a number N
 484  * indicating the number of associativity arrays, followed by a number M
 485  * indicating the size of each associativity array, followed by a list
 486  * of N associativity arrays.
 487  */
 488 static int of_get_assoc_arrays(struct device_node *memory,
 489                                struct assoc_arrays *aa)
 490 {
 491         const u32 *prop;
 492         u32 len;
 493
 494         prop = of_get_property(memory, "ibm,associativity-lookup-arrays", &len);
 495         if (!prop || len < 2 * sizeof(unsigned int))
 496                 return -1;
 497
 498         aa->n_arrays = *prop++;
 499         aa->array_sz = *prop++;
 500
 501         /* Now that we know the number of arrrays and size of each array,
 502          * revalidate the size of the property read in.
 503          */
 504         if (len < (aa->n_arrays * aa->array_sz + 2) * sizeof(unsigned int))
 505                 return -1;
 506
 507         aa->arrays = prop;
 508         return 0;
 509 }
 510
 511 /*
 512  * This is like of_node_to_nid_single() for memory represented in the
 513  * ibm,dynamic-reconfiguration-memory node.
 514  */
 515 static int of_drconf_to_nid_single(struct of_drconf_cell *drmem,
 516                                    struct assoc_arrays *aa)
 517 {
 518         int default_nid = 0;
 519         int nid = default_nid;
 520         int index;
 521
 522         if (min_common_depth > 0 && min_common_depth <= aa->array_sz &&
 523             !(drmem->flags & DRCONF_MEM_AI_INVALID) &&
 524             drmem->aa_index < aa->n_arrays) {
 525                 index = drmem->aa_index * aa->array_sz + min_common_depth - 1;
 526                 nid = aa->arrays[index];
 527
 528                 if (nid == 0xffff || nid >= MAX_NUMNODES)
 529                         nid = default_nid;
 530         }
 531
 532         return nid;
 533 }
 534
 535 /*
 536  * Figure out to which domain a cpu belongs and stick it there.
 537  * Return the id of the domain used.
 538  */
 539 static int __cpuinit numa_setup_cpu(unsigned long lcpu)
 540 {
 541         int nid = 0;
 542         struct device_node *cpu = of_get_cpu_node(lcpu, NULL);
 543
 544         if (!cpu) {
 545                 WARN_ON(1);
 546                 goto out;
 547         }
 548
 549         nid = of_node_to_nid_single(cpu);
 550
 551         if (nid < 0 || !node_online(nid))
 552                 nid = first_online_node;
 553 out:
 554         map_cpu_to_node(lcpu, nid);
 555
 556         of_node_put(cpu);
 557
 558         return nid;
 559 }
 560
 561 static int __cpuinit cpu_numa_callback(struct notifier_block *nfb,
 562                              unsigned long action,
 563                              void *hcpu)
 564 {
 565         unsigned long lcpu = (unsigned long)hcpu;
 566         int ret = NOTIFY_DONE;
 567
 568         switch (action) {
 569         case CPU_UP_PREPARE:
 570         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
 571                 numa_setup_cpu(lcpu);
 572                 ret = NOTIFY_OK;
 573                 break;
 574 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 575         case CPU_DEAD:
 576         case CPU_DEAD_FROZEN:
 577         case CPU_UP_CANCELED:
 578         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
 579                 unmap_cpu_from_node(lcpu);
 580                 break;
 581                 ret = NOTIFY_OK;
 582 #endif
 583         }
 584         return ret;
 585 }
 586
 587 /*
 588  * Check and possibly modify a memory region to enforce the memory limit.
 589  *
 590  * Returns the size the region should have to enforce the memory limit.
 591  * This will either be the original value of size, a truncated value,
 592  * or zero. If the returned value of size is 0 the region should be
 593  * discarded as it lies wholy above the memory limit.
 594  */
 595 static unsigned long __init numa_enforce_memory_limit(unsigned long start,
 596                                                       unsigned long size)
 597 {
 598         /*
 599          * We use memblock_end_of_DRAM() in here instead of memory_limit because
 600          * we've already adjusted it for the limit and it takes care of
 601          * having memory holes below the limit.  Also, in the case of
 602          * iommu_is_off, memory_limit is not set but is implicitly enforced.
 603          */
 604
 605         if (start + size <= memblock_end_of_DRAM())
 606                 return size;
 607
 608         if (start >= memblock_end_of_DRAM())
 609                 return 0;
 610
 611         return memblock_end_of_DRAM() - start;
 612 }
 613
 614 /*
 615  * Reads the counter for a given entry in
 616  * linux,drconf-usable-memory property
 617  */
 618 static inline int __init read_usm_ranges(const u32 **usm)
 619 {
 620         /*
 621          * For each lmb in ibm,dynamic-memory a corresponding
 622          * entry in linux,drconf-usable-memory property contains
 623          * a counter followed by that many (base, size) duple.
 624          * read the counter from linux,drconf-usable-memory
 625          */
 626         return read_n_cells(n_mem_size_cells, usm);
 627 }
 628
 629 /*
 630  * Extract NUMA information from the ibm,dynamic-reconfiguration-memory
 631  * node.  This assumes n_mem_{addr,size}_cells have been set.
 632  */
 633 static void __init parse_drconf_memory(struct device_node *memory)
 634 {
 635         const u32 *dm, *usm;
 636         unsigned int n, rc, ranges, is_kexec_kdump = 0;
 637         unsigned long lmb_size, base, size, sz;
 638         int nid;
 639         struct assoc_arrays aa;
 640
 641         n = of_get_drconf_memory(memory, &dm);
 642         if (!n)
 643                 return;
 644
 645         lmb_size = of_get_lmb_size(memory);
 646         if (!lmb_size)
 647                 return;
 648
 649         rc = of_get_assoc_arrays(memory, &aa);
 650         if (rc)
 651                 return;
 652
 653         /* check if this is a kexec/kdump kernel */
 654         usm = of_get_usable_memory(memory);
 655         if (usm != NULL)
 656                 is_kexec_kdump = 1;
 657
 658         for (; n != 0; --n) {
 659                 struct of_drconf_cell drmem;
 660
 661                 read_drconf_cell(&drmem, &dm);
 662
 663                 /* skip this block if the reserved bit is set in flags (0x80)
 664                    or if the block is not assigned to this partition (0x8) */
 665                 if ((drmem.flags & DRCONF_MEM_RESERVED)
 666                     || !(drmem.flags & DRCONF_MEM_ASSIGNED))
 667                         continue;
 668
 669                 base = drmem.base_addr;
 670                 size = lmb_size;
 671                 ranges = 1;
 672
 673                 if (is_kexec_kdump) {
 674                         ranges = read_usm_ranges(&usm);
 675                         if (!ranges) /* there are no (base, size) duple */
 676                                 continue;
 677                 }
 678                 do {
 679                         if (is_kexec_kdump) {
 680                                 base = read_n_cells(n_mem_addr_cells, &usm);
 681                                 size = read_n_cells(n_mem_size_cells, &usm);
 682                         }
 683                         nid = of_drconf_to_nid_single(&drmem, &aa);
 684                         fake_numa_create_new_node(
 685                                 ((base + size) >> PAGE_SHIFT),
 686                                            &nid);
 687                         node_set_online(nid);
 688                         sz = numa_enforce_memory_limit(base, size);
 689                         if (sz)
 690                                 add_active_range(nid, base >> PAGE_SHIFT,
 691                                                  (base >> PAGE_SHIFT)
 692                                                  + (sz >> PAGE_SHIFT));
 693                 } while (--ranges);
 694         }
 695 }
 696
 697 static int __init parse_numa_properties(void)
 698 {
 699         struct device_node *cpu = NULL;
 700         struct device_node *memory = NULL;
 701         int default_nid = 0;
 702         unsigned long i;
 703
 704         if (numa_enabled == 0) {
 705                 printk(KERN_WARNING "NUMA disabled by user\n");
 706                 return -1;
 707         }
 708
 709         min_common_depth = find_min_common_depth();
 710
 711         if (min_common_depth < 0)
 712                 return min_common_depth;
 713
 714         dbg("NUMA associativity depth for CPU/Memory: %d\n", min_common_depth);
 715
 716         /*
 717          * Even though we connect cpus to numa domains later in SMP
 718          * init, we need to know the node ids now. This is because
 719          * each node to be onlined must have NODE_DATA etc backing it.
 720          */
 721         for_each_present_cpu(i) {
 722                 int nid;
 723
 724                 cpu = of_get_cpu_node(i, NULL);
 725                 BUG_ON(!cpu);
 726                 nid = of_node_to_nid_single(cpu);
 727                 of_node_put(cpu);
 728
 729                 /*
 730                  * Don't fall back to default_nid yet -- we will plug
 731                  * cpus into nodes once the memory scan has discovered
 732                  * the topology.
 733                  */
 734                 if (nid < 0)
 735                         continue;
 736                 node_set_online(nid);
 737         }
 738
 739         get_n_mem_cells(&n_mem_addr_cells, &n_mem_size_cells);
 740         memory = NULL;
 741         while ((memory = of_find_node_by_type(memory, "memory")) != NULL) {
 742                 unsigned long start;
 743                 unsigned long size;
 744                 int nid;
 745                 int ranges;
 746                 const unsigned int *memcell_buf;
 747                 unsigned int len;
 748
 749                 memcell_buf = of_get_property(memory,
 750                         "linux,usable-memory", &len);
 751                 if (!memcell_buf || len <= 0)
 752                         memcell_buf = of_get_property(memory, "reg", &len);
 753                 if (!memcell_buf || len <= 0)
 754                         continue;
 755
 756                 /* ranges in cell */
 757                 ranges = (len >> 2) / (n_mem_addr_cells + n_mem_size_cells);
 758 new_range:
 759                 /* these are order-sensitive, and modify the buffer pointer */
 760                 start = read_n_cells(n_mem_addr_cells, &memcell_buf);
 761                 size = read_n_cells(n_mem_size_cells, &memcell_buf);
 762
 763                 /*
 764                  * Assumption: either all memory nodes or none will
 765                  * have associativity properties.  If none, then
 766                  * everything goes to default_nid.
 767                  */
 768                 nid = of_node_to_nid_single(memory);
 769                 if (nid < 0)
 770                         nid = default_nid;
 771
 772                 fake_numa_create_new_node(((start + size) >> PAGE_SHIFT), &nid);
 773                 node_set_online(nid);
 774
 775                 if (!(size = numa_enforce_memory_limit(start, size))) {
 776                         if (--ranges)
 777                                 goto new_range;
 778                         else
 779                                 continue;
 780                 }
 781
 782                 add_active_range(nid, start >> PAGE_SHIFT,
 783                                 (start >> PAGE_SHIFT) + (size >> PAGE_SHIFT));
 784
 785                 if (--ranges)
 786                         goto new_range;
 787         }
 788
 789         /*
 790          * Now do the same thing for each MEMBLOCK listed in the ibm,dynamic-memory
 791          * property in the ibm,dynamic-reconfiguration-memory node.
 792          */
 793         memory = of_find_node_by_path("/ibm,dynamic-reconfiguration-memory");
 794         if (memory)
 795                 parse_drconf_memory(memory);
 796
 797         return 0;
 798 }
 799
 800 static void __init setup_nonnuma(void)
 801 {
 802         unsigned long top_of_ram = memblock_end_of_DRAM();
 803         unsigned long total_ram = memblock_phys_mem_size();
 804         unsigned long start_pfn, end_pfn;
 805         unsigned int i, nid = 0;
 806
 807         printk(KERN_DEBUG "Top of RAM: 0x%lx, Total RAM: 0x%lx\n",
 808                top_of_ram, total_ram);
 809         printk(KERN_DEBUG "Memory hole size: %ldMB\n",
 810                (top_of_ram - total_ram) >> 20);
 811
 812         for (i = 0; i < memblock.memory.cnt; ++i) {
 813                 start_pfn = memblock.memory.region[i].base >> PAGE_SHIFT;
 814                 end_pfn = start_pfn + memblock_size_pages(&memblock.memory, i);
 815
 816                 fake_numa_create_new_node(end_pfn, &nid);
 817                 add_active_range(nid, start_pfn, end_pfn);
 818                 node_set_online(nid);
 819         }
 820 }
 821
 822 void __init dump_numa_cpu_topology(void)
 823 {
 824         unsigned int node;
 825         unsigned int cpu, count;
 826
 827         if (min_common_depth == -1 || !numa_enabled)
 828                 return;
 829
 830         for_each_online_node(node) {
 831                 printk(KERN_DEBUG "Node %d CPUs:", node);
 832
 833                 count = 0;
 834                 /*
 835                  * If we used a CPU iterator here we would miss printing
 836                  * the holes in the cpumap.
 837                  */
 838                 for (cpu = 0; cpu < nr_cpu_ids; cpu++) {
 839                         if (cpumask_test_cpu(cpu,
 840                                         node_to_cpumask_map[node])) {
 841                                 if (count == 0)
 842                                         printk(" %u", cpu);
 843                                 ++count;
 844                         } else {
 845                                 if (count > 1)
 846                                         printk("-%u", cpu - 1);
 847                                 count = 0;
 848                         }
 849                 }
 850
 851                 if (count > 1)
 852                         printk("-%u", nr_cpu_ids - 1);
 853                 printk("\n");
 854         }
 855 }
 856
 857 static void __init dump_numa_memory_topology(void)
 858 {
 859         unsigned int node;
 860         unsigned int count;
 861
 862         if (min_common_depth == -1 || !numa_enabled)
 863                 return;
 864
 865         for_each_online_node(node) {
 866                 unsigned long i;
 867
 868                 printk(KERN_DEBUG "Node %d Memory:", node);
 869
 870                 count = 0;
 871
 872                 for (i = 0; i < memblock_end_of_DRAM();
 873                      i += (1 << SECTION_SIZE_BITS)) {
 874                         if (early_pfn_to_nid(i >> PAGE_SHIFT) == node) {
 875                                 if (count == 0)
 876                                         printk(" 0x%lx", i);
 877                                 ++count;
 878                         } else {
 879                                 if (count > 0)
 880                                         printk("-0x%lx", i);
 881                                 count = 0;
 882                         }
 883                 }
 884
 885                 if (count > 0)
 886                         printk("-0x%lx", i);
 887                 printk("\n");
 888         }
 889 }
 890
 891 /*
 892  * Allocate some memory, satisfying the memblock or bootmem allocator where
 893  * required. nid is the preferred node and end is the physical address of
 894  * the highest address in the node.
 895  *
 896  * Returns the virtual address of the memory.
 897  */
 898 static void __init *careful_zallocation(int nid, unsigned long size,
 899                                        unsigned long align,
 900                                        unsigned long end_pfn)
 901 {
 902         void *ret;
 903         int new_nid;
 904         unsigned long ret_paddr;
 905
 906         ret_paddr = __memblock_alloc_base(size, align, end_pfn << PAGE_SHIFT);
 907
 908         /* retry over all memory */
 909         if (!ret_paddr)
 910                 ret_paddr = __memblock_alloc_base(size, align, memblock_end_of_DRAM());
 911
 912         if (!ret_paddr)
 913                 panic("numa.c: cannot allocate %lu bytes for node %d",
 914                       size, nid);
 915
 916         ret = __va(ret_paddr);
 917
 918         /*
 919          * We initialize the nodes in numeric order: 0, 1, 2...
 920          * and hand over control from the MEMBLOCK allocator to the
 921          * bootmem allocator.  If this function is called for
 922          * node 5, then we know that all nodes <5 are using the
 923          * bootmem allocator instead of the MEMBLOCK allocator.
 924          *
 925          * So, check the nid from which this allocation came
 926          * and double check to see if we need to use bootmem
 927          * instead of the MEMBLOCK.  We don't free the MEMBLOCK memory
 928          * since it would be useless.
 929          */
 930         new_nid = early_pfn_to_nid(ret_paddr >> PAGE_SHIFT);
 931         if (new_nid < nid) {
 932                 ret = __alloc_bootmem_node(NODE_DATA(new_nid),
 933                                 size, align, 0);
 934
 935                 dbg("alloc_bootmem %p %lx\n", ret, size);
 936         }
 937
 938         memset(ret, 0, size);
 939         return ret;
 940 }
 941
 942 static struct notifier_block __cpuinitdata ppc64_numa_nb = {
 943         .notifier_call = cpu_numa_callback,
 944         .priority = 1 /* Must run before sched domains notifier. */
 945 };
 946
 947 static void mark_reserved_regions_for_nid(int nid)
 948 {
 949         struct pglist_data *node = NODE_DATA(nid);
 950         int i;
 951
 952         for (i = 0; i < memblock.reserved.cnt; i++) {
 953                 unsigned long physbase = memblock.reserved.region[i].base;
 954                 unsigned long size = memblock.reserved.region[i].size;
 955                 unsigned long start_pfn = physbase >> PAGE_SHIFT;
 956                 unsigned long end_pfn = PFN_UP(physbase + size);
 957                 struct node_active_region node_ar;
 958                 unsigned long node_end_pfn = node->node_start_pfn +
 959                                              node->node_spanned_pages;
 960
 961                 /*
 962                  * Check to make sure that this memblock.reserved area is
 963                  * within the bounds of the node that we care about.
 964                  * Checking the nid of the start and end points is not
 965                  * sufficient because the reserved area could span the
 966                  * entire node.
 967                  */
 968                 if (end_pfn <= node->node_start_pfn ||
 969                     start_pfn >= node_end_pfn)
 970                         continue;
 971
 972                 get_node_active_region(start_pfn, &node_ar);
 973                 while (start_pfn < end_pfn &&
 974                         node_ar.start_pfn < node_ar.end_pfn) {
 975                         unsigned long reserve_size = size;
 976                         /*
 977                          * if reserved region extends past active region
 978                          * then trim size to active region
 979                          */
 980                         if (end_pfn > node_ar.end_pfn)
 981                                 reserve_size = (node_ar.end_pfn << PAGE_SHIFT)
 982                                         - physbase;
 983                         /*
 984                          * Only worry about *this* node, others may not
 985                          * yet have valid NODE_DATA().
 986                          */
 987                         if (node_ar.nid == nid) {
 988                                 dbg("reserve_bootmem %lx %lx nid=%d\n",
 989                                         physbase, reserve_size, node_ar.nid);
 990                                 reserve_bootmem_node(NODE_DATA(node_ar.nid),
 991                                                 physbase, reserve_size,
 992                                                 BOOTMEM_DEFAULT);
 993                         }
 994                         /*
 995                          * if reserved region is contained in the active region
 996                          * then done.
 997                          */
 998                         if (end_pfn <= node_ar.end_pfn)
 999                                 break;
1000
1001                         /*
1002                          * reserved region extends past the active region
1003                          *   get next active region that contains this
1004                          *   reserved region
1005                          */
1006                         start_pfn = node_ar.end_pfn;
1007                         physbase = start_pfn << PAGE_SHIFT;
1008                         size = size - reserve_size;
1009                         get_node_active_region(start_pfn, &node_ar);
1010                 }
1011         }
1012 }
1013
1014
1015 void __init do_init_bootmem(void)
1016 {
1017         int nid;
1018
1019         min_low_pfn = 0;
1020         max_low_pfn = memblock_end_of_DRAM() >> PAGE_SHIFT;
1021         max_pfn = max_low_pfn;
1022
1023         if (parse_numa_properties())
1024                 setup_nonnuma();
1025         else
1026                 dump_numa_memory_topology();
1027
1028         for_each_online_node(nid) {
1029                 unsigned long start_pfn, end_pfn;
1030                 void *bootmem_vaddr;
1031                 unsigned long bootmap_pages;
1032
1033                 get_pfn_range_for_nid(nid, &start_pfn, &end_pfn);
1034
1035                 /*
1036                  * Allocate the node structure node local if possible
1037                  *
1038                  * Be careful moving this around, as it relies on all
1039                  * previous nodes' bootmem to be initialized and have
1040                  * all reserved areas marked.
1041                  */
1042                 NODE_DATA(nid) = careful_zallocation(nid,
1043                                         sizeof(struct pglist_data),
1044                                         SMP_CACHE_BYTES, end_pfn);
1045
1046                 dbg("node %d\n", nid);
1047                 dbg("NODE_DATA() = %p\n", NODE_DATA(nid));
1048
1049                 NODE_DATA(nid)->bdata = &bootmem_node_data[nid];
1050                 NODE_DATA(nid)->node_start_pfn = start_pfn;
1051                 NODE_DATA(nid)->node_spanned_pages = end_pfn - start_pfn;
1052
1053                 if (NODE_DATA(nid)->node_spanned_pages == 0)
1054                         continue;
1055
1056                 dbg("start_paddr = %lx\n", start_pfn << PAGE_SHIFT);
1057                 dbg("end_paddr = %lx\n", end_pfn << PAGE_SHIFT);
1058
1059                 bootmap_pages = bootmem_bootmap_pages(end_pfn - start_pfn);
1060                 bootmem_vaddr = careful_zallocation(nid,
1061                                         bootmap_pages << PAGE_SHIFT,
1062                                         PAGE_SIZE, end_pfn);
1063
1064                 dbg("bootmap_vaddr = %p\n", bootmem_vaddr);
1065
1066                 init_bootmem_node(NODE_DATA(nid),
1067                                   __pa(bootmem_vaddr) >> PAGE_SHIFT,
1068                                   start_pfn, end_pfn);
1069
1070                 free_bootmem_with_active_regions(nid, end_pfn);
1071                 /*
1072                  * Be very careful about moving this around.  Future
1073                  * calls to careful_zallocation() depend on this getting
1074                  * done correctly.
1075                  */
1076                 mark_reserved_regions_for_nid(nid);
1077                 sparse_memory_present_with_active_regions(nid);
1078         }
1079
1080         init_bootmem_done = 1;
1081
1082         /*
1083          * Now bootmem is initialised we can create the node to cpumask
1084          * lookup tables and setup the cpu callback to populate them.
1085          */
1086         setup_node_to_cpumask_map();
1087
1088         register_cpu_notifier(&ppc64_numa_nb);
1089         cpu_numa_callback(&ppc64_numa_nb, CPU_UP_PREPARE,
1090                           (void *)(unsigned long)boot_cpuid);
1091 }
1092
1093 void __init paging_init(void)
1094 {
1095         unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES];
1096         memset(max_zone_pfns, 0, sizeof(max_zone_pfns));
1097         max_zone_pfns[ZONE_DMA] = memblock_end_of_DRAM() >> PAGE_SHIFT;
1098         free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
1099 }
1100
1101 static int __init early_numa(char *p)
1102 {
1103         if (!p)
1104                 return 0;
1105
1106         if (strstr(p, "off"))
1107                 numa_enabled = 0;
1108
1109         if (strstr(p, "debug"))
1110                 numa_debug = 1;
1111
1112         p = strstr(p, "fake=");
1113         if (p)
1114                 cmdline = p + strlen("fake=");
1115
1116         return 0;
1117 }
1118 early_param("numa", early_numa);
1119
1120 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1121 /*
1122  * Find the node associated with a hot added memory section for
1123  * memory represented in the device tree by the property
1124  * ibm,dynamic-reconfiguration-memory/ibm,dynamic-memory.
1125  */
1126 static int hot_add_drconf_scn_to_nid(struct device_node *memory,
1127                                      unsigned long scn_addr)
1128 {
1129         const u32 *dm;
1130         unsigned int drconf_cell_cnt, rc;
1131         unsigned long lmb_size;
1132         struct assoc_arrays aa;
1133         int nid = -1;
1134
1135         drconf_cell_cnt = of_get_drconf_memory(memory, &dm);
1136         if (!drconf_cell_cnt)
1137                 return -1;
1138
1139         lmb_size = of_get_lmb_size(memory);
1140         if (!lmb_size)
1141                 return -1;
1142
1143         rc = of_get_assoc_arrays(memory, &aa);
1144         if (rc)
1145                 return -1;
1146
1147         for (; drconf_cell_cnt != 0; --drconf_cell_cnt) {
1148                 struct of_drconf_cell drmem;
1149
1150                 read_drconf_cell(&drmem, &dm);
1151
1152                 /* skip this block if it is reserved or not assigned to
1153                  * this partition */
1154                 if ((drmem.flags & DRCONF_MEM_RESERVED)
1155                     || !(drmem.flags & DRCONF_MEM_ASSIGNED))
1156                         continue;
1157
1158                 if ((scn_addr < drmem.base_addr)
1159                     || (scn_addr >= (drmem.base_addr + lmb_size)))
1160                         continue;
1161
1162                 nid = of_drconf_to_nid_single(&drmem, &aa);
1163                 break;
1164         }
1165
1166         return nid;
1167 }
1168
1169 /*
1170  * Find the node associated with a hot added memory section for memory
1171  * represented in the device tree as a node (i.e. memory@XXXX) for
1172  * each memblock.
1173  */
1174 int hot_add_node_scn_to_nid(unsigned long scn_addr)
1175 {
1176         struct device_node *memory = NULL;
1177         int nid = -1;
1178
1179         while ((memory = of_find_node_by_type(memory, "memory")) != NULL) {
1180                 unsigned long start, size;
1181                 int ranges;
1182                 const unsigned int *memcell_buf;
1183                 unsigned int len;
1184
1185                 memcell_buf = of_get_property(memory, "reg", &len);
1186                 if (!memcell_buf || len <= 0)
1187                         continue;
1188
1189                 /* ranges in cell */
1190                 ranges = (len >> 2) / (n_mem_addr_cells + n_mem_size_cells);
1191
1192                 while (ranges--) {
1193                         start = read_n_cells(n_mem_addr_cells, &memcell_buf);
1194                         size = read_n_cells(n_mem_size_cells, &memcell_buf);
1195
1196                         if ((scn_addr < start) || (scn_addr >= (start + size)))
1197                                 continue;
1198
1199                         nid = of_node_to_nid_single(memory);
1200                         break;
1201                 }
1202
1203                 of_node_put(memory);
1204                 if (nid >= 0)
1205                         break;
1206         }
1207
1208         return nid;
1209 }
1210
1211 /*
1212  * Find the node associated with a hot added memory section.  Section
1213  * corresponds to a SPARSEMEM section, not an MEMBLOCK.  It is assumed that
1214  * sections are fully contained within a single MEMBLOCK.
1215  */
1216 int hot_add_scn_to_nid(unsigned long scn_addr)
1217 {
1218         struct device_node *memory = NULL;
1219         int nid, found = 0;
1220
1221         if (!numa_enabled || (min_common_depth < 0))
1222                 return first_online_node;
1223
1224         memory = of_find_node_by_path("/ibm,dynamic-reconfiguration-memory");
1225         if (memory) {
1226                 nid = hot_add_drconf_scn_to_nid(memory, scn_addr);
1227                 of_node_put(memory);
1228         } else {
1229                 nid = hot_add_node_scn_to_nid(scn_addr);
1230         }
1231
1232         if (nid < 0 || !node_online(nid))
1233                 nid = first_online_node;
1234
1235         if (NODE_DATA(nid)->node_spanned_pages)
1236                 return nid;
1237
1238         for_each_online_node(nid) {
1239                 if (NODE_DATA(nid)->node_spanned_pages) {
1240                         found = 1;
1241                         break;
1242                 }
1243         }
1244
1245         BUG_ON(!found);
1246         return nid;
1247 }
1248
1249 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */