[PATCH] mm: use symbolic names instead of indices for zone initialisation
[sfrench/cifs-2.6.git] / 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 <asm/sparsemem.h>
21 #include <asm/lmb.h>
22 #include <asm/system.h>
23 #include <asm/smp.h>
24
25 static int numa_enabled = 1;
26
27 static int numa_debug;
28 #define dbg(args...) if (numa_debug) { printk(KERN_INFO args); }
29
30 int numa_cpu_lookup_table[NR_CPUS];
31 cpumask_t numa_cpumask_lookup_table[MAX_NUMNODES];
32 struct pglist_data *node_data[MAX_NUMNODES];
33
34 EXPORT_SYMBOL(numa_cpu_lookup_table);
35 EXPORT_SYMBOL(numa_cpumask_lookup_table);
36 EXPORT_SYMBOL(node_data);
37
38 static bootmem_data_t __initdata plat_node_bdata[MAX_NUMNODES];
39 static int min_common_depth;
40 static int n_mem_addr_cells, n_mem_size_cells;
41
42 static void __cpuinit map_cpu_to_node(int cpu, int node)
43 {
44         numa_cpu_lookup_table[cpu] = node;
45
46         dbg("adding cpu %d to node %d\n", cpu, node);
47
48         if (!(cpu_isset(cpu, numa_cpumask_lookup_table[node])))
49                 cpu_set(cpu, numa_cpumask_lookup_table[node]);
50 }
51
52 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
53 static void unmap_cpu_from_node(unsigned long cpu)
54 {
55         int node = numa_cpu_lookup_table[cpu];
56
57         dbg("removing cpu %lu from node %d\n", cpu, node);
58
59         if (cpu_isset(cpu, numa_cpumask_lookup_table[node])) {
60                 cpu_clear(cpu, numa_cpumask_lookup_table[node]);
61         } else {
62                 printk(KERN_ERR "WARNING: cpu %lu not found in node %d\n",
63                        cpu, node);
64         }
65 }
66 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
67
68 static struct device_node * __cpuinit find_cpu_node(unsigned int cpu)
69 {
70         unsigned int hw_cpuid = get_hard_smp_processor_id(cpu);
71         struct device_node *cpu_node = NULL;
72         const unsigned int *interrupt_server, *reg;
73         int len;
74
75         while ((cpu_node = of_find_node_by_type(cpu_node, "cpu")) != NULL) {
76                 /* Try interrupt server first */
77                 interrupt_server = get_property(cpu_node,
78                                         "ibm,ppc-interrupt-server#s", &len);
79
80                 len = len / sizeof(u32);
81
82                 if (interrupt_server && (len > 0)) {
83                         while (len--) {
84                                 if (interrupt_server[len] == hw_cpuid)
85                                         return cpu_node;
86                         }
87                 } else {
88                         reg = get_property(cpu_node, "reg", &len);
89                         if (reg && (len > 0) && (reg[0] == hw_cpuid))
90                                 return cpu_node;
91                 }
92         }
93
94         return NULL;
95 }
96
97 /* must hold reference to node during call */
98 static const int *of_get_associativity(struct device_node *dev)
99 {
100         return get_property(dev, "ibm,associativity", NULL);
101 }
102
103 /* Returns nid in the range [0..MAX_NUMNODES-1], or -1 if no useful numa
104  * info is found.
105  */
106 static int of_node_to_nid_single(struct device_node *device)
107 {
108         int nid = -1;
109         const unsigned int *tmp;
110
111         if (min_common_depth == -1)
112                 goto out;
113
114         tmp = of_get_associativity(device);
115         if (!tmp)
116                 goto out;
117
118         if (tmp[0] >= min_common_depth)
119                 nid = tmp[min_common_depth];
120
121         /* POWER4 LPAR uses 0xffff as invalid node */
122         if (nid == 0xffff || nid >= MAX_NUMNODES)
123                 nid = -1;
124 out:
125         return nid;
126 }
127
128 /* Walk the device tree upwards, looking for an associativity id */
129 int of_node_to_nid(struct device_node *device)
130 {
131         struct device_node *tmp;
132         int nid = -1;
133
134         of_node_get(device);
135         while (device) {
136                 nid = of_node_to_nid_single(device);
137                 if (nid != -1)
138                         break;
139
140                 tmp = device;
141                 device = of_get_parent(tmp);
142                 of_node_put(tmp);
143         }
144         of_node_put(device);
145
146         return nid;
147 }
148 EXPORT_SYMBOL_GPL(of_node_to_nid);
149
150 /*
151  * In theory, the "ibm,associativity" property may contain multiple
152  * associativity lists because a resource may be multiply connected
153  * into the machine.  This resource then has different associativity
154  * characteristics relative to its multiple connections.  We ignore
155  * this for now.  We also assume that all cpu and memory sets have
156  * their distances represented at a common level.  This won't be
157  * true for heirarchical NUMA.
158  *
159  * In any case the ibm,associativity-reference-points should give
160  * the correct depth for a normal NUMA system.
161  *
162  * - Dave Hansen <haveblue@us.ibm.com>
163  */
164 static int __init find_min_common_depth(void)
165 {
166         int depth;
167         const unsigned int *ref_points;
168         struct device_node *rtas_root;
169         unsigned int len;
170
171         rtas_root = of_find_node_by_path("/rtas");
172
173         if (!rtas_root)
174                 return -1;
175
176         /*
177          * this property is 2 32-bit integers, each representing a level of
178          * depth in the associativity nodes.  The first is for an SMP
179          * configuration (should be all 0's) and the second is for a normal
180          * NUMA configuration.
181          */
182         ref_points = get_property(rtas_root,
183                         "ibm,associativity-reference-points", &len);
184
185         if ((len >= 1) && ref_points) {
186                 depth = ref_points[1];
187         } else {
188                 dbg("NUMA: ibm,associativity-reference-points not found.\n");
189                 depth = -1;
190         }
191         of_node_put(rtas_root);
192
193         return depth;
194 }
195
196 static void __init get_n_mem_cells(int *n_addr_cells, int *n_size_cells)
197 {
198         struct device_node *memory = NULL;
199
200         memory = of_find_node_by_type(memory, "memory");
201         if (!memory)
202                 panic("numa.c: No memory nodes found!");
203
204         *n_addr_cells = prom_n_addr_cells(memory);
205         *n_size_cells = prom_n_size_cells(memory);
206         of_node_put(memory);
207 }
208
209 static unsigned long __devinit read_n_cells(int n, const unsigned int **buf)
210 {
211         unsigned long result = 0;
212
213         while (n--) {
214                 result = (result << 32) | **buf;
215                 (*buf)++;
216         }
217         return result;
218 }
219
220 /*
221  * Figure out to which domain a cpu belongs and stick it there.
222  * Return the id of the domain used.
223  */
224 static int __cpuinit numa_setup_cpu(unsigned long lcpu)
225 {
226         int nid = 0;
227         struct device_node *cpu = find_cpu_node(lcpu);
228
229         if (!cpu) {
230                 WARN_ON(1);
231                 goto out;
232         }
233
234         nid = of_node_to_nid_single(cpu);
235
236         if (nid < 0 || !node_online(nid))
237                 nid = any_online_node(NODE_MASK_ALL);
238 out:
239         map_cpu_to_node(lcpu, nid);
240
241         of_node_put(cpu);
242
243         return nid;
244 }
245
246 static int __cpuinit cpu_numa_callback(struct notifier_block *nfb,
247                              unsigned long action,
248                              void *hcpu)
249 {
250         unsigned long lcpu = (unsigned long)hcpu;
251         int ret = NOTIFY_DONE;
252
253         switch (action) {
254         case CPU_UP_PREPARE:
255                 numa_setup_cpu(lcpu);
256                 ret = NOTIFY_OK;
257                 break;
258 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
259         case CPU_DEAD:
260         case CPU_UP_CANCELED:
261                 unmap_cpu_from_node(lcpu);
262                 break;
263                 ret = NOTIFY_OK;
264 #endif
265         }
266         return ret;
267 }
268
269 /*
270  * Check and possibly modify a memory region to enforce the memory limit.
271  *
272  * Returns the size the region should have to enforce the memory limit.
273  * This will either be the original value of size, a truncated value,
274  * or zero. If the returned value of size is 0 the region should be
275  * discarded as it lies wholy above the memory limit.
276  */
277 static unsigned long __init numa_enforce_memory_limit(unsigned long start,
278                                                       unsigned long size)
279 {
280         /*
281          * We use lmb_end_of_DRAM() in here instead of memory_limit because
282          * we've already adjusted it for the limit and it takes care of
283          * having memory holes below the limit.
284          */
285
286         if (! memory_limit)
287                 return size;
288
289         if (start + size <= lmb_end_of_DRAM())
290                 return size;
291
292         if (start >= lmb_end_of_DRAM())
293                 return 0;
294
295         return lmb_end_of_DRAM() - start;
296 }
297
298 static int __init parse_numa_properties(void)
299 {
300         struct device_node *cpu = NULL;
301         struct device_node *memory = NULL;
302         int default_nid = 0;
303         unsigned long i;
304
305         if (numa_enabled == 0) {
306                 printk(KERN_WARNING "NUMA disabled by user\n");
307                 return -1;
308         }
309
310         min_common_depth = find_min_common_depth();
311
312         if (min_common_depth < 0)
313                 return min_common_depth;
314
315         dbg("NUMA associativity depth for CPU/Memory: %d\n", min_common_depth);
316
317         /*
318          * Even though we connect cpus to numa domains later in SMP
319          * init, we need to know the node ids now. This is because
320          * each node to be onlined must have NODE_DATA etc backing it.
321          */
322         for_each_present_cpu(i) {
323                 int nid;
324
325                 cpu = find_cpu_node(i);
326                 BUG_ON(!cpu);
327                 nid = of_node_to_nid_single(cpu);
328                 of_node_put(cpu);
329
330                 /*
331                  * Don't fall back to default_nid yet -- we will plug
332                  * cpus into nodes once the memory scan has discovered
333                  * the topology.
334                  */
335                 if (nid < 0)
336                         continue;
337                 node_set_online(nid);
338         }
339
340         get_n_mem_cells(&n_mem_addr_cells, &n_mem_size_cells);
341         memory = NULL;
342         while ((memory = of_find_node_by_type(memory, "memory")) != NULL) {
343                 unsigned long start;
344                 unsigned long size;
345                 int nid;
346                 int ranges;
347                 const unsigned int *memcell_buf;
348                 unsigned int len;
349
350                 memcell_buf = get_property(memory,
351                         "linux,usable-memory", &len);
352                 if (!memcell_buf || len <= 0)
353                         memcell_buf = get_property(memory, "reg", &len);
354                 if (!memcell_buf || len <= 0)
355                         continue;
356
357                 /* ranges in cell */
358                 ranges = (len >> 2) / (n_mem_addr_cells + n_mem_size_cells);
359 new_range:
360                 /* these are order-sensitive, and modify the buffer pointer */
361                 start = read_n_cells(n_mem_addr_cells, &memcell_buf);
362                 size = read_n_cells(n_mem_size_cells, &memcell_buf);
363
364                 /*
365                  * Assumption: either all memory nodes or none will
366                  * have associativity properties.  If none, then
367                  * everything goes to default_nid.
368                  */
369                 nid = of_node_to_nid_single(memory);
370                 if (nid < 0)
371                         nid = default_nid;
372                 node_set_online(nid);
373
374                 if (!(size = numa_enforce_memory_limit(start, size))) {
375                         if (--ranges)
376                                 goto new_range;
377                         else
378                                 continue;
379                 }
380
381                 add_active_range(nid, start >> PAGE_SHIFT,
382                                 (start >> PAGE_SHIFT) + (size >> PAGE_SHIFT));
383
384                 if (--ranges)
385                         goto new_range;
386         }
387
388         return 0;
389 }
390
391 static void __init setup_nonnuma(void)
392 {
393         unsigned long top_of_ram = lmb_end_of_DRAM();
394         unsigned long total_ram = lmb_phys_mem_size();
395         unsigned long start_pfn, end_pfn;
396         unsigned int i;
397
398         printk(KERN_DEBUG "Top of RAM: 0x%lx, Total RAM: 0x%lx\n",
399                top_of_ram, total_ram);
400         printk(KERN_DEBUG "Memory hole size: %ldMB\n",
401                (top_of_ram - total_ram) >> 20);
402
403         for (i = 0; i < lmb.memory.cnt; ++i) {
404                 start_pfn = lmb.memory.region[i].base >> PAGE_SHIFT;
405                 end_pfn = start_pfn + lmb_size_pages(&lmb.memory, i);
406                 add_active_range(0, start_pfn, end_pfn);
407         }
408         node_set_online(0);
409 }
410
411 void __init dump_numa_cpu_topology(void)
412 {
413         unsigned int node;
414         unsigned int cpu, count;
415
416         if (min_common_depth == -1 || !numa_enabled)
417                 return;
418
419         for_each_online_node(node) {
420                 printk(KERN_DEBUG "Node %d CPUs:", node);
421
422                 count = 0;
423                 /*
424                  * If we used a CPU iterator here we would miss printing
425                  * the holes in the cpumap.
426                  */
427                 for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
428                         if (cpu_isset(cpu, numa_cpumask_lookup_table[node])) {
429                                 if (count == 0)
430                                         printk(" %u", cpu);
431                                 ++count;
432                         } else {
433                                 if (count > 1)
434                                         printk("-%u", cpu - 1);
435                                 count = 0;
436                         }
437                 }
438
439                 if (count > 1)
440                         printk("-%u", NR_CPUS - 1);
441                 printk("\n");
442         }
443 }
444
445 static void __init dump_numa_memory_topology(void)
446 {
447         unsigned int node;
448         unsigned int count;
449
450         if (min_common_depth == -1 || !numa_enabled)
451                 return;
452
453         for_each_online_node(node) {
454                 unsigned long i;
455
456                 printk(KERN_DEBUG "Node %d Memory:", node);
457
458                 count = 0;
459
460                 for (i = 0; i < lmb_end_of_DRAM();
461                      i += (1 << SECTION_SIZE_BITS)) {
462                         if (early_pfn_to_nid(i >> PAGE_SHIFT) == node) {
463                                 if (count == 0)
464                                         printk(" 0x%lx", i);
465                                 ++count;
466                         } else {
467                                 if (count > 0)
468                                         printk("-0x%lx", i);
469                                 count = 0;
470                         }
471                 }
472
473                 if (count > 0)
474                         printk("-0x%lx", i);
475                 printk("\n");
476         }
477 }
478
479 /*
480  * Allocate some memory, satisfying the lmb or bootmem allocator where
481  * required. nid is the preferred node and end is the physical address of
482  * the highest address in the node.
483  *
484  * Returns the physical address of the memory.
485  */
486 static void __init *careful_allocation(int nid, unsigned long size,
487                                        unsigned long align,
488                                        unsigned long end_pfn)
489 {
490         int new_nid;
491         unsigned long ret = __lmb_alloc_base(size, align, end_pfn << PAGE_SHIFT);
492
493         /* retry over all memory */
494         if (!ret)
495                 ret = __lmb_alloc_base(size, align, lmb_end_of_DRAM());
496
497         if (!ret)
498                 panic("numa.c: cannot allocate %lu bytes on node %d",
499                       size, nid);
500
501         /*
502          * If the memory came from a previously allocated node, we must
503          * retry with the bootmem allocator.
504          */
505         new_nid = early_pfn_to_nid(ret >> PAGE_SHIFT);
506         if (new_nid < nid) {
507                 ret = (unsigned long)__alloc_bootmem_node(NODE_DATA(new_nid),
508                                 size, align, 0);
509
510                 if (!ret)
511                         panic("numa.c: cannot allocate %lu bytes on node %d",
512                               size, new_nid);
513
514                 ret = __pa(ret);
515
516                 dbg("alloc_bootmem %lx %lx\n", ret, size);
517         }
518
519         return (void *)ret;
520 }
521
522 static struct notifier_block __cpuinitdata ppc64_numa_nb = {
523         .notifier_call = cpu_numa_callback,
524         .priority = 1 /* Must run before sched domains notifier. */
525 };
526
527 void __init do_init_bootmem(void)
528 {
529         int nid;
530         unsigned int i;
531
532         min_low_pfn = 0;
533         max_low_pfn = lmb_end_of_DRAM() >> PAGE_SHIFT;
534         max_pfn = max_low_pfn;
535
536         if (parse_numa_properties())
537                 setup_nonnuma();
538         else
539                 dump_numa_memory_topology();
540
541         register_cpu_notifier(&ppc64_numa_nb);
542         cpu_numa_callback(&ppc64_numa_nb, CPU_UP_PREPARE,
543                           (void *)(unsigned long)boot_cpuid);
544
545         for_each_online_node(nid) {
546                 unsigned long start_pfn, end_pfn;
547                 unsigned long bootmem_paddr;
548                 unsigned long bootmap_pages;
549
550                 get_pfn_range_for_nid(nid, &start_pfn, &end_pfn);
551
552                 /* Allocate the node structure node local if possible */
553                 NODE_DATA(nid) = careful_allocation(nid,
554                                         sizeof(struct pglist_data),
555                                         SMP_CACHE_BYTES, end_pfn);
556                 NODE_DATA(nid) = __va(NODE_DATA(nid));
557                 memset(NODE_DATA(nid), 0, sizeof(struct pglist_data));
558
559                 dbg("node %d\n", nid);
560                 dbg("NODE_DATA() = %p\n", NODE_DATA(nid));
561
562                 NODE_DATA(nid)->bdata = &plat_node_bdata[nid];
563                 NODE_DATA(nid)->node_start_pfn = start_pfn;
564                 NODE_DATA(nid)->node_spanned_pages = end_pfn - start_pfn;
565
566                 if (NODE_DATA(nid)->node_spanned_pages == 0)
567                         continue;
568
569                 dbg("start_paddr = %lx\n", start_pfn << PAGE_SHIFT);
570                 dbg("end_paddr = %lx\n", end_pfn << PAGE_SHIFT);
571
572                 bootmap_pages = bootmem_bootmap_pages(end_pfn - start_pfn);
573                 bootmem_paddr = (unsigned long)careful_allocation(nid,
574                                         bootmap_pages << PAGE_SHIFT,
575                                         PAGE_SIZE, end_pfn);
576                 memset(__va(bootmem_paddr), 0, bootmap_pages << PAGE_SHIFT);
577
578                 dbg("bootmap_paddr = %lx\n", bootmem_paddr);
579
580                 init_bootmem_node(NODE_DATA(nid), bootmem_paddr >> PAGE_SHIFT,
581                                   start_pfn, end_pfn);
582
583                 free_bootmem_with_active_regions(nid, end_pfn);
584
585                 /* Mark reserved regions on this node */
586                 for (i = 0; i < lmb.reserved.cnt; i++) {
587                         unsigned long physbase = lmb.reserved.region[i].base;
588                         unsigned long size = lmb.reserved.region[i].size;
589                         unsigned long start_paddr = start_pfn << PAGE_SHIFT;
590                         unsigned long end_paddr = end_pfn << PAGE_SHIFT;
591
592                         if (early_pfn_to_nid(physbase >> PAGE_SHIFT) != nid &&
593                             early_pfn_to_nid((physbase+size-1) >> PAGE_SHIFT) != nid)
594                                 continue;
595
596                         if (physbase < end_paddr &&
597                             (physbase+size) > start_paddr) {
598                                 /* overlaps */
599                                 if (physbase < start_paddr) {
600                                         size -= start_paddr - physbase;
601                                         physbase = start_paddr;
602                                 }
603
604                                 if (size > end_paddr - physbase)
605                                         size = end_paddr - physbase;
606
607                                 dbg("reserve_bootmem %lx %lx\n", physbase,
608                                     size);
609                                 reserve_bootmem_node(NODE_DATA(nid), physbase,
610                                                      size);
611                         }
612                 }
613
614                 sparse_memory_present_with_active_regions(nid);
615         }
616 }
617
618 void __init paging_init(void)
619 {
620         unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES];
621         memset(max_zone_pfns, 0, sizeof(max_zone_pfns));
622         max_zone_pfns[ZONE_DMA] = lmb_end_of_DRAM() >> PAGE_SHIFT;
623         free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
624 }
625
626 static int __init early_numa(char *p)
627 {
628         if (!p)
629                 return 0;
630
631         if (strstr(p, "off"))
632                 numa_enabled = 0;
633
634         if (strstr(p, "debug"))
635                 numa_debug = 1;
636
637         return 0;
638 }
639 early_param("numa", early_numa);
640
641 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
642 /*
643  * Find the node associated with a hot added memory section.  Section
644  * corresponds to a SPARSEMEM section, not an LMB.  It is assumed that
645  * sections are fully contained within a single LMB.
646  */
647 int hot_add_scn_to_nid(unsigned long scn_addr)
648 {
649         struct device_node *memory = NULL;
650         nodemask_t nodes;
651         int default_nid = any_online_node(NODE_MASK_ALL);
652         int nid;
653
654         if (!numa_enabled || (min_common_depth < 0))
655                 return default_nid;
656
657         while ((memory = of_find_node_by_type(memory, "memory")) != NULL) {
658                 unsigned long start, size;
659                 int ranges;
660                 const unsigned int *memcell_buf;
661                 unsigned int len;
662
663                 memcell_buf = get_property(memory, "reg", &len);
664                 if (!memcell_buf || len <= 0)
665                         continue;
666
667                 /* ranges in cell */
668                 ranges = (len >> 2) / (n_mem_addr_cells + n_mem_size_cells);
669 ha_new_range:
670                 start = read_n_cells(n_mem_addr_cells, &memcell_buf);
671                 size = read_n_cells(n_mem_size_cells, &memcell_buf);
672                 nid = of_node_to_nid_single(memory);
673
674                 /* Domains not present at boot default to 0 */
675                 if (nid < 0 || !node_online(nid))
676                         nid = default_nid;
677
678                 if ((scn_addr >= start) && (scn_addr < (start + size))) {
679                         of_node_put(memory);
680                         goto got_nid;
681                 }
682
683                 if (--ranges)           /* process all ranges in cell */
684                         goto ha_new_range;
685         }
686         BUG();  /* section address should be found above */
687         return 0;
688
689         /* Temporary code to ensure that returned node is not empty */
690 got_nid:
691         nodes_setall(nodes);
692         while (NODE_DATA(nid)->node_spanned_pages == 0) {
693                 node_clear(nid, nodes);
694                 nid = any_online_node(nodes);
695         }
696         return nid;
697 }
698 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */