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