arch/i386/kernel/srat.c

   1 /*
   2  * Some of the code in this file has been gleaned from the 64 bit
   3  * discontigmem support code base.
   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  * Send feedback to Pat Gaughen <gone@us.ibm.com>
  25  */
  26 #include <linux/config.h>
  27 #include <linux/mm.h>
  28 #include <linux/bootmem.h>
  29 #include <linux/mmzone.h>
  30 #include <linux/acpi.h>
  31 #include <linux/nodemask.h>
  32 #include <asm/srat.h>
  33
  34 /*
  35  * proximity macros and definitions
  36  */
  37 #define NODE_ARRAY_INDEX(x)     ((x) / 8)       /* 8 bits/char */
  38 #define NODE_ARRAY_OFFSET(x)    ((x) % 8)       /* 8 bits/char */
  39 #define BMAP_SET(bmap, bit)     ((bmap)[NODE_ARRAY_INDEX(bit)] |= 1 << NODE_ARRAY_OFFSET(bit))
  40 #define BMAP_TEST(bmap, bit)    ((bmap)[NODE_ARRAY_INDEX(bit)] & (1 << NODE_ARRAY_OFFSET(bit)))
  41 #define MAX_PXM_DOMAINS         256     /* 1 byte and no promises about values */
  42 /* bitmap length; _PXM is at most 255 */
  43 #define PXM_BITMAP_LEN (MAX_PXM_DOMAINS / 8)
  44 static u8 pxm_bitmap[PXM_BITMAP_LEN];   /* bitmap of proximity domains */
  45
  46 #define MAX_CHUNKS_PER_NODE     4
  47 #define MAXCHUNKS               (MAX_CHUNKS_PER_NODE * MAX_NUMNODES)
  48 struct node_memory_chunk_s {
  49         unsigned long   start_pfn;
  50         unsigned long   end_pfn;
  51         u8      pxm;            // proximity domain of node
  52         u8      nid;            // which cnode contains this chunk?
  53         u8      bank;           // which mem bank on this node
  54 };
  55 static struct node_memory_chunk_s node_memory_chunk[MAXCHUNKS];
  56
  57 static int num_memory_chunks;           /* total number of memory chunks */
  58 static int zholes_size_init;
  59 static unsigned long zholes_size[MAX_NUMNODES * MAX_NR_ZONES];
  60
  61 extern unsigned long node_start_pfn[], node_end_pfn[];
  62
  63 extern void * boot_ioremap(unsigned long, unsigned long);
  64
  65 /* Identify CPU proximity domains */
  66 static void __init parse_cpu_affinity_structure(char *p)
  67 {
  68         struct acpi_table_processor_affinity *cpu_affinity =
  69                                 (struct acpi_table_processor_affinity *) p;
  70
  71         if (!cpu_affinity->flags.enabled)
  72                 return;         /* empty entry */
  73
  74         /* mark this node as "seen" in node bitmap */
  75         BMAP_SET(pxm_bitmap, cpu_affinity->proximity_domain);
  76
  77         printk("CPU 0x%02X in proximity domain 0x%02X\n",
  78                 cpu_affinity->apic_id, cpu_affinity->proximity_domain);
  79 }
  80
  81 /*
  82  * Identify memory proximity domains and hot-remove capabilities.
  83  * Fill node memory chunk list structure.
  84  */
  85 static void __init parse_memory_affinity_structure (char *sratp)
  86 {
  87         unsigned long long paddr, size;
  88         unsigned long start_pfn, end_pfn;
  89         u8 pxm;
  90         struct node_memory_chunk_s *p, *q, *pend;
  91         struct acpi_table_memory_affinity *memory_affinity =
  92                         (struct acpi_table_memory_affinity *) sratp;
  93
  94         if (!memory_affinity->flags.enabled)
  95                 return;         /* empty entry */
  96
  97         /* mark this node as "seen" in node bitmap */
  98         BMAP_SET(pxm_bitmap, memory_affinity->proximity_domain);
  99
 100         /* calculate info for memory chunk structure */
 101         paddr = memory_affinity->base_addr_hi;
 102         paddr = (paddr << 32) | memory_affinity->base_addr_lo;
 103         size = memory_affinity->length_hi;
 104         size = (size << 32) | memory_affinity->length_lo;
 105
 106         start_pfn = paddr >> PAGE_SHIFT;
 107         end_pfn = (paddr + size) >> PAGE_SHIFT;
 108
 109         pxm = memory_affinity->proximity_domain;
 110
 111         if (num_memory_chunks >= MAXCHUNKS) {
 112                 printk("Too many mem chunks in SRAT. Ignoring %lld MBytes at %llx\n",
 113                         size/(1024*1024), paddr);
 114                 return;
 115         }
 116
 117         /* Insertion sort based on base address */
 118         pend = &node_memory_chunk[num_memory_chunks];
 119         for (p = &node_memory_chunk[0]; p < pend; p++) {
 120                 if (start_pfn < p->start_pfn)
 121                         break;
 122         }
 123         if (p < pend) {
 124                 for (q = pend; q >= p; q--)
 125                         *(q + 1) = *q;
 126         }
 127         p->start_pfn = start_pfn;
 128         p->end_pfn = end_pfn;
 129         p->pxm = pxm;
 130
 131         num_memory_chunks++;
 132
 133         printk("Memory range 0x%lX to 0x%lX (type 0x%X) in proximity domain 0x%02X %s\n",
 134                 start_pfn, end_pfn,
 135                 memory_affinity->memory_type,
 136                 memory_affinity->proximity_domain,
 137                 (memory_affinity->flags.hot_pluggable ?
 138                  "enabled and removable" : "enabled" ) );
 139 }
 140
 141 #if MAX_NR_ZONES != 3
 142 #error "MAX_NR_ZONES != 3, chunk_to_zone requires review"
 143 #endif
 144 /* Take a chunk of pages from page frame cstart to cend and count the number
 145  * of pages in each zone, returned via zones[].
 146  */
 147 static __init void chunk_to_zones(unsigned long cstart, unsigned long cend,
 148                 unsigned long *zones)
 149 {
 150         unsigned long max_dma;
 151         extern unsigned long max_low_pfn;
 152
 153         int z;
 154         unsigned long rend;
 155
 156         /* FIXME: MAX_DMA_ADDRESS and max_low_pfn are trying to provide
 157          * similarly scoped information and should be handled in a consistant
 158          * manner.
 159          */
 160         max_dma = virt_to_phys((char *)MAX_DMA_ADDRESS) >> PAGE_SHIFT;
 161
 162         /* Split the hole into the zones in which it falls.  Repeatedly
 163          * take the segment in which the remaining hole starts, round it
 164          * to the end of that zone.
 165          */
 166         memset(zones, 0, MAX_NR_ZONES * sizeof(long));
 167         while (cstart < cend) {
 168                 if (cstart < max_dma) {
 169                         z = ZONE_DMA;
 170                         rend = (cend < max_dma)? cend : max_dma;
 171
 172                 } else if (cstart < max_low_pfn) {
 173                         z = ZONE_NORMAL;
 174                         rend = (cend < max_low_pfn)? cend : max_low_pfn;
 175
 176                 } else {
 177                         z = ZONE_HIGHMEM;
 178                         rend = cend;
 179                 }
 180                 zones[z] += rend - cstart;
 181                 cstart = rend;
 182         }
 183 }
 184
 185 /* Parse the ACPI Static Resource Affinity Table */
 186 static int __init acpi20_parse_srat(struct acpi_table_srat *sratp)
 187 {
 188         u8 *start, *end, *p;
 189         int i, j, nid;
 190         u8 pxm_to_nid_map[MAX_PXM_DOMAINS];/* _PXM to logical node ID map */
 191         u8 nid_to_pxm_map[MAX_NUMNODES];/* logical node ID to _PXM map */
 192
 193         start = (u8 *)(&(sratp->reserved) + 1); /* skip header */
 194         p = start;
 195         end = (u8 *)sratp + sratp->header.length;
 196
 197         memset(pxm_bitmap, 0, sizeof(pxm_bitmap));      /* init proximity domain bitmap */
 198         memset(node_memory_chunk, 0, sizeof(node_memory_chunk));
 199         memset(zholes_size, 0, sizeof(zholes_size));
 200
 201         /* -1 in these maps means not available */
 202         memset(pxm_to_nid_map, -1, sizeof(pxm_to_nid_map));
 203         memset(nid_to_pxm_map, -1, sizeof(nid_to_pxm_map));
 204
 205         num_memory_chunks = 0;
 206         while (p < end) {
 207                 switch (*p) {
 208                 case ACPI_SRAT_PROCESSOR_AFFINITY:
 209                         parse_cpu_affinity_structure(p);
 210                         break;
 211                 case ACPI_SRAT_MEMORY_AFFINITY:
 212                         parse_memory_affinity_structure(p);
 213                         break;
 214                 default:
 215                         printk("ACPI 2.0 SRAT: unknown entry skipped: type=0x%02X, len=%d\n", p[0], p[1]);
 216                         break;
 217                 }
 218                 p += p[1];
 219                 if (p[1] == 0) {
 220                         printk("acpi20_parse_srat: Entry length value is zero;"
 221                                 " can't parse any further!\n");
 222                         break;
 223                 }
 224         }
 225
 226         if (num_memory_chunks == 0) {
 227                 printk("could not finy any ACPI SRAT memory areas.\n");
 228                 goto out_fail;
 229         }
 230
 231         /* Calculate total number of nodes in system from PXM bitmap and create
 232          * a set of sequential node IDs starting at zero.  (ACPI doesn't seem
 233          * to specify the range of _PXM values.)
 234          */
 235         /*
 236          * MCD - we no longer HAVE to number nodes sequentially.  PXM domain
 237          * numbers could go as high as 256, and MAX_NUMNODES for i386 is typically
 238          * 32, so we will continue numbering them in this manner until MAX_NUMNODES
 239          * approaches MAX_PXM_DOMAINS for i386.
 240          */
 241         nodes_clear(node_online_map);
 242         for (i = 0; i < MAX_PXM_DOMAINS; i++) {
 243                 if (BMAP_TEST(pxm_bitmap, i)) {
 244                         nid = num_online_nodes();
 245                         pxm_to_nid_map[i] = nid;
 246                         nid_to_pxm_map[nid] = i;
 247                         node_set_online(nid);
 248                 }
 249         }
 250         BUG_ON(num_online_nodes() == 0);
 251
 252         /* set cnode id in memory chunk structure */
 253         for (i = 0; i < num_memory_chunks; i++)
 254                 node_memory_chunk[i].nid = pxm_to_nid_map[node_memory_chunk[i].pxm];
 255
 256         printk("pxm bitmap: ");
 257         for (i = 0; i < sizeof(pxm_bitmap); i++) {
 258                 printk("%02X ", pxm_bitmap[i]);
 259         }
 260         printk("\n");
 261         printk("Number of logical nodes in system = %d\n", num_online_nodes());
 262         printk("Number of memory chunks in system = %d\n", num_memory_chunks);
 263
 264         for (j = 0; j < num_memory_chunks; j++){
 265                 printk("chunk %d nid %d start_pfn %08lx end_pfn %08lx\n",
 266                        j, node_memory_chunk[j].nid,
 267                        node_memory_chunk[j].start_pfn,
 268                        node_memory_chunk[j].end_pfn);
 269         }
 270
 271         /*calculate node_start_pfn/node_end_pfn arrays*/
 272         for_each_online_node(nid) {
 273                 int been_here_before = 0;
 274
 275                 for (j = 0; j < num_memory_chunks; j++){
 276                         if (node_memory_chunk[j].nid == nid) {
 277                                 if (been_here_before == 0) {
 278                                         node_start_pfn[nid] = node_memory_chunk[j].start_pfn;
 279                                         node_end_pfn[nid] = node_memory_chunk[j].end_pfn;
 280                                         been_here_before = 1;
 281                                 } else { /* We've found another chunk of memory for the node */
 282                                         if (node_start_pfn[nid] < node_memory_chunk[j].start_pfn) {
 283                                                 node_end_pfn[nid] = node_memory_chunk[j].end_pfn;
 284                                         }
 285                                 }
 286                         }
 287                 }
 288         }
 289         return 1;
 290 out_fail:
 291         return 0;
 292 }
 293
 294 int __init get_memcfg_from_srat(void)
 295 {
 296         struct acpi_table_header *header = NULL;
 297         struct acpi_table_rsdp *rsdp = NULL;
 298         struct acpi_table_rsdt *rsdt = NULL;
 299         struct acpi_pointer *rsdp_address = NULL;
 300         struct acpi_table_rsdt saved_rsdt;
 301         int tables = 0;
 302         int i = 0;
 303
 304         acpi_find_root_pointer(ACPI_PHYSICAL_ADDRESSING, rsdp_address);
 305
 306         if (rsdp_address->pointer_type == ACPI_PHYSICAL_POINTER) {
 307                 printk("%s: assigning address to rsdp\n", __FUNCTION__);
 308                 rsdp = (struct acpi_table_rsdp *)
 309                                 (u32)rsdp_address->pointer.physical;
 310         } else {
 311                 printk("%s: rsdp_address is not a physical pointer\n", __FUNCTION__);
 312                 goto out_err;
 313         }
 314         if (!rsdp) {
 315                 printk("%s: Didn't find ACPI root!\n", __FUNCTION__);
 316                 goto out_err;
 317         }
 318
 319         printk(KERN_INFO "%.8s v%d [%.6s]\n", rsdp->signature, rsdp->revision,
 320                 rsdp->oem_id);
 321
 322         if (strncmp(rsdp->signature, RSDP_SIG,strlen(RSDP_SIG))) {
 323                 printk(KERN_WARNING "%s: RSDP table signature incorrect\n", __FUNCTION__);
 324                 goto out_err;
 325         }
 326
 327         rsdt = (struct acpi_table_rsdt *)
 328             boot_ioremap(rsdp->rsdt_address, sizeof(struct acpi_table_rsdt));
 329
 330         if (!rsdt) {
 331                 printk(KERN_WARNING
 332                        "%s: ACPI: Invalid root system description tables (RSDT)\n",
 333                        __FUNCTION__);
 334                 goto out_err;
 335         }
 336
 337         header = & rsdt->header;
 338
 339         if (strncmp(header->signature, RSDT_SIG, strlen(RSDT_SIG))) {
 340                 printk(KERN_WARNING "ACPI: RSDT signature incorrect\n");
 341                 goto out_err;
 342         }
 343
 344         /*
 345          * The number of tables is computed by taking the
 346          * size of all entries (header size minus total
 347          * size of RSDT) divided by the size of each entry
 348          * (4-byte table pointers).
 349          */
 350         tables = (header->length - sizeof(struct acpi_table_header)) / 4;
 351
 352         if (!tables)
 353                 goto out_err;
 354
 355         memcpy(&saved_rsdt, rsdt, sizeof(saved_rsdt));
 356
 357         if (saved_rsdt.header.length > sizeof(saved_rsdt)) {
 358                 printk(KERN_WARNING "ACPI: Too big length in RSDT: %d\n",
 359                        saved_rsdt.header.length);
 360                 goto out_err;
 361         }
 362
 363         printk("Begin SRAT table scan....\n");
 364
 365         for (i = 0; i < tables; i++) {
 366                 /* Map in header, then map in full table length. */
 367                 header = (struct acpi_table_header *)
 368                         boot_ioremap(saved_rsdt.entry[i], sizeof(struct acpi_table_header));
 369                 if (!header)
 370                         break;
 371                 header = (struct acpi_table_header *)
 372                         boot_ioremap(saved_rsdt.entry[i], header->length);
 373                 if (!header)
 374                         break;
 375
 376                 if (strncmp((char *) &header->signature, "SRAT", 4))
 377                         continue;
 378
 379                 /* we've found the srat table. don't need to look at any more tables */
 380                 return acpi20_parse_srat((struct acpi_table_srat *)header);
 381         }
 382 out_err:
 383         printk("failed to get NUMA memory information from SRAT table\n");
 384         return 0;
 385 }
 386
 387 /* For each node run the memory list to determine whether there are
 388  * any memory holes.  For each hole determine which ZONE they fall
 389  * into.
 390  *
 391  * NOTE#1: this requires knowledge of the zone boundries and so
 392  * _cannot_ be performed before those are calculated in setup_memory.
 393  *
 394  * NOTE#2: we rely on the fact that the memory chunks are ordered by
 395  * start pfn number during setup.
 396  */
 397 static void __init get_zholes_init(void)
 398 {
 399         int nid;
 400         int c;
 401         int first;
 402         unsigned long end = 0;
 403
 404         for_each_online_node(nid) {
 405                 first = 1;
 406                 for (c = 0; c < num_memory_chunks; c++){
 407                         if (node_memory_chunk[c].nid == nid) {
 408                                 if (first) {
 409                                         end = node_memory_chunk[c].end_pfn;
 410                                         first = 0;
 411
 412                                 } else {
 413                                         /* Record any gap between this chunk
 414                                          * and the previous chunk on this node
 415                                          * against the zones it spans.
 416                                          */
 417                                         chunk_to_zones(end,
 418                                                 node_memory_chunk[c].start_pfn,
 419                                                 &zholes_size[nid * MAX_NR_ZONES]);
 420                                 }
 421                         }
 422                 }
 423         }
 424 }
 425
 426 unsigned long * __init get_zholes_size(int nid)
 427 {
 428         if (!zholes_size_init) {
 429                 zholes_size_init++;
 430                 get_zholes_init();
 431         }
 432         if (nid >= MAX_NUMNODES || !node_online(nid))
 433                 printk("%s: nid = %d is invalid/offline. num_online_nodes = %d",
 434                        __FUNCTION__, nid, num_online_nodes());
 435         return &zholes_size[nid * MAX_NR_ZONES];
 436 }