[ACPI] Merge acpi-2.6.12 branch into 2.6.13-rc3
[linux-2.6] / 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 <linux/module.h>
33 #include <linux/kexec.h>
34
35 #include <asm/e820.h>
36 #include <asm/setup.h>
37 #include <asm/mmzone.h>
38 #include <bios_ebda.h>
39
40 struct pglist_data *node_data[MAX_NUMNODES];
41 EXPORT_SYMBOL(node_data);
42 bootmem_data_t node0_bdata;
43
44 /*
45  * numa interface - we expect the numa architecture specfic code to have
46  *                  populated the following initialisation.
47  *
48  * 1) node_online_map  - the map of all nodes configured (online) in the system
49  * 2) node_start_pfn   - the starting page frame number for a node
50  * 3) node_end_pfn     - the ending page fram number for a node
51  */
52 unsigned long node_start_pfn[MAX_NUMNODES];
53 unsigned long node_end_pfn[MAX_NUMNODES];
54
55
56 #ifdef CONFIG_DISCONTIGMEM
57 /*
58  * 4) physnode_map     - the mapping between a pfn and owning node
59  * physnode_map keeps track of the physical memory layout of a generic
60  * numa node on a 256Mb break (each element of the array will
61  * represent 256Mb of memory and will be marked by the node id.  so,
62  * if the first gig is on node 0, and the second gig is on node 1
63  * physnode_map will contain:
64  *
65  *     physnode_map[0-3] = 0;
66  *     physnode_map[4-7] = 1;
67  *     physnode_map[8- ] = -1;
68  */
69 s8 physnode_map[MAX_ELEMENTS] = { [0 ... (MAX_ELEMENTS - 1)] = -1};
70 EXPORT_SYMBOL(physnode_map);
71
72 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end)
73 {
74         unsigned long pfn;
75
76         printk(KERN_INFO "Node: %d, start_pfn: %ld, end_pfn: %ld\n",
77                         nid, start, end);
78         printk(KERN_DEBUG "  Setting physnode_map array to node %d for pfns:\n", nid);
79         printk(KERN_DEBUG "  ");
80         for (pfn = start; pfn < end; pfn += PAGES_PER_ELEMENT) {
81                 physnode_map[pfn / PAGES_PER_ELEMENT] = nid;
82                 printk("%ld ", pfn);
83         }
84         printk("\n");
85 }
86
87 unsigned long node_memmap_size_bytes(int nid, unsigned long start_pfn,
88                                               unsigned long end_pfn)
89 {
90         unsigned long nr_pages = end_pfn - start_pfn;
91
92         if (!nr_pages)
93                 return 0;
94
95         return (nr_pages + 1) * sizeof(struct page);
96 }
97 #endif
98
99 extern unsigned long find_max_low_pfn(void);
100 extern void find_max_pfn(void);
101 extern void one_highpage_init(struct page *, int, int);
102
103 extern struct e820map e820;
104 extern unsigned long init_pg_tables_end;
105 extern unsigned long highend_pfn, highstart_pfn;
106 extern unsigned long max_low_pfn;
107 extern unsigned long totalram_pages;
108 extern unsigned long totalhigh_pages;
109
110 #define LARGE_PAGE_BYTES (PTRS_PER_PTE * PAGE_SIZE)
111
112 unsigned long node_remap_start_pfn[MAX_NUMNODES];
113 unsigned long node_remap_size[MAX_NUMNODES];
114 unsigned long node_remap_offset[MAX_NUMNODES];
115 void *node_remap_start_vaddr[MAX_NUMNODES];
116 void set_pmd_pfn(unsigned long vaddr, unsigned long pfn, pgprot_t flags);
117
118 void *node_remap_end_vaddr[MAX_NUMNODES];
119 void *node_remap_alloc_vaddr[MAX_NUMNODES];
120
121 /*
122  * FLAT - support for basic PC memory model with discontig enabled, essentially
123  *        a single node with all available processors in it with a flat
124  *        memory map.
125  */
126 int __init get_memcfg_numa_flat(void)
127 {
128         printk("NUMA - single node, flat memory mode\n");
129
130         /* Run the memory configuration and find the top of memory. */
131         find_max_pfn();
132         node_start_pfn[0] = 0;
133         node_end_pfn[0] = max_pfn;
134         memory_present(0, 0, max_pfn);
135
136         /* Indicate there is one node available. */
137         nodes_clear(node_online_map);
138         node_set_online(0);
139         return 1;
140 }
141
142 /*
143  * Find the highest page frame number we have available for the node
144  */
145 static void __init find_max_pfn_node(int nid)
146 {
147         if (node_end_pfn[nid] > max_pfn)
148                 node_end_pfn[nid] = max_pfn;
149         /*
150          * if a user has given mem=XXXX, then we need to make sure 
151          * that the node _starts_ before that, too, not just ends
152          */
153         if (node_start_pfn[nid] > max_pfn)
154                 node_start_pfn[nid] = max_pfn;
155         if (node_start_pfn[nid] > node_end_pfn[nid])
156                 BUG();
157 }
158
159 /* Find the owning node for a pfn. */
160 int early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
161 {
162         int nid;
163
164         for_each_node(nid) {
165                 if (node_end_pfn[nid] == 0)
166                         break;
167                 if (node_start_pfn[nid] <= pfn && node_end_pfn[nid] >= pfn)
168                         return nid;
169         }
170
171         return 0;
172 }
173
174 /* 
175  * Allocate memory for the pg_data_t for this node via a crude pre-bootmem
176  * method.  For node zero take this from the bottom of memory, for
177  * subsequent nodes place them at node_remap_start_vaddr which contains
178  * node local data in physically node local memory.  See setup_memory()
179  * for details.
180  */
181 static void __init allocate_pgdat(int nid)
182 {
183         if (nid && node_has_online_mem(nid))
184                 NODE_DATA(nid) = (pg_data_t *)node_remap_start_vaddr[nid];
185         else {
186                 NODE_DATA(nid) = (pg_data_t *)(__va(min_low_pfn << PAGE_SHIFT));
187                 min_low_pfn += PFN_UP(sizeof(pg_data_t));
188         }
189 }
190
191 void *alloc_remap(int nid, unsigned long size)
192 {
193         void *allocation = node_remap_alloc_vaddr[nid];
194
195         size = ALIGN(size, L1_CACHE_BYTES);
196
197         if (!allocation || (allocation + size) >= node_remap_end_vaddr[nid])
198                 return 0;
199
200         node_remap_alloc_vaddr[nid] += size;
201         memset(allocation, 0, size);
202
203         return allocation;
204 }
205
206 void __init remap_numa_kva(void)
207 {
208         void *vaddr;
209         unsigned long pfn;
210         int node;
211
212         for_each_online_node(node) {
213                 for (pfn=0; pfn < node_remap_size[node]; pfn += PTRS_PER_PTE) {
214                         vaddr = node_remap_start_vaddr[node]+(pfn<<PAGE_SHIFT);
215                         set_pmd_pfn((ulong) vaddr, 
216                                 node_remap_start_pfn[node] + pfn, 
217                                 PAGE_KERNEL_LARGE);
218                 }
219         }
220 }
221
222 static unsigned long calculate_numa_remap_pages(void)
223 {
224         int nid;
225         unsigned long size, reserve_pages = 0;
226         unsigned long pfn;
227
228         for_each_online_node(nid) {
229                 /*
230                  * The acpi/srat node info can show hot-add memroy zones
231                  * where memory could be added but not currently present.
232                  */
233                 if (node_start_pfn[nid] > max_pfn)
234                         continue;
235                 if (node_end_pfn[nid] > max_pfn)
236                         node_end_pfn[nid] = max_pfn;
237
238                 /* ensure the remap includes space for the pgdat. */
239                 size = node_remap_size[nid] + sizeof(pg_data_t);
240
241                 /* convert size to large (pmd size) pages, rounding up */
242                 size = (size + LARGE_PAGE_BYTES - 1) / LARGE_PAGE_BYTES;
243                 /* now the roundup is correct, convert to PAGE_SIZE pages */
244                 size = size * PTRS_PER_PTE;
245
246                 if (node_end_pfn[nid] & (PTRS_PER_PTE-1)) {
247                         /*
248                          * Adjust size if node_end_pfn is not on a proper
249                          * pmd boundary. remap_numa_kva will barf otherwise.
250                          */
251                         size +=  node_end_pfn[nid] & (PTRS_PER_PTE-1);
252                 }
253
254                 /*
255                  * Validate the region we are allocating only contains valid
256                  * pages.
257                  */
258                 for (pfn = node_end_pfn[nid] - size;
259                      pfn < node_end_pfn[nid]; pfn++)
260                         if (!page_is_ram(pfn))
261                                 break;
262
263                 if (pfn != node_end_pfn[nid])
264                         size = 0;
265
266                 printk("Reserving %ld pages of KVA for lmem_map of node %d\n",
267                                 size, nid);
268                 node_remap_size[nid] = size;
269                 node_remap_offset[nid] = reserve_pages;
270                 reserve_pages += size;
271                 printk("Shrinking node %d from %ld pages to %ld pages\n",
272                         nid, node_end_pfn[nid], node_end_pfn[nid] - size);
273                 node_end_pfn[nid] -= size;
274                 node_remap_start_pfn[nid] = node_end_pfn[nid];
275         }
276         printk("Reserving total of %ld pages for numa KVA remap\n",
277                         reserve_pages);
278         return reserve_pages;
279 }
280
281 extern void setup_bootmem_allocator(void);
282 unsigned long __init setup_memory(void)
283 {
284         int nid;
285         unsigned long system_start_pfn, system_max_low_pfn;
286         unsigned long reserve_pages;
287
288         /*
289          * When mapping a NUMA machine we allocate the node_mem_map arrays
290          * from node local memory.  They are then mapped directly into KVA
291          * between zone normal and vmalloc space.  Calculate the size of
292          * this space and use it to adjust the boundry between ZONE_NORMAL
293          * and ZONE_HIGHMEM.
294          */
295         find_max_pfn();
296         get_memcfg_numa();
297
298         reserve_pages = calculate_numa_remap_pages();
299
300         /* partially used pages are not usable - thus round upwards */
301         system_start_pfn = min_low_pfn = PFN_UP(init_pg_tables_end);
302
303         system_max_low_pfn = max_low_pfn = find_max_low_pfn() - reserve_pages;
304         printk("reserve_pages = %ld find_max_low_pfn() ~ %ld\n",
305                         reserve_pages, max_low_pfn + reserve_pages);
306         printk("max_pfn = %ld\n", max_pfn);
307 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
308         highstart_pfn = highend_pfn = max_pfn;
309         if (max_pfn > system_max_low_pfn)
310                 highstart_pfn = system_max_low_pfn;
311         printk(KERN_NOTICE "%ldMB HIGHMEM available.\n",
312                pages_to_mb(highend_pfn - highstart_pfn));
313 #endif
314         printk(KERN_NOTICE "%ldMB LOWMEM available.\n",
315                         pages_to_mb(system_max_low_pfn));
316         printk("min_low_pfn = %ld, max_low_pfn = %ld, highstart_pfn = %ld\n", 
317                         min_low_pfn, max_low_pfn, highstart_pfn);
318
319         printk("Low memory ends at vaddr %08lx\n",
320                         (ulong) pfn_to_kaddr(max_low_pfn));
321         for_each_online_node(nid) {
322                 node_remap_start_vaddr[nid] = pfn_to_kaddr(
323                                 highstart_pfn + node_remap_offset[nid]);
324                 /* Init the node remap allocator */
325                 node_remap_end_vaddr[nid] = node_remap_start_vaddr[nid] +
326                         (node_remap_size[nid] * PAGE_SIZE);
327                 node_remap_alloc_vaddr[nid] = node_remap_start_vaddr[nid] +
328                         ALIGN(sizeof(pg_data_t), PAGE_SIZE);
329
330                 allocate_pgdat(nid);
331                 printk ("node %d will remap to vaddr %08lx - %08lx\n", nid,
332                         (ulong) node_remap_start_vaddr[nid],
333                         (ulong) pfn_to_kaddr(highstart_pfn
334                            + node_remap_offset[nid] + node_remap_size[nid]));
335         }
336         printk("High memory starts at vaddr %08lx\n",
337                         (ulong) pfn_to_kaddr(highstart_pfn));
338         vmalloc_earlyreserve = reserve_pages * PAGE_SIZE;
339         for_each_online_node(nid)
340                 find_max_pfn_node(nid);
341
342         memset(NODE_DATA(0), 0, sizeof(struct pglist_data));
343         NODE_DATA(0)->bdata = &node0_bdata;
344         setup_bootmem_allocator();
345         return max_low_pfn;
346 }
347
348 void __init zone_sizes_init(void)
349 {
350         int nid;
351
352         /*
353          * Insert nodes into pgdat_list backward so they appear in order.
354          * Clobber node 0's links and NULL out pgdat_list before starting.
355          */
356         pgdat_list = NULL;
357         for (nid = MAX_NUMNODES - 1; nid >= 0; nid--) {
358                 if (!node_online(nid))
359                         continue;
360                 NODE_DATA(nid)->pgdat_next = pgdat_list;
361                 pgdat_list = NODE_DATA(nid);
362         }
363
364         for_each_online_node(nid) {
365                 unsigned long zones_size[MAX_NR_ZONES] = {0, 0, 0};
366                 unsigned long *zholes_size;
367                 unsigned int max_dma;
368
369                 unsigned long low = max_low_pfn;
370                 unsigned long start = node_start_pfn[nid];
371                 unsigned long high = node_end_pfn[nid];
372
373                 max_dma = virt_to_phys((char *)MAX_DMA_ADDRESS) >> PAGE_SHIFT;
374
375                 if (node_has_online_mem(nid)){
376                         if (start > low) {
377 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
378                                 BUG_ON(start > high);
379                                 zones_size[ZONE_HIGHMEM] = high - start;
380 #endif
381                         } else {
382                                 if (low < max_dma)
383                                         zones_size[ZONE_DMA] = low;
384                                 else {
385                                         BUG_ON(max_dma > low);
386                                         BUG_ON(low > high);
387                                         zones_size[ZONE_DMA] = max_dma;
388                                         zones_size[ZONE_NORMAL] = low - max_dma;
389 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
390                                         zones_size[ZONE_HIGHMEM] = high - low;
391 #endif
392                                 }
393                         }
394                 }
395
396                 zholes_size = get_zholes_size(nid);
397
398                 free_area_init_node(nid, NODE_DATA(nid), zones_size, start,
399                                 zholes_size);
400         }
401         return;
402 }
403
404 void __init set_highmem_pages_init(int bad_ppro) 
405 {
406 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
407         struct zone *zone;
408         struct page *page;
409
410         for_each_zone(zone) {
411                 unsigned long node_pfn, zone_start_pfn, zone_end_pfn;
412
413                 if (!is_highmem(zone))
414                         continue;
415
416                 zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
417                 zone_end_pfn = zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
418
419                 printk("Initializing %s for node %d (%08lx:%08lx)\n",
420                                 zone->name, zone->zone_pgdat->node_id,
421                                 zone_start_pfn, zone_end_pfn);
422
423                 for (node_pfn = zone_start_pfn; node_pfn < zone_end_pfn; node_pfn++) {
424                         if (!pfn_valid(node_pfn))
425                                 continue;
426                         page = pfn_to_page(node_pfn);
427                         one_highpage_init(page, node_pfn, bad_ppro);
428                 }
429         }
430         totalram_pages += totalhigh_pages;
431 #endif
432 }