x86: remove unneded casts
[linux-2.6] / arch / x86 / mm / numa_64.c
1 /*
2  * Generic VM initialization for x86-64 NUMA setups.
3  * Copyright 2002,2003 Andi Kleen, SuSE Labs.
4  */
5 #include <linux/kernel.h>
6 #include <linux/mm.h>
7 #include <linux/string.h>
8 #include <linux/init.h>
9 #include <linux/bootmem.h>
10 #include <linux/mmzone.h>
11 #include <linux/ctype.h>
12 #include <linux/module.h>
13 #include <linux/nodemask.h>
14 #include <linux/sched.h>
15
16 #include <asm/e820.h>
17 #include <asm/proto.h>
18 #include <asm/dma.h>
19 #include <asm/numa.h>
20 #include <asm/acpi.h>
21 #include <asm/k8.h>
22
23 #ifndef Dprintk
24 #define Dprintk(x...)
25 #endif
26
27 struct pglist_data *node_data[MAX_NUMNODES] __read_mostly;
28 EXPORT_SYMBOL(node_data);
29
30 bootmem_data_t plat_node_bdata[MAX_NUMNODES];
31
32 struct memnode memnode;
33
34 u16 x86_cpu_to_node_map_init[NR_CPUS] = {
35         [0 ... NR_CPUS-1] = NUMA_NO_NODE
36 };
37 void *x86_cpu_to_node_map_early_ptr;
38 DEFINE_PER_CPU(u16, x86_cpu_to_node_map) = NUMA_NO_NODE;
39 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(x86_cpu_to_node_map);
40 #ifdef  CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS
41 EXPORT_SYMBOL(x86_cpu_to_node_map_early_ptr);
42 #endif
43
44 u16 apicid_to_node[MAX_LOCAL_APIC] __cpuinitdata = {
45         [0 ... MAX_LOCAL_APIC-1] = NUMA_NO_NODE
46 };
47
48 cpumask_t node_to_cpumask_map[MAX_NUMNODES] __read_mostly;
49 EXPORT_SYMBOL(node_to_cpumask_map);
50
51 int numa_off __initdata;
52 unsigned long __initdata nodemap_addr;
53 unsigned long __initdata nodemap_size;
54
55 /*
56  * Given a shift value, try to populate memnodemap[]
57  * Returns :
58  * 1 if OK
59  * 0 if memnodmap[] too small (of shift too small)
60  * -1 if node overlap or lost ram (shift too big)
61  */
62 static int __init populate_memnodemap(const struct bootnode *nodes,
63                                       int numnodes, int shift)
64 {
65         unsigned long addr, end;
66         int i, res = -1;
67
68         memset(memnodemap, 0xff, memnodemapsize);
69         for (i = 0; i < numnodes; i++) {
70                 addr = nodes[i].start;
71                 end = nodes[i].end;
72                 if (addr >= end)
73                         continue;
74                 if ((end >> shift) >= memnodemapsize)
75                         return 0;
76                 do {
77                         if (memnodemap[addr >> shift] != 0xff)
78                                 return -1;
79                         memnodemap[addr >> shift] = i;
80                         addr += (1UL << shift);
81                 } while (addr < end);
82                 res = 1;
83         }
84         return res;
85 }
86
87 static int __init allocate_cachealigned_memnodemap(void)
88 {
89         unsigned long pad, pad_addr;
90
91         memnodemap = memnode.embedded_map;
92         if (memnodemapsize <= ARRAY_SIZE(memnode.embedded_map))
93                 return 0;
94
95         pad = L1_CACHE_BYTES - 1;
96         pad_addr = 0x8000;
97         nodemap_size = pad + memnodemapsize;
98         nodemap_addr = find_e820_area(pad_addr, end_pfn<<PAGE_SHIFT,
99                                       nodemap_size);
100         if (nodemap_addr == -1UL) {
101                 printk(KERN_ERR
102                        "NUMA: Unable to allocate Memory to Node hash map\n");
103                 nodemap_addr = nodemap_size = 0;
104                 return -1;
105         }
106         pad_addr = (nodemap_addr + pad) & ~pad;
107         memnodemap = phys_to_virt(pad_addr);
108         reserve_early(nodemap_addr, nodemap_addr + nodemap_size);
109
110         printk(KERN_DEBUG "NUMA: Allocated memnodemap from %lx - %lx\n",
111                nodemap_addr, nodemap_addr + nodemap_size);
112         return 0;
113 }
114
115 /*
116  * The LSB of all start and end addresses in the node map is the value of the
117  * maximum possible shift.
118  */
119 static int __init extract_lsb_from_nodes(const struct bootnode *nodes,
120                                          int numnodes)
121 {
122         int i, nodes_used = 0;
123         unsigned long start, end;
124         unsigned long bitfield = 0, memtop = 0;
125
126         for (i = 0; i < numnodes; i++) {
127                 start = nodes[i].start;
128                 end = nodes[i].end;
129                 if (start >= end)
130                         continue;
131                 bitfield |= start;
132                 nodes_used++;
133                 if (end > memtop)
134                         memtop = end;
135         }
136         if (nodes_used <= 1)
137                 i = 63;
138         else
139                 i = find_first_bit(&bitfield, sizeof(unsigned long)*8);
140         memnodemapsize = (memtop >> i)+1;
141         return i;
142 }
143
144 int __init compute_hash_shift(struct bootnode *nodes, int numnodes)
145 {
146         int shift;
147
148         shift = extract_lsb_from_nodes(nodes, numnodes);
149         if (allocate_cachealigned_memnodemap())
150                 return -1;
151         printk(KERN_DEBUG "NUMA: Using %d for the hash shift.\n",
152                 shift);
153
154         if (populate_memnodemap(nodes, numnodes, shift) != 1) {
155                 printk(KERN_INFO "Your memory is not aligned you need to "
156                        "rebuild your kernel with a bigger NODEMAPSIZE "
157                        "shift=%d\n", shift);
158                 return -1;
159         }
160         return shift;
161 }
162
163 int early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
164 {
165         return phys_to_nid(pfn << PAGE_SHIFT);
166 }
167
168 static void * __init early_node_mem(int nodeid, unsigned long start,
169                                     unsigned long end, unsigned long size)
170 {
171         unsigned long mem = find_e820_area(start, end, size);
172         void *ptr;
173
174         if (mem != -1L)
175                 return __va(mem);
176         ptr = __alloc_bootmem_nopanic(size,
177                                 SMP_CACHE_BYTES, __pa(MAX_DMA_ADDRESS));
178         if (ptr == NULL) {
179                 printk(KERN_ERR "Cannot find %lu bytes in node %d\n",
180                        size, nodeid);
181                 return NULL;
182         }
183         return ptr;
184 }
185
186 /* Initialize bootmem allocator for a node */
187 void __init setup_node_bootmem(int nodeid, unsigned long start,
188                                unsigned long end)
189 {
190         unsigned long start_pfn, end_pfn, bootmap_pages, bootmap_size;
191         unsigned long bootmap_start, nodedata_phys;
192         void *bootmap;
193         const int pgdat_size = round_up(sizeof(pg_data_t), PAGE_SIZE);
194
195         start = round_up(start, ZONE_ALIGN);
196
197         printk(KERN_INFO "Bootmem setup node %d %016lx-%016lx\n", nodeid,
198                start, end);
199
200         start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
201         end_pfn = end >> PAGE_SHIFT;
202
203         node_data[nodeid] = early_node_mem(nodeid, start, end, pgdat_size);
204         if (node_data[nodeid] == NULL)
205                 return;
206         nodedata_phys = __pa(node_data[nodeid]);
207
208         memset(NODE_DATA(nodeid), 0, sizeof(pg_data_t));
209         NODE_DATA(nodeid)->bdata = &plat_node_bdata[nodeid];
210         NODE_DATA(nodeid)->node_start_pfn = start_pfn;
211         NODE_DATA(nodeid)->node_spanned_pages = end_pfn - start_pfn;
212
213         /* Find a place for the bootmem map */
214         bootmap_pages = bootmem_bootmap_pages(end_pfn - start_pfn);
215         bootmap_start = round_up(nodedata_phys + pgdat_size, PAGE_SIZE);
216         bootmap = early_node_mem(nodeid, bootmap_start, end,
217                                         bootmap_pages<<PAGE_SHIFT);
218         if (bootmap == NULL)  {
219                 if (nodedata_phys < start || nodedata_phys >= end)
220                         free_bootmem((unsigned long)node_data[nodeid],
221                                      pgdat_size);
222                 node_data[nodeid] = NULL;
223                 return;
224         }
225         bootmap_start = __pa(bootmap);
226         Dprintk("bootmap start %lu pages %lu\n", bootmap_start, bootmap_pages);
227
228         bootmap_size = init_bootmem_node(NODE_DATA(nodeid),
229                                          bootmap_start >> PAGE_SHIFT,
230                                          start_pfn, end_pfn);
231
232         free_bootmem_with_active_regions(nodeid, end);
233
234         reserve_bootmem_node(NODE_DATA(nodeid), nodedata_phys, pgdat_size);
235         reserve_bootmem_node(NODE_DATA(nodeid), bootmap_start,
236                              bootmap_pages<<PAGE_SHIFT);
237 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
238         srat_reserve_add_area(nodeid);
239 #endif
240         node_set_online(nodeid);
241 }
242
243 #ifdef CONFIG_FLAT_NODE_MEM_MAP
244 /* Initialize final allocator for a zone */
245 static void __init flat_setup_node_zones(int nodeid)
246 {
247         unsigned long start_pfn, end_pfn, memmapsize, limit;
248
249         start_pfn = node_start_pfn(nodeid);
250         end_pfn = node_end_pfn(nodeid);
251
252         Dprintk(KERN_INFO "Setting up memmap for node %d %lx-%lx\n",
253                 nodeid, start_pfn, end_pfn);
254
255         /*
256          * Try to allocate mem_map at end to not fill up precious <4GB
257          * memory.
258          */
259         memmapsize = sizeof(struct page) * (end_pfn-start_pfn);
260         limit = end_pfn << PAGE_SHIFT;
261
262         NODE_DATA(nodeid)->node_mem_map =
263                 __alloc_bootmem_core(NODE_DATA(nodeid)->bdata,
264                                      memmapsize, SMP_CACHE_BYTES,
265                                      round_down(limit - memmapsize, PAGE_SIZE),
266                                      limit);
267 }
268 #else
269 #define flat_setup_node_zones(i) do {} while (0)
270 #endif
271
272 /*
273  * There are unfortunately some poorly designed mainboards around that
274  * only connect memory to a single CPU. This breaks the 1:1 cpu->node
275  * mapping. To avoid this fill in the mapping for all possible CPUs,
276  * as the number of CPUs is not known yet. We round robin the existing
277  * nodes.
278  */
279 void __init numa_init_array(void)
280 {
281         int rr, i;
282
283         rr = first_node(node_online_map);
284         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++) {
285                 if (cpu_to_node(i) != NUMA_NO_NODE)
286                         continue;
287                 numa_set_node(i, rr);
288                 rr = next_node(rr, node_online_map);
289                 if (rr == MAX_NUMNODES)
290                         rr = first_node(node_online_map);
291         }
292 }
293
294 #ifdef CONFIG_NUMA_EMU
295 /* Numa emulation */
296 char *cmdline __initdata;
297
298 /*
299  * Setups up nid to range from addr to addr + size.  If the end
300  * boundary is greater than max_addr, then max_addr is used instead.
301  * The return value is 0 if there is additional memory left for
302  * allocation past addr and -1 otherwise.  addr is adjusted to be at
303  * the end of the node.
304  */
305 static int __init setup_node_range(int nid, struct bootnode *nodes, u64 *addr,
306                                    u64 size, u64 max_addr)
307 {
308         int ret = 0;
309
310         nodes[nid].start = *addr;
311         *addr += size;
312         if (*addr >= max_addr) {
313                 *addr = max_addr;
314                 ret = -1;
315         }
316         nodes[nid].end = *addr;
317         node_set(nid, node_possible_map);
318         printk(KERN_INFO "Faking node %d at %016Lx-%016Lx (%LuMB)\n", nid,
319                nodes[nid].start, nodes[nid].end,
320                (nodes[nid].end - nodes[nid].start) >> 20);
321         return ret;
322 }
323
324 /*
325  * Splits num_nodes nodes up equally starting at node_start.  The return value
326  * is the number of nodes split up and addr is adjusted to be at the end of the
327  * last node allocated.
328  */
329 static int __init split_nodes_equally(struct bootnode *nodes, u64 *addr,
330                                       u64 max_addr, int node_start,
331                                       int num_nodes)
332 {
333         unsigned int big;
334         u64 size;
335         int i;
336
337         if (num_nodes <= 0)
338                 return -1;
339         if (num_nodes > MAX_NUMNODES)
340                 num_nodes = MAX_NUMNODES;
341         size = (max_addr - *addr - e820_hole_size(*addr, max_addr)) /
342                num_nodes;
343         /*
344          * Calculate the number of big nodes that can be allocated as a result
345          * of consolidating the leftovers.
346          */
347         big = ((size & ~FAKE_NODE_MIN_HASH_MASK) * num_nodes) /
348               FAKE_NODE_MIN_SIZE;
349
350         /* Round down to nearest FAKE_NODE_MIN_SIZE. */
351         size &= FAKE_NODE_MIN_HASH_MASK;
352         if (!size) {
353                 printk(KERN_ERR "Not enough memory for each node.  "
354                        "NUMA emulation disabled.\n");
355                 return -1;
356         }
357
358         for (i = node_start; i < num_nodes + node_start; i++) {
359                 u64 end = *addr + size;
360
361                 if (i < big)
362                         end += FAKE_NODE_MIN_SIZE;
363                 /*
364                  * The final node can have the remaining system RAM.  Other
365                  * nodes receive roughly the same amount of available pages.
366                  */
367                 if (i == num_nodes + node_start - 1)
368                         end = max_addr;
369                 else
370                         while (end - *addr - e820_hole_size(*addr, end) <
371                                size) {
372                                 end += FAKE_NODE_MIN_SIZE;
373                                 if (end > max_addr) {
374                                         end = max_addr;
375                                         break;
376                                 }
377                         }
378                 if (setup_node_range(i, nodes, addr, end - *addr, max_addr) < 0)
379                         break;
380         }
381         return i - node_start + 1;
382 }
383
384 /*
385  * Splits the remaining system RAM into chunks of size.  The remaining memory is
386  * always assigned to a final node and can be asymmetric.  Returns the number of
387  * nodes split.
388  */
389 static int __init split_nodes_by_size(struct bootnode *nodes, u64 *addr,
390                                       u64 max_addr, int node_start, u64 size)
391 {
392         int i = node_start;
393         size = (size << 20) & FAKE_NODE_MIN_HASH_MASK;
394         while (!setup_node_range(i++, nodes, addr, size, max_addr))
395                 ;
396         return i - node_start;
397 }
398
399 /*
400  * Sets up the system RAM area from start_pfn to end_pfn according to the
401  * numa=fake command-line option.
402  */
403 static int __init numa_emulation(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
404 {
405         struct bootnode nodes[MAX_NUMNODES];
406         u64 size, addr = start_pfn << PAGE_SHIFT;
407         u64 max_addr = end_pfn << PAGE_SHIFT;
408         int num_nodes = 0, num = 0, coeff_flag, coeff = -1, i;
409
410         memset(&nodes, 0, sizeof(nodes));
411         /*
412          * If the numa=fake command-line is just a single number N, split the
413          * system RAM into N fake nodes.
414          */
415         if (!strchr(cmdline, '*') && !strchr(cmdline, ',')) {
416                 long n = simple_strtol(cmdline, NULL, 0);
417
418                 num_nodes = split_nodes_equally(nodes, &addr, max_addr, 0, n);
419                 if (num_nodes < 0)
420                         return num_nodes;
421                 goto out;
422         }
423
424         /* Parse the command line. */
425         for (coeff_flag = 0; ; cmdline++) {
426                 if (*cmdline && isdigit(*cmdline)) {
427                         num = num * 10 + *cmdline - '0';
428                         continue;
429                 }
430                 if (*cmdline == '*') {
431                         if (num > 0)
432                                 coeff = num;
433                         coeff_flag = 1;
434                 }
435                 if (!*cmdline || *cmdline == ',') {
436                         if (!coeff_flag)
437                                 coeff = 1;
438                         /*
439                          * Round down to the nearest FAKE_NODE_MIN_SIZE.
440                          * Command-line coefficients are in megabytes.
441                          */
442                         size = ((u64)num << 20) & FAKE_NODE_MIN_HASH_MASK;
443                         if (size)
444                                 for (i = 0; i < coeff; i++, num_nodes++)
445                                         if (setup_node_range(num_nodes, nodes,
446                                                 &addr, size, max_addr) < 0)
447                                                 goto done;
448                         if (!*cmdline)
449                                 break;
450                         coeff_flag = 0;
451                         coeff = -1;
452                 }
453                 num = 0;
454         }
455 done:
456         if (!num_nodes)
457                 return -1;
458         /* Fill remainder of system RAM, if appropriate. */
459         if (addr < max_addr) {
460                 if (coeff_flag && coeff < 0) {
461                         /* Split remaining nodes into num-sized chunks */
462                         num_nodes += split_nodes_by_size(nodes, &addr, max_addr,
463                                                          num_nodes, num);
464                         goto out;
465                 }
466                 switch (*(cmdline - 1)) {
467                 case '*':
468                         /* Split remaining nodes into coeff chunks */
469                         if (coeff <= 0)
470                                 break;
471                         num_nodes += split_nodes_equally(nodes, &addr, max_addr,
472                                                          num_nodes, coeff);
473                         break;
474                 case ',':
475                         /* Do not allocate remaining system RAM */
476                         break;
477                 default:
478                         /* Give one final node */
479                         setup_node_range(num_nodes, nodes, &addr,
480                                          max_addr - addr, max_addr);
481                         num_nodes++;
482                 }
483         }
484 out:
485         memnode_shift = compute_hash_shift(nodes, num_nodes);
486         if (memnode_shift < 0) {
487                 memnode_shift = 0;
488                 printk(KERN_ERR "No NUMA hash function found.  NUMA emulation "
489                        "disabled.\n");
490                 return -1;
491         }
492
493         /*
494          * We need to vacate all active ranges that may have been registered by
495          * SRAT and set acpi_numa to -1 so that srat_disabled() always returns
496          * true.  NUMA emulation has succeeded so we will not scan ACPI nodes.
497          */
498         remove_all_active_ranges();
499 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
500         acpi_numa = -1;
501 #endif
502         for_each_node_mask(i, node_possible_map) {
503                 e820_register_active_regions(i, nodes[i].start >> PAGE_SHIFT,
504                                                 nodes[i].end >> PAGE_SHIFT);
505                 setup_node_bootmem(i, nodes[i].start, nodes[i].end);
506         }
507         acpi_fake_nodes(nodes, num_nodes);
508         numa_init_array();
509         return 0;
510 }
511 #endif /* CONFIG_NUMA_EMU */
512
513 void __init numa_initmem_init(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
514 {
515         int i;
516
517         nodes_clear(node_possible_map);
518
519 #ifdef CONFIG_NUMA_EMU
520         if (cmdline && !numa_emulation(start_pfn, end_pfn))
521                 return;
522         nodes_clear(node_possible_map);
523 #endif
524
525 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
526         if (!numa_off && !acpi_scan_nodes(start_pfn << PAGE_SHIFT,
527                                           end_pfn << PAGE_SHIFT))
528                 return;
529         nodes_clear(node_possible_map);
530 #endif
531
532 #ifdef CONFIG_K8_NUMA
533         if (!numa_off && !k8_scan_nodes(start_pfn<<PAGE_SHIFT,
534                                         end_pfn<<PAGE_SHIFT))
535                 return;
536         nodes_clear(node_possible_map);
537 #endif
538         printk(KERN_INFO "%s\n",
539                numa_off ? "NUMA turned off" : "No NUMA configuration found");
540
541         printk(KERN_INFO "Faking a node at %016lx-%016lx\n",
542                start_pfn << PAGE_SHIFT,
543                end_pfn << PAGE_SHIFT);
544         /* setup dummy node covering all memory */
545         memnode_shift = 63;
546         memnodemap = memnode.embedded_map;
547         memnodemap[0] = 0;
548         nodes_clear(node_online_map);
549         node_set_online(0);
550         node_set(0, node_possible_map);
551         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++)
552                 numa_set_node(i, 0);
553         /* cpumask_of_cpu() may not be available during early startup */
554         memset(&node_to_cpumask_map[0], 0, sizeof(node_to_cpumask_map[0]));
555         cpu_set(0, node_to_cpumask_map[0]);
556         e820_register_active_regions(0, start_pfn, end_pfn);
557         setup_node_bootmem(0, start_pfn << PAGE_SHIFT, end_pfn << PAGE_SHIFT);
558 }
559
560 __cpuinit void numa_add_cpu(int cpu)
561 {
562         set_bit(cpu, (unsigned long *)&node_to_cpumask_map[cpu_to_node(cpu)]);
563 }
564
565 void __cpuinit numa_set_node(int cpu, int node)
566 {
567         u16 *cpu_to_node_map = x86_cpu_to_node_map_early_ptr;
568
569         cpu_pda(cpu)->nodenumber = node;
570
571         if(cpu_to_node_map)
572                 cpu_to_node_map[cpu] = node;
573         else if(per_cpu_offset(cpu))
574                 per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu) = node;
575         else
576                 Dprintk(KERN_INFO "Setting node for non-present cpu %d\n", cpu);
577 }
578
579 unsigned long __init numa_free_all_bootmem(void)
580 {
581         unsigned long pages = 0;
582         int i;
583
584         for_each_online_node(i)
585                 pages += free_all_bootmem_node(NODE_DATA(i));
586
587         return pages;
588 }
589
590 void __init paging_init(void)
591 {
592         unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES];
593         int i;
594
595         memset(max_zone_pfns, 0, sizeof(max_zone_pfns));
596         max_zone_pfns[ZONE_DMA] = MAX_DMA_PFN;
597         max_zone_pfns[ZONE_DMA32] = MAX_DMA32_PFN;
598         max_zone_pfns[ZONE_NORMAL] = end_pfn;
599
600         sparse_memory_present_with_active_regions(MAX_NUMNODES);
601         sparse_init();
602
603         for_each_online_node(i)
604                 flat_setup_node_zones(i);
605
606         free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
607 }
608
609 static __init int numa_setup(char *opt)
610 {
611         if (!opt)
612                 return -EINVAL;
613         if (!strncmp(opt, "off", 3))
614                 numa_off = 1;
615 #ifdef CONFIG_NUMA_EMU
616         if (!strncmp(opt, "fake=", 5))
617                 cmdline = opt + 5;
618 #endif
619 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
620         if (!strncmp(opt, "noacpi", 6))
621                 acpi_numa = -1;
622         if (!strncmp(opt, "hotadd=", 7))
623                 hotadd_percent = simple_strtoul(opt+7, NULL, 10);
624 #endif
625         return 0;
626 }
627 early_param("numa", numa_setup);
628
629 /*
630  * Setup early cpu_to_node.
631  *
632  * Populate cpu_to_node[] only if x86_cpu_to_apicid[],
633  * and apicid_to_node[] tables have valid entries for a CPU.
634  * This means we skip cpu_to_node[] initialisation for NUMA
635  * emulation and faking node case (when running a kernel compiled
636  * for NUMA on a non NUMA box), which is OK as cpu_to_node[]
637  * is already initialized in a round robin manner at numa_init_array,
638  * prior to this call, and this initialization is good enough
639  * for the fake NUMA cases.
640  */
641 void __init init_cpu_to_node(void)
642 {
643         int i;
644
645         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++) {
646                 u16 apicid = x86_cpu_to_apicid_init[i];
647
648                 if (apicid == BAD_APICID)
649                         continue;
650                 if (apicid_to_node[apicid] == NUMA_NO_NODE)
651                         continue;
652                 numa_set_node(i, apicid_to_node[apicid]);
653         }
654 }
655
656