i386: handle an initrd in highmem (version 2)
[linux-2.6] / arch / x86 / mm / discontig_32.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/mm.h>
26 #include <linux/bootmem.h>
27 #include <linux/mmzone.h>
28 #include <linux/highmem.h>
29 #include <linux/initrd.h>
30 #include <linux/nodemask.h>
31 #include <linux/module.h>
32 #include <linux/kexec.h>
33 #include <linux/pfn.h>
34 #include <linux/swap.h>
35
36 #include <asm/e820.h>
37 #include <asm/setup.h>
38 #include <asm/mmzone.h>
39 #include <bios_ebda.h>
40
41 struct pglist_data *node_data[MAX_NUMNODES] __read_mostly;
42 EXPORT_SYMBOL(node_data);
43 static bootmem_data_t node0_bdata;
44
45 /*
46  * numa interface - we expect the numa architecture specific code to have
47  *                  populated the following initialisation.
48  *
49  * 1) node_online_map  - the map of all nodes configured (online) in the system
50  * 2) node_start_pfn   - the starting page frame number for a node
51  * 3) node_end_pfn     - the ending page fram number for a node
52  */
53 unsigned long node_start_pfn[MAX_NUMNODES] __read_mostly;
54 unsigned long node_end_pfn[MAX_NUMNODES] __read_mostly;
55
56
57 #ifdef CONFIG_DISCONTIGMEM
58 /*
59  * 4) physnode_map     - the mapping between a pfn and owning node
60  * physnode_map keeps track of the physical memory layout of a generic
61  * numa node on a 256Mb break (each element of the array will
62  * represent 256Mb of memory and will be marked by the node id.  so,
63  * if the first gig is on node 0, and the second gig is on node 1
64  * physnode_map will contain:
65  *
66  *     physnode_map[0-3] = 0;
67  *     physnode_map[4-7] = 1;
68  *     physnode_map[8- ] = -1;
69  */
70 s8 physnode_map[MAX_ELEMENTS] __read_mostly = { [0 ... (MAX_ELEMENTS - 1)] = -1};
71 EXPORT_SYMBOL(physnode_map);
72
73 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end)
74 {
75         unsigned long pfn;
76
77         printk(KERN_INFO "Node: %d, start_pfn: %ld, end_pfn: %ld\n",
78                         nid, start, end);
79         printk(KERN_DEBUG "  Setting physnode_map array to node %d for pfns:\n", nid);
80         printk(KERN_DEBUG "  ");
81         for (pfn = start; pfn < end; pfn += PAGES_PER_ELEMENT) {
82                 physnode_map[pfn / PAGES_PER_ELEMENT] = nid;
83                 printk("%ld ", pfn);
84         }
85         printk("\n");
86 }
87
88 unsigned long node_memmap_size_bytes(int nid, unsigned long start_pfn,
89                                               unsigned long end_pfn)
90 {
91         unsigned long nr_pages = end_pfn - start_pfn;
92
93         if (!nr_pages)
94                 return 0;
95
96         return (nr_pages + 1) * sizeof(struct page);
97 }
98 #endif
99
100 extern unsigned long find_max_low_pfn(void);
101 extern void add_one_highpage_init(struct page *, int, int);
102 extern unsigned long highend_pfn, highstart_pfn;
103
104 #define LARGE_PAGE_BYTES (PTRS_PER_PTE * PAGE_SIZE)
105
106 static unsigned long node_remap_start_pfn[MAX_NUMNODES];
107 unsigned long node_remap_size[MAX_NUMNODES];
108 static unsigned long node_remap_offset[MAX_NUMNODES];
109 static void *node_remap_start_vaddr[MAX_NUMNODES];
110 void set_pmd_pfn(unsigned long vaddr, unsigned long pfn, pgprot_t flags);
111
112 static void *node_remap_end_vaddr[MAX_NUMNODES];
113 static void *node_remap_alloc_vaddr[MAX_NUMNODES];
114 static unsigned long kva_start_pfn;
115 static unsigned long kva_pages;
116 /*
117  * FLAT - support for basic PC memory model with discontig enabled, essentially
118  *        a single node with all available processors in it with a flat
119  *        memory map.
120  */
121 int __init get_memcfg_numa_flat(void)
122 {
123         printk("NUMA - single node, flat memory mode\n");
124
125         /* Run the memory configuration and find the top of memory. */
126         find_max_pfn();
127         node_start_pfn[0] = 0;
128         node_end_pfn[0] = max_pfn;
129         memory_present(0, 0, max_pfn);
130
131         /* Indicate there is one node available. */
132         nodes_clear(node_online_map);
133         node_set_online(0);
134         return 1;
135 }
136
137 /*
138  * Find the highest page frame number we have available for the node
139  */
140 static void __init find_max_pfn_node(int nid)
141 {
142         if (node_end_pfn[nid] > max_pfn)
143                 node_end_pfn[nid] = max_pfn;
144         /*
145          * if a user has given mem=XXXX, then we need to make sure 
146          * that the node _starts_ before that, too, not just ends
147          */
148         if (node_start_pfn[nid] > max_pfn)
149                 node_start_pfn[nid] = max_pfn;
150         BUG_ON(node_start_pfn[nid] > node_end_pfn[nid]);
151 }
152
153 /* 
154  * Allocate memory for the pg_data_t for this node via a crude pre-bootmem
155  * method.  For node zero take this from the bottom of memory, for
156  * subsequent nodes place them at node_remap_start_vaddr which contains
157  * node local data in physically node local memory.  See setup_memory()
158  * for details.
159  */
160 static void __init allocate_pgdat(int nid)
161 {
162         if (nid && node_has_online_mem(nid))
163                 NODE_DATA(nid) = (pg_data_t *)node_remap_start_vaddr[nid];
164         else {
165                 NODE_DATA(nid) = (pg_data_t *)(pfn_to_kaddr(min_low_pfn));
166                 min_low_pfn += PFN_UP(sizeof(pg_data_t));
167         }
168 }
169
170 void *alloc_remap(int nid, unsigned long size)
171 {
172         void *allocation = node_remap_alloc_vaddr[nid];
173
174         size = ALIGN(size, L1_CACHE_BYTES);
175
176         if (!allocation || (allocation + size) >= node_remap_end_vaddr[nid])
177                 return 0;
178
179         node_remap_alloc_vaddr[nid] += size;
180         memset(allocation, 0, size);
181
182         return allocation;
183 }
184
185 void __init remap_numa_kva(void)
186 {
187         void *vaddr;
188         unsigned long pfn;
189         int node;
190
191         for_each_online_node(node) {
192                 for (pfn=0; pfn < node_remap_size[node]; pfn += PTRS_PER_PTE) {
193                         vaddr = node_remap_start_vaddr[node]+(pfn<<PAGE_SHIFT);
194                         set_pmd_pfn((ulong) vaddr, 
195                                 node_remap_start_pfn[node] + pfn, 
196                                 PAGE_KERNEL_LARGE);
197                 }
198         }
199 }
200
201 static unsigned long calculate_numa_remap_pages(void)
202 {
203         int nid;
204         unsigned long size, reserve_pages = 0;
205         unsigned long pfn;
206
207         for_each_online_node(nid) {
208                 unsigned old_end_pfn = node_end_pfn[nid];
209
210                 /*
211                  * The acpi/srat node info can show hot-add memroy zones
212                  * where memory could be added but not currently present.
213                  */
214                 if (node_start_pfn[nid] > max_pfn)
215                         continue;
216                 if (node_end_pfn[nid] > max_pfn)
217                         node_end_pfn[nid] = max_pfn;
218
219                 /* ensure the remap includes space for the pgdat. */
220                 size = node_remap_size[nid] + sizeof(pg_data_t);
221
222                 /* convert size to large (pmd size) pages, rounding up */
223                 size = (size + LARGE_PAGE_BYTES - 1) / LARGE_PAGE_BYTES;
224                 /* now the roundup is correct, convert to PAGE_SIZE pages */
225                 size = size * PTRS_PER_PTE;
226
227                 /*
228                  * Validate the region we are allocating only contains valid
229                  * pages.
230                  */
231                 for (pfn = node_end_pfn[nid] - size;
232                      pfn < node_end_pfn[nid]; pfn++)
233                         if (!page_is_ram(pfn))
234                                 break;
235
236                 if (pfn != node_end_pfn[nid])
237                         size = 0;
238
239                 printk("Reserving %ld pages of KVA for lmem_map of node %d\n",
240                                 size, nid);
241                 node_remap_size[nid] = size;
242                 node_remap_offset[nid] = reserve_pages;
243                 reserve_pages += size;
244                 printk("Shrinking node %d from %ld pages to %ld pages\n",
245                         nid, node_end_pfn[nid], node_end_pfn[nid] - size);
246
247                 if (node_end_pfn[nid] & (PTRS_PER_PTE-1)) {
248                         /*
249                          * Align node_end_pfn[] and node_remap_start_pfn[] to
250                          * pmd boundary. remap_numa_kva will barf otherwise.
251                          */
252                         printk("Shrinking node %d further by %ld pages for proper alignment\n",
253                                 nid, node_end_pfn[nid] & (PTRS_PER_PTE-1));
254                         size +=  node_end_pfn[nid] & (PTRS_PER_PTE-1);
255                 }
256
257                 node_end_pfn[nid] -= size;
258                 node_remap_start_pfn[nid] = node_end_pfn[nid];
259                 shrink_active_range(nid, old_end_pfn, node_end_pfn[nid]);
260         }
261         printk("Reserving total of %ld pages for numa KVA remap\n",
262                         reserve_pages);
263         return reserve_pages;
264 }
265
266 extern void setup_bootmem_allocator(void);
267 unsigned long __init setup_memory(void)
268 {
269         int nid;
270         unsigned long system_start_pfn, system_max_low_pfn;
271
272         /*
273          * When mapping a NUMA machine we allocate the node_mem_map arrays
274          * from node local memory.  They are then mapped directly into KVA
275          * between zone normal and vmalloc space.  Calculate the size of
276          * this space and use it to adjust the boundary between ZONE_NORMAL
277          * and ZONE_HIGHMEM.
278          */
279         find_max_pfn();
280         get_memcfg_numa();
281
282         kva_pages = calculate_numa_remap_pages();
283
284         /* partially used pages are not usable - thus round upwards */
285         system_start_pfn = min_low_pfn = PFN_UP(init_pg_tables_end);
286
287         kva_start_pfn = find_max_low_pfn() - kva_pages;
288
289 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
290         /* Numa kva area is below the initrd */
291         if (initrd_start)
292                 kva_start_pfn = PFN_DOWN(initrd_start - PAGE_OFFSET)
293                         - kva_pages;
294 #endif
295         kva_start_pfn -= kva_start_pfn & (PTRS_PER_PTE-1);
296
297         system_max_low_pfn = max_low_pfn = find_max_low_pfn();
298         printk("kva_start_pfn ~ %ld find_max_low_pfn() ~ %ld\n",
299                 kva_start_pfn, max_low_pfn);
300         printk("max_pfn = %ld\n", max_pfn);
301 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
302         highstart_pfn = highend_pfn = max_pfn;
303         if (max_pfn > system_max_low_pfn)
304                 highstart_pfn = system_max_low_pfn;
305         printk(KERN_NOTICE "%ldMB HIGHMEM available.\n",
306                pages_to_mb(highend_pfn - highstart_pfn));
307         num_physpages = highend_pfn;
308         high_memory = (void *) __va(highstart_pfn * PAGE_SIZE - 1) + 1;
309 #else
310         num_physpages = system_max_low_pfn;
311         high_memory = (void *) __va(system_max_low_pfn * PAGE_SIZE - 1) + 1;
312 #endif
313         printk(KERN_NOTICE "%ldMB LOWMEM available.\n",
314                         pages_to_mb(system_max_low_pfn));
315         printk("min_low_pfn = %ld, max_low_pfn = %ld, highstart_pfn = %ld\n", 
316                         min_low_pfn, max_low_pfn, highstart_pfn);
317
318         printk("Low memory ends at vaddr %08lx\n",
319                         (ulong) pfn_to_kaddr(max_low_pfn));
320         for_each_online_node(nid) {
321                 node_remap_start_vaddr[nid] = pfn_to_kaddr(
322                                 kva_start_pfn + node_remap_offset[nid]);
323                 /* Init the node remap allocator */
324                 node_remap_end_vaddr[nid] = node_remap_start_vaddr[nid] +
325                         (node_remap_size[nid] * PAGE_SIZE);
326                 node_remap_alloc_vaddr[nid] = node_remap_start_vaddr[nid] +
327                         ALIGN(sizeof(pg_data_t), PAGE_SIZE);
328
329                 allocate_pgdat(nid);
330                 printk ("node %d will remap to vaddr %08lx - %08lx\n", nid,
331                         (ulong) node_remap_start_vaddr[nid],
332                         (ulong) pfn_to_kaddr(highstart_pfn
333                            + node_remap_offset[nid] + node_remap_size[nid]));
334         }
335         printk("High memory starts at vaddr %08lx\n",
336                         (ulong) pfn_to_kaddr(highstart_pfn));
337         for_each_online_node(nid)
338                 find_max_pfn_node(nid);
339
340         memset(NODE_DATA(0), 0, sizeof(struct pglist_data));
341         NODE_DATA(0)->bdata = &node0_bdata;
342         setup_bootmem_allocator();
343         return max_low_pfn;
344 }
345
346 void __init numa_kva_reserve(void)
347 {
348         reserve_bootmem(PFN_PHYS(kva_start_pfn),PFN_PHYS(kva_pages));
349 }
350
351 void __init zone_sizes_init(void)
352 {
353         int nid;
354         unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES];
355         memset(max_zone_pfns, 0, sizeof(max_zone_pfns));
356         max_zone_pfns[ZONE_DMA] =
357                 virt_to_phys((char *)MAX_DMA_ADDRESS) >> PAGE_SHIFT;
358         max_zone_pfns[ZONE_NORMAL] = max_low_pfn;
359 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
360         max_zone_pfns[ZONE_HIGHMEM] = highend_pfn;
361 #endif
362
363         /* If SRAT has not registered memory, register it now */
364         if (find_max_pfn_with_active_regions() == 0) {
365                 for_each_online_node(nid) {
366                         if (node_has_online_mem(nid))
367                                 add_active_range(nid, node_start_pfn[nid],
368                                                         node_end_pfn[nid]);
369                 }
370         }
371
372         free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
373         return;
374 }
375
376 void __init set_highmem_pages_init(int bad_ppro) 
377 {
378 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
379         struct zone *zone;
380         struct page *page;
381
382         for_each_zone(zone) {
383                 unsigned long node_pfn, zone_start_pfn, zone_end_pfn;
384
385                 if (!is_highmem(zone))
386                         continue;
387
388                 zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
389                 zone_end_pfn = zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
390
391                 printk("Initializing %s for node %d (%08lx:%08lx)\n",
392                                 zone->name, zone_to_nid(zone),
393                                 zone_start_pfn, zone_end_pfn);
394
395                 for (node_pfn = zone_start_pfn; node_pfn < zone_end_pfn; node_pfn++) {
396                         if (!pfn_valid(node_pfn))
397                                 continue;
398                         page = pfn_to_page(node_pfn);
399                         add_one_highpage_init(page, node_pfn, bad_ppro);
400                 }
401         }
402         totalram_pages += totalhigh_pages;
403 #endif
404 }
405
406 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
407 static int paddr_to_nid(u64 addr)
408 {
409         int nid;
410         unsigned long pfn = PFN_DOWN(addr);
411
412         for_each_node(nid)
413                 if (node_start_pfn[nid] <= pfn &&
414                     pfn < node_end_pfn[nid])
415                         return nid;
416
417         return -1;
418 }
419
420 /*
421  * This function is used to ask node id BEFORE memmap and mem_section's
422  * initialization (pfn_to_nid() can't be used yet).
423  * If _PXM is not defined on ACPI's DSDT, node id must be found by this.
424  */
425 int memory_add_physaddr_to_nid(u64 addr)
426 {
427         int nid = paddr_to_nid(addr);
428         return (nid >= 0) ? nid : 0;
429 }
430
431 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_add_physaddr_to_nid);
432 #endif