[PATCH] Unify pxm_to_node() and node_to_pxm()
[linux-2.6.git] / 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 #include <asm/topology.h>
34
35 /*
36  * proximity macros and definitions
37  */
38 #define NODE_ARRAY_INDEX(x)     ((x) / 8)       /* 8 bits/char */
39 #define NODE_ARRAY_OFFSET(x)    ((x) % 8)       /* 8 bits/char */
40 #define BMAP_SET(bmap, bit)     ((bmap)[NODE_ARRAY_INDEX(bit)] |= 1 << NODE_ARRAY_OFFSET(bit))
41 #define BMAP_TEST(bmap, bit)    ((bmap)[NODE_ARRAY_INDEX(bit)] & (1 << NODE_ARRAY_OFFSET(bit)))
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 void * boot_ioremap(unsigned long, unsigned long);
62
63 /* Identify CPU proximity domains */
64 static void __init parse_cpu_affinity_structure(char *p)
65 {
66         struct acpi_table_processor_affinity *cpu_affinity = 
67                                 (struct acpi_table_processor_affinity *) p;
68
69         if (!cpu_affinity->flags.enabled)
70                 return;         /* empty entry */
71
72         /* mark this node as "seen" in node bitmap */
73         BMAP_SET(pxm_bitmap, cpu_affinity->proximity_domain);
74
75         printk("CPU 0x%02X in proximity domain 0x%02X\n",
76                 cpu_affinity->apic_id, cpu_affinity->proximity_domain);
77 }
78
79 /*
80  * Identify memory proximity domains and hot-remove capabilities.
81  * Fill node memory chunk list structure.
82  */
83 static void __init parse_memory_affinity_structure (char *sratp)
84 {
85         unsigned long long paddr, size;
86         unsigned long start_pfn, end_pfn; 
87         u8 pxm;
88         struct node_memory_chunk_s *p, *q, *pend;
89         struct acpi_table_memory_affinity *memory_affinity =
90                         (struct acpi_table_memory_affinity *) sratp;
91
92         if (!memory_affinity->flags.enabled)
93                 return;         /* empty entry */
94
95         /* mark this node as "seen" in node bitmap */
96         BMAP_SET(pxm_bitmap, memory_affinity->proximity_domain);
97
98         /* calculate info for memory chunk structure */
99         paddr = memory_affinity->base_addr_hi;
100         paddr = (paddr << 32) | memory_affinity->base_addr_lo;
101         size = memory_affinity->length_hi;
102         size = (size << 32) | memory_affinity->length_lo;
103         
104         start_pfn = paddr >> PAGE_SHIFT;
105         end_pfn = (paddr + size) >> PAGE_SHIFT;
106         
107         pxm = memory_affinity->proximity_domain;
108
109         if (num_memory_chunks >= MAXCHUNKS) {
110                 printk("Too many mem chunks in SRAT. Ignoring %lld MBytes at %llx\n",
111                         size/(1024*1024), paddr);
112                 return;
113         }
114
115         /* Insertion sort based on base address */
116         pend = &node_memory_chunk[num_memory_chunks];
117         for (p = &node_memory_chunk[0]; p < pend; p++) {
118                 if (start_pfn < p->start_pfn)
119                         break;
120         }
121         if (p < pend) {
122                 for (q = pend; q >= p; q--)
123                         *(q + 1) = *q;
124         }
125         p->start_pfn = start_pfn;
126         p->end_pfn = end_pfn;
127         p->pxm = pxm;
128
129         num_memory_chunks++;
130
131         printk("Memory range 0x%lX to 0x%lX (type 0x%X) in proximity domain 0x%02X %s\n",
132                 start_pfn, end_pfn,
133                 memory_affinity->memory_type,
134                 memory_affinity->proximity_domain,
135                 (memory_affinity->flags.hot_pluggable ?
136                  "enabled and removable" : "enabled" ) );
137 }
138
139 #if MAX_NR_ZONES != 4
140 #error "MAX_NR_ZONES != 4, chunk_to_zone requires review"
141 #endif
142 /* Take a chunk of pages from page frame cstart to cend and count the number
143  * of pages in each zone, returned via zones[].
144  */
145 static __init void chunk_to_zones(unsigned long cstart, unsigned long cend, 
146                 unsigned long *zones)
147 {
148         unsigned long max_dma;
149         extern unsigned long max_low_pfn;
150
151         int z;
152         unsigned long rend;
153
154         /* FIXME: MAX_DMA_ADDRESS and max_low_pfn are trying to provide
155          * similarly scoped information and should be handled in a consistant
156          * manner.
157          */
158         max_dma = virt_to_phys((char *)MAX_DMA_ADDRESS) >> PAGE_SHIFT;
159
160         /* Split the hole into the zones in which it falls.  Repeatedly
161          * take the segment in which the remaining hole starts, round it
162          * to the end of that zone.
163          */
164         memset(zones, 0, MAX_NR_ZONES * sizeof(long));
165         while (cstart < cend) {
166                 if (cstart < max_dma) {
167                         z = ZONE_DMA;
168                         rend = (cend < max_dma)? cend : max_dma;
169
170                 } else if (cstart < max_low_pfn) {
171                         z = ZONE_NORMAL;
172                         rend = (cend < max_low_pfn)? cend : max_low_pfn;
173
174                 } else {
175                         z = ZONE_HIGHMEM;
176                         rend = cend;
177                 }
178                 zones[z] += rend - cstart;
179                 cstart = rend;
180         }
181 }
182
183 /*
184  * The SRAT table always lists ascending addresses, so can always
185  * assume that the first "start" address that you see is the real
186  * start of the node, and that the current "end" address is after
187  * the previous one.
188  */
189 static __init void node_read_chunk(int nid, struct node_memory_chunk_s *memory_chunk)
190 {
191         /*
192          * Only add present memory as told by the e820.
193          * There is no guarantee from the SRAT that the memory it
194          * enumerates is present at boot time because it represents
195          * *possible* memory hotplug areas the same as normal RAM.
196          */
197         if (memory_chunk->start_pfn >= max_pfn) {
198                 printk (KERN_INFO "Ignoring SRAT pfns: 0x%08lx -> %08lx\n",
199                         memory_chunk->start_pfn, memory_chunk->end_pfn);
200                 return;
201         }
202         if (memory_chunk->nid != nid)
203                 return;
204
205         if (!node_has_online_mem(nid))
206                 node_start_pfn[nid] = memory_chunk->start_pfn;
207
208         if (node_start_pfn[nid] > memory_chunk->start_pfn)
209                 node_start_pfn[nid] = memory_chunk->start_pfn;
210
211         if (node_end_pfn[nid] < memory_chunk->end_pfn)
212                 node_end_pfn[nid] = memory_chunk->end_pfn;
213 }
214
215 /* Parse the ACPI Static Resource Affinity Table */
216 static int __init acpi20_parse_srat(struct acpi_table_srat *sratp)
217 {
218         u8 *start, *end, *p;
219         int i, j, nid;
220
221         start = (u8 *)(&(sratp->reserved) + 1); /* skip header */
222         p = start;
223         end = (u8 *)sratp + sratp->header.length;
224
225         memset(pxm_bitmap, 0, sizeof(pxm_bitmap));      /* init proximity domain bitmap */
226         memset(node_memory_chunk, 0, sizeof(node_memory_chunk));
227         memset(zholes_size, 0, sizeof(zholes_size));
228
229         num_memory_chunks = 0;
230         while (p < end) {
231                 switch (*p) {
232                 case ACPI_SRAT_PROCESSOR_AFFINITY:
233                         parse_cpu_affinity_structure(p);
234                         break;
235                 case ACPI_SRAT_MEMORY_AFFINITY:
236                         parse_memory_affinity_structure(p);
237                         break;
238                 default:
239                         printk("ACPI 2.0 SRAT: unknown entry skipped: type=0x%02X, len=%d\n", p[0], p[1]);
240                         break;
241                 }
242                 p += p[1];
243                 if (p[1] == 0) {
244                         printk("acpi20_parse_srat: Entry length value is zero;"
245                                 " can't parse any further!\n");
246                         break;
247                 }
248         }
249
250         if (num_memory_chunks == 0) {
251                 printk("could not finy any ACPI SRAT memory areas.\n");
252                 goto out_fail;
253         }
254
255         /* Calculate total number of nodes in system from PXM bitmap and create
256          * a set of sequential node IDs starting at zero.  (ACPI doesn't seem
257          * to specify the range of _PXM values.)
258          */
259         /*
260          * MCD - we no longer HAVE to number nodes sequentially.  PXM domain
261          * numbers could go as high as 256, and MAX_NUMNODES for i386 is typically
262          * 32, so we will continue numbering them in this manner until MAX_NUMNODES
263          * approaches MAX_PXM_DOMAINS for i386.
264          */
265         nodes_clear(node_online_map);
266         for (i = 0; i < MAX_PXM_DOMAINS; i++) {
267                 if (BMAP_TEST(pxm_bitmap, i)) {
268                         int nid = acpi_map_pxm_to_node(i);
269                         node_set_online(nid);
270                 }
271         }
272         BUG_ON(num_online_nodes() == 0);
273
274         /* set cnode id in memory chunk structure */
275         for (i = 0; i < num_memory_chunks; i++)
276                 node_memory_chunk[i].nid = pxm_to_node(node_memory_chunk[i].pxm);
277
278         printk("pxm bitmap: ");
279         for (i = 0; i < sizeof(pxm_bitmap); i++) {
280                 printk("%02X ", pxm_bitmap[i]);
281         }
282         printk("\n");
283         printk("Number of logical nodes in system = %d\n", num_online_nodes());
284         printk("Number of memory chunks in system = %d\n", num_memory_chunks);
285
286         for (j = 0; j < num_memory_chunks; j++){
287                 struct node_memory_chunk_s * chunk = &node_memory_chunk[j];
288                 printk("chunk %d nid %d start_pfn %08lx end_pfn %08lx\n",
289                        j, chunk->nid, chunk->start_pfn, chunk->end_pfn);
290                 node_read_chunk(chunk->nid, chunk);
291         }
292  
293         for_each_online_node(nid) {
294                 unsigned long start = node_start_pfn[nid];
295                 unsigned long end = node_end_pfn[nid];
296
297                 memory_present(nid, start, end);
298                 node_remap_size[nid] = node_memmap_size_bytes(nid, start, end);
299         }
300         return 1;
301 out_fail:
302         return 0;
303 }
304
305 int __init get_memcfg_from_srat(void)
306 {
307         struct acpi_table_header *header = NULL;
308         struct acpi_table_rsdp *rsdp = NULL;
309         struct acpi_table_rsdt *rsdt = NULL;
310         struct acpi_pointer *rsdp_address = NULL;
311         struct acpi_table_rsdt saved_rsdt;
312         int tables = 0;
313         int i = 0;
314
315         if (ACPI_FAILURE(acpi_find_root_pointer(ACPI_PHYSICAL_ADDRESSING,
316                                                 rsdp_address))) {
317                 printk("%s: System description tables not found\n",
318                        __FUNCTION__);
319                 goto out_err;
320         }
321
322         if (rsdp_address->pointer_type == ACPI_PHYSICAL_POINTER) {
323                 printk("%s: assigning address to rsdp\n", __FUNCTION__);
324                 rsdp = (struct acpi_table_rsdp *)
325                                 (u32)rsdp_address->pointer.physical;
326         } else {
327                 printk("%s: rsdp_address is not a physical pointer\n", __FUNCTION__);
328                 goto out_err;
329         }
330         if (!rsdp) {
331                 printk("%s: Didn't find ACPI root!\n", __FUNCTION__);
332                 goto out_err;
333         }
334
335         printk(KERN_INFO "%.8s v%d [%.6s]\n", rsdp->signature, rsdp->revision,
336                 rsdp->oem_id);
337
338         if (strncmp(rsdp->signature, RSDP_SIG,strlen(RSDP_SIG))) {
339                 printk(KERN_WARNING "%s: RSDP table signature incorrect\n", __FUNCTION__);
340                 goto out_err;
341         }
342
343         rsdt = (struct acpi_table_rsdt *)
344             boot_ioremap(rsdp->rsdt_address, sizeof(struct acpi_table_rsdt));
345
346         if (!rsdt) {
347                 printk(KERN_WARNING
348                        "%s: ACPI: Invalid root system description tables (RSDT)\n",
349                        __FUNCTION__);
350                 goto out_err;
351         }
352
353         header = & rsdt->header;
354
355         if (strncmp(header->signature, RSDT_SIG, strlen(RSDT_SIG))) {
356                 printk(KERN_WARNING "ACPI: RSDT signature incorrect\n");
357                 goto out_err;
358         }
359
360         /* 
361          * The number of tables is computed by taking the 
362          * size of all entries (header size minus total 
363          * size of RSDT) divided by the size of each entry
364          * (4-byte table pointers).
365          */
366         tables = (header->length - sizeof(struct acpi_table_header)) / 4;
367
368         if (!tables)
369                 goto out_err;
370
371         memcpy(&saved_rsdt, rsdt, sizeof(saved_rsdt));
372
373         if (saved_rsdt.header.length > sizeof(saved_rsdt)) {
374                 printk(KERN_WARNING "ACPI: Too big length in RSDT: %d\n",
375                        saved_rsdt.header.length);
376                 goto out_err;
377         }
378
379         printk("Begin SRAT table scan....\n");
380
381         for (i = 0; i < tables; i++) {
382                 /* Map in header, then map in full table length. */
383                 header = (struct acpi_table_header *)
384                         boot_ioremap(saved_rsdt.entry[i], sizeof(struct acpi_table_header));
385                 if (!header)
386                         break;
387                 header = (struct acpi_table_header *)
388                         boot_ioremap(saved_rsdt.entry[i], header->length);
389                 if (!header)
390                         break;
391
392                 if (strncmp((char *) &header->signature, "SRAT", 4))
393                         continue;
394
395                 /* we've found the srat table. don't need to look at any more tables */
396                 return acpi20_parse_srat((struct acpi_table_srat *)header);
397         }
398 out_err:
399         printk("failed to get NUMA memory information from SRAT table\n");
400         return 0;
401 }
402
403 /* For each node run the memory list to determine whether there are
404  * any memory holes.  For each hole determine which ZONE they fall
405  * into.
406  *
407  * NOTE#1: this requires knowledge of the zone boundries and so
408  * _cannot_ be performed before those are calculated in setup_memory.
409  * 
410  * NOTE#2: we rely on the fact that the memory chunks are ordered by
411  * start pfn number during setup.
412  */
413 static void __init get_zholes_init(void)
414 {
415         int nid;
416         int c;
417         int first;
418         unsigned long end = 0;
419
420         for_each_online_node(nid) {
421                 first = 1;
422                 for (c = 0; c < num_memory_chunks; c++){
423                         if (node_memory_chunk[c].nid == nid) {
424                                 if (first) {
425                                         end = node_memory_chunk[c].end_pfn;
426                                         first = 0;
427
428                                 } else {
429                                         /* Record any gap between this chunk
430                                          * and the previous chunk on this node
431                                          * against the zones it spans.
432                                          */
433                                         chunk_to_zones(end,
434                                                 node_memory_chunk[c].start_pfn,
435                                                 &zholes_size[nid * MAX_NR_ZONES]);
436                                 }
437                         }
438                 }
439         }
440 }
441
442 unsigned long * __init get_zholes_size(int nid)
443 {
444         if (!zholes_size_init) {
445                 zholes_size_init++;
446                 get_zholes_init();
447         }
448         if (nid >= MAX_NUMNODES || !node_online(nid))
449                 printk("%s: nid = %d is invalid/offline. num_online_nodes = %d",
450                        __FUNCTION__, nid, num_online_nodes());
451         return &zholes_size[nid * MAX_NR_ZONES];
452 }