Linux-2.6.12-rc2
[linux-2.6.git] / 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 <asm/e820.h>
33 #include <asm/setup.h>
34 #include <asm/mmzone.h>
35 #include <bios_ebda.h>
36
37 struct pglist_data *node_data[MAX_NUMNODES];
38 bootmem_data_t node0_bdata;
39
40 /*
41  * numa interface - we expect the numa architecture specfic code to have
42  *                  populated the following initialisation.
43  *
44  * 1) node_online_map  - the map of all nodes configured (online) in the system
45  * 2) physnode_map     - the mapping between a pfn and owning node
46  * 3) node_start_pfn   - the starting page frame number for a node
47  * 3) node_end_pfn     - the ending page fram number for a node
48  */
49
50 /*
51  * physnode_map keeps track of the physical memory layout of a generic
52  * numa node on a 256Mb break (each element of the array will
53  * represent 256Mb of memory and will be marked by the node id.  so,
54  * if the first gig is on node 0, and the second gig is on node 1
55  * physnode_map will contain:
56  *
57  *     physnode_map[0-3] = 0;
58  *     physnode_map[4-7] = 1;
59  *     physnode_map[8- ] = -1;
60  */
61 s8 physnode_map[MAX_ELEMENTS] = { [0 ... (MAX_ELEMENTS - 1)] = -1};
62
63 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end)
64 {
65         unsigned long pfn;
66
67         printk(KERN_INFO "Node: %d, start_pfn: %ld, end_pfn: %ld\n",
68                         nid, start, end);
69         printk(KERN_DEBUG "  Setting physnode_map array to node %d for pfns:\n", nid);
70         printk(KERN_DEBUG "  ");
71         for (pfn = start; pfn < end; pfn += PAGES_PER_ELEMENT) {
72                 physnode_map[pfn / PAGES_PER_ELEMENT] = nid;
73                 printk("%ld ", pfn);
74         }
75         printk("\n");
76 }
77
78 unsigned long node_memmap_size_bytes(int nid, unsigned long start_pfn,
79                                               unsigned long end_pfn)
80 {
81         unsigned long nr_pages = end_pfn - start_pfn;
82
83         if (!nr_pages)
84                 return 0;
85
86         return (nr_pages + 1) * sizeof(struct page);
87 }
88
89 unsigned long node_start_pfn[MAX_NUMNODES];
90 unsigned long node_end_pfn[MAX_NUMNODES];
91
92 extern unsigned long find_max_low_pfn(void);
93 extern void find_max_pfn(void);
94 extern void one_highpage_init(struct page *, int, int);
95
96 extern struct e820map e820;
97 extern unsigned long init_pg_tables_end;
98 extern unsigned long highend_pfn, highstart_pfn;
99 extern unsigned long max_low_pfn;
100 extern unsigned long totalram_pages;
101 extern unsigned long totalhigh_pages;
102
103 #define LARGE_PAGE_BYTES (PTRS_PER_PTE * PAGE_SIZE)
104
105 unsigned long node_remap_start_pfn[MAX_NUMNODES];
106 unsigned long node_remap_size[MAX_NUMNODES];
107 unsigned long node_remap_offset[MAX_NUMNODES];
108 void *node_remap_start_vaddr[MAX_NUMNODES];
109 void set_pmd_pfn(unsigned long vaddr, unsigned long pfn, pgprot_t flags);
110
111 /*
112  * FLAT - support for basic PC memory model with discontig enabled, essentially
113  *        a single node with all available processors in it with a flat
114  *        memory map.
115  */
116 int __init get_memcfg_numa_flat(void)
117 {
118         printk("NUMA - single node, flat memory mode\n");
119
120         /* Run the memory configuration and find the top of memory. */
121         find_max_pfn();
122         node_start_pfn[0] = 0;
123         node_end_pfn[0] = max_pfn;
124         memory_present(0, 0, max_pfn);
125
126         /* Indicate there is one node available. */
127         nodes_clear(node_online_map);
128         node_set_online(0);
129         return 1;
130 }
131
132 /*
133  * Find the highest page frame number we have available for the node
134  */
135 static void __init find_max_pfn_node(int nid)
136 {
137         if (node_end_pfn[nid] > max_pfn)
138                 node_end_pfn[nid] = max_pfn;
139         /*
140          * if a user has given mem=XXXX, then we need to make sure 
141          * that the node _starts_ before that, too, not just ends
142          */
143         if (node_start_pfn[nid] > max_pfn)
144                 node_start_pfn[nid] = max_pfn;
145         if (node_start_pfn[nid] > node_end_pfn[nid])
146                 BUG();
147 }
148
149 /* 
150  * Allocate memory for the pg_data_t for this node via a crude pre-bootmem
151  * method.  For node zero take this from the bottom of memory, for
152  * subsequent nodes place them at node_remap_start_vaddr which contains
153  * node local data in physically node local memory.  See setup_memory()
154  * for details.
155  */
156 static void __init allocate_pgdat(int nid)
157 {
158         if (nid && node_has_online_mem(nid))
159                 NODE_DATA(nid) = (pg_data_t *)node_remap_start_vaddr[nid];
160         else {
161                 NODE_DATA(nid) = (pg_data_t *)(__va(min_low_pfn << PAGE_SHIFT));
162                 min_low_pfn += PFN_UP(sizeof(pg_data_t));
163         }
164 }
165
166 void __init remap_numa_kva(void)
167 {
168         void *vaddr;
169         unsigned long pfn;
170         int node;
171
172         for_each_online_node(node) {
173                 if (node == 0)
174                         continue;
175                 for (pfn=0; pfn < node_remap_size[node]; pfn += PTRS_PER_PTE) {
176                         vaddr = node_remap_start_vaddr[node]+(pfn<<PAGE_SHIFT);
177                         set_pmd_pfn((ulong) vaddr, 
178                                 node_remap_start_pfn[node] + pfn, 
179                                 PAGE_KERNEL_LARGE);
180                 }
181         }
182 }
183
184 static unsigned long calculate_numa_remap_pages(void)
185 {
186         int nid;
187         unsigned long size, reserve_pages = 0;
188
189         for_each_online_node(nid) {
190                 if (nid == 0)
191                         continue;
192                 if (!node_remap_size[nid])
193                         continue;
194
195                 /*
196                  * The acpi/srat node info can show hot-add memroy zones
197                  * where memory could be added but not currently present.
198                  */
199                 if (node_start_pfn[nid] > max_pfn)
200                         continue;
201                 if (node_end_pfn[nid] > max_pfn)
202                         node_end_pfn[nid] = max_pfn;
203
204                 /* ensure the remap includes space for the pgdat. */
205                 size = node_remap_size[nid] + sizeof(pg_data_t);
206
207                 /* convert size to large (pmd size) pages, rounding up */
208                 size = (size + LARGE_PAGE_BYTES - 1) / LARGE_PAGE_BYTES;
209                 /* now the roundup is correct, convert to PAGE_SIZE pages */
210                 size = size * PTRS_PER_PTE;
211                 printk("Reserving %ld pages of KVA for lmem_map of node %d\n",
212                                 size, nid);
213                 node_remap_size[nid] = size;
214                 reserve_pages += size;
215                 node_remap_offset[nid] = reserve_pages;
216                 printk("Shrinking node %d from %ld pages to %ld pages\n",
217                         nid, node_end_pfn[nid], node_end_pfn[nid] - size);
218                 node_end_pfn[nid] -= size;
219                 node_remap_start_pfn[nid] = node_end_pfn[nid];
220         }
221         printk("Reserving total of %ld pages for numa KVA remap\n",
222                         reserve_pages);
223         return reserve_pages;
224 }
225
226 extern void setup_bootmem_allocator(void);
227 unsigned long __init setup_memory(void)
228 {
229         int nid;
230         unsigned long system_start_pfn, system_max_low_pfn;
231         unsigned long reserve_pages;
232
233         /*
234          * When mapping a NUMA machine we allocate the node_mem_map arrays
235          * from node local memory.  They are then mapped directly into KVA
236          * between zone normal and vmalloc space.  Calculate the size of
237          * this space and use it to adjust the boundry between ZONE_NORMAL
238          * and ZONE_HIGHMEM.
239          */
240         find_max_pfn();
241         get_memcfg_numa();
242
243         reserve_pages = calculate_numa_remap_pages();
244
245         /* partially used pages are not usable - thus round upwards */
246         system_start_pfn = min_low_pfn = PFN_UP(init_pg_tables_end);
247
248         system_max_low_pfn = max_low_pfn = find_max_low_pfn() - reserve_pages;
249         printk("reserve_pages = %ld find_max_low_pfn() ~ %ld\n",
250                         reserve_pages, max_low_pfn + reserve_pages);
251         printk("max_pfn = %ld\n", max_pfn);
252 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
253         highstart_pfn = highend_pfn = max_pfn;
254         if (max_pfn > system_max_low_pfn)
255                 highstart_pfn = system_max_low_pfn;
256         printk(KERN_NOTICE "%ldMB HIGHMEM available.\n",
257                pages_to_mb(highend_pfn - highstart_pfn));
258 #endif
259         printk(KERN_NOTICE "%ldMB LOWMEM available.\n",
260                         pages_to_mb(system_max_low_pfn));
261         printk("min_low_pfn = %ld, max_low_pfn = %ld, highstart_pfn = %ld\n", 
262                         min_low_pfn, max_low_pfn, highstart_pfn);
263
264         printk("Low memory ends at vaddr %08lx\n",
265                         (ulong) pfn_to_kaddr(max_low_pfn));
266         for_each_online_node(nid) {
267                 node_remap_start_vaddr[nid] = pfn_to_kaddr(
268                         (highstart_pfn + reserve_pages) - node_remap_offset[nid]);
269                 allocate_pgdat(nid);
270                 printk ("node %d will remap to vaddr %08lx - %08lx\n", nid,
271                         (ulong) node_remap_start_vaddr[nid],
272                         (ulong) pfn_to_kaddr(highstart_pfn + reserve_pages
273                             - node_remap_offset[nid] + node_remap_size[nid]));
274         }
275         printk("High memory starts at vaddr %08lx\n",
276                         (ulong) pfn_to_kaddr(highstart_pfn));
277         vmalloc_earlyreserve = reserve_pages * PAGE_SIZE;
278         for_each_online_node(nid)
279                 find_max_pfn_node(nid);
280
281         memset(NODE_DATA(0), 0, sizeof(struct pglist_data));
282         NODE_DATA(0)->bdata = &node0_bdata;
283         setup_bootmem_allocator();
284         return max_low_pfn;
285 }
286
287 void __init zone_sizes_init(void)
288 {
289         int nid;
290
291         /*
292          * Insert nodes into pgdat_list backward so they appear in order.
293          * Clobber node 0's links and NULL out pgdat_list before starting.
294          */
295         pgdat_list = NULL;
296         for (nid = MAX_NUMNODES - 1; nid >= 0; nid--) {
297                 if (!node_online(nid))
298                         continue;
299                 NODE_DATA(nid)->pgdat_next = pgdat_list;
300                 pgdat_list = NODE_DATA(nid);
301         }
302
303         for_each_online_node(nid) {
304                 unsigned long zones_size[MAX_NR_ZONES] = {0, 0, 0};
305                 unsigned long *zholes_size;
306                 unsigned int max_dma;
307
308                 unsigned long low = max_low_pfn;
309                 unsigned long start = node_start_pfn[nid];
310                 unsigned long high = node_end_pfn[nid];
311
312                 max_dma = virt_to_phys((char *)MAX_DMA_ADDRESS) >> PAGE_SHIFT;
313
314                 if (node_has_online_mem(nid)){
315                         if (start > low) {
316 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
317                                 BUG_ON(start > high);
318                                 zones_size[ZONE_HIGHMEM] = high - start;
319 #endif
320                         } else {
321                                 if (low < max_dma)
322                                         zones_size[ZONE_DMA] = low;
323                                 else {
324                                         BUG_ON(max_dma > low);
325                                         BUG_ON(low > high);
326                                         zones_size[ZONE_DMA] = max_dma;
327                                         zones_size[ZONE_NORMAL] = low - max_dma;
328 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
329                                         zones_size[ZONE_HIGHMEM] = high - low;
330 #endif
331                                 }
332                         }
333                 }
334
335                 zholes_size = get_zholes_size(nid);
336                 /*
337                  * We let the lmem_map for node 0 be allocated from the
338                  * normal bootmem allocator, but other nodes come from the
339                  * remapped KVA area - mbligh
340                  */
341                 if (!nid)
342                         free_area_init_node(nid, NODE_DATA(nid),
343                                         zones_size, start, zholes_size);
344                 else {
345                         unsigned long lmem_map;
346                         lmem_map = (unsigned long)node_remap_start_vaddr[nid];
347                         lmem_map += sizeof(pg_data_t) + PAGE_SIZE - 1;
348                         lmem_map &= PAGE_MASK;
349                         NODE_DATA(nid)->node_mem_map = (struct page *)lmem_map;
350                         free_area_init_node(nid, NODE_DATA(nid), zones_size,
351                                 start, zholes_size);
352                 }
353         }
354         return;
355 }
356
357 void __init set_highmem_pages_init(int bad_ppro) 
358 {
359 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
360         struct zone *zone;
361
362         for_each_zone(zone) {
363                 unsigned long node_pfn, node_high_size, zone_start_pfn;
364                 struct page * zone_mem_map;
365                 
366                 if (!is_highmem(zone))
367                         continue;
368
369                 printk("Initializing %s for node %d\n", zone->name,
370                         zone->zone_pgdat->node_id);
371
372                 node_high_size = zone->spanned_pages;
373                 zone_mem_map = zone->zone_mem_map;
374                 zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
375
376                 for (node_pfn = 0; node_pfn < node_high_size; node_pfn++) {
377                         one_highpage_init((struct page *)(zone_mem_map + node_pfn),
378                                           zone_start_pfn + node_pfn, bad_ppro);
379                 }
380         }
381         totalram_pages += totalhigh_pages;
382 #endif
383 }