kbuild: full dependency check on asm-offsets.h
[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 <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] __read_mostly;
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] __read_mostly;
53 unsigned long node_end_pfn[MAX_NUMNODES] __read_mostly;
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] __read_mostly = { [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                 /*
247                  * Validate the region we are allocating only contains valid
248                  * pages.
249                  */
250                 for (pfn = node_end_pfn[nid] - size;
251                      pfn < node_end_pfn[nid]; pfn++)
252                         if (!page_is_ram(pfn))
253                                 break;
254
255                 if (pfn != node_end_pfn[nid])
256                         size = 0;
257
258                 printk("Reserving %ld pages of KVA for lmem_map of node %d\n",
259                                 size, nid);
260                 node_remap_size[nid] = size;
261                 node_remap_offset[nid] = reserve_pages;
262                 reserve_pages += size;
263                 printk("Shrinking node %d from %ld pages to %ld pages\n",
264                         nid, node_end_pfn[nid], node_end_pfn[nid] - size);
265
266                 if (node_end_pfn[nid] & (PTRS_PER_PTE-1)) {
267                         /*
268                          * Align node_end_pfn[] and node_remap_start_pfn[] to
269                          * pmd boundary. remap_numa_kva will barf otherwise.
270                          */
271                         printk("Shrinking node %d further by %ld pages for proper alignment\n",
272                                 nid, node_end_pfn[nid] & (PTRS_PER_PTE-1));
273                         size +=  node_end_pfn[nid] & (PTRS_PER_PTE-1);
274                 }
275
276                 node_end_pfn[nid] -= size;
277                 node_remap_start_pfn[nid] = node_end_pfn[nid];
278         }
279         printk("Reserving total of %ld pages for numa KVA remap\n",
280                         reserve_pages);
281         return reserve_pages;
282 }
283
284 extern void setup_bootmem_allocator(void);
285 unsigned long __init setup_memory(void)
286 {
287         int nid;
288         unsigned long system_start_pfn, system_max_low_pfn;
289         unsigned long reserve_pages;
290
291         /*
292          * When mapping a NUMA machine we allocate the node_mem_map arrays
293          * from node local memory.  They are then mapped directly into KVA
294          * between zone normal and vmalloc space.  Calculate the size of
295          * this space and use it to adjust the boundry between ZONE_NORMAL
296          * and ZONE_HIGHMEM.
297          */
298         find_max_pfn();
299         get_memcfg_numa();
300
301         reserve_pages = calculate_numa_remap_pages();
302
303         /* partially used pages are not usable - thus round upwards */
304         system_start_pfn = min_low_pfn = PFN_UP(init_pg_tables_end);
305
306         system_max_low_pfn = max_low_pfn = find_max_low_pfn() - reserve_pages;
307         printk("reserve_pages = %ld find_max_low_pfn() ~ %ld\n",
308                         reserve_pages, max_low_pfn + reserve_pages);
309         printk("max_pfn = %ld\n", max_pfn);
310 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
311         highstart_pfn = highend_pfn = max_pfn;
312         if (max_pfn > system_max_low_pfn)
313                 highstart_pfn = system_max_low_pfn;
314         printk(KERN_NOTICE "%ldMB HIGHMEM available.\n",
315                pages_to_mb(highend_pfn - highstart_pfn));
316 #endif
317         printk(KERN_NOTICE "%ldMB LOWMEM available.\n",
318                         pages_to_mb(system_max_low_pfn));
319         printk("min_low_pfn = %ld, max_low_pfn = %ld, highstart_pfn = %ld\n", 
320                         min_low_pfn, max_low_pfn, highstart_pfn);
321
322         printk("Low memory ends at vaddr %08lx\n",
323                         (ulong) pfn_to_kaddr(max_low_pfn));
324         for_each_online_node(nid) {
325                 node_remap_start_vaddr[nid] = pfn_to_kaddr(
326                                 highstart_pfn + node_remap_offset[nid]);
327                 /* Init the node remap allocator */
328                 node_remap_end_vaddr[nid] = node_remap_start_vaddr[nid] +
329                         (node_remap_size[nid] * PAGE_SIZE);
330                 node_remap_alloc_vaddr[nid] = node_remap_start_vaddr[nid] +
331                         ALIGN(sizeof(pg_data_t), PAGE_SIZE);
332
333                 allocate_pgdat(nid);
334                 printk ("node %d will remap to vaddr %08lx - %08lx\n", nid,
335                         (ulong) node_remap_start_vaddr[nid],
336                         (ulong) pfn_to_kaddr(highstart_pfn
337                            + node_remap_offset[nid] + node_remap_size[nid]));
338         }
339         printk("High memory starts at vaddr %08lx\n",
340                         (ulong) pfn_to_kaddr(highstart_pfn));
341         vmalloc_earlyreserve = reserve_pages * PAGE_SIZE;
342         for_each_online_node(nid)
343                 find_max_pfn_node(nid);
344
345         memset(NODE_DATA(0), 0, sizeof(struct pglist_data));
346         NODE_DATA(0)->bdata = &node0_bdata;
347         setup_bootmem_allocator();
348         return max_low_pfn;
349 }
350
351 void __init zone_sizes_init(void)
352 {
353         int nid;
354
355         /*
356          * Insert nodes into pgdat_list backward so they appear in order.
357          * Clobber node 0's links and NULL out pgdat_list before starting.
358          */
359         pgdat_list = NULL;
360         for (nid = MAX_NUMNODES - 1; nid >= 0; nid--) {
361                 if (!node_online(nid))
362                         continue;
363                 NODE_DATA(nid)->pgdat_next = pgdat_list;
364                 pgdat_list = NODE_DATA(nid);
365         }
366
367         for_each_online_node(nid) {
368                 unsigned long zones_size[MAX_NR_ZONES] = {0, 0, 0};
369                 unsigned long *zholes_size;
370                 unsigned int max_dma;
371
372                 unsigned long low = max_low_pfn;
373                 unsigned long start = node_start_pfn[nid];
374                 unsigned long high = node_end_pfn[nid];
375
376                 max_dma = virt_to_phys((char *)MAX_DMA_ADDRESS) >> PAGE_SHIFT;
377
378                 if (node_has_online_mem(nid)){
379                         if (start > low) {
380 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
381                                 BUG_ON(start > high);
382                                 zones_size[ZONE_HIGHMEM] = high - start;
383 #endif
384                         } else {
385                                 if (low < max_dma)
386                                         zones_size[ZONE_DMA] = low;
387                                 else {
388                                         BUG_ON(max_dma > low);
389                                         BUG_ON(low > high);
390                                         zones_size[ZONE_DMA] = max_dma;
391                                         zones_size[ZONE_NORMAL] = low - max_dma;
392 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
393                                         zones_size[ZONE_HIGHMEM] = high - low;
394 #endif
395                                 }
396                         }
397                 }
398
399                 zholes_size = get_zholes_size(nid);
400
401                 free_area_init_node(nid, NODE_DATA(nid), zones_size, start,
402                                 zholes_size);
403         }
404         return;
405 }
406
407 void __init set_highmem_pages_init(int bad_ppro) 
408 {
409 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
410         struct zone *zone;
411         struct page *page;
412
413         for_each_zone(zone) {
414                 unsigned long node_pfn, zone_start_pfn, zone_end_pfn;
415
416                 if (!is_highmem(zone))
417                         continue;
418
419                 zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
420                 zone_end_pfn = zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
421
422                 printk("Initializing %s for node %d (%08lx:%08lx)\n",
423                                 zone->name, zone->zone_pgdat->node_id,
424                                 zone_start_pfn, zone_end_pfn);
425
426                 for (node_pfn = zone_start_pfn; node_pfn < zone_end_pfn; node_pfn++) {
427                         if (!pfn_valid(node_pfn))
428                                 continue;
429                         page = pfn_to_page(node_pfn);
430                         one_highpage_init(page, node_pfn, bad_ppro);
431                 }
432         }
433         totalram_pages += totalhigh_pages;
434 #endif
435 }