Merge branch 'next' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/benh/powerpc
[linux-2.6.git] / arch / powerpc / mm / numa.c
1 /*
2  * pSeries NUMA support
3  *
4  * Copyright (C) 2002 Anton Blanchard <anton@au.ibm.com>, IBM
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or
7  * modify it under the terms of the GNU General Public License
8  * as published by the Free Software Foundation; either version
9  * 2 of the License, or (at your option) any later version.
10  */
11 #include <linux/threads.h>
12 #include <linux/bootmem.h>
13 #include <linux/init.h>
14 #include <linux/mm.h>
15 #include <linux/mmzone.h>
16 #include <linux/module.h>
17 #include <linux/nodemask.h>
18 #include <linux/cpu.h>
19 #include <linux/notifier.h>
20 #include <linux/memblock.h>
21 #include <linux/of.h>
22 #include <linux/pfn.h>
23 #include <asm/sparsemem.h>
24 #include <asm/prom.h>
25 #include <asm/system.h>
26 #include <asm/smp.h>
27
28 static int numa_enabled = 1;
29
30 static char *cmdline __initdata;
31
32 static int numa_debug;
33 #define dbg(args...) if (numa_debug) { printk(KERN_INFO args); }
34
35 int numa_cpu_lookup_table[NR_CPUS];
36 cpumask_var_t node_to_cpumask_map[MAX_NUMNODES];
37 struct pglist_data *node_data[MAX_NUMNODES];
38
39 EXPORT_SYMBOL(numa_cpu_lookup_table);
40 EXPORT_SYMBOL(node_to_cpumask_map);
41 EXPORT_SYMBOL(node_data);
42
43 static int min_common_depth;
44 static int n_mem_addr_cells, n_mem_size_cells;
45 static int form1_affinity;
46
47 #define MAX_DISTANCE_REF_POINTS 4
48 static int distance_ref_points_depth;
49 static const unsigned int *distance_ref_points;
50 static int distance_lookup_table[MAX_NUMNODES][MAX_DISTANCE_REF_POINTS];
51
52 /*
53  * Allocate node_to_cpumask_map based on number of available nodes
54  * Requires node_possible_map to be valid.
55  *
56  * Note: node_to_cpumask() is not valid until after this is done.
57  */
58 static void __init setup_node_to_cpumask_map(void)
59 {
60         unsigned int node, num = 0;
61
62         /* setup nr_node_ids if not done yet */
63         if (nr_node_ids == MAX_NUMNODES) {
64                 for_each_node_mask(node, node_possible_map)
65                         num = node;
66                 nr_node_ids = num + 1;
67         }
68
69         /* allocate the map */
70         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
71                 alloc_bootmem_cpumask_var(&node_to_cpumask_map[node]);
72
73         /* cpumask_of_node() will now work */
74         dbg("Node to cpumask map for %d nodes\n", nr_node_ids);
75 }
76
77 static int __cpuinit fake_numa_create_new_node(unsigned long end_pfn,
78                                                 unsigned int *nid)
79 {
80         unsigned long long mem;
81         char *p = cmdline;
82         static unsigned int fake_nid;
83         static unsigned long long curr_boundary;
84
85         /*
86          * Modify node id, iff we started creating NUMA nodes
87          * We want to continue from where we left of the last time
88          */
89         if (fake_nid)
90                 *nid = fake_nid;
91         /*
92          * In case there are no more arguments to parse, the
93          * node_id should be the same as the last fake node id
94          * (we've handled this above).
95          */
96         if (!p)
97                 return 0;
98
99         mem = memparse(p, &p);
100         if (!mem)
101                 return 0;
102
103         if (mem < curr_boundary)
104                 return 0;
105
106         curr_boundary = mem;
107
108         if ((end_pfn << PAGE_SHIFT) > mem) {
109                 /*
110                  * Skip commas and spaces
111                  */
112                 while (*p == ',' || *p == ' ' || *p == '\t')
113                         p++;
114
115                 cmdline = p;
116                 fake_nid++;
117                 *nid = fake_nid;
118                 dbg("created new fake_node with id %d\n", fake_nid);
119                 return 1;
120         }
121         return 0;
122 }
123
124 /*
125  * get_active_region_work_fn - A helper function for get_node_active_region
126  *      Returns datax set to the start_pfn and end_pfn if they contain
127  *      the initial value of datax->start_pfn between them
128  * @start_pfn: start page(inclusive) of region to check
129  * @end_pfn: end page(exclusive) of region to check
130  * @datax: comes in with ->start_pfn set to value to search for and
131  *      goes out with active range if it contains it
132  * Returns 1 if search value is in range else 0
133  */
134 static int __init get_active_region_work_fn(unsigned long start_pfn,
135                                         unsigned long end_pfn, void *datax)
136 {
137         struct node_active_region *data;
138         data = (struct node_active_region *)datax;
139
140         if (start_pfn <= data->start_pfn && end_pfn > data->start_pfn) {
141                 data->start_pfn = start_pfn;
142                 data->end_pfn = end_pfn;
143                 return 1;
144         }
145         return 0;
146
147 }
148
149 /*
150  * get_node_active_region - Return active region containing start_pfn
151  * Active range returned is empty if none found.
152  * @start_pfn: The page to return the region for.
153  * @node_ar: Returned set to the active region containing start_pfn
154  */
155 static void __init get_node_active_region(unsigned long start_pfn,
156                        struct node_active_region *node_ar)
157 {
158         int nid = early_pfn_to_nid(start_pfn);
159
160         node_ar->nid = nid;
161         node_ar->start_pfn = start_pfn;
162         node_ar->end_pfn = start_pfn;
163         work_with_active_regions(nid, get_active_region_work_fn, node_ar);
164 }
165
166 static void __cpuinit map_cpu_to_node(int cpu, int node)
167 {
168         numa_cpu_lookup_table[cpu] = node;
169
170         dbg("adding cpu %d to node %d\n", cpu, node);
171
172         if (!(cpumask_test_cpu(cpu, node_to_cpumask_map[node])))
173                 cpumask_set_cpu(cpu, node_to_cpumask_map[node]);
174 }
175
176 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
177 static void unmap_cpu_from_node(unsigned long cpu)
178 {
179         int node = numa_cpu_lookup_table[cpu];
180
181         dbg("removing cpu %lu from node %d\n", cpu, node);
182
183         if (cpumask_test_cpu(cpu, node_to_cpumask_map[node])) {
184                 cpumask_set_cpu(cpu, node_to_cpumask_map[node]);
185         } else {
186                 printk(KERN_ERR "WARNING: cpu %lu not found in node %d\n",
187                        cpu, node);
188         }
189 }
190 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
191
192 /* must hold reference to node during call */
193 static const int *of_get_associativity(struct device_node *dev)
194 {
195         return of_get_property(dev, "ibm,associativity", NULL);
196 }
197
198 /*
199  * Returns the property linux,drconf-usable-memory if
200  * it exists (the property exists only in kexec/kdump kernels,
201  * added by kexec-tools)
202  */
203 static const u32 *of_get_usable_memory(struct device_node *memory)
204 {
205         const u32 *prop;
206         u32 len;
207         prop = of_get_property(memory, "linux,drconf-usable-memory", &len);
208         if (!prop || len < sizeof(unsigned int))
209                 return 0;
210         return prop;
211 }
212
213 int __node_distance(int a, int b)
214 {
215         int i;
216         int distance = LOCAL_DISTANCE;
217
218         if (!form1_affinity)
219                 return distance;
220
221         for (i = 0; i < distance_ref_points_depth; i++) {
222                 if (distance_lookup_table[a][i] == distance_lookup_table[b][i])
223                         break;
224
225                 /* Double the distance for each NUMA level */
226                 distance *= 2;
227         }
228
229         return distance;
230 }
231
232 static void initialize_distance_lookup_table(int nid,
233                 const unsigned int *associativity)
234 {
235         int i;
236
237         if (!form1_affinity)
238                 return;
239
240         for (i = 0; i < distance_ref_points_depth; i++) {
241                 distance_lookup_table[nid][i] =
242                         associativity[distance_ref_points[i]];
243         }
244 }
245
246 /* Returns nid in the range [0..MAX_NUMNODES-1], or -1 if no useful numa
247  * info is found.
248  */
249 static int of_node_to_nid_single(struct device_node *device)
250 {
251         int nid = -1;
252         const unsigned int *tmp;
253
254         if (min_common_depth == -1)
255                 goto out;
256
257         tmp = of_get_associativity(device);
258         if (!tmp)
259                 goto out;
260
261         if (tmp[0] >= min_common_depth)
262                 nid = tmp[min_common_depth];
263
264         /* POWER4 LPAR uses 0xffff as invalid node */
265         if (nid == 0xffff || nid >= MAX_NUMNODES)
266                 nid = -1;
267
268         if (nid > 0 && tmp[0] >= distance_ref_points_depth)
269                 initialize_distance_lookup_table(nid, tmp);
270
271 out:
272         return nid;
273 }
274
275 /* Walk the device tree upwards, looking for an associativity id */
276 int of_node_to_nid(struct device_node *device)
277 {
278         struct device_node *tmp;
279         int nid = -1;
280
281         of_node_get(device);
282         while (device) {
283                 nid = of_node_to_nid_single(device);
284                 if (nid != -1)
285                         break;
286
287                 tmp = device;
288                 device = of_get_parent(tmp);
289                 of_node_put(tmp);
290         }
291         of_node_put(device);
292
293         return nid;
294 }
295 EXPORT_SYMBOL_GPL(of_node_to_nid);
296
297 static int __init find_min_common_depth(void)
298 {
299         int depth;
300         struct device_node *rtas_root;
301         struct device_node *chosen;
302         const char *vec5;
303
304         rtas_root = of_find_node_by_path("/rtas");
305
306         if (!rtas_root)
307                 return -1;
308
309         /*
310          * This property is a set of 32-bit integers, each representing
311          * an index into the ibm,associativity nodes.
312          *
313          * With form 0 affinity the first integer is for an SMP configuration
314          * (should be all 0's) and the second is for a normal NUMA
315          * configuration. We have only one level of NUMA.
316          *
317          * With form 1 affinity the first integer is the most significant
318          * NUMA boundary and the following are progressively less significant
319          * boundaries. There can be more than one level of NUMA.
320          */
321         distance_ref_points = of_get_property(rtas_root,
322                                         "ibm,associativity-reference-points",
323                                         &distance_ref_points_depth);
324
325         if (!distance_ref_points) {
326                 dbg("NUMA: ibm,associativity-reference-points not found.\n");
327                 goto err;
328         }
329
330         distance_ref_points_depth /= sizeof(int);
331
332 #define VEC5_AFFINITY_BYTE      5
333 #define VEC5_AFFINITY           0x80
334         chosen = of_find_node_by_path("/chosen");
335         if (chosen) {
336                 vec5 = of_get_property(chosen, "ibm,architecture-vec-5", NULL);
337                 if (vec5 && (vec5[VEC5_AFFINITY_BYTE] & VEC5_AFFINITY)) {
338                         dbg("Using form 1 affinity\n");
339                         form1_affinity = 1;
340                 }
341         }
342
343         if (form1_affinity) {
344                 depth = distance_ref_points[0];
345         } else {
346                 if (distance_ref_points_depth < 2) {
347                         printk(KERN_WARNING "NUMA: "
348                                 "short ibm,associativity-reference-points\n");
349                         goto err;
350                 }
351
352                 depth = distance_ref_points[1];
353         }
354
355         /*
356          * Warn and cap if the hardware supports more than
357          * MAX_DISTANCE_REF_POINTS domains.
358          */
359         if (distance_ref_points_depth > MAX_DISTANCE_REF_POINTS) {
360                 printk(KERN_WARNING "NUMA: distance array capped at "
361                         "%d entries\n", MAX_DISTANCE_REF_POINTS);
362                 distance_ref_points_depth = MAX_DISTANCE_REF_POINTS;
363         }
364
365         of_node_put(rtas_root);
366         return depth;
367
368 err:
369         of_node_put(rtas_root);
370         return -1;
371 }
372
373 static void __init get_n_mem_cells(int *n_addr_cells, int *n_size_cells)
374 {
375         struct device_node *memory = NULL;
376
377         memory = of_find_node_by_type(memory, "memory");
378         if (!memory)
379                 panic("numa.c: No memory nodes found!");
380
381         *n_addr_cells = of_n_addr_cells(memory);
382         *n_size_cells = of_n_size_cells(memory);
383         of_node_put(memory);
384 }
385
386 static unsigned long __devinit read_n_cells(int n, const unsigned int **buf)
387 {
388         unsigned long result = 0;
389
390         while (n--) {
391                 result = (result << 32) | **buf;
392                 (*buf)++;
393         }
394         return result;
395 }
396
397 struct of_drconf_cell {
398         u64     base_addr;
399         u32     drc_index;
400         u32     reserved;
401         u32     aa_index;
402         u32     flags;
403 };
404
405 #define DRCONF_MEM_ASSIGNED     0x00000008
406 #define DRCONF_MEM_AI_INVALID   0x00000040
407 #define DRCONF_MEM_RESERVED     0x00000080
408
409 /*
410  * Read the next memblock list entry from the ibm,dynamic-memory property
411  * and return the information in the provided of_drconf_cell structure.
412  */
413 static void read_drconf_cell(struct of_drconf_cell *drmem, const u32 **cellp)
414 {
415         const u32 *cp;
416
417         drmem->base_addr = read_n_cells(n_mem_addr_cells, cellp);
418
419         cp = *cellp;
420         drmem->drc_index = cp[0];
421         drmem->reserved = cp[1];
422         drmem->aa_index = cp[2];
423         drmem->flags = cp[3];
424
425         *cellp = cp + 4;
426 }
427
428 /*
429  * Retreive and validate the ibm,dynamic-memory property of the device tree.
430  *
431  * The layout of the ibm,dynamic-memory property is a number N of memblock
432  * list entries followed by N memblock list entries.  Each memblock list entry
433  * contains information as layed out in the of_drconf_cell struct above.
434  */
435 static int of_get_drconf_memory(struct device_node *memory, const u32 **dm)
436 {
437         const u32 *prop;
438         u32 len, entries;
439
440         prop = of_get_property(memory, "ibm,dynamic-memory", &len);
441         if (!prop || len < sizeof(unsigned int))
442                 return 0;
443
444         entries = *prop++;
445
446         /* Now that we know the number of entries, revalidate the size
447          * of the property read in to ensure we have everything
448          */
449         if (len < (entries * (n_mem_addr_cells + 4) + 1) * sizeof(unsigned int))
450                 return 0;
451
452         *dm = prop;
453         return entries;
454 }
455
456 /*
457  * Retreive and validate the ibm,lmb-size property for drconf memory
458  * from the device tree.
459  */
460 static u64 of_get_lmb_size(struct device_node *memory)
461 {
462         const u32 *prop;
463         u32 len;
464
465         prop = of_get_property(memory, "ibm,lmb-size", &len);
466         if (!prop || len < sizeof(unsigned int))
467                 return 0;
468
469         return read_n_cells(n_mem_size_cells, &prop);
470 }
471
472 struct assoc_arrays {
473         u32     n_arrays;
474         u32     array_sz;
475         const u32 *arrays;
476 };
477
478 /*
479  * Retreive and validate the list of associativity arrays for drconf
480  * memory from the ibm,associativity-lookup-arrays property of the
481  * device tree..
482  *
483  * The layout of the ibm,associativity-lookup-arrays property is a number N
484  * indicating the number of associativity arrays, followed by a number M
485  * indicating the size of each associativity array, followed by a list
486  * of N associativity arrays.
487  */
488 static int of_get_assoc_arrays(struct device_node *memory,
489                                struct assoc_arrays *aa)
490 {
491         const u32 *prop;
492         u32 len;
493
494         prop = of_get_property(memory, "ibm,associativity-lookup-arrays", &len);
495         if (!prop || len < 2 * sizeof(unsigned int))
496                 return -1;
497
498         aa->n_arrays = *prop++;
499         aa->array_sz = *prop++;
500
501         /* Now that we know the number of arrrays and size of each array,
502          * revalidate the size of the property read in.
503          */
504         if (len < (aa->n_arrays * aa->array_sz + 2) * sizeof(unsigned int))
505                 return -1;
506
507         aa->arrays = prop;
508         return 0;
509 }
510
511 /*
512  * This is like of_node_to_nid_single() for memory represented in the
513  * ibm,dynamic-reconfiguration-memory node.
514  */
515 static int of_drconf_to_nid_single(struct of_drconf_cell *drmem,
516                                    struct assoc_arrays *aa)
517 {
518         int default_nid = 0;
519         int nid = default_nid;
520         int index;
521
522         if (min_common_depth > 0 && min_common_depth <= aa->array_sz &&
523             !(drmem->flags & DRCONF_MEM_AI_INVALID) &&
524             drmem->aa_index < aa->n_arrays) {
525                 index = drmem->aa_index * aa->array_sz + min_common_depth - 1;
526                 nid = aa->arrays[index];
527
528                 if (nid == 0xffff || nid >= MAX_NUMNODES)
529                         nid = default_nid;
530         }
531
532         return nid;
533 }
534
535 /*
536  * Figure out to which domain a cpu belongs and stick it there.
537  * Return the id of the domain used.
538  */
539 static int __cpuinit numa_setup_cpu(unsigned long lcpu)
540 {
541         int nid = 0;
542         struct device_node *cpu = of_get_cpu_node(lcpu, NULL);
543
544         if (!cpu) {
545                 WARN_ON(1);
546                 goto out;
547         }
548
549         nid = of_node_to_nid_single(cpu);
550
551         if (nid < 0 || !node_online(nid))
552                 nid = first_online_node;
553 out:
554         map_cpu_to_node(lcpu, nid);
555
556         of_node_put(cpu);
557
558         return nid;
559 }
560
561 static int __cpuinit cpu_numa_callback(struct notifier_block *nfb,
562                              unsigned long action,
563                              void *hcpu)
564 {
565         unsigned long lcpu = (unsigned long)hcpu;
566         int ret = NOTIFY_DONE;
567
568         switch (action) {
569         case CPU_UP_PREPARE:
570         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
571                 numa_setup_cpu(lcpu);
572                 ret = NOTIFY_OK;
573                 break;
574 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
575         case CPU_DEAD:
576         case CPU_DEAD_FROZEN:
577         case CPU_UP_CANCELED:
578         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
579                 unmap_cpu_from_node(lcpu);
580                 break;
581                 ret = NOTIFY_OK;
582 #endif
583         }
584         return ret;
585 }
586
587 /*
588  * Check and possibly modify a memory region to enforce the memory limit.
589  *
590  * Returns the size the region should have to enforce the memory limit.
591  * This will either be the original value of size, a truncated value,
592  * or zero. If the returned value of size is 0 the region should be
593  * discarded as it lies wholy above the memory limit.
594  */
595 static unsigned long __init numa_enforce_memory_limit(unsigned long start,
596                                                       unsigned long size)
597 {
598         /*
599          * We use memblock_end_of_DRAM() in here instead of memory_limit because
600          * we've already adjusted it for the limit and it takes care of
601          * having memory holes below the limit.  Also, in the case of
602          * iommu_is_off, memory_limit is not set but is implicitly enforced.
603          */
604
605         if (start + size <= memblock_end_of_DRAM())
606                 return size;
607
608         if (start >= memblock_end_of_DRAM())
609                 return 0;
610
611         return memblock_end_of_DRAM() - start;
612 }
613
614 /*
615  * Reads the counter for a given entry in
616  * linux,drconf-usable-memory property
617  */
618 static inline int __init read_usm_ranges(const u32 **usm)
619 {
620         /*
621          * For each lmb in ibm,dynamic-memory a corresponding
622          * entry in linux,drconf-usable-memory property contains
623          * a counter followed by that many (base, size) duple.
624          * read the counter from linux,drconf-usable-memory
625          */
626         return read_n_cells(n_mem_size_cells, usm);
627 }
628
629 /*
630  * Extract NUMA information from the ibm,dynamic-reconfiguration-memory
631  * node.  This assumes n_mem_{addr,size}_cells have been set.
632  */
633 static void __init parse_drconf_memory(struct device_node *memory)
634 {
635         const u32 *dm, *usm;
636         unsigned int n, rc, ranges, is_kexec_kdump = 0;
637         unsigned long lmb_size, base, size, sz;
638         int nid;
639         struct assoc_arrays aa;
640
641         n = of_get_drconf_memory(memory, &dm);
642         if (!n)
643                 return;
644
645         lmb_size = of_get_lmb_size(memory);
646         if (!lmb_size)
647                 return;
648
649         rc = of_get_assoc_arrays(memory, &aa);
650         if (rc)
651                 return;
652
653         /* check if this is a kexec/kdump kernel */
654         usm = of_get_usable_memory(memory);
655         if (usm != NULL)
656                 is_kexec_kdump = 1;
657
658         for (; n != 0; --n) {
659                 struct of_drconf_cell drmem;
660
661                 read_drconf_cell(&drmem, &dm);
662
663                 /* skip this block if the reserved bit is set in flags (0x80)
664                    or if the block is not assigned to this partition (0x8) */
665                 if ((drmem.flags & DRCONF_MEM_RESERVED)
666                     || !(drmem.flags & DRCONF_MEM_ASSIGNED))
667                         continue;
668
669                 base = drmem.base_addr;
670                 size = lmb_size;
671                 ranges = 1;
672
673                 if (is_kexec_kdump) {
674                         ranges = read_usm_ranges(&usm);
675                         if (!ranges) /* there are no (base, size) duple */
676                                 continue;
677                 }
678                 do {
679                         if (is_kexec_kdump) {
680                                 base = read_n_cells(n_mem_addr_cells, &usm);
681                                 size = read_n_cells(n_mem_size_cells, &usm);
682                         }
683                         nid = of_drconf_to_nid_single(&drmem, &aa);
684                         fake_numa_create_new_node(
685                                 ((base + size) >> PAGE_SHIFT),
686                                            &nid);
687                         node_set_online(nid);
688                         sz = numa_enforce_memory_limit(base, size);
689                         if (sz)
690                                 add_active_range(nid, base >> PAGE_SHIFT,
691                                                  (base >> PAGE_SHIFT)
692                                                  + (sz >> PAGE_SHIFT));
693                 } while (--ranges);
694         }
695 }
696
697 static int __init parse_numa_properties(void)
698 {
699         struct device_node *cpu = NULL;
700         struct device_node *memory = NULL;
701         int default_nid = 0;
702         unsigned long i;
703
704         if (numa_enabled == 0) {
705                 printk(KERN_WARNING "NUMA disabled by user\n");
706                 return -1;
707         }
708
709         min_common_depth = find_min_common_depth();
710
711         if (min_common_depth < 0)
712                 return min_common_depth;
713
714         dbg("NUMA associativity depth for CPU/Memory: %d\n", min_common_depth);
715
716         /*
717          * Even though we connect cpus to numa domains later in SMP
718          * init, we need to know the node ids now. This is because
719          * each node to be onlined must have NODE_DATA etc backing it.
720          */
721         for_each_present_cpu(i) {
722                 int nid;
723
724                 cpu = of_get_cpu_node(i, NULL);
725                 BUG_ON(!cpu);
726                 nid = of_node_to_nid_single(cpu);
727                 of_node_put(cpu);
728
729                 /*
730                  * Don't fall back to default_nid yet -- we will plug
731                  * cpus into nodes once the memory scan has discovered
732                  * the topology.
733                  */
734                 if (nid < 0)
735                         continue;
736                 node_set_online(nid);
737         }
738
739         get_n_mem_cells(&n_mem_addr_cells, &n_mem_size_cells);
740         memory = NULL;
741         while ((memory = of_find_node_by_type(memory, "memory")) != NULL) {
742                 unsigned long start;
743                 unsigned long size;
744                 int nid;
745                 int ranges;
746                 const unsigned int *memcell_buf;
747                 unsigned int len;
748
749                 memcell_buf = of_get_property(memory,
750                         "linux,usable-memory", &len);
751                 if (!memcell_buf || len <= 0)
752                         memcell_buf = of_get_property(memory, "reg", &len);
753                 if (!memcell_buf || len <= 0)
754                         continue;
755
756                 /* ranges in cell */
757                 ranges = (len >> 2) / (n_mem_addr_cells + n_mem_size_cells);
758 new_range:
759                 /* these are order-sensitive, and modify the buffer pointer */
760                 start = read_n_cells(n_mem_addr_cells, &memcell_buf);
761                 size = read_n_cells(n_mem_size_cells, &memcell_buf);
762
763                 /*
764                  * Assumption: either all memory nodes or none will
765                  * have associativity properties.  If none, then
766                  * everything goes to default_nid.
767                  */
768                 nid = of_node_to_nid_single(memory);
769                 if (nid < 0)
770                         nid = default_nid;
771
772                 fake_numa_create_new_node(((start + size) >> PAGE_SHIFT), &nid);
773                 node_set_online(nid);
774
775                 if (!(size = numa_enforce_memory_limit(start, size))) {
776                         if (--ranges)
777                                 goto new_range;
778                         else
779                                 continue;
780                 }
781
782                 add_active_range(nid, start >> PAGE_SHIFT,
783                                 (start >> PAGE_SHIFT) + (size >> PAGE_SHIFT));
784
785                 if (--ranges)
786                         goto new_range;
787         }
788
789         /*
790          * Now do the same thing for each MEMBLOCK listed in the ibm,dynamic-memory
791          * property in the ibm,dynamic-reconfiguration-memory node.
792          */
793         memory = of_find_node_by_path("/ibm,dynamic-reconfiguration-memory");
794         if (memory)
795                 parse_drconf_memory(memory);
796
797         return 0;
798 }
799
800 static void __init setup_nonnuma(void)
801 {
802         unsigned long top_of_ram = memblock_end_of_DRAM();
803         unsigned long total_ram = memblock_phys_mem_size();
804         unsigned long start_pfn, end_pfn;
805         unsigned int i, nid = 0;
806
807         printk(KERN_DEBUG "Top of RAM: 0x%lx, Total RAM: 0x%lx\n",
808                top_of_ram, total_ram);
809         printk(KERN_DEBUG "Memory hole size: %ldMB\n",
810                (top_of_ram - total_ram) >> 20);
811
812         for (i = 0; i < memblock.memory.cnt; ++i) {
813                 start_pfn = memblock.memory.region[i].base >> PAGE_SHIFT;
814                 end_pfn = start_pfn + memblock_size_pages(&memblock.memory, i);
815
816                 fake_numa_create_new_node(end_pfn, &nid);
817                 add_active_range(nid, start_pfn, end_pfn);
818                 node_set_online(nid);
819         }
820 }
821
822 void __init dump_numa_cpu_topology(void)
823 {
824         unsigned int node;
825         unsigned int cpu, count;
826
827         if (min_common_depth == -1 || !numa_enabled)
828                 return;
829
830         for_each_online_node(node) {
831                 printk(KERN_DEBUG "Node %d CPUs:", node);
832
833                 count = 0;
834                 /*
835                  * If we used a CPU iterator here we would miss printing
836                  * the holes in the cpumap.
837                  */
838                 for (cpu = 0; cpu < nr_cpu_ids; cpu++) {
839                         if (cpumask_test_cpu(cpu,
840                                         node_to_cpumask_map[node])) {
841                                 if (count == 0)
842                                         printk(" %u", cpu);
843                                 ++count;
844                         } else {
845                                 if (count > 1)
846                                         printk("-%u", cpu - 1);
847                                 count = 0;
848                         }
849                 }
850
851                 if (count > 1)
852                         printk("-%u", nr_cpu_ids - 1);
853                 printk("\n");
854         }
855 }
856
857 static void __init dump_numa_memory_topology(void)
858 {
859         unsigned int node;
860         unsigned int count;
861
862         if (min_common_depth == -1 || !numa_enabled)
863                 return;
864
865         for_each_online_node(node) {
866                 unsigned long i;
867
868                 printk(KERN_DEBUG "Node %d Memory:", node);
869
870                 count = 0;
871
872                 for (i = 0; i < memblock_end_of_DRAM();
873                      i += (1 << SECTION_SIZE_BITS)) {
874                         if (early_pfn_to_nid(i >> PAGE_SHIFT) == node) {
875                                 if (count == 0)
876                                         printk(" 0x%lx", i);
877                                 ++count;
878                         } else {
879                                 if (count > 0)
880                                         printk("-0x%lx", i);
881                                 count = 0;
882                         }
883                 }
884
885                 if (count > 0)
886                         printk("-0x%lx", i);
887                 printk("\n");
888         }
889 }
890
891 /*
892  * Allocate some memory, satisfying the memblock or bootmem allocator where
893  * required. nid is the preferred node and end is the physical address of
894  * the highest address in the node.
895  *
896  * Returns the virtual address of the memory.
897  */
898 static void __init *careful_zallocation(int nid, unsigned long size,
899                                        unsigned long align,
900                                        unsigned long end_pfn)
901 {
902         void *ret;
903         int new_nid;
904         unsigned long ret_paddr;
905
906         ret_paddr = __memblock_alloc_base(size, align, end_pfn << PAGE_SHIFT);
907
908         /* retry over all memory */
909         if (!ret_paddr)
910                 ret_paddr = __memblock_alloc_base(size, align, memblock_end_of_DRAM());
911
912         if (!ret_paddr)
913                 panic("numa.c: cannot allocate %lu bytes for node %d",
914                       size, nid);
915
916         ret = __va(ret_paddr);
917
918         /*
919          * We initialize the nodes in numeric order: 0, 1, 2...
920          * and hand over control from the MEMBLOCK allocator to the
921          * bootmem allocator.  If this function is called for
922          * node 5, then we know that all nodes <5 are using the
923          * bootmem allocator instead of the MEMBLOCK allocator.
924          *
925          * So, check the nid from which this allocation came
926          * and double check to see if we need to use bootmem
927          * instead of the MEMBLOCK.  We don't free the MEMBLOCK memory
928          * since it would be useless.
929          */
930         new_nid = early_pfn_to_nid(ret_paddr >> PAGE_SHIFT);
931         if (new_nid < nid) {
932                 ret = __alloc_bootmem_node(NODE_DATA(new_nid),
933                                 size, align, 0);
934
935                 dbg("alloc_bootmem %p %lx\n", ret, size);
936         }
937
938         memset(ret, 0, size);
939         return ret;
940 }
941
942 static struct notifier_block __cpuinitdata ppc64_numa_nb = {
943         .notifier_call = cpu_numa_callback,
944         .priority = 1 /* Must run before sched domains notifier. */
945 };
946
947 static void mark_reserved_regions_for_nid(int nid)
948 {
949         struct pglist_data *node = NODE_DATA(nid);
950         int i;
951
952         for (i = 0; i < memblock.reserved.cnt; i++) {
953                 unsigned long physbase = memblock.reserved.region[i].base;
954                 unsigned long size = memblock.reserved.region[i].size;
955                 unsigned long start_pfn = physbase >> PAGE_SHIFT;
956                 unsigned long end_pfn = PFN_UP(physbase + size);
957                 struct node_active_region node_ar;
958                 unsigned long node_end_pfn = node->node_start_pfn +
959                                              node->node_spanned_pages;
960
961                 /*
962                  * Check to make sure that this memblock.reserved area is
963                  * within the bounds of the node that we care about.
964                  * Checking the nid of the start and end points is not
965                  * sufficient because the reserved area could span the
966                  * entire node.
967                  */
968                 if (end_pfn <= node->node_start_pfn ||
969                     start_pfn >= node_end_pfn)
970                         continue;
971
972                 get_node_active_region(start_pfn, &node_ar);
973                 while (start_pfn < end_pfn &&
974                         node_ar.start_pfn < node_ar.end_pfn) {
975                         unsigned long reserve_size = size;
976                         /*
977                          * if reserved region extends past active region
978                          * then trim size to active region
979                          */
980                         if (end_pfn > node_ar.end_pfn)
981                                 reserve_size = (node_ar.end_pfn << PAGE_SHIFT)
982                                         - physbase;
983                         /*
984                          * Only worry about *this* node, others may not
985                          * yet have valid NODE_DATA().
986                          */
987                         if (node_ar.nid == nid) {
988                                 dbg("reserve_bootmem %lx %lx nid=%d\n",
989                                         physbase, reserve_size, node_ar.nid);
990                                 reserve_bootmem_node(NODE_DATA(node_ar.nid),
991                                                 physbase, reserve_size,
992                                                 BOOTMEM_DEFAULT);
993                         }
994                         /*
995                          * if reserved region is contained in the active region
996                          * then done.
997                          */
998                         if (end_pfn <= node_ar.end_pfn)
999                                 break;
1000
1001                         /*
1002                          * reserved region extends past the active region
1003                          *   get next active region that contains this
1004                          *   reserved region
1005                          */
1006                         start_pfn = node_ar.end_pfn;
1007                         physbase = start_pfn << PAGE_SHIFT;
1008                         size = size - reserve_size;
1009                         get_node_active_region(start_pfn, &node_ar);
1010                 }
1011         }
1012 }
1013
1014
1015 void __init do_init_bootmem(void)
1016 {
1017         int nid;
1018
1019         min_low_pfn = 0;
1020         max_low_pfn = memblock_end_of_DRAM() >> PAGE_SHIFT;
1021         max_pfn = max_low_pfn;
1022
1023         if (parse_numa_properties())
1024                 setup_nonnuma();
1025         else
1026                 dump_numa_memory_topology();
1027
1028         for_each_online_node(nid) {
1029                 unsigned long start_pfn, end_pfn;
1030                 void *bootmem_vaddr;
1031                 unsigned long bootmap_pages;
1032
1033                 get_pfn_range_for_nid(nid, &start_pfn, &end_pfn);
1034
1035                 /*
1036                  * Allocate the node structure node local if possible
1037                  *
1038                  * Be careful moving this around, as it relies on all
1039                  * previous nodes' bootmem to be initialized and have
1040                  * all reserved areas marked.
1041                  */
1042                 NODE_DATA(nid) = careful_zallocation(nid,
1043                                         sizeof(struct pglist_data),
1044                                         SMP_CACHE_BYTES, end_pfn);
1045
1046                 dbg("node %d\n", nid);
1047                 dbg("NODE_DATA() = %p\n", NODE_DATA(nid));
1048
1049                 NODE_DATA(nid)->bdata = &bootmem_node_data[nid];
1050                 NODE_DATA(nid)->node_start_pfn = start_pfn;
1051                 NODE_DATA(nid)->node_spanned_pages = end_pfn - start_pfn;
1052
1053                 if (NODE_DATA(nid)->node_spanned_pages == 0)
1054                         continue;
1055
1056                 dbg("start_paddr = %lx\n", start_pfn << PAGE_SHIFT);
1057                 dbg("end_paddr = %lx\n", end_pfn << PAGE_SHIFT);
1058
1059                 bootmap_pages = bootmem_bootmap_pages(end_pfn - start_pfn);
1060                 bootmem_vaddr = careful_zallocation(nid,
1061                                         bootmap_pages << PAGE_SHIFT,
1062                                         PAGE_SIZE, end_pfn);
1063
1064                 dbg("bootmap_vaddr = %p\n", bootmem_vaddr);
1065
1066                 init_bootmem_node(NODE_DATA(nid),
1067                                   __pa(bootmem_vaddr) >> PAGE_SHIFT,
1068                                   start_pfn, end_pfn);
1069
1070                 free_bootmem_with_active_regions(nid, end_pfn);
1071                 /*
1072                  * Be very careful about moving this around.  Future
1073                  * calls to careful_zallocation() depend on this getting
1074                  * done correctly.
1075                  */
1076                 mark_reserved_regions_for_nid(nid);
1077                 sparse_memory_present_with_active_regions(nid);
1078         }
1079
1080         init_bootmem_done = 1;
1081
1082         /*
1083          * Now bootmem is initialised we can create the node to cpumask
1084          * lookup tables and setup the cpu callback to populate them.
1085          */
1086         setup_node_to_cpumask_map();
1087
1088         register_cpu_notifier(&ppc64_numa_nb);
1089         cpu_numa_callback(&ppc64_numa_nb, CPU_UP_PREPARE,
1090                           (void *)(unsigned long)boot_cpuid);
1091 }
1092
1093 void __init paging_init(void)
1094 {
1095         unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES];
1096         memset(max_zone_pfns, 0, sizeof(max_zone_pfns));
1097         max_zone_pfns[ZONE_DMA] = memblock_end_of_DRAM() >> PAGE_SHIFT;
1098         free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
1099 }
1100
1101 static int __init early_numa(char *p)
1102 {
1103         if (!p)
1104                 return 0;
1105
1106         if (strstr(p, "off"))
1107                 numa_enabled = 0;
1108
1109         if (strstr(p, "debug"))
1110                 numa_debug = 1;
1111
1112         p = strstr(p, "fake=");
1113         if (p)
1114                 cmdline = p + strlen("fake=");
1115
1116         return 0;
1117 }
1118 early_param("numa", early_numa);
1119
1120 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1121 /*
1122  * Find the node associated with a hot added memory section for
1123  * memory represented in the device tree by the property
1124  * ibm,dynamic-reconfiguration-memory/ibm,dynamic-memory.
1125  */
1126 static int hot_add_drconf_scn_to_nid(struct device_node *memory,
1127                                      unsigned long scn_addr)
1128 {
1129         const u32 *dm;
1130         unsigned int drconf_cell_cnt, rc;
1131         unsigned long lmb_size;
1132         struct assoc_arrays aa;
1133         int nid = -1;
1134
1135         drconf_cell_cnt = of_get_drconf_memory(memory, &dm);
1136         if (!drconf_cell_cnt)
1137                 return -1;
1138
1139         lmb_size = of_get_lmb_size(memory);
1140         if (!lmb_size)
1141                 return -1;
1142
1143         rc = of_get_assoc_arrays(memory, &aa);
1144         if (rc)
1145                 return -1;
1146
1147         for (; drconf_cell_cnt != 0; --drconf_cell_cnt) {
1148                 struct of_drconf_cell drmem;
1149
1150                 read_drconf_cell(&drmem, &dm);
1151
1152                 /* skip this block if it is reserved or not assigned to
1153                  * this partition */
1154                 if ((drmem.flags & DRCONF_MEM_RESERVED)
1155                     || !(drmem.flags & DRCONF_MEM_ASSIGNED))
1156                         continue;
1157
1158                 if ((scn_addr < drmem.base_addr)
1159                     || (scn_addr >= (drmem.base_addr + lmb_size)))
1160                         continue;
1161
1162                 nid = of_drconf_to_nid_single(&drmem, &aa);
1163                 break;
1164         }
1165
1166         return nid;
1167 }
1168
1169 /*
1170  * Find the node associated with a hot added memory section for memory
1171  * represented in the device tree as a node (i.e. memory@XXXX) for
1172  * each memblock.
1173  */
1174 int hot_add_node_scn_to_nid(unsigned long scn_addr)
1175 {
1176         struct device_node *memory = NULL;
1177         int nid = -1;
1178
1179         while ((memory = of_find_node_by_type(memory, "memory")) != NULL) {
1180                 unsigned long start, size;
1181                 int ranges;
1182                 const unsigned int *memcell_buf;
1183                 unsigned int len;
1184
1185                 memcell_buf = of_get_property(memory, "reg", &len);
1186                 if (!memcell_buf || len <= 0)
1187                         continue;
1188
1189                 /* ranges in cell */
1190                 ranges = (len >> 2) / (n_mem_addr_cells + n_mem_size_cells);
1191
1192                 while (ranges--) {
1193                         start = read_n_cells(n_mem_addr_cells, &memcell_buf);
1194                         size = read_n_cells(n_mem_size_cells, &memcell_buf);
1195
1196                         if ((scn_addr < start) || (scn_addr >= (start + size)))
1197                                 continue;
1198
1199                         nid = of_node_to_nid_single(memory);
1200                         break;
1201                 }
1202
1203                 of_node_put(memory);
1204                 if (nid >= 0)
1205                         break;
1206         }
1207
1208         return nid;
1209 }
1210
1211 /*
1212  * Find the node associated with a hot added memory section.  Section
1213  * corresponds to a SPARSEMEM section, not an MEMBLOCK.  It is assumed that
1214  * sections are fully contained within a single MEMBLOCK.
1215  */
1216 int hot_add_scn_to_nid(unsigned long scn_addr)
1217 {
1218         struct device_node *memory = NULL;
1219         int nid, found = 0;
1220
1221         if (!numa_enabled || (min_common_depth < 0))
1222                 return first_online_node;
1223
1224         memory = of_find_node_by_path("/ibm,dynamic-reconfiguration-memory");
1225         if (memory) {
1226                 nid = hot_add_drconf_scn_to_nid(memory, scn_addr);
1227                 of_node_put(memory);
1228         } else {
1229                 nid = hot_add_node_scn_to_nid(scn_addr);
1230         }
1231
1232         if (nid < 0 || !node_online(nid))
1233                 nid = first_online_node;
1234
1235         if (NODE_DATA(nid)->node_spanned_pages)
1236                 return nid;
1237
1238         for_each_online_node(nid) {
1239                 if (NODE_DATA(nid)->node_spanned_pages) {
1240                         found = 1;
1241                         break;
1242                 }
1243         }
1244
1245         BUG_ON(!found);
1246         return nid;
1247 }
1248
1249 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */