x86: Remove old bootmem code
[linux-2.6.git] / arch / x86 / mm / numa_32.c
1 /*
2  * Written by: Patricia Gaughen <gone@us.ibm.com>, IBM Corporation
3  * August 2002: added remote node KVA remap - Martin J. Bligh 
4  *
5  * Copyright (C) 2002, IBM Corp.
6  *
7  * All rights reserved.          
8  *
9  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
10  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
11  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
12  * (at your option) any later version.
13  *
14  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
15  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16  * MERCHANTABILITY OR FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE, GOOD TITLE or
17  * NON INFRINGEMENT.  See the GNU General Public License for more
18  * details.
19  *
20  * You should have received a copy of the GNU General Public License
21  * along with this program; if not, write to the Free Software
22  * Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
23  */
24
25 #include <linux/mm.h>
26 #include <linux/bootmem.h>
27 #include <linux/memblock.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 #include <linux/pfn.h>
35 #include <linux/swap.h>
36 #include <linux/acpi.h>
37
38 #include <asm/e820.h>
39 #include <asm/setup.h>
40 #include <asm/mmzone.h>
41 #include <asm/bios_ebda.h>
42 #include <asm/proto.h>
43
44 struct pglist_data *node_data[MAX_NUMNODES] __read_mostly;
45 EXPORT_SYMBOL(node_data);
46
47 /*
48  * numa interface - we expect the numa architecture specific code to have
49  *                  populated the following initialisation.
50  *
51  * 1) node_online_map  - the map of all nodes configured (online) in the system
52  * 2) node_start_pfn   - the starting page frame number for a node
53  * 3) node_end_pfn     - the ending page fram number for a node
54  */
55 unsigned long node_start_pfn[MAX_NUMNODES] __read_mostly;
56 unsigned long node_end_pfn[MAX_NUMNODES] __read_mostly;
57
58
59 #ifdef CONFIG_DISCONTIGMEM
60 /*
61  * 4) physnode_map     - the mapping between a pfn and owning node
62  * physnode_map keeps track of the physical memory layout of a generic
63  * numa node on a 64Mb break (each element of the array will
64  * represent 64Mb of memory and will be marked by the node id.  so,
65  * if the first gig is on node 0, and the second gig is on node 1
66  * physnode_map will contain:
67  *
68  *     physnode_map[0-15] = 0;
69  *     physnode_map[16-31] = 1;
70  *     physnode_map[32- ] = -1;
71  */
72 s8 physnode_map[MAX_ELEMENTS] __read_mostly = { [0 ... (MAX_ELEMENTS - 1)] = -1};
73 EXPORT_SYMBOL(physnode_map);
74
75 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end)
76 {
77         unsigned long pfn;
78
79         printk(KERN_INFO "Node: %d, start_pfn: %lx, end_pfn: %lx\n",
80                         nid, start, end);
81         printk(KERN_DEBUG "  Setting physnode_map array to node %d for pfns:\n", nid);
82         printk(KERN_DEBUG "  ");
83         for (pfn = start; pfn < end; pfn += PAGES_PER_ELEMENT) {
84                 physnode_map[pfn / PAGES_PER_ELEMENT] = nid;
85                 printk(KERN_CONT "%lx ", pfn);
86         }
87         printk(KERN_CONT "\n");
88 }
89
90 unsigned long node_memmap_size_bytes(int nid, unsigned long start_pfn,
91                                               unsigned long end_pfn)
92 {
93         unsigned long nr_pages = end_pfn - start_pfn;
94
95         if (!nr_pages)
96                 return 0;
97
98         return (nr_pages + 1) * sizeof(struct page);
99 }
100 #endif
101
102 extern unsigned long find_max_low_pfn(void);
103 extern unsigned long highend_pfn, highstart_pfn;
104
105 #define LARGE_PAGE_BYTES (PTRS_PER_PTE * PAGE_SIZE)
106
107 unsigned long node_remap_size[MAX_NUMNODES];
108 static void *node_remap_start_vaddr[MAX_NUMNODES];
109 void set_pmd_pfn(unsigned long vaddr, unsigned long pfn, pgprot_t flags);
110
111 static unsigned long kva_start_pfn;
112 static unsigned long kva_pages;
113 /*
114  * FLAT - support for basic PC memory model with discontig enabled, essentially
115  *        a single node with all available processors in it with a flat
116  *        memory map.
117  */
118 int __init get_memcfg_numa_flat(void)
119 {
120         printk(KERN_DEBUG "NUMA - single node, flat memory mode\n");
121
122         node_start_pfn[0] = 0;
123         node_end_pfn[0] = max_pfn;
124         memblock_x86_register_active_regions(0, 0, max_pfn);
125         memory_present(0, 0, max_pfn);
126         node_remap_size[0] = node_memmap_size_bytes(0, 0, max_pfn);
127
128         /* Indicate there is one node available. */
129         nodes_clear(node_online_map);
130         node_set_online(0);
131         return 1;
132 }
133
134 /*
135  * Find the highest page frame number we have available for the node
136  */
137 static void __init propagate_e820_map_node(int nid)
138 {
139         if (node_end_pfn[nid] > max_pfn)
140                 node_end_pfn[nid] = max_pfn;
141         /*
142          * if a user has given mem=XXXX, then we need to make sure 
143          * that the node _starts_ before that, too, not just ends
144          */
145         if (node_start_pfn[nid] > max_pfn)
146                 node_start_pfn[nid] = max_pfn;
147         BUG_ON(node_start_pfn[nid] > node_end_pfn[nid]);
148 }
149
150 /* 
151  * Allocate memory for the pg_data_t for this node via a crude pre-bootmem
152  * method.  For node zero take this from the bottom of memory, for
153  * subsequent nodes place them at node_remap_start_vaddr which contains
154  * node local data in physically node local memory.  See setup_memory()
155  * for details.
156  */
157 static void __init allocate_pgdat(int nid)
158 {
159         char buf[16];
160
161         if (node_has_online_mem(nid) && node_remap_start_vaddr[nid])
162                 NODE_DATA(nid) = (pg_data_t *)node_remap_start_vaddr[nid];
163         else {
164                 unsigned long pgdat_phys;
165                 pgdat_phys = memblock_find_in_range(min_low_pfn<<PAGE_SHIFT,
166                                  max_pfn_mapped<<PAGE_SHIFT,
167                                  sizeof(pg_data_t),
168                                  PAGE_SIZE);
169                 NODE_DATA(nid) = (pg_data_t *)(pfn_to_kaddr(pgdat_phys>>PAGE_SHIFT));
170                 memset(buf, 0, sizeof(buf));
171                 sprintf(buf, "NODE_DATA %d",  nid);
172                 memblock_x86_reserve_range(pgdat_phys, pgdat_phys + sizeof(pg_data_t), buf);
173         }
174         printk(KERN_DEBUG "allocate_pgdat: node %d NODE_DATA %08lx\n",
175                 nid, (unsigned long)NODE_DATA(nid));
176 }
177
178 /*
179  * In the DISCONTIGMEM and SPARSEMEM memory model, a portion of the kernel
180  * virtual address space (KVA) is reserved and portions of nodes are mapped
181  * using it. This is to allow node-local memory to be allocated for
182  * structures that would normally require ZONE_NORMAL. The memory is
183  * allocated with alloc_remap() and callers should be prepared to allocate
184  * from the bootmem allocator instead.
185  */
186 static unsigned long node_remap_start_pfn[MAX_NUMNODES];
187 static void *node_remap_end_vaddr[MAX_NUMNODES];
188 static void *node_remap_alloc_vaddr[MAX_NUMNODES];
189 static unsigned long node_remap_offset[MAX_NUMNODES];
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 NULL;
199
200         node_remap_alloc_vaddr[nid] += size;
201         memset(allocation, 0, size);
202
203         return allocation;
204 }
205
206 static 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                 printk(KERN_DEBUG "remap_numa_kva: node %d\n", node);
214                 for (pfn=0; pfn < node_remap_size[node]; pfn += PTRS_PER_PTE) {
215                         vaddr = node_remap_start_vaddr[node]+(pfn<<PAGE_SHIFT);
216                         printk(KERN_DEBUG "remap_numa_kva: %08lx to pfn %08lx\n",
217                                 (unsigned long)vaddr,
218                                 node_remap_start_pfn[node] + pfn);
219                         set_pmd_pfn((ulong) vaddr, 
220                                 node_remap_start_pfn[node] + pfn, 
221                                 PAGE_KERNEL_LARGE);
222                 }
223         }
224 }
225
226 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
227 /**
228  * resume_map_numa_kva - add KVA mapping to the temporary page tables created
229  *                       during resume from hibernation
230  * @pgd_base - temporary resume page directory
231  */
232 void resume_map_numa_kva(pgd_t *pgd_base)
233 {
234         int node;
235
236         for_each_online_node(node) {
237                 unsigned long start_va, start_pfn, size, pfn;
238
239                 start_va = (unsigned long)node_remap_start_vaddr[node];
240                 start_pfn = node_remap_start_pfn[node];
241                 size = node_remap_size[node];
242
243                 printk(KERN_DEBUG "%s: node %d\n", __func__, node);
244
245                 for (pfn = 0; pfn < size; pfn += PTRS_PER_PTE) {
246                         unsigned long vaddr = start_va + (pfn << PAGE_SHIFT);
247                         pgd_t *pgd = pgd_base + pgd_index(vaddr);
248                         pud_t *pud = pud_offset(pgd, vaddr);
249                         pmd_t *pmd = pmd_offset(pud, vaddr);
250
251                         set_pmd(pmd, pfn_pmd(start_pfn + pfn,
252                                                 PAGE_KERNEL_LARGE_EXEC));
253
254                         printk(KERN_DEBUG "%s: %08lx -> pfn %08lx\n",
255                                 __func__, vaddr, start_pfn + pfn);
256                 }
257         }
258 }
259 #endif
260
261 static __init unsigned long calculate_numa_remap_pages(void)
262 {
263         int nid;
264         unsigned long size, reserve_pages = 0;
265
266         for_each_online_node(nid) {
267                 u64 node_kva_target;
268                 u64 node_kva_final;
269
270                 /*
271                  * The acpi/srat node info can show hot-add memroy zones
272                  * where memory could be added but not currently present.
273                  */
274                 printk(KERN_DEBUG "node %d pfn: [%lx - %lx]\n",
275                         nid, node_start_pfn[nid], node_end_pfn[nid]);
276                 if (node_start_pfn[nid] > max_pfn)
277                         continue;
278                 if (!node_end_pfn[nid])
279                         continue;
280                 if (node_end_pfn[nid] > max_pfn)
281                         node_end_pfn[nid] = max_pfn;
282
283                 /* ensure the remap includes space for the pgdat. */
284                 size = node_remap_size[nid] + sizeof(pg_data_t);
285
286                 /* convert size to large (pmd size) pages, rounding up */
287                 size = (size + LARGE_PAGE_BYTES - 1) / LARGE_PAGE_BYTES;
288                 /* now the roundup is correct, convert to PAGE_SIZE pages */
289                 size = size * PTRS_PER_PTE;
290
291                 node_kva_target = round_down(node_end_pfn[nid] - size,
292                                                  PTRS_PER_PTE);
293                 node_kva_target <<= PAGE_SHIFT;
294                 do {
295                         node_kva_final = memblock_find_in_range(node_kva_target,
296                                         ((u64)node_end_pfn[nid])<<PAGE_SHIFT,
297                                                 ((u64)size)<<PAGE_SHIFT,
298                                                 LARGE_PAGE_BYTES);
299                         node_kva_target -= LARGE_PAGE_BYTES;
300                 } while (node_kva_final == MEMBLOCK_ERROR &&
301                          (node_kva_target>>PAGE_SHIFT) > (node_start_pfn[nid]));
302
303                 if (node_kva_final == MEMBLOCK_ERROR)
304                         panic("Can not get kva ram\n");
305
306                 node_remap_size[nid] = size;
307                 node_remap_offset[nid] = reserve_pages;
308                 reserve_pages += size;
309                 printk(KERN_DEBUG "Reserving %ld pages of KVA for lmem_map of"
310                                   " node %d at %llx\n",
311                                 size, nid, node_kva_final>>PAGE_SHIFT);
312
313                 /*
314                  *  prevent kva address below max_low_pfn want it on system
315                  *  with less memory later.
316                  *  layout will be: KVA address , KVA RAM
317                  *
318                  *  we are supposed to only record the one less then max_low_pfn
319                  *  but we could have some hole in high memory, and it will only
320                  *  check page_is_ram(pfn) && !page_is_reserved_early(pfn) to decide
321                  *  to use it as free.
322                  *  So memblock_x86_reserve_range here, hope we don't run out of that array
323                  */
324                 memblock_x86_reserve_range(node_kva_final,
325                               node_kva_final+(((u64)size)<<PAGE_SHIFT),
326                               "KVA RAM");
327
328                 node_remap_start_pfn[nid] = node_kva_final>>PAGE_SHIFT;
329                 remove_active_range(nid, node_remap_start_pfn[nid],
330                                          node_remap_start_pfn[nid] + size);
331         }
332         printk(KERN_INFO "Reserving total of %lx pages for numa KVA remap\n",
333                         reserve_pages);
334         return reserve_pages;
335 }
336
337 static void init_remap_allocator(int nid)
338 {
339         node_remap_start_vaddr[nid] = pfn_to_kaddr(
340                         kva_start_pfn + node_remap_offset[nid]);
341         node_remap_end_vaddr[nid] = node_remap_start_vaddr[nid] +
342                 (node_remap_size[nid] * PAGE_SIZE);
343         node_remap_alloc_vaddr[nid] = node_remap_start_vaddr[nid] +
344                 ALIGN(sizeof(pg_data_t), PAGE_SIZE);
345
346         printk(KERN_DEBUG "node %d will remap to vaddr %08lx - %08lx\n", nid,
347                 (ulong) node_remap_start_vaddr[nid],
348                 (ulong) node_remap_end_vaddr[nid]);
349 }
350
351 void __init initmem_init(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
352                                 int acpi, int k8)
353 {
354         int nid;
355         long kva_target_pfn;
356
357         /*
358          * When mapping a NUMA machine we allocate the node_mem_map arrays
359          * from node local memory.  They are then mapped directly into KVA
360          * between zone normal and vmalloc space.  Calculate the size of
361          * this space and use it to adjust the boundary between ZONE_NORMAL
362          * and ZONE_HIGHMEM.
363          */
364
365         get_memcfg_numa();
366
367         kva_pages = roundup(calculate_numa_remap_pages(), PTRS_PER_PTE);
368
369         kva_target_pfn = round_down(max_low_pfn - kva_pages, PTRS_PER_PTE);
370         do {
371                 kva_start_pfn = memblock_find_in_range(kva_target_pfn<<PAGE_SHIFT,
372                                         max_low_pfn<<PAGE_SHIFT,
373                                         kva_pages<<PAGE_SHIFT,
374                                         PTRS_PER_PTE<<PAGE_SHIFT) >> PAGE_SHIFT;
375                 kva_target_pfn -= PTRS_PER_PTE;
376         } while (kva_start_pfn == MEMBLOCK_ERROR && kva_target_pfn > min_low_pfn);
377
378         if (kva_start_pfn == MEMBLOCK_ERROR)
379                 panic("Can not get kva space\n");
380
381         printk(KERN_INFO "kva_start_pfn ~ %lx max_low_pfn ~ %lx\n",
382                 kva_start_pfn, max_low_pfn);
383         printk(KERN_INFO "max_pfn = %lx\n", max_pfn);
384
385         /* avoid clash with initrd */
386         memblock_x86_reserve_range(kva_start_pfn<<PAGE_SHIFT,
387                       (kva_start_pfn + kva_pages)<<PAGE_SHIFT,
388                      "KVA PG");
389 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
390         highstart_pfn = highend_pfn = max_pfn;
391         if (max_pfn > max_low_pfn)
392                 highstart_pfn = max_low_pfn;
393         printk(KERN_NOTICE "%ldMB HIGHMEM available.\n",
394                pages_to_mb(highend_pfn - highstart_pfn));
395         num_physpages = highend_pfn;
396         high_memory = (void *) __va(highstart_pfn * PAGE_SIZE - 1) + 1;
397 #else
398         num_physpages = max_low_pfn;
399         high_memory = (void *) __va(max_low_pfn * PAGE_SIZE - 1) + 1;
400 #endif
401         printk(KERN_NOTICE "%ldMB LOWMEM available.\n",
402                         pages_to_mb(max_low_pfn));
403         printk(KERN_DEBUG "max_low_pfn = %lx, highstart_pfn = %lx\n",
404                         max_low_pfn, highstart_pfn);
405
406         printk(KERN_DEBUG "Low memory ends at vaddr %08lx\n",
407                         (ulong) pfn_to_kaddr(max_low_pfn));
408         for_each_online_node(nid) {
409                 init_remap_allocator(nid);
410
411                 allocate_pgdat(nid);
412         }
413         remap_numa_kva();
414
415         printk(KERN_DEBUG "High memory starts at vaddr %08lx\n",
416                         (ulong) pfn_to_kaddr(highstart_pfn));
417         for_each_online_node(nid)
418                 propagate_e820_map_node(nid);
419
420         for_each_online_node(nid) {
421                 memset(NODE_DATA(nid), 0, sizeof(struct pglist_data));
422                 NODE_DATA(nid)->node_id = nid;
423         }
424
425         setup_bootmem_allocator();
426 }
427
428 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
429 static int paddr_to_nid(u64 addr)
430 {
431         int nid;
432         unsigned long pfn = PFN_DOWN(addr);
433
434         for_each_node(nid)
435                 if (node_start_pfn[nid] <= pfn &&
436                     pfn < node_end_pfn[nid])
437                         return nid;
438
439         return -1;
440 }
441
442 /*
443  * This function is used to ask node id BEFORE memmap and mem_section's
444  * initialization (pfn_to_nid() can't be used yet).
445  * If _PXM is not defined on ACPI's DSDT, node id must be found by this.
446  */
447 int memory_add_physaddr_to_nid(u64 addr)
448 {
449         int nid = paddr_to_nid(addr);
450         return (nid >= 0) ? nid : 0;
451 }
452
453 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_add_physaddr_to_nid);
454 #endif
455