[PATCH] add slab_is_available() routine for boot code
[linux-2.6.git] / mm / sparse.c
1 /*
2  * sparse memory mappings.
3  */
4 #include <linux/config.h>
5 #include <linux/mm.h>
6 #include <linux/mmzone.h>
7 #include <linux/bootmem.h>
8 #include <linux/highmem.h>
9 #include <linux/module.h>
10 #include <linux/spinlock.h>
11 #include <linux/vmalloc.h>
12 #include <asm/dma.h>
13
14 /*
15  * Permanent SPARSEMEM data:
16  *
17  * 1) mem_section       - memory sections, mem_map's for valid memory
18  */
19 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
20 struct mem_section *mem_section[NR_SECTION_ROOTS]
21         ____cacheline_internodealigned_in_smp;
22 #else
23 struct mem_section mem_section[NR_SECTION_ROOTS][SECTIONS_PER_ROOT]
24         ____cacheline_internodealigned_in_smp;
25 #endif
26 EXPORT_SYMBOL(mem_section);
27
28 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
29 static struct mem_section *sparse_index_alloc(int nid)
30 {
31         struct mem_section *section = NULL;
32         unsigned long array_size = SECTIONS_PER_ROOT *
33                                    sizeof(struct mem_section);
34
35         if (slab_is_available())
36                 section = kmalloc_node(array_size, GFP_KERNEL, nid);
37         else
38                 section = alloc_bootmem_node(NODE_DATA(nid), array_size);
39
40         if (section)
41                 memset(section, 0, array_size);
42
43         return section;
44 }
45
46 static int sparse_index_init(unsigned long section_nr, int nid)
47 {
48         static spinlock_t index_init_lock = SPIN_LOCK_UNLOCKED;
49         unsigned long root = SECTION_NR_TO_ROOT(section_nr);
50         struct mem_section *section;
51         int ret = 0;
52
53         if (mem_section[root])
54                 return -EEXIST;
55
56         section = sparse_index_alloc(nid);
57         /*
58          * This lock keeps two different sections from
59          * reallocating for the same index
60          */
61         spin_lock(&index_init_lock);
62
63         if (mem_section[root]) {
64                 ret = -EEXIST;
65                 goto out;
66         }
67
68         mem_section[root] = section;
69 out:
70         spin_unlock(&index_init_lock);
71         return ret;
72 }
73 #else /* !SPARSEMEM_EXTREME */
74 static inline int sparse_index_init(unsigned long section_nr, int nid)
75 {
76         return 0;
77 }
78 #endif
79
80 /*
81  * Although written for the SPARSEMEM_EXTREME case, this happens
82  * to also work for the flat array case becase
83  * NR_SECTION_ROOTS==NR_MEM_SECTIONS.
84  */
85 int __section_nr(struct mem_section* ms)
86 {
87         unsigned long root_nr;
88         struct mem_section* root;
89
90         for (root_nr = 0;
91              root_nr < NR_MEM_SECTIONS;
92              root_nr += SECTIONS_PER_ROOT) {
93                 root = __nr_to_section(root_nr);
94
95                 if (!root)
96                         continue;
97
98                 if ((ms >= root) && (ms < (root + SECTIONS_PER_ROOT)))
99                      break;
100         }
101
102         return (root_nr * SECTIONS_PER_ROOT) + (ms - root);
103 }
104
105 /* Record a memory area against a node. */
106 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end)
107 {
108         unsigned long pfn;
109
110         start &= PAGE_SECTION_MASK;
111         for (pfn = start; pfn < end; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
112                 unsigned long section = pfn_to_section_nr(pfn);
113                 struct mem_section *ms;
114
115                 sparse_index_init(section, nid);
116
117                 ms = __nr_to_section(section);
118                 if (!ms->section_mem_map)
119                         ms->section_mem_map = SECTION_MARKED_PRESENT;
120         }
121 }
122
123 /*
124  * Only used by the i386 NUMA architecures, but relatively
125  * generic code.
126  */
127 unsigned long __init node_memmap_size_bytes(int nid, unsigned long start_pfn,
128                                                      unsigned long end_pfn)
129 {
130         unsigned long pfn;
131         unsigned long nr_pages = 0;
132
133         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
134                 if (nid != early_pfn_to_nid(pfn))
135                         continue;
136
137                 if (pfn_valid(pfn))
138                         nr_pages += PAGES_PER_SECTION;
139         }
140
141         return nr_pages * sizeof(struct page);
142 }
143
144 /*
145  * Subtle, we encode the real pfn into the mem_map such that
146  * the identity pfn - section_mem_map will return the actual
147  * physical page frame number.
148  */
149 static unsigned long sparse_encode_mem_map(struct page *mem_map, unsigned long pnum)
150 {
151         return (unsigned long)(mem_map - (section_nr_to_pfn(pnum)));
152 }
153
154 /*
155  * We need this if we ever free the mem_maps.  While not implemented yet,
156  * this function is included for parity with its sibling.
157  */
158 static __attribute((unused))
159 struct page *sparse_decode_mem_map(unsigned long coded_mem_map, unsigned long pnum)
160 {
161         return ((struct page *)coded_mem_map) + section_nr_to_pfn(pnum);
162 }
163
164 static int sparse_init_one_section(struct mem_section *ms,
165                 unsigned long pnum, struct page *mem_map)
166 {
167         if (!valid_section(ms))
168                 return -EINVAL;
169
170         ms->section_mem_map |= sparse_encode_mem_map(mem_map, pnum);
171
172         return 1;
173 }
174
175 static struct page *sparse_early_mem_map_alloc(unsigned long pnum)
176 {
177         struct page *map;
178         int nid = early_pfn_to_nid(section_nr_to_pfn(pnum));
179         struct mem_section *ms = __nr_to_section(pnum);
180
181         map = alloc_remap(nid, sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION);
182         if (map)
183                 return map;
184
185         map = alloc_bootmem_node(NODE_DATA(nid),
186                         sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION);
187         if (map)
188                 return map;
189
190         printk(KERN_WARNING "%s: allocation failed\n", __FUNCTION__);
191         ms->section_mem_map = 0;
192         return NULL;
193 }
194
195 static struct page *__kmalloc_section_memmap(unsigned long nr_pages)
196 {
197         struct page *page, *ret;
198         unsigned long memmap_size = sizeof(struct page) * nr_pages;
199
200         page = alloc_pages(GFP_KERNEL, get_order(memmap_size));
201         if (page)
202                 goto got_map_page;
203
204         ret = vmalloc(memmap_size);
205         if (ret)
206                 goto got_map_ptr;
207
208         return NULL;
209 got_map_page:
210         ret = (struct page *)pfn_to_kaddr(page_to_pfn(page));
211 got_map_ptr:
212         memset(ret, 0, memmap_size);
213
214         return ret;
215 }
216
217 static int vaddr_in_vmalloc_area(void *addr)
218 {
219         if (addr >= (void *)VMALLOC_START &&
220             addr < (void *)VMALLOC_END)
221                 return 1;
222         return 0;
223 }
224
225 static void __kfree_section_memmap(struct page *memmap, unsigned long nr_pages)
226 {
227         if (vaddr_in_vmalloc_area(memmap))
228                 vfree(memmap);
229         else
230                 free_pages((unsigned long)memmap,
231                            get_order(sizeof(struct page) * nr_pages));
232 }
233
234 /*
235  * Allocate the accumulated non-linear sections, allocate a mem_map
236  * for each and record the physical to section mapping.
237  */
238 void sparse_init(void)
239 {
240         unsigned long pnum;
241         struct page *map;
242
243         for (pnum = 0; pnum < NR_MEM_SECTIONS; pnum++) {
244                 if (!valid_section_nr(pnum))
245                         continue;
246
247                 map = sparse_early_mem_map_alloc(pnum);
248                 if (!map)
249                         continue;
250                 sparse_init_one_section(__nr_to_section(pnum), pnum, map);
251         }
252 }
253
254 /*
255  * returns the number of sections whose mem_maps were properly
256  * set.  If this is <=0, then that means that the passed-in
257  * map was not consumed and must be freed.
258  */
259 int sparse_add_one_section(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
260                            int nr_pages)
261 {
262         unsigned long section_nr = pfn_to_section_nr(start_pfn);
263         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
264         struct mem_section *ms;
265         struct page *memmap;
266         unsigned long flags;
267         int ret;
268
269         /*
270          * no locking for this, because it does its own
271          * plus, it does a kmalloc
272          */
273         sparse_index_init(section_nr, pgdat->node_id);
274         memmap = __kmalloc_section_memmap(nr_pages);
275
276         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
277
278         ms = __pfn_to_section(start_pfn);
279         if (ms->section_mem_map & SECTION_MARKED_PRESENT) {
280                 ret = -EEXIST;
281                 goto out;
282         }
283         ms->section_mem_map |= SECTION_MARKED_PRESENT;
284
285         ret = sparse_init_one_section(ms, section_nr, memmap);
286
287 out:
288         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
289         if (ret <= 0)
290                 __kfree_section_memmap(memmap, nr_pages);
291         return ret;
292 }