arch/i386/kernel/srat.c

   1 /*
   2  * Some of the code in this file has been gleaned from the 64 bit
   3  * discontigmem support code base.
   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  * Send feedback to Pat Gaughen <gone@us.ibm.com>
  25  */
  26 #include <linux/config.h>
  27 #include <linux/mm.h>
  28 #include <linux/bootmem.h>
  29 #include <linux/mmzone.h>
  30 #include <linux/acpi.h>
  31 #include <linux/nodemask.h>
  32 #include <asm/srat.h>
  33 #include <asm/topology.h>
  34
  35 /*
  36  * proximity macros and definitions
  37  */
  38 #define NODE_ARRAY_INDEX(x)     ((x) / 8)       /* 8 bits/char */
  39 #define NODE_ARRAY_OFFSET(x)    ((x) % 8)       /* 8 bits/char */
  40 #define BMAP_SET(bmap, bit)     ((bmap)[NODE_ARRAY_INDEX(bit)] |= 1 << NODE_ARRAY_OFFSET(bit))
  41 #define BMAP_TEST(bmap, bit)    ((bmap)[NODE_ARRAY_INDEX(bit)] & (1 << NODE_ARRAY_OFFSET(bit)))
  42 #define MAX_PXM_DOMAINS         256     /* 1 byte and no promises about values */
  43 /* bitmap length; _PXM is at most 255 */
  44 #define PXM_BITMAP_LEN (MAX_PXM_DOMAINS / 8)
  45 static u8 pxm_bitmap[PXM_BITMAP_LEN];   /* bitmap of proximity domains */
  46
  47 #define MAX_CHUNKS_PER_NODE     4
  48 #define MAXCHUNKS               (MAX_CHUNKS_PER_NODE * MAX_NUMNODES)
  49 struct node_memory_chunk_s {
  50         unsigned long   start_pfn;
  51         unsigned long   end_pfn;
  52         u8      pxm;            // proximity domain of node
  53         u8      nid;            // which cnode contains this chunk?
  54         u8      bank;           // which mem bank on this node
  55 };
  56 static struct node_memory_chunk_s node_memory_chunk[MAXCHUNKS];
  57
  58 static int num_memory_chunks;           /* total number of memory chunks */
  59 static int zholes_size_init;
  60 static unsigned long zholes_size[MAX_NUMNODES * MAX_NR_ZONES];
  61
  62 extern void * boot_ioremap(unsigned long, unsigned long);
  63
  64 /* Identify CPU proximity domains */
  65 static void __init parse_cpu_affinity_structure(char *p)
  66 {
  67         struct acpi_table_processor_affinity *cpu_affinity =
  68                                 (struct acpi_table_processor_affinity *) p;
  69
  70         if (!cpu_affinity->flags.enabled)
  71                 return;         /* empty entry */
  72
  73         /* mark this node as "seen" in node bitmap */
  74         BMAP_SET(pxm_bitmap, cpu_affinity->proximity_domain);
  75
  76         printk("CPU 0x%02X in proximity domain 0x%02X\n",
  77                 cpu_affinity->apic_id, cpu_affinity->proximity_domain);
  78 }
  79
  80 /*
  81  * Identify memory proximity domains and hot-remove capabilities.
  82  * Fill node memory chunk list structure.
  83  */
  84 static void __init parse_memory_affinity_structure (char *sratp)
  85 {
  86         unsigned long long paddr, size;
  87         unsigned long start_pfn, end_pfn;
  88         u8 pxm;
  89         struct node_memory_chunk_s *p, *q, *pend;
  90         struct acpi_table_memory_affinity *memory_affinity =
  91                         (struct acpi_table_memory_affinity *) sratp;
  92
  93         if (!memory_affinity->flags.enabled)
  94                 return;         /* empty entry */
  95
  96         /* mark this node as "seen" in node bitmap */
  97         BMAP_SET(pxm_bitmap, memory_affinity->proximity_domain);
  98
  99         /* calculate info for memory chunk structure */
 100         paddr = memory_affinity->base_addr_hi;
 101         paddr = (paddr << 32) | memory_affinity->base_addr_lo;
 102         size = memory_affinity->length_hi;
 103         size = (size << 32) | memory_affinity->length_lo;
 104
 105         start_pfn = paddr >> PAGE_SHIFT;
 106         end_pfn = (paddr + size) >> PAGE_SHIFT;
 107
 108         pxm = memory_affinity->proximity_domain;
 109
 110         if (num_memory_chunks >= MAXCHUNKS) {
 111                 printk("Too many mem chunks in SRAT. Ignoring %lld MBytes at %llx\n",
 112                         size/(1024*1024), paddr);
 113                 return;
 114         }
 115
 116         /* Insertion sort based on base address */
 117         pend = &node_memory_chunk[num_memory_chunks];
 118         for (p = &node_memory_chunk[0]; p < pend; p++) {
 119                 if (start_pfn < p->start_pfn)
 120                         break;
 121         }
 122         if (p < pend) {
 123                 for (q = pend; q >= p; q--)
 124                         *(q + 1) = *q;
 125         }
 126         p->start_pfn = start_pfn;
 127         p->end_pfn = end_pfn;
 128         p->pxm = pxm;
 129
 130         num_memory_chunks++;
 131
 132         printk("Memory range 0x%lX to 0x%lX (type 0x%X) in proximity domain 0x%02X %s\n",
 133                 start_pfn, end_pfn,
 134                 memory_affinity->memory_type,
 135                 memory_affinity->proximity_domain,
 136                 (memory_affinity->flags.hot_pluggable ?
 137                  "enabled and removable" : "enabled" ) );
 138 }
 139
 140 #if MAX_NR_ZONES != 3
 141 #error "MAX_NR_ZONES != 3, chunk_to_zone requires review"
 142 #endif
 143 /* Take a chunk of pages from page frame cstart to cend and count the number
 144  * of pages in each zone, returned via zones[].
 145  */
 146 static __init void chunk_to_zones(unsigned long cstart, unsigned long cend,
 147                 unsigned long *zones)
 148 {
 149         unsigned long max_dma;
 150         extern unsigned long max_low_pfn;
 151
 152         int z;
 153         unsigned long rend;
 154
 155         /* FIXME: MAX_DMA_ADDRESS and max_low_pfn are trying to provide
 156          * similarly scoped information and should be handled in a consistant
 157          * manner.
 158          */
 159         max_dma = virt_to_phys((char *)MAX_DMA_ADDRESS) >> PAGE_SHIFT;
 160
 161         /* Split the hole into the zones in which it falls.  Repeatedly
 162          * take the segment in which the remaining hole starts, round it
 163          * to the end of that zone.
 164          */
 165         memset(zones, 0, MAX_NR_ZONES * sizeof(long));
 166         while (cstart < cend) {
 167                 if (cstart < max_dma) {
 168                         z = ZONE_DMA;
 169                         rend = (cend < max_dma)? cend : max_dma;
 170
 171                 } else if (cstart < max_low_pfn) {
 172                         z = ZONE_NORMAL;
 173                         rend = (cend < max_low_pfn)? cend : max_low_pfn;
 174
 175                 } else {
 176                         z = ZONE_HIGHMEM;
 177                         rend = cend;
 178                 }
 179                 zones[z] += rend - cstart;
 180                 cstart = rend;
 181         }
 182 }
 183
 184 /*
 185  * The SRAT table always lists ascending addresses, so can always
 186  * assume that the first "start" address that you see is the real
 187  * start of the node, and that the current "end" address is after
 188  * the previous one.
 189  */
 190 static __init void node_read_chunk(int nid, struct node_memory_chunk_s *memory_chunk)
 191 {
 192         /*
 193          * Only add present memory as told by the e820.
 194          * There is no guarantee from the SRAT that the memory it
 195          * enumerates is present at boot time because it represents
 196          * *possible* memory hotplug areas the same as normal RAM.
 197          */
 198         if (memory_chunk->start_pfn >= max_pfn) {
 199                 printk (KERN_INFO "Ignoring SRAT pfns: 0x%08lx -> %08lx\n",
 200                         memory_chunk->start_pfn, memory_chunk->end_pfn);
 201                 return;
 202         }
 203         if (memory_chunk->nid != nid)
 204                 return;
 205
 206         if (!node_has_online_mem(nid))
 207                 node_start_pfn[nid] = memory_chunk->start_pfn;
 208
 209         if (node_start_pfn[nid] > memory_chunk->start_pfn)
 210                 node_start_pfn[nid] = memory_chunk->start_pfn;
 211
 212         if (node_end_pfn[nid] < memory_chunk->end_pfn)
 213                 node_end_pfn[nid] = memory_chunk->end_pfn;
 214 }
 215
 216 static u8 pxm_to_nid_map[MAX_PXM_DOMAINS];/* _PXM to logical node ID map */
 217
 218 int pxm_to_node(int pxm)
 219 {
 220         return pxm_to_nid_map[pxm];
 221 }
 222
 223 /* Parse the ACPI Static Resource Affinity Table */
 224 static int __init acpi20_parse_srat(struct acpi_table_srat *sratp)
 225 {
 226         u8 *start, *end, *p;
 227         int i, j, nid;
 228         u8 nid_to_pxm_map[MAX_NUMNODES];/* logical node ID to _PXM map */
 229
 230         start = (u8 *)(&(sratp->reserved) + 1); /* skip header */
 231         p = start;
 232         end = (u8 *)sratp + sratp->header.length;
 233
 234         memset(pxm_bitmap, 0, sizeof(pxm_bitmap));      /* init proximity domain bitmap */
 235         memset(node_memory_chunk, 0, sizeof(node_memory_chunk));
 236         memset(zholes_size, 0, sizeof(zholes_size));
 237
 238         /* -1 in these maps means not available */
 239         memset(pxm_to_nid_map, -1, sizeof(pxm_to_nid_map));
 240         memset(nid_to_pxm_map, -1, sizeof(nid_to_pxm_map));
 241
 242         num_memory_chunks = 0;
 243         while (p < end) {
 244                 switch (*p) {
 245                 case ACPI_SRAT_PROCESSOR_AFFINITY:
 246                         parse_cpu_affinity_structure(p);
 247                         break;
 248                 case ACPI_SRAT_MEMORY_AFFINITY:
 249                         parse_memory_affinity_structure(p);
 250                         break;
 251                 default:
 252                         printk("ACPI 2.0 SRAT: unknown entry skipped: type=0x%02X, len=%d\n", p[0], p[1]);
 253                         break;
 254                 }
 255                 p += p[1];
 256                 if (p[1] == 0) {
 257                         printk("acpi20_parse_srat: Entry length value is zero;"
 258                                 " can't parse any further!\n");
 259                         break;
 260                 }
 261         }
 262
 263         if (num_memory_chunks == 0) {
 264                 printk("could not finy any ACPI SRAT memory areas.\n");
 265                 goto out_fail;
 266         }
 267
 268         /* Calculate total number of nodes in system from PXM bitmap and create
 269          * a set of sequential node IDs starting at zero.  (ACPI doesn't seem
 270          * to specify the range of _PXM values.)
 271          */
 272         /*
 273          * MCD - we no longer HAVE to number nodes sequentially.  PXM domain
 274          * numbers could go as high as 256, and MAX_NUMNODES for i386 is typically
 275          * 32, so we will continue numbering them in this manner until MAX_NUMNODES
 276          * approaches MAX_PXM_DOMAINS for i386.
 277          */
 278         nodes_clear(node_online_map);
 279         for (i = 0; i < MAX_PXM_DOMAINS; i++) {
 280                 if (BMAP_TEST(pxm_bitmap, i)) {
 281                         nid = num_online_nodes();
 282                         pxm_to_nid_map[i] = nid;
 283                         nid_to_pxm_map[nid] = i;
 284                         node_set_online(nid);
 285                 }
 286         }
 287         BUG_ON(num_online_nodes() == 0);
 288
 289         /* set cnode id in memory chunk structure */
 290         for (i = 0; i < num_memory_chunks; i++)
 291                 node_memory_chunk[i].nid = pxm_to_nid_map[node_memory_chunk[i].pxm];
 292
 293         printk("pxm bitmap: ");
 294         for (i = 0; i < sizeof(pxm_bitmap); i++) {
 295                 printk("%02X ", pxm_bitmap[i]);
 296         }
 297         printk("\n");
 298         printk("Number of logical nodes in system = %d\n", num_online_nodes());
 299         printk("Number of memory chunks in system = %d\n", num_memory_chunks);
 300
 301         for (j = 0; j < num_memory_chunks; j++){
 302                 struct node_memory_chunk_s * chunk = &node_memory_chunk[j];
 303                 printk("chunk %d nid %d start_pfn %08lx end_pfn %08lx\n",
 304                        j, chunk->nid, chunk->start_pfn, chunk->end_pfn);
 305                 node_read_chunk(chunk->nid, chunk);
 306         }
 307
 308         for_each_online_node(nid) {
 309                 unsigned long start = node_start_pfn[nid];
 310                 unsigned long end = node_end_pfn[nid];
 311
 312                 memory_present(nid, start, end);
 313                 node_remap_size[nid] = node_memmap_size_bytes(nid, start, end);
 314         }
 315         return 1;
 316 out_fail:
 317         return 0;
 318 }
 319
 320 int __init get_memcfg_from_srat(void)
 321 {
 322         struct acpi_table_header *header = NULL;
 323         struct acpi_table_rsdp *rsdp = NULL;
 324         struct acpi_table_rsdt *rsdt = NULL;
 325         struct acpi_pointer *rsdp_address = NULL;
 326         struct acpi_table_rsdt saved_rsdt;
 327         int tables = 0;
 328         int i = 0;
 329
 330         acpi_find_root_pointer(ACPI_PHYSICAL_ADDRESSING, rsdp_address);
 331
 332         if (rsdp_address->pointer_type == ACPI_PHYSICAL_POINTER) {
 333                 printk("%s: assigning address to rsdp\n", __FUNCTION__);
 334                 rsdp = (struct acpi_table_rsdp *)
 335                                 (u32)rsdp_address->pointer.physical;
 336         } else {
 337                 printk("%s: rsdp_address is not a physical pointer\n", __FUNCTION__);
 338                 goto out_err;
 339         }
 340         if (!rsdp) {
 341                 printk("%s: Didn't find ACPI root!\n", __FUNCTION__);
 342                 goto out_err;
 343         }
 344
 345         printk(KERN_INFO "%.8s v%d [%.6s]\n", rsdp->signature, rsdp->revision,
 346                 rsdp->oem_id);
 347
 348         if (strncmp(rsdp->signature, RSDP_SIG,strlen(RSDP_SIG))) {
 349                 printk(KERN_WARNING "%s: RSDP table signature incorrect\n", __FUNCTION__);
 350                 goto out_err;
 351         }
 352
 353         rsdt = (struct acpi_table_rsdt *)
 354             boot_ioremap(rsdp->rsdt_address, sizeof(struct acpi_table_rsdt));
 355
 356         if (!rsdt) {
 357                 printk(KERN_WARNING
 358                        "%s: ACPI: Invalid root system description tables (RSDT)\n",
 359                        __FUNCTION__);
 360                 goto out_err;
 361         }
 362
 363         header = & rsdt->header;
 364
 365         if (strncmp(header->signature, RSDT_SIG, strlen(RSDT_SIG))) {
 366                 printk(KERN_WARNING "ACPI: RSDT signature incorrect\n");
 367                 goto out_err;
 368         }
 369
 370         /*
 371          * The number of tables is computed by taking the
 372          * size of all entries (header size minus total
 373          * size of RSDT) divided by the size of each entry
 374          * (4-byte table pointers).
 375          */
 376         tables = (header->length - sizeof(struct acpi_table_header)) / 4;
 377
 378         if (!tables)
 379                 goto out_err;
 380
 381         memcpy(&saved_rsdt, rsdt, sizeof(saved_rsdt));
 382
 383         if (saved_rsdt.header.length > sizeof(saved_rsdt)) {
 384                 printk(KERN_WARNING "ACPI: Too big length in RSDT: %d\n",
 385                        saved_rsdt.header.length);
 386                 goto out_err;
 387         }
 388
 389         printk("Begin SRAT table scan....\n");
 390
 391         for (i = 0; i < tables; i++) {
 392                 /* Map in header, then map in full table length. */
 393                 header = (struct acpi_table_header *)
 394                         boot_ioremap(saved_rsdt.entry[i], sizeof(struct acpi_table_header));
 395                 if (!header)
 396                         break;
 397                 header = (struct acpi_table_header *)
 398                         boot_ioremap(saved_rsdt.entry[i], header->length);
 399                 if (!header)
 400                         break;
 401
 402                 if (strncmp((char *) &header->signature, "SRAT", 4))
 403                         continue;
 404
 405                 /* we've found the srat table. don't need to look at any more tables */
 406                 return acpi20_parse_srat((struct acpi_table_srat *)header);
 407         }
 408 out_err:
 409         printk("failed to get NUMA memory information from SRAT table\n");
 410         return 0;
 411 }
 412
 413 /* For each node run the memory list to determine whether there are
 414  * any memory holes.  For each hole determine which ZONE they fall
 415  * into.
 416  *
 417  * NOTE#1: this requires knowledge of the zone boundries and so
 418  * _cannot_ be performed before those are calculated in setup_memory.
 419  *
 420  * NOTE#2: we rely on the fact that the memory chunks are ordered by
 421  * start pfn number during setup.
 422  */
 423 static void __init get_zholes_init(void)
 424 {
 425         int nid;
 426         int c;
 427         int first;
 428         unsigned long end = 0;
 429
 430         for_each_online_node(nid) {
 431                 first = 1;
 432                 for (c = 0; c < num_memory_chunks; c++){
 433                         if (node_memory_chunk[c].nid == nid) {
 434                                 if (first) {
 435                                         end = node_memory_chunk[c].end_pfn;
 436                                         first = 0;
 437
 438                                 } else {
 439                                         /* Record any gap between this chunk
 440                                          * and the previous chunk on this node
 441                                          * against the zones it spans.
 442                                          */
 443                                         chunk_to_zones(end,
 444                                                 node_memory_chunk[c].start_pfn,
 445                                                 &zholes_size[nid * MAX_NR_ZONES]);
 446                                 }
 447                         }
 448                 }
 449         }
 450 }
 451
 452 unsigned long * __init get_zholes_size(int nid)
 453 {
 454         if (!zholes_size_init) {
 455                 zholes_size_init++;
 456                 get_zholes_init();
 457         }
 458         if (nid >= MAX_NUMNODES || !node_online(nid))
 459                 printk("%s: nid = %d is invalid/offline. num_online_nodes = %d",
 460                        __FUNCTION__, nid, num_online_nodes());
 461         return &zholes_size[nid * MAX_NR_ZONES];
 462 }