Linux-2.6.12-rc2
[linux-3.10.git] / 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 /* Parse the ACPI Static Resource Affinity Table */
217 static int __init acpi20_parse_srat(struct acpi_table_srat *sratp)
218 {
219         u8 *start, *end, *p;
220         int i, j, nid;
221         u8 pxm_to_nid_map[MAX_PXM_DOMAINS];/* _PXM to logical node ID map */
222         u8 nid_to_pxm_map[MAX_NUMNODES];/* logical node ID to _PXM map */
223
224         start = (u8 *)(&(sratp->reserved) + 1); /* skip header */
225         p = start;
226         end = (u8 *)sratp + sratp->header.length;
227
228         memset(pxm_bitmap, 0, sizeof(pxm_bitmap));      /* init proximity domain bitmap */
229         memset(node_memory_chunk, 0, sizeof(node_memory_chunk));
230         memset(zholes_size, 0, sizeof(zholes_size));
231
232         /* -1 in these maps means not available */
233         memset(pxm_to_nid_map, -1, sizeof(pxm_to_nid_map));
234         memset(nid_to_pxm_map, -1, sizeof(nid_to_pxm_map));
235
236         num_memory_chunks = 0;
237         while (p < end) {
238                 switch (*p) {
239                 case ACPI_SRAT_PROCESSOR_AFFINITY:
240                         parse_cpu_affinity_structure(p);
241                         break;
242                 case ACPI_SRAT_MEMORY_AFFINITY:
243                         parse_memory_affinity_structure(p);
244                         break;
245                 default:
246                         printk("ACPI 2.0 SRAT: unknown entry skipped: type=0x%02X, len=%d\n", p[0], p[1]);
247                         break;
248                 }
249                 p += p[1];
250                 if (p[1] == 0) {
251                         printk("acpi20_parse_srat: Entry length value is zero;"
252                                 " can't parse any further!\n");
253                         break;
254                 }
255         }
256
257         if (num_memory_chunks == 0) {
258                 printk("could not finy any ACPI SRAT memory areas.\n");
259                 goto out_fail;
260         }
261
262         /* Calculate total number of nodes in system from PXM bitmap and create
263          * a set of sequential node IDs starting at zero.  (ACPI doesn't seem
264          * to specify the range of _PXM values.)
265          */
266         /*
267          * MCD - we no longer HAVE to number nodes sequentially.  PXM domain
268          * numbers could go as high as 256, and MAX_NUMNODES for i386 is typically
269          * 32, so we will continue numbering them in this manner until MAX_NUMNODES
270          * approaches MAX_PXM_DOMAINS for i386.
271          */
272         nodes_clear(node_online_map);
273         for (i = 0; i < MAX_PXM_DOMAINS; i++) {
274                 if (BMAP_TEST(pxm_bitmap, i)) {
275                         nid = num_online_nodes();
276                         pxm_to_nid_map[i] = nid;
277                         nid_to_pxm_map[nid] = i;
278                         node_set_online(nid);
279                 }
280         }
281         BUG_ON(num_online_nodes() == 0);
282
283         /* set cnode id in memory chunk structure */
284         for (i = 0; i < num_memory_chunks; i++)
285                 node_memory_chunk[i].nid = pxm_to_nid_map[node_memory_chunk[i].pxm];
286
287         printk("pxm bitmap: ");
288         for (i = 0; i < sizeof(pxm_bitmap); i++) {
289                 printk("%02X ", pxm_bitmap[i]);
290         }
291         printk("\n");
292         printk("Number of logical nodes in system = %d\n", num_online_nodes());
293         printk("Number of memory chunks in system = %d\n", num_memory_chunks);
294
295         for (j = 0; j < num_memory_chunks; j++){
296                 struct node_memory_chunk_s * chunk = &node_memory_chunk[j];
297                 printk("chunk %d nid %d start_pfn %08lx end_pfn %08lx\n",
298                        j, chunk->nid, chunk->start_pfn, chunk->end_pfn);
299                 node_read_chunk(chunk->nid, chunk);
300         }
301  
302         for_each_online_node(nid) {
303                 unsigned long start = node_start_pfn[nid];
304                 unsigned long end = node_end_pfn[nid];
305
306                 memory_present(nid, start, end);
307                 node_remap_size[nid] = node_memmap_size_bytes(nid, start, end);
308         }
309         return 1;
310 out_fail:
311         return 0;
312 }
313
314 int __init get_memcfg_from_srat(void)
315 {
316         struct acpi_table_header *header = NULL;
317         struct acpi_table_rsdp *rsdp = NULL;
318         struct acpi_table_rsdt *rsdt = NULL;
319         struct acpi_pointer *rsdp_address = NULL;
320         struct acpi_table_rsdt saved_rsdt;
321         int tables = 0;
322         int i = 0;
323
324         acpi_find_root_pointer(ACPI_PHYSICAL_ADDRESSING, rsdp_address);
325
326         if (rsdp_address->pointer_type == ACPI_PHYSICAL_POINTER) {
327                 printk("%s: assigning address to rsdp\n", __FUNCTION__);
328                 rsdp = (struct acpi_table_rsdp *)
329                                 (u32)rsdp_address->pointer.physical;
330         } else {
331                 printk("%s: rsdp_address is not a physical pointer\n", __FUNCTION__);
332                 goto out_err;
333         }
334         if (!rsdp) {
335                 printk("%s: Didn't find ACPI root!\n", __FUNCTION__);
336                 goto out_err;
337         }
338
339         printk(KERN_INFO "%.8s v%d [%.6s]\n", rsdp->signature, rsdp->revision,
340                 rsdp->oem_id);
341
342         if (strncmp(rsdp->signature, RSDP_SIG,strlen(RSDP_SIG))) {
343                 printk(KERN_WARNING "%s: RSDP table signature incorrect\n", __FUNCTION__);
344                 goto out_err;
345         }
346
347         rsdt = (struct acpi_table_rsdt *)
348             boot_ioremap(rsdp->rsdt_address, sizeof(struct acpi_table_rsdt));
349
350         if (!rsdt) {
351                 printk(KERN_WARNING
352                        "%s: ACPI: Invalid root system description tables (RSDT)\n",
353                        __FUNCTION__);
354                 goto out_err;
355         }
356
357         header = & rsdt->header;
358
359         if (strncmp(header->signature, RSDT_SIG, strlen(RSDT_SIG))) {
360                 printk(KERN_WARNING "ACPI: RSDT signature incorrect\n");
361                 goto out_err;
362         }
363
364         /* 
365          * The number of tables is computed by taking the 
366          * size of all entries (header size minus total 
367          * size of RSDT) divided by the size of each entry
368          * (4-byte table pointers).
369          */
370         tables = (header->length - sizeof(struct acpi_table_header)) / 4;
371
372         if (!tables)
373                 goto out_err;
374
375         memcpy(&saved_rsdt, rsdt, sizeof(saved_rsdt));
376
377         if (saved_rsdt.header.length > sizeof(saved_rsdt)) {
378                 printk(KERN_WARNING "ACPI: Too big length in RSDT: %d\n",
379                        saved_rsdt.header.length);
380                 goto out_err;
381         }
382
383         printk("Begin SRAT table scan....\n");
384
385         for (i = 0; i < tables; i++) {
386                 /* Map in header, then map in full table length. */
387                 header = (struct acpi_table_header *)
388                         boot_ioremap(saved_rsdt.entry[i], sizeof(struct acpi_table_header));
389                 if (!header)
390                         break;
391                 header = (struct acpi_table_header *)
392                         boot_ioremap(saved_rsdt.entry[i], header->length);
393                 if (!header)
394                         break;
395
396                 if (strncmp((char *) &header->signature, "SRAT", 4))
397                         continue;
398
399                 /* we've found the srat table. don't need to look at any more tables */
400                 return acpi20_parse_srat((struct acpi_table_srat *)header);
401         }
402 out_err:
403         printk("failed to get NUMA memory information from SRAT table\n");
404         return 0;
405 }
406
407 /* For each node run the memory list to determine whether there are
408  * any memory holes.  For each hole determine which ZONE they fall
409  * into.
410  *
411  * NOTE#1: this requires knowledge of the zone boundries and so
412  * _cannot_ be performed before those are calculated in setup_memory.
413  * 
414  * NOTE#2: we rely on the fact that the memory chunks are ordered by
415  * start pfn number during setup.
416  */
417 static void __init get_zholes_init(void)
418 {
419         int nid;
420         int c;
421         int first;
422         unsigned long end = 0;
423
424         for_each_online_node(nid) {
425                 first = 1;
426                 for (c = 0; c < num_memory_chunks; c++){
427                         if (node_memory_chunk[c].nid == nid) {
428                                 if (first) {
429                                         end = node_memory_chunk[c].end_pfn;
430                                         first = 0;
431
432                                 } else {
433                                         /* Record any gap between this chunk
434                                          * and the previous chunk on this node
435                                          * against the zones it spans.
436                                          */
437                                         chunk_to_zones(end,
438                                                 node_memory_chunk[c].start_pfn,
439                                                 &zholes_size[nid * MAX_NR_ZONES]);
440                                 }
441                         }
442                 }
443         }
444 }
445
446 unsigned long * __init get_zholes_size(int nid)
447 {
448         if (!zholes_size_init) {
449                 zholes_size_init++;
450                 get_zholes_init();
451         }
452         if (nid >= MAX_NUMNODES || !node_online(nid))
453                 printk("%s: nid = %d is invalid/offline. num_online_nodes = %d",
454                        __FUNCTION__, nid, num_online_nodes());
455         return &zholes_size[nid * MAX_NR_ZONES];
456 }