[PATCH] i386: fix get_segment_eip() with vm86 segments
[linux-2.6.git] / arch / i386 / mm / discontig.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/config.h>
26 #include <linux/mm.h>
27 #include <linux/bootmem.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
36 #include <asm/e820.h>
37 #include <asm/setup.h>
38 #include <asm/mmzone.h>
39 #include <bios_ebda.h>
40
41 struct pglist_data *node_data[MAX_NUMNODES] __read_mostly;
42 EXPORT_SYMBOL(node_data);
43 bootmem_data_t node0_bdata;
44
45 /*
46  * numa interface - we expect the numa architecture specfic code to have
47  *                  populated the following initialisation.
48  *
49  * 1) node_online_map  - the map of all nodes configured (online) in the system
50  * 2) node_start_pfn   - the starting page frame number for a node
51  * 3) node_end_pfn     - the ending page fram number for a node
52  */
53 unsigned long node_start_pfn[MAX_NUMNODES] __read_mostly;
54 unsigned long node_end_pfn[MAX_NUMNODES] __read_mostly;
55
56
57 #ifdef CONFIG_DISCONTIGMEM
58 /*
59  * 4) physnode_map     - the mapping between a pfn and owning node
60  * physnode_map keeps track of the physical memory layout of a generic
61  * numa node on a 256Mb break (each element of the array will
62  * represent 256Mb of memory and will be marked by the node id.  so,
63  * if the first gig is on node 0, and the second gig is on node 1
64  * physnode_map will contain:
65  *
66  *     physnode_map[0-3] = 0;
67  *     physnode_map[4-7] = 1;
68  *     physnode_map[8- ] = -1;
69  */
70 s8 physnode_map[MAX_ELEMENTS] __read_mostly = { [0 ... (MAX_ELEMENTS - 1)] = -1};
71 EXPORT_SYMBOL(physnode_map);
72
73 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end)
74 {
75         unsigned long pfn;
76
77         printk(KERN_INFO "Node: %d, start_pfn: %ld, end_pfn: %ld\n",
78                         nid, start, end);
79         printk(KERN_DEBUG "  Setting physnode_map array to node %d for pfns:\n", nid);
80         printk(KERN_DEBUG "  ");
81         for (pfn = start; pfn < end; pfn += PAGES_PER_ELEMENT) {
82                 physnode_map[pfn / PAGES_PER_ELEMENT] = nid;
83                 printk("%ld ", pfn);
84         }
85         printk("\n");
86 }
87
88 unsigned long node_memmap_size_bytes(int nid, unsigned long start_pfn,
89                                               unsigned long end_pfn)
90 {
91         unsigned long nr_pages = end_pfn - start_pfn;
92
93         if (!nr_pages)
94                 return 0;
95
96         return (nr_pages + 1) * sizeof(struct page);
97 }
98 #endif
99
100 extern unsigned long find_max_low_pfn(void);
101 extern void find_max_pfn(void);
102 extern void add_one_highpage_init(struct page *, int, int);
103
104 extern struct e820map e820;
105 extern unsigned long init_pg_tables_end;
106 extern unsigned long highend_pfn, highstart_pfn;
107 extern unsigned long max_low_pfn;
108 extern unsigned long totalram_pages;
109 extern unsigned long totalhigh_pages;
110
111 #define LARGE_PAGE_BYTES (PTRS_PER_PTE * PAGE_SIZE)
112
113 unsigned long node_remap_start_pfn[MAX_NUMNODES];
114 unsigned long node_remap_size[MAX_NUMNODES];
115 unsigned long node_remap_offset[MAX_NUMNODES];
116 void *node_remap_start_vaddr[MAX_NUMNODES];
117 void set_pmd_pfn(unsigned long vaddr, unsigned long pfn, pgprot_t flags);
118
119 void *node_remap_end_vaddr[MAX_NUMNODES];
120 void *node_remap_alloc_vaddr[MAX_NUMNODES];
121
122 /*
123  * FLAT - support for basic PC memory model with discontig enabled, essentially
124  *        a single node with all available processors in it with a flat
125  *        memory map.
126  */
127 int __init get_memcfg_numa_flat(void)
128 {
129         printk("NUMA - single node, flat memory mode\n");
130
131         /* Run the memory configuration and find the top of memory. */
132         find_max_pfn();
133         node_start_pfn[0] = 0;
134         node_end_pfn[0] = max_pfn;
135         memory_present(0, 0, max_pfn);
136
137         /* Indicate there is one node available. */
138         nodes_clear(node_online_map);
139         node_set_online(0);
140         return 1;
141 }
142
143 /*
144  * Find the highest page frame number we have available for the node
145  */
146 static void __init find_max_pfn_node(int nid)
147 {
148         if (node_end_pfn[nid] > max_pfn)
149                 node_end_pfn[nid] = max_pfn;
150         /*
151          * if a user has given mem=XXXX, then we need to make sure 
152          * that the node _starts_ before that, too, not just ends
153          */
154         if (node_start_pfn[nid] > max_pfn)
155                 node_start_pfn[nid] = max_pfn;
156         if (node_start_pfn[nid] > node_end_pfn[nid])
157                 BUG();
158 }
159
160 /* Find the owning node for a pfn. */
161 int early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
162 {
163         int nid;
164
165         for_each_node(nid) {
166                 if (node_end_pfn[nid] == 0)
167                         break;
168                 if (node_start_pfn[nid] <= pfn && node_end_pfn[nid] >= pfn)
169                         return nid;
170         }
171
172         return 0;
173 }
174
175 /* 
176  * Allocate memory for the pg_data_t for this node via a crude pre-bootmem
177  * method.  For node zero take this from the bottom of memory, for
178  * subsequent nodes place them at node_remap_start_vaddr which contains
179  * node local data in physically node local memory.  See setup_memory()
180  * for details.
181  */
182 static void __init allocate_pgdat(int nid)
183 {
184         if (nid && node_has_online_mem(nid))
185                 NODE_DATA(nid) = (pg_data_t *)node_remap_start_vaddr[nid];
186         else {
187                 NODE_DATA(nid) = (pg_data_t *)(__va(min_low_pfn << PAGE_SHIFT));
188                 min_low_pfn += PFN_UP(sizeof(pg_data_t));
189         }
190 }
191
192 void *alloc_remap(int nid, unsigned long size)
193 {
194         void *allocation = node_remap_alloc_vaddr[nid];
195
196         size = ALIGN(size, L1_CACHE_BYTES);
197
198         if (!allocation || (allocation + size) >= node_remap_end_vaddr[nid])
199                 return 0;
200
201         node_remap_alloc_vaddr[nid] += size;
202         memset(allocation, 0, size);
203
204         return allocation;
205 }
206
207 void __init remap_numa_kva(void)
208 {
209         void *vaddr;
210         unsigned long pfn;
211         int node;
212
213         for_each_online_node(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                         set_pmd_pfn((ulong) vaddr, 
217                                 node_remap_start_pfn[node] + pfn, 
218                                 PAGE_KERNEL_LARGE);
219                 }
220         }
221 }
222
223 static unsigned long calculate_numa_remap_pages(void)
224 {
225         int nid;
226         unsigned long size, reserve_pages = 0;
227         unsigned long pfn;
228
229         for_each_online_node(nid) {
230                 /*
231                  * The acpi/srat node info can show hot-add memroy zones
232                  * where memory could be added but not currently present.
233                  */
234                 if (node_start_pfn[nid] > max_pfn)
235                         continue;
236                 if (node_end_pfn[nid] > max_pfn)
237                         node_end_pfn[nid] = max_pfn;
238
239                 /* ensure the remap includes space for the pgdat. */
240                 size = node_remap_size[nid] + sizeof(pg_data_t);
241
242                 /* convert size to large (pmd size) pages, rounding up */
243                 size = (size + LARGE_PAGE_BYTES - 1) / LARGE_PAGE_BYTES;
244                 /* now the roundup is correct, convert to PAGE_SIZE pages */
245                 size = size * PTRS_PER_PTE;
246
247                 /*
248                  * Validate the region we are allocating only contains valid
249                  * pages.
250                  */
251                 for (pfn = node_end_pfn[nid] - size;
252                      pfn < node_end_pfn[nid]; pfn++)
253                         if (!page_is_ram(pfn))
254                                 break;
255
256                 if (pfn != node_end_pfn[nid])
257                         size = 0;
258
259                 printk("Reserving %ld pages of KVA for lmem_map of node %d\n",
260                                 size, nid);
261                 node_remap_size[nid] = size;
262                 node_remap_offset[nid] = reserve_pages;
263                 reserve_pages += size;
264                 printk("Shrinking node %d from %ld pages to %ld pages\n",
265                         nid, node_end_pfn[nid], node_end_pfn[nid] - size);
266
267                 if (node_end_pfn[nid] & (PTRS_PER_PTE-1)) {
268                         /*
269                          * Align node_end_pfn[] and node_remap_start_pfn[] to
270                          * pmd boundary. remap_numa_kva will barf otherwise.
271                          */
272                         printk("Shrinking node %d further by %ld pages for proper alignment\n",
273                                 nid, node_end_pfn[nid] & (PTRS_PER_PTE-1));
274                         size +=  node_end_pfn[nid] & (PTRS_PER_PTE-1);
275                 }
276
277                 node_end_pfn[nid] -= size;
278                 node_remap_start_pfn[nid] = node_end_pfn[nid];
279         }
280         printk("Reserving total of %ld pages for numa KVA remap\n",
281                         reserve_pages);
282         return reserve_pages;
283 }
284
285 extern void setup_bootmem_allocator(void);
286 unsigned long __init setup_memory(void)
287 {
288         int nid;
289         unsigned long system_start_pfn, system_max_low_pfn;
290         unsigned long reserve_pages;
291
292         /*
293          * When mapping a NUMA machine we allocate the node_mem_map arrays
294          * from node local memory.  They are then mapped directly into KVA
295          * between zone normal and vmalloc space.  Calculate the size of
296          * this space and use it to adjust the boundry between ZONE_NORMAL
297          * and ZONE_HIGHMEM.
298          */
299         find_max_pfn();
300         get_memcfg_numa();
301
302         reserve_pages = calculate_numa_remap_pages();
303
304         /* partially used pages are not usable - thus round upwards */
305         system_start_pfn = min_low_pfn = PFN_UP(init_pg_tables_end);
306
307         system_max_low_pfn = max_low_pfn = find_max_low_pfn() - reserve_pages;
308         printk("reserve_pages = %ld find_max_low_pfn() ~ %ld\n",
309                         reserve_pages, max_low_pfn + reserve_pages);
310         printk("max_pfn = %ld\n", max_pfn);
311 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
312         highstart_pfn = highend_pfn = max_pfn;
313         if (max_pfn > system_max_low_pfn)
314                 highstart_pfn = system_max_low_pfn;
315         printk(KERN_NOTICE "%ldMB HIGHMEM available.\n",
316                pages_to_mb(highend_pfn - highstart_pfn));
317 #endif
318         printk(KERN_NOTICE "%ldMB LOWMEM available.\n",
319                         pages_to_mb(system_max_low_pfn));
320         printk("min_low_pfn = %ld, max_low_pfn = %ld, highstart_pfn = %ld\n", 
321                         min_low_pfn, max_low_pfn, highstart_pfn);
322
323         printk("Low memory ends at vaddr %08lx\n",
324                         (ulong) pfn_to_kaddr(max_low_pfn));
325         for_each_online_node(nid) {
326                 node_remap_start_vaddr[nid] = pfn_to_kaddr(
327                                 highstart_pfn + node_remap_offset[nid]);
328                 /* Init the node remap allocator */
329                 node_remap_end_vaddr[nid] = node_remap_start_vaddr[nid] +
330                         (node_remap_size[nid] * PAGE_SIZE);
331                 node_remap_alloc_vaddr[nid] = node_remap_start_vaddr[nid] +
332                         ALIGN(sizeof(pg_data_t), PAGE_SIZE);
333
334                 allocate_pgdat(nid);
335                 printk ("node %d will remap to vaddr %08lx - %08lx\n", nid,
336                         (ulong) node_remap_start_vaddr[nid],
337                         (ulong) pfn_to_kaddr(highstart_pfn
338                            + node_remap_offset[nid] + node_remap_size[nid]));
339         }
340         printk("High memory starts at vaddr %08lx\n",
341                         (ulong) pfn_to_kaddr(highstart_pfn));
342         vmalloc_earlyreserve = reserve_pages * PAGE_SIZE;
343         for_each_online_node(nid)
344                 find_max_pfn_node(nid);
345
346         memset(NODE_DATA(0), 0, sizeof(struct pglist_data));
347         NODE_DATA(0)->bdata = &node0_bdata;
348         setup_bootmem_allocator();
349         return max_low_pfn;
350 }
351
352 void __init zone_sizes_init(void)
353 {
354         int nid;
355
356
357         for_each_online_node(nid) {
358                 unsigned long zones_size[MAX_NR_ZONES] = {0, 0, 0};
359                 unsigned long *zholes_size;
360                 unsigned int max_dma;
361
362                 unsigned long low = max_low_pfn;
363                 unsigned long start = node_start_pfn[nid];
364                 unsigned long high = node_end_pfn[nid];
365
366                 max_dma = virt_to_phys((char *)MAX_DMA_ADDRESS) >> PAGE_SHIFT;
367
368                 if (node_has_online_mem(nid)){
369                         if (start > low) {
370 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
371                                 BUG_ON(start > high);
372                                 zones_size[ZONE_HIGHMEM] = high - start;
373 #endif
374                         } else {
375                                 if (low < max_dma)
376                                         zones_size[ZONE_DMA] = low;
377                                 else {
378                                         BUG_ON(max_dma > low);
379                                         BUG_ON(low > high);
380                                         zones_size[ZONE_DMA] = max_dma;
381                                         zones_size[ZONE_NORMAL] = low - max_dma;
382 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
383                                         zones_size[ZONE_HIGHMEM] = high - low;
384 #endif
385                                 }
386                         }
387                 }
388
389                 zholes_size = get_zholes_size(nid);
390
391                 free_area_init_node(nid, NODE_DATA(nid), zones_size, start,
392                                 zholes_size);
393         }
394         return;
395 }
396
397 void __init set_highmem_pages_init(int bad_ppro) 
398 {
399 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
400         struct zone *zone;
401         struct page *page;
402
403         for_each_zone(zone) {
404                 unsigned long node_pfn, zone_start_pfn, zone_end_pfn;
405
406                 if (!is_highmem(zone))
407                         continue;
408
409                 zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
410                 zone_end_pfn = zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
411
412                 printk("Initializing %s for node %d (%08lx:%08lx)\n",
413                                 zone->name, zone->zone_pgdat->node_id,
414                                 zone_start_pfn, zone_end_pfn);
415
416                 for (node_pfn = zone_start_pfn; node_pfn < zone_end_pfn; node_pfn++) {
417                         if (!pfn_valid(node_pfn))
418                                 continue;
419                         page = pfn_to_page(node_pfn);
420                         add_one_highpage_init(page, node_pfn, bad_ppro);
421                 }
422         }
423         totalram_pages += totalhigh_pages;
424 #endif
425 }