x86, numa: For each node, register the memory blocks actually used
[linux-2.6.git] / arch / x86 / mm / srat_64.c
1 /*
2  * ACPI 3.0 based NUMA setup
3  * Copyright 2004 Andi Kleen, SuSE Labs.
4  *
5  * Reads the ACPI SRAT table to figure out what memory belongs to which CPUs.
6  *
7  * Called from acpi_numa_init while reading the SRAT and SLIT tables.
8  * Assumes all memory regions belonging to a single proximity domain
9  * are in one chunk. Holes between them will be included in the node.
10  */
11
12 #include <linux/kernel.h>
13 #include <linux/acpi.h>
14 #include <linux/mmzone.h>
15 #include <linux/bitmap.h>
16 #include <linux/module.h>
17 #include <linux/topology.h>
18 #include <linux/bootmem.h>
19 #include <linux/mm.h>
20 #include <asm/proto.h>
21 #include <asm/numa.h>
22 #include <asm/e820.h>
23 #include <asm/apic.h>
24 #include <asm/uv/uv.h>
25
26 int acpi_numa __initdata;
27
28 static struct acpi_table_slit *acpi_slit;
29
30 static nodemask_t nodes_parsed __initdata;
31 static nodemask_t cpu_nodes_parsed __initdata;
32 static struct bootnode nodes[MAX_NUMNODES] __initdata;
33 static struct bootnode nodes_add[MAX_NUMNODES];
34
35 static int num_node_memblks __initdata;
36 static struct bootnode node_memblk_range[NR_NODE_MEMBLKS] __initdata;
37 static int memblk_nodeid[NR_NODE_MEMBLKS] __initdata;
38
39 static __init int setup_node(int pxm)
40 {
41         return acpi_map_pxm_to_node(pxm);
42 }
43
44 static __init int conflicting_memblks(unsigned long start, unsigned long end)
45 {
46         int i;
47         for (i = 0; i < num_node_memblks; i++) {
48                 struct bootnode *nd = &node_memblk_range[i];
49                 if (nd->start == nd->end)
50                         continue;
51                 if (nd->end > start && nd->start < end)
52                         return memblk_nodeid[i];
53                 if (nd->end == end && nd->start == start)
54                         return memblk_nodeid[i];
55         }
56         return -1;
57 }
58
59 static __init void cutoff_node(int i, unsigned long start, unsigned long end)
60 {
61         struct bootnode *nd = &nodes[i];
62
63         if (nd->start < start) {
64                 nd->start = start;
65                 if (nd->end < nd->start)
66                         nd->start = nd->end;
67         }
68         if (nd->end > end) {
69                 nd->end = end;
70                 if (nd->start > nd->end)
71                         nd->start = nd->end;
72         }
73 }
74
75 static __init void bad_srat(void)
76 {
77         int i;
78         printk(KERN_ERR "SRAT: SRAT not used.\n");
79         acpi_numa = -1;
80         for (i = 0; i < MAX_LOCAL_APIC; i++)
81                 apicid_to_node[i] = NUMA_NO_NODE;
82         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
83                 nodes[i].start = nodes[i].end = 0;
84                 nodes_add[i].start = nodes_add[i].end = 0;
85         }
86         remove_all_active_ranges();
87 }
88
89 static __init inline int srat_disabled(void)
90 {
91         return numa_off || acpi_numa < 0;
92 }
93
94 /* Callback for SLIT parsing */
95 void __init acpi_numa_slit_init(struct acpi_table_slit *slit)
96 {
97         unsigned length;
98         unsigned long phys;
99
100         length = slit->header.length;
101         phys = find_e820_area(0, max_pfn_mapped<<PAGE_SHIFT, length,
102                  PAGE_SIZE);
103
104         if (phys == -1L)
105                 panic(" Can not save slit!\n");
106
107         acpi_slit = __va(phys);
108         memcpy(acpi_slit, slit, length);
109         reserve_early(phys, phys + length, "ACPI SLIT");
110 }
111
112 /* Callback for Proximity Domain -> x2APIC mapping */
113 void __init
114 acpi_numa_x2apic_affinity_init(struct acpi_srat_x2apic_cpu_affinity *pa)
115 {
116         int pxm, node;
117         int apic_id;
118
119         if (srat_disabled())
120                 return;
121         if (pa->header.length < sizeof(struct acpi_srat_x2apic_cpu_affinity)) {
122                 bad_srat();
123                 return;
124         }
125         if ((pa->flags & ACPI_SRAT_CPU_ENABLED) == 0)
126                 return;
127         pxm = pa->proximity_domain;
128         node = setup_node(pxm);
129         if (node < 0) {
130                 printk(KERN_ERR "SRAT: Too many proximity domains %x\n", pxm);
131                 bad_srat();
132                 return;
133         }
134
135         apic_id = pa->apic_id;
136         apicid_to_node[apic_id] = node;
137         node_set(node, cpu_nodes_parsed);
138         acpi_numa = 1;
139         printk(KERN_INFO "SRAT: PXM %u -> APIC 0x%04x -> Node %u\n",
140                pxm, apic_id, node);
141 }
142
143 /* Callback for Proximity Domain -> LAPIC mapping */
144 void __init
145 acpi_numa_processor_affinity_init(struct acpi_srat_cpu_affinity *pa)
146 {
147         int pxm, node;
148         int apic_id;
149
150         if (srat_disabled())
151                 return;
152         if (pa->header.length != sizeof(struct acpi_srat_cpu_affinity)) {
153                 bad_srat();
154                 return;
155         }
156         if ((pa->flags & ACPI_SRAT_CPU_ENABLED) == 0)
157                 return;
158         pxm = pa->proximity_domain_lo;
159         node = setup_node(pxm);
160         if (node < 0) {
161                 printk(KERN_ERR "SRAT: Too many proximity domains %x\n", pxm);
162                 bad_srat();
163                 return;
164         }
165
166         if (get_uv_system_type() >= UV_X2APIC)
167                 apic_id = (pa->apic_id << 8) | pa->local_sapic_eid;
168         else
169                 apic_id = pa->apic_id;
170         apicid_to_node[apic_id] = node;
171         node_set(node, cpu_nodes_parsed);
172         acpi_numa = 1;
173         printk(KERN_INFO "SRAT: PXM %u -> APIC 0x%02x -> Node %u\n",
174                pxm, apic_id, node);
175 }
176
177 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
178 static inline int save_add_info(void) {return 1;}
179 #else
180 static inline int save_add_info(void) {return 0;}
181 #endif
182 /*
183  * Update nodes_add[]
184  * This code supports one contiguous hot add area per node
185  */
186 static void __init
187 update_nodes_add(int node, unsigned long start, unsigned long end)
188 {
189         unsigned long s_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
190         unsigned long e_pfn = end >> PAGE_SHIFT;
191         int changed = 0;
192         struct bootnode *nd = &nodes_add[node];
193
194         /* I had some trouble with strange memory hotadd regions breaking
195            the boot. Be very strict here and reject anything unexpected.
196            If you want working memory hotadd write correct SRATs.
197
198            The node size check is a basic sanity check to guard against
199            mistakes */
200         if ((signed long)(end - start) < NODE_MIN_SIZE) {
201                 printk(KERN_ERR "SRAT: Hotplug area too small\n");
202                 return;
203         }
204
205         /* This check might be a bit too strict, but I'm keeping it for now. */
206         if (absent_pages_in_range(s_pfn, e_pfn) != e_pfn - s_pfn) {
207                 printk(KERN_ERR
208                         "SRAT: Hotplug area %lu -> %lu has existing memory\n",
209                         s_pfn, e_pfn);
210                 return;
211         }
212
213         /* Looks good */
214
215         if (nd->start == nd->end) {
216                 nd->start = start;
217                 nd->end = end;
218                 changed = 1;
219         } else {
220                 if (nd->start == end) {
221                         nd->start = start;
222                         changed = 1;
223                 }
224                 if (nd->end == start) {
225                         nd->end = end;
226                         changed = 1;
227                 }
228                 if (!changed)
229                         printk(KERN_ERR "SRAT: Hotplug zone not continuous. Partly ignored\n");
230         }
231
232         if (changed) {
233                 node_set(node, cpu_nodes_parsed);
234                 printk(KERN_INFO "SRAT: hot plug zone found %Lx - %Lx\n",
235                                  nd->start, nd->end);
236         }
237 }
238
239 /* Callback for parsing of the Proximity Domain <-> Memory Area mappings */
240 void __init
241 acpi_numa_memory_affinity_init(struct acpi_srat_mem_affinity *ma)
242 {
243         struct bootnode *nd, oldnode;
244         unsigned long start, end;
245         int node, pxm;
246         int i;
247
248         if (srat_disabled())
249                 return;
250         if (ma->header.length != sizeof(struct acpi_srat_mem_affinity)) {
251                 bad_srat();
252                 return;
253         }
254         if ((ma->flags & ACPI_SRAT_MEM_ENABLED) == 0)
255                 return;
256
257         if ((ma->flags & ACPI_SRAT_MEM_HOT_PLUGGABLE) && !save_add_info())
258                 return;
259         start = ma->base_address;
260         end = start + ma->length;
261         pxm = ma->proximity_domain;
262         node = setup_node(pxm);
263         if (node < 0) {
264                 printk(KERN_ERR "SRAT: Too many proximity domains.\n");
265                 bad_srat();
266                 return;
267         }
268         i = conflicting_memblks(start, end);
269         if (i == node) {
270                 printk(KERN_WARNING
271                 "SRAT: Warning: PXM %d (%lx-%lx) overlaps with itself (%Lx-%Lx)\n",
272                         pxm, start, end, nodes[i].start, nodes[i].end);
273         } else if (i >= 0) {
274                 printk(KERN_ERR
275                        "SRAT: PXM %d (%lx-%lx) overlaps with PXM %d (%Lx-%Lx)\n",
276                        pxm, start, end, node_to_pxm(i),
277                         nodes[i].start, nodes[i].end);
278                 bad_srat();
279                 return;
280         }
281         nd = &nodes[node];
282         oldnode = *nd;
283         if (!node_test_and_set(node, nodes_parsed)) {
284                 nd->start = start;
285                 nd->end = end;
286         } else {
287                 if (start < nd->start)
288                         nd->start = start;
289                 if (nd->end < end)
290                         nd->end = end;
291         }
292
293         printk(KERN_INFO "SRAT: Node %u PXM %u %lx-%lx\n", node, pxm,
294                start, end);
295
296         if (ma->flags & ACPI_SRAT_MEM_HOT_PLUGGABLE) {
297                 update_nodes_add(node, start, end);
298                 /* restore nodes[node] */
299                 *nd = oldnode;
300                 if ((nd->start | nd->end) == 0)
301                         node_clear(node, nodes_parsed);
302         }
303
304         node_memblk_range[num_node_memblks].start = start;
305         node_memblk_range[num_node_memblks].end = end;
306         memblk_nodeid[num_node_memblks] = node;
307         num_node_memblks++;
308 }
309
310 /* Sanity check to catch more bad SRATs (they are amazingly common).
311    Make sure the PXMs cover all memory. */
312 static int __init nodes_cover_memory(const struct bootnode *nodes)
313 {
314         int i;
315         unsigned long pxmram, e820ram;
316
317         pxmram = 0;
318         for_each_node_mask(i, nodes_parsed) {
319                 unsigned long s = nodes[i].start >> PAGE_SHIFT;
320                 unsigned long e = nodes[i].end >> PAGE_SHIFT;
321                 pxmram += e - s;
322                 pxmram -= __absent_pages_in_range(i, s, e);
323                 if ((long)pxmram < 0)
324                         pxmram = 0;
325         }
326
327         e820ram = max_pfn - (e820_hole_size(0, max_pfn<<PAGE_SHIFT)>>PAGE_SHIFT);
328         /* We seem to lose 3 pages somewhere. Allow 1M of slack. */
329         if ((long)(e820ram - pxmram) >= (1<<(20 - PAGE_SHIFT))) {
330                 printk(KERN_ERR
331         "SRAT: PXMs only cover %luMB of your %luMB e820 RAM. Not used.\n",
332                         (pxmram << PAGE_SHIFT) >> 20,
333                         (e820ram << PAGE_SHIFT) >> 20);
334                 return 0;
335         }
336         return 1;
337 }
338
339 void __init acpi_numa_arch_fixup(void) {}
340
341 int __init acpi_get_nodes(struct bootnode *physnodes)
342 {
343         int i;
344         int ret = 0;
345
346         for_each_node_mask(i, nodes_parsed) {
347                 physnodes[ret].start = nodes[i].start;
348                 physnodes[ret].end = nodes[i].end;
349                 ret++;
350         }
351         return ret;
352 }
353
354 /* Use the information discovered above to actually set up the nodes. */
355 int __init acpi_scan_nodes(unsigned long start, unsigned long end)
356 {
357         int i;
358
359         if (acpi_numa <= 0)
360                 return -1;
361
362         /* First clean up the node list */
363         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++)
364                 cutoff_node(i, start, end);
365
366         /*
367          * Join together blocks on the same node, holes between
368          * which don't overlap with memory on other nodes.
369          */
370         for (i = 0; i < num_node_memblks; ++i) {
371                 int j, k;
372
373                 for (j = i + 1; j < num_node_memblks; ++j) {
374                         unsigned long start, end;
375
376                         if (memblk_nodeid[i] != memblk_nodeid[j])
377                                 continue;
378                         start = min(node_memblk_range[i].end,
379                                     node_memblk_range[j].end);
380                         end = max(node_memblk_range[i].start,
381                                   node_memblk_range[j].start);
382                         for (k = 0; k < num_node_memblks; ++k) {
383                                 if (memblk_nodeid[i] == memblk_nodeid[k])
384                                         continue;
385                                 if (start < node_memblk_range[k].end &&
386                                     end > node_memblk_range[k].start)
387                                         break;
388                         }
389                         if (k < num_node_memblks)
390                                 continue;
391                         start = min(node_memblk_range[i].start,
392                                     node_memblk_range[j].start);
393                         end = max(node_memblk_range[i].end,
394                                   node_memblk_range[j].end);
395                         printk(KERN_INFO "SRAT: Node %d "
396                                "[%Lx,%Lx) + [%Lx,%Lx) -> [%lx,%lx)\n",
397                                memblk_nodeid[i],
398                                node_memblk_range[i].start,
399                                node_memblk_range[i].end,
400                                node_memblk_range[j].start,
401                                node_memblk_range[j].end,
402                                start, end);
403                         node_memblk_range[i].start = start;
404                         node_memblk_range[i].end = end;
405                         k = --num_node_memblks - j;
406                         memmove(memblk_nodeid + j, memblk_nodeid + j+1,
407                                 k * sizeof(*memblk_nodeid));
408                         memmove(node_memblk_range + j, node_memblk_range + j+1,
409                                 k * sizeof(*node_memblk_range));
410                         --j;
411                 }
412         }
413
414         memnode_shift = compute_hash_shift(node_memblk_range, num_node_memblks,
415                                            memblk_nodeid);
416         if (memnode_shift < 0) {
417                 printk(KERN_ERR
418                      "SRAT: No NUMA node hash function found. Contact maintainer\n");
419                 bad_srat();
420                 return -1;
421         }
422
423         for (i = 0; i < num_node_memblks; i++)
424                 e820_register_active_regions(memblk_nodeid[i],
425                                 node_memblk_range[i].start >> PAGE_SHIFT,
426                                 node_memblk_range[i].end >> PAGE_SHIFT);
427
428         /* for out of order entries in SRAT */
429         sort_node_map();
430         if (!nodes_cover_memory(nodes)) {
431                 bad_srat();
432                 return -1;
433         }
434
435         /* Account for nodes with cpus and no memory */
436         nodes_or(node_possible_map, nodes_parsed, cpu_nodes_parsed);
437
438         /* Finally register nodes */
439         for_each_node_mask(i, node_possible_map)
440                 setup_node_bootmem(i, nodes[i].start, nodes[i].end);
441         /* Try again in case setup_node_bootmem missed one due
442            to missing bootmem */
443         for_each_node_mask(i, node_possible_map)
444                 if (!node_online(i))
445                         setup_node_bootmem(i, nodes[i].start, nodes[i].end);
446
447         for (i = 0; i < nr_cpu_ids; i++) {
448                 int node = early_cpu_to_node(i);
449
450                 if (node == NUMA_NO_NODE)
451                         continue;
452                 if (!node_online(node))
453                         numa_clear_node(i);
454         }
455         numa_init_array();
456         return 0;
457 }
458
459 #ifdef CONFIG_NUMA_EMU
460 static int fake_node_to_pxm_map[MAX_NUMNODES] __initdata = {
461         [0 ... MAX_NUMNODES-1] = PXM_INVAL
462 };
463 static s16 fake_apicid_to_node[MAX_LOCAL_APIC] __initdata = {
464         [0 ... MAX_LOCAL_APIC-1] = NUMA_NO_NODE
465 };
466 static int __init find_node_by_addr(unsigned long addr)
467 {
468         int ret = NUMA_NO_NODE;
469         int i;
470
471         for_each_node_mask(i, nodes_parsed) {
472                 /*
473                  * Find the real node that this emulated node appears on.  For
474                  * the sake of simplicity, we only use a real node's starting
475                  * address to determine which emulated node it appears on.
476                  */
477                 if (addr >= nodes[i].start && addr < nodes[i].end) {
478                         ret = i;
479                         break;
480                 }
481         }
482         return ret;
483 }
484
485 /*
486  * In NUMA emulation, we need to setup proximity domain (_PXM) to node ID
487  * mappings that respect the real ACPI topology but reflect our emulated
488  * environment.  For each emulated node, we find which real node it appears on
489  * and create PXM to NID mappings for those fake nodes which mirror that
490  * locality.  SLIT will now represent the correct distances between emulated
491  * nodes as a result of the real topology.
492  */
493 void __init acpi_fake_nodes(const struct bootnode *fake_nodes, int num_nodes)
494 {
495         int i, j;
496
497         printk(KERN_INFO "Faking PXM affinity for fake nodes on real "
498                          "topology.\n");
499         for (i = 0; i < num_nodes; i++) {
500                 int nid, pxm;
501
502                 nid = find_node_by_addr(fake_nodes[i].start);
503                 if (nid == NUMA_NO_NODE)
504                         continue;
505                 pxm = node_to_pxm(nid);
506                 if (pxm == PXM_INVAL)
507                         continue;
508                 fake_node_to_pxm_map[i] = pxm;
509                 /*
510                  * For each apicid_to_node mapping that exists for this real
511                  * node, it must now point to the fake node ID.
512                  */
513                 for (j = 0; j < MAX_LOCAL_APIC; j++)
514                         if (apicid_to_node[j] == nid &&
515                             fake_apicid_to_node[j] == NUMA_NO_NODE)
516                                 fake_apicid_to_node[j] = i;
517         }
518         for (i = 0; i < num_nodes; i++)
519                 __acpi_map_pxm_to_node(fake_node_to_pxm_map[i], i);
520         memcpy(apicid_to_node, fake_apicid_to_node, sizeof(apicid_to_node));
521
522         nodes_clear(nodes_parsed);
523         for (i = 0; i < num_nodes; i++)
524                 if (fake_nodes[i].start != fake_nodes[i].end)
525                         node_set(i, nodes_parsed);
526 }
527
528 static int null_slit_node_compare(int a, int b)
529 {
530         return node_to_pxm(a) == node_to_pxm(b);
531 }
532 #else
533 static int null_slit_node_compare(int a, int b)
534 {
535         return a == b;
536 }
537 #endif /* CONFIG_NUMA_EMU */
538
539 int __node_distance(int a, int b)
540 {
541         int index;
542
543         if (!acpi_slit)
544                 return null_slit_node_compare(a, b) ? LOCAL_DISTANCE :
545                                                       REMOTE_DISTANCE;
546         index = acpi_slit->locality_count * node_to_pxm(a);
547         return acpi_slit->entry[index + node_to_pxm(b)];
548 }
549
550 EXPORT_SYMBOL(__node_distance);
551
552 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE) || defined(CONFIG_ACPI_HOTPLUG_MEMORY)
553 int memory_add_physaddr_to_nid(u64 start)
554 {
555         int i, ret = 0;
556
557         for_each_node(i)
558                 if (nodes_add[i].start <= start && nodes_add[i].end > start)
559                         ret = i;
560
561         return ret;
562 }
563 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_add_physaddr_to_nid);
564 #endif