x86: 64-bit, make sparsemem vmemmap the only memory model
[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
24 int acpi_numa __initdata;
25
26 static struct acpi_table_slit *acpi_slit;
27
28 static nodemask_t nodes_parsed __initdata;
29 static struct bootnode nodes[MAX_NUMNODES] __initdata;
30 static struct bootnode nodes_add[MAX_NUMNODES];
31 static int found_add_area __initdata;
32 int hotadd_percent __initdata = 0;
33
34 /* Too small nodes confuse the VM badly. Usually they result
35    from BIOS bugs. */
36 #define NODE_MIN_SIZE (4*1024*1024)
37
38 static __init int setup_node(int pxm)
39 {
40         return acpi_map_pxm_to_node(pxm);
41 }
42
43 static __init int conflicting_nodes(unsigned long start, unsigned long end)
44 {
45         int i;
46         for_each_node_mask(i, nodes_parsed) {
47                 struct bootnode *nd = &nodes[i];
48                 if (nd->start == nd->end)
49                         continue;
50                 if (nd->end > start && nd->start < end)
51                         return i;
52                 if (nd->end == end && nd->start == start)
53                         return i;
54         }
55         return -1;
56 }
57
58 static __init void cutoff_node(int i, unsigned long start, unsigned long end)
59 {
60         struct bootnode *nd = &nodes[i];
61
62         if (found_add_area)
63                 return;
64
65         if (nd->start < start) {
66                 nd->start = start;
67                 if (nd->end < nd->start)
68                         nd->start = nd->end;
69         }
70         if (nd->end > end) {
71                 nd->end = end;
72                 if (nd->start > nd->end)
73                         nd->start = nd->end;
74         }
75 }
76
77 static __init void bad_srat(void)
78 {
79         int i;
80         printk(KERN_ERR "SRAT: SRAT not used.\n");
81         acpi_numa = -1;
82         found_add_area = 0;
83         for (i = 0; i < MAX_LOCAL_APIC; i++)
84                 apicid_to_node[i] = NUMA_NO_NODE;
85         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++)
86                 nodes_add[i].start = nodes[i].end = 0;
87         remove_all_active_ranges();
88 }
89
90 static __init inline int srat_disabled(void)
91 {
92         return numa_off || acpi_numa < 0;
93 }
94
95 /*
96  * A lot of BIOS fill in 10 (= no distance) everywhere. This messes
97  * up the NUMA heuristics which wants the local node to have a smaller
98  * distance than the others.
99  * Do some quick checks here and only use the SLIT if it passes.
100  */
101 static __init int slit_valid(struct acpi_table_slit *slit)
102 {
103         int i, j;
104         int d = slit->locality_count;
105         for (i = 0; i < d; i++) {
106                 for (j = 0; j < d; j++)  {
107                         u8 val = slit->entry[d*i + j];
108                         if (i == j) {
109                                 if (val != LOCAL_DISTANCE)
110                                         return 0;
111                         } else if (val <= LOCAL_DISTANCE)
112                                 return 0;
113                 }
114         }
115         return 1;
116 }
117
118 /* Callback for SLIT parsing */
119 void __init acpi_numa_slit_init(struct acpi_table_slit *slit)
120 {
121         if (!slit_valid(slit)) {
122                 printk(KERN_INFO "ACPI: SLIT table looks invalid. Not used.\n");
123                 return;
124         }
125         acpi_slit = slit;
126 }
127
128 /* Callback for Proximity Domain -> LAPIC mapping */
129 void __init
130 acpi_numa_processor_affinity_init(struct acpi_srat_cpu_affinity *pa)
131 {
132         int pxm, node;
133         if (srat_disabled())
134                 return;
135         if (pa->header.length != sizeof(struct acpi_srat_cpu_affinity)) {
136                 bad_srat();
137                 return;
138         }
139         if ((pa->flags & ACPI_SRAT_CPU_ENABLED) == 0)
140                 return;
141         pxm = pa->proximity_domain_lo;
142         node = setup_node(pxm);
143         if (node < 0) {
144                 printk(KERN_ERR "SRAT: Too many proximity domains %x\n", pxm);
145                 bad_srat();
146                 return;
147         }
148         apicid_to_node[pa->apic_id] = node;
149         acpi_numa = 1;
150         printk(KERN_INFO "SRAT: PXM %u -> APIC %u -> Node %u\n",
151                pxm, pa->apic_id, node);
152 }
153
154 int update_end_of_memory(unsigned long end) {return -1;}
155 static int hotadd_enough_memory(struct bootnode *nd) {return 1;}
156 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
157 static inline int save_add_info(void) {return 1;}
158 #else
159 static inline int save_add_info(void) {return 0;}
160 #endif
161 /*
162  * Update nodes_add and decide if to include add are in the zone.
163  * Both SPARSE and RESERVE need nodes_add infomation.
164  * This code supports one contiguous hot add area per node.
165  */
166 static int reserve_hotadd(int node, unsigned long start, unsigned long end)
167 {
168         unsigned long s_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
169         unsigned long e_pfn = end >> PAGE_SHIFT;
170         int ret = 0, changed = 0;
171         struct bootnode *nd = &nodes_add[node];
172
173         /* I had some trouble with strange memory hotadd regions breaking
174            the boot. Be very strict here and reject anything unexpected.
175            If you want working memory hotadd write correct SRATs.
176
177            The node size check is a basic sanity check to guard against
178            mistakes */
179         if ((signed long)(end - start) < NODE_MIN_SIZE) {
180                 printk(KERN_ERR "SRAT: Hotplug area too small\n");
181                 return -1;
182         }
183
184         /* This check might be a bit too strict, but I'm keeping it for now. */
185         if (absent_pages_in_range(s_pfn, e_pfn) != e_pfn - s_pfn) {
186                 printk(KERN_ERR
187                         "SRAT: Hotplug area %lu -> %lu has existing memory\n",
188                         s_pfn, e_pfn);
189                 return -1;
190         }
191
192         if (!hotadd_enough_memory(&nodes_add[node]))  {
193                 printk(KERN_ERR "SRAT: Hotplug area too large\n");
194                 return -1;
195         }
196
197         /* Looks good */
198
199         if (nd->start == nd->end) {
200                 nd->start = start;
201                 nd->end = end;
202                 changed = 1;
203         } else {
204                 if (nd->start == end) {
205                         nd->start = start;
206                         changed = 1;
207                 }
208                 if (nd->end == start) {
209                         nd->end = end;
210                         changed = 1;
211                 }
212                 if (!changed)
213                         printk(KERN_ERR "SRAT: Hotplug zone not continuous. Partly ignored\n");
214         }
215
216         ret = update_end_of_memory(nd->end);
217
218         if (changed)
219                 printk(KERN_INFO "SRAT: hot plug zone found %Lx - %Lx\n", nd->start, nd->end);
220         return ret;
221 }
222
223 /* Callback for parsing of the Proximity Domain <-> Memory Area mappings */
224 void __init
225 acpi_numa_memory_affinity_init(struct acpi_srat_mem_affinity *ma)
226 {
227         struct bootnode *nd, oldnode;
228         unsigned long start, end;
229         int node, pxm;
230         int i;
231
232         if (srat_disabled())
233                 return;
234         if (ma->header.length != sizeof(struct acpi_srat_mem_affinity)) {
235                 bad_srat();
236                 return;
237         }
238         if ((ma->flags & ACPI_SRAT_MEM_ENABLED) == 0)
239                 return;
240
241         if ((ma->flags & ACPI_SRAT_MEM_HOT_PLUGGABLE) && !save_add_info())
242                 return;
243         start = ma->base_address;
244         end = start + ma->length;
245         pxm = ma->proximity_domain;
246         node = setup_node(pxm);
247         if (node < 0) {
248                 printk(KERN_ERR "SRAT: Too many proximity domains.\n");
249                 bad_srat();
250                 return;
251         }
252         i = conflicting_nodes(start, end);
253         if (i == node) {
254                 printk(KERN_WARNING
255                 "SRAT: Warning: PXM %d (%lx-%lx) overlaps with itself (%Lx-%Lx)\n",
256                         pxm, start, end, nodes[i].start, nodes[i].end);
257         } else if (i >= 0) {
258                 printk(KERN_ERR
259                        "SRAT: PXM %d (%lx-%lx) overlaps with PXM %d (%Lx-%Lx)\n",
260                        pxm, start, end, node_to_pxm(i),
261                         nodes[i].start, nodes[i].end);
262                 bad_srat();
263                 return;
264         }
265         nd = &nodes[node];
266         oldnode = *nd;
267         if (!node_test_and_set(node, nodes_parsed)) {
268                 nd->start = start;
269                 nd->end = end;
270         } else {
271                 if (start < nd->start)
272                         nd->start = start;
273                 if (nd->end < end)
274                         nd->end = end;
275         }
276
277         printk(KERN_INFO "SRAT: Node %u PXM %u %Lx-%Lx\n", node, pxm,
278                nd->start, nd->end);
279         e820_register_active_regions(node, nd->start >> PAGE_SHIFT,
280                                                 nd->end >> PAGE_SHIFT);
281         push_node_boundaries(node, nd->start >> PAGE_SHIFT,
282                                                 nd->end >> PAGE_SHIFT);
283
284         if ((ma->flags & ACPI_SRAT_MEM_HOT_PLUGGABLE) &&
285             (reserve_hotadd(node, start, end) < 0)) {
286                 /* Ignore hotadd region. Undo damage */
287                 printk(KERN_NOTICE "SRAT: Hotplug region ignored\n");
288                 *nd = oldnode;
289                 if ((nd->start | nd->end) == 0)
290                         node_clear(node, nodes_parsed);
291         }
292 }
293
294 /* Sanity check to catch more bad SRATs (they are amazingly common).
295    Make sure the PXMs cover all memory. */
296 static int __init nodes_cover_memory(const struct bootnode *nodes)
297 {
298         int i;
299         unsigned long pxmram, e820ram;
300
301         pxmram = 0;
302         for_each_node_mask(i, nodes_parsed) {
303                 unsigned long s = nodes[i].start >> PAGE_SHIFT;
304                 unsigned long e = nodes[i].end >> PAGE_SHIFT;
305                 pxmram += e - s;
306                 pxmram -= absent_pages_in_range(s, e);
307                 if ((long)pxmram < 0)
308                         pxmram = 0;
309         }
310
311         e820ram = end_pfn - absent_pages_in_range(0, end_pfn);
312         /* We seem to lose 3 pages somewhere. Allow a bit of slack. */
313         if ((long)(e820ram - pxmram) >= 1*1024*1024) {
314                 printk(KERN_ERR
315         "SRAT: PXMs only cover %luMB of your %luMB e820 RAM. Not used.\n",
316                         (pxmram << PAGE_SHIFT) >> 20,
317                         (e820ram << PAGE_SHIFT) >> 20);
318                 return 0;
319         }
320         return 1;
321 }
322
323 static void unparse_node(int node)
324 {
325         int i;
326         node_clear(node, nodes_parsed);
327         for (i = 0; i < MAX_LOCAL_APIC; i++) {
328                 if (apicid_to_node[i] == node)
329                         apicid_to_node[i] = NUMA_NO_NODE;
330         }
331 }
332
333 void __init acpi_numa_arch_fixup(void) {}
334
335 /* Use the information discovered above to actually set up the nodes. */
336 int __init acpi_scan_nodes(unsigned long start, unsigned long end)
337 {
338         int i;
339
340         if (acpi_numa <= 0)
341                 return -1;
342
343         /* First clean up the node list */
344         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
345                 cutoff_node(i, start, end);
346                 if ((nodes[i].end - nodes[i].start) < NODE_MIN_SIZE) {
347                         unparse_node(i);
348                         node_set_offline(i);
349                 }
350         }
351
352         if (!nodes_cover_memory(nodes)) {
353                 bad_srat();
354                 return -1;
355         }
356
357         memnode_shift = compute_hash_shift(nodes, MAX_NUMNODES);
358         if (memnode_shift < 0) {
359                 printk(KERN_ERR
360                      "SRAT: No NUMA node hash function found. Contact maintainer\n");
361                 bad_srat();
362                 return -1;
363         }
364
365         node_possible_map = nodes_parsed;
366
367         /* Finally register nodes */
368         for_each_node_mask(i, node_possible_map)
369                 setup_node_bootmem(i, nodes[i].start, nodes[i].end);
370         /* Try again in case setup_node_bootmem missed one due
371            to missing bootmem */
372         for_each_node_mask(i, node_possible_map)
373                 if (!node_online(i))
374                         setup_node_bootmem(i, nodes[i].start, nodes[i].end);
375
376         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++) {
377                 if (cpu_to_node(i) == NUMA_NO_NODE)
378                         continue;
379                 if (!node_isset(cpu_to_node(i), node_possible_map))
380                         numa_set_node(i, NUMA_NO_NODE);
381         }
382         numa_init_array();
383         return 0;
384 }
385
386 #ifdef CONFIG_NUMA_EMU
387 static int __init find_node_by_addr(unsigned long addr)
388 {
389         int ret = NUMA_NO_NODE;
390         int i;
391
392         for_each_node_mask(i, nodes_parsed) {
393                 /*
394                  * Find the real node that this emulated node appears on.  For
395                  * the sake of simplicity, we only use a real node's starting
396                  * address to determine which emulated node it appears on.
397                  */
398                 if (addr >= nodes[i].start && addr < nodes[i].end) {
399                         ret = i;
400                         break;
401                 }
402         }
403         return i;
404 }
405
406 /*
407  * In NUMA emulation, we need to setup proximity domain (_PXM) to node ID
408  * mappings that respect the real ACPI topology but reflect our emulated
409  * environment.  For each emulated node, we find which real node it appears on
410  * and create PXM to NID mappings for those fake nodes which mirror that
411  * locality.  SLIT will now represent the correct distances between emulated
412  * nodes as a result of the real topology.
413  */
414 void __init acpi_fake_nodes(const struct bootnode *fake_nodes, int num_nodes)
415 {
416         int i, j;
417         int fake_node_to_pxm_map[MAX_NUMNODES] = {
418                 [0 ... MAX_NUMNODES-1] = PXM_INVAL
419         };
420         unsigned char fake_apicid_to_node[MAX_LOCAL_APIC] = {
421                 [0 ... MAX_LOCAL_APIC-1] = NUMA_NO_NODE
422         };
423
424         printk(KERN_INFO "Faking PXM affinity for fake nodes on real "
425                          "topology.\n");
426         for (i = 0; i < num_nodes; i++) {
427                 int nid, pxm;
428
429                 nid = find_node_by_addr(fake_nodes[i].start);
430                 if (nid == NUMA_NO_NODE)
431                         continue;
432                 pxm = node_to_pxm(nid);
433                 if (pxm == PXM_INVAL)
434                         continue;
435                 fake_node_to_pxm_map[i] = pxm;
436                 /*
437                  * For each apicid_to_node mapping that exists for this real
438                  * node, it must now point to the fake node ID.
439                  */
440                 for (j = 0; j < MAX_LOCAL_APIC; j++)
441                         if (apicid_to_node[j] == nid)
442                                 fake_apicid_to_node[j] = i;
443         }
444         for (i = 0; i < num_nodes; i++)
445                 __acpi_map_pxm_to_node(fake_node_to_pxm_map[i], i);
446         memcpy(apicid_to_node, fake_apicid_to_node, sizeof(apicid_to_node));
447
448         nodes_clear(nodes_parsed);
449         for (i = 0; i < num_nodes; i++)
450                 if (fake_nodes[i].start != fake_nodes[i].end)
451                         node_set(i, nodes_parsed);
452         WARN_ON(!nodes_cover_memory(fake_nodes));
453 }
454
455 static int null_slit_node_compare(int a, int b)
456 {
457         return node_to_pxm(a) == node_to_pxm(b);
458 }
459 #else
460 static int null_slit_node_compare(int a, int b)
461 {
462         return a == b;
463 }
464 #endif /* CONFIG_NUMA_EMU */
465
466 void __init srat_reserve_add_area(int nodeid)
467 {
468         if (found_add_area && nodes_add[nodeid].end) {
469                 u64 total_mb;
470
471                 printk(KERN_INFO "SRAT: Reserving hot-add memory space "
472                                 "for node %d at %Lx-%Lx\n",
473                         nodeid, nodes_add[nodeid].start, nodes_add[nodeid].end);
474                 total_mb = (nodes_add[nodeid].end - nodes_add[nodeid].start)
475                                         >> PAGE_SHIFT;
476                 total_mb *= sizeof(struct page);
477                 total_mb >>= 20;
478                 printk(KERN_INFO "SRAT: This will cost you %Lu MB of "
479                                 "pre-allocated memory.\n", (unsigned long long)total_mb);
480                 reserve_bootmem_node(NODE_DATA(nodeid), nodes_add[nodeid].start,
481                                nodes_add[nodeid].end - nodes_add[nodeid].start);
482         }
483 }
484
485 int __node_distance(int a, int b)
486 {
487         int index;
488
489         if (!acpi_slit)
490                 return null_slit_node_compare(a, b) ? LOCAL_DISTANCE :
491                                                       REMOTE_DISTANCE;
492         index = acpi_slit->locality_count * node_to_pxm(a);
493         return acpi_slit->entry[index + node_to_pxm(b)];
494 }
495
496 EXPORT_SYMBOL(__node_distance);
497
498 int memory_add_physaddr_to_nid(u64 start)
499 {
500         int i, ret = 0;
501
502         for_each_node(i)
503                 if (nodes_add[i].start <= start && nodes_add[i].end > start)
504                         ret = i;
505
506         return ret;
507 }
508 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_add_physaddr_to_nid);
509