[PATCH] Remove i386_ksyms.c, almost.
[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 <asm/e820.h>
34 #include <asm/setup.h>
35 #include <asm/mmzone.h>
36 #include <bios_ebda.h>
37
38 struct pglist_data *node_data[MAX_NUMNODES];
39 EXPORT_SYMBOL(node_data);
40 bootmem_data_t node0_bdata;
41
42 /*
43  * numa interface - we expect the numa architecture specfic code to have
44  *                  populated the following initialisation.
45  *
46  * 1) node_online_map  - the map of all nodes configured (online) in the system
47  * 2) node_start_pfn   - the starting page frame number for a node
48  * 3) node_end_pfn     - the ending page fram number for a node
49  */
50 unsigned long node_start_pfn[MAX_NUMNODES];
51 unsigned long node_end_pfn[MAX_NUMNODES];
52
53
54 #ifdef CONFIG_DISCONTIGMEM
55 /*
56  * 4) physnode_map     - the mapping between a pfn and owning node
57  * physnode_map keeps track of the physical memory layout of a generic
58  * numa node on a 256Mb break (each element of the array will
59  * represent 256Mb of memory and will be marked by the node id.  so,
60  * if the first gig is on node 0, and the second gig is on node 1
61  * physnode_map will contain:
62  *
63  *     physnode_map[0-3] = 0;
64  *     physnode_map[4-7] = 1;
65  *     physnode_map[8- ] = -1;
66  */
67 s8 physnode_map[MAX_ELEMENTS] = { [0 ... (MAX_ELEMENTS - 1)] = -1};
68 EXPORT_SYMBOL(physnode_map);
69
70 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end)
71 {
72         unsigned long pfn;
73
74         printk(KERN_INFO "Node: %d, start_pfn: %ld, end_pfn: %ld\n",
75                         nid, start, end);
76         printk(KERN_DEBUG "  Setting physnode_map array to node %d for pfns:\n", nid);
77         printk(KERN_DEBUG "  ");
78         for (pfn = start; pfn < end; pfn += PAGES_PER_ELEMENT) {
79                 physnode_map[pfn / PAGES_PER_ELEMENT] = nid;
80                 printk("%ld ", pfn);
81         }
82         printk("\n");
83 }
84
85 unsigned long node_memmap_size_bytes(int nid, unsigned long start_pfn,
86                                               unsigned long end_pfn)
87 {
88         unsigned long nr_pages = end_pfn - start_pfn;
89
90         if (!nr_pages)
91                 return 0;
92
93         return (nr_pages + 1) * sizeof(struct page);
94 }
95 #endif
96
97 extern unsigned long find_max_low_pfn(void);
98 extern void find_max_pfn(void);
99 extern void one_highpage_init(struct page *, int, int);
100
101 extern struct e820map e820;
102 extern unsigned long init_pg_tables_end;
103 extern unsigned long highend_pfn, highstart_pfn;
104 extern unsigned long max_low_pfn;
105 extern unsigned long totalram_pages;
106 extern unsigned long totalhigh_pages;
107
108 #define LARGE_PAGE_BYTES (PTRS_PER_PTE * PAGE_SIZE)
109
110 unsigned long node_remap_start_pfn[MAX_NUMNODES];
111 unsigned long node_remap_size[MAX_NUMNODES];
112 unsigned long node_remap_offset[MAX_NUMNODES];
113 void *node_remap_start_vaddr[MAX_NUMNODES];
114 void set_pmd_pfn(unsigned long vaddr, unsigned long pfn, pgprot_t flags);
115
116 void *node_remap_end_vaddr[MAX_NUMNODES];
117 void *node_remap_alloc_vaddr[MAX_NUMNODES];
118
119 /*
120  * FLAT - support for basic PC memory model with discontig enabled, essentially
121  *        a single node with all available processors in it with a flat
122  *        memory map.
123  */
124 int __init get_memcfg_numa_flat(void)
125 {
126         printk("NUMA - single node, flat memory mode\n");
127
128         /* Run the memory configuration and find the top of memory. */
129         find_max_pfn();
130         node_start_pfn[0] = 0;
131         node_end_pfn[0] = max_pfn;
132         memory_present(0, 0, max_pfn);
133
134         /* Indicate there is one node available. */
135         nodes_clear(node_online_map);
136         node_set_online(0);
137         return 1;
138 }
139
140 /*
141  * Find the highest page frame number we have available for the node
142  */
143 static void __init find_max_pfn_node(int nid)
144 {
145         if (node_end_pfn[nid] > max_pfn)
146                 node_end_pfn[nid] = max_pfn;
147         /*
148          * if a user has given mem=XXXX, then we need to make sure 
149          * that the node _starts_ before that, too, not just ends
150          */
151         if (node_start_pfn[nid] > max_pfn)
152                 node_start_pfn[nid] = max_pfn;
153         if (node_start_pfn[nid] > node_end_pfn[nid])
154                 BUG();
155 }
156
157 /* Find the owning node for a pfn. */
158 int early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
159 {
160         int nid;
161
162         for_each_node(nid) {
163                 if (node_end_pfn[nid] == 0)
164                         break;
165                 if (node_start_pfn[nid] <= pfn && node_end_pfn[nid] >= pfn)
166                         return nid;
167         }
168
169         return 0;
170 }
171
172 /* 
173  * Allocate memory for the pg_data_t for this node via a crude pre-bootmem
174  * method.  For node zero take this from the bottom of memory, for
175  * subsequent nodes place them at node_remap_start_vaddr which contains
176  * node local data in physically node local memory.  See setup_memory()
177  * for details.
178  */
179 static void __init allocate_pgdat(int nid)
180 {
181         if (nid && node_has_online_mem(nid))
182                 NODE_DATA(nid) = (pg_data_t *)node_remap_start_vaddr[nid];
183         else {
184                 NODE_DATA(nid) = (pg_data_t *)(__va(min_low_pfn << PAGE_SHIFT));
185                 min_low_pfn += PFN_UP(sizeof(pg_data_t));
186         }
187 }
188
189 void *alloc_remap(int nid, unsigned long size)
190 {
191         void *allocation = node_remap_alloc_vaddr[nid];
192
193         size = ALIGN(size, L1_CACHE_BYTES);
194
195         if (!allocation || (allocation + size) >= node_remap_end_vaddr[nid])
196                 return 0;
197
198         node_remap_alloc_vaddr[nid] += size;
199         memset(allocation, 0, size);
200
201         return allocation;
202 }
203
204 void __init remap_numa_kva(void)
205 {
206         void *vaddr;
207         unsigned long pfn;
208         int node;
209
210         for_each_online_node(node) {
211                 for (pfn=0; pfn < node_remap_size[node]; pfn += PTRS_PER_PTE) {
212                         vaddr = node_remap_start_vaddr[node]+(pfn<<PAGE_SHIFT);
213                         set_pmd_pfn((ulong) vaddr, 
214                                 node_remap_start_pfn[node] + pfn, 
215                                 PAGE_KERNEL_LARGE);
216                 }
217         }
218 }
219
220 static unsigned long calculate_numa_remap_pages(void)
221 {
222         int nid;
223         unsigned long size, reserve_pages = 0;
224         unsigned long pfn;
225
226         for_each_online_node(nid) {
227                 /*
228                  * The acpi/srat node info can show hot-add memroy zones
229                  * where memory could be added but not currently present.
230                  */
231                 if (node_start_pfn[nid] > max_pfn)
232                         continue;
233                 if (node_end_pfn[nid] > max_pfn)
234                         node_end_pfn[nid] = max_pfn;
235
236                 /* ensure the remap includes space for the pgdat. */
237                 size = node_remap_size[nid] + sizeof(pg_data_t);
238
239                 /* convert size to large (pmd size) pages, rounding up */
240                 size = (size + LARGE_PAGE_BYTES - 1) / LARGE_PAGE_BYTES;
241                 /* now the roundup is correct, convert to PAGE_SIZE pages */
242                 size = size * PTRS_PER_PTE;
243
244                 /*
245                  * Validate the region we are allocating only contains valid
246                  * pages.
247                  */
248                 for (pfn = node_end_pfn[nid] - size;
249                      pfn < node_end_pfn[nid]; pfn++)
250                         if (!page_is_ram(pfn))
251                                 break;
252
253                 if (pfn != node_end_pfn[nid])
254                         size = 0;
255
256                 printk("Reserving %ld pages of KVA for lmem_map of node %d\n",
257                                 size, nid);
258                 node_remap_size[nid] = size;
259                 node_remap_offset[nid] = reserve_pages;
260                 reserve_pages += size;
261                 printk("Shrinking node %d from %ld pages to %ld pages\n",
262                         nid, node_end_pfn[nid], node_end_pfn[nid] - size);
263                 node_end_pfn[nid] -= size;
264                 node_remap_start_pfn[nid] = node_end_pfn[nid];
265         }
266         printk("Reserving total of %ld pages for numa KVA remap\n",
267                         reserve_pages);
268         return reserve_pages;
269 }
270
271 extern void setup_bootmem_allocator(void);
272 unsigned long __init setup_memory(void)
273 {
274         int nid;
275         unsigned long system_start_pfn, system_max_low_pfn;
276         unsigned long reserve_pages;
277
278         /*
279          * When mapping a NUMA machine we allocate the node_mem_map arrays
280          * from node local memory.  They are then mapped directly into KVA
281          * between zone normal and vmalloc space.  Calculate the size of
282          * this space and use it to adjust the boundry between ZONE_NORMAL
283          * and ZONE_HIGHMEM.
284          */
285         find_max_pfn();
286         get_memcfg_numa();
287
288         reserve_pages = calculate_numa_remap_pages();
289
290         /* partially used pages are not usable - thus round upwards */
291         system_start_pfn = min_low_pfn = PFN_UP(init_pg_tables_end);
292
293         system_max_low_pfn = max_low_pfn = find_max_low_pfn() - reserve_pages;
294         printk("reserve_pages = %ld find_max_low_pfn() ~ %ld\n",
295                         reserve_pages, max_low_pfn + reserve_pages);
296         printk("max_pfn = %ld\n", max_pfn);
297 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
298         highstart_pfn = highend_pfn = max_pfn;
299         if (max_pfn > system_max_low_pfn)
300                 highstart_pfn = system_max_low_pfn;
301         printk(KERN_NOTICE "%ldMB HIGHMEM available.\n",
302                pages_to_mb(highend_pfn - highstart_pfn));
303 #endif
304         printk(KERN_NOTICE "%ldMB LOWMEM available.\n",
305                         pages_to_mb(system_max_low_pfn));
306         printk("min_low_pfn = %ld, max_low_pfn = %ld, highstart_pfn = %ld\n", 
307                         min_low_pfn, max_low_pfn, highstart_pfn);
308
309         printk("Low memory ends at vaddr %08lx\n",
310                         (ulong) pfn_to_kaddr(max_low_pfn));
311         for_each_online_node(nid) {
312                 node_remap_start_vaddr[nid] = pfn_to_kaddr(
313                                 highstart_pfn + node_remap_offset[nid]);
314                 /* Init the node remap allocator */
315                 node_remap_end_vaddr[nid] = node_remap_start_vaddr[nid] +
316                         (node_remap_size[nid] * PAGE_SIZE);
317                 node_remap_alloc_vaddr[nid] = node_remap_start_vaddr[nid] +
318                         ALIGN(sizeof(pg_data_t), PAGE_SIZE);
319
320                 allocate_pgdat(nid);
321                 printk ("node %d will remap to vaddr %08lx - %08lx\n", nid,
322                         (ulong) node_remap_start_vaddr[nid],
323                         (ulong) pfn_to_kaddr(highstart_pfn
324                            + node_remap_offset[nid] + node_remap_size[nid]));
325         }
326         printk("High memory starts at vaddr %08lx\n",
327                         (ulong) pfn_to_kaddr(highstart_pfn));
328         vmalloc_earlyreserve = reserve_pages * PAGE_SIZE;
329         for_each_online_node(nid)
330                 find_max_pfn_node(nid);
331
332         memset(NODE_DATA(0), 0, sizeof(struct pglist_data));
333         NODE_DATA(0)->bdata = &node0_bdata;
334         setup_bootmem_allocator();
335         return max_low_pfn;
336 }
337
338 void __init zone_sizes_init(void)
339 {
340         int nid;
341
342         /*
343          * Insert nodes into pgdat_list backward so they appear in order.
344          * Clobber node 0's links and NULL out pgdat_list before starting.
345          */
346         pgdat_list = NULL;
347         for (nid = MAX_NUMNODES - 1; nid >= 0; nid--) {
348                 if (!node_online(nid))
349                         continue;
350                 NODE_DATA(nid)->pgdat_next = pgdat_list;
351                 pgdat_list = NODE_DATA(nid);
352         }
353
354         for_each_online_node(nid) {
355                 unsigned long zones_size[MAX_NR_ZONES] = {0, 0, 0};
356                 unsigned long *zholes_size;
357                 unsigned int max_dma;
358
359                 unsigned long low = max_low_pfn;
360                 unsigned long start = node_start_pfn[nid];
361                 unsigned long high = node_end_pfn[nid];
362
363                 max_dma = virt_to_phys((char *)MAX_DMA_ADDRESS) >> PAGE_SHIFT;
364
365                 if (node_has_online_mem(nid)){
366                         if (start > low) {
367 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
368                                 BUG_ON(start > high);
369                                 zones_size[ZONE_HIGHMEM] = high - start;
370 #endif
371                         } else {
372                                 if (low < max_dma)
373                                         zones_size[ZONE_DMA] = low;
374                                 else {
375                                         BUG_ON(max_dma > low);
376                                         BUG_ON(low > high);
377                                         zones_size[ZONE_DMA] = max_dma;
378                                         zones_size[ZONE_NORMAL] = low - max_dma;
379 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
380                                         zones_size[ZONE_HIGHMEM] = high - low;
381 #endif
382                                 }
383                         }
384                 }
385
386                 zholes_size = get_zholes_size(nid);
387
388                 free_area_init_node(nid, NODE_DATA(nid), zones_size, start,
389                                 zholes_size);
390         }
391         return;
392 }
393
394 void __init set_highmem_pages_init(int bad_ppro) 
395 {
396 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
397         struct zone *zone;
398         struct page *page;
399
400         for_each_zone(zone) {
401                 unsigned long node_pfn, zone_start_pfn, zone_end_pfn;
402
403                 if (!is_highmem(zone))
404                         continue;
405
406                 zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
407                 zone_end_pfn = zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
408
409                 printk("Initializing %s for node %d (%08lx:%08lx)\n",
410                                 zone->name, zone->zone_pgdat->node_id,
411                                 zone_start_pfn, zone_end_pfn);
412
413                 for (node_pfn = zone_start_pfn; node_pfn < zone_end_pfn; node_pfn++) {
414                         if (!pfn_valid(node_pfn))
415                                 continue;
416                         page = pfn_to_page(node_pfn);
417                         one_highpage_init(page, node_pfn, bad_ppro);
418                 }
419         }
420         totalram_pages += totalhigh_pages;
421 #endif
422 }