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 /* bitmap length; _PXM is at most 255 */
  43 #define PXM_BITMAP_LEN (MAX_PXM_DOMAINS / 8)
  44 static u8 pxm_bitmap[PXM_BITMAP_LEN];   /* bitmap of proximity domains */
  45
  46 #define MAX_CHUNKS_PER_NODE     4
  47 #define MAXCHUNKS               (MAX_CHUNKS_PER_NODE * MAX_NUMNODES)
  48 struct node_memory_chunk_s {
  49         unsigned long   start_pfn;
  50         unsigned long   end_pfn;
  51         u8      pxm;            // proximity domain of node
  52         u8      nid;            // which cnode contains this chunk?
  53         u8      bank;           // which mem bank on this node
  54 };
  55 static struct node_memory_chunk_s node_memory_chunk[MAXCHUNKS];
  56
  57 static int num_memory_chunks;           /* total number of memory chunks */
  58 static int zholes_size_init;
  59 static unsigned long zholes_size[MAX_NUMNODES * MAX_NR_ZONES];
  60
  61 extern void * boot_ioremap(unsigned long, unsigned long);
  62
  63 /* Identify CPU proximity domains */
  64 static void __init parse_cpu_affinity_structure(char *p)
  65 {
  66         struct acpi_table_processor_affinity *cpu_affinity =
  67                                 (struct acpi_table_processor_affinity *) p;
  68
  69         if (!cpu_affinity->flags.enabled)
  70                 return;         /* empty entry */
  71
  72         /* mark this node as "seen" in node bitmap */
  73         BMAP_SET(pxm_bitmap, cpu_affinity->proximity_domain);
  74
  75         printk("CPU 0x%02X in proximity domain 0x%02X\n",
  76                 cpu_affinity->apic_id, cpu_affinity->proximity_domain);
  77 }
  78
  79 /*
  80  * Identify memory proximity domains and hot-remove capabilities.
  81  * Fill node memory chunk list structure.
  82  */
  83 static void __init parse_memory_affinity_structure (char *sratp)
  84 {
  85         unsigned long long paddr, size;
  86         unsigned long start_pfn, end_pfn;
  87         u8 pxm;
  88         struct node_memory_chunk_s *p, *q, *pend;
  89         struct acpi_table_memory_affinity *memory_affinity =
  90                         (struct acpi_table_memory_affinity *) sratp;
  91
  92         if (!memory_affinity->flags.enabled)
  93                 return;         /* empty entry */
  94
  95         /* mark this node as "seen" in node bitmap */
  96         BMAP_SET(pxm_bitmap, memory_affinity->proximity_domain);
  97
  98         /* calculate info for memory chunk structure */
  99         paddr = memory_affinity->base_addr_hi;
 100         paddr = (paddr << 32) | memory_affinity->base_addr_lo;
 101         size = memory_affinity->length_hi;
 102         size = (size << 32) | memory_affinity->length_lo;
 103
 104         start_pfn = paddr >> PAGE_SHIFT;
 105         end_pfn = (paddr + size) >> PAGE_SHIFT;
 106
 107         pxm = memory_affinity->proximity_domain;
 108
 109         if (num_memory_chunks >= MAXCHUNKS) {
 110                 printk("Too many mem chunks in SRAT. Ignoring %lld MBytes at %llx\n",
 111                         size/(1024*1024), paddr);
 112                 return;
 113         }
 114
 115         /* Insertion sort based on base address */
 116         pend = &node_memory_chunk[num_memory_chunks];
 117         for (p = &node_memory_chunk[0]; p < pend; p++) {
 118                 if (start_pfn < p->start_pfn)
 119                         break;
 120         }
 121         if (p < pend) {
 122                 for (q = pend; q >= p; q--)
 123                         *(q + 1) = *q;
 124         }
 125         p->start_pfn = start_pfn;
 126         p->end_pfn = end_pfn;
 127         p->pxm = pxm;
 128
 129         num_memory_chunks++;
 130
 131         printk("Memory range 0x%lX to 0x%lX (type 0x%X) in proximity domain 0x%02X %s\n",
 132                 start_pfn, end_pfn,
 133                 memory_affinity->memory_type,
 134                 memory_affinity->proximity_domain,
 135                 (memory_affinity->flags.hot_pluggable ?
 136                  "enabled and removable" : "enabled" ) );
 137 }
 138
 139 #if MAX_NR_ZONES != 4
 140 #error "MAX_NR_ZONES != 4, chunk_to_zone requires review"
 141 #endif
 142 /* Take a chunk of pages from page frame cstart to cend and count the number
 143  * of pages in each zone, returned via zones[].
 144  */
 145 static __init void chunk_to_zones(unsigned long cstart, unsigned long cend,
 146                 unsigned long *zones)
 147 {
 148         unsigned long max_dma;
 149         extern unsigned long max_low_pfn;
 150
 151         int z;
 152         unsigned long rend;
 153
 154         /* FIXME: MAX_DMA_ADDRESS and max_low_pfn are trying to provide
 155          * similarly scoped information and should be handled in a consistant
 156          * manner.
 157          */
 158         max_dma = virt_to_phys((char *)MAX_DMA_ADDRESS) >> PAGE_SHIFT;
 159
 160         /* Split the hole into the zones in which it falls.  Repeatedly
 161          * take the segment in which the remaining hole starts, round it
 162          * to the end of that zone.
 163          */
 164         memset(zones, 0, MAX_NR_ZONES * sizeof(long));
 165         while (cstart < cend) {
 166                 if (cstart < max_dma) {
 167                         z = ZONE_DMA;
 168                         rend = (cend < max_dma)? cend : max_dma;
 169
 170                 } else if (cstart < max_low_pfn) {
 171                         z = ZONE_NORMAL;
 172                         rend = (cend < max_low_pfn)? cend : max_low_pfn;
 173
 174                 } else {
 175                         z = ZONE_HIGHMEM;
 176                         rend = cend;
 177                 }
 178                 zones[z] += rend - cstart;
 179                 cstart = rend;
 180         }
 181 }
 182
 183 /*
 184  * The SRAT table always lists ascending addresses, so can always
 185  * assume that the first "start" address that you see is the real
 186  * start of the node, and that the current "end" address is after
 187  * the previous one.
 188  */
 189 static __init void node_read_chunk(int nid, struct node_memory_chunk_s *memory_chunk)
 190 {
 191         /*
 192          * Only add present memory as told by the e820.
 193          * There is no guarantee from the SRAT that the memory it
 194          * enumerates is present at boot time because it represents
 195          * *possible* memory hotplug areas the same as normal RAM.
 196          */
 197         if (memory_chunk->start_pfn >= max_pfn) {
 198                 printk (KERN_INFO "Ignoring SRAT pfns: 0x%08lx -> %08lx\n",
 199                         memory_chunk->start_pfn, memory_chunk->end_pfn);
 200                 return;
 201         }
 202         if (memory_chunk->nid != nid)
 203                 return;
 204
 205         if (!node_has_online_mem(nid))
 206                 node_start_pfn[nid] = memory_chunk->start_pfn;
 207
 208         if (node_start_pfn[nid] > memory_chunk->start_pfn)
 209                 node_start_pfn[nid] = memory_chunk->start_pfn;
 210
 211         if (node_end_pfn[nid] < memory_chunk->end_pfn)
 212                 node_end_pfn[nid] = memory_chunk->end_pfn;
 213 }
 214
 215 /* Parse the ACPI Static Resource Affinity Table */
 216 static int __init acpi20_parse_srat(struct acpi_table_srat *sratp)
 217 {
 218         u8 *start, *end, *p;
 219         int i, j, nid;
 220
 221         start = (u8 *)(&(sratp->reserved) + 1); /* skip header */
 222         p = start;
 223         end = (u8 *)sratp + sratp->header.length;
 224
 225         memset(pxm_bitmap, 0, sizeof(pxm_bitmap));      /* init proximity domain bitmap */
 226         memset(node_memory_chunk, 0, sizeof(node_memory_chunk));
 227         memset(zholes_size, 0, sizeof(zholes_size));
 228
 229         num_memory_chunks = 0;
 230         while (p < end) {
 231                 switch (*p) {
 232                 case ACPI_SRAT_PROCESSOR_AFFINITY:
 233                         parse_cpu_affinity_structure(p);
 234                         break;
 235                 case ACPI_SRAT_MEMORY_AFFINITY:
 236                         parse_memory_affinity_structure(p);
 237                         break;
 238                 default:
 239                         printk("ACPI 2.0 SRAT: unknown entry skipped: type=0x%02X, len=%d\n", p[0], p[1]);
 240                         break;
 241                 }
 242                 p += p[1];
 243                 if (p[1] == 0) {
 244                         printk("acpi20_parse_srat: Entry length value is zero;"
 245                                 " can't parse any further!\n");
 246                         break;
 247                 }
 248         }
 249
 250         if (num_memory_chunks == 0) {
 251                 printk("could not finy any ACPI SRAT memory areas.\n");
 252                 goto out_fail;
 253         }
 254
 255         /* Calculate total number of nodes in system from PXM bitmap and create
 256          * a set of sequential node IDs starting at zero.  (ACPI doesn't seem
 257          * to specify the range of _PXM values.)
 258          */
 259         /*
 260          * MCD - we no longer HAVE to number nodes sequentially.  PXM domain
 261          * numbers could go as high as 256, and MAX_NUMNODES for i386 is typically
 262          * 32, so we will continue numbering them in this manner until MAX_NUMNODES
 263          * approaches MAX_PXM_DOMAINS for i386.
 264          */
 265         nodes_clear(node_online_map);
 266         for (i = 0; i < MAX_PXM_DOMAINS; i++) {
 267                 if (BMAP_TEST(pxm_bitmap, i)) {
 268                         int nid = acpi_map_pxm_to_node(i);
 269                         node_set_online(nid);
 270                 }
 271         }
 272         BUG_ON(num_online_nodes() == 0);
 273
 274         /* set cnode id in memory chunk structure */
 275         for (i = 0; i < num_memory_chunks; i++)
 276                 node_memory_chunk[i].nid = pxm_to_node(node_memory_chunk[i].pxm);
 277
 278         printk("pxm bitmap: ");
 279         for (i = 0; i < sizeof(pxm_bitmap); i++) {
 280                 printk("%02X ", pxm_bitmap[i]);
 281         }
 282         printk("\n");
 283         printk("Number of logical nodes in system = %d\n", num_online_nodes());
 284         printk("Number of memory chunks in system = %d\n", num_memory_chunks);
 285
 286         for (j = 0; j < num_memory_chunks; j++){
 287                 struct node_memory_chunk_s * chunk = &node_memory_chunk[j];
 288                 printk("chunk %d nid %d start_pfn %08lx end_pfn %08lx\n",
 289                        j, chunk->nid, chunk->start_pfn, chunk->end_pfn);
 290                 node_read_chunk(chunk->nid, chunk);
 291         }
 292
 293         for_each_online_node(nid) {
 294                 unsigned long start = node_start_pfn[nid];
 295                 unsigned long end = node_end_pfn[nid];
 296
 297                 memory_present(nid, start, end);
 298                 node_remap_size[nid] = node_memmap_size_bytes(nid, start, end);
 299         }
 300         return 1;
 301 out_fail:
 302         return 0;
 303 }
 304
 305 int __init get_memcfg_from_srat(void)
 306 {
 307         struct acpi_table_header *header = NULL;
 308         struct acpi_table_rsdp *rsdp = NULL;
 309         struct acpi_table_rsdt *rsdt = NULL;
 310         struct acpi_pointer *rsdp_address = NULL;
 311         struct acpi_table_rsdt saved_rsdt;
 312         int tables = 0;
 313         int i = 0;
 314
 315         if (ACPI_FAILURE(acpi_find_root_pointer(ACPI_PHYSICAL_ADDRESSING,
 316                                                 rsdp_address))) {
 317                 printk("%s: System description tables not found\n",
 318                        __FUNCTION__);
 319                 goto out_err;
 320         }
 321
 322         if (rsdp_address->pointer_type == ACPI_PHYSICAL_POINTER) {
 323                 printk("%s: assigning address to rsdp\n", __FUNCTION__);
 324                 rsdp = (struct acpi_table_rsdp *)
 325                                 (u32)rsdp_address->pointer.physical;
 326         } else {
 327                 printk("%s: rsdp_address is not a physical pointer\n", __FUNCTION__);
 328                 goto out_err;
 329         }
 330         if (!rsdp) {
 331                 printk("%s: Didn't find ACPI root!\n", __FUNCTION__);
 332                 goto out_err;
 333         }
 334
 335         printk(KERN_INFO "%.8s v%d [%.6s]\n", rsdp->signature, rsdp->revision,
 336                 rsdp->oem_id);
 337
 338         if (strncmp(rsdp->signature, RSDP_SIG,strlen(RSDP_SIG))) {
 339                 printk(KERN_WARNING "%s: RSDP table signature incorrect\n", __FUNCTION__);
 340                 goto out_err;
 341         }
 342
 343         rsdt = (struct acpi_table_rsdt *)
 344             boot_ioremap(rsdp->rsdt_address, sizeof(struct acpi_table_rsdt));
 345
 346         if (!rsdt) {
 347                 printk(KERN_WARNING
 348                        "%s: ACPI: Invalid root system description tables (RSDT)\n",
 349                        __FUNCTION__);
 350                 goto out_err;
 351         }
 352
 353         header = & rsdt->header;
 354
 355         if (strncmp(header->signature, RSDT_SIG, strlen(RSDT_SIG))) {
 356                 printk(KERN_WARNING "ACPI: RSDT signature incorrect\n");
 357                 goto out_err;
 358         }
 359
 360         /*
 361          * The number of tables is computed by taking the
 362          * size of all entries (header size minus total
 363          * size of RSDT) divided by the size of each entry
 364          * (4-byte table pointers).
 365          */
 366         tables = (header->length - sizeof(struct acpi_table_header)) / 4;
 367
 368         if (!tables)
 369                 goto out_err;
 370
 371         memcpy(&saved_rsdt, rsdt, sizeof(saved_rsdt));
 372
 373         if (saved_rsdt.header.length > sizeof(saved_rsdt)) {
 374                 printk(KERN_WARNING "ACPI: Too big length in RSDT: %d\n",
 375                        saved_rsdt.header.length);
 376                 goto out_err;
 377         }
 378
 379         printk("Begin SRAT table scan....\n");
 380
 381         for (i = 0; i < tables; i++) {
 382                 /* Map in header, then map in full table length. */
 383                 header = (struct acpi_table_header *)
 384                         boot_ioremap(saved_rsdt.entry[i], sizeof(struct acpi_table_header));
 385                 if (!header)
 386                         break;
 387                 header = (struct acpi_table_header *)
 388                         boot_ioremap(saved_rsdt.entry[i], header->length);
 389                 if (!header)
 390                         break;
 391
 392                 if (strncmp((char *) &header->signature, "SRAT", 4))
 393                         continue;
 394
 395                 /* we've found the srat table. don't need to look at any more tables */
 396                 return acpi20_parse_srat((struct acpi_table_srat *)header);
 397         }
 398 out_err:
 399         printk("failed to get NUMA memory information from SRAT table\n");
 400         return 0;
 401 }
 402
 403 /* For each node run the memory list to determine whether there are
 404  * any memory holes.  For each hole determine which ZONE they fall
 405  * into.
 406  *
 407  * NOTE#1: this requires knowledge of the zone boundries and so
 408  * _cannot_ be performed before those are calculated in setup_memory.
 409  *
 410  * NOTE#2: we rely on the fact that the memory chunks are ordered by
 411  * start pfn number during setup.
 412  */
 413 static void __init get_zholes_init(void)
 414 {
 415         int nid;
 416         int c;
 417         int first;
 418         unsigned long end = 0;
 419
 420         for_each_online_node(nid) {
 421                 first = 1;
 422                 for (c = 0; c < num_memory_chunks; c++){
 423                         if (node_memory_chunk[c].nid == nid) {
 424                                 if (first) {
 425                                         end = node_memory_chunk[c].end_pfn;
 426                                         first = 0;
 427
 428                                 } else {
 429                                         /* Record any gap between this chunk
 430                                          * and the previous chunk on this node
 431                                          * against the zones it spans.
 432                                          */
 433                                         chunk_to_zones(end,
 434                                                 node_memory_chunk[c].start_pfn,
 435                                                 &zholes_size[nid * MAX_NR_ZONES]);
 436                                 }
 437                         }
 438                 }
 439         }
 440 }
 441
 442 unsigned long * __init get_zholes_size(int nid)
 443 {
 444         if (!zholes_size_init) {
 445                 zholes_size_init++;
 446                 get_zholes_init();
 447         }
 448         if (nid >= MAX_NUMNODES || !node_online(nid))
 449                 printk("%s: nid = %d is invalid/offline. num_online_nodes = %d",
 450                        __FUNCTION__, nid, num_online_nodes());
 451         return &zholes_size[nid * MAX_NR_ZONES];
 452 }