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 %u -> 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 %u -> 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                 printk(KERN_INFO "SRAT: hot plug zone found %Lx - %Lx\n",
 234                                  nd->start, nd->end);
 235 }
 236
 237 /* Callback for parsing of the Proximity Domain <-> Memory Area mappings */
 238 void __init
 239 acpi_numa_memory_affinity_init(struct acpi_srat_mem_affinity *ma)
 240 {
 241         struct bootnode *nd, oldnode;
 242         unsigned long start, end;
 243         int node, pxm;
 244         int i;
 245
 246         if (srat_disabled())
 247                 return;
 248         if (ma->header.length != sizeof(struct acpi_srat_mem_affinity)) {
 249                 bad_srat();
 250                 return;
 251         }
 252         if ((ma->flags & ACPI_SRAT_MEM_ENABLED) == 0)
 253                 return;
 254
 255         if ((ma->flags & ACPI_SRAT_MEM_HOT_PLUGGABLE) && !save_add_info())
 256                 return;
 257         start = ma->base_address;
 258         end = start + ma->length;
 259         pxm = ma->proximity_domain;
 260         node = setup_node(pxm);
 261         if (node < 0) {
 262                 printk(KERN_ERR "SRAT: Too many proximity domains.\n");
 263                 bad_srat();
 264                 return;
 265         }
 266         i = conflicting_memblks(start, end);
 267         if (i == node) {
 268                 printk(KERN_WARNING
 269                 "SRAT: Warning: PXM %d (%lx-%lx) overlaps with itself (%Lx-%Lx)\n",
 270                         pxm, start, end, nodes[i].start, nodes[i].end);
 271         } else if (i >= 0) {
 272                 printk(KERN_ERR
 273                        "SRAT: PXM %d (%lx-%lx) overlaps with PXM %d (%Lx-%Lx)\n",
 274                        pxm, start, end, node_to_pxm(i),
 275                         nodes[i].start, nodes[i].end);
 276                 bad_srat();
 277                 return;
 278         }
 279         nd = &nodes[node];
 280         oldnode = *nd;
 281         if (!node_test_and_set(node, nodes_parsed)) {
 282                 nd->start = start;
 283                 nd->end = end;
 284         } else {
 285                 if (start < nd->start)
 286                         nd->start = start;
 287                 if (nd->end < end)
 288                         nd->end = end;
 289         }
 290
 291         printk(KERN_INFO "SRAT: Node %u PXM %u %lx-%lx\n", node, pxm,
 292                start, end);
 293         e820_register_active_regions(node, start >> PAGE_SHIFT,
 294                                      end >> PAGE_SHIFT);
 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(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 /* Use the information discovered above to actually set up the nodes. */
 342 int __init acpi_scan_nodes(unsigned long start, unsigned long end)
 343 {
 344         int i;
 345
 346         if (acpi_numa <= 0)
 347                 return -1;
 348
 349         /* First clean up the node list */
 350         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++)
 351                 cutoff_node(i, start, end);
 352
 353         if (!nodes_cover_memory(nodes)) {
 354                 bad_srat();
 355                 return -1;
 356         }
 357
 358         memnode_shift = compute_hash_shift(node_memblk_range, num_node_memblks,
 359                                            memblk_nodeid);
 360         if (memnode_shift < 0) {
 361                 printk(KERN_ERR
 362                      "SRAT: No NUMA node hash function found. Contact maintainer\n");
 363                 bad_srat();
 364                 return -1;
 365         }
 366
 367         /* Account for nodes with cpus and no memory */
 368         nodes_or(node_possible_map, nodes_parsed, cpu_nodes_parsed);
 369
 370         /* Finally register nodes */
 371         for_each_node_mask(i, node_possible_map)
 372                 setup_node_bootmem(i, nodes[i].start, nodes[i].end);
 373         /* Try again in case setup_node_bootmem missed one due
 374            to missing bootmem */
 375         for_each_node_mask(i, node_possible_map)
 376                 if (!node_online(i))
 377                         setup_node_bootmem(i, nodes[i].start, nodes[i].end);
 378
 379         for (i = 0; i < nr_cpu_ids; i++) {
 380                 int node = early_cpu_to_node(i);
 381
 382                 if (node == NUMA_NO_NODE)
 383                         continue;
 384                 if (!node_online(node))
 385                         numa_clear_node(i);
 386         }
 387         numa_init_array();
 388         return 0;
 389 }
 390
 391 #ifdef CONFIG_NUMA_EMU
 392 static int fake_node_to_pxm_map[MAX_NUMNODES] __initdata = {
 393         [0 ... MAX_NUMNODES-1] = PXM_INVAL
 394 };
 395 static s16 fake_apicid_to_node[MAX_LOCAL_APIC] __initdata = {
 396         [0 ... MAX_LOCAL_APIC-1] = NUMA_NO_NODE
 397 };
 398 static int __init find_node_by_addr(unsigned long addr)
 399 {
 400         int ret = NUMA_NO_NODE;
 401         int i;
 402
 403         for_each_node_mask(i, nodes_parsed) {
 404                 /*
 405                  * Find the real node that this emulated node appears on.  For
 406                  * the sake of simplicity, we only use a real node's starting
 407                  * address to determine which emulated node it appears on.
 408                  */
 409                 if (addr >= nodes[i].start && addr < nodes[i].end) {
 410                         ret = i;
 411                         break;
 412                 }
 413         }
 414         return ret;
 415 }
 416
 417 /*
 418  * In NUMA emulation, we need to setup proximity domain (_PXM) to node ID
 419  * mappings that respect the real ACPI topology but reflect our emulated
 420  * environment.  For each emulated node, we find which real node it appears on
 421  * and create PXM to NID mappings for those fake nodes which mirror that
 422  * locality.  SLIT will now represent the correct distances between emulated
 423  * nodes as a result of the real topology.
 424  */
 425 void __init acpi_fake_nodes(const struct bootnode *fake_nodes, int num_nodes)
 426 {
 427         int i, j;
 428
 429         printk(KERN_INFO "Faking PXM affinity for fake nodes on real "
 430                          "topology.\n");
 431         for (i = 0; i < num_nodes; i++) {
 432                 int nid, pxm;
 433
 434                 nid = find_node_by_addr(fake_nodes[i].start);
 435                 if (nid == NUMA_NO_NODE)
 436                         continue;
 437                 pxm = node_to_pxm(nid);
 438                 if (pxm == PXM_INVAL)
 439                         continue;
 440                 fake_node_to_pxm_map[i] = pxm;
 441                 /*
 442                  * For each apicid_to_node mapping that exists for this real
 443                  * node, it must now point to the fake node ID.
 444                  */
 445                 for (j = 0; j < MAX_LOCAL_APIC; j++)
 446                         if (apicid_to_node[j] == nid)
 447                                 fake_apicid_to_node[j] = i;
 448         }
 449         for (i = 0; i < num_nodes; i++)
 450                 __acpi_map_pxm_to_node(fake_node_to_pxm_map[i], i);
 451         memcpy(apicid_to_node, fake_apicid_to_node, sizeof(apicid_to_node));
 452
 453         nodes_clear(nodes_parsed);
 454         for (i = 0; i < num_nodes; i++)
 455                 if (fake_nodes[i].start != fake_nodes[i].end)
 456                         node_set(i, nodes_parsed);
 457         WARN_ON(!nodes_cover_memory(fake_nodes));
 458 }
 459
 460 static int null_slit_node_compare(int a, int b)
 461 {
 462         return node_to_pxm(a) == node_to_pxm(b);
 463 }
 464 #else
 465 static int null_slit_node_compare(int a, int b)
 466 {
 467         return a == b;
 468 }
 469 #endif /* CONFIG_NUMA_EMU */
 470
 471 int __node_distance(int a, int b)
 472 {
 473         int index;
 474
 475         if (!acpi_slit)
 476                 return null_slit_node_compare(a, b) ? LOCAL_DISTANCE :
 477                                                       REMOTE_DISTANCE;
 478         index = acpi_slit->locality_count * node_to_pxm(a);
 479         return acpi_slit->entry[index + node_to_pxm(b)];
 480 }
 481
 482 EXPORT_SYMBOL(__node_distance);
 483
 484 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE) || defined(CONFIG_ACPI_HOTPLUG_MEMORY)
 485 int memory_add_physaddr_to_nid(u64 start)
 486 {
 487         int i, ret = 0;
 488
 489         for_each_node(i)
 490                 if (nodes_add[i].start <= start && nodes_add[i].end > start)
 491                         ret = i;
 492
 493         return ret;
 494 }
 495 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_add_physaddr_to_nid);
 496 #endif