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_each_node_mask(i, nodes_parsed)
 424                 e820_register_active_regions(i, nodes[i].start >> PAGE_SHIFT,
 425                                                 nodes[i].end >> PAGE_SHIFT);
 426         /* for out of order entries in SRAT */
 427         sort_node_map();
 428         if (!nodes_cover_memory(nodes)) {
 429                 bad_srat();
 430                 return -1;
 431         }
 432
 433         /* Account for nodes with cpus and no memory */
 434         nodes_or(node_possible_map, nodes_parsed, cpu_nodes_parsed);
 435
 436         /* Finally register nodes */
 437         for_each_node_mask(i, node_possible_map)
 438                 setup_node_bootmem(i, nodes[i].start, nodes[i].end);
 439         /* Try again in case setup_node_bootmem missed one due
 440            to missing bootmem */
 441         for_each_node_mask(i, node_possible_map)
 442                 if (!node_online(i))
 443                         setup_node_bootmem(i, nodes[i].start, nodes[i].end);
 444
 445         for (i = 0; i < nr_cpu_ids; i++) {
 446                 int node = early_cpu_to_node(i);
 447
 448                 if (node == NUMA_NO_NODE)
 449                         continue;
 450                 if (!node_online(node))
 451                         numa_clear_node(i);
 452         }
 453         numa_init_array();
 454         return 0;
 455 }
 456
 457 #ifdef CONFIG_NUMA_EMU
 458 static int fake_node_to_pxm_map[MAX_NUMNODES] __initdata = {
 459         [0 ... MAX_NUMNODES-1] = PXM_INVAL
 460 };
 461 static s16 fake_apicid_to_node[MAX_LOCAL_APIC] __initdata = {
 462         [0 ... MAX_LOCAL_APIC-1] = NUMA_NO_NODE
 463 };
 464 static int __init find_node_by_addr(unsigned long addr)
 465 {
 466         int ret = NUMA_NO_NODE;
 467         int i;
 468
 469         for_each_node_mask(i, nodes_parsed) {
 470                 /*
 471                  * Find the real node that this emulated node appears on.  For
 472                  * the sake of simplicity, we only use a real node's starting
 473                  * address to determine which emulated node it appears on.
 474                  */
 475                 if (addr >= nodes[i].start && addr < nodes[i].end) {
 476                         ret = i;
 477                         break;
 478                 }
 479         }
 480         return ret;
 481 }
 482
 483 /*
 484  * In NUMA emulation, we need to setup proximity domain (_PXM) to node ID
 485  * mappings that respect the real ACPI topology but reflect our emulated
 486  * environment.  For each emulated node, we find which real node it appears on
 487  * and create PXM to NID mappings for those fake nodes which mirror that
 488  * locality.  SLIT will now represent the correct distances between emulated
 489  * nodes as a result of the real topology.
 490  */
 491 void __init acpi_fake_nodes(const struct bootnode *fake_nodes, int num_nodes)
 492 {
 493         int i, j;
 494
 495         printk(KERN_INFO "Faking PXM affinity for fake nodes on real "
 496                          "topology.\n");
 497         for (i = 0; i < num_nodes; i++) {
 498                 int nid, pxm;
 499
 500                 nid = find_node_by_addr(fake_nodes[i].start);
 501                 if (nid == NUMA_NO_NODE)
 502                         continue;
 503                 pxm = node_to_pxm(nid);
 504                 if (pxm == PXM_INVAL)
 505                         continue;
 506                 fake_node_to_pxm_map[i] = pxm;
 507                 /*
 508                  * For each apicid_to_node mapping that exists for this real
 509                  * node, it must now point to the fake node ID.
 510                  */
 511                 for (j = 0; j < MAX_LOCAL_APIC; j++)
 512                         if (apicid_to_node[j] == nid)
 513                                 fake_apicid_to_node[j] = i;
 514         }
 515         for (i = 0; i < num_nodes; i++)
 516                 __acpi_map_pxm_to_node(fake_node_to_pxm_map[i], i);
 517         memcpy(apicid_to_node, fake_apicid_to_node, sizeof(apicid_to_node));
 518
 519         nodes_clear(nodes_parsed);
 520         for (i = 0; i < num_nodes; i++)
 521                 if (fake_nodes[i].start != fake_nodes[i].end)
 522                         node_set(i, nodes_parsed);
 523 }
 524
 525 static int null_slit_node_compare(int a, int b)
 526 {
 527         return node_to_pxm(a) == node_to_pxm(b);
 528 }
 529 #else
 530 static int null_slit_node_compare(int a, int b)
 531 {
 532         return a == b;
 533 }
 534 #endif /* CONFIG_NUMA_EMU */
 535
 536 int __node_distance(int a, int b)
 537 {
 538         int index;
 539
 540         if (!acpi_slit)
 541                 return null_slit_node_compare(a, b) ? LOCAL_DISTANCE :
 542                                                       REMOTE_DISTANCE;
 543         index = acpi_slit->locality_count * node_to_pxm(a);
 544         return acpi_slit->entry[index + node_to_pxm(b)];
 545 }
 546
 547 EXPORT_SYMBOL(__node_distance);
 548
 549 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE) || defined(CONFIG_ACPI_HOTPLUG_MEMORY)
 550 int memory_add_physaddr_to_nid(u64 start)
 551 {
 552         int i, ret = 0;
 553
 554         for_each_node(i)
 555                 if (nodes_add[i].start <= start && nodes_add[i].end > start)
 556                         ret = i;
 557
 558         return ret;
 559 }
 560 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_add_physaddr_to_nid);
 561 #endif