Merge tag 'for-linus-5.11-1' of git://github.com/cminyard/linux-ipmi
[linux-2.6-microblaze.git] / arch / ia64 / mm / discontig.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Copyright (c) 2000, 2003 Silicon Graphics, Inc.  All rights reserved.
4  * Copyright (c) 2001 Intel Corp.
5  * Copyright (c) 2001 Tony Luck <tony.luck@intel.com>
6  * Copyright (c) 2002 NEC Corp.
7  * Copyright (c) 2002 Kimio Suganuma <k-suganuma@da.jp.nec.com>
8  * Copyright (c) 2004 Silicon Graphics, Inc
9  *      Russ Anderson <rja@sgi.com>
10  *      Jesse Barnes <jbarnes@sgi.com>
11  *      Jack Steiner <steiner@sgi.com>
12  */
13
14 /*
15  * Platform initialization for Discontig Memory
16  */
17
18 #include <linux/kernel.h>
19 #include <linux/mm.h>
20 #include <linux/nmi.h>
21 #include <linux/swap.h>
22 #include <linux/memblock.h>
23 #include <linux/acpi.h>
24 #include <linux/efi.h>
25 #include <linux/nodemask.h>
26 #include <linux/slab.h>
27 #include <asm/tlb.h>
28 #include <asm/meminit.h>
29 #include <asm/numa.h>
30 #include <asm/sections.h>
31
32 /*
33  * Track per-node information needed to setup the boot memory allocator, the
34  * per-node areas, and the real VM.
35  */
36 struct early_node_data {
37         struct ia64_node_data *node_data;
38         unsigned long pernode_addr;
39         unsigned long pernode_size;
40         unsigned long min_pfn;
41         unsigned long max_pfn;
42 };
43
44 static struct early_node_data mem_data[MAX_NUMNODES] __initdata;
45 static nodemask_t memory_less_mask __initdata;
46
47 pg_data_t *pgdat_list[MAX_NUMNODES];
48
49 /*
50  * To prevent cache aliasing effects, align per-node structures so that they
51  * start at addresses that are strided by node number.
52  */
53 #define MAX_NODE_ALIGN_OFFSET   (32 * 1024 * 1024)
54 #define NODEDATA_ALIGN(addr, node)                                              \
55         ((((addr) + 1024*1024-1) & ~(1024*1024-1)) +                            \
56              (((node)*PERCPU_PAGE_SIZE) & (MAX_NODE_ALIGN_OFFSET - 1)))
57
58 /**
59  * build_node_maps - callback to setup mem_data structs for each node
60  * @start: physical start of range
61  * @len: length of range
62  * @node: node where this range resides
63  *
64  * Detect extents of each piece of memory that we wish to
65  * treat as a virtually contiguous block (i.e. each node). Each such block
66  * must start on an %IA64_GRANULE_SIZE boundary, so we round the address down
67  * if necessary.  Any non-existent pages will simply be part of the virtual
68  * memmap.
69  */
70 static int __init build_node_maps(unsigned long start, unsigned long len,
71                                   int node)
72 {
73         unsigned long spfn, epfn, end = start + len;
74
75         epfn = GRANULEROUNDUP(end) >> PAGE_SHIFT;
76         spfn = GRANULEROUNDDOWN(start) >> PAGE_SHIFT;
77
78         if (!mem_data[node].min_pfn) {
79                 mem_data[node].min_pfn = spfn;
80                 mem_data[node].max_pfn = epfn;
81         } else {
82                 mem_data[node].min_pfn = min(spfn, mem_data[node].min_pfn);
83                 mem_data[node].max_pfn = max(epfn, mem_data[node].max_pfn);
84         }
85
86         return 0;
87 }
88
89 /**
90  * early_nr_cpus_node - return number of cpus on a given node
91  * @node: node to check
92  *
93  * Count the number of cpus on @node.  We can't use nr_cpus_node() yet because
94  * acpi_boot_init() (which builds the node_to_cpu_mask array) hasn't been
95  * called yet.  Note that node 0 will also count all non-existent cpus.
96  */
97 static int __meminit early_nr_cpus_node(int node)
98 {
99         int cpu, n = 0;
100
101         for_each_possible_early_cpu(cpu)
102                 if (node == node_cpuid[cpu].nid)
103                         n++;
104
105         return n;
106 }
107
108 /**
109  * compute_pernodesize - compute size of pernode data
110  * @node: the node id.
111  */
112 static unsigned long __meminit compute_pernodesize(int node)
113 {
114         unsigned long pernodesize = 0, cpus;
115
116         cpus = early_nr_cpus_node(node);
117         pernodesize += PERCPU_PAGE_SIZE * cpus;
118         pernodesize += node * L1_CACHE_BYTES;
119         pernodesize += L1_CACHE_ALIGN(sizeof(pg_data_t));
120         pernodesize += L1_CACHE_ALIGN(sizeof(struct ia64_node_data));
121         pernodesize += L1_CACHE_ALIGN(sizeof(pg_data_t));
122         pernodesize = PAGE_ALIGN(pernodesize);
123         return pernodesize;
124 }
125
126 /**
127  * per_cpu_node_setup - setup per-cpu areas on each node
128  * @cpu_data: per-cpu area on this node
129  * @node: node to setup
130  *
131  * Copy the static per-cpu data into the region we just set aside and then
132  * setup __per_cpu_offset for each CPU on this node.  Return a pointer to
133  * the end of the area.
134  */
135 static void *per_cpu_node_setup(void *cpu_data, int node)
136 {
137 #ifdef CONFIG_SMP
138         int cpu;
139
140         for_each_possible_early_cpu(cpu) {
141                 void *src = cpu == 0 ? __cpu0_per_cpu : __phys_per_cpu_start;
142
143                 if (node != node_cpuid[cpu].nid)
144                         continue;
145
146                 memcpy(__va(cpu_data), src, __per_cpu_end - __per_cpu_start);
147                 __per_cpu_offset[cpu] = (char *)__va(cpu_data) -
148                         __per_cpu_start;
149
150                 /*
151                  * percpu area for cpu0 is moved from the __init area
152                  * which is setup by head.S and used till this point.
153                  * Update ar.k3.  This move is ensures that percpu
154                  * area for cpu0 is on the correct node and its
155                  * virtual address isn't insanely far from other
156                  * percpu areas which is important for congruent
157                  * percpu allocator.
158                  */
159                 if (cpu == 0)
160                         ia64_set_kr(IA64_KR_PER_CPU_DATA,
161                                     (unsigned long)cpu_data -
162                                     (unsigned long)__per_cpu_start);
163
164                 cpu_data += PERCPU_PAGE_SIZE;
165         }
166 #endif
167         return cpu_data;
168 }
169
170 #ifdef CONFIG_SMP
171 /**
172  * setup_per_cpu_areas - setup percpu areas
173  *
174  * Arch code has already allocated and initialized percpu areas.  All
175  * this function has to do is to teach the determined layout to the
176  * dynamic percpu allocator, which happens to be more complex than
177  * creating whole new ones using helpers.
178  */
179 void __init setup_per_cpu_areas(void)
180 {
181         struct pcpu_alloc_info *ai;
182         struct pcpu_group_info *gi;
183         unsigned int *cpu_map;
184         void *base;
185         unsigned long base_offset;
186         unsigned int cpu;
187         ssize_t static_size, reserved_size, dyn_size;
188         int node, prev_node, unit, nr_units;
189
190         ai = pcpu_alloc_alloc_info(MAX_NUMNODES, nr_cpu_ids);
191         if (!ai)
192                 panic("failed to allocate pcpu_alloc_info");
193         cpu_map = ai->groups[0].cpu_map;
194
195         /* determine base */
196         base = (void *)ULONG_MAX;
197         for_each_possible_cpu(cpu)
198                 base = min(base,
199                            (void *)(__per_cpu_offset[cpu] + __per_cpu_start));
200         base_offset = (void *)__per_cpu_start - base;
201
202         /* build cpu_map, units are grouped by node */
203         unit = 0;
204         for_each_node(node)
205                 for_each_possible_cpu(cpu)
206                         if (node == node_cpuid[cpu].nid)
207                                 cpu_map[unit++] = cpu;
208         nr_units = unit;
209
210         /* set basic parameters */
211         static_size = __per_cpu_end - __per_cpu_start;
212         reserved_size = PERCPU_MODULE_RESERVE;
213         dyn_size = PERCPU_PAGE_SIZE - static_size - reserved_size;
214         if (dyn_size < 0)
215                 panic("percpu area overflow static=%zd reserved=%zd\n",
216                       static_size, reserved_size);
217
218         ai->static_size         = static_size;
219         ai->reserved_size       = reserved_size;
220         ai->dyn_size            = dyn_size;
221         ai->unit_size           = PERCPU_PAGE_SIZE;
222         ai->atom_size           = PAGE_SIZE;
223         ai->alloc_size          = PERCPU_PAGE_SIZE;
224
225         /*
226          * CPUs are put into groups according to node.  Walk cpu_map
227          * and create new groups at node boundaries.
228          */
229         prev_node = NUMA_NO_NODE;
230         ai->nr_groups = 0;
231         for (unit = 0; unit < nr_units; unit++) {
232                 cpu = cpu_map[unit];
233                 node = node_cpuid[cpu].nid;
234
235                 if (node == prev_node) {
236                         gi->nr_units++;
237                         continue;
238                 }
239                 prev_node = node;
240
241                 gi = &ai->groups[ai->nr_groups++];
242                 gi->nr_units            = 1;
243                 gi->base_offset         = __per_cpu_offset[cpu] + base_offset;
244                 gi->cpu_map             = &cpu_map[unit];
245         }
246
247         pcpu_setup_first_chunk(ai, base);
248         pcpu_free_alloc_info(ai);
249 }
250 #endif
251
252 /**
253  * fill_pernode - initialize pernode data.
254  * @node: the node id.
255  * @pernode: physical address of pernode data
256  * @pernodesize: size of the pernode data
257  */
258 static void __init fill_pernode(int node, unsigned long pernode,
259         unsigned long pernodesize)
260 {
261         void *cpu_data;
262         int cpus = early_nr_cpus_node(node);
263
264         mem_data[node].pernode_addr = pernode;
265         mem_data[node].pernode_size = pernodesize;
266         memset(__va(pernode), 0, pernodesize);
267
268         cpu_data = (void *)pernode;
269         pernode += PERCPU_PAGE_SIZE * cpus;
270         pernode += node * L1_CACHE_BYTES;
271
272         pgdat_list[node] = __va(pernode);
273         pernode += L1_CACHE_ALIGN(sizeof(pg_data_t));
274
275         mem_data[node].node_data = __va(pernode);
276         pernode += L1_CACHE_ALIGN(sizeof(struct ia64_node_data));
277         pernode += L1_CACHE_ALIGN(sizeof(pg_data_t));
278
279         cpu_data = per_cpu_node_setup(cpu_data, node);
280
281         return;
282 }
283
284 /**
285  * find_pernode_space - allocate memory for memory map and per-node structures
286  * @start: physical start of range
287  * @len: length of range
288  * @node: node where this range resides
289  *
290  * This routine reserves space for the per-cpu data struct, the list of
291  * pg_data_ts and the per-node data struct.  Each node will have something like
292  * the following in the first chunk of addr. space large enough to hold it.
293  *
294  *    ________________________
295  *   |                        |
296  *   |~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~| <-- NODEDATA_ALIGN(start, node) for the first
297  *   |    PERCPU_PAGE_SIZE *  |     start and length big enough
298  *   |    cpus_on_this_node   | Node 0 will also have entries for all non-existent cpus.
299  *   |------------------------|
300  *   |   local pg_data_t *    |
301  *   |------------------------|
302  *   |  local ia64_node_data  |
303  *   |------------------------|
304  *   |          ???           |
305  *   |________________________|
306  *
307  * Once this space has been set aside, the bootmem maps are initialized.  We
308  * could probably move the allocation of the per-cpu and ia64_node_data space
309  * outside of this function and use alloc_bootmem_node(), but doing it here
310  * is straightforward and we get the alignments we want so...
311  */
312 static int __init find_pernode_space(unsigned long start, unsigned long len,
313                                      int node)
314 {
315         unsigned long spfn, epfn;
316         unsigned long pernodesize = 0, pernode;
317
318         spfn = start >> PAGE_SHIFT;
319         epfn = (start + len) >> PAGE_SHIFT;
320
321         /*
322          * Make sure this memory falls within this node's usable memory
323          * since we may have thrown some away in build_maps().
324          */
325         if (spfn < mem_data[node].min_pfn || epfn > mem_data[node].max_pfn)
326                 return 0;
327
328         /* Don't setup this node's local space twice... */
329         if (mem_data[node].pernode_addr)
330                 return 0;
331
332         /*
333          * Calculate total size needed, incl. what's necessary
334          * for good alignment and alias prevention.
335          */
336         pernodesize = compute_pernodesize(node);
337         pernode = NODEDATA_ALIGN(start, node);
338
339         /* Is this range big enough for what we want to store here? */
340         if (start + len > (pernode + pernodesize))
341                 fill_pernode(node, pernode, pernodesize);
342
343         return 0;
344 }
345
346 /**
347  * reserve_pernode_space - reserve memory for per-node space
348  *
349  * Reserve the space used by the bootmem maps & per-node space in the boot
350  * allocator so that when we actually create the real mem maps we don't
351  * use their memory.
352  */
353 static void __init reserve_pernode_space(void)
354 {
355         unsigned long base, size;
356         int node;
357
358         for_each_online_node(node) {
359                 if (node_isset(node, memory_less_mask))
360                         continue;
361
362                 /* Now the per-node space */
363                 size = mem_data[node].pernode_size;
364                 base = __pa(mem_data[node].pernode_addr);
365                 memblock_reserve(base, size);
366         }
367 }
368
369 static void __meminit scatter_node_data(void)
370 {
371         pg_data_t **dst;
372         int node;
373
374         /*
375          * for_each_online_node() can't be used at here.
376          * node_online_map is not set for hot-added nodes at this time,
377          * because we are halfway through initialization of the new node's
378          * structures.  If for_each_online_node() is used, a new node's
379          * pg_data_ptrs will be not initialized. Instead of using it,
380          * pgdat_list[] is checked.
381          */
382         for_each_node(node) {
383                 if (pgdat_list[node]) {
384                         dst = LOCAL_DATA_ADDR(pgdat_list[node])->pg_data_ptrs;
385                         memcpy(dst, pgdat_list, sizeof(pgdat_list));
386                 }
387         }
388 }
389
390 /**
391  * initialize_pernode_data - fixup per-cpu & per-node pointers
392  *
393  * Each node's per-node area has a copy of the global pg_data_t list, so
394  * we copy that to each node here, as well as setting the per-cpu pointer
395  * to the local node data structure.
396  */
397 static void __init initialize_pernode_data(void)
398 {
399         int cpu, node;
400
401         scatter_node_data();
402
403 #ifdef CONFIG_SMP
404         /* Set the node_data pointer for each per-cpu struct */
405         for_each_possible_early_cpu(cpu) {
406                 node = node_cpuid[cpu].nid;
407                 per_cpu(ia64_cpu_info, cpu).node_data =
408                         mem_data[node].node_data;
409         }
410 #else
411         {
412                 struct cpuinfo_ia64 *cpu0_cpu_info;
413                 cpu = 0;
414                 node = node_cpuid[cpu].nid;
415                 cpu0_cpu_info = (struct cpuinfo_ia64 *)(__phys_per_cpu_start +
416                         ((char *)&ia64_cpu_info - __per_cpu_start));
417                 cpu0_cpu_info->node_data = mem_data[node].node_data;
418         }
419 #endif /* CONFIG_SMP */
420 }
421
422 /**
423  * memory_less_node_alloc - * attempt to allocate memory on the best NUMA slit
424  *      node but fall back to any other node when __alloc_bootmem_node fails
425  *      for best.
426  * @nid: node id
427  * @pernodesize: size of this node's pernode data
428  */
429 static void __init *memory_less_node_alloc(int nid, unsigned long pernodesize)
430 {
431         void *ptr = NULL;
432         u8 best = 0xff;
433         int bestnode = NUMA_NO_NODE, node, anynode = 0;
434
435         for_each_online_node(node) {
436                 if (node_isset(node, memory_less_mask))
437                         continue;
438                 else if (node_distance(nid, node) < best) {
439                         best = node_distance(nid, node);
440                         bestnode = node;
441                 }
442                 anynode = node;
443         }
444
445         if (bestnode == NUMA_NO_NODE)
446                 bestnode = anynode;
447
448         ptr = memblock_alloc_try_nid(pernodesize, PERCPU_PAGE_SIZE,
449                                      __pa(MAX_DMA_ADDRESS),
450                                      MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE,
451                                      bestnode);
452         if (!ptr)
453                 panic("%s: Failed to allocate %lu bytes align=0x%lx nid=%d from=%lx\n",
454                       __func__, pernodesize, PERCPU_PAGE_SIZE, bestnode,
455                       __pa(MAX_DMA_ADDRESS));
456
457         return ptr;
458 }
459
460 /**
461  * memory_less_nodes - allocate and initialize CPU only nodes pernode
462  *      information.
463  */
464 static void __init memory_less_nodes(void)
465 {
466         unsigned long pernodesize;
467         void *pernode;
468         int node;
469
470         for_each_node_mask(node, memory_less_mask) {
471                 pernodesize = compute_pernodesize(node);
472                 pernode = memory_less_node_alloc(node, pernodesize);
473                 fill_pernode(node, __pa(pernode), pernodesize);
474         }
475
476         return;
477 }
478
479 /**
480  * find_memory - walk the EFI memory map and setup the bootmem allocator
481  *
482  * Called early in boot to setup the bootmem allocator, and to
483  * allocate the per-cpu and per-node structures.
484  */
485 void __init find_memory(void)
486 {
487         int node;
488
489         reserve_memory();
490         efi_memmap_walk(filter_memory, register_active_ranges);
491
492         if (num_online_nodes() == 0) {
493                 printk(KERN_ERR "node info missing!\n");
494                 node_set_online(0);
495         }
496
497         nodes_or(memory_less_mask, memory_less_mask, node_online_map);
498         min_low_pfn = -1;
499         max_low_pfn = 0;
500
501         /* These actually end up getting called by call_pernode_memory() */
502         efi_memmap_walk(filter_rsvd_memory, build_node_maps);
503         efi_memmap_walk(filter_rsvd_memory, find_pernode_space);
504         efi_memmap_walk(find_max_min_low_pfn, NULL);
505
506         for_each_online_node(node)
507                 if (mem_data[node].min_pfn)
508                         node_clear(node, memory_less_mask);
509
510         reserve_pernode_space();
511         memory_less_nodes();
512         initialize_pernode_data();
513
514         max_pfn = max_low_pfn;
515
516         find_initrd();
517 }
518
519 #ifdef CONFIG_SMP
520 /**
521  * per_cpu_init - setup per-cpu variables
522  *
523  * find_pernode_space() does most of this already, we just need to set
524  * local_per_cpu_offset
525  */
526 void *per_cpu_init(void)
527 {
528         int cpu;
529         static int first_time = 1;
530
531         if (first_time) {
532                 first_time = 0;
533                 for_each_possible_early_cpu(cpu)
534                         per_cpu(local_per_cpu_offset, cpu) = __per_cpu_offset[cpu];
535         }
536
537         return __per_cpu_start + __per_cpu_offset[smp_processor_id()];
538 }
539 #endif /* CONFIG_SMP */
540
541 /**
542  * call_pernode_memory - use SRAT to call callback functions with node info
543  * @start: physical start of range
544  * @len: length of range
545  * @arg: function to call for each range
546  *
547  * efi_memmap_walk() knows nothing about layout of memory across nodes. Find
548  * out to which node a block of memory belongs.  Ignore memory that we cannot
549  * identify, and split blocks that run across multiple nodes.
550  *
551  * Take this opportunity to round the start address up and the end address
552  * down to page boundaries.
553  */
554 void call_pernode_memory(unsigned long start, unsigned long len, void *arg)
555 {
556         unsigned long rs, re, end = start + len;
557         void (*func)(unsigned long, unsigned long, int);
558         int i;
559
560         start = PAGE_ALIGN(start);
561         end &= PAGE_MASK;
562         if (start >= end)
563                 return;
564
565         func = arg;
566
567         if (!num_node_memblks) {
568                 /* No SRAT table, so assume one node (node 0) */
569                 if (start < end)
570                         (*func)(start, end - start, 0);
571                 return;
572         }
573
574         for (i = 0; i < num_node_memblks; i++) {
575                 rs = max(start, node_memblk[i].start_paddr);
576                 re = min(end, node_memblk[i].start_paddr +
577                          node_memblk[i].size);
578
579                 if (rs < re)
580                         (*func)(rs, re - rs, node_memblk[i].nid);
581
582                 if (re == end)
583                         break;
584         }
585 }
586
587 static void __init virtual_map_init(void)
588 {
589 #ifdef CONFIG_VIRTUAL_MEM_MAP
590         int node;
591
592         VMALLOC_END -= PAGE_ALIGN(ALIGN(max_low_pfn, MAX_ORDER_NR_PAGES) *
593                 sizeof(struct page));
594         vmem_map = (struct page *) VMALLOC_END;
595         efi_memmap_walk(create_mem_map_page_table, NULL);
596         printk("Virtual mem_map starts at 0x%p\n", vmem_map);
597
598         for_each_online_node(node) {
599                 unsigned long pfn_offset = mem_data[node].min_pfn;
600
601                 NODE_DATA(node)->node_mem_map = vmem_map + pfn_offset;
602         }
603 #endif
604 }
605
606 /**
607  * paging_init - setup page tables
608  *
609  * paging_init() sets up the page tables for each node of the system and frees
610  * the bootmem allocator memory for general use.
611  */
612 void __init paging_init(void)
613 {
614         unsigned long max_dma;
615         unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES];
616
617         max_dma = virt_to_phys((void *) MAX_DMA_ADDRESS) >> PAGE_SHIFT;
618
619         sparse_init();
620
621         virtual_map_init();
622
623         memset(max_zone_pfns, 0, sizeof(max_zone_pfns));
624         max_zone_pfns[ZONE_DMA32] = max_dma;
625         max_zone_pfns[ZONE_NORMAL] = max_low_pfn;
626         free_area_init(max_zone_pfns);
627
628         zero_page_memmap_ptr = virt_to_page(ia64_imva(empty_zero_page));
629 }
630
631 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
632 pg_data_t *arch_alloc_nodedata(int nid)
633 {
634         unsigned long size = compute_pernodesize(nid);
635
636         return kzalloc(size, GFP_KERNEL);
637 }
638
639 void arch_free_nodedata(pg_data_t *pgdat)
640 {
641         kfree(pgdat);
642 }
643
644 void arch_refresh_nodedata(int update_node, pg_data_t *update_pgdat)
645 {
646         pgdat_list[update_node] = update_pgdat;
647         scatter_node_data();
648 }
649 #endif
650
651 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
652 int __meminit vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node,
653                 struct vmem_altmap *altmap)
654 {
655         return vmemmap_populate_basepages(start, end, node, NULL);
656 }
657
658 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end,
659                 struct vmem_altmap *altmap)
660 {
661 }
662 #endif