arch/powerpc/mm/numa.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /*
   3  * pSeries NUMA support
   4  *
   5  * Copyright (C) 2002 Anton Blanchard <anton@au.ibm.com>, IBM
   6  */
   7 #define pr_fmt(fmt) "numa: " fmt
   8
   9 #include <linux/threads.h>
  10 #include <linux/memblock.h>
  11 #include <linux/init.h>
  12 #include <linux/mm.h>
  13 #include <linux/mmzone.h>
  14 #include <linux/export.h>
  15 #include <linux/nodemask.h>
  16 #include <linux/cpu.h>
  17 #include <linux/notifier.h>
  18 #include <linux/of.h>
  19 #include <linux/pfn.h>
  20 #include <linux/cpuset.h>
  21 #include <linux/node.h>
  22 #include <linux/stop_machine.h>
  23 #include <linux/proc_fs.h>
  24 #include <linux/seq_file.h>
  25 #include <linux/uaccess.h>
  26 #include <linux/slab.h>
  27 #include <asm/cputhreads.h>
  28 #include <asm/sparsemem.h>
  29 #include <asm/prom.h>
  30 #include <asm/smp.h>
  31 #include <asm/topology.h>
  32 #include <asm/firmware.h>
  33 #include <asm/paca.h>
  34 #include <asm/hvcall.h>
  35 #include <asm/setup.h>
  36 #include <asm/vdso.h>
  37 #include <asm/drmem.h>
  38
  39 static int numa_enabled = 1;
  40
  41 static char *cmdline __initdata;
  42
  43 static int numa_debug;
  44 #define dbg(args...) if (numa_debug) { printk(KERN_INFO args); }
  45
  46 int numa_cpu_lookup_table[NR_CPUS];
  47 cpumask_var_t node_to_cpumask_map[MAX_NUMNODES];
  48 struct pglist_data *node_data[MAX_NUMNODES];
  49
  50 EXPORT_SYMBOL(numa_cpu_lookup_table);
  51 EXPORT_SYMBOL(node_to_cpumask_map);
  52 EXPORT_SYMBOL(node_data);
  53
  54 static int min_common_depth;
  55 static int n_mem_addr_cells, n_mem_size_cells;
  56 static int form1_affinity;
  57
  58 #define MAX_DISTANCE_REF_POINTS 4
  59 static int distance_ref_points_depth;
  60 static const __be32 *distance_ref_points;
  61 static int distance_lookup_table[MAX_NUMNODES][MAX_DISTANCE_REF_POINTS];
  62
  63 /*
  64  * Allocate node_to_cpumask_map based on number of available nodes
  65  * Requires node_possible_map to be valid.
  66  *
  67  * Note: cpumask_of_node() is not valid until after this is done.
  68  */
  69 static void __init setup_node_to_cpumask_map(void)
  70 {
  71         unsigned int node;
  72
  73         /* setup nr_node_ids if not done yet */
  74         if (nr_node_ids == MAX_NUMNODES)
  75                 setup_nr_node_ids();
  76
  77         /* allocate the map */
  78         for_each_node(node)
  79                 alloc_bootmem_cpumask_var(&node_to_cpumask_map[node]);
  80
  81         /* cpumask_of_node() will now work */
  82         dbg("Node to cpumask map for %u nodes\n", nr_node_ids);
  83 }
  84
  85 static int __init fake_numa_create_new_node(unsigned long end_pfn,
  86                                                 unsigned int *nid)
  87 {
  88         unsigned long long mem;
  89         char *p = cmdline;
  90         static unsigned int fake_nid;
  91         static unsigned long long curr_boundary;
  92
  93         /*
  94          * Modify node id, iff we started creating NUMA nodes
  95          * We want to continue from where we left of the last time
  96          */
  97         if (fake_nid)
  98                 *nid = fake_nid;
  99         /*
 100          * In case there are no more arguments to parse, the
 101          * node_id should be the same as the last fake node id
 102          * (we've handled this above).
 103          */
 104         if (!p)
 105                 return 0;
 106
 107         mem = memparse(p, &p);
 108         if (!mem)
 109                 return 0;
 110
 111         if (mem < curr_boundary)
 112                 return 0;
 113
 114         curr_boundary = mem;
 115
 116         if ((end_pfn << PAGE_SHIFT) > mem) {
 117                 /*
 118                  * Skip commas and spaces
 119                  */
 120                 while (*p == ',' || *p == ' ' || *p == '\t')
 121                         p++;
 122
 123                 cmdline = p;
 124                 fake_nid++;
 125                 *nid = fake_nid;
 126                 dbg("created new fake_node with id %d\n", fake_nid);
 127                 return 1;
 128         }
 129         return 0;
 130 }
 131
 132 static void reset_numa_cpu_lookup_table(void)
 133 {
 134         unsigned int cpu;
 135
 136         for_each_possible_cpu(cpu)
 137                 numa_cpu_lookup_table[cpu] = -1;
 138 }
 139
 140 static void map_cpu_to_node(int cpu, int node)
 141 {
 142         update_numa_cpu_lookup_table(cpu, node);
 143
 144         dbg("adding cpu %d to node %d\n", cpu, node);
 145
 146         if (!(cpumask_test_cpu(cpu, node_to_cpumask_map[node])))
 147                 cpumask_set_cpu(cpu, node_to_cpumask_map[node]);
 148 }
 149
 150 #if defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) || defined(CONFIG_PPC_SPLPAR)
 151 static void unmap_cpu_from_node(unsigned long cpu)
 152 {
 153         int node = numa_cpu_lookup_table[cpu];
 154
 155         dbg("removing cpu %lu from node %d\n", cpu, node);
 156
 157         if (cpumask_test_cpu(cpu, node_to_cpumask_map[node])) {
 158                 cpumask_clear_cpu(cpu, node_to_cpumask_map[node]);
 159         } else {
 160                 printk(KERN_ERR "WARNING: cpu %lu not found in node %d\n",
 161                        cpu, node);
 162         }
 163 }
 164 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU || CONFIG_PPC_SPLPAR */
 165
 166 int cpu_distance(__be32 *cpu1_assoc, __be32 *cpu2_assoc)
 167 {
 168         int dist = 0;
 169
 170         int i, index;
 171
 172         for (i = 0; i < distance_ref_points_depth; i++) {
 173                 index = be32_to_cpu(distance_ref_points[i]);
 174                 if (cpu1_assoc[index] == cpu2_assoc[index])
 175                         break;
 176                 dist++;
 177         }
 178
 179         return dist;
 180 }
 181
 182 /* must hold reference to node during call */
 183 static const __be32 *of_get_associativity(struct device_node *dev)
 184 {
 185         return of_get_property(dev, "ibm,associativity", NULL);
 186 }
 187
 188 int __node_distance(int a, int b)
 189 {
 190         int i;
 191         int distance = LOCAL_DISTANCE;
 192
 193         if (!form1_affinity)
 194                 return ((a == b) ? LOCAL_DISTANCE : REMOTE_DISTANCE);
 195
 196         for (i = 0; i < distance_ref_points_depth; i++) {
 197                 if (distance_lookup_table[a][i] == distance_lookup_table[b][i])
 198                         break;
 199
 200                 /* Double the distance for each NUMA level */
 201                 distance *= 2;
 202         }
 203
 204         return distance;
 205 }
 206 EXPORT_SYMBOL(__node_distance);
 207
 208 static void initialize_distance_lookup_table(int nid,
 209                 const __be32 *associativity)
 210 {
 211         int i;
 212
 213         if (!form1_affinity)
 214                 return;
 215
 216         for (i = 0; i < distance_ref_points_depth; i++) {
 217                 const __be32 *entry;
 218
 219                 entry = &associativity[be32_to_cpu(distance_ref_points[i]) - 1];
 220                 distance_lookup_table[nid][i] = of_read_number(entry, 1);
 221         }
 222 }
 223
 224 /*
 225  * Returns nid in the range [0..nr_node_ids], or -1 if no useful NUMA
 226  * info is found.
 227  */
 228 static int associativity_to_nid(const __be32 *associativity)
 229 {
 230         int nid = NUMA_NO_NODE;
 231
 232         if (!numa_enabled)
 233                 goto out;
 234
 235         if (of_read_number(associativity, 1) >= min_common_depth)
 236                 nid = of_read_number(&associativity[min_common_depth], 1);
 237
 238         /* POWER4 LPAR uses 0xffff as invalid node */
 239         if (nid == 0xffff || nid >= nr_node_ids)
 240                 nid = NUMA_NO_NODE;
 241
 242         if (nid > 0 &&
 243                 of_read_number(associativity, 1) >= distance_ref_points_depth) {
 244                 /*
 245                  * Skip the length field and send start of associativity array
 246                  */
 247                 initialize_distance_lookup_table(nid, associativity + 1);
 248         }
 249
 250 out:
 251         return nid;
 252 }
 253
 254 /* Returns the nid associated with the given device tree node,
 255  * or -1 if not found.
 256  */
 257 static int of_node_to_nid_single(struct device_node *device)
 258 {
 259         int nid = NUMA_NO_NODE;
 260         const __be32 *tmp;
 261
 262         tmp = of_get_associativity(device);
 263         if (tmp)
 264                 nid = associativity_to_nid(tmp);
 265         return nid;
 266 }
 267
 268 /* Walk the device tree upwards, looking for an associativity id */
 269 int of_node_to_nid(struct device_node *device)
 270 {
 271         int nid = NUMA_NO_NODE;
 272
 273         of_node_get(device);
 274         while (device) {
 275                 nid = of_node_to_nid_single(device);
 276                 if (nid != -1)
 277                         break;
 278
 279                 device = of_get_next_parent(device);
 280         }
 281         of_node_put(device);
 282
 283         return nid;
 284 }
 285 EXPORT_SYMBOL(of_node_to_nid);
 286
 287 static int __init find_min_common_depth(void)
 288 {
 289         int depth;
 290         struct device_node *root;
 291
 292         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_OPAL))
 293                 root = of_find_node_by_path("/ibm,opal");
 294         else
 295                 root = of_find_node_by_path("/rtas");
 296         if (!root)
 297                 root = of_find_node_by_path("/");
 298
 299         /*
 300          * This property is a set of 32-bit integers, each representing
 301          * an index into the ibm,associativity nodes.
 302          *
 303          * With form 0 affinity the first integer is for an SMP configuration
 304          * (should be all 0's) and the second is for a normal NUMA
 305          * configuration. We have only one level of NUMA.
 306          *
 307          * With form 1 affinity the first integer is the most significant
 308          * NUMA boundary and the following are progressively less significant
 309          * boundaries. There can be more than one level of NUMA.
 310          */
 311         distance_ref_points = of_get_property(root,
 312                                         "ibm,associativity-reference-points",
 313                                         &distance_ref_points_depth);
 314
 315         if (!distance_ref_points) {
 316                 dbg("NUMA: ibm,associativity-reference-points not found.\n");
 317                 goto err;
 318         }
 319
 320         distance_ref_points_depth /= sizeof(int);
 321
 322         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_OPAL) ||
 323             firmware_has_feature(FW_FEATURE_TYPE1_AFFINITY)) {
 324                 dbg("Using form 1 affinity\n");
 325                 form1_affinity = 1;
 326         }
 327
 328         if (form1_affinity) {
 329                 depth = of_read_number(distance_ref_points, 1);
 330         } else {
 331                 if (distance_ref_points_depth < 2) {
 332                         printk(KERN_WARNING "NUMA: "
 333                                 "short ibm,associativity-reference-points\n");
 334                         goto err;
 335                 }
 336
 337                 depth = of_read_number(&distance_ref_points[1], 1);
 338         }
 339
 340         /*
 341          * Warn and cap if the hardware supports more than
 342          * MAX_DISTANCE_REF_POINTS domains.
 343          */
 344         if (distance_ref_points_depth > MAX_DISTANCE_REF_POINTS) {
 345                 printk(KERN_WARNING "NUMA: distance array capped at "
 346                         "%d entries\n", MAX_DISTANCE_REF_POINTS);
 347                 distance_ref_points_depth = MAX_DISTANCE_REF_POINTS;
 348         }
 349
 350         of_node_put(root);
 351         return depth;
 352
 353 err:
 354         of_node_put(root);
 355         return -1;
 356 }
 357
 358 static void __init get_n_mem_cells(int *n_addr_cells, int *n_size_cells)
 359 {
 360         struct device_node *memory = NULL;
 361
 362         memory = of_find_node_by_type(memory, "memory");
 363         if (!memory)
 364                 panic("numa.c: No memory nodes found!");
 365
 366         *n_addr_cells = of_n_addr_cells(memory);
 367         *n_size_cells = of_n_size_cells(memory);
 368         of_node_put(memory);
 369 }
 370
 371 static unsigned long read_n_cells(int n, const __be32 **buf)
 372 {
 373         unsigned long result = 0;
 374
 375         while (n--) {
 376                 result = (result << 32) | of_read_number(*buf, 1);
 377                 (*buf)++;
 378         }
 379         return result;
 380 }
 381
 382 struct assoc_arrays {
 383         u32     n_arrays;
 384         u32     array_sz;
 385         const __be32 *arrays;
 386 };
 387
 388 /*
 389  * Retrieve and validate the list of associativity arrays for drconf
 390  * memory from the ibm,associativity-lookup-arrays property of the
 391  * device tree..
 392  *
 393  * The layout of the ibm,associativity-lookup-arrays property is a number N
 394  * indicating the number of associativity arrays, followed by a number M
 395  * indicating the size of each associativity array, followed by a list
 396  * of N associativity arrays.
 397  */
 398 static int of_get_assoc_arrays(struct assoc_arrays *aa)
 399 {
 400         struct device_node *memory;
 401         const __be32 *prop;
 402         u32 len;
 403
 404         memory = of_find_node_by_path("/ibm,dynamic-reconfiguration-memory");
 405         if (!memory)
 406                 return -1;
 407
 408         prop = of_get_property(memory, "ibm,associativity-lookup-arrays", &len);
 409         if (!prop || len < 2 * sizeof(unsigned int)) {
 410                 of_node_put(memory);
 411                 return -1;
 412         }
 413
 414         aa->n_arrays = of_read_number(prop++, 1);
 415         aa->array_sz = of_read_number(prop++, 1);
 416
 417         of_node_put(memory);
 418
 419         /* Now that we know the number of arrays and size of each array,
 420          * revalidate the size of the property read in.
 421          */
 422         if (len < (aa->n_arrays * aa->array_sz + 2) * sizeof(unsigned int))
 423                 return -1;
 424
 425         aa->arrays = prop;
 426         return 0;
 427 }
 428
 429 /*
 430  * This is like of_node_to_nid_single() for memory represented in the
 431  * ibm,dynamic-reconfiguration-memory node.
 432  */
 433 int of_drconf_to_nid_single(struct drmem_lmb *lmb)
 434 {
 435         struct assoc_arrays aa = { .arrays = NULL };
 436         int default_nid = NUMA_NO_NODE;
 437         int nid = default_nid;
 438         int rc, index;
 439
 440         if ((min_common_depth < 0) || !numa_enabled)
 441                 return default_nid;
 442
 443         rc = of_get_assoc_arrays(&aa);
 444         if (rc)
 445                 return default_nid;
 446
 447         if (min_common_depth <= aa.array_sz &&
 448             !(lmb->flags & DRCONF_MEM_AI_INVALID) && lmb->aa_index < aa.n_arrays) {
 449                 index = lmb->aa_index * aa.array_sz + min_common_depth - 1;
 450                 nid = of_read_number(&aa.arrays[index], 1);
 451
 452                 if (nid == 0xffff || nid >= nr_node_ids)
 453                         nid = default_nid;
 454
 455                 if (nid > 0) {
 456                         index = lmb->aa_index * aa.array_sz;
 457                         initialize_distance_lookup_table(nid,
 458                                                         &aa.arrays[index]);
 459                 }
 460         }
 461
 462         return nid;
 463 }
 464
 465 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
 466 static int vphn_get_nid(long lcpu)
 467 {
 468         __be32 associativity[VPHN_ASSOC_BUFSIZE] = {0};
 469         long rc, hwid;
 470
 471         /*
 472          * On a shared lpar, device tree will not have node associativity.
 473          * At this time lppaca, or its __old_status field may not be
 474          * updated. Hence kernel cannot detect if its on a shared lpar. So
 475          * request an explicit associativity irrespective of whether the
 476          * lpar is shared or dedicated. Use the device tree property as a
 477          * fallback. cpu_to_phys_id is only valid between
 478          * smp_setup_cpu_maps() and smp_setup_pacas().
 479          */
 480         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_VPHN)) {
 481                 if (cpu_to_phys_id)
 482                         hwid = cpu_to_phys_id[lcpu];
 483                 else
 484                         hwid = get_hard_smp_processor_id(lcpu);
 485
 486                 rc = hcall_vphn(hwid, VPHN_FLAG_VCPU, associativity);
 487                 if (rc == H_SUCCESS)
 488                         return associativity_to_nid(associativity);
 489         }
 490
 491         return NUMA_NO_NODE;
 492 }
 493 #else
 494 static int vphn_get_nid(long unused)
 495 {
 496         return NUMA_NO_NODE;
 497 }
 498 #endif  /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 499
 500 /*
 501  * Figure out to which domain a cpu belongs and stick it there.
 502  * Return the id of the domain used.
 503  */
 504 static int numa_setup_cpu(unsigned long lcpu)
 505 {
 506         struct device_node *cpu;
 507         int fcpu = cpu_first_thread_sibling(lcpu);
 508         int nid = NUMA_NO_NODE;
 509
 510         if (!cpu_present(lcpu)) {
 511                 set_cpu_numa_node(lcpu, first_online_node);
 512                 return first_online_node;
 513         }
 514
 515         /*
 516          * If a valid cpu-to-node mapping is already available, use it
 517          * directly instead of querying the firmware, since it represents
 518          * the most recent mapping notified to us by the platform (eg: VPHN).
 519          * Since cpu_to_node binding remains the same for all threads in the
 520          * core. If a valid cpu-to-node mapping is already available, for
 521          * the first thread in the core, use it.
 522          */
 523         nid = numa_cpu_lookup_table[fcpu];
 524         if (nid >= 0) {
 525                 map_cpu_to_node(lcpu, nid);
 526                 return nid;
 527         }
 528
 529         nid = vphn_get_nid(lcpu);
 530         if (nid != NUMA_NO_NODE)
 531                 goto out_present;
 532
 533         cpu = of_get_cpu_node(lcpu, NULL);
 534
 535         if (!cpu) {
 536                 WARN_ON(1);
 537                 if (cpu_present(lcpu))
 538                         goto out_present;
 539                 else
 540                         goto out;
 541         }
 542
 543         nid = of_node_to_nid_single(cpu);
 544         of_node_put(cpu);
 545
 546 out_present:
 547         if (nid < 0 || !node_possible(nid))
 548                 nid = first_online_node;
 549
 550         /*
 551          * Update for the first thread of the core. All threads of a core
 552          * have to be part of the same node. This not only avoids querying
 553          * for every other thread in the core, but always avoids a case
 554          * where virtual node associativity change causes subsequent threads
 555          * of a core to be associated with different nid. However if first
 556          * thread is already online, expect it to have a valid mapping.
 557          */
 558         if (fcpu != lcpu) {
 559                 WARN_ON(cpu_online(fcpu));
 560                 map_cpu_to_node(fcpu, nid);
 561         }
 562
 563         map_cpu_to_node(lcpu, nid);
 564 out:
 565         return nid;
 566 }
 567
 568 static void verify_cpu_node_mapping(int cpu, int node)
 569 {
 570         int base, sibling, i;
 571
 572         /* Verify that all the threads in the core belong to the same node */
 573         base = cpu_first_thread_sibling(cpu);
 574
 575         for (i = 0; i < threads_per_core; i++) {
 576                 sibling = base + i;
 577
 578                 if (sibling == cpu || cpu_is_offline(sibling))
 579                         continue;
 580
 581                 if (cpu_to_node(sibling) != node) {
 582                         WARN(1, "CPU thread siblings %d and %d don't belong"
 583                                 " to the same node!\n", cpu, sibling);
 584                         break;
 585                 }
 586         }
 587 }
 588
 589 /* Must run before sched domains notifier. */
 590 static int ppc_numa_cpu_prepare(unsigned int cpu)
 591 {
 592         int nid;
 593
 594         nid = numa_setup_cpu(cpu);
 595         verify_cpu_node_mapping(cpu, nid);
 596         return 0;
 597 }
 598
 599 static int ppc_numa_cpu_dead(unsigned int cpu)
 600 {
 601 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 602         unmap_cpu_from_node(cpu);
 603 #endif
 604         return 0;
 605 }
 606
 607 /*
 608  * Check and possibly modify a memory region to enforce the memory limit.
 609  *
 610  * Returns the size the region should have to enforce the memory limit.
 611  * This will either be the original value of size, a truncated value,
 612  * or zero. If the returned value of size is 0 the region should be
 613  * discarded as it lies wholly above the memory limit.
 614  */
 615 static unsigned long __init numa_enforce_memory_limit(unsigned long start,
 616                                                       unsigned long size)
 617 {
 618         /*
 619          * We use memblock_end_of_DRAM() in here instead of memory_limit because
 620          * we've already adjusted it for the limit and it takes care of
 621          * having memory holes below the limit.  Also, in the case of
 622          * iommu_is_off, memory_limit is not set but is implicitly enforced.
 623          */
 624
 625         if (start + size <= memblock_end_of_DRAM())
 626                 return size;
 627
 628         if (start >= memblock_end_of_DRAM())
 629                 return 0;
 630
 631         return memblock_end_of_DRAM() - start;
 632 }
 633
 634 /*
 635  * Reads the counter for a given entry in
 636  * linux,drconf-usable-memory property
 637  */
 638 static inline int __init read_usm_ranges(const __be32 **usm)
 639 {
 640         /*
 641          * For each lmb in ibm,dynamic-memory a corresponding
 642          * entry in linux,drconf-usable-memory property contains
 643          * a counter followed by that many (base, size) duple.
 644          * read the counter from linux,drconf-usable-memory
 645          */
 646         return read_n_cells(n_mem_size_cells, usm);
 647 }
 648
 649 /*
 650  * Extract NUMA information from the ibm,dynamic-reconfiguration-memory
 651  * node.  This assumes n_mem_{addr,size}_cells have been set.
 652  */
 653 static int __init numa_setup_drmem_lmb(struct drmem_lmb *lmb,
 654                                         const __be32 **usm,
 655                                         void *data)
 656 {
 657         unsigned int ranges, is_kexec_kdump = 0;
 658         unsigned long base, size, sz;
 659         int nid;
 660
 661         /*
 662          * Skip this block if the reserved bit is set in flags (0x80)
 663          * or if the block is not assigned to this partition (0x8)
 664          */
 665         if ((lmb->flags & DRCONF_MEM_RESERVED)
 666             || !(lmb->flags & DRCONF_MEM_ASSIGNED))
 667                 return 0;
 668
 669         if (*usm)
 670                 is_kexec_kdump = 1;
 671
 672         base = lmb->base_addr;
 673         size = drmem_lmb_size();
 674         ranges = 1;
 675
 676         if (is_kexec_kdump) {
 677                 ranges = read_usm_ranges(usm);
 678                 if (!ranges) /* there are no (base, size) duple */
 679                         return 0;
 680         }
 681
 682         do {
 683                 if (is_kexec_kdump) {
 684                         base = read_n_cells(n_mem_addr_cells, usm);
 685                         size = read_n_cells(n_mem_size_cells, usm);
 686                 }
 687
 688                 nid = of_drconf_to_nid_single(lmb);
 689                 fake_numa_create_new_node(((base + size) >> PAGE_SHIFT),
 690                                           &nid);
 691                 node_set_online(nid);
 692                 sz = numa_enforce_memory_limit(base, size);
 693                 if (sz)
 694                         memblock_set_node(base, sz, &memblock.memory, nid);
 695         } while (--ranges);
 696
 697         return 0;
 698 }
 699
 700 static int __init parse_numa_properties(void)
 701 {
 702         struct device_node *memory;
 703         int default_nid = 0;
 704         unsigned long i;
 705
 706         if (numa_enabled == 0) {
 707                 printk(KERN_WARNING "NUMA disabled by user\n");
 708                 return -1;
 709         }
 710
 711         min_common_depth = find_min_common_depth();
 712
 713         if (min_common_depth < 0) {
 714                 /*
 715                  * if we fail to parse min_common_depth from device tree
 716                  * mark the numa disabled, boot with numa disabled.
 717                  */
 718                 numa_enabled = false;
 719                 return min_common_depth;
 720         }
 721
 722         dbg("NUMA associativity depth for CPU/Memory: %d\n", min_common_depth);
 723
 724         /*
 725          * Even though we connect cpus to numa domains later in SMP
 726          * init, we need to know the node ids now. This is because
 727          * each node to be onlined must have NODE_DATA etc backing it.
 728          */
 729         for_each_present_cpu(i) {
 730                 struct device_node *cpu;
 731                 int nid = vphn_get_nid(i);
 732
 733                 /*
 734                  * Don't fall back to default_nid yet -- we will plug
 735                  * cpus into nodes once the memory scan has discovered
 736                  * the topology.
 737                  */
 738                 if (nid == NUMA_NO_NODE) {
 739                         cpu = of_get_cpu_node(i, NULL);
 740                         BUG_ON(!cpu);
 741                         nid = of_node_to_nid_single(cpu);
 742                         of_node_put(cpu);
 743                 }
 744
 745                 if (likely(nid > 0))
 746                         node_set_online(nid);
 747         }
 748
 749         get_n_mem_cells(&n_mem_addr_cells, &n_mem_size_cells);
 750
 751         for_each_node_by_type(memory, "memory") {
 752                 unsigned long start;
 753                 unsigned long size;
 754                 int nid;
 755                 int ranges;
 756                 const __be32 *memcell_buf;
 757                 unsigned int len;
 758
 759                 memcell_buf = of_get_property(memory,
 760                         "linux,usable-memory", &len);
 761                 if (!memcell_buf || len <= 0)
 762                         memcell_buf = of_get_property(memory, "reg", &len);
 763                 if (!memcell_buf || len <= 0)
 764                         continue;
 765
 766                 /* ranges in cell */
 767                 ranges = (len >> 2) / (n_mem_addr_cells + n_mem_size_cells);
 768 new_range:
 769                 /* these are order-sensitive, and modify the buffer pointer */
 770                 start = read_n_cells(n_mem_addr_cells, &memcell_buf);
 771                 size = read_n_cells(n_mem_size_cells, &memcell_buf);
 772
 773                 /*
 774                  * Assumption: either all memory nodes or none will
 775                  * have associativity properties.  If none, then
 776                  * everything goes to default_nid.
 777                  */
 778                 nid = of_node_to_nid_single(memory);
 779                 if (nid < 0)
 780                         nid = default_nid;
 781
 782                 fake_numa_create_new_node(((start + size) >> PAGE_SHIFT), &nid);
 783                 node_set_online(nid);
 784
 785                 size = numa_enforce_memory_limit(start, size);
 786                 if (size)
 787                         memblock_set_node(start, size, &memblock.memory, nid);
 788
 789                 if (--ranges)
 790                         goto new_range;
 791         }
 792
 793         /*
 794          * Now do the same thing for each MEMBLOCK listed in the
 795          * ibm,dynamic-memory property in the
 796          * ibm,dynamic-reconfiguration-memory node.
 797          */
 798         memory = of_find_node_by_path("/ibm,dynamic-reconfiguration-memory");
 799         if (memory) {
 800                 walk_drmem_lmbs(memory, NULL, numa_setup_drmem_lmb);
 801                 of_node_put(memory);
 802         }
 803
 804         return 0;
 805 }
 806
 807 static void __init setup_nonnuma(void)
 808 {
 809         unsigned long top_of_ram = memblock_end_of_DRAM();
 810         unsigned long total_ram = memblock_phys_mem_size();
 811         unsigned long start_pfn, end_pfn;
 812         unsigned int nid = 0;
 813         int i;
 814
 815         printk(KERN_DEBUG "Top of RAM: 0x%lx, Total RAM: 0x%lx\n",
 816                top_of_ram, total_ram);
 817         printk(KERN_DEBUG "Memory hole size: %ldMB\n",
 818                (top_of_ram - total_ram) >> 20);
 819
 820         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start_pfn, &end_pfn, NULL) {
 821                 fake_numa_create_new_node(end_pfn, &nid);
 822                 memblock_set_node(PFN_PHYS(start_pfn),
 823                                   PFN_PHYS(end_pfn - start_pfn),
 824                                   &memblock.memory, nid);
 825                 node_set_online(nid);
 826         }
 827 }
 828
 829 void __init dump_numa_cpu_topology(void)
 830 {
 831         unsigned int node;
 832         unsigned int cpu, count;
 833
 834         if (!numa_enabled)
 835                 return;
 836
 837         for_each_online_node(node) {
 838                 pr_info("Node %d CPUs:", node);
 839
 840                 count = 0;
 841                 /*
 842                  * If we used a CPU iterator here we would miss printing
 843                  * the holes in the cpumap.
 844                  */
 845                 for (cpu = 0; cpu < nr_cpu_ids; cpu++) {
 846                         if (cpumask_test_cpu(cpu,
 847                                         node_to_cpumask_map[node])) {
 848                                 if (count == 0)
 849                                         pr_cont(" %u", cpu);
 850                                 ++count;
 851                         } else {
 852                                 if (count > 1)
 853                                         pr_cont("-%u", cpu - 1);
 854                                 count = 0;
 855                         }
 856                 }
 857
 858                 if (count > 1)
 859                         pr_cont("-%u", nr_cpu_ids - 1);
 860                 pr_cont("\n");
 861         }
 862 }
 863
 864 /* Initialize NODE_DATA for a node on the local memory */
 865 static void __init setup_node_data(int nid, u64 start_pfn, u64 end_pfn)
 866 {
 867         u64 spanned_pages = end_pfn - start_pfn;
 868         const size_t nd_size = roundup(sizeof(pg_data_t), SMP_CACHE_BYTES);
 869         u64 nd_pa;
 870         void *nd;
 871         int tnid;
 872
 873         nd_pa = memblock_phys_alloc_try_nid(nd_size, SMP_CACHE_BYTES, nid);
 874         if (!nd_pa)
 875                 panic("Cannot allocate %zu bytes for node %d data\n",
 876                       nd_size, nid);
 877
 878         nd = __va(nd_pa);
 879
 880         /* report and initialize */
 881         pr_info("  NODE_DATA [mem %#010Lx-%#010Lx]\n",
 882                 nd_pa, nd_pa + nd_size - 1);
 883         tnid = early_pfn_to_nid(nd_pa >> PAGE_SHIFT);
 884         if (tnid != nid)
 885                 pr_info("    NODE_DATA(%d) on node %d\n", nid, tnid);
 886
 887         node_data[nid] = nd;
 888         memset(NODE_DATA(nid), 0, sizeof(pg_data_t));
 889         NODE_DATA(nid)->node_id = nid;
 890         NODE_DATA(nid)->node_start_pfn = start_pfn;
 891         NODE_DATA(nid)->node_spanned_pages = spanned_pages;
 892 }
 893
 894 static void __init find_possible_nodes(void)
 895 {
 896         struct device_node *rtas;
 897         const __be32 *domains;
 898         int prop_length, max_nodes;
 899         u32 i;
 900
 901         if (!numa_enabled)
 902                 return;
 903
 904         rtas = of_find_node_by_path("/rtas");
 905         if (!rtas)
 906                 return;
 907
 908         /*
 909          * ibm,current-associativity-domains is a fairly recent property. If
 910          * it doesn't exist, then fallback on ibm,max-associativity-domains.
 911          * Current denotes what the platform can support compared to max
 912          * which denotes what the Hypervisor can support.
 913          */
 914         domains = of_get_property(rtas, "ibm,current-associativity-domains",
 915                                         &prop_length);
 916         if (!domains) {
 917                 domains = of_get_property(rtas, "ibm,max-associativity-domains",
 918                                         &prop_length);
 919                 if (!domains)
 920                         goto out;
 921         }
 922
 923         max_nodes = of_read_number(&domains[min_common_depth], 1);
 924         for (i = 0; i < max_nodes; i++) {
 925                 if (!node_possible(i))
 926                         node_set(i, node_possible_map);
 927         }
 928
 929         prop_length /= sizeof(int);
 930         if (prop_length > min_common_depth + 2)
 931                 coregroup_enabled = 1;
 932
 933 out:
 934         of_node_put(rtas);
 935 }
 936
 937 void __init mem_topology_setup(void)
 938 {
 939         int cpu;
 940
 941         /*
 942          * Linux/mm assumes node 0 to be online at boot. However this is not
 943          * true on PowerPC, where node 0 is similar to any other node, it
 944          * could be cpuless, memoryless node. So force node 0 to be offline
 945          * for now. This will prevent cpuless, memoryless node 0 showing up
 946          * unnecessarily as online. If a node has cpus or memory that need
 947          * to be online, then node will anyway be marked online.
 948          */
 949         node_set_offline(0);
 950
 951         if (parse_numa_properties())
 952                 setup_nonnuma();
 953
 954         /*
 955          * Modify the set of possible NUMA nodes to reflect information
 956          * available about the set of online nodes, and the set of nodes
 957          * that we expect to make use of for this platform's affinity
 958          * calculations.
 959          */
 960         nodes_and(node_possible_map, node_possible_map, node_online_map);
 961
 962         find_possible_nodes();
 963
 964         setup_node_to_cpumask_map();
 965
 966         reset_numa_cpu_lookup_table();
 967
 968         for_each_possible_cpu(cpu) {
 969                 /*
 970                  * Powerpc with CONFIG_NUMA always used to have a node 0,
 971                  * even if it was memoryless or cpuless. For all cpus that
 972                  * are possible but not present, cpu_to_node() would point
 973                  * to node 0. To remove a cpuless, memoryless dummy node,
 974                  * powerpc need to make sure all possible but not present
 975                  * cpu_to_node are set to a proper node.
 976                  */
 977                 numa_setup_cpu(cpu);
 978         }
 979 }
 980
 981 void __init initmem_init(void)
 982 {
 983         int nid;
 984
 985         max_low_pfn = memblock_end_of_DRAM() >> PAGE_SHIFT;
 986         max_pfn = max_low_pfn;
 987
 988         memblock_dump_all();
 989
 990         for_each_online_node(nid) {
 991                 unsigned long start_pfn, end_pfn;
 992
 993                 get_pfn_range_for_nid(nid, &start_pfn, &end_pfn);
 994                 setup_node_data(nid, start_pfn, end_pfn);
 995         }
 996
 997         sparse_init();
 998
 999         /*
1000          * We need the numa_cpu_lookup_table to be accurate for all CPUs,
1001          * even before we online them, so that we can use cpu_to_{node,mem}
1002          * early in boot, cf. smp_prepare_cpus().
1003          * _nocalls() + manual invocation is used because cpuhp is not yet
1004          * initialized for the boot CPU.
1005          */
1006         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_POWER_NUMA_PREPARE, "powerpc/numa:prepare",
1007                                   ppc_numa_cpu_prepare, ppc_numa_cpu_dead);
1008 }
1009
1010 static int __init early_numa(char *p)
1011 {
1012         if (!p)
1013                 return 0;
1014
1015         if (strstr(p, "off"))
1016                 numa_enabled = 0;
1017
1018         if (strstr(p, "debug"))
1019                 numa_debug = 1;
1020
1021         p = strstr(p, "fake=");
1022         if (p)
1023                 cmdline = p + strlen("fake=");
1024
1025         return 0;
1026 }
1027 early_param("numa", early_numa);
1028
1029 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1030 /*
1031  * Find the node associated with a hot added memory section for
1032  * memory represented in the device tree by the property
1033  * ibm,dynamic-reconfiguration-memory/ibm,dynamic-memory.
1034  */
1035 static int hot_add_drconf_scn_to_nid(unsigned long scn_addr)
1036 {
1037         struct drmem_lmb *lmb;
1038         unsigned long lmb_size;
1039         int nid = NUMA_NO_NODE;
1040
1041         lmb_size = drmem_lmb_size();
1042
1043         for_each_drmem_lmb(lmb) {
1044                 /* skip this block if it is reserved or not assigned to
1045                  * this partition */
1046                 if ((lmb->flags & DRCONF_MEM_RESERVED)
1047                     || !(lmb->flags & DRCONF_MEM_ASSIGNED))
1048                         continue;
1049
1050                 if ((scn_addr < lmb->base_addr)
1051                     || (scn_addr >= (lmb->base_addr + lmb_size)))
1052                         continue;
1053
1054                 nid = of_drconf_to_nid_single(lmb);
1055                 break;
1056         }
1057
1058         return nid;
1059 }
1060
1061 /*
1062  * Find the node associated with a hot added memory section for memory
1063  * represented in the device tree as a node (i.e. memory@XXXX) for
1064  * each memblock.
1065  */
1066 static int hot_add_node_scn_to_nid(unsigned long scn_addr)
1067 {
1068         struct device_node *memory;
1069         int nid = NUMA_NO_NODE;
1070
1071         for_each_node_by_type(memory, "memory") {
1072                 unsigned long start, size;
1073                 int ranges;
1074                 const __be32 *memcell_buf;
1075                 unsigned int len;
1076
1077                 memcell_buf = of_get_property(memory, "reg", &len);
1078                 if (!memcell_buf || len <= 0)
1079                         continue;
1080
1081                 /* ranges in cell */
1082                 ranges = (len >> 2) / (n_mem_addr_cells + n_mem_size_cells);
1083
1084                 while (ranges--) {
1085                         start = read_n_cells(n_mem_addr_cells, &memcell_buf);
1086                         size = read_n_cells(n_mem_size_cells, &memcell_buf);
1087
1088                         if ((scn_addr < start) || (scn_addr >= (start + size)))
1089                                 continue;
1090
1091                         nid = of_node_to_nid_single(memory);
1092                         break;
1093                 }
1094
1095                 if (nid >= 0)
1096                         break;
1097         }
1098
1099         of_node_put(memory);
1100
1101         return nid;
1102 }
1103
1104 /*
1105  * Find the node associated with a hot added memory section.  Section
1106  * corresponds to a SPARSEMEM section, not an MEMBLOCK.  It is assumed that
1107  * sections are fully contained within a single MEMBLOCK.
1108  */
1109 int hot_add_scn_to_nid(unsigned long scn_addr)
1110 {
1111         struct device_node *memory = NULL;
1112         int nid;
1113
1114         if (!numa_enabled)
1115                 return first_online_node;
1116
1117         memory = of_find_node_by_path("/ibm,dynamic-reconfiguration-memory");
1118         if (memory) {
1119                 nid = hot_add_drconf_scn_to_nid(scn_addr);
1120                 of_node_put(memory);
1121         } else {
1122                 nid = hot_add_node_scn_to_nid(scn_addr);
1123         }
1124
1125         if (nid < 0 || !node_possible(nid))
1126                 nid = first_online_node;
1127
1128         return nid;
1129 }
1130
1131 static u64 hot_add_drconf_memory_max(void)
1132 {
1133         struct device_node *memory = NULL;
1134         struct device_node *dn = NULL;
1135         const __be64 *lrdr = NULL;
1136
1137         dn = of_find_node_by_path("/rtas");
1138         if (dn) {
1139                 lrdr = of_get_property(dn, "ibm,lrdr-capacity", NULL);
1140                 of_node_put(dn);
1141                 if (lrdr)
1142                         return be64_to_cpup(lrdr);
1143         }
1144
1145         memory = of_find_node_by_path("/ibm,dynamic-reconfiguration-memory");
1146         if (memory) {
1147                 of_node_put(memory);
1148                 return drmem_lmb_memory_max();
1149         }
1150         return 0;
1151 }
1152
1153 /*
1154  * memory_hotplug_max - return max address of memory that may be added
1155  *
1156  * This is currently only used on systems that support drconfig memory
1157  * hotplug.
1158  */
1159 u64 memory_hotplug_max(void)
1160 {
1161         return max(hot_add_drconf_memory_max(), memblock_end_of_DRAM());
1162 }
1163 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1164
1165 /* Virtual Processor Home Node (VPHN) support */
1166 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
1167 static int topology_inited;
1168
1169 /*
1170  * Retrieve the new associativity information for a virtual processor's
1171  * home node.
1172  */
1173 static long vphn_get_associativity(unsigned long cpu,
1174                                         __be32 *associativity)
1175 {
1176         long rc;
1177
1178         rc = hcall_vphn(get_hard_smp_processor_id(cpu),
1179                                 VPHN_FLAG_VCPU, associativity);
1180
1181         switch (rc) {
1182         case H_SUCCESS:
1183                 dbg("VPHN hcall succeeded. Reset polling...\n");
1184                 goto out;
1185
1186         case H_FUNCTION:
1187                 pr_err_ratelimited("VPHN unsupported. Disabling polling...\n");
1188                 break;
1189         case H_HARDWARE:
1190                 pr_err_ratelimited("hcall_vphn() experienced a hardware fault "
1191                         "preventing VPHN. Disabling polling...\n");
1192                 break;
1193         case H_PARAMETER:
1194                 pr_err_ratelimited("hcall_vphn() was passed an invalid parameter. "
1195                         "Disabling polling...\n");
1196                 break;
1197         default:
1198                 pr_err_ratelimited("hcall_vphn() returned %ld. Disabling polling...\n"
1199                         , rc);
1200                 break;
1201         }
1202 out:
1203         return rc;
1204 }
1205
1206 int find_and_online_cpu_nid(int cpu)
1207 {
1208         __be32 associativity[VPHN_ASSOC_BUFSIZE] = {0};
1209         int new_nid;
1210
1211         /* Use associativity from first thread for all siblings */
1212         if (vphn_get_associativity(cpu, associativity))
1213                 return cpu_to_node(cpu);
1214
1215         new_nid = associativity_to_nid(associativity);
1216         if (new_nid < 0 || !node_possible(new_nid))
1217                 new_nid = first_online_node;
1218
1219         if (NODE_DATA(new_nid) == NULL) {
1220 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1221                 /*
1222                  * Need to ensure that NODE_DATA is initialized for a node from
1223                  * available memory (see memblock_alloc_try_nid). If unable to
1224                  * init the node, then default to nearest node that has memory
1225                  * installed. Skip onlining a node if the subsystems are not
1226                  * yet initialized.
1227                  */
1228                 if (!topology_inited || try_online_node(new_nid))
1229                         new_nid = first_online_node;
1230 #else
1231                 /*
1232                  * Default to using the nearest node that has memory installed.
1233                  * Otherwise, it would be necessary to patch the kernel MM code
1234                  * to deal with more memoryless-node error conditions.
1235                  */
1236                 new_nid = first_online_node;
1237 #endif
1238         }
1239
1240         pr_debug("%s:%d cpu %d nid %d\n", __FUNCTION__, __LINE__,
1241                 cpu, new_nid);
1242         return new_nid;
1243 }
1244
1245 int cpu_to_coregroup_id(int cpu)
1246 {
1247         __be32 associativity[VPHN_ASSOC_BUFSIZE] = {0};
1248         int index;
1249
1250         if (cpu < 0 || cpu > nr_cpu_ids)
1251                 return -1;
1252
1253         if (!coregroup_enabled)
1254                 goto out;
1255
1256         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_VPHN))
1257                 goto out;
1258
1259         if (vphn_get_associativity(cpu, associativity))
1260                 goto out;
1261
1262         index = of_read_number(associativity, 1);
1263         if (index > min_common_depth + 1)
1264                 return of_read_number(&associativity[index - 1], 1);
1265
1266 out:
1267         return cpu_to_core_id(cpu);
1268 }
1269
1270 static int topology_update_init(void)
1271 {
1272         topology_inited = 1;
1273         return 0;
1274 }
1275 device_initcall(topology_update_init);
1276 #endif /* CONFIG_PPC_SPLPAR */