memblock: memblock_phys_alloc_try_nid(): don't panic
[muen/linux.git] / arch / arm64 / mm / numa.c
1 /*
2  * NUMA support, based on the x86 implementation.
3  *
4  * Copyright (C) 2015 Cavium Inc.
5  * Author: Ganapatrao Kulkarni <gkulkarni@cavium.com>
6  *
7  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
8  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
9  * published by the Free Software Foundation.
10  *
11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14  * GNU General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
17  * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18  */
19
20 #define pr_fmt(fmt) "NUMA: " fmt
21
22 #include <linux/acpi.h>
23 #include <linux/memblock.h>
24 #include <linux/module.h>
25 #include <linux/of.h>
26
27 #include <asm/acpi.h>
28 #include <asm/sections.h>
29
30 struct pglist_data *node_data[MAX_NUMNODES] __read_mostly;
31 EXPORT_SYMBOL(node_data);
32 nodemask_t numa_nodes_parsed __initdata;
33 static int cpu_to_node_map[NR_CPUS] = { [0 ... NR_CPUS-1] = NUMA_NO_NODE };
34
35 static int numa_distance_cnt;
36 static u8 *numa_distance;
37 bool numa_off;
38
39 static __init int numa_parse_early_param(char *opt)
40 {
41         if (!opt)
42                 return -EINVAL;
43         if (!strncmp(opt, "off", 3))
44                 numa_off = true;
45
46         return 0;
47 }
48 early_param("numa", numa_parse_early_param);
49
50 cpumask_var_t node_to_cpumask_map[MAX_NUMNODES];
51 EXPORT_SYMBOL(node_to_cpumask_map);
52
53 #ifdef CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS
54
55 /*
56  * Returns a pointer to the bitmask of CPUs on Node 'node'.
57  */
58 const struct cpumask *cpumask_of_node(int node)
59 {
60         if (WARN_ON(node >= nr_node_ids))
61                 return cpu_none_mask;
62
63         if (WARN_ON(node_to_cpumask_map[node] == NULL))
64                 return cpu_online_mask;
65
66         return node_to_cpumask_map[node];
67 }
68 EXPORT_SYMBOL(cpumask_of_node);
69
70 #endif
71
72 static void numa_update_cpu(unsigned int cpu, bool remove)
73 {
74         int nid = cpu_to_node(cpu);
75
76         if (nid == NUMA_NO_NODE)
77                 return;
78
79         if (remove)
80                 cpumask_clear_cpu(cpu, node_to_cpumask_map[nid]);
81         else
82                 cpumask_set_cpu(cpu, node_to_cpumask_map[nid]);
83 }
84
85 void numa_add_cpu(unsigned int cpu)
86 {
87         numa_update_cpu(cpu, false);
88 }
89
90 void numa_remove_cpu(unsigned int cpu)
91 {
92         numa_update_cpu(cpu, true);
93 }
94
95 void numa_clear_node(unsigned int cpu)
96 {
97         numa_remove_cpu(cpu);
98         set_cpu_numa_node(cpu, NUMA_NO_NODE);
99 }
100
101 /*
102  * Allocate node_to_cpumask_map based on number of available nodes
103  * Requires node_possible_map to be valid.
104  *
105  * Note: cpumask_of_node() is not valid until after this is done.
106  * (Use CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS to check this.)
107  */
108 static void __init setup_node_to_cpumask_map(void)
109 {
110         int node;
111
112         /* setup nr_node_ids if not done yet */
113         if (nr_node_ids == MAX_NUMNODES)
114                 setup_nr_node_ids();
115
116         /* allocate and clear the mapping */
117         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++) {
118                 alloc_bootmem_cpumask_var(&node_to_cpumask_map[node]);
119                 cpumask_clear(node_to_cpumask_map[node]);
120         }
121
122         /* cpumask_of_node() will now work */
123         pr_debug("Node to cpumask map for %u nodes\n", nr_node_ids);
124 }
125
126 /*
127  *  Set the cpu to node and mem mapping
128  */
129 void numa_store_cpu_info(unsigned int cpu)
130 {
131         set_cpu_numa_node(cpu, cpu_to_node_map[cpu]);
132 }
133
134 void __init early_map_cpu_to_node(unsigned int cpu, int nid)
135 {
136         /* fallback to node 0 */
137         if (nid < 0 || nid >= MAX_NUMNODES || numa_off)
138                 nid = 0;
139
140         cpu_to_node_map[cpu] = nid;
141
142         /*
143          * We should set the numa node of cpu0 as soon as possible, because it
144          * has already been set up online before. cpu_to_node(0) will soon be
145          * called.
146          */
147         if (!cpu)
148                 set_cpu_numa_node(cpu, nid);
149 }
150
151 #ifdef CONFIG_HAVE_SETUP_PER_CPU_AREA
152 unsigned long __per_cpu_offset[NR_CPUS] __read_mostly;
153 EXPORT_SYMBOL(__per_cpu_offset);
154
155 static int __init early_cpu_to_node(int cpu)
156 {
157         return cpu_to_node_map[cpu];
158 }
159
160 static int __init pcpu_cpu_distance(unsigned int from, unsigned int to)
161 {
162         return node_distance(early_cpu_to_node(from), early_cpu_to_node(to));
163 }
164
165 static void * __init pcpu_fc_alloc(unsigned int cpu, size_t size,
166                                        size_t align)
167 {
168         int nid = early_cpu_to_node(cpu);
169
170         return  memblock_alloc_try_nid(size, align,
171                         __pa(MAX_DMA_ADDRESS), MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE, nid);
172 }
173
174 static void __init pcpu_fc_free(void *ptr, size_t size)
175 {
176         memblock_free_early(__pa(ptr), size);
177 }
178
179 void __init setup_per_cpu_areas(void)
180 {
181         unsigned long delta;
182         unsigned int cpu;
183         int rc;
184
185         /*
186          * Always reserve area for module percpu variables.  That's
187          * what the legacy allocator did.
188          */
189         rc = pcpu_embed_first_chunk(PERCPU_MODULE_RESERVE,
190                                     PERCPU_DYNAMIC_RESERVE, PAGE_SIZE,
191                                     pcpu_cpu_distance,
192                                     pcpu_fc_alloc, pcpu_fc_free);
193         if (rc < 0)
194                 panic("Failed to initialize percpu areas.");
195
196         delta = (unsigned long)pcpu_base_addr - (unsigned long)__per_cpu_start;
197         for_each_possible_cpu(cpu)
198                 __per_cpu_offset[cpu] = delta + pcpu_unit_offsets[cpu];
199 }
200 #endif
201
202 /**
203  * numa_add_memblk - Set node id to memblk
204  * @nid: NUMA node ID of the new memblk
205  * @start: Start address of the new memblk
206  * @end:  End address of the new memblk
207  *
208  * RETURNS:
209  * 0 on success, -errno on failure.
210  */
211 int __init numa_add_memblk(int nid, u64 start, u64 end)
212 {
213         int ret;
214
215         ret = memblock_set_node(start, (end - start), &memblock.memory, nid);
216         if (ret < 0) {
217                 pr_err("memblock [0x%llx - 0x%llx] failed to add on node %d\n",
218                         start, (end - 1), nid);
219                 return ret;
220         }
221
222         node_set(nid, numa_nodes_parsed);
223         return ret;
224 }
225
226 /**
227  * Initialize NODE_DATA for a node on the local memory
228  */
229 static void __init setup_node_data(int nid, u64 start_pfn, u64 end_pfn)
230 {
231         const size_t nd_size = roundup(sizeof(pg_data_t), SMP_CACHE_BYTES);
232         u64 nd_pa;
233         void *nd;
234         int tnid;
235
236         if (start_pfn >= end_pfn)
237                 pr_info("Initmem setup node %d [<memory-less node>]\n", nid);
238
239         nd_pa = memblock_phys_alloc_try_nid(nd_size, SMP_CACHE_BYTES, nid);
240         if (!nd_pa)
241                 panic("Cannot allocate %zu bytes for node %d data\n",
242                       nd_size, nid);
243
244         nd = __va(nd_pa);
245
246         /* report and initialize */
247         pr_info("NODE_DATA [mem %#010Lx-%#010Lx]\n",
248                 nd_pa, nd_pa + nd_size - 1);
249         tnid = early_pfn_to_nid(nd_pa >> PAGE_SHIFT);
250         if (tnid != nid)
251                 pr_info("NODE_DATA(%d) on node %d\n", nid, tnid);
252
253         node_data[nid] = nd;
254         memset(NODE_DATA(nid), 0, sizeof(pg_data_t));
255         NODE_DATA(nid)->node_id = nid;
256         NODE_DATA(nid)->node_start_pfn = start_pfn;
257         NODE_DATA(nid)->node_spanned_pages = end_pfn - start_pfn;
258 }
259
260 /**
261  * numa_free_distance
262  *
263  * The current table is freed.
264  */
265 void __init numa_free_distance(void)
266 {
267         size_t size;
268
269         if (!numa_distance)
270                 return;
271
272         size = numa_distance_cnt * numa_distance_cnt *
273                 sizeof(numa_distance[0]);
274
275         memblock_free(__pa(numa_distance), size);
276         numa_distance_cnt = 0;
277         numa_distance = NULL;
278 }
279
280 /**
281  *
282  * Create a new NUMA distance table.
283  *
284  */
285 static int __init numa_alloc_distance(void)
286 {
287         size_t size;
288         u64 phys;
289         int i, j;
290
291         size = nr_node_ids * nr_node_ids * sizeof(numa_distance[0]);
292         phys = memblock_find_in_range(0, PFN_PHYS(max_pfn),
293                                       size, PAGE_SIZE);
294         if (WARN_ON(!phys))
295                 return -ENOMEM;
296
297         memblock_reserve(phys, size);
298
299         numa_distance = __va(phys);
300         numa_distance_cnt = nr_node_ids;
301
302         /* fill with the default distances */
303         for (i = 0; i < numa_distance_cnt; i++)
304                 for (j = 0; j < numa_distance_cnt; j++)
305                         numa_distance[i * numa_distance_cnt + j] = i == j ?
306                                 LOCAL_DISTANCE : REMOTE_DISTANCE;
307
308         pr_debug("Initialized distance table, cnt=%d\n", numa_distance_cnt);
309
310         return 0;
311 }
312
313 /**
314  * numa_set_distance - Set inter node NUMA distance from node to node.
315  * @from: the 'from' node to set distance
316  * @to: the 'to'  node to set distance
317  * @distance: NUMA distance
318  *
319  * Set the distance from node @from to @to to @distance.
320  * If distance table doesn't exist, a warning is printed.
321  *
322  * If @from or @to is higher than the highest known node or lower than zero
323  * or @distance doesn't make sense, the call is ignored.
324  *
325  */
326 void __init numa_set_distance(int from, int to, int distance)
327 {
328         if (!numa_distance) {
329                 pr_warn_once("Warning: distance table not allocated yet\n");
330                 return;
331         }
332
333         if (from >= numa_distance_cnt || to >= numa_distance_cnt ||
334                         from < 0 || to < 0) {
335                 pr_warn_once("Warning: node ids are out of bound, from=%d to=%d distance=%d\n",
336                             from, to, distance);
337                 return;
338         }
339
340         if ((u8)distance != distance ||
341             (from == to && distance != LOCAL_DISTANCE)) {
342                 pr_warn_once("Warning: invalid distance parameter, from=%d to=%d distance=%d\n",
343                              from, to, distance);
344                 return;
345         }
346
347         numa_distance[from * numa_distance_cnt + to] = distance;
348 }
349
350 /**
351  * Return NUMA distance @from to @to
352  */
353 int __node_distance(int from, int to)
354 {
355         if (from >= numa_distance_cnt || to >= numa_distance_cnt)
356                 return from == to ? LOCAL_DISTANCE : REMOTE_DISTANCE;
357         return numa_distance[from * numa_distance_cnt + to];
358 }
359 EXPORT_SYMBOL(__node_distance);
360
361 static int __init numa_register_nodes(void)
362 {
363         int nid;
364         struct memblock_region *mblk;
365
366         /* Check that valid nid is set to memblks */
367         for_each_memblock(memory, mblk)
368                 if (mblk->nid == NUMA_NO_NODE || mblk->nid >= MAX_NUMNODES) {
369                         pr_warn("Warning: invalid memblk node %d [mem %#010Lx-%#010Lx]\n",
370                                 mblk->nid, mblk->base,
371                                 mblk->base + mblk->size - 1);
372                         return -EINVAL;
373                 }
374
375         /* Finally register nodes. */
376         for_each_node_mask(nid, numa_nodes_parsed) {
377                 unsigned long start_pfn, end_pfn;
378
379                 get_pfn_range_for_nid(nid, &start_pfn, &end_pfn);
380                 setup_node_data(nid, start_pfn, end_pfn);
381                 node_set_online(nid);
382         }
383
384         /* Setup online nodes to actual nodes*/
385         node_possible_map = numa_nodes_parsed;
386
387         return 0;
388 }
389
390 static int __init numa_init(int (*init_func)(void))
391 {
392         int ret;
393
394         nodes_clear(numa_nodes_parsed);
395         nodes_clear(node_possible_map);
396         nodes_clear(node_online_map);
397
398         ret = numa_alloc_distance();
399         if (ret < 0)
400                 return ret;
401
402         ret = init_func();
403         if (ret < 0)
404                 goto out_free_distance;
405
406         if (nodes_empty(numa_nodes_parsed)) {
407                 pr_info("No NUMA configuration found\n");
408                 ret = -EINVAL;
409                 goto out_free_distance;
410         }
411
412         ret = numa_register_nodes();
413         if (ret < 0)
414                 goto out_free_distance;
415
416         setup_node_to_cpumask_map();
417
418         return 0;
419 out_free_distance:
420         numa_free_distance();
421         return ret;
422 }
423
424 /**
425  * dummy_numa_init - Fallback dummy NUMA init
426  *
427  * Used if there's no underlying NUMA architecture, NUMA initialization
428  * fails, or NUMA is disabled on the command line.
429  *
430  * Must online at least one node (node 0) and add memory blocks that cover all
431  * allowed memory. It is unlikely that this function fails.
432  */
433 static int __init dummy_numa_init(void)
434 {
435         int ret;
436         struct memblock_region *mblk;
437
438         if (numa_off)
439                 pr_info("NUMA disabled\n"); /* Forced off on command line. */
440         pr_info("Faking a node at [mem %#018Lx-%#018Lx]\n",
441                 memblock_start_of_DRAM(), memblock_end_of_DRAM() - 1);
442
443         for_each_memblock(memory, mblk) {
444                 ret = numa_add_memblk(0, mblk->base, mblk->base + mblk->size);
445                 if (!ret)
446                         continue;
447
448                 pr_err("NUMA init failed\n");
449                 return ret;
450         }
451
452         numa_off = true;
453         return 0;
454 }
455
456 /**
457  * arm64_numa_init - Initialize NUMA
458  *
459  * Try each configured NUMA initialization method until one succeeds.  The
460  * last fallback is dummy single node config encomapssing whole memory.
461  */
462 void __init arm64_numa_init(void)
463 {
464         if (!numa_off) {
465                 if (!acpi_disabled && !numa_init(arm64_acpi_numa_init))
466                         return;
467                 if (acpi_disabled && !numa_init(of_numa_init))
468                         return;
469         }
470
471         numa_init(dummy_numa_init);
472 }
473
474 /*
475  * We hope that we will be hotplugging memory on nodes we already know about,
476  * such that acpi_get_node() succeeds and we never fall back to this...
477  */
478 int memory_add_physaddr_to_nid(u64 addr)
479 {
480         pr_warn("Unknown node for memory at 0x%llx, assuming node 0\n", addr);
481         return 0;
482 }