arch/loongarch/kernel/numa.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Author:  Xiang Gao <gaoxiang@loongson.cn>
   4  *          Huacai Chen <chenhuacai@loongson.cn>
   5  *
   6  * Copyright (C) 2020-2022 Loongson Technology Corporation Limited
   7  */
   8 #include <linux/init.h>
   9 #include <linux/kernel.h>
  10 #include <linux/mm.h>
  11 #include <linux/mmzone.h>
  12 #include <linux/export.h>
  13 #include <linux/nodemask.h>
  14 #include <linux/swap.h>
  15 #include <linux/memblock.h>
  16 #include <linux/pfn.h>
  17 #include <linux/acpi.h>
  18 #include <linux/efi.h>
  19 #include <linux/irq.h>
  20 #include <linux/pci.h>
  21 #include <asm/bootinfo.h>
  22 #include <asm/loongson.h>
  23 #include <asm/numa.h>
  24 #include <asm/page.h>
  25 #include <asm/pgalloc.h>
  26 #include <asm/sections.h>
  27 #include <asm/time.h>
  28
  29 int numa_off;
  30 struct pglist_data *node_data[MAX_NUMNODES];
  31 unsigned char node_distances[MAX_NUMNODES][MAX_NUMNODES];
  32
  33 EXPORT_SYMBOL(node_data);
  34 EXPORT_SYMBOL(node_distances);
  35
  36 static struct numa_meminfo numa_meminfo;
  37 cpumask_t cpus_on_node[MAX_NUMNODES];
  38 cpumask_t phys_cpus_on_node[MAX_NUMNODES];
  39 EXPORT_SYMBOL(cpus_on_node);
  40
  41 /*
  42  * apicid, cpu, node mappings
  43  */
  44 s16 __cpuid_to_node[CONFIG_NR_CPUS] = {
  45         [0 ... CONFIG_NR_CPUS - 1] = NUMA_NO_NODE
  46 };
  47 EXPORT_SYMBOL(__cpuid_to_node);
  48
  49 nodemask_t numa_nodes_parsed __initdata;
  50
  51 #ifdef CONFIG_HAVE_SETUP_PER_CPU_AREA
  52 unsigned long __per_cpu_offset[NR_CPUS] __read_mostly;
  53 EXPORT_SYMBOL(__per_cpu_offset);
  54
  55 static int __init pcpu_cpu_to_node(int cpu)
  56 {
  57         return early_cpu_to_node(cpu);
  58 }
  59
  60 static int __init pcpu_cpu_distance(unsigned int from, unsigned int to)
  61 {
  62         if (early_cpu_to_node(from) == early_cpu_to_node(to))
  63                 return LOCAL_DISTANCE;
  64         else
  65                 return REMOTE_DISTANCE;
  66 }
  67
  68 void __init pcpu_populate_pte(unsigned long addr)
  69 {
  70         populate_kernel_pte(addr);
  71 }
  72
  73 void __init setup_per_cpu_areas(void)
  74 {
  75         unsigned long delta;
  76         unsigned int cpu;
  77         int rc = -EINVAL;
  78
  79         if (pcpu_chosen_fc == PCPU_FC_AUTO) {
  80                 if (nr_node_ids >= 8)
  81                         pcpu_chosen_fc = PCPU_FC_PAGE;
  82                 else
  83                         pcpu_chosen_fc = PCPU_FC_EMBED;
  84         }
  85
  86         /*
  87          * Always reserve area for module percpu variables.  That's
  88          * what the legacy allocator did.
  89          */
  90         if (pcpu_chosen_fc != PCPU_FC_PAGE) {
  91                 rc = pcpu_embed_first_chunk(PERCPU_MODULE_RESERVE,
  92                                             PERCPU_DYNAMIC_RESERVE, PMD_SIZE,
  93                                             pcpu_cpu_distance, pcpu_cpu_to_node);
  94                 if (rc < 0)
  95                         pr_warn("%s allocator failed (%d), falling back to page size\n",
  96                                 pcpu_fc_names[pcpu_chosen_fc], rc);
  97         }
  98         if (rc < 0)
  99                 rc = pcpu_page_first_chunk(PERCPU_MODULE_RESERVE, pcpu_cpu_to_node);
 100         if (rc < 0)
 101                 panic("cannot initialize percpu area (err=%d)", rc);
 102
 103         delta = (unsigned long)pcpu_base_addr - (unsigned long)__per_cpu_start;
 104         for_each_possible_cpu(cpu)
 105                 __per_cpu_offset[cpu] = delta + pcpu_unit_offsets[cpu];
 106 }
 107 #endif
 108
 109 /*
 110  * Get nodeid by logical cpu number.
 111  * __cpuid_to_node maps phyical cpu id to node, so we
 112  * should use cpu_logical_map(cpu) to index it.
 113  *
 114  * This routine is only used in early phase during
 115  * booting, after setup_per_cpu_areas calling and numa_node
 116  * initialization, cpu_to_node will be used instead.
 117  */
 118 int early_cpu_to_node(int cpu)
 119 {
 120         int physid = cpu_logical_map(cpu);
 121
 122         if (physid < 0)
 123                 return NUMA_NO_NODE;
 124
 125         return __cpuid_to_node[physid];
 126 }
 127
 128 void __init early_numa_add_cpu(int cpuid, s16 node)
 129 {
 130         int cpu = __cpu_number_map[cpuid];
 131
 132         if (cpu < 0)
 133                 return;
 134
 135         cpumask_set_cpu(cpu, &cpus_on_node[node]);
 136         cpumask_set_cpu(cpuid, &phys_cpus_on_node[node]);
 137 }
 138
 139 void numa_add_cpu(unsigned int cpu)
 140 {
 141         int nid = cpu_to_node(cpu);
 142         cpumask_set_cpu(cpu, &cpus_on_node[nid]);
 143 }
 144
 145 void numa_remove_cpu(unsigned int cpu)
 146 {
 147         int nid = cpu_to_node(cpu);
 148         cpumask_clear_cpu(cpu, &cpus_on_node[nid]);
 149 }
 150
 151 static int __init numa_add_memblk_to(int nid, u64 start, u64 end,
 152                                      struct numa_meminfo *mi)
 153 {
 154         /* ignore zero length blks */
 155         if (start == end)
 156                 return 0;
 157
 158         /* whine about and ignore invalid blks */
 159         if (start > end || nid < 0 || nid >= MAX_NUMNODES) {
 160                 pr_warn("NUMA: Warning: invalid memblk node %d [mem %#010Lx-%#010Lx]\n",
 161                            nid, start, end - 1);
 162                 return 0;
 163         }
 164
 165         if (mi->nr_blks >= NR_NODE_MEMBLKS) {
 166                 pr_err("NUMA: too many memblk ranges\n");
 167                 return -EINVAL;
 168         }
 169
 170         mi->blk[mi->nr_blks].start = PFN_ALIGN(start);
 171         mi->blk[mi->nr_blks].end = PFN_ALIGN(end - PAGE_SIZE + 1);
 172         mi->blk[mi->nr_blks].nid = nid;
 173         mi->nr_blks++;
 174         return 0;
 175 }
 176
 177 /**
 178  * numa_add_memblk - Add one numa_memblk to numa_meminfo
 179  * @nid: NUMA node ID of the new memblk
 180  * @start: Start address of the new memblk
 181  * @end: End address of the new memblk
 182  *
 183  * Add a new memblk to the default numa_meminfo.
 184  *
 185  * RETURNS:
 186  * 0 on success, -errno on failure.
 187  */
 188 int __init numa_add_memblk(int nid, u64 start, u64 end)
 189 {
 190         return numa_add_memblk_to(nid, start, end, &numa_meminfo);
 191 }
 192
 193 static void __init alloc_node_data(int nid)
 194 {
 195         void *nd;
 196         unsigned long nd_pa;
 197         size_t nd_sz = roundup(sizeof(pg_data_t), PAGE_SIZE);
 198
 199         nd_pa = memblock_phys_alloc_try_nid(nd_sz, SMP_CACHE_BYTES, nid);
 200         if (!nd_pa) {
 201                 pr_err("Cannot find %zu Byte for node_data (initial node: %d)\n", nd_sz, nid);
 202                 return;
 203         }
 204
 205         nd = __va(nd_pa);
 206
 207         node_data[nid] = nd;
 208         memset(nd, 0, sizeof(pg_data_t));
 209 }
 210
 211 static void __init node_mem_init(unsigned int node)
 212 {
 213         unsigned long start_pfn, end_pfn;
 214         unsigned long node_addrspace_offset;
 215
 216         node_addrspace_offset = nid_to_addrbase(node);
 217         pr_info("Node%d's addrspace_offset is 0x%lx\n",
 218                         node, node_addrspace_offset);
 219
 220         get_pfn_range_for_nid(node, &start_pfn, &end_pfn);
 221         pr_info("Node%d: start_pfn=0x%lx, end_pfn=0x%lx\n",
 222                 node, start_pfn, end_pfn);
 223
 224         alloc_node_data(node);
 225 }
 226
 227 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
 228
 229 /*
 230  * Sanity check to catch more bad NUMA configurations (they are amazingly
 231  * common).  Make sure the nodes cover all memory.
 232  */
 233 static bool __init numa_meminfo_cover_memory(const struct numa_meminfo *mi)
 234 {
 235         int i;
 236         u64 numaram, biosram;
 237
 238         numaram = 0;
 239         for (i = 0; i < mi->nr_blks; i++) {
 240                 u64 s = mi->blk[i].start >> PAGE_SHIFT;
 241                 u64 e = mi->blk[i].end >> PAGE_SHIFT;
 242
 243                 numaram += e - s;
 244                 numaram -= __absent_pages_in_range(mi->blk[i].nid, s, e);
 245                 if ((s64)numaram < 0)
 246                         numaram = 0;
 247         }
 248         max_pfn = max_low_pfn;
 249         biosram = max_pfn - absent_pages_in_range(0, max_pfn);
 250
 251         BUG_ON((s64)(biosram - numaram) >= (1 << (20 - PAGE_SHIFT)));
 252         return true;
 253 }
 254
 255 static void __init add_node_intersection(u32 node, u64 start, u64 size, u32 type)
 256 {
 257         static unsigned long num_physpages;
 258
 259         num_physpages += (size >> PAGE_SHIFT);
 260         pr_info("Node%d: mem_type:%d, mem_start:0x%llx, mem_size:0x%llx Bytes\n",
 261                 node, type, start, size);
 262         pr_info("       start_pfn:0x%llx, end_pfn:0x%llx, num_physpages:0x%lx\n",
 263                 start >> PAGE_SHIFT, (start + size) >> PAGE_SHIFT, num_physpages);
 264         memblock_set_node(start, size, &memblock.memory, node);
 265 }
 266
 267 /*
 268  * add_numamem_region
 269  *
 270  * Add a uasable memory region described by BIOS. The
 271  * routine gets each intersection between BIOS's region
 272  * and node's region, and adds them into node's memblock
 273  * pool.
 274  *
 275  */
 276 static void __init add_numamem_region(u64 start, u64 end, u32 type)
 277 {
 278         u32 i;
 279         u64 ofs = start;
 280
 281         if (start >= end) {
 282                 pr_debug("Invalid region: %016llx-%016llx\n", start, end);
 283                 return;
 284         }
 285
 286         for (i = 0; i < numa_meminfo.nr_blks; i++) {
 287                 struct numa_memblk *mb = &numa_meminfo.blk[i];
 288
 289                 if (ofs > mb->end)
 290                         continue;
 291
 292                 if (end > mb->end) {
 293                         add_node_intersection(mb->nid, ofs, mb->end - ofs, type);
 294                         ofs = mb->end;
 295                 } else {
 296                         add_node_intersection(mb->nid, ofs, end - ofs, type);
 297                         break;
 298                 }
 299         }
 300 }
 301
 302 static void __init init_node_memblock(void)
 303 {
 304         u32 mem_type;
 305         u64 mem_end, mem_start, mem_size;
 306         efi_memory_desc_t *md;
 307
 308         /* Parse memory information and activate */
 309         for_each_efi_memory_desc(md) {
 310                 mem_type = md->type;
 311                 mem_start = md->phys_addr;
 312                 mem_size = md->num_pages << EFI_PAGE_SHIFT;
 313                 mem_end = mem_start + mem_size;
 314
 315                 switch (mem_type) {
 316                 case EFI_LOADER_CODE:
 317                 case EFI_LOADER_DATA:
 318                 case EFI_BOOT_SERVICES_CODE:
 319                 case EFI_BOOT_SERVICES_DATA:
 320                 case EFI_PERSISTENT_MEMORY:
 321                 case EFI_CONVENTIONAL_MEMORY:
 322                         add_numamem_region(mem_start, mem_end, mem_type);
 323                         break;
 324                 case EFI_PAL_CODE:
 325                 case EFI_UNUSABLE_MEMORY:
 326                 case EFI_ACPI_RECLAIM_MEMORY:
 327                         add_numamem_region(mem_start, mem_end, mem_type);
 328                         fallthrough;
 329                 case EFI_RESERVED_TYPE:
 330                 case EFI_RUNTIME_SERVICES_CODE:
 331                 case EFI_RUNTIME_SERVICES_DATA:
 332                 case EFI_MEMORY_MAPPED_IO:
 333                 case EFI_MEMORY_MAPPED_IO_PORT_SPACE:
 334                         pr_info("Resvd: mem_type:%d, mem_start:0x%llx, mem_size:0x%llx Bytes\n",
 335                                         mem_type, mem_start, mem_size);
 336                         break;
 337                 }
 338         }
 339 }
 340
 341 static void __init numa_default_distance(void)
 342 {
 343         int row, col;
 344
 345         for (row = 0; row < MAX_NUMNODES; row++)
 346                 for (col = 0; col < MAX_NUMNODES; col++) {
 347                         if (col == row)
 348                                 node_distances[row][col] = LOCAL_DISTANCE;
 349                         else
 350                                 /* We assume that one node per package here!
 351                                  *
 352                                  * A SLIT should be used for multiple nodes
 353                                  * per package to override default setting.
 354                                  */
 355                                 node_distances[row][col] = REMOTE_DISTANCE;
 356         }
 357 }
 358
 359 /*
 360  * fake_numa_init() - For Non-ACPI systems
 361  * Return: 0 on success, -errno on failure.
 362  */
 363 static int __init fake_numa_init(void)
 364 {
 365         phys_addr_t start = memblock_start_of_DRAM();
 366         phys_addr_t end = memblock_end_of_DRAM() - 1;
 367
 368         node_set(0, numa_nodes_parsed);
 369         pr_info("Faking a node at [mem %pap-%pap]\n", &start, &end);
 370
 371         return numa_add_memblk(0, start, end + 1);
 372 }
 373
 374 int __init init_numa_memory(void)
 375 {
 376         int i;
 377         int ret;
 378         int node;
 379
 380         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++)
 381                 set_cpuid_to_node(i, NUMA_NO_NODE);
 382
 383         numa_default_distance();
 384         nodes_clear(numa_nodes_parsed);
 385         nodes_clear(node_possible_map);
 386         nodes_clear(node_online_map);
 387         memset(&numa_meminfo, 0, sizeof(numa_meminfo));
 388
 389         /* Parse SRAT and SLIT if provided by firmware. */
 390         ret = acpi_disabled ? fake_numa_init() : acpi_numa_init();
 391         if (ret < 0)
 392                 return ret;
 393
 394         node_possible_map = numa_nodes_parsed;
 395         if (WARN_ON(nodes_empty(node_possible_map)))
 396                 return -EINVAL;
 397
 398         init_node_memblock();
 399         if (numa_meminfo_cover_memory(&numa_meminfo) == false)
 400                 return -EINVAL;
 401
 402         for_each_node_mask(node, node_possible_map) {
 403                 node_mem_init(node);
 404                 node_set_online(node);
 405         }
 406         max_low_pfn = PHYS_PFN(memblock_end_of_DRAM());
 407
 408         setup_nr_node_ids();
 409         loongson_sysconf.nr_nodes = nr_node_ids;
 410         loongson_sysconf.cores_per_node = cpumask_weight(&phys_cpus_on_node[0]);
 411
 412         return 0;
 413 }
 414
 415 #endif
 416
 417 void __init paging_init(void)
 418 {
 419         unsigned int node;
 420         unsigned long zones_size[MAX_NR_ZONES] = {0, };
 421
 422         for_each_online_node(node) {
 423                 unsigned long start_pfn, end_pfn;
 424
 425                 get_pfn_range_for_nid(node, &start_pfn, &end_pfn);
 426
 427                 if (end_pfn > max_low_pfn)
 428                         max_low_pfn = end_pfn;
 429         }
 430 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
 431         zones_size[ZONE_DMA32] = MAX_DMA32_PFN;
 432 #endif
 433         zones_size[ZONE_NORMAL] = max_low_pfn;
 434         free_area_init(zones_size);
 435 }
 436
 437 void __init mem_init(void)
 438 {
 439         high_memory = (void *) __va(max_low_pfn << PAGE_SHIFT);
 440         memblock_free_all();
 441 }
 442
 443 int pcibus_to_node(struct pci_bus *bus)
 444 {
 445         return dev_to_node(&bus->dev);
 446 }
 447 EXPORT_SYMBOL(pcibus_to_node);