[PATCH] hot-add-mem x86_64: memory_add_physaddr_to_nid node fixup
[safe/jmp/linux-2.6] / arch / x86_64 / mm / init.c
index 2b1d6c3..71ecbb3 100644 (file)
@@ -6,7 +6,6 @@
  *  Copyright (C) 2002,2003 Andi Kleen <ak@suse.de>
  */
 
-#include <linux/config.h>
 #include <linux/signal.h>
 #include <linux/sched.h>
 #include <linux/kernel.h>
 #include <linux/pagemap.h>
 #include <linux/bootmem.h>
 #include <linux/proc_fs.h>
+#include <linux/pci.h>
+#include <linux/poison.h>
+#include <linux/dma-mapping.h>
+#include <linux/module.h>
+#include <linux/memory_hotplug.h>
 
 #include <asm/processor.h>
 #include <asm/system.h>
 #include <asm/mmu_context.h>
 #include <asm/proto.h>
 #include <asm/smp.h>
+#include <asm/sections.h>
 
 #ifndef Dprintk
 #define Dprintk(x...)
 #endif
 
-#ifdef CONFIG_GART_IOMMU
-extern int swiotlb;
-#endif
-
-extern char _stext[];
+struct dma_mapping_ops* dma_ops;
+EXPORT_SYMBOL(dma_ops);
 
 static unsigned long dma_reserve __initdata;
 
@@ -68,7 +70,7 @@ void show_mem(void)
        show_free_areas();
        printk(KERN_INFO "Free swap:       %6ldkB\n", nr_swap_pages<<(PAGE_SHIFT-10));
 
-       for_each_pgdat(pgdat) {
+       for_each_online_pgdat(pgdat) {
                for (i = 0; i < pgdat->node_spanned_pages; ++i) {
                        page = pfn_to_page(pgdat->node_start_pfn + i);
                        total++;
@@ -86,14 +88,9 @@ void show_mem(void)
        printk(KERN_INFO "%lu pages swap cached\n",cached);
 }
 
-/* References to section boundaries */
-
-extern char _text, _etext, _edata, __bss_start, _end[];
-extern char __init_begin, __init_end;
-
 int after_bootmem;
 
-static void *spp_getpage(void)
+static __init void *spp_getpage(void)
 { 
        void *ptr;
        if (after_bootmem)
@@ -107,7 +104,7 @@ static void *spp_getpage(void)
        return ptr;
 } 
 
-static void set_pte_phys(unsigned long vaddr,
+static __init void set_pte_phys(unsigned long vaddr,
                         unsigned long phys, pgprot_t prot)
 {
        pgd_t *pgd;
@@ -156,7 +153,8 @@ static void set_pte_phys(unsigned long vaddr,
 }
 
 /* NOTE: this is meant to be run only at boot */
-void __set_fixmap (enum fixed_addresses idx, unsigned long phys, pgprot_t prot)
+void __init 
+__set_fixmap (enum fixed_addresses idx, unsigned long phys, pgprot_t prot)
 {
        unsigned long address = __fix_to_virt(idx);
 
@@ -181,13 +179,19 @@ static  struct temp_map {
        {}
 }; 
 
-static __init void *alloc_low_page(int *index, unsigned long *phys) 
+static __meminit void *alloc_low_page(int *index, unsigned long *phys)
 { 
        struct temp_map *ti;
        int i; 
        unsigned long pfn = table_end++, paddr; 
        void *adr;
 
+       if (after_bootmem) {
+               adr = (void *)get_zeroed_page(GFP_ATOMIC);
+               *phys = __pa(adr);
+               return adr;
+       }
+
        if (pfn >= end_pfn) 
                panic("alloc_low_page: ran out of memory"); 
        for (i = 0; temp_mappings[i].allocated; i++) {
@@ -200,55 +204,114 @@ static __init void *alloc_low_page(int *index, unsigned long *phys)
        ti->allocated = 1; 
        __flush_tlb();         
        adr = ti->address + ((pfn << PAGE_SHIFT) & ~PMD_MASK); 
+       memset(adr, 0, PAGE_SIZE);
        *index = i; 
        *phys  = pfn * PAGE_SIZE;  
        return adr; 
 } 
 
-static __init void unmap_low_page(int i)
+static __meminit void unmap_low_page(int i)
 { 
-       struct temp_map *ti = &temp_mappings[i];
+       struct temp_map *ti;
+
+       if (after_bootmem)
+               return;
+
+       ti = &temp_mappings[i];
        set_pmd(ti->pmd, __pmd(0));
        ti->allocated = 0; 
 } 
 
-static void __init phys_pud_init(pud_t *pud, unsigned long address, unsigned long end)
+/* Must run before zap_low_mappings */
+__init void *early_ioremap(unsigned long addr, unsigned long size)
+{
+       unsigned long map = round_down(addr, LARGE_PAGE_SIZE); 
+
+       /* actually usually some more */
+       if (size >= LARGE_PAGE_SIZE) { 
+               return NULL;
+       }
+       set_pmd(temp_mappings[0].pmd,  __pmd(map | _KERNPG_TABLE | _PAGE_PSE));
+       map += LARGE_PAGE_SIZE;
+       set_pmd(temp_mappings[1].pmd,  __pmd(map | _KERNPG_TABLE | _PAGE_PSE));
+       __flush_tlb();
+       return temp_mappings[0].address + (addr & (LARGE_PAGE_SIZE-1));
+}
+
+/* To avoid virtual aliases later */
+__init void early_iounmap(void *addr, unsigned long size)
+{
+       if ((void *)round_down((unsigned long)addr, LARGE_PAGE_SIZE) != temp_mappings[0].address)
+               printk("early_iounmap: bad address %p\n", addr);
+       set_pmd(temp_mappings[0].pmd, __pmd(0));
+       set_pmd(temp_mappings[1].pmd, __pmd(0));
+       __flush_tlb();
+}
+
+static void __meminit
+phys_pmd_init(pmd_t *pmd_page, unsigned long address, unsigned long end)
+{
+       int i = pmd_index(address);
+
+       for (; i < PTRS_PER_PMD; i++, address += PMD_SIZE) {
+               unsigned long entry;
+               pmd_t *pmd = pmd_page + pmd_index(address);
+
+               if (address >= end) {
+                       if (!after_bootmem)
+                               for (; i < PTRS_PER_PMD; i++, pmd++)
+                                       set_pmd(pmd, __pmd(0));
+                       break;
+               }
+
+               if (pmd_val(*pmd))
+                       continue;
+
+               entry = _PAGE_NX|_PAGE_PSE|_KERNPG_TABLE|_PAGE_GLOBAL|address;
+               entry &= __supported_pte_mask;
+               set_pmd(pmd, __pmd(entry));
+       }
+}
+
+static void __meminit
+phys_pmd_update(pud_t *pud, unsigned long address, unsigned long end)
+{
+       pmd_t *pmd = pmd_offset(pud,0);
+       spin_lock(&init_mm.page_table_lock);
+       phys_pmd_init(pmd, address, end);
+       spin_unlock(&init_mm.page_table_lock);
+       __flush_tlb_all();
+}
+
+static void __meminit phys_pud_init(pud_t *pud_page, unsigned long addr, unsigned long end)
 { 
-       long i, j; 
+       int i = pud_index(addr);
+
 
-       i = pud_index(address);
-       pud = pud + i;
-       for (; i < PTRS_PER_PUD; pud++, i++) {
+       for (; i < PTRS_PER_PUD; i++, addr = (addr & PUD_MASK) + PUD_SIZE ) {
                int map; 
-               unsigned long paddr, pmd_phys;
+               unsigned long pmd_phys;
+               pud_t *pud = pud_page + pud_index(addr);
                pmd_t *pmd;
 
-               paddr = address + i*PUD_SIZE;
-               if (paddr >= end) { 
-                       for (; i < PTRS_PER_PUD; i++, pud++) 
-                               set_pud(pud, __pud(0)); 
+               if (addr >= end)
                        break;
-               } 
 
-               if (!e820_mapped(paddr, paddr+PUD_SIZE, 0)) { 
+               if (!after_bootmem && !e820_any_mapped(addr,addr+PUD_SIZE,0)) {
                        set_pud(pud, __pud(0)); 
                        continue;
                } 
 
+               if (pud_val(*pud)) {
+                       phys_pmd_update(pud, addr, end);
+                       continue;
+               }
+
                pmd = alloc_low_page(&map, &pmd_phys);
+               spin_lock(&init_mm.page_table_lock);
                set_pud(pud, __pud(pmd_phys | _KERNPG_TABLE));
-               for (j = 0; j < PTRS_PER_PMD; pmd++, j++, paddr += PMD_SIZE) {
-                       unsigned long pe;
-
-                       if (paddr >= end) { 
-                               for (; j < PTRS_PER_PMD; j++, pmd++)
-                                       set_pmd(pmd,  __pmd(0)); 
-                               break;
-               }
-                       pe = _PAGE_NX|_PAGE_PSE | _KERNPG_TABLE | _PAGE_GLOBAL | paddr;
-                       pe &= __supported_pte_mask;
-                       set_pmd(pmd, __pmd(pe));
-               }
+               phys_pmd_init(pmd, addr, end);
+               spin_unlock(&init_mm.page_table_lock);
                unmap_low_page(map);
        }
        __flush_tlb();
@@ -256,25 +319,33 @@ static void __init phys_pud_init(pud_t *pud, unsigned long address, unsigned lon
 
 static void __init find_early_table_space(unsigned long end)
 {
-       unsigned long puds, pmds, tables;
+       unsigned long puds, pmds, tables, start;
 
        puds = (end + PUD_SIZE - 1) >> PUD_SHIFT;
        pmds = (end + PMD_SIZE - 1) >> PMD_SHIFT;
        tables = round_up(puds * sizeof(pud_t), PAGE_SIZE) +
                 round_up(pmds * sizeof(pmd_t), PAGE_SIZE);
 
-       table_start = find_e820_area(0x8000, __pa_symbol(&_text), tables);
+       /* RED-PEN putting page tables only on node 0 could
+          cause a hotspot and fill up ZONE_DMA. The page tables
+          need roughly 0.5KB per GB. */
+       start = 0x8000;
+       table_start = find_e820_area(start, end, tables);
        if (table_start == -1UL)
                panic("Cannot find space for the kernel page tables");
 
        table_start >>= PAGE_SHIFT;
        table_end = table_start;
+
+       early_printk("kernel direct mapping tables up to %lx @ %lx-%lx\n",
+               end, table_start << PAGE_SHIFT,
+               (table_start << PAGE_SHIFT) + tables);
 }
 
 /* Setup the direct mapping of the physical memory at PAGE_OFFSET.
    This runs before bootmem is initialized and gets pages directly from the 
    physical memory. To access them they are temporarily mapped. */
-void __init init_memory_mapping(unsigned long start, unsigned long end)
+void __meminit init_memory_mapping(unsigned long start, unsigned long end)
 { 
        unsigned long next; 
 
@@ -286,7 +357,8 @@ void __init init_memory_mapping(unsigned long start, unsigned long end)
         * mapped.  Unfortunately this is done currently before the nodes are 
         * discovered.
         */
-       find_early_table_space(end);
+       if (!after_bootmem)
+               find_early_table_space(end);
 
        start = (unsigned long)__va(start);
        end = (unsigned long)__va(end);
@@ -294,92 +366,52 @@ void __init init_memory_mapping(unsigned long start, unsigned long end)
        for (; start < end; start = next) {
                int map;
                unsigned long pud_phys; 
-               pud_t *pud = alloc_low_page(&map, &pud_phys);
+               pgd_t *pgd = pgd_offset_k(start);
+               pud_t *pud;
+
+               if (after_bootmem)
+                       pud = pud_offset(pgd, start & PGDIR_MASK);
+               else
+                       pud = alloc_low_page(&map, &pud_phys);
+
                next = start + PGDIR_SIZE;
                if (next > end) 
                        next = end; 
                phys_pud_init(pud, __pa(start), __pa(next));
-               set_pgd(pgd_offset_k(start), mk_kernel_pgd(pud_phys));
+               if (!after_bootmem)
+                       set_pgd(pgd_offset_k(start), mk_kernel_pgd(pud_phys));
                unmap_low_page(map);   
        } 
 
-       asm volatile("movq %%cr4,%0" : "=r" (mmu_cr4_features));
+       if (!after_bootmem)
+               asm volatile("movq %%cr4,%0" : "=r" (mmu_cr4_features));
        __flush_tlb_all();
-       early_printk("kernel direct mapping tables upto %lx @ %lx-%lx\n", end, 
-              table_start<<PAGE_SHIFT, 
-              table_end<<PAGE_SHIFT);
 }
 
-extern struct x8664_pda cpu_pda[NR_CPUS];
-
-/* Assumes all CPUs still execute in init_mm */
-void zap_low_mappings(void)
+void __cpuinit zap_low_mappings(int cpu)
 {
-       pgd_t *pgd = pgd_offset_k(0UL);
-       pgd_clear(pgd);
-       flush_tlb_all();
-}
-
-/* Compute zone sizes for the DMA and DMA32 zones in a node. */
-__init void
-size_zones(unsigned long *z, unsigned long *h,
-          unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
-{
-       int i;
-       unsigned long w;
-
-       for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
-               z[i] = 0;
-
-       if (start_pfn < MAX_DMA_PFN)
-               z[ZONE_DMA] = MAX_DMA_PFN - start_pfn;
-       if (start_pfn < MAX_DMA32_PFN) {
-               unsigned long dma32_pfn = MAX_DMA32_PFN;
-               if (dma32_pfn > end_pfn)
-                       dma32_pfn = end_pfn;
-               z[ZONE_DMA32] = dma32_pfn - start_pfn;
-       }
-       z[ZONE_NORMAL] = end_pfn - start_pfn;
-
-       /* Remove lower zones from higher ones. */
-       w = 0;
-       for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
-               if (z[i])
-                       z[i] -= w;
-               w += z[i];
-       }
-
-       /* Compute holes */
-       w = 0;
-       for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
-               unsigned long s = w;
-               w += z[i];
-               h[i] = e820_hole_size(s, w);
-       }
-
-       /* Add the space pace needed for mem_map to the holes too. */
-       for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++)
-               h[i] += (z[i] * sizeof(struct page)) / PAGE_SIZE;
-
-       /* The 16MB DMA zone has the kernel and other misc mappings.
-          Account them too */
-       if (h[ZONE_DMA]) {
-               h[ZONE_DMA] += dma_reserve;
-               if (h[ZONE_DMA] >= z[ZONE_DMA]) {
-                       printk(KERN_WARNING
-                               "Kernel too large and filling up ZONE_DMA?\n");
-                       h[ZONE_DMA] = z[ZONE_DMA];
-               }
+       if (cpu == 0) {
+               pgd_t *pgd = pgd_offset_k(0UL);
+               pgd_clear(pgd);
+       } else {
+               /*
+                * For AP's, zap the low identity mappings by changing the cr3
+                * to init_level4_pgt and doing local flush tlb all
+                */
+               asm volatile("movq %0,%%cr3" :: "r" (__pa_symbol(&init_level4_pgt)));
        }
+       __flush_tlb_all();
 }
 
 #ifndef CONFIG_NUMA
 void __init paging_init(void)
 {
-       unsigned long zones[MAX_NR_ZONES], holes[MAX_NR_ZONES];
-       size_zones(zones, holes, 0, end_pfn);
-       free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones,
-                           __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, holes);
+       unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {MAX_DMA_PFN,
+                                                       MAX_DMA32_PFN,
+                                                       end_pfn};
+       memory_present(0, 0, end_pfn);
+       sparse_init();
+       free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
 }
 #endif
 
@@ -417,6 +449,86 @@ void __init clear_kernel_mapping(unsigned long address, unsigned long size)
        __flush_tlb_all();
 } 
 
+/*
+ * Memory hotplug specific functions
+ */
+void online_page(struct page *page)
+{
+       ClearPageReserved(page);
+       init_page_count(page);
+       __free_page(page);
+       totalram_pages++;
+       num_physpages++;
+}
+
+#ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
+/*
+ * Memory is added always to NORMAL zone. This means you will never get
+ * additional DMA/DMA32 memory.
+ */
+int arch_add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
+{
+       struct pglist_data *pgdat = NODE_DATA(nid);
+       struct zone *zone = pgdat->node_zones + ZONE_NORMAL;
+       unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
+       unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
+       int ret;
+
+       ret = __add_pages(zone, start_pfn, nr_pages);
+       if (ret)
+               goto error;
+
+       init_memory_mapping(start, (start + size -1));
+
+       return ret;
+error:
+       printk("%s: Problem encountered in __add_pages!\n", __func__);
+       return ret;
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(arch_add_memory);
+
+int remove_memory(u64 start, u64 size)
+{
+       return -EINVAL;
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(remove_memory);
+
+#ifndef CONFIG_ACPI_NUMA
+int memory_add_physaddr_to_nid(u64 start)
+{
+       return 0;
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_add_physaddr_to_nid);
+#endif
+
+#else /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
+/*
+ * Memory Hotadd without sparsemem. The mem_maps have been allocated in advance,
+ * just online the pages.
+ */
+int __add_pages(struct zone *z, unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages)
+{
+       int err = -EIO;
+       unsigned long pfn;
+       unsigned long total = 0, mem = 0;
+       for (pfn = start_pfn; pfn < start_pfn + nr_pages; pfn++) {
+               if (pfn_valid(pfn)) {
+                       online_page(pfn_to_page(pfn));
+                       err = 0;
+                       mem++;
+               }
+               total++;
+       }
+       if (!err) {
+               z->spanned_pages += total;
+               z->present_pages += mem;
+               z->zone_pgdat->node_spanned_pages += total;
+               z->zone_pgdat->node_present_pages += mem;
+       }
+       return err;
+}
+#endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
+
 static struct kcore_list kcore_mem, kcore_vmalloc, kcore_kernel, kcore_modules,
                         kcore_vsyscall;
 
@@ -424,19 +536,7 @@ void __init mem_init(void)
 {
        long codesize, reservedpages, datasize, initsize;
 
-#ifdef CONFIG_SWIOTLB
-       if (!iommu_aperture &&
-           (end_pfn >= 0xffffffff>>PAGE_SHIFT || force_iommu))
-              swiotlb = 1;
-       if (swiotlb)
-               swiotlb_init(); 
-#endif
-
-       /* How many end-of-memory variables you have, grandma! */
-       max_low_pfn = end_pfn;
-       max_pfn = end_pfn;
-       num_physpages = end_pfn;
-       high_memory = (void *) __va(end_pfn * PAGE_SIZE);
+       pci_iommu_alloc();
 
        /* clear the zero-page */
        memset(empty_zero_page, 0, PAGE_SIZE);
@@ -449,7 +549,8 @@ void __init mem_init(void)
 #else
        totalram_pages = free_all_bootmem();
 #endif
-       reservedpages = end_pfn - totalram_pages - e820_hole_size(0, end_pfn);
+       reservedpages = end_pfn - totalram_pages -
+                                       absent_pages_in_range(0, end_pfn);
 
        after_bootmem = 1;
 
@@ -474,47 +575,69 @@ void __init mem_init(void)
                datasize >> 10,
                initsize >> 10);
 
+#ifdef CONFIG_SMP
        /*
-        * Subtle. SMP is doing its boot stuff late (because it has to
-        * fork idle threads) - but it also needs low mappings for the
-        * protected-mode entry to work. We zap these entries only after
-        * the WP-bit has been tested.
+        * Sync boot_level4_pgt mappings with the init_level4_pgt
+        * except for the low identity mappings which are already zapped
+        * in init_level4_pgt. This sync-up is essential for AP's bringup
         */
-#ifndef CONFIG_SMP
-       zap_low_mappings();
+       memcpy(boot_level4_pgt+1, init_level4_pgt+1, (PTRS_PER_PGD-1)*sizeof(pgd_t));
 #endif
 }
 
-extern char __initdata_begin[], __initdata_end[];
-
-void free_initmem(void)
+void free_init_pages(char *what, unsigned long begin, unsigned long end)
 {
        unsigned long addr;
 
-       addr = (unsigned long)(&__init_begin);
-       for (; addr < (unsigned long)(&__init_end); addr += PAGE_SIZE) {
+       if (begin >= end)
+               return;
+
+       printk(KERN_INFO "Freeing %s: %ldk freed\n", what, (end - begin) >> 10);
+       for (addr = begin; addr < end; addr += PAGE_SIZE) {
                ClearPageReserved(virt_to_page(addr));
-               set_page_count(virt_to_page(addr), 1);
-               memset((void *)(addr & ~(PAGE_SIZE-1)), 0xcc, PAGE_SIZE); 
+               init_page_count(virt_to_page(addr));
+               memset((void *)(addr & ~(PAGE_SIZE-1)),
+                       POISON_FREE_INITMEM, PAGE_SIZE);
                free_page(addr);
                totalram_pages++;
        }
-       memset(__initdata_begin, 0xba, __initdata_end - __initdata_begin);
-       printk ("Freeing unused kernel memory: %luk freed\n", (&__init_end - &__init_begin) >> 10);
 }
 
+void free_initmem(void)
+{
+       memset(__initdata_begin, POISON_FREE_INITDATA,
+               __initdata_end - __initdata_begin);
+       free_init_pages("unused kernel memory",
+                       (unsigned long)(&__init_begin),
+                       (unsigned long)(&__init_end));
+}
+
+#ifdef CONFIG_DEBUG_RODATA
+
+void mark_rodata_ro(void)
+{
+       unsigned long addr = (unsigned long)__start_rodata;
+
+       for (; addr < (unsigned long)__end_rodata; addr += PAGE_SIZE)
+               change_page_attr_addr(addr, 1, PAGE_KERNEL_RO);
+
+       printk ("Write protecting the kernel read-only data: %luk\n",
+                       (__end_rodata - __start_rodata) >> 10);
+
+       /*
+        * change_page_attr_addr() requires a global_flush_tlb() call after it.
+        * We do this after the printk so that if something went wrong in the
+        * change, the printk gets out at least to give a better debug hint
+        * of who is the culprit.
+        */
+       global_flush_tlb();
+}
+#endif
+
 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 void free_initrd_mem(unsigned long start, unsigned long end)
 {
-       if (start < (unsigned long)&_end)
-               return;
-       printk ("Freeing initrd memory: %ldk freed\n", (end - start) >> 10);
-       for (; start < end; start += PAGE_SIZE) {
-               ClearPageReserved(virt_to_page(start));
-               set_page_count(virt_to_page(start), 1);
-               free_page(start);
-               totalram_pages++;
-       }
+       free_init_pages("initrd memory", start, end);
 }
 #endif
 
@@ -527,8 +650,10 @@ void __init reserve_bootmem_generic(unsigned long phys, unsigned len)
 #else                  
        reserve_bootmem(phys, len);    
 #endif
-       if (phys+len <= MAX_DMA_PFN*PAGE_SIZE)
+       if (phys+len <= MAX_DMA_PFN*PAGE_SIZE) {
                dma_reserve += len / PAGE_SIZE;
+               set_dma_reserve(dma_reserve);
+       }
 }
 
 int kern_addr_valid(unsigned long addr) 
@@ -570,10 +695,6 @@ extern int exception_trace, page_fault_trace;
 static ctl_table debug_table2[] = {
        { 99, "exception-trace", &exception_trace, sizeof(int), 0644, NULL,
          proc_dointvec },
-#ifdef CONFIG_CHECKING
-       { 100, "page-fault-trace", &page_fault_trace, sizeof(int), 0644, NULL,
-         proc_dointvec },
-#endif
        { 0, }
 };