SLUB: Avoid page struct cacheline bouncing due to remote frees to cpu slab
[safe/jmp/linux-2.6] / mm / sparse.c
index 0a51f36..1f4dbb8 100644 (file)
@@ -1,7 +1,6 @@
 /*
  * sparse memory mappings.
  */
-#include <linux/config.h>
 #include <linux/mm.h>
 #include <linux/mmzone.h>
 #include <linux/bootmem.h>
@@ -10,6 +9,8 @@
 #include <linux/spinlock.h>
 #include <linux/vmalloc.h>
 #include <asm/dma.h>
+#include <asm/pgalloc.h>
+#include <asm/pgtable.h>
 
 /*
  * Permanent SPARSEMEM data:
@@ -25,14 +26,45 @@ struct mem_section mem_section[NR_SECTION_ROOTS][SECTIONS_PER_ROOT]
 #endif
 EXPORT_SYMBOL(mem_section);
 
+#ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
+/*
+ * If we did not store the node number in the page then we have to
+ * do a lookup in the section_to_node_table in order to find which
+ * node the page belongs to.
+ */
+#if MAX_NUMNODES <= 256
+static u8 section_to_node_table[NR_MEM_SECTIONS] __cacheline_aligned;
+#else
+static u16 section_to_node_table[NR_MEM_SECTIONS] __cacheline_aligned;
+#endif
+
+int page_to_nid(struct page *page)
+{
+       return section_to_node_table[page_to_section(page)];
+}
+EXPORT_SYMBOL(page_to_nid);
+
+static void set_section_nid(unsigned long section_nr, int nid)
+{
+       section_to_node_table[section_nr] = nid;
+}
+#else /* !NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS */
+static inline void set_section_nid(unsigned long section_nr, int nid)
+{
+}
+#endif
+
 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
-static struct mem_section *sparse_index_alloc(int nid)
+static struct mem_section noinline __init_refok *sparse_index_alloc(int nid)
 {
        struct mem_section *section = NULL;
        unsigned long array_size = SECTIONS_PER_ROOT *
                                   sizeof(struct mem_section);
 
-       section = alloc_bootmem_node(NODE_DATA(nid), array_size);
+       if (slab_is_available())
+               section = kmalloc_node(array_size, GFP_KERNEL, nid);
+       else
+               section = alloc_bootmem_node(NODE_DATA(nid), array_size);
 
        if (section)
                memset(section, 0, array_size);
@@ -40,9 +72,9 @@ static struct mem_section *sparse_index_alloc(int nid)
        return section;
 }
 
-static int sparse_index_init(unsigned long section_nr, int nid)
+static int __meminit sparse_index_init(unsigned long section_nr, int nid)
 {
-       static spinlock_t index_init_lock = SPIN_LOCK_UNLOCKED;
+       static DEFINE_SPINLOCK(index_init_lock);
        unsigned long root = SECTION_NR_TO_ROOT(section_nr);
        struct mem_section *section;
        int ret = 0;
@@ -76,7 +108,7 @@ static inline int sparse_index_init(unsigned long section_nr, int nid)
 
 /*
  * Although written for the SPARSEMEM_EXTREME case, this happens
- * to also work for the flat array case becase
+ * to also work for the flat array case because
  * NR_SECTION_ROOTS==NR_MEM_SECTIONS.
  */
 int __section_nr(struct mem_section* ms)
@@ -84,11 +116,8 @@ int __section_nr(struct mem_section* ms)
        unsigned long root_nr;
        struct mem_section* root;
 
-       for (root_nr = 0;
-            root_nr < NR_MEM_SECTIONS;
-            root_nr += SECTIONS_PER_ROOT) {
-               root = __nr_to_section(root_nr);
-
+       for (root_nr = 0; root_nr < NR_SECTION_ROOTS; root_nr++) {
+               root = __nr_to_section(root_nr * SECTIONS_PER_ROOT);
                if (!root)
                        continue;
 
@@ -99,8 +128,24 @@ int __section_nr(struct mem_section* ms)
        return (root_nr * SECTIONS_PER_ROOT) + (ms - root);
 }
 
+/*
+ * During early boot, before section_mem_map is used for an actual
+ * mem_map, we use section_mem_map to store the section's NUMA
+ * node.  This keeps us from having to use another data structure.  The
+ * node information is cleared just before we store the real mem_map.
+ */
+static inline unsigned long sparse_encode_early_nid(int nid)
+{
+       return (nid << SECTION_NID_SHIFT);
+}
+
+static inline int sparse_early_nid(struct mem_section *section)
+{
+       return (section->section_mem_map >> SECTION_NID_SHIFT);
+}
+
 /* Record a memory area against a node. */
-void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end)
+void __init memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end)
 {
        unsigned long pfn;
 
@@ -110,10 +155,12 @@ void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end)
                struct mem_section *ms;
 
                sparse_index_init(section, nid);
+               set_section_nid(section, nid);
 
                ms = __nr_to_section(section);
                if (!ms->section_mem_map)
-                       ms->section_mem_map = SECTION_MARKED_PRESENT;
+                       ms->section_mem_map = sparse_encode_early_nid(nid) |
+                                                       SECTION_MARKED_PRESENT;
        }
 }
 
@@ -131,7 +178,7 @@ unsigned long __init node_memmap_size_bytes(int nid, unsigned long start_pfn,
                if (nid != early_pfn_to_nid(pfn))
                        continue;
 
-               if (pfn_valid(pfn))
+               if (pfn_present(pfn))
                        nr_pages += PAGES_PER_SECTION;
        }
 
@@ -158,43 +205,129 @@ struct page *sparse_decode_mem_map(unsigned long coded_mem_map, unsigned long pn
        return ((struct page *)coded_mem_map) + section_nr_to_pfn(pnum);
 }
 
-static int sparse_init_one_section(struct mem_section *ms,
-               unsigned long pnum, struct page *mem_map)
+static int __meminit sparse_init_one_section(struct mem_section *ms,
+               unsigned long pnum, struct page *mem_map,
+               unsigned long *pageblock_bitmap)
 {
-       if (!valid_section(ms))
+       if (!present_section(ms))
                return -EINVAL;
 
-       ms->section_mem_map |= sparse_encode_mem_map(mem_map, pnum);
+       ms->section_mem_map &= ~SECTION_MAP_MASK;
+       ms->section_mem_map |= sparse_encode_mem_map(mem_map, pnum) |
+                                                       SECTION_HAS_MEM_MAP;
+       ms->pageblock_flags = pageblock_bitmap;
 
        return 1;
 }
 
-static struct page *sparse_early_mem_map_alloc(unsigned long pnum)
+__attribute__((weak)) __init
+void *alloc_bootmem_high_node(pg_data_t *pgdat, unsigned long size)
 {
-       struct page *map;
-       int nid = early_pfn_to_nid(section_nr_to_pfn(pnum));
+       return NULL;
+}
+
+static unsigned long usemap_size(void)
+{
+       unsigned long size_bytes;
+       size_bytes = roundup(SECTION_BLOCKFLAGS_BITS, 8) / 8;
+       size_bytes = roundup(size_bytes, sizeof(unsigned long));
+       return size_bytes;
+}
+
+#ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
+static unsigned long *__kmalloc_section_usemap(void)
+{
+       return kmalloc(usemap_size(), GFP_KERNEL);
+}
+#endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
+
+static unsigned long *sparse_early_usemap_alloc(unsigned long pnum)
+{
+       unsigned long *usemap;
        struct mem_section *ms = __nr_to_section(pnum);
+       int nid = sparse_early_nid(ms);
+
+       usemap = alloc_bootmem_node(NODE_DATA(nid), usemap_size());
+       if (usemap)
+               return usemap;
+
+       /* Stupid: suppress gcc warning for SPARSEMEM && !NUMA */
+       nid = 0;
+
+       printk(KERN_WARNING "%s: allocation failed\n", __FUNCTION__);
+       return NULL;
+}
+
+#ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
+struct page __init *sparse_early_mem_map_populate(unsigned long pnum, int nid)
+{
+       struct page *map;
 
        map = alloc_remap(nid, sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION);
        if (map)
                return map;
 
+       map = alloc_bootmem_high_node(NODE_DATA(nid),
+                       sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION);
+       if (map)
+               return map;
+
        map = alloc_bootmem_node(NODE_DATA(nid),
                        sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION);
+       return map;
+}
+#endif /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
+
+struct page __init *sparse_early_mem_map_alloc(unsigned long pnum)
+{
+       struct page *map;
+       struct mem_section *ms = __nr_to_section(pnum);
+       int nid = sparse_early_nid(ms);
+
+       map = sparse_early_mem_map_populate(pnum, nid);
        if (map)
                return map;
 
-       printk(KERN_WARNING "%s: allocation failed\n", __FUNCTION__);
+       printk(KERN_ERR "%s: sparsemem memory map backing failed "
+                       "some memory will not be available.\n", __FUNCTION__);
        ms->section_mem_map = 0;
        return NULL;
 }
 
+/*
+ * Allocate the accumulated non-linear sections, allocate a mem_map
+ * for each and record the physical to section mapping.
+ */
+void __init sparse_init(void)
+{
+       unsigned long pnum;
+       struct page *map;
+       unsigned long *usemap;
+
+       for (pnum = 0; pnum < NR_MEM_SECTIONS; pnum++) {
+               if (!present_section_nr(pnum))
+                       continue;
+
+               map = sparse_early_mem_map_alloc(pnum);
+               if (!map)
+                       continue;
+
+               usemap = sparse_early_usemap_alloc(pnum);
+               if (!usemap)
+                       continue;
+
+               sparse_init_one_section(__nr_to_section(pnum), pnum, map,
+                                                               usemap);
+       }
+}
+
+#ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
 static struct page *__kmalloc_section_memmap(unsigned long nr_pages)
 {
        struct page *page, *ret;
        unsigned long memmap_size = sizeof(struct page) * nr_pages;
 
-       page = alloc_pages(GFP_KERNEL, get_order(memmap_size));
+       page = alloc_pages(GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN, get_order(memmap_size));
        if (page)
                goto got_map_page;
 
@@ -229,26 +362,6 @@ static void __kfree_section_memmap(struct page *memmap, unsigned long nr_pages)
 }
 
 /*
- * Allocate the accumulated non-linear sections, allocate a mem_map
- * for each and record the physical to section mapping.
- */
-void sparse_init(void)
-{
-       unsigned long pnum;
-       struct page *map;
-
-       for (pnum = 0; pnum < NR_MEM_SECTIONS; pnum++) {
-               if (!valid_section_nr(pnum))
-                       continue;
-
-               map = sparse_early_mem_map_alloc(pnum);
-               if (!map)
-                       continue;
-               sparse_init_one_section(__nr_to_section(pnum), pnum, map);
-       }
-}
-
-/*
  * returns the number of sections whose mem_maps were properly
  * set.  If this is <=0, then that means that the passed-in
  * map was not consumed and must be freed.
@@ -260,6 +373,7 @@ int sparse_add_one_section(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
        struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
        struct mem_section *ms;
        struct page *memmap;
+       unsigned long *usemap;
        unsigned long flags;
        int ret;
 
@@ -269,6 +383,7 @@ int sparse_add_one_section(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
         */
        sparse_index_init(section_nr, pgdat->node_id);
        memmap = __kmalloc_section_memmap(nr_pages);
+       usemap = __kmalloc_section_usemap();
 
        pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
 
@@ -277,13 +392,19 @@ int sparse_add_one_section(struct zone *zone, unsigned long start_pfn,
                ret = -EEXIST;
                goto out;
        }
+
+       if (!usemap) {
+               ret = -ENOMEM;
+               goto out;
+       }
        ms->section_mem_map |= SECTION_MARKED_PRESENT;
 
-       ret = sparse_init_one_section(ms, section_nr, memmap);
+       ret = sparse_init_one_section(ms, section_nr, memmap, usemap);
 
-       if (ret <= 0)
-               __kfree_section_memmap(memmap, nr_pages);
 out:
        pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
+       if (ret <= 0)
+               __kfree_section_memmap(memmap, nr_pages);
        return ret;
 }
+#endif