mm/sparse.c

   1 /*
   2  * sparse memory mappings.
   3  */
   4 #include <linux/config.h>
   5 #include <linux/mm.h>
   6 #include <linux/mmzone.h>
   7 #include <linux/bootmem.h>
   8 #include <linux/module.h>
   9 #include <linux/spinlock.h>
  10 #include <asm/dma.h>
  11
  12 /*
  13  * Permanent SPARSEMEM data:
  14  *
  15  * 1) mem_section       - memory sections, mem_map's for valid memory
  16  */
  17 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
  18 struct mem_section *mem_section[NR_SECTION_ROOTS]
  19         ____cacheline_maxaligned_in_smp;
  20 #else
  21 struct mem_section mem_section[NR_SECTION_ROOTS][SECTIONS_PER_ROOT]
  22         ____cacheline_maxaligned_in_smp;
  23 #endif
  24 EXPORT_SYMBOL(mem_section);
  25
  26 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME
  27 static struct mem_section *sparse_index_alloc(int nid)
  28 {
  29         struct mem_section *section = NULL;
  30         unsigned long array_size = SECTIONS_PER_ROOT *
  31                                    sizeof(struct mem_section);
  32
  33         section = alloc_bootmem_node(NODE_DATA(nid), array_size);
  34
  35         if (section)
  36                 memset(section, 0, array_size);
  37
  38         return section;
  39 }
  40
  41 static int sparse_index_init(unsigned long section_nr, int nid)
  42 {
  43         static spinlock_t index_init_lock = SPIN_LOCK_UNLOCKED;
  44         unsigned long root = SECTION_NR_TO_ROOT(section_nr);
  45         struct mem_section *section;
  46         int ret = 0;
  47
  48         if (mem_section[root])
  49                 return -EEXIST;
  50
  51         section = sparse_index_alloc(nid);
  52         /*
  53          * This lock keeps two different sections from
  54          * reallocating for the same index
  55          */
  56         spin_lock(&index_init_lock);
  57
  58         if (mem_section[root]) {
  59                 ret = -EEXIST;
  60                 goto out;
  61         }
  62
  63         mem_section[root] = section;
  64 out:
  65         spin_unlock(&index_init_lock);
  66         return ret;
  67 }
  68 #else /* !SPARSEMEM_EXTREME */
  69 static inline int sparse_index_init(unsigned long section_nr, int nid)
  70 {
  71         return 0;
  72 }
  73 #endif
  74
  75 /*
  76  * Although written for the SPARSEMEM_EXTREME case, this happens
  77  * to also work for the flat array case becase
  78  * NR_SECTION_ROOTS==NR_MEM_SECTIONS.
  79  */
  80 int __section_nr(struct mem_section* ms)
  81 {
  82         unsigned long root_nr;
  83         struct mem_section* root;
  84
  85         for (root_nr = 0;
  86              root_nr < NR_MEM_SECTIONS;
  87              root_nr += SECTIONS_PER_ROOT) {
  88                 root = __nr_to_section(root_nr);
  89
  90                 if (!root)
  91                         continue;
  92
  93                 if ((ms >= root) && (ms < (root + SECTIONS_PER_ROOT)))
  94                      break;
  95         }
  96
  97         return (root_nr * SECTIONS_PER_ROOT) + (ms - root);
  98 }
  99
 100 /* Record a memory area against a node. */
 101 void memory_present(int nid, unsigned long start, unsigned long end)
 102 {
 103         unsigned long pfn;
 104
 105         start &= PAGE_SECTION_MASK;
 106         for (pfn = start; pfn < end; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 107                 unsigned long section = pfn_to_section_nr(pfn);
 108                 struct mem_section *ms;
 109
 110                 sparse_index_init(section, nid);
 111
 112                 ms = __nr_to_section(section);
 113                 if (!ms->section_mem_map)
 114                         ms->section_mem_map = SECTION_MARKED_PRESENT;
 115         }
 116 }
 117
 118 /*
 119  * Only used by the i386 NUMA architecures, but relatively
 120  * generic code.
 121  */
 122 unsigned long __init node_memmap_size_bytes(int nid, unsigned long start_pfn,
 123                                                      unsigned long end_pfn)
 124 {
 125         unsigned long pfn;
 126         unsigned long nr_pages = 0;
 127
 128         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
 129                 if (nid != early_pfn_to_nid(pfn))
 130                         continue;
 131
 132                 if (pfn_valid(pfn))
 133                         nr_pages += PAGES_PER_SECTION;
 134         }
 135
 136         return nr_pages * sizeof(struct page);
 137 }
 138
 139 /*
 140  * Subtle, we encode the real pfn into the mem_map such that
 141  * the identity pfn - section_mem_map will return the actual
 142  * physical page frame number.
 143  */
 144 static unsigned long sparse_encode_mem_map(struct page *mem_map, unsigned long pnum)
 145 {
 146         return (unsigned long)(mem_map - (section_nr_to_pfn(pnum)));
 147 }
 148
 149 /*
 150  * We need this if we ever free the mem_maps.  While not implemented yet,
 151  * this function is included for parity with its sibling.
 152  */
 153 static __attribute((unused))
 154 struct page *sparse_decode_mem_map(unsigned long coded_mem_map, unsigned long pnum)
 155 {
 156         return ((struct page *)coded_mem_map) + section_nr_to_pfn(pnum);
 157 }
 158
 159 static int sparse_init_one_section(struct mem_section *ms,
 160                 unsigned long pnum, struct page *mem_map)
 161 {
 162         if (!valid_section(ms))
 163                 return -EINVAL;
 164
 165         ms->section_mem_map |= sparse_encode_mem_map(mem_map, pnum);
 166
 167         return 1;
 168 }
 169
 170 static struct page *sparse_early_mem_map_alloc(unsigned long pnum)
 171 {
 172         struct page *map;
 173         int nid = early_pfn_to_nid(section_nr_to_pfn(pnum));
 174         struct mem_section *ms = __nr_to_section(pnum);
 175
 176         map = alloc_remap(nid, sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION);
 177         if (map)
 178                 return map;
 179
 180         map = alloc_bootmem_node(NODE_DATA(nid),
 181                         sizeof(struct page) * PAGES_PER_SECTION);
 182         if (map)
 183                 return map;
 184
 185         printk(KERN_WARNING "%s: allocation failed\n", __FUNCTION__);
 186         ms->section_mem_map = 0;
 187         return NULL;
 188 }
 189
 190 /*
 191  * Allocate the accumulated non-linear sections, allocate a mem_map
 192  * for each and record the physical to section mapping.
 193  */
 194 void sparse_init(void)
 195 {
 196         unsigned long pnum;
 197         struct page *map;
 198
 199         for (pnum = 0; pnum < NR_MEM_SECTIONS; pnum++) {
 200                 if (!valid_section_nr(pnum))
 201                         continue;
 202
 203                 map = sparse_early_mem_map_alloc(pnum);
 204                 if (!map)
 205                         continue;
 206                 sparse_init_one_section(__nr_to_section(pnum), pnum, map);
 207         }
 208 }
 209
 210 /*
 211  * returns the number of sections whose mem_maps were properly
 212  * set.  If this is <=0, then that means that the passed-in
 213  * map was not consumed and must be freed.
 214  */
 215 int sparse_add_one_section(unsigned long start_pfn, int nr_pages, struct page *map)
 216 {
 217         struct mem_section *ms = __pfn_to_section(start_pfn);
 218
 219         if (ms->section_mem_map & SECTION_MARKED_PRESENT)
 220                 return -EEXIST;
 221
 222         ms->section_mem_map |= SECTION_MARKED_PRESENT;
 223
 224         return sparse_init_one_section(ms, pfn_to_section_nr(start_pfn), map);
 225 }