Quelle  numa_memblks.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later

#include <linux/array_size.h>
#include <linux/sort.h>
#include <linux/printk.h>
#include <linux/memblock.h>
#include <linux/numa.h>
#include <linux/numa_memblks.h>

int numa_distance_cnt;
static u8 *numa_distance;

nodemask_t numa_nodes_parsed __initdata;

static struct numa_meminfo numa_meminfo __initdata_or_meminfo;
static struct numa_meminfo numa_reserved_meminfo __initdata_or_meminfo;

/*
 * Set nodes, which have memory in @mi, in *@nodemask.
 */
static void __init numa_nodemask_from_meminfo(nodemask_t *nodemask,
           const struct numa_meminfo *mi)
{
 int i;

 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(mi->blk); i++)
  if (mi->blk[i].start != mi->blk[i].end &&
      mi->blk[i].nid != NUMA_NO_NODE)
   node_set(mi->blk[i].nid, *nodemask);
}

/**
 * numa_reset_distance - Reset NUMA distance table
 *
 * The current table is freed.  The next numa_set_distance() call will
 * create a new one.
 */
void __init numa_reset_distance(void)
{
 size_t size = numa_distance_cnt * numa_distance_cnt * sizeof(numa_distance[0]);

 /* numa_distance could be 1LU marking allocation failure, test cnt */
 if (numa_distance_cnt)
  memblock_free(numa_distance, size);
 numa_distance_cnt = 0;
 numa_distance = NULL; /* enable table creation */
}

static int __init numa_alloc_distance(void)
{
 nodemask_t nodes_parsed;
 size_t size;
 int i, j, cnt = 0;

 /* size the new table and allocate it */
 nodes_parsed = numa_nodes_parsed;
 numa_nodemask_from_meminfo(&nodes_parsed, &numa_meminfo);

 for_each_node_mask(i, nodes_parsed)
  cnt = i;
 cnt++;
 size = cnt * cnt * sizeof(numa_distance[0]);

 numa_distance = memblock_alloc(size, PAGE_SIZE);
 if (!numa_distance) {
  pr_warn("Warning: can't allocate distance table!\n");
  /* don't retry until explicitly reset */
  numa_distance = (void *)1LU;
  return -ENOMEM;
 }

 numa_distance_cnt = cnt;

 /* fill with the default distances */
 for (i = 0; i < cnt; i++)
  for (j = 0; j < cnt; j++)
   numa_distance[i * cnt + j] = i == j ?
    LOCAL_DISTANCE : REMOTE_DISTANCE;
 pr_debug("NUMA: Initialized distance table, cnt=%d\n", cnt);

 return 0;
}

/**
 * numa_set_distance - Set NUMA distance from one NUMA to another
 * @from: the 'from' node to set distance
 * @to: the 'to'  node to set distance
 * @distance: NUMA distance
 *
 * Set the distance from node @from to @to to @distance.  If distance table
 * doesn't exist, one which is large enough to accommodate all the currently
 * known nodes will be created.
 *
 * If such table cannot be allocated, a warning is printed and further
 * calls are ignored until the distance table is reset with
 * numa_reset_distance().
 *
 * If @from or @to is higher than the highest known node or lower than zero
 * at the time of table creation or @distance doesn't make sense, the call
 * is ignored.
 * This is to allow simplification of specific NUMA config implementations.
 */
void __init numa_set_distance(int from, int to, int distance)
{
 if (!numa_distance && numa_alloc_distance() < 0)
  return;

 if (from >= numa_distance_cnt || to >= numa_distance_cnt ||
   from < 0 || to < 0) {
  pr_warn_once("Warning: node ids are out of bound, from=%d to=%d distance=%d\n",
        from, to, distance);
  return;
 }

 if ((u8)distance != distance ||
     (from == to && distance != LOCAL_DISTANCE)) {
  pr_warn_once("Warning: invalid distance parameter, from=%d to=%d distance=%d\n",
        from, to, distance);
  return;
 }

 numa_distance[from * numa_distance_cnt + to] = distance;
}

int __node_distance(int from, int to)
{
 if (from >= numa_distance_cnt || to >= numa_distance_cnt)
  return from == to ? LOCAL_DISTANCE : REMOTE_DISTANCE;
 return numa_distance[from * numa_distance_cnt + to];
}
EXPORT_SYMBOL(__node_distance);

static int __init numa_add_memblk_to(int nid, u64 start, u64 end,
         struct numa_meminfo *mi)
{
 /* ignore zero length blks */
 if (start == end)
  return 0;

 /* whine about and ignore invalid blks */
 if (start > end || nid < 0 || nid >= MAX_NUMNODES) {
  pr_warn("Warning: invalid memblk node %d [mem %#010Lx-%#010Lx]\n",
   nid, start, end - 1);
  return 0;
 }

 if (mi->nr_blks >= NR_NODE_MEMBLKS) {
  pr_err("too many memblk ranges\n");
  return -EINVAL;
 }

 mi->blk[mi->nr_blks].start = start;
 mi->blk[mi->nr_blks].end = end;
 mi->blk[mi->nr_blks].nid = nid;
 mi->nr_blks++;
 return 0;
}

/**
 * numa_remove_memblk_from - Remove one numa_memblk from a numa_meminfo
 * @idx: Index of memblk to remove
 * @mi: numa_meminfo to remove memblk from
 *
 * Remove @idx'th numa_memblk from @mi by shifting @mi->blk[] and
 * decrementing @mi->nr_blks.
 */
void __init numa_remove_memblk_from(int idx, struct numa_meminfo *mi)
{
 mi->nr_blks--;
 memmove(&mi->blk[idx], &mi->blk[idx + 1],
  (mi->nr_blks - idx) * sizeof(mi->blk[0]));
}

/**
 * numa_move_tail_memblk - Move a numa_memblk from one numa_meminfo to another
 * @dst: numa_meminfo to append block to
 * @idx: Index of memblk to remove
 * @src: numa_meminfo to remove memblk from
 */
static void __init numa_move_tail_memblk(struct numa_meminfo *dst, int idx,
      struct numa_meminfo *src)
{
 dst->blk[dst->nr_blks++] = src->blk[idx];
 numa_remove_memblk_from(idx, src);
}

/**
 * numa_add_memblk - Add one numa_memblk to numa_meminfo
 * @nid: NUMA node ID of the new memblk
 * @start: Start address of the new memblk
 * @end: End address of the new memblk
 *
 * Add a new memblk to the default numa_meminfo.
 *
 * RETURNS:
 * 0 on success, -errno on failure.
 */
int __init numa_add_memblk(int nid, u64 start, u64 end)
{
 return numa_add_memblk_to(nid, start, end, &numa_meminfo);
}

/**
 * numa_add_reserved_memblk - Add one numa_memblk to numa_reserved_meminfo
 * @nid: NUMA node ID of the new memblk
 * @start: Start address of the new memblk
 * @end: End address of the new memblk
 *
 * Add a new memblk to the numa_reserved_meminfo.
 *
 * Usage Case: numa_cleanup_meminfo() reconciles all numa_memblk instances
 * against memblock_type information and moves any that intersect reserved
 * ranges to numa_reserved_meminfo. However, when that information is known
 * ahead of time, we use numa_add_reserved_memblk() to add the numa_memblk
 * to numa_reserved_meminfo directly.
 *
 * RETURNS:
 * 0 on success, -errno on failure.
 */
int __init numa_add_reserved_memblk(int nid, u64 start, u64 end)
{
 return numa_add_memblk_to(nid, start, end, &numa_reserved_meminfo);
}

/**
 * numa_cleanup_meminfo - Cleanup a numa_meminfo
 * @mi: numa_meminfo to clean up
 *
 * Sanitize @mi by merging and removing unnecessary memblks.  Also check for
 * conflicts and clear unused memblks.
 *
 * RETURNS:
 * 0 on success, -errno on failure.
 */
int __init numa_cleanup_meminfo(struct numa_meminfo *mi)
{
 const u64 low = memblock_start_of_DRAM();
 const u64 high = memblock_end_of_DRAM();
 int i, j, k;

 /* first, trim all entries */
 for (i = 0; i < mi->nr_blks; i++) {
  struct numa_memblk *bi = &mi->blk[i];

  /* move / save reserved memory ranges */
  if (!memblock_overlaps_region(&memblock.memory,
     bi->start, bi->end - bi->start)) {
   numa_move_tail_memblk(&numa_reserved_meminfo, i--, mi);
   continue;
  }

  /* make sure all non-reserved blocks are inside the limits */
  bi->start = max(bi->start, low);

  /* preserve info for non-RAM areas above 'max_pfn': */
  if (bi->end > high) {
   numa_add_memblk_to(bi->nid, high, bi->end,
        &numa_reserved_meminfo);
   bi->end = high;
  }

  /* and there's no empty block */
  if (bi->start >= bi->end)
   numa_remove_memblk_from(i--, mi);
 }

 /* merge neighboring / overlapping entries */
 for (i = 0; i < mi->nr_blks; i++) {
  struct numa_memblk *bi = &mi->blk[i];

  for (j = i + 1; j < mi->nr_blks; j++) {
   struct numa_memblk *bj = &mi->blk[j];
   u64 start, end;

   /*
 * See whether there are overlapping blocks.  Whine
 * about but allow overlaps of the same nid.  They
 * will be merged below.
 */
   if (bi->end > bj->start && bi->start < bj->end) {
    if (bi->nid != bj->nid) {
     pr_err("node %d [mem %#010Lx-%#010Lx] overlaps with node %d [mem %#010Lx-%#010Lx]\n",
            bi->nid, bi->start, bi->end - 1,
            bj->nid, bj->start, bj->end - 1);
     return -EINVAL;
    }
    pr_warn("Warning: node %d [mem %#010Lx-%#010Lx] overlaps with itself [mem %#010Lx-%#010Lx]\n",
     bi->nid, bi->start, bi->end - 1,
     bj->start, bj->end - 1);
   }

   /*
 * Join together blocks on the same node, holes
 * between which don't overlap with memory on other
 * nodes.
 */
   if (bi->nid != bj->nid)
    continue;
   start = min(bi->start, bj->start);
   end = max(bi->end, bj->end);
   for (k = 0; k < mi->nr_blks; k++) {
    struct numa_memblk *bk = &mi->blk[k];

    if (bi->nid == bk->nid)
     continue;
    if (start < bk->end && end > bk->start)
     break;
   }
   if (k < mi->nr_blks)
    continue;
   pr_info("NUMA: Node %d [mem %#010Lx-%#010Lx] + [mem %#010Lx-%#010Lx] -> [mem %#010Lx-%#010Lx]\n",
          bi->nid, bi->start, bi->end - 1, bj->start,
          bj->end - 1, start, end - 1);
   bi->start = start;
   bi->end = end;
   numa_remove_memblk_from(j--, mi);
  }
 }

 /* clear unused ones */
 for (i = mi->nr_blks; i < ARRAY_SIZE(mi->blk); i++) {
  mi->blk[i].start = mi->blk[i].end = 0;
  mi->blk[i].nid = NUMA_NO_NODE;
 }

 return 0;
}

/*
 * Mark all currently memblock-reserved physical memory (which covers the
 * kernel's own memory ranges) as hot-unswappable.
 */
static void __init numa_clear_kernel_node_hotplug(void)
{
 nodemask_t reserved_nodemask = NODE_MASK_NONE;
 struct memblock_region *mb_region;
 int i;

 /*
 * We have to do some preprocessing of memblock regions, to
 * make them suitable for reservation.
 *
 * At this time, all memory regions reserved by memblock are
 * used by the kernel, but those regions are not split up
 * along node boundaries yet, and don't necessarily have their
 * node ID set yet either.
 *
 * So iterate over all parsed memory blocks and use those ranges to
 * set the nid in memblock.reserved.  This will split up the
 * memblock regions along node boundaries and will set the node IDs
 * as well.
 */
 for (i = 0; i < numa_meminfo.nr_blks; i++) {
  struct numa_memblk *mb = numa_meminfo.blk + i;
  int ret;

  ret = memblock_set_node(mb->start, mb->end - mb->start,
     &memblock.reserved, mb->nid);
  WARN_ON_ONCE(ret);
 }

 /*
 * Now go over all reserved memblock regions, to construct a
 * node mask of all kernel reserved memory areas.
 *
 * [ Note, when booting with mem=nn[kMG] or in a kdump kernel,
 *   numa_meminfo might not include all memblock.reserved
 *   memory ranges, because quirks such as trim_snb_memory()
 *   reserve specific pages for Sandy Bridge graphics. ]
 */
 for_each_reserved_mem_region(mb_region) {
  int nid = memblock_get_region_node(mb_region);

  if (numa_valid_node(nid))
   node_set(nid, reserved_nodemask);
 }

 /*
 * Finally, clear the MEMBLOCK_HOTPLUG flag for all memory
 * belonging to the reserved node mask.
 *
 * Note that this will include memory regions that reside
 * on nodes that contain kernel memory - entire nodes
 * become hot-unpluggable:
 */
 for (i = 0; i < numa_meminfo.nr_blks; i++) {
  struct numa_memblk *mb = numa_meminfo.blk + i;

  if (!node_isset(mb->nid, reserved_nodemask))
   continue;

  memblock_clear_hotplug(mb->start, mb->end - mb->start);
 }
}

static int __init numa_register_meminfo(struct numa_meminfo *mi)
{
 int i;

 /* Account for nodes with cpus and no memory */
 node_possible_map = numa_nodes_parsed;
 numa_nodemask_from_meminfo(&node_possible_map, mi);
 if (WARN_ON(nodes_empty(node_possible_map)))
  return -EINVAL;

 for (i = 0; i < mi->nr_blks; i++) {
  struct numa_memblk *mb = &mi->blk[i];

  memblock_set_node(mb->start, mb->end - mb->start,
      &memblock.memory, mb->nid);
 }

 /*
 * At very early time, the kernel have to use some memory such as
 * loading the kernel image. We cannot prevent this anyway. So any
 * node the kernel resides in should be un-hotpluggable.
 *
 * And when we come here, alloc node data won't fail.
 */
 numa_clear_kernel_node_hotplug();

 /*
 * If sections array is gonna be used for pfn -> nid mapping, check
 * whether its granularity is fine enough.
 */
 if (IS_ENABLED(NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS)) {
  unsigned long pfn_align = node_map_pfn_alignment();

  if (pfn_align && pfn_align < PAGES_PER_SECTION) {
   unsigned long node_align_mb = PFN_PHYS(pfn_align) / SZ_1M;

   unsigned long sect_align_mb = PFN_PHYS(PAGES_PER_SECTION) / SZ_1M;

   pr_warn("Node alignment %luMB < min %luMB, rejecting NUMA config\n",
    node_align_mb, sect_align_mb);
   return -EINVAL;
  }
 }

 return 0;
}

int __init numa_memblks_init(int (*init_func)(void),
        bool memblock_force_top_down)
{
 phys_addr_t max_addr = (phys_addr_t)ULLONG_MAX;
 int ret;

 nodes_clear(numa_nodes_parsed);
 nodes_clear(node_possible_map);
 nodes_clear(node_online_map);
 memset(&numa_meminfo, 0, sizeof(numa_meminfo));
 WARN_ON(memblock_set_node(0, max_addr, &memblock.memory, NUMA_NO_NODE));
 WARN_ON(memblock_set_node(0, max_addr, &memblock.reserved,
      NUMA_NO_NODE));
 /* In case that parsing SRAT failed. */
 WARN_ON(memblock_clear_hotplug(0, max_addr));
 numa_reset_distance();

 ret = init_func();
 if (ret < 0)
  return ret;

 /*
 * We reset memblock back to the top-down direction
 * here because if we configured ACPI_NUMA, we have
 * parsed SRAT in init_func(). It is ok to have the
 * reset here even if we did't configure ACPI_NUMA
 * or acpi numa init fails and fallbacks to dummy
 * numa init.
 */
 if (memblock_force_top_down)
  memblock_set_bottom_up(false);

 ret = numa_cleanup_meminfo(&numa_meminfo);
 if (ret < 0)
  return ret;

 numa_emulation(&numa_meminfo, numa_distance_cnt);

 return numa_register_meminfo(&numa_meminfo);
}

static int __init cmp_memblk(const void *a, const void *b)
{
 const struct numa_memblk *ma = *(const struct numa_memblk **)a;
 const struct numa_memblk *mb = *(const struct numa_memblk **)b;

 return (ma->start > mb->start) - (ma->start < mb->start);
}

static struct numa_memblk *numa_memblk_list[NR_NODE_MEMBLKS] __initdata;

/**
 * numa_fill_memblks - Fill gaps in numa_meminfo memblks
 * @start: address to begin fill
 * @end: address to end fill
 *
 * Find and extend numa_meminfo memblks to cover the physical
 * address range @start-@end
 *
 * RETURNS:
 * 0   : Success
 * NUMA_NO_MEMBLK : No memblks exist in address range @start-@end
 */

int __init numa_fill_memblks(u64 start, u64 end)
{
 struct numa_memblk **blk = &numa_memblk_list[0];
 struct numa_meminfo *mi = &numa_meminfo;
 int count = 0;
 u64 prev_end;

 /*
 * Create a list of pointers to numa_meminfo memblks that
 * overlap start, end. The list is used to make in-place
 * changes that fill out the numa_meminfo memblks.
 */
 for (int i = 0; i < mi->nr_blks; i++) {
  struct numa_memblk *bi = &mi->blk[i];

  if (memblock_addrs_overlap(start, end - start, bi->start,
        bi->end - bi->start)) {
   blk[count] = &mi->blk[i];
   count++;
  }
 }
 if (!count)
  return NUMA_NO_MEMBLK;

 /* Sort the list of pointers in memblk->start order */
 sort(&blk[0], count, sizeof(blk[0]), cmp_memblk, NULL);

 /* Make sure the first/last memblks include start/end */
 blk[0]->start = min(blk[0]->start, start);
 blk[count - 1]->end = max(blk[count - 1]->end, end);

 /*
 * Fill any gaps by tracking the previous memblks
 * end address and backfilling to it if needed.
 */
 prev_end = blk[0]->end;
 for (int i = 1; i < count; i++) {
  struct numa_memblk *curr = blk[i];

  if (prev_end >= curr->start) {
   if (prev_end < curr->end)
    prev_end = curr->end;
  } else {
   curr->start = prev_end;
   prev_end = curr->end;
  }
 }
 return 0;
}

#ifdef CONFIG_NUMA_KEEP_MEMINFO
static int meminfo_to_nid(struct numa_meminfo *mi, u64 start)
{
 int i;

 for (i = 0; i < mi->nr_blks; i++)
  if (mi->blk[i].start <= start && mi->blk[i].end > start)
   return mi->blk[i].nid;
 return NUMA_NO_NODE;
}

int phys_to_target_node(u64 start)
{
 int nid = meminfo_to_nid(&numa_meminfo, start);

 /*
 * Prefer online nodes, but if reserved memory might be
 * hot-added continue the search with reserved ranges.
 */
 if (nid != NUMA_NO_NODE)
  return nid;

 return meminfo_to_nid(&numa_reserved_meminfo, start);
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(phys_to_target_node);

int memory_add_physaddr_to_nid(u64 start)
{
 int nid = meminfo_to_nid(&numa_meminfo, start);

 if (nid == NUMA_NO_NODE)
  nid = numa_meminfo.blk[0].nid;
 return nid;
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_add_physaddr_to_nid);

#endif /* CONFIG_NUMA_KEEP_MEMINFO */