arch/x86/mm/numa_64.c

   1 /*
   2  * Generic VM initialization for x86-64 NUMA setups.
   3  * Copyright 2002,2003 Andi Kleen, SuSE Labs.
   4  */
   5 #include <linux/kernel.h>
   6 #include <linux/mm.h>
   7 #include <linux/string.h>
   8 #include <linux/init.h>
   9 #include <linux/bootmem.h>
  10 #include <linux/memblock.h>
  11 #include <linux/mmzone.h>
  12 #include <linux/ctype.h>
  13 #include <linux/module.h>
  14 #include <linux/nodemask.h>
  15 #include <linux/sched.h>
  16
  17 #include <asm/e820.h>
  18 #include <asm/proto.h>
  19 #include <asm/dma.h>
  20 #include <asm/numa.h>
  21 #include <asm/acpi.h>
  22 #include <asm/k8.h>
  23
  24 struct pglist_data *node_data[MAX_NUMNODES] __read_mostly;
  25 EXPORT_SYMBOL(node_data);
  26
  27 struct memnode memnode;
  28
  29 s16 apicid_to_node[MAX_LOCAL_APIC] __cpuinitdata = {
  30         [0 ... MAX_LOCAL_APIC-1] = NUMA_NO_NODE
  31 };
  32
  33 int numa_off __initdata;
  34 static unsigned long __initdata nodemap_addr;
  35 static unsigned long __initdata nodemap_size;
  36
  37 /*
  38  * Map cpu index to node index
  39  */
  40 DEFINE_EARLY_PER_CPU(int, x86_cpu_to_node_map, NUMA_NO_NODE);
  41 EXPORT_EARLY_PER_CPU_SYMBOL(x86_cpu_to_node_map);
  42
  43 /*
  44  * Given a shift value, try to populate memnodemap[]
  45  * Returns :
  46  * 1 if OK
  47  * 0 if memnodmap[] too small (of shift too small)
  48  * -1 if node overlap or lost ram (shift too big)
  49  */
  50 static int __init populate_memnodemap(const struct bootnode *nodes,
  51                                       int numnodes, int shift, int *nodeids)
  52 {
  53         unsigned long addr, end;
  54         int i, res = -1;
  55
  56         memset(memnodemap, 0xff, sizeof(s16)*memnodemapsize);
  57         for (i = 0; i < numnodes; i++) {
  58                 addr = nodes[i].start;
  59                 end = nodes[i].end;
  60                 if (addr >= end)
  61                         continue;
  62                 if ((end >> shift) >= memnodemapsize)
  63                         return 0;
  64                 do {
  65                         if (memnodemap[addr >> shift] != NUMA_NO_NODE)
  66                                 return -1;
  67
  68                         if (!nodeids)
  69                                 memnodemap[addr >> shift] = i;
  70                         else
  71                                 memnodemap[addr >> shift] = nodeids[i];
  72
  73                         addr += (1UL << shift);
  74                 } while (addr < end);
  75                 res = 1;
  76         }
  77         return res;
  78 }
  79
  80 static int __init allocate_cachealigned_memnodemap(void)
  81 {
  82         unsigned long addr;
  83
  84         memnodemap = memnode.embedded_map;
  85         if (memnodemapsize <= ARRAY_SIZE(memnode.embedded_map))
  86                 return 0;
  87
  88         addr = 0x8000;
  89         nodemap_size = roundup(sizeof(s16) * memnodemapsize, L1_CACHE_BYTES);
  90         nodemap_addr = memblock_find_in_range(addr, max_pfn<<PAGE_SHIFT,
  91                                       nodemap_size, L1_CACHE_BYTES);
  92         if (nodemap_addr == MEMBLOCK_ERROR) {
  93                 printk(KERN_ERR
  94                        "NUMA: Unable to allocate Memory to Node hash map\n");
  95                 nodemap_addr = nodemap_size = 0;
  96                 return -1;
  97         }
  98         memnodemap = phys_to_virt(nodemap_addr);
  99         memblock_x86_reserve_range(nodemap_addr, nodemap_addr + nodemap_size, "MEMNODEMAP");
 100
 101         printk(KERN_DEBUG "NUMA: Allocated memnodemap from %lx - %lx\n",
 102                nodemap_addr, nodemap_addr + nodemap_size);
 103         return 0;
 104 }
 105
 106 /*
 107  * The LSB of all start and end addresses in the node map is the value of the
 108  * maximum possible shift.
 109  */
 110 static int __init extract_lsb_from_nodes(const struct bootnode *nodes,
 111                                          int numnodes)
 112 {
 113         int i, nodes_used = 0;
 114         unsigned long start, end;
 115         unsigned long bitfield = 0, memtop = 0;
 116
 117         for (i = 0; i < numnodes; i++) {
 118                 start = nodes[i].start;
 119                 end = nodes[i].end;
 120                 if (start >= end)
 121                         continue;
 122                 bitfield |= start;
 123                 nodes_used++;
 124                 if (end > memtop)
 125                         memtop = end;
 126         }
 127         if (nodes_used <= 1)
 128                 i = 63;
 129         else
 130                 i = find_first_bit(&bitfield, sizeof(unsigned long)*8);
 131         memnodemapsize = (memtop >> i)+1;
 132         return i;
 133 }
 134
 135 int __init compute_hash_shift(struct bootnode *nodes, int numnodes,
 136                               int *nodeids)
 137 {
 138         int shift;
 139
 140         shift = extract_lsb_from_nodes(nodes, numnodes);
 141         if (allocate_cachealigned_memnodemap())
 142                 return -1;
 143         printk(KERN_DEBUG "NUMA: Using %d for the hash shift.\n",
 144                 shift);
 145
 146         if (populate_memnodemap(nodes, numnodes, shift, nodeids) != 1) {
 147                 printk(KERN_INFO "Your memory is not aligned you need to "
 148                        "rebuild your kernel with a bigger NODEMAPSIZE "
 149                        "shift=%d\n", shift);
 150                 return -1;
 151         }
 152         return shift;
 153 }
 154
 155 int __meminit  __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
 156 {
 157         return phys_to_nid(pfn << PAGE_SHIFT);
 158 }
 159
 160 static void * __init early_node_mem(int nodeid, unsigned long start,
 161                                     unsigned long end, unsigned long size,
 162                                     unsigned long align)
 163 {
 164         unsigned long mem;
 165
 166         /*
 167          * put it on high as possible
 168          * something will go with NODE_DATA
 169          */
 170         if (start < (MAX_DMA_PFN<<PAGE_SHIFT))
 171                 start = MAX_DMA_PFN<<PAGE_SHIFT;
 172         if (start < (MAX_DMA32_PFN<<PAGE_SHIFT) &&
 173             end > (MAX_DMA32_PFN<<PAGE_SHIFT))
 174                 start = MAX_DMA32_PFN<<PAGE_SHIFT;
 175         mem = memblock_x86_find_in_range_node(nodeid, start, end, size, align);
 176         if (mem != MEMBLOCK_ERROR)
 177                 return __va(mem);
 178
 179         /* extend the search scope */
 180         end = max_pfn_mapped << PAGE_SHIFT;
 181         if (end > (MAX_DMA32_PFN<<PAGE_SHIFT))
 182                 start = MAX_DMA32_PFN<<PAGE_SHIFT;
 183         else
 184                 start = MAX_DMA_PFN<<PAGE_SHIFT;
 185         mem = memblock_x86_find_in_range_node(nodeid, start, end, size, align);
 186         if (mem != MEMBLOCK_ERROR)
 187                 return __va(mem);
 188
 189         printk(KERN_ERR "Cannot find %lu bytes in node %d\n",
 190                        size, nodeid);
 191
 192         return NULL;
 193 }
 194
 195 /* Initialize bootmem allocator for a node */
 196 void __init
 197 setup_node_bootmem(int nodeid, unsigned long start, unsigned long end)
 198 {
 199         unsigned long start_pfn, last_pfn, nodedata_phys;
 200         const int pgdat_size = roundup(sizeof(pg_data_t), PAGE_SIZE);
 201         int nid;
 202 #ifndef CONFIG_NO_BOOTMEM
 203         unsigned long bootmap_start, bootmap_pages, bootmap_size;
 204         void *bootmap;
 205 #endif
 206
 207         if (!end)
 208                 return;
 209
 210         /*
 211          * Don't confuse VM with a node that doesn't have the
 212          * minimum amount of memory:
 213          */
 214         if (end && (end - start) < NODE_MIN_SIZE)
 215                 return;
 216
 217         start = roundup(start, ZONE_ALIGN);
 218
 219         printk(KERN_INFO "Initmem setup node %d %016lx-%016lx\n", nodeid,
 220                start, end);
 221
 222         start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
 223         last_pfn = end >> PAGE_SHIFT;
 224
 225         node_data[nodeid] = early_node_mem(nodeid, start, end, pgdat_size,
 226                                            SMP_CACHE_BYTES);
 227         if (node_data[nodeid] == NULL)
 228                 return;
 229         nodedata_phys = __pa(node_data[nodeid]);
 230         memblock_x86_reserve_range(nodedata_phys, nodedata_phys + pgdat_size, "NODE_DATA");
 231         printk(KERN_INFO "  NODE_DATA [%016lx - %016lx]\n", nodedata_phys,
 232                 nodedata_phys + pgdat_size - 1);
 233         nid = phys_to_nid(nodedata_phys);
 234         if (nid != nodeid)
 235                 printk(KERN_INFO "    NODE_DATA(%d) on node %d\n", nodeid, nid);
 236
 237         memset(NODE_DATA(nodeid), 0, sizeof(pg_data_t));
 238         NODE_DATA(nodeid)->node_id = nodeid;
 239         NODE_DATA(nodeid)->node_start_pfn = start_pfn;
 240         NODE_DATA(nodeid)->node_spanned_pages = last_pfn - start_pfn;
 241
 242 #ifndef CONFIG_NO_BOOTMEM
 243         NODE_DATA(nodeid)->bdata = &bootmem_node_data[nodeid];
 244
 245         /*
 246          * Find a place for the bootmem map
 247          * nodedata_phys could be on other nodes by alloc_bootmem,
 248          * so need to sure bootmap_start not to be small, otherwise
 249          * early_node_mem will get that with memblock_find_in_range instead
 250          * of alloc_bootmem, that could clash with reserved range
 251          */
 252         bootmap_pages = bootmem_bootmap_pages(last_pfn - start_pfn);
 253         bootmap_start = roundup(nodedata_phys + pgdat_size, PAGE_SIZE);
 254         /*
 255          * SMP_CACHE_BYTES could be enough, but init_bootmem_node like
 256          * to use that to align to PAGE_SIZE
 257          */
 258         bootmap = early_node_mem(nodeid, bootmap_start, end,
 259                                  bootmap_pages<<PAGE_SHIFT, PAGE_SIZE);
 260         if (bootmap == NULL)  {
 261                 memblock_x86_free_range(nodedata_phys, nodedata_phys + pgdat_size);
 262                 node_data[nodeid] = NULL;
 263                 return;
 264         }
 265         bootmap_start = __pa(bootmap);
 266         memblock_x86_reserve_range(bootmap_start, bootmap_start+(bootmap_pages<<PAGE_SHIFT),
 267                         "BOOTMAP");
 268
 269         bootmap_size = init_bootmem_node(NODE_DATA(nodeid),
 270                                          bootmap_start >> PAGE_SHIFT,
 271                                          start_pfn, last_pfn);
 272
 273         printk(KERN_INFO "  bootmap [%016lx -  %016lx] pages %lx\n",
 274                  bootmap_start, bootmap_start + bootmap_size - 1,
 275                  bootmap_pages);
 276         nid = phys_to_nid(bootmap_start);
 277         if (nid != nodeid)
 278                 printk(KERN_INFO "    bootmap(%d) on node %d\n", nodeid, nid);
 279
 280         free_bootmem_with_active_regions(nodeid, end);
 281 #endif
 282
 283         node_set_online(nodeid);
 284 }
 285
 286 /*
 287  * There are unfortunately some poorly designed mainboards around that
 288  * only connect memory to a single CPU. This breaks the 1:1 cpu->node
 289  * mapping. To avoid this fill in the mapping for all possible CPUs,
 290  * as the number of CPUs is not known yet. We round robin the existing
 291  * nodes.
 292  */
 293 void __init numa_init_array(void)
 294 {
 295         int rr, i;
 296
 297         rr = first_node(node_online_map);
 298         for (i = 0; i < nr_cpu_ids; i++) {
 299                 if (early_cpu_to_node(i) != NUMA_NO_NODE)
 300                         continue;
 301                 numa_set_node(i, rr);
 302                 rr = next_node(rr, node_online_map);
 303                 if (rr == MAX_NUMNODES)
 304                         rr = first_node(node_online_map);
 305         }
 306 }
 307
 308 #ifdef CONFIG_NUMA_EMU
 309 /* Numa emulation */
 310 static struct bootnode nodes[MAX_NUMNODES] __initdata;
 311 static struct bootnode physnodes[MAX_NUMNODES] __initdata;
 312 static char *cmdline __initdata;
 313
 314 static int __init setup_physnodes(unsigned long start, unsigned long end,
 315                                         int acpi, int k8)
 316 {
 317         int nr_nodes = 0;
 318         int ret = 0;
 319         int i;
 320
 321 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
 322         if (acpi)
 323                 nr_nodes = acpi_get_nodes(physnodes);
 324 #endif
 325 #ifdef CONFIG_K8_NUMA
 326         if (k8)
 327                 nr_nodes = k8_get_nodes(physnodes);
 328 #endif
 329         /*
 330          * Basic sanity checking on the physical node map: there may be errors
 331          * if the SRAT or K8 incorrectly reported the topology or the mem=
 332          * kernel parameter is used.
 333          */
 334         for (i = 0; i < nr_nodes; i++) {
 335                 if (physnodes[i].start == physnodes[i].end)
 336                         continue;
 337                 if (physnodes[i].start > end) {
 338                         physnodes[i].end = physnodes[i].start;
 339                         continue;
 340                 }
 341                 if (physnodes[i].end < start) {
 342                         physnodes[i].start = physnodes[i].end;
 343                         continue;
 344                 }
 345                 if (physnodes[i].start < start)
 346                         physnodes[i].start = start;
 347                 if (physnodes[i].end > end)
 348                         physnodes[i].end = end;
 349         }
 350
 351         /*
 352          * Remove all nodes that have no memory or were truncated because of the
 353          * limited address range.
 354          */
 355         for (i = 0; i < nr_nodes; i++) {
 356                 if (physnodes[i].start == physnodes[i].end)
 357                         continue;
 358                 physnodes[ret].start = physnodes[i].start;
 359                 physnodes[ret].end = physnodes[i].end;
 360                 ret++;
 361         }
 362
 363         /*
 364          * If no physical topology was detected, a single node is faked to cover
 365          * the entire address space.
 366          */
 367         if (!ret) {
 368                 physnodes[ret].start = start;
 369                 physnodes[ret].end = end;
 370                 ret = 1;
 371         }
 372         return ret;
 373 }
 374
 375 /*
 376  * Setups up nid to range from addr to addr + size.  If the end
 377  * boundary is greater than max_addr, then max_addr is used instead.
 378  * The return value is 0 if there is additional memory left for
 379  * allocation past addr and -1 otherwise.  addr is adjusted to be at
 380  * the end of the node.
 381  */
 382 static int __init setup_node_range(int nid, u64 *addr, u64 size, u64 max_addr)
 383 {
 384         int ret = 0;
 385         nodes[nid].start = *addr;
 386         *addr += size;
 387         if (*addr >= max_addr) {
 388                 *addr = max_addr;
 389                 ret = -1;
 390         }
 391         nodes[nid].end = *addr;
 392         node_set(nid, node_possible_map);
 393         printk(KERN_INFO "Faking node %d at %016Lx-%016Lx (%LuMB)\n", nid,
 394                nodes[nid].start, nodes[nid].end,
 395                (nodes[nid].end - nodes[nid].start) >> 20);
 396         return ret;
 397 }
 398
 399 /*
 400  * Sets up nr_nodes fake nodes interleaved over physical nodes ranging from addr
 401  * to max_addr.  The return value is the number of nodes allocated.
 402  */
 403 static int __init split_nodes_interleave(u64 addr, u64 max_addr,
 404                                                 int nr_phys_nodes, int nr_nodes)
 405 {
 406         nodemask_t physnode_mask = NODE_MASK_NONE;
 407         u64 size;
 408         int big;
 409         int ret = 0;
 410         int i;
 411
 412         if (nr_nodes <= 0)
 413                 return -1;
 414         if (nr_nodes > MAX_NUMNODES) {
 415                 pr_info("numa=fake=%d too large, reducing to %d\n",
 416                         nr_nodes, MAX_NUMNODES);
 417                 nr_nodes = MAX_NUMNODES;
 418         }
 419
 420         size = (max_addr - addr - memblock_x86_hole_size(addr, max_addr)) / nr_nodes;
 421         /*
 422          * Calculate the number of big nodes that can be allocated as a result
 423          * of consolidating the remainder.
 424          */
 425         big = ((size & ~FAKE_NODE_MIN_HASH_MASK) * nr_nodes) /
 426                 FAKE_NODE_MIN_SIZE;
 427
 428         size &= FAKE_NODE_MIN_HASH_MASK;
 429         if (!size) {
 430                 pr_err("Not enough memory for each node.  "
 431                         "NUMA emulation disabled.\n");
 432                 return -1;
 433         }
 434
 435         for (i = 0; i < nr_phys_nodes; i++)
 436                 if (physnodes[i].start != physnodes[i].end)
 437                         node_set(i, physnode_mask);
 438
 439         /*
 440          * Continue to fill physical nodes with fake nodes until there is no
 441          * memory left on any of them.
 442          */
 443         while (nodes_weight(physnode_mask)) {
 444                 for_each_node_mask(i, physnode_mask) {
 445                         u64 end = physnodes[i].start + size;
 446                         u64 dma32_end = PFN_PHYS(MAX_DMA32_PFN);
 447
 448                         if (ret < big)
 449                                 end += FAKE_NODE_MIN_SIZE;
 450
 451                         /*
 452                          * Continue to add memory to this fake node if its
 453                          * non-reserved memory is less than the per-node size.
 454                          */
 455                         while (end - physnodes[i].start -
 456                                 memblock_x86_hole_size(physnodes[i].start, end) < size) {
 457                                 end += FAKE_NODE_MIN_SIZE;
 458                                 if (end > physnodes[i].end) {
 459                                         end = physnodes[i].end;
 460                                         break;
 461                                 }
 462                         }
 463
 464                         /*
 465                          * If there won't be at least FAKE_NODE_MIN_SIZE of
 466                          * non-reserved memory in ZONE_DMA32 for the next node,
 467                          * this one must extend to the boundary.
 468                          */
 469                         if (end < dma32_end && dma32_end - end -
 470                             memblock_x86_hole_size(end, dma32_end) < FAKE_NODE_MIN_SIZE)
 471                                 end = dma32_end;
 472
 473                         /*
 474                          * If there won't be enough non-reserved memory for the
 475                          * next node, this one must extend to the end of the
 476                          * physical node.
 477                          */
 478                         if (physnodes[i].end - end -
 479                             memblock_x86_hole_size(end, physnodes[i].end) < size)
 480                                 end = physnodes[i].end;
 481
 482                         /*
 483                          * Avoid allocating more nodes than requested, which can
 484                          * happen as a result of rounding down each node's size
 485                          * to FAKE_NODE_MIN_SIZE.
 486                          */
 487                         if (nodes_weight(physnode_mask) + ret >= nr_nodes)
 488                                 end = physnodes[i].end;
 489
 490                         if (setup_node_range(ret++, &physnodes[i].start,
 491                                                 end - physnodes[i].start,
 492                                                 physnodes[i].end) < 0)
 493                                 node_clear(i, physnode_mask);
 494                 }
 495         }
 496         return ret;
 497 }
 498
 499 /*
 500  * Returns the end address of a node so that there is at least `size' amount of
 501  * non-reserved memory or `max_addr' is reached.
 502  */
 503 static u64 __init find_end_of_node(u64 start, u64 max_addr, u64 size)
 504 {
 505         u64 end = start + size;
 506
 507         while (end - start - memblock_x86_hole_size(start, end) < size) {
 508                 end += FAKE_NODE_MIN_SIZE;
 509                 if (end > max_addr) {
 510                         end = max_addr;
 511                         break;
 512                 }
 513         }
 514         return end;
 515 }
 516
 517 /*
 518  * Sets up fake nodes of `size' interleaved over physical nodes ranging from
 519  * `addr' to `max_addr'.  The return value is the number of nodes allocated.
 520  */
 521 static int __init split_nodes_size_interleave(u64 addr, u64 max_addr, u64 size)
 522 {
 523         nodemask_t physnode_mask = NODE_MASK_NONE;
 524         u64 min_size;
 525         int ret = 0;
 526         int i;
 527
 528         if (!size)
 529                 return -1;
 530         /*
 531          * The limit on emulated nodes is MAX_NUMNODES, so the size per node is
 532          * increased accordingly if the requested size is too small.  This
 533          * creates a uniform distribution of node sizes across the entire
 534          * machine (but not necessarily over physical nodes).
 535          */
 536         min_size = (max_addr - addr - memblock_x86_hole_size(addr, max_addr)) /
 537                                                 MAX_NUMNODES;
 538         min_size = max(min_size, FAKE_NODE_MIN_SIZE);
 539         if ((min_size & FAKE_NODE_MIN_HASH_MASK) < min_size)
 540                 min_size = (min_size + FAKE_NODE_MIN_SIZE) &
 541                                                 FAKE_NODE_MIN_HASH_MASK;
 542         if (size < min_size) {
 543                 pr_err("Fake node size %LuMB too small, increasing to %LuMB\n",
 544                         size >> 20, min_size >> 20);
 545                 size = min_size;
 546         }
 547         size &= FAKE_NODE_MIN_HASH_MASK;
 548
 549         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++)
 550                 if (physnodes[i].start != physnodes[i].end)
 551                         node_set(i, physnode_mask);
 552         /*
 553          * Fill physical nodes with fake nodes of size until there is no memory
 554          * left on any of them.
 555          */
 556         while (nodes_weight(physnode_mask)) {
 557                 for_each_node_mask(i, physnode_mask) {
 558                         u64 dma32_end = MAX_DMA32_PFN << PAGE_SHIFT;
 559                         u64 end;
 560
 561                         end = find_end_of_node(physnodes[i].start,
 562                                                 physnodes[i].end, size);
 563                         /*
 564                          * If there won't be at least FAKE_NODE_MIN_SIZE of
 565                          * non-reserved memory in ZONE_DMA32 for the next node,
 566                          * this one must extend to the boundary.
 567                          */
 568                         if (end < dma32_end && dma32_end - end -
 569                             memblock_x86_hole_size(end, dma32_end) < FAKE_NODE_MIN_SIZE)
 570                                 end = dma32_end;
 571
 572                         /*
 573                          * If there won't be enough non-reserved memory for the
 574                          * next node, this one must extend to the end of the
 575                          * physical node.
 576                          */
 577                         if (physnodes[i].end - end -
 578                             memblock_x86_hole_size(end, physnodes[i].end) < size)
 579                                 end = physnodes[i].end;
 580
 581                         /*
 582                          * Setup the fake node that will be allocated as bootmem
 583                          * later.  If setup_node_range() returns non-zero, there
 584                          * is no more memory available on this physical node.
 585                          */
 586                         if (setup_node_range(ret++, &physnodes[i].start,
 587                                                 end - physnodes[i].start,
 588                                                 physnodes[i].end) < 0)
 589                                 node_clear(i, physnode_mask);
 590                 }
 591         }
 592         return ret;
 593 }
 594
 595 /*
 596  * Sets up the system RAM area from start_pfn to last_pfn according to the
 597  * numa=fake command-line option.
 598  */
 599 static int __init numa_emulation(unsigned long start_pfn,
 600                         unsigned long last_pfn, int acpi, int k8)
 601 {
 602         u64 addr = start_pfn << PAGE_SHIFT;
 603         u64 max_addr = last_pfn << PAGE_SHIFT;
 604         int num_phys_nodes;
 605         int num_nodes;
 606         int i;
 607
 608         num_phys_nodes = setup_physnodes(addr, max_addr, acpi, k8);
 609         /*
 610          * If the numa=fake command-line contains a 'M' or 'G', it represents
 611          * the fixed node size.  Otherwise, if it is just a single number N,
 612          * split the system RAM into N fake nodes.
 613          */
 614         if (strchr(cmdline, 'M') || strchr(cmdline, 'G')) {
 615                 u64 size;
 616
 617                 size = memparse(cmdline, &cmdline);
 618                 num_nodes = split_nodes_size_interleave(addr, max_addr, size);
 619         } else {
 620                 unsigned long n;
 621
 622                 n = simple_strtoul(cmdline, NULL, 0);
 623                 num_nodes = split_nodes_interleave(addr, max_addr, num_phys_nodes, n);
 624         }
 625
 626         if (num_nodes < 0)
 627                 return num_nodes;
 628         memnode_shift = compute_hash_shift(nodes, num_nodes, NULL);
 629         if (memnode_shift < 0) {
 630                 memnode_shift = 0;
 631                 printk(KERN_ERR "No NUMA hash function found.  NUMA emulation "
 632                        "disabled.\n");
 633                 return -1;
 634         }
 635
 636         /*
 637          * We need to vacate all active ranges that may have been registered for
 638          * the e820 memory map.
 639          */
 640         remove_all_active_ranges();
 641         for_each_node_mask(i, node_possible_map) {
 642                 memblock_x86_register_active_regions(i, nodes[i].start >> PAGE_SHIFT,
 643                                                 nodes[i].end >> PAGE_SHIFT);
 644                 setup_node_bootmem(i, nodes[i].start, nodes[i].end);
 645         }
 646         acpi_fake_nodes(nodes, num_nodes);
 647         numa_init_array();
 648         return 0;
 649 }
 650 #endif /* CONFIG_NUMA_EMU */
 651
 652 void __init initmem_init(unsigned long start_pfn, unsigned long last_pfn,
 653                                 int acpi, int k8)
 654 {
 655         int i;
 656
 657         nodes_clear(node_possible_map);
 658         nodes_clear(node_online_map);
 659
 660 #ifdef CONFIG_NUMA_EMU
 661         if (cmdline && !numa_emulation(start_pfn, last_pfn, acpi, k8))
 662                 return;
 663         nodes_clear(node_possible_map);
 664         nodes_clear(node_online_map);
 665 #endif
 666
 667 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
 668         if (!numa_off && acpi && !acpi_scan_nodes(start_pfn << PAGE_SHIFT,
 669                                                   last_pfn << PAGE_SHIFT))
 670                 return;
 671         nodes_clear(node_possible_map);
 672         nodes_clear(node_online_map);
 673 #endif
 674
 675 #ifdef CONFIG_K8_NUMA
 676         if (!numa_off && k8 && !k8_scan_nodes())
 677                 return;
 678         nodes_clear(node_possible_map);
 679         nodes_clear(node_online_map);
 680 #endif
 681         printk(KERN_INFO "%s\n",
 682                numa_off ? "NUMA turned off" : "No NUMA configuration found");
 683
 684         printk(KERN_INFO "Faking a node at %016lx-%016lx\n",
 685                start_pfn << PAGE_SHIFT,
 686                last_pfn << PAGE_SHIFT);
 687         /* setup dummy node covering all memory */
 688         memnode_shift = 63;
 689         memnodemap = memnode.embedded_map;
 690         memnodemap[0] = 0;
 691         node_set_online(0);
 692         node_set(0, node_possible_map);
 693         for (i = 0; i < nr_cpu_ids; i++)
 694                 numa_set_node(i, 0);
 695         memblock_x86_register_active_regions(0, start_pfn, last_pfn);
 696         setup_node_bootmem(0, start_pfn << PAGE_SHIFT, last_pfn << PAGE_SHIFT);
 697 }
 698
 699 unsigned long __init numa_free_all_bootmem(void)
 700 {
 701         unsigned long pages = 0;
 702         int i;
 703
 704         for_each_online_node(i)
 705                 pages += free_all_bootmem_node(NODE_DATA(i));
 706
 707 #ifdef CONFIG_NO_BOOTMEM
 708         pages += free_all_memory_core_early(MAX_NUMNODES);
 709 #endif
 710
 711         return pages;
 712 }
 713
 714 static __init int numa_setup(char *opt)
 715 {
 716         if (!opt)
 717                 return -EINVAL;
 718         if (!strncmp(opt, "off", 3))
 719                 numa_off = 1;
 720 #ifdef CONFIG_NUMA_EMU
 721         if (!strncmp(opt, "fake=", 5))
 722                 cmdline = opt + 5;
 723 #endif
 724 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
 725         if (!strncmp(opt, "noacpi", 6))
 726                 acpi_numa = -1;
 727 #endif
 728         return 0;
 729 }
 730 early_param("numa", numa_setup);
 731
 732 #ifdef CONFIG_NUMA
 733
 734 static __init int find_near_online_node(int node)
 735 {
 736         int n, val;
 737         int min_val = INT_MAX;
 738         int best_node = -1;
 739
 740         for_each_online_node(n) {
 741                 val = node_distance(node, n);
 742
 743                 if (val < min_val) {
 744                         min_val = val;
 745                         best_node = n;
 746                 }
 747         }
 748
 749         return best_node;
 750 }
 751
 752 /*
 753  * Setup early cpu_to_node.
 754  *
 755  * Populate cpu_to_node[] only if x86_cpu_to_apicid[],
 756  * and apicid_to_node[] tables have valid entries for a CPU.
 757  * This means we skip cpu_to_node[] initialisation for NUMA
 758  * emulation and faking node case (when running a kernel compiled
 759  * for NUMA on a non NUMA box), which is OK as cpu_to_node[]
 760  * is already initialized in a round robin manner at numa_init_array,
 761  * prior to this call, and this initialization is good enough
 762  * for the fake NUMA cases.
 763  *
 764  * Called before the per_cpu areas are setup.
 765  */
 766 void __init init_cpu_to_node(void)
 767 {
 768         int cpu;
 769         u16 *cpu_to_apicid = early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_apicid);
 770
 771         BUG_ON(cpu_to_apicid == NULL);
 772
 773         for_each_possible_cpu(cpu) {
 774                 int node;
 775                 u16 apicid = cpu_to_apicid[cpu];
 776
 777                 if (apicid == BAD_APICID)
 778                         continue;
 779                 node = apicid_to_node[apicid];
 780                 if (node == NUMA_NO_NODE)
 781                         continue;
 782                 if (!node_online(node))
 783                         node = find_near_online_node(node);
 784                 numa_set_node(cpu, node);
 785         }
 786 }
 787 #endif
 788
 789
 790 void __cpuinit numa_set_node(int cpu, int node)
 791 {
 792         int *cpu_to_node_map = early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map);
 793
 794         /* early setting, no percpu area yet */
 795         if (cpu_to_node_map) {
 796                 cpu_to_node_map[cpu] = node;
 797                 return;
 798         }
 799
 800 #ifdef CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS
 801         if (cpu >= nr_cpu_ids || !cpu_possible(cpu)) {
 802                 printk(KERN_ERR "numa_set_node: invalid cpu# (%d)\n", cpu);
 803                 dump_stack();
 804                 return;
 805         }
 806 #endif
 807         per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu) = node;
 808
 809         if (node != NUMA_NO_NODE)
 810                 set_cpu_numa_node(cpu, node);
 811 }
 812
 813 void __cpuinit numa_clear_node(int cpu)
 814 {
 815         numa_set_node(cpu, NUMA_NO_NODE);
 816 }
 817
 818 #ifndef CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS
 819
 820 void __cpuinit numa_add_cpu(int cpu)
 821 {
 822         cpumask_set_cpu(cpu, node_to_cpumask_map[early_cpu_to_node(cpu)]);
 823 }
 824
 825 void __cpuinit numa_remove_cpu(int cpu)
 826 {
 827         cpumask_clear_cpu(cpu, node_to_cpumask_map[early_cpu_to_node(cpu)]);
 828 }
 829
 830 #else /* CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS */
 831
 832 /*
 833  * --------- debug versions of the numa functions ---------
 834  */
 835 static void __cpuinit numa_set_cpumask(int cpu, int enable)
 836 {
 837         int node = early_cpu_to_node(cpu);
 838         struct cpumask *mask;
 839         char buf[64];
 840
 841         mask = node_to_cpumask_map[node];
 842         if (mask == NULL) {
 843                 printk(KERN_ERR "node_to_cpumask_map[%i] NULL\n", node);
 844                 dump_stack();
 845                 return;
 846         }
 847
 848         if (enable)
 849                 cpumask_set_cpu(cpu, mask);
 850         else
 851                 cpumask_clear_cpu(cpu, mask);
 852
 853         cpulist_scnprintf(buf, sizeof(buf), mask);
 854         printk(KERN_DEBUG "%s cpu %d node %d: mask now %s\n",
 855                 enable ? "numa_add_cpu" : "numa_remove_cpu", cpu, node, buf);
 856 }
 857
 858 void __cpuinit numa_add_cpu(int cpu)
 859 {
 860         numa_set_cpumask(cpu, 1);
 861 }
 862
 863 void __cpuinit numa_remove_cpu(int cpu)
 864 {
 865         numa_set_cpumask(cpu, 0);
 866 }
 867
 868 int __cpu_to_node(int cpu)
 869 {
 870         if (early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map)) {
 871                 printk(KERN_WARNING
 872                         "cpu_to_node(%d): usage too early!\n", cpu);
 873                 dump_stack();
 874                 return early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map)[cpu];
 875         }
 876         return per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu);
 877 }
 878 EXPORT_SYMBOL(__cpu_to_node);
 879
 880 /*
 881  * Same function as cpu_to_node() but used if called before the
 882  * per_cpu areas are setup.
 883  */
 884 int early_cpu_to_node(int cpu)
 885 {
 886         if (early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map))
 887                 return early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map)[cpu];
 888
 889         if (!cpu_possible(cpu)) {
 890                 printk(KERN_WARNING
 891                         "early_cpu_to_node(%d): no per_cpu area!\n", cpu);
 892                 dump_stack();
 893                 return NUMA_NO_NODE;
 894         }
 895         return per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu);
 896 }
 897
 898 /*
 899  * --------- end of debug versions of the numa functions ---------
 900  */
 901
 902 #endif /* CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS */