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/mmzone.h>
  11 #include <linux/ctype.h>
  12 #include <linux/module.h>
  13 #include <linux/nodemask.h>
  14 #include <linux/sched.h>
  15
  16 #include <asm/e820.h>
  17 #include <asm/proto.h>
  18 #include <asm/dma.h>
  19 #include <asm/numa.h>
  20 #include <asm/acpi.h>
  21 #include <asm/k8.h>
  22
  23 struct pglist_data *node_data[MAX_NUMNODES] __read_mostly;
  24 EXPORT_SYMBOL(node_data);
  25
  26 struct memnode memnode;
  27
  28 s16 apicid_to_node[MAX_LOCAL_APIC] __cpuinitdata = {
  29         [0 ... MAX_LOCAL_APIC-1] = NUMA_NO_NODE
  30 };
  31
  32 int numa_off __initdata;
  33 static unsigned long __initdata nodemap_addr;
  34 static unsigned long __initdata nodemap_size;
  35
  36 DEFINE_PER_CPU(int, node_number) = 0;
  37 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(node_number);
  38
  39 /*
  40  * Map cpu index to node index
  41  */
  42 DEFINE_EARLY_PER_CPU(int, x86_cpu_to_node_map, NUMA_NO_NODE);
  43 EXPORT_EARLY_PER_CPU_SYMBOL(x86_cpu_to_node_map);
  44
  45 /*
  46  * Given a shift value, try to populate memnodemap[]
  47  * Returns :
  48  * 1 if OK
  49  * 0 if memnodmap[] too small (of shift too small)
  50  * -1 if node overlap or lost ram (shift too big)
  51  */
  52 static int __init populate_memnodemap(const struct bootnode *nodes,
  53                                       int numnodes, int shift, int *nodeids)
  54 {
  55         unsigned long addr, end;
  56         int i, res = -1;
  57
  58         memset(memnodemap, 0xff, sizeof(s16)*memnodemapsize);
  59         for (i = 0; i < numnodes; i++) {
  60                 addr = nodes[i].start;
  61                 end = nodes[i].end;
  62                 if (addr >= end)
  63                         continue;
  64                 if ((end >> shift) >= memnodemapsize)
  65                         return 0;
  66                 do {
  67                         if (memnodemap[addr >> shift] != NUMA_NO_NODE)
  68                                 return -1;
  69
  70                         if (!nodeids)
  71                                 memnodemap[addr >> shift] = i;
  72                         else
  73                                 memnodemap[addr >> shift] = nodeids[i];
  74
  75                         addr += (1UL << shift);
  76                 } while (addr < end);
  77                 res = 1;
  78         }
  79         return res;
  80 }
  81
  82 static int __init allocate_cachealigned_memnodemap(void)
  83 {
  84         unsigned long addr;
  85
  86         memnodemap = memnode.embedded_map;
  87         if (memnodemapsize <= ARRAY_SIZE(memnode.embedded_map))
  88                 return 0;
  89
  90         addr = 0x8000;
  91         nodemap_size = roundup(sizeof(s16) * memnodemapsize, L1_CACHE_BYTES);
  92         nodemap_addr = find_e820_area(addr, max_pfn<<PAGE_SHIFT,
  93                                       nodemap_size, L1_CACHE_BYTES);
  94         if (nodemap_addr == -1UL) {
  95                 printk(KERN_ERR
  96                        "NUMA: Unable to allocate Memory to Node hash map\n");
  97                 nodemap_addr = nodemap_size = 0;
  98                 return -1;
  99         }
 100         memnodemap = phys_to_virt(nodemap_addr);
 101         reserve_early(nodemap_addr, nodemap_addr + nodemap_size, "MEMNODEMAP");
 102
 103         printk(KERN_DEBUG "NUMA: Allocated memnodemap from %lx - %lx\n",
 104                nodemap_addr, nodemap_addr + nodemap_size);
 105         return 0;
 106 }
 107
 108 /*
 109  * The LSB of all start and end addresses in the node map is the value of the
 110  * maximum possible shift.
 111  */
 112 static int __init extract_lsb_from_nodes(const struct bootnode *nodes,
 113                                          int numnodes)
 114 {
 115         int i, nodes_used = 0;
 116         unsigned long start, end;
 117         unsigned long bitfield = 0, memtop = 0;
 118
 119         for (i = 0; i < numnodes; i++) {
 120                 start = nodes[i].start;
 121                 end = nodes[i].end;
 122                 if (start >= end)
 123                         continue;
 124                 bitfield |= start;
 125                 nodes_used++;
 126                 if (end > memtop)
 127                         memtop = end;
 128         }
 129         if (nodes_used <= 1)
 130                 i = 63;
 131         else
 132                 i = find_first_bit(&bitfield, sizeof(unsigned long)*8);
 133         memnodemapsize = (memtop >> i)+1;
 134         return i;
 135 }
 136
 137 int __init compute_hash_shift(struct bootnode *nodes, int numnodes,
 138                               int *nodeids)
 139 {
 140         int shift;
 141
 142         shift = extract_lsb_from_nodes(nodes, numnodes);
 143         if (allocate_cachealigned_memnodemap())
 144                 return -1;
 145         printk(KERN_DEBUG "NUMA: Using %d for the hash shift.\n",
 146                 shift);
 147
 148         if (populate_memnodemap(nodes, numnodes, shift, nodeids) != 1) {
 149                 printk(KERN_INFO "Your memory is not aligned you need to "
 150                        "rebuild your kernel with a bigger NODEMAPSIZE "
 151                        "shift=%d\n", shift);
 152                 return -1;
 153         }
 154         return shift;
 155 }
 156
 157 int __meminit  __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
 158 {
 159         return phys_to_nid(pfn << PAGE_SHIFT);
 160 }
 161
 162 static void * __init early_node_mem(int nodeid, unsigned long start,
 163                                     unsigned long end, unsigned long size,
 164                                     unsigned long align)
 165 {
 166         unsigned long mem = find_e820_area(start, end, size, align);
 167
 168         if (mem != -1L)
 169                 return __va(mem);
 170
 171
 172         start = __pa(MAX_DMA_ADDRESS);
 173         end = max_low_pfn_mapped << PAGE_SHIFT;
 174         mem = find_e820_area(start, end, size, align);
 175         if (mem != -1L)
 176                 return __va(mem);
 177
 178         printk(KERN_ERR "Cannot find %lu bytes in node %d\n",
 179                        size, nodeid);
 180
 181         return NULL;
 182 }
 183
 184 /* Initialize bootmem allocator for a node */
 185 void __init
 186 setup_node_bootmem(int nodeid, unsigned long start, unsigned long end)
 187 {
 188         unsigned long start_pfn, last_pfn, bootmap_pages, bootmap_size;
 189         const int pgdat_size = roundup(sizeof(pg_data_t), PAGE_SIZE);
 190         unsigned long bootmap_start, nodedata_phys;
 191         void *bootmap;
 192         int nid;
 193
 194         if (!end)
 195                 return;
 196
 197         /*
 198          * Don't confuse VM with a node that doesn't have the
 199          * minimum amount of memory:
 200          */
 201         if (end && (end - start) < NODE_MIN_SIZE)
 202                 return;
 203
 204         start = roundup(start, ZONE_ALIGN);
 205
 206         printk(KERN_INFO "Bootmem setup node %d %016lx-%016lx\n", nodeid,
 207                start, end);
 208
 209         start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
 210         last_pfn = end >> PAGE_SHIFT;
 211
 212         node_data[nodeid] = early_node_mem(nodeid, start, end, pgdat_size,
 213                                            SMP_CACHE_BYTES);
 214         if (node_data[nodeid] == NULL)
 215                 return;
 216         nodedata_phys = __pa(node_data[nodeid]);
 217         reserve_early(nodedata_phys, nodedata_phys + pgdat_size, "NODE_DATA");
 218         printk(KERN_INFO "  NODE_DATA [%016lx - %016lx]\n", nodedata_phys,
 219                 nodedata_phys + pgdat_size - 1);
 220         nid = phys_to_nid(nodedata_phys);
 221         if (nid != nodeid)
 222                 printk(KERN_INFO "    NODE_DATA(%d) on node %d\n", nodeid, nid);
 223
 224         memset(NODE_DATA(nodeid), 0, sizeof(pg_data_t));
 225         NODE_DATA(nodeid)->bdata = &bootmem_node_data[nodeid];
 226         NODE_DATA(nodeid)->node_start_pfn = start_pfn;
 227         NODE_DATA(nodeid)->node_spanned_pages = last_pfn - start_pfn;
 228
 229         /*
 230          * Find a place for the bootmem map
 231          * nodedata_phys could be on other nodes by alloc_bootmem,
 232          * so need to sure bootmap_start not to be small, otherwise
 233          * early_node_mem will get that with find_e820_area instead
 234          * of alloc_bootmem, that could clash with reserved range
 235          */
 236         bootmap_pages = bootmem_bootmap_pages(last_pfn - start_pfn);
 237         bootmap_start = roundup(nodedata_phys + pgdat_size, PAGE_SIZE);
 238         /*
 239          * SMP_CACHE_BYTES could be enough, but init_bootmem_node like
 240          * to use that to align to PAGE_SIZE
 241          */
 242         bootmap = early_node_mem(nodeid, bootmap_start, end,
 243                                  bootmap_pages<<PAGE_SHIFT, PAGE_SIZE);
 244         if (bootmap == NULL)  {
 245                 free_early(nodedata_phys, nodedata_phys + pgdat_size);
 246                 node_data[nodeid] = NULL;
 247                 return;
 248         }
 249         bootmap_start = __pa(bootmap);
 250         reserve_early(bootmap_start, bootmap_start+(bootmap_pages<<PAGE_SHIFT),
 251                         "BOOTMAP");
 252
 253         bootmap_size = init_bootmem_node(NODE_DATA(nodeid),
 254                                          bootmap_start >> PAGE_SHIFT,
 255                                          start_pfn, last_pfn);
 256
 257         printk(KERN_INFO "  bootmap [%016lx -  %016lx] pages %lx\n",
 258                  bootmap_start, bootmap_start + bootmap_size - 1,
 259                  bootmap_pages);
 260         nid = phys_to_nid(bootmap_start);
 261         if (nid != nodeid)
 262                 printk(KERN_INFO "    bootmap(%d) on node %d\n", nodeid, nid);
 263
 264         free_bootmem_with_active_regions(nodeid, end);
 265
 266         node_set_online(nodeid);
 267 }
 268
 269 /*
 270  * There are unfortunately some poorly designed mainboards around that
 271  * only connect memory to a single CPU. This breaks the 1:1 cpu->node
 272  * mapping. To avoid this fill in the mapping for all possible CPUs,
 273  * as the number of CPUs is not known yet. We round robin the existing
 274  * nodes.
 275  */
 276 void __init numa_init_array(void)
 277 {
 278         int rr, i;
 279
 280         rr = first_node(node_online_map);
 281         for (i = 0; i < nr_cpu_ids; i++) {
 282                 if (early_cpu_to_node(i) != NUMA_NO_NODE)
 283                         continue;
 284                 numa_set_node(i, rr);
 285                 rr = next_node(rr, node_online_map);
 286                 if (rr == MAX_NUMNODES)
 287                         rr = first_node(node_online_map);
 288         }
 289 }
 290
 291 #ifdef CONFIG_NUMA_EMU
 292 /* Numa emulation */
 293 static struct bootnode nodes[MAX_NUMNODES] __initdata;
 294 static struct bootnode physnodes[MAX_NUMNODES] __initdata;
 295 static char *cmdline __initdata;
 296
 297 static int __init setup_physnodes(unsigned long start, unsigned long end,
 298                                         int acpi, int k8)
 299 {
 300         int nr_nodes = 0;
 301         int ret = 0;
 302         int i;
 303
 304 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
 305         if (acpi)
 306                 nr_nodes = acpi_get_nodes(physnodes);
 307 #endif
 308 #ifdef CONFIG_K8_NUMA
 309         if (k8)
 310                 nr_nodes = k8_get_nodes(physnodes);
 311 #endif
 312         /*
 313          * Basic sanity checking on the physical node map: there may be errors
 314          * if the SRAT or K8 incorrectly reported the topology or the mem=
 315          * kernel parameter is used.
 316          */
 317         for (i = 0; i < nr_nodes; i++) {
 318                 if (physnodes[i].start == physnodes[i].end)
 319                         continue;
 320                 if (physnodes[i].start > end) {
 321                         physnodes[i].end = physnodes[i].start;
 322                         continue;
 323                 }
 324                 if (physnodes[i].end < start) {
 325                         physnodes[i].start = physnodes[i].end;
 326                         continue;
 327                 }
 328                 if (physnodes[i].start < start)
 329                         physnodes[i].start = start;
 330                 if (physnodes[i].end > end)
 331                         physnodes[i].end = end;
 332         }
 333
 334         /*
 335          * Remove all nodes that have no memory or were truncated because of the
 336          * limited address range.
 337          */
 338         for (i = 0; i < nr_nodes; i++) {
 339                 if (physnodes[i].start == physnodes[i].end)
 340                         continue;
 341                 physnodes[ret].start = physnodes[i].start;
 342                 physnodes[ret].end = physnodes[i].end;
 343                 ret++;
 344         }
 345
 346         /*
 347          * If no physical topology was detected, a single node is faked to cover
 348          * the entire address space.
 349          */
 350         if (!ret) {
 351                 physnodes[ret].start = start;
 352                 physnodes[ret].end = end;
 353                 ret = 1;
 354         }
 355         return ret;
 356 }
 357
 358 /*
 359  * Setups up nid to range from addr to addr + size.  If the end
 360  * boundary is greater than max_addr, then max_addr is used instead.
 361  * The return value is 0 if there is additional memory left for
 362  * allocation past addr and -1 otherwise.  addr is adjusted to be at
 363  * the end of the node.
 364  */
 365 static int __init setup_node_range(int nid, u64 *addr, u64 size, u64 max_addr)
 366 {
 367         int ret = 0;
 368         nodes[nid].start = *addr;
 369         *addr += size;
 370         if (*addr >= max_addr) {
 371                 *addr = max_addr;
 372                 ret = -1;
 373         }
 374         nodes[nid].end = *addr;
 375         node_set(nid, node_possible_map);
 376         printk(KERN_INFO "Faking node %d at %016Lx-%016Lx (%LuMB)\n", nid,
 377                nodes[nid].start, nodes[nid].end,
 378                (nodes[nid].end - nodes[nid].start) >> 20);
 379         return ret;
 380 }
 381
 382 /*
 383  * Sets up nr_nodes fake nodes interleaved over physical nodes ranging from addr
 384  * to max_addr.  The return value is the number of nodes allocated.
 385  */
 386 static int __init split_nodes_interleave(u64 addr, u64 max_addr,
 387                                                 int nr_phys_nodes, int nr_nodes)
 388 {
 389         nodemask_t physnode_mask = NODE_MASK_NONE;
 390         u64 size;
 391         int big;
 392         int ret = 0;
 393         int i;
 394
 395         if (nr_nodes <= 0)
 396                 return -1;
 397         if (nr_nodes > MAX_NUMNODES) {
 398                 pr_info("numa=fake=%d too large, reducing to %d\n",
 399                         nr_nodes, MAX_NUMNODES);
 400                 nr_nodes = MAX_NUMNODES;
 401         }
 402
 403         size = (max_addr - addr - e820_hole_size(addr, max_addr)) / nr_nodes;
 404         /*
 405          * Calculate the number of big nodes that can be allocated as a result
 406          * of consolidating the remainder.
 407          */
 408         big = ((size & ~FAKE_NODE_MIN_HASH_MASK) & nr_nodes) /
 409                 FAKE_NODE_MIN_SIZE;
 410
 411         size &= FAKE_NODE_MIN_HASH_MASK;
 412         if (!size) {
 413                 pr_err("Not enough memory for each node.  "
 414                         "NUMA emulation disabled.\n");
 415                 return -1;
 416         }
 417
 418         for (i = 0; i < nr_phys_nodes; i++)
 419                 if (physnodes[i].start != physnodes[i].end)
 420                         node_set(i, physnode_mask);
 421
 422         /*
 423          * Continue to fill physical nodes with fake nodes until there is no
 424          * memory left on any of them.
 425          */
 426         while (nodes_weight(physnode_mask)) {
 427                 for_each_node_mask(i, physnode_mask) {
 428                         u64 end = physnodes[i].start + size;
 429                         u64 dma32_end = PFN_PHYS(MAX_DMA32_PFN);
 430
 431                         if (ret < big)
 432                                 end += FAKE_NODE_MIN_SIZE;
 433
 434                         /*
 435                          * Continue to add memory to this fake node if its
 436                          * non-reserved memory is less than the per-node size.
 437                          */
 438                         while (end - physnodes[i].start -
 439                                 e820_hole_size(physnodes[i].start, end) < size) {
 440                                 end += FAKE_NODE_MIN_SIZE;
 441                                 if (end > physnodes[i].end) {
 442                                         end = physnodes[i].end;
 443                                         break;
 444                                 }
 445                         }
 446
 447                         /*
 448                          * If there won't be at least FAKE_NODE_MIN_SIZE of
 449                          * non-reserved memory in ZONE_DMA32 for the next node,
 450                          * this one must extend to the boundary.
 451                          */
 452                         if (end < dma32_end && dma32_end - end -
 453                             e820_hole_size(end, dma32_end) < FAKE_NODE_MIN_SIZE)
 454                                 end = dma32_end;
 455
 456                         /*
 457                          * If there won't be enough non-reserved memory for the
 458                          * next node, this one must extend to the end of the
 459                          * physical node.
 460                          */
 461                         if (physnodes[i].end - end -
 462                             e820_hole_size(end, physnodes[i].end) < size)
 463                                 end = physnodes[i].end;
 464
 465                         /*
 466                          * Avoid allocating more nodes than requested, which can
 467                          * happen as a result of rounding down each node's size
 468                          * to FAKE_NODE_MIN_SIZE.
 469                          */
 470                         if (nodes_weight(physnode_mask) + ret >= nr_nodes)
 471                                 end = physnodes[i].end;
 472
 473                         if (setup_node_range(ret++, &physnodes[i].start,
 474                                                 end - physnodes[i].start,
 475                                                 physnodes[i].end) < 0)
 476                                 node_clear(i, physnode_mask);
 477                 }
 478         }
 479         return ret;
 480 }
 481
 482 /*
 483  * Splits num_nodes nodes up equally starting at node_start.  The return value
 484  * is the number of nodes split up and addr is adjusted to be at the end of the
 485  * last node allocated.
 486  */
 487 static int __init split_nodes_equally(u64 *addr, u64 max_addr, int node_start,
 488                                       int num_nodes)
 489 {
 490         unsigned int big;
 491         u64 size;
 492         int i;
 493
 494         if (num_nodes <= 0)
 495                 return -1;
 496         if (num_nodes > MAX_NUMNODES)
 497                 num_nodes = MAX_NUMNODES;
 498         size = (max_addr - *addr - e820_hole_size(*addr, max_addr)) /
 499                num_nodes;
 500         /*
 501          * Calculate the number of big nodes that can be allocated as a result
 502          * of consolidating the leftovers.
 503          */
 504         big = ((size & ~FAKE_NODE_MIN_HASH_MASK) * num_nodes) /
 505               FAKE_NODE_MIN_SIZE;
 506
 507         /* Round down to nearest FAKE_NODE_MIN_SIZE. */
 508         size &= FAKE_NODE_MIN_HASH_MASK;
 509         if (!size) {
 510                 printk(KERN_ERR "Not enough memory for each node.  "
 511                        "NUMA emulation disabled.\n");
 512                 return -1;
 513         }
 514
 515         for (i = node_start; i < num_nodes + node_start; i++) {
 516                 u64 end = *addr + size;
 517
 518                 if (i < big)
 519                         end += FAKE_NODE_MIN_SIZE;
 520                 /*
 521                  * The final node can have the remaining system RAM.  Other
 522                  * nodes receive roughly the same amount of available pages.
 523                  */
 524                 if (i == num_nodes + node_start - 1)
 525                         end = max_addr;
 526                 else
 527                         while (end - *addr - e820_hole_size(*addr, end) <
 528                                size) {
 529                                 end += FAKE_NODE_MIN_SIZE;
 530                                 if (end > max_addr) {
 531                                         end = max_addr;
 532                                         break;
 533                                 }
 534                         }
 535                 if (setup_node_range(i, addr, end - *addr, max_addr) < 0)
 536                         break;
 537         }
 538         return i - node_start + 1;
 539 }
 540
 541 /*
 542  * Splits the remaining system RAM into chunks of size.  The remaining memory is
 543  * always assigned to a final node and can be asymmetric.  Returns the number of
 544  * nodes split.
 545  */
 546 static int __init split_nodes_by_size(u64 *addr, u64 max_addr, int node_start,
 547                                       u64 size)
 548 {
 549         int i = node_start;
 550         size = (size << 20) & FAKE_NODE_MIN_HASH_MASK;
 551         while (!setup_node_range(i++, addr, size, max_addr))
 552                 ;
 553         return i - node_start;
 554 }
 555
 556 /*
 557  * Sets up the system RAM area from start_pfn to last_pfn according to the
 558  * numa=fake command-line option.
 559  */
 560 static int __init numa_emulation(unsigned long start_pfn,
 561                         unsigned long last_pfn, int acpi, int k8)
 562 {
 563         u64 size, addr = start_pfn << PAGE_SHIFT;
 564         u64 max_addr = last_pfn << PAGE_SHIFT;
 565         int num_nodes = 0, num = 0, coeff_flag, coeff = -1, i;
 566         int num_phys_nodes;
 567
 568         num_phys_nodes = setup_physnodes(addr, max_addr, acpi, k8);
 569         /*
 570          * If the numa=fake command-line is just a single number N, split the
 571          * system RAM into N fake nodes.
 572          */
 573         if (!strchr(cmdline, '*') && !strchr(cmdline, ',')) {
 574                 long n = simple_strtol(cmdline, NULL, 0);
 575
 576                 num_nodes = split_nodes_interleave(addr, max_addr,
 577                                                         num_phys_nodes, n);
 578                 if (num_nodes < 0)
 579                         return num_nodes;
 580                 goto out;
 581         }
 582
 583         /* Parse the command line. */
 584         for (coeff_flag = 0; ; cmdline++) {
 585                 if (*cmdline && isdigit(*cmdline)) {
 586                         num = num * 10 + *cmdline - '0';
 587                         continue;
 588                 }
 589                 if (*cmdline == '*') {
 590                         if (num > 0)
 591                                 coeff = num;
 592                         coeff_flag = 1;
 593                 }
 594                 if (!*cmdline || *cmdline == ',') {
 595                         if (!coeff_flag)
 596                                 coeff = 1;
 597                         /*
 598                          * Round down to the nearest FAKE_NODE_MIN_SIZE.
 599                          * Command-line coefficients are in megabytes.
 600                          */
 601                         size = ((u64)num << 20) & FAKE_NODE_MIN_HASH_MASK;
 602                         if (size)
 603                                 for (i = 0; i < coeff; i++, num_nodes++)
 604                                         if (setup_node_range(num_nodes, &addr,
 605                                                 size, max_addr) < 0)
 606                                                 goto done;
 607                         if (!*cmdline)
 608                                 break;
 609                         coeff_flag = 0;
 610                         coeff = -1;
 611                 }
 612                 num = 0;
 613         }
 614 done:
 615         if (!num_nodes)
 616                 return -1;
 617         /* Fill remainder of system RAM, if appropriate. */
 618         if (addr < max_addr) {
 619                 if (coeff_flag && coeff < 0) {
 620                         /* Split remaining nodes into num-sized chunks */
 621                         num_nodes += split_nodes_by_size(&addr, max_addr,
 622                                                          num_nodes, num);
 623                         goto out;
 624                 }
 625                 switch (*(cmdline - 1)) {
 626                 case '*':
 627                         /* Split remaining nodes into coeff chunks */
 628                         if (coeff <= 0)
 629                                 break;
 630                         num_nodes += split_nodes_equally(&addr, max_addr,
 631                                                          num_nodes, coeff);
 632                         break;
 633                 case ',':
 634                         /* Do not allocate remaining system RAM */
 635                         break;
 636                 default:
 637                         /* Give one final node */
 638                         setup_node_range(num_nodes, &addr, max_addr - addr,
 639                                          max_addr);
 640                         num_nodes++;
 641                 }
 642         }
 643 out:
 644         memnode_shift = compute_hash_shift(nodes, num_nodes, NULL);
 645         if (memnode_shift < 0) {
 646                 memnode_shift = 0;
 647                 printk(KERN_ERR "No NUMA hash function found.  NUMA emulation "
 648                        "disabled.\n");
 649                 return -1;
 650         }
 651
 652         /*
 653          * We need to vacate all active ranges that may have been registered for
 654          * the e820 memory map.
 655          */
 656         remove_all_active_ranges();
 657         for_each_node_mask(i, node_possible_map) {
 658                 e820_register_active_regions(i, nodes[i].start >> PAGE_SHIFT,
 659                                                 nodes[i].end >> PAGE_SHIFT);
 660                 setup_node_bootmem(i, nodes[i].start, nodes[i].end);
 661         }
 662         acpi_fake_nodes(nodes, num_nodes);
 663         numa_init_array();
 664         return 0;
 665 }
 666 #endif /* CONFIG_NUMA_EMU */
 667
 668 void __init initmem_init(unsigned long start_pfn, unsigned long last_pfn,
 669                                 int acpi, int k8)
 670 {
 671         int i;
 672
 673         nodes_clear(node_possible_map);
 674         nodes_clear(node_online_map);
 675
 676 #ifdef CONFIG_NUMA_EMU
 677         if (cmdline && !numa_emulation(start_pfn, last_pfn, acpi, k8))
 678                 return;
 679         nodes_clear(node_possible_map);
 680         nodes_clear(node_online_map);
 681 #endif
 682
 683 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
 684         if (!numa_off && acpi && !acpi_scan_nodes(start_pfn << PAGE_SHIFT,
 685                                                   last_pfn << PAGE_SHIFT))
 686                 return;
 687         nodes_clear(node_possible_map);
 688         nodes_clear(node_online_map);
 689 #endif
 690
 691 #ifdef CONFIG_K8_NUMA
 692         if (!numa_off && k8 && !k8_scan_nodes())
 693                 return;
 694         nodes_clear(node_possible_map);
 695         nodes_clear(node_online_map);
 696 #endif
 697         printk(KERN_INFO "%s\n",
 698                numa_off ? "NUMA turned off" : "No NUMA configuration found");
 699
 700         printk(KERN_INFO "Faking a node at %016lx-%016lx\n",
 701                start_pfn << PAGE_SHIFT,
 702                last_pfn << PAGE_SHIFT);
 703         /* setup dummy node covering all memory */
 704         memnode_shift = 63;
 705         memnodemap = memnode.embedded_map;
 706         memnodemap[0] = 0;
 707         node_set_online(0);
 708         node_set(0, node_possible_map);
 709         for (i = 0; i < nr_cpu_ids; i++)
 710                 numa_set_node(i, 0);
 711         e820_register_active_regions(0, start_pfn, last_pfn);
 712         setup_node_bootmem(0, start_pfn << PAGE_SHIFT, last_pfn << PAGE_SHIFT);
 713 }
 714
 715 unsigned long __init numa_free_all_bootmem(void)
 716 {
 717         unsigned long pages = 0;
 718         int i;
 719
 720         for_each_online_node(i)
 721                 pages += free_all_bootmem_node(NODE_DATA(i));
 722
 723         return pages;
 724 }
 725
 726 static __init int numa_setup(char *opt)
 727 {
 728         if (!opt)
 729                 return -EINVAL;
 730         if (!strncmp(opt, "off", 3))
 731                 numa_off = 1;
 732 #ifdef CONFIG_NUMA_EMU
 733         if (!strncmp(opt, "fake=", 5))
 734                 cmdline = opt + 5;
 735 #endif
 736 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
 737         if (!strncmp(opt, "noacpi", 6))
 738                 acpi_numa = -1;
 739 #endif
 740         return 0;
 741 }
 742 early_param("numa", numa_setup);
 743
 744 #ifdef CONFIG_NUMA
 745
 746 static __init int find_near_online_node(int node)
 747 {
 748         int n, val;
 749         int min_val = INT_MAX;
 750         int best_node = -1;
 751
 752         for_each_online_node(n) {
 753                 val = node_distance(node, n);
 754
 755                 if (val < min_val) {
 756                         min_val = val;
 757                         best_node = n;
 758                 }
 759         }
 760
 761         return best_node;
 762 }
 763
 764 /*
 765  * Setup early cpu_to_node.
 766  *
 767  * Populate cpu_to_node[] only if x86_cpu_to_apicid[],
 768  * and apicid_to_node[] tables have valid entries for a CPU.
 769  * This means we skip cpu_to_node[] initialisation for NUMA
 770  * emulation and faking node case (when running a kernel compiled
 771  * for NUMA on a non NUMA box), which is OK as cpu_to_node[]
 772  * is already initialized in a round robin manner at numa_init_array,
 773  * prior to this call, and this initialization is good enough
 774  * for the fake NUMA cases.
 775  *
 776  * Called before the per_cpu areas are setup.
 777  */
 778 void __init init_cpu_to_node(void)
 779 {
 780         int cpu;
 781         u16 *cpu_to_apicid = early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_apicid);
 782
 783         BUG_ON(cpu_to_apicid == NULL);
 784
 785         for_each_possible_cpu(cpu) {
 786                 int node;
 787                 u16 apicid = cpu_to_apicid[cpu];
 788
 789                 if (apicid == BAD_APICID)
 790                         continue;
 791                 node = apicid_to_node[apicid];
 792                 if (node == NUMA_NO_NODE)
 793                         continue;
 794                 if (!node_online(node))
 795                         node = find_near_online_node(node);
 796                 numa_set_node(cpu, node);
 797         }
 798 }
 799 #endif
 800
 801
 802 void __cpuinit numa_set_node(int cpu, int node)
 803 {
 804         int *cpu_to_node_map = early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map);
 805
 806         /* early setting, no percpu area yet */
 807         if (cpu_to_node_map) {
 808                 cpu_to_node_map[cpu] = node;
 809                 return;
 810         }
 811
 812 #ifdef CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS
 813         if (cpu >= nr_cpu_ids || !cpu_possible(cpu)) {
 814                 printk(KERN_ERR "numa_set_node: invalid cpu# (%d)\n", cpu);
 815                 dump_stack();
 816                 return;
 817         }
 818 #endif
 819         per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu) = node;
 820
 821         if (node != NUMA_NO_NODE)
 822                 per_cpu(node_number, cpu) = node;
 823 }
 824
 825 void __cpuinit numa_clear_node(int cpu)
 826 {
 827         numa_set_node(cpu, NUMA_NO_NODE);
 828 }
 829
 830 #ifndef CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS
 831
 832 void __cpuinit numa_add_cpu(int cpu)
 833 {
 834         cpumask_set_cpu(cpu, node_to_cpumask_map[early_cpu_to_node(cpu)]);
 835 }
 836
 837 void __cpuinit numa_remove_cpu(int cpu)
 838 {
 839         cpumask_clear_cpu(cpu, node_to_cpumask_map[early_cpu_to_node(cpu)]);
 840 }
 841
 842 #else /* CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS */
 843
 844 /*
 845  * --------- debug versions of the numa functions ---------
 846  */
 847 static void __cpuinit numa_set_cpumask(int cpu, int enable)
 848 {
 849         int node = early_cpu_to_node(cpu);
 850         struct cpumask *mask;
 851         char buf[64];
 852
 853         mask = node_to_cpumask_map[node];
 854         if (mask == NULL) {
 855                 printk(KERN_ERR "node_to_cpumask_map[%i] NULL\n", node);
 856                 dump_stack();
 857                 return;
 858         }
 859
 860         if (enable)
 861                 cpumask_set_cpu(cpu, mask);
 862         else
 863                 cpumask_clear_cpu(cpu, mask);
 864
 865         cpulist_scnprintf(buf, sizeof(buf), mask);
 866         printk(KERN_DEBUG "%s cpu %d node %d: mask now %s\n",
 867                 enable ? "numa_add_cpu" : "numa_remove_cpu", cpu, node, buf);
 868 }
 869
 870 void __cpuinit numa_add_cpu(int cpu)
 871 {
 872         numa_set_cpumask(cpu, 1);
 873 }
 874
 875 void __cpuinit numa_remove_cpu(int cpu)
 876 {
 877         numa_set_cpumask(cpu, 0);
 878 }
 879
 880 int cpu_to_node(int cpu)
 881 {
 882         if (early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map)) {
 883                 printk(KERN_WARNING
 884                         "cpu_to_node(%d): usage too early!\n", cpu);
 885                 dump_stack();
 886                 return early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map)[cpu];
 887         }
 888         return per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu);
 889 }
 890 EXPORT_SYMBOL(cpu_to_node);
 891
 892 /*
 893  * Same function as cpu_to_node() but used if called before the
 894  * per_cpu areas are setup.
 895  */
 896 int early_cpu_to_node(int cpu)
 897 {
 898         if (early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map))
 899                 return early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map)[cpu];
 900
 901         if (!cpu_possible(cpu)) {
 902                 printk(KERN_WARNING
 903                         "early_cpu_to_node(%d): no per_cpu area!\n", cpu);
 904                 dump_stack();
 905                 return NUMA_NO_NODE;
 906         }
 907         return per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu);
 908 }
 909
 910 /*
 911  * --------- end of debug versions of the numa functions ---------
 912  */
 913
 914 #endif /* CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS */