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         void *ptr;
 168
 169         if (mem != -1L)
 170                 return __va(mem);
 171
 172         ptr = __alloc_bootmem_nopanic(size, align, __pa(MAX_DMA_ADDRESS));
 173         if (ptr == NULL) {
 174                 printk(KERN_ERR "Cannot find %lu bytes in node %d\n",
 175                        size, nodeid);
 176                 return NULL;
 177         }
 178         return ptr;
 179 }
 180
 181 /* Initialize bootmem allocator for a node */
 182 void __init
 183 setup_node_bootmem(int nodeid, unsigned long start, unsigned long end)
 184 {
 185         unsigned long start_pfn, last_pfn, bootmap_pages, bootmap_size;
 186         const int pgdat_size = roundup(sizeof(pg_data_t), PAGE_SIZE);
 187         unsigned long bootmap_start, nodedata_phys;
 188         void *bootmap;
 189         int nid;
 190
 191         if (!end)
 192                 return;
 193
 194         /*
 195          * Don't confuse VM with a node that doesn't have the
 196          * minimum amount of memory:
 197          */
 198         if (end && (end - start) < NODE_MIN_SIZE)
 199                 return;
 200
 201         start = roundup(start, ZONE_ALIGN);
 202
 203         printk(KERN_INFO "Bootmem setup node %d %016lx-%016lx\n", nodeid,
 204                start, end);
 205
 206         start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
 207         last_pfn = end >> PAGE_SHIFT;
 208
 209         node_data[nodeid] = early_node_mem(nodeid, start, end, pgdat_size,
 210                                            SMP_CACHE_BYTES);
 211         if (node_data[nodeid] == NULL)
 212                 return;
 213         nodedata_phys = __pa(node_data[nodeid]);
 214         printk(KERN_INFO "  NODE_DATA [%016lx - %016lx]\n", nodedata_phys,
 215                 nodedata_phys + pgdat_size - 1);
 216
 217         memset(NODE_DATA(nodeid), 0, sizeof(pg_data_t));
 218         NODE_DATA(nodeid)->bdata = &bootmem_node_data[nodeid];
 219         NODE_DATA(nodeid)->node_start_pfn = start_pfn;
 220         NODE_DATA(nodeid)->node_spanned_pages = last_pfn - start_pfn;
 221
 222         /*
 223          * Find a place for the bootmem map
 224          * nodedata_phys could be on other nodes by alloc_bootmem,
 225          * so need to sure bootmap_start not to be small, otherwise
 226          * early_node_mem will get that with find_e820_area instead
 227          * of alloc_bootmem, that could clash with reserved range
 228          */
 229         bootmap_pages = bootmem_bootmap_pages(last_pfn - start_pfn);
 230         nid = phys_to_nid(nodedata_phys);
 231         if (nid == nodeid)
 232                 bootmap_start = roundup(nodedata_phys + pgdat_size, PAGE_SIZE);
 233         else
 234                 bootmap_start = roundup(start, PAGE_SIZE);
 235         /*
 236          * SMP_CACHE_BYTES could be enough, but init_bootmem_node like
 237          * to use that to align to PAGE_SIZE
 238          */
 239         bootmap = early_node_mem(nodeid, bootmap_start, end,
 240                                  bootmap_pages<<PAGE_SHIFT, PAGE_SIZE);
 241         if (bootmap == NULL)  {
 242                 if (nodedata_phys < start || nodedata_phys >= end) {
 243                         /*
 244                          * only need to free it if it is from other node
 245                          * bootmem
 246                          */
 247                         if (nid != nodeid)
 248                                 free_bootmem(nodedata_phys, pgdat_size);
 249                 }
 250                 node_data[nodeid] = NULL;
 251                 return;
 252         }
 253         bootmap_start = __pa(bootmap);
 254
 255         bootmap_size = init_bootmem_node(NODE_DATA(nodeid),
 256                                          bootmap_start >> PAGE_SHIFT,
 257                                          start_pfn, last_pfn);
 258
 259         printk(KERN_INFO "  bootmap [%016lx -  %016lx] pages %lx\n",
 260                  bootmap_start, bootmap_start + bootmap_size - 1,
 261                  bootmap_pages);
 262
 263         free_bootmem_with_active_regions(nodeid, end);
 264
 265         /*
 266          * convert early reserve to bootmem reserve earlier
 267          * otherwise early_node_mem could use early reserved mem
 268          * on previous node
 269          */
 270         early_res_to_bootmem(start, end);
 271
 272         /*
 273          * in some case early_node_mem could use alloc_bootmem
 274          * to get range on other node, don't reserve that again
 275          */
 276         if (nid != nodeid)
 277                 printk(KERN_INFO "    NODE_DATA(%d) on node %d\n", nodeid, nid);
 278         else
 279                 reserve_bootmem_node(NODE_DATA(nodeid), nodedata_phys,
 280                                         pgdat_size, BOOTMEM_DEFAULT);
 281         nid = phys_to_nid(bootmap_start);
 282         if (nid != nodeid)
 283                 printk(KERN_INFO "    bootmap(%d) on node %d\n", nodeid, nid);
 284         else
 285                 reserve_bootmem_node(NODE_DATA(nodeid), bootmap_start,
 286                                  bootmap_pages<<PAGE_SHIFT, BOOTMEM_DEFAULT);
 287
 288         node_set_online(nodeid);
 289 }
 290
 291 /*
 292  * There are unfortunately some poorly designed mainboards around that
 293  * only connect memory to a single CPU. This breaks the 1:1 cpu->node
 294  * mapping. To avoid this fill in the mapping for all possible CPUs,
 295  * as the number of CPUs is not known yet. We round robin the existing
 296  * nodes.
 297  */
 298 void __init numa_init_array(void)
 299 {
 300         int rr, i;
 301
 302         rr = first_node(node_online_map);
 303         for (i = 0; i < nr_cpu_ids; i++) {
 304                 if (early_cpu_to_node(i) != NUMA_NO_NODE)
 305                         continue;
 306                 numa_set_node(i, rr);
 307                 rr = next_node(rr, node_online_map);
 308                 if (rr == MAX_NUMNODES)
 309                         rr = first_node(node_online_map);
 310         }
 311 }
 312
 313 #ifdef CONFIG_NUMA_EMU
 314 /* Numa emulation */
 315 static struct bootnode nodes[MAX_NUMNODES] __initdata;
 316 static struct bootnode physnodes[MAX_NUMNODES] __initdata;
 317 static char *cmdline __initdata;
 318
 319 static int __init setup_physnodes(unsigned long start, unsigned long end,
 320                                         int acpi, int k8)
 321 {
 322         int nr_nodes = 0;
 323         int ret = 0;
 324         int i;
 325
 326 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
 327         if (acpi)
 328                 nr_nodes = acpi_get_nodes(physnodes);
 329 #endif
 330 #ifdef CONFIG_K8_NUMA
 331         if (k8)
 332                 nr_nodes = k8_get_nodes(physnodes);
 333 #endif
 334         /*
 335          * Basic sanity checking on the physical node map: there may be errors
 336          * if the SRAT or K8 incorrectly reported the topology or the mem=
 337          * kernel parameter is used.
 338          */
 339         for (i = 0; i < nr_nodes; i++) {
 340                 if (physnodes[i].start == physnodes[i].end)
 341                         continue;
 342                 if (physnodes[i].start > end) {
 343                         physnodes[i].end = physnodes[i].start;
 344                         continue;
 345                 }
 346                 if (physnodes[i].end < start) {
 347                         physnodes[i].start = physnodes[i].end;
 348                         continue;
 349                 }
 350                 if (physnodes[i].start < start)
 351                         physnodes[i].start = start;
 352                 if (physnodes[i].end > end)
 353                         physnodes[i].end = end;
 354         }
 355
 356         /*
 357          * Remove all nodes that have no memory or were truncated because of the
 358          * limited address range.
 359          */
 360         for (i = 0; i < nr_nodes; i++) {
 361                 if (physnodes[i].start == physnodes[i].end)
 362                         continue;
 363                 physnodes[ret].start = physnodes[i].start;
 364                 physnodes[ret].end = physnodes[i].end;
 365                 ret++;
 366         }
 367
 368         /*
 369          * If no physical topology was detected, a single node is faked to cover
 370          * the entire address space.
 371          */
 372         if (!ret) {
 373                 physnodes[ret].start = start;
 374                 physnodes[ret].end = end;
 375                 ret = 1;
 376         }
 377         return ret;
 378 }
 379
 380 /*
 381  * Setups up nid to range from addr to addr + size.  If the end
 382  * boundary is greater than max_addr, then max_addr is used instead.
 383  * The return value is 0 if there is additional memory left for
 384  * allocation past addr and -1 otherwise.  addr is adjusted to be at
 385  * the end of the node.
 386  */
 387 static int __init setup_node_range(int nid, u64 *addr, u64 size, u64 max_addr)
 388 {
 389         int ret = 0;
 390         nodes[nid].start = *addr;
 391         *addr += size;
 392         if (*addr >= max_addr) {
 393                 *addr = max_addr;
 394                 ret = -1;
 395         }
 396         nodes[nid].end = *addr;
 397         node_set(nid, node_possible_map);
 398         printk(KERN_INFO "Faking node %d at %016Lx-%016Lx (%LuMB)\n", nid,
 399                nodes[nid].start, nodes[nid].end,
 400                (nodes[nid].end - nodes[nid].start) >> 20);
 401         return ret;
 402 }
 403
 404 /*
 405  * Sets up nr_nodes fake nodes interleaved over physical nodes ranging from addr
 406  * to max_addr.  The return value is the number of nodes allocated.
 407  */
 408 static int __init split_nodes_interleave(u64 addr, u64 max_addr,
 409                                                 int nr_phys_nodes, int nr_nodes)
 410 {
 411         nodemask_t physnode_mask = NODE_MASK_NONE;
 412         u64 size;
 413         int big;
 414         int ret = 0;
 415         int i;
 416
 417         if (nr_nodes <= 0)
 418                 return -1;
 419         if (nr_nodes > MAX_NUMNODES) {
 420                 pr_info("numa=fake=%d too large, reducing to %d\n",
 421                         nr_nodes, MAX_NUMNODES);
 422                 nr_nodes = MAX_NUMNODES;
 423         }
 424
 425         size = (max_addr - addr - e820_hole_size(addr, max_addr)) / nr_nodes;
 426         /*
 427          * Calculate the number of big nodes that can be allocated as a result
 428          * of consolidating the remainder.
 429          */
 430         big = ((size & ~FAKE_NODE_MIN_HASH_MASK) * nr_nodes) /
 431                 FAKE_NODE_MIN_SIZE;
 432
 433         size &= FAKE_NODE_MIN_HASH_MASK;
 434         if (!size) {
 435                 pr_err("Not enough memory for each node.  "
 436                         "NUMA emulation disabled.\n");
 437                 return -1;
 438         }
 439
 440         for (i = 0; i < nr_phys_nodes; i++)
 441                 if (physnodes[i].start != physnodes[i].end)
 442                         node_set(i, physnode_mask);
 443
 444         /*
 445          * Continue to fill physical nodes with fake nodes until there is no
 446          * memory left on any of them.
 447          */
 448         while (nodes_weight(physnode_mask)) {
 449                 for_each_node_mask(i, physnode_mask) {
 450                         u64 end = physnodes[i].start + size;
 451                         u64 dma32_end = PFN_PHYS(MAX_DMA32_PFN);
 452
 453                         if (ret < big)
 454                                 end += FAKE_NODE_MIN_SIZE;
 455
 456                         /*
 457                          * Continue to add memory to this fake node if its
 458                          * non-reserved memory is less than the per-node size.
 459                          */
 460                         while (end - physnodes[i].start -
 461                                 e820_hole_size(physnodes[i].start, end) < size) {
 462                                 end += FAKE_NODE_MIN_SIZE;
 463                                 if (end > physnodes[i].end) {
 464                                         end = physnodes[i].end;
 465                                         break;
 466                                 }
 467                         }
 468
 469                         /*
 470                          * If there won't be at least FAKE_NODE_MIN_SIZE of
 471                          * non-reserved memory in ZONE_DMA32 for the next node,
 472                          * this one must extend to the boundary.
 473                          */
 474                         if (end < dma32_end && dma32_end - end -
 475                             e820_hole_size(end, dma32_end) < FAKE_NODE_MIN_SIZE)
 476                                 end = dma32_end;
 477
 478                         /*
 479                          * If there won't be enough non-reserved memory for the
 480                          * next node, this one must extend to the end of the
 481                          * physical node.
 482                          */
 483                         if (physnodes[i].end - end -
 484                             e820_hole_size(end, physnodes[i].end) < size)
 485                                 end = physnodes[i].end;
 486
 487                         /*
 488                          * Avoid allocating more nodes than requested, which can
 489                          * happen as a result of rounding down each node's size
 490                          * to FAKE_NODE_MIN_SIZE.
 491                          */
 492                         if (nodes_weight(physnode_mask) + ret >= nr_nodes)
 493                                 end = physnodes[i].end;
 494
 495                         if (setup_node_range(ret++, &physnodes[i].start,
 496                                                 end - physnodes[i].start,
 497                                                 physnodes[i].end) < 0)
 498                                 node_clear(i, physnode_mask);
 499                 }
 500         }
 501         return ret;
 502 }
 503
 504 /*
 505  * Returns the end address of a node so that there is at least `size' amount of
 506  * non-reserved memory or `max_addr' is reached.
 507  */
 508 static u64 __init find_end_of_node(u64 start, u64 max_addr, u64 size)
 509 {
 510         u64 end = start + size;
 511
 512         while (end - start - e820_hole_size(start, end) < size) {
 513                 end += FAKE_NODE_MIN_SIZE;
 514                 if (end > max_addr) {
 515                         end = max_addr;
 516                         break;
 517                 }
 518         }
 519         return end;
 520 }
 521
 522 /*
 523  * Sets up fake nodes of `size' interleaved over physical nodes ranging from
 524  * `addr' to `max_addr'.  The return value is the number of nodes allocated.
 525  */
 526 static int __init split_nodes_size_interleave(u64 addr, u64 max_addr, u64 size)
 527 {
 528         nodemask_t physnode_mask = NODE_MASK_NONE;
 529         u64 min_size;
 530         int ret = 0;
 531         int i;
 532
 533         if (!size)
 534                 return -1;
 535         /*
 536          * The limit on emulated nodes is MAX_NUMNODES, so the size per node is
 537          * increased accordingly if the requested size is too small.  This
 538          * creates a uniform distribution of node sizes across the entire
 539          * machine (but not necessarily over physical nodes).
 540          */
 541         min_size = (max_addr - addr - e820_hole_size(addr, max_addr)) /
 542                                                 MAX_NUMNODES;
 543         min_size = max(min_size, FAKE_NODE_MIN_SIZE);
 544         if ((min_size & FAKE_NODE_MIN_HASH_MASK) < min_size)
 545                 min_size = (min_size + FAKE_NODE_MIN_SIZE) &
 546                                                 FAKE_NODE_MIN_HASH_MASK;
 547         if (size < min_size) {
 548                 pr_err("Fake node size %LuMB too small, increasing to %LuMB\n",
 549                         size >> 20, min_size >> 20);
 550                 size = min_size;
 551         }
 552         size &= FAKE_NODE_MIN_HASH_MASK;
 553
 554         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++)
 555                 if (physnodes[i].start != physnodes[i].end)
 556                         node_set(i, physnode_mask);
 557         /*
 558          * Fill physical nodes with fake nodes of size until there is no memory
 559          * left on any of them.
 560          */
 561         while (nodes_weight(physnode_mask)) {
 562                 for_each_node_mask(i, physnode_mask) {
 563                         u64 dma32_end = MAX_DMA32_PFN << PAGE_SHIFT;
 564                         u64 end;
 565
 566                         end = find_end_of_node(physnodes[i].start,
 567                                                 physnodes[i].end, size);
 568                         /*
 569                          * If there won't be at least FAKE_NODE_MIN_SIZE of
 570                          * non-reserved memory in ZONE_DMA32 for the next node,
 571                          * this one must extend to the boundary.
 572                          */
 573                         if (end < dma32_end && dma32_end - end -
 574                             e820_hole_size(end, dma32_end) < FAKE_NODE_MIN_SIZE)
 575                                 end = dma32_end;
 576
 577                         /*
 578                          * If there won't be enough non-reserved memory for the
 579                          * next node, this one must extend to the end of the
 580                          * physical node.
 581                          */
 582                         if (physnodes[i].end - end -
 583                             e820_hole_size(end, physnodes[i].end) < size)
 584                                 end = physnodes[i].end;
 585
 586                         /*
 587                          * Setup the fake node that will be allocated as bootmem
 588                          * later.  If setup_node_range() returns non-zero, there
 589                          * is no more memory available on this physical node.
 590                          */
 591                         if (setup_node_range(ret++, &physnodes[i].start,
 592                                                 end - physnodes[i].start,
 593                                                 physnodes[i].end) < 0)
 594                                 node_clear(i, physnode_mask);
 595                 }
 596         }
 597         return ret;
 598 }
 599
 600 /*
 601  * Sets up the system RAM area from start_pfn to last_pfn according to the
 602  * numa=fake command-line option.
 603  */
 604 static int __init numa_emulation(unsigned long start_pfn,
 605                         unsigned long last_pfn, int acpi, int k8)
 606 {
 607         u64 addr = start_pfn << PAGE_SHIFT;
 608         u64 max_addr = last_pfn << PAGE_SHIFT;
 609         int num_phys_nodes;
 610         int num_nodes;
 611         int i;
 612
 613         num_phys_nodes = setup_physnodes(addr, max_addr, acpi, k8);
 614         /*
 615          * If the numa=fake command-line contains a 'M' or 'G', it represents
 616          * the fixed node size.  Otherwise, if it is just a single number N,
 617          * split the system RAM into N fake nodes.
 618          */
 619         if (strchr(cmdline, 'M') || strchr(cmdline, 'G')) {
 620                 u64 size;
 621
 622                 size = memparse(cmdline, &cmdline);
 623                 num_nodes = split_nodes_size_interleave(addr, max_addr, size);
 624         } else {
 625                 unsigned long n;
 626
 627                 n = simple_strtoul(cmdline, NULL, 0);
 628                 num_nodes = split_nodes_interleave(addr, max_addr, num_phys_nodes, n);
 629         }
 630
 631         if (num_nodes < 0)
 632                 return num_nodes;
 633         memnode_shift = compute_hash_shift(nodes, num_nodes, NULL);
 634         if (memnode_shift < 0) {
 635                 memnode_shift = 0;
 636                 printk(KERN_ERR "No NUMA hash function found.  NUMA emulation "
 637                        "disabled.\n");
 638                 return -1;
 639         }
 640
 641         /*
 642          * We need to vacate all active ranges that may have been registered for
 643          * the e820 memory map.
 644          */
 645         remove_all_active_ranges();
 646         for_each_node_mask(i, node_possible_map) {
 647                 e820_register_active_regions(i, nodes[i].start >> PAGE_SHIFT,
 648                                                 nodes[i].end >> PAGE_SHIFT);
 649                 setup_node_bootmem(i, nodes[i].start, nodes[i].end);
 650         }
 651         acpi_fake_nodes(nodes, num_nodes);
 652         numa_init_array();
 653         return 0;
 654 }
 655 #endif /* CONFIG_NUMA_EMU */
 656
 657 void __init initmem_init(unsigned long start_pfn, unsigned long last_pfn,
 658                                 int acpi, int k8)
 659 {
 660         int i;
 661
 662         nodes_clear(node_possible_map);
 663         nodes_clear(node_online_map);
 664
 665 #ifdef CONFIG_NUMA_EMU
 666         if (cmdline && !numa_emulation(start_pfn, last_pfn, acpi, k8))
 667                 return;
 668         nodes_clear(node_possible_map);
 669         nodes_clear(node_online_map);
 670 #endif
 671
 672 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
 673         if (!numa_off && acpi && !acpi_scan_nodes(start_pfn << PAGE_SHIFT,
 674                                                   last_pfn << PAGE_SHIFT))
 675                 return;
 676         nodes_clear(node_possible_map);
 677         nodes_clear(node_online_map);
 678 #endif
 679
 680 #ifdef CONFIG_K8_NUMA
 681         if (!numa_off && k8 && !k8_scan_nodes())
 682                 return;
 683         nodes_clear(node_possible_map);
 684         nodes_clear(node_online_map);
 685 #endif
 686         printk(KERN_INFO "%s\n",
 687                numa_off ? "NUMA turned off" : "No NUMA configuration found");
 688
 689         printk(KERN_INFO "Faking a node at %016lx-%016lx\n",
 690                start_pfn << PAGE_SHIFT,
 691                last_pfn << PAGE_SHIFT);
 692         /* setup dummy node covering all memory */
 693         memnode_shift = 63;
 694         memnodemap = memnode.embedded_map;
 695         memnodemap[0] = 0;
 696         node_set_online(0);
 697         node_set(0, node_possible_map);
 698         for (i = 0; i < nr_cpu_ids; i++)
 699                 numa_set_node(i, 0);
 700         e820_register_active_regions(0, start_pfn, last_pfn);
 701         setup_node_bootmem(0, start_pfn << PAGE_SHIFT, last_pfn << PAGE_SHIFT);
 702 }
 703
 704 unsigned long __init numa_free_all_bootmem(void)
 705 {
 706         unsigned long pages = 0;
 707         int i;
 708
 709         for_each_online_node(i)
 710                 pages += free_all_bootmem_node(NODE_DATA(i));
 711
 712         return pages;
 713 }
 714
 715 static __init int numa_setup(char *opt)
 716 {
 717         if (!opt)
 718                 return -EINVAL;
 719         if (!strncmp(opt, "off", 3))
 720                 numa_off = 1;
 721 #ifdef CONFIG_NUMA_EMU
 722         if (!strncmp(opt, "fake=", 5))
 723                 cmdline = opt + 5;
 724 #endif
 725 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
 726         if (!strncmp(opt, "noacpi", 6))
 727                 acpi_numa = -1;
 728 #endif
 729         return 0;
 730 }
 731 early_param("numa", numa_setup);
 732
 733 #ifdef CONFIG_NUMA
 734
 735 static __init int find_near_online_node(int node)
 736 {
 737         int n, val;
 738         int min_val = INT_MAX;
 739         int best_node = -1;
 740
 741         for_each_online_node(n) {
 742                 val = node_distance(node, n);
 743
 744                 if (val < min_val) {
 745                         min_val = val;
 746                         best_node = n;
 747                 }
 748         }
 749
 750         return best_node;
 751 }
 752
 753 /*
 754  * Setup early cpu_to_node.
 755  *
 756  * Populate cpu_to_node[] only if x86_cpu_to_apicid[],
 757  * and apicid_to_node[] tables have valid entries for a CPU.
 758  * This means we skip cpu_to_node[] initialisation for NUMA
 759  * emulation and faking node case (when running a kernel compiled
 760  * for NUMA on a non NUMA box), which is OK as cpu_to_node[]
 761  * is already initialized in a round robin manner at numa_init_array,
 762  * prior to this call, and this initialization is good enough
 763  * for the fake NUMA cases.
 764  *
 765  * Called before the per_cpu areas are setup.
 766  */
 767 void __init init_cpu_to_node(void)
 768 {
 769         int cpu;
 770         u16 *cpu_to_apicid = early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_apicid);
 771
 772         BUG_ON(cpu_to_apicid == NULL);
 773
 774         for_each_possible_cpu(cpu) {
 775                 int node;
 776                 u16 apicid = cpu_to_apicid[cpu];
 777
 778                 if (apicid == BAD_APICID)
 779                         continue;
 780                 node = apicid_to_node[apicid];
 781                 if (node == NUMA_NO_NODE)
 782                         continue;
 783                 if (!node_online(node))
 784                         node = find_near_online_node(node);
 785                 numa_set_node(cpu, node);
 786         }
 787 }
 788 #endif
 789
 790
 791 void __cpuinit numa_set_node(int cpu, int node)
 792 {
 793         int *cpu_to_node_map = early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map);
 794
 795         /* early setting, no percpu area yet */
 796         if (cpu_to_node_map) {
 797                 cpu_to_node_map[cpu] = node;
 798                 return;
 799         }
 800
 801 #ifdef CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS
 802         if (cpu >= nr_cpu_ids || !cpu_possible(cpu)) {
 803                 printk(KERN_ERR "numa_set_node: invalid cpu# (%d)\n", cpu);
 804                 dump_stack();
 805                 return;
 806         }
 807 #endif
 808         per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu) = node;
 809
 810         if (node != NUMA_NO_NODE)
 811                 per_cpu(node_number, cpu) = node;
 812 }
 813
 814 void __cpuinit numa_clear_node(int cpu)
 815 {
 816         numa_set_node(cpu, NUMA_NO_NODE);
 817 }
 818
 819 #ifndef CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS
 820
 821 void __cpuinit numa_add_cpu(int cpu)
 822 {
 823         cpumask_set_cpu(cpu, node_to_cpumask_map[early_cpu_to_node(cpu)]);
 824 }
 825
 826 void __cpuinit numa_remove_cpu(int cpu)
 827 {
 828         cpumask_clear_cpu(cpu, node_to_cpumask_map[early_cpu_to_node(cpu)]);
 829 }
 830
 831 #else /* CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS */
 832
 833 /*
 834  * --------- debug versions of the numa functions ---------
 835  */
 836 static void __cpuinit numa_set_cpumask(int cpu, int enable)
 837 {
 838         int node = early_cpu_to_node(cpu);
 839         struct cpumask *mask;
 840         char buf[64];
 841
 842         mask = node_to_cpumask_map[node];
 843         if (mask == NULL) {
 844                 printk(KERN_ERR "node_to_cpumask_map[%i] NULL\n", node);
 845                 dump_stack();
 846                 return;
 847         }
 848
 849         if (enable)
 850                 cpumask_set_cpu(cpu, mask);
 851         else
 852                 cpumask_clear_cpu(cpu, mask);
 853
 854         cpulist_scnprintf(buf, sizeof(buf), mask);
 855         printk(KERN_DEBUG "%s cpu %d node %d: mask now %s\n",
 856                 enable ? "numa_add_cpu" : "numa_remove_cpu", cpu, node, buf);
 857 }
 858
 859 void __cpuinit numa_add_cpu(int cpu)
 860 {
 861         numa_set_cpumask(cpu, 1);
 862 }
 863
 864 void __cpuinit numa_remove_cpu(int cpu)
 865 {
 866         numa_set_cpumask(cpu, 0);
 867 }
 868
 869 int cpu_to_node(int cpu)
 870 {
 871         if (early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map)) {
 872                 printk(KERN_WARNING
 873                         "cpu_to_node(%d): usage too early!\n", cpu);
 874                 dump_stack();
 875                 return early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map)[cpu];
 876         }
 877         return per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu);
 878 }
 879 EXPORT_SYMBOL(cpu_to_node);
 880
 881 /*
 882  * Same function as cpu_to_node() but used if called before the
 883  * per_cpu areas are setup.
 884  */
 885 int early_cpu_to_node(int cpu)
 886 {
 887         if (early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map))
 888                 return early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map)[cpu];
 889
 890         if (!cpu_possible(cpu)) {
 891                 printk(KERN_WARNING
 892                         "early_cpu_to_node(%d): no per_cpu area!\n", cpu);
 893                 dump_stack();
 894                 return NUMA_NO_NODE;
 895         }
 896         return per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu);
 897 }
 898
 899 /*
 900  * --------- end of debug versions of the numa functions ---------
 901  */
 902
 903 #endif /* CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS */