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 #include <linux/acpi.h>
  17
  18 #include <asm/e820.h>
  19 #include <asm/proto.h>
  20 #include <asm/dma.h>
  21 #include <asm/numa.h>
  22 #include <asm/acpi.h>
  23 #include <asm/amd_nb.h>
  24
  25 struct numa_memblk {
  26         u64                     start;
  27         u64                     end;
  28         int                     nid;
  29 };
  30
  31 struct numa_meminfo {
  32         int                     nr_blks;
  33         struct numa_memblk      blk[NR_NODE_MEMBLKS];
  34 };
  35
  36 struct pglist_data *node_data[MAX_NUMNODES] __read_mostly;
  37 EXPORT_SYMBOL(node_data);
  38
  39 nodemask_t cpu_nodes_parsed __initdata;
  40 nodemask_t mem_nodes_parsed __initdata;
  41
  42 struct memnode memnode;
  43
  44 static unsigned long __initdata nodemap_addr;
  45 static unsigned long __initdata nodemap_size;
  46
  47 static struct numa_meminfo numa_meminfo __initdata;
  48
  49 struct bootnode numa_nodes[MAX_NUMNODES] __initdata;
  50
  51 /*
  52  * Given a shift value, try to populate memnodemap[]
  53  * Returns :
  54  * 1 if OK
  55  * 0 if memnodmap[] too small (of shift too small)
  56  * -1 if node overlap or lost ram (shift too big)
  57  */
  58 static int __init populate_memnodemap(const struct numa_meminfo *mi, int shift)
  59 {
  60         unsigned long addr, end;
  61         int i, res = -1;
  62
  63         memset(memnodemap, 0xff, sizeof(s16)*memnodemapsize);
  64         for (i = 0; i < mi->nr_blks; i++) {
  65                 addr = mi->blk[i].start;
  66                 end = mi->blk[i].end;
  67                 if (addr >= end)
  68                         continue;
  69                 if ((end >> shift) >= memnodemapsize)
  70                         return 0;
  71                 do {
  72                         if (memnodemap[addr >> shift] != NUMA_NO_NODE)
  73                                 return -1;
  74                         memnodemap[addr >> shift] = mi->blk[i].nid;
  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 = memblock_find_in_range(addr, get_max_mapped(),
  93                                       nodemap_size, L1_CACHE_BYTES);
  94         if (nodemap_addr == MEMBLOCK_ERROR) {
  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         memblock_x86_reserve_range(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 numa_meminfo *mi)
 113 {
 114         int i, nodes_used = 0;
 115         unsigned long start, end;
 116         unsigned long bitfield = 0, memtop = 0;
 117
 118         for (i = 0; i < mi->nr_blks; i++) {
 119                 start = mi->blk[i].start;
 120                 end = mi->blk[i].end;
 121                 if (start >= end)
 122                         continue;
 123                 bitfield |= start;
 124                 nodes_used++;
 125                 if (end > memtop)
 126                         memtop = end;
 127         }
 128         if (nodes_used <= 1)
 129                 i = 63;
 130         else
 131                 i = find_first_bit(&bitfield, sizeof(unsigned long)*8);
 132         memnodemapsize = (memtop >> i)+1;
 133         return i;
 134 }
 135
 136 static int __init compute_hash_shift(const struct numa_meminfo *mi)
 137 {
 138         int shift;
 139
 140         shift = extract_lsb_from_nodes(mi);
 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(mi, shift) != 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         start = MAX_DMA_PFN << PAGE_SHIFT;
 182         mem = memblock_find_in_range(start, end, size, align);
 183         if (mem != MEMBLOCK_ERROR)
 184                 return __va(mem);
 185
 186         printk(KERN_ERR "Cannot find %lu bytes in node %d\n",
 187                        size, nodeid);
 188
 189         return NULL;
 190 }
 191
 192 static __init int conflicting_memblks(unsigned long start, unsigned long end)
 193 {
 194         struct numa_meminfo *mi = &numa_meminfo;
 195         int i;
 196
 197         for (i = 0; i < mi->nr_blks; i++) {
 198                 struct numa_memblk *blk = &mi->blk[i];
 199
 200                 if (blk->start == blk->end)
 201                         continue;
 202                 if (blk->end > start && blk->start < end)
 203                         return blk->nid;
 204                 if (blk->end == end && blk->start == start)
 205                         return blk->nid;
 206         }
 207         return -1;
 208 }
 209
 210 int __init numa_add_memblk(int nid, u64 start, u64 end)
 211 {
 212         struct numa_meminfo *mi = &numa_meminfo;
 213         int i;
 214
 215         i = conflicting_memblks(start, end);
 216         if (i == nid) {
 217                 printk(KERN_WARNING "NUMA: Warning: node %d (%Lx-%Lx) overlaps with itself (%Lx-%Lx)\n",
 218                        nid, start, end, numa_nodes[i].start, numa_nodes[i].end);
 219         } else if (i >= 0) {
 220                 printk(KERN_ERR "NUMA: node %d (%Lx-%Lx) overlaps with node %d (%Lx-%Lx)\n",
 221                        nid, start, end, i,
 222                        numa_nodes[i].start, numa_nodes[i].end);
 223                 return -EINVAL;
 224         }
 225
 226         mi->blk[mi->nr_blks].start = start;
 227         mi->blk[mi->nr_blks].end = end;
 228         mi->blk[mi->nr_blks].nid = nid;
 229         mi->nr_blks++;
 230         return 0;
 231 }
 232
 233 static __init void cutoff_node(int i, unsigned long start, unsigned long end)
 234 {
 235         struct bootnode *nd = &numa_nodes[i];
 236
 237         if (nd->start < start) {
 238                 nd->start = start;
 239                 if (nd->end < nd->start)
 240                         nd->start = nd->end;
 241         }
 242         if (nd->end > end) {
 243                 nd->end = end;
 244                 if (nd->start > nd->end)
 245                         nd->start = nd->end;
 246         }
 247 }
 248
 249 /* Initialize bootmem allocator for a node */
 250 void __init
 251 setup_node_bootmem(int nodeid, unsigned long start, unsigned long end)
 252 {
 253         unsigned long start_pfn, last_pfn, nodedata_phys;
 254         const int pgdat_size = roundup(sizeof(pg_data_t), PAGE_SIZE);
 255         int nid;
 256
 257         if (!end)
 258                 return;
 259
 260         /*
 261          * Don't confuse VM with a node that doesn't have the
 262          * minimum amount of memory:
 263          */
 264         if (end && (end - start) < NODE_MIN_SIZE)
 265                 return;
 266
 267         start = roundup(start, ZONE_ALIGN);
 268
 269         printk(KERN_INFO "Initmem setup node %d %016lx-%016lx\n", nodeid,
 270                start, end);
 271
 272         start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
 273         last_pfn = end >> PAGE_SHIFT;
 274
 275         node_data[nodeid] = early_node_mem(nodeid, start, end, pgdat_size,
 276                                            SMP_CACHE_BYTES);
 277         if (node_data[nodeid] == NULL)
 278                 return;
 279         nodedata_phys = __pa(node_data[nodeid]);
 280         memblock_x86_reserve_range(nodedata_phys, nodedata_phys + pgdat_size, "NODE_DATA");
 281         printk(KERN_INFO "  NODE_DATA [%016lx - %016lx]\n", nodedata_phys,
 282                 nodedata_phys + pgdat_size - 1);
 283         nid = phys_to_nid(nodedata_phys);
 284         if (nid != nodeid)
 285                 printk(KERN_INFO "    NODE_DATA(%d) on node %d\n", nodeid, nid);
 286
 287         memset(NODE_DATA(nodeid), 0, sizeof(pg_data_t));
 288         NODE_DATA(nodeid)->node_id = nodeid;
 289         NODE_DATA(nodeid)->node_start_pfn = start_pfn;
 290         NODE_DATA(nodeid)->node_spanned_pages = last_pfn - start_pfn;
 291
 292         node_set_online(nodeid);
 293 }
 294
 295 /*
 296  * Sanity check to catch more bad NUMA configurations (they are amazingly
 297  * common).  Make sure the nodes cover all memory.
 298  */
 299 static int __init nodes_cover_memory(const struct bootnode *nodes)
 300 {
 301         unsigned long numaram, e820ram;
 302         int i;
 303
 304         numaram = 0;
 305         for_each_node_mask(i, mem_nodes_parsed) {
 306                 unsigned long s = nodes[i].start >> PAGE_SHIFT;
 307                 unsigned long e = nodes[i].end >> PAGE_SHIFT;
 308                 numaram += e - s;
 309                 numaram -= __absent_pages_in_range(i, s, e);
 310                 if ((long)numaram < 0)
 311                         numaram = 0;
 312         }
 313
 314         e820ram = max_pfn -
 315                 (memblock_x86_hole_size(0, max_pfn<<PAGE_SHIFT) >> PAGE_SHIFT);
 316         /* We seem to lose 3 pages somewhere. Allow 1M of slack. */
 317         if ((long)(e820ram - numaram) >= (1<<(20 - PAGE_SHIFT))) {
 318                 printk(KERN_ERR "NUMA: nodes only cover %luMB of your %luMB e820 RAM. Not used.\n",
 319                         (numaram << PAGE_SHIFT) >> 20,
 320                         (e820ram << PAGE_SHIFT) >> 20);
 321                 return 0;
 322         }
 323         return 1;
 324 }
 325
 326 static int __init numa_register_memblks(void)
 327 {
 328         struct numa_meminfo *mi = &numa_meminfo;
 329         int i;
 330
 331         /*
 332          * Join together blocks on the same node, holes between
 333          * which don't overlap with memory on other nodes.
 334          */
 335         for (i = 0; i < mi->nr_blks; ++i) {
 336                 struct numa_memblk *bi = &mi->blk[i];
 337                 int j, k;
 338
 339                 for (j = i + 1; j < mi->nr_blks; ++j) {
 340                         struct numa_memblk *bj = &mi->blk[j];
 341                         unsigned long start, end;
 342
 343                         if (bi->nid != bj->nid)
 344                                 continue;
 345                         start = min(bi->end, bj->end);
 346                         end = max(bi->start, bj->start);
 347                         for (k = 0; k < mi->nr_blks; ++k) {
 348                                 struct numa_memblk *bk = &mi->blk[k];
 349
 350                                 if (bi->nid == bk->nid)
 351                                         continue;
 352                                 if (start < bk->end && end > bk->start)
 353                                         break;
 354                         }
 355                         if (k < mi->nr_blks)
 356                                 continue;
 357                         start = min(bi->start, bj->start);
 358                         end = max(bi->end, bj->end);
 359                         printk(KERN_INFO "NUMA: Node %d [%Lx,%Lx) + [%Lx,%Lx) -> [%lx,%lx)\n",
 360                                bi->nid, bi->start, bi->end, bj->start, bj->end,
 361                                start, end);
 362                         bi->start = start;
 363                         bi->end = end;
 364                         k = --mi->nr_blks - j;
 365                         memmove(mi->blk + j, mi->blk + j + 1,
 366                                 k * sizeof(mi->blk[0]));
 367                         --j;
 368                 }
 369         }
 370
 371         memnode_shift = compute_hash_shift(mi);
 372         if (memnode_shift < 0) {
 373                 printk(KERN_ERR "NUMA: No NUMA node hash function found. Contact maintainer\n");
 374                 return -EINVAL;
 375         }
 376
 377         for (i = 0; i < mi->nr_blks; i++)
 378                 memblock_x86_register_active_regions(mi->blk[i].nid,
 379                                         mi->blk[i].start >> PAGE_SHIFT,
 380                                         mi->blk[i].end >> PAGE_SHIFT);
 381
 382         /* for out of order entries */
 383         sort_node_map();
 384         if (!nodes_cover_memory(numa_nodes))
 385                 return -EINVAL;
 386
 387         init_memory_mapping_high();
 388
 389         /* Finally register nodes. */
 390         for_each_node_mask(i, node_possible_map)
 391                 setup_node_bootmem(i, numa_nodes[i].start, numa_nodes[i].end);
 392
 393         /*
 394          * Try again in case setup_node_bootmem missed one due to missing
 395          * bootmem.
 396          */
 397         for_each_node_mask(i, node_possible_map)
 398                 if (!node_online(i))
 399                         setup_node_bootmem(i, numa_nodes[i].start,
 400                                            numa_nodes[i].end);
 401
 402         return 0;
 403 }
 404
 405 #ifdef CONFIG_NUMA_EMU
 406 /* Numa emulation */
 407 static struct bootnode nodes[MAX_NUMNODES] __initdata;
 408 static struct bootnode physnodes[MAX_NUMNODES] __cpuinitdata;
 409 static char *cmdline __initdata;
 410
 411 void __init numa_emu_cmdline(char *str)
 412 {
 413         cmdline = str;
 414 }
 415
 416 static int __init setup_physnodes(unsigned long start, unsigned long end)
 417 {
 418         int ret = 0;
 419         int i;
 420
 421         memset(physnodes, 0, sizeof(physnodes));
 422
 423         for_each_node_mask(i, mem_nodes_parsed) {
 424                 physnodes[i].start = numa_nodes[i].start;
 425                 physnodes[i].end = numa_nodes[i].end;
 426         }
 427
 428         /*
 429          * Basic sanity checking on the physical node map: there may be errors
 430          * if the SRAT or AMD code incorrectly reported the topology or the mem=
 431          * kernel parameter is used.
 432          */
 433         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
 434                 if (physnodes[i].start == physnodes[i].end)
 435                         continue;
 436                 if (physnodes[i].start > end) {
 437                         physnodes[i].end = physnodes[i].start;
 438                         continue;
 439                 }
 440                 if (physnodes[i].end < start) {
 441                         physnodes[i].start = physnodes[i].end;
 442                         continue;
 443                 }
 444                 if (physnodes[i].start < start)
 445                         physnodes[i].start = start;
 446                 if (physnodes[i].end > end)
 447                         physnodes[i].end = end;
 448                 ret++;
 449         }
 450
 451         /*
 452          * If no physical topology was detected, a single node is faked to cover
 453          * the entire address space.
 454          */
 455         if (!ret) {
 456                 physnodes[ret].start = start;
 457                 physnodes[ret].end = end;
 458                 ret = 1;
 459         }
 460         return ret;
 461 }
 462
 463 static void __init fake_physnodes(int acpi, int amd, int nr_nodes)
 464 {
 465         int i;
 466
 467         BUG_ON(acpi && amd);
 468 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
 469         if (acpi)
 470                 acpi_fake_nodes(nodes, nr_nodes);
 471 #endif
 472 #ifdef CONFIG_AMD_NUMA
 473         if (amd)
 474                 amd_fake_nodes(nodes, nr_nodes);
 475 #endif
 476         if (!acpi && !amd)
 477                 for (i = 0; i < nr_cpu_ids; i++)
 478                         numa_set_node(i, 0);
 479 }
 480
 481 /*
 482  * Setups up nid to range from addr to addr + size.  If the end
 483  * boundary is greater than max_addr, then max_addr is used instead.
 484  * The return value is 0 if there is additional memory left for
 485  * allocation past addr and -1 otherwise.  addr is adjusted to be at
 486  * the end of the node.
 487  */
 488 static int __init setup_node_range(int nid, u64 *addr, u64 size, u64 max_addr)
 489 {
 490         int ret = 0;
 491         nodes[nid].start = *addr;
 492         *addr += size;
 493         if (*addr >= max_addr) {
 494                 *addr = max_addr;
 495                 ret = -1;
 496         }
 497         nodes[nid].end = *addr;
 498         node_set(nid, node_possible_map);
 499         printk(KERN_INFO "Faking node %d at %016Lx-%016Lx (%LuMB)\n", nid,
 500                nodes[nid].start, nodes[nid].end,
 501                (nodes[nid].end - nodes[nid].start) >> 20);
 502         return ret;
 503 }
 504
 505 /*
 506  * Sets up nr_nodes fake nodes interleaved over physical nodes ranging from addr
 507  * to max_addr.  The return value is the number of nodes allocated.
 508  */
 509 static int __init split_nodes_interleave(u64 addr, u64 max_addr, int nr_nodes)
 510 {
 511         nodemask_t physnode_mask = NODE_MASK_NONE;
 512         u64 size;
 513         int big;
 514         int ret = 0;
 515         int i;
 516
 517         if (nr_nodes <= 0)
 518                 return -1;
 519         if (nr_nodes > MAX_NUMNODES) {
 520                 pr_info("numa=fake=%d too large, reducing to %d\n",
 521                         nr_nodes, MAX_NUMNODES);
 522                 nr_nodes = MAX_NUMNODES;
 523         }
 524
 525         size = (max_addr - addr - memblock_x86_hole_size(addr, max_addr)) / nr_nodes;
 526         /*
 527          * Calculate the number of big nodes that can be allocated as a result
 528          * of consolidating the remainder.
 529          */
 530         big = ((size & ~FAKE_NODE_MIN_HASH_MASK) * nr_nodes) /
 531                 FAKE_NODE_MIN_SIZE;
 532
 533         size &= FAKE_NODE_MIN_HASH_MASK;
 534         if (!size) {
 535                 pr_err("Not enough memory for each node.  "
 536                         "NUMA emulation disabled.\n");
 537                 return -1;
 538         }
 539
 540         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++)
 541                 if (physnodes[i].start != physnodes[i].end)
 542                         node_set(i, physnode_mask);
 543
 544         /*
 545          * Continue to fill physical nodes with fake nodes until there is no
 546          * memory left on any of them.
 547          */
 548         while (nodes_weight(physnode_mask)) {
 549                 for_each_node_mask(i, physnode_mask) {
 550                         u64 end = physnodes[i].start + size;
 551                         u64 dma32_end = PFN_PHYS(MAX_DMA32_PFN);
 552
 553                         if (ret < big)
 554                                 end += FAKE_NODE_MIN_SIZE;
 555
 556                         /*
 557                          * Continue to add memory to this fake node if its
 558                          * non-reserved memory is less than the per-node size.
 559                          */
 560                         while (end - physnodes[i].start -
 561                                 memblock_x86_hole_size(physnodes[i].start, end) < size) {
 562                                 end += FAKE_NODE_MIN_SIZE;
 563                                 if (end > physnodes[i].end) {
 564                                         end = physnodes[i].end;
 565                                         break;
 566                                 }
 567                         }
 568
 569                         /*
 570                          * If there won't be at least FAKE_NODE_MIN_SIZE of
 571                          * non-reserved memory in ZONE_DMA32 for the next node,
 572                          * this one must extend to the boundary.
 573                          */
 574                         if (end < dma32_end && dma32_end - end -
 575                             memblock_x86_hole_size(end, dma32_end) < FAKE_NODE_MIN_SIZE)
 576                                 end = dma32_end;
 577
 578                         /*
 579                          * If there won't be enough non-reserved memory for the
 580                          * next node, this one must extend to the end of the
 581                          * physical node.
 582                          */
 583                         if (physnodes[i].end - end -
 584                             memblock_x86_hole_size(end, physnodes[i].end) < size)
 585                                 end = physnodes[i].end;
 586
 587                         /*
 588                          * Avoid allocating more nodes than requested, which can
 589                          * happen as a result of rounding down each node's size
 590                          * to FAKE_NODE_MIN_SIZE.
 591                          */
 592                         if (nodes_weight(physnode_mask) + ret >= nr_nodes)
 593                                 end = physnodes[i].end;
 594
 595                         if (setup_node_range(ret++, &physnodes[i].start,
 596                                                 end - physnodes[i].start,
 597                                                 physnodes[i].end) < 0)
 598                                 node_clear(i, physnode_mask);
 599                 }
 600         }
 601         return ret;
 602 }
 603
 604 /*
 605  * Returns the end address of a node so that there is at least `size' amount of
 606  * non-reserved memory or `max_addr' is reached.
 607  */
 608 static u64 __init find_end_of_node(u64 start, u64 max_addr, u64 size)
 609 {
 610         u64 end = start + size;
 611
 612         while (end - start - memblock_x86_hole_size(start, end) < size) {
 613                 end += FAKE_NODE_MIN_SIZE;
 614                 if (end > max_addr) {
 615                         end = max_addr;
 616                         break;
 617                 }
 618         }
 619         return end;
 620 }
 621
 622 /*
 623  * Sets up fake nodes of `size' interleaved over physical nodes ranging from
 624  * `addr' to `max_addr'.  The return value is the number of nodes allocated.
 625  */
 626 static int __init split_nodes_size_interleave(u64 addr, u64 max_addr, u64 size)
 627 {
 628         nodemask_t physnode_mask = NODE_MASK_NONE;
 629         u64 min_size;
 630         int ret = 0;
 631         int i;
 632
 633         if (!size)
 634                 return -1;
 635         /*
 636          * The limit on emulated nodes is MAX_NUMNODES, so the size per node is
 637          * increased accordingly if the requested size is too small.  This
 638          * creates a uniform distribution of node sizes across the entire
 639          * machine (but not necessarily over physical nodes).
 640          */
 641         min_size = (max_addr - addr - memblock_x86_hole_size(addr, max_addr)) /
 642                                                 MAX_NUMNODES;
 643         min_size = max(min_size, FAKE_NODE_MIN_SIZE);
 644         if ((min_size & FAKE_NODE_MIN_HASH_MASK) < min_size)
 645                 min_size = (min_size + FAKE_NODE_MIN_SIZE) &
 646                                                 FAKE_NODE_MIN_HASH_MASK;
 647         if (size < min_size) {
 648                 pr_err("Fake node size %LuMB too small, increasing to %LuMB\n",
 649                         size >> 20, min_size >> 20);
 650                 size = min_size;
 651         }
 652         size &= FAKE_NODE_MIN_HASH_MASK;
 653
 654         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++)
 655                 if (physnodes[i].start != physnodes[i].end)
 656                         node_set(i, physnode_mask);
 657         /*
 658          * Fill physical nodes with fake nodes of size until there is no memory
 659          * left on any of them.
 660          */
 661         while (nodes_weight(physnode_mask)) {
 662                 for_each_node_mask(i, physnode_mask) {
 663                         u64 dma32_end = MAX_DMA32_PFN << PAGE_SHIFT;
 664                         u64 end;
 665
 666                         end = find_end_of_node(physnodes[i].start,
 667                                                 physnodes[i].end, size);
 668                         /*
 669                          * If there won't be at least FAKE_NODE_MIN_SIZE of
 670                          * non-reserved memory in ZONE_DMA32 for the next node,
 671                          * this one must extend to the boundary.
 672                          */
 673                         if (end < dma32_end && dma32_end - end -
 674                             memblock_x86_hole_size(end, dma32_end) < FAKE_NODE_MIN_SIZE)
 675                                 end = dma32_end;
 676
 677                         /*
 678                          * If there won't be enough non-reserved memory for the
 679                          * next node, this one must extend to the end of the
 680                          * physical node.
 681                          */
 682                         if (physnodes[i].end - end -
 683                             memblock_x86_hole_size(end, physnodes[i].end) < size)
 684                                 end = physnodes[i].end;
 685
 686                         /*
 687                          * Setup the fake node that will be allocated as bootmem
 688                          * later.  If setup_node_range() returns non-zero, there
 689                          * is no more memory available on this physical node.
 690                          */
 691                         if (setup_node_range(ret++, &physnodes[i].start,
 692                                                 end - physnodes[i].start,
 693                                                 physnodes[i].end) < 0)
 694                                 node_clear(i, physnode_mask);
 695                 }
 696         }
 697         return ret;
 698 }
 699
 700 /*
 701  * Sets up the system RAM area from start_pfn to last_pfn according to the
 702  * numa=fake command-line option.
 703  */
 704 static int __init numa_emulation(unsigned long start_pfn,
 705                         unsigned long last_pfn, int acpi, int amd)
 706 {
 707         static struct numa_meminfo ei __initdata;
 708         u64 addr = start_pfn << PAGE_SHIFT;
 709         u64 max_addr = last_pfn << PAGE_SHIFT;
 710         int num_nodes;
 711         int i;
 712
 713         /*
 714          * If the numa=fake command-line contains a 'M' or 'G', it represents
 715          * the fixed node size.  Otherwise, if it is just a single number N,
 716          * split the system RAM into N fake nodes.
 717          */
 718         if (strchr(cmdline, 'M') || strchr(cmdline, 'G')) {
 719                 u64 size;
 720
 721                 size = memparse(cmdline, &cmdline);
 722                 num_nodes = split_nodes_size_interleave(addr, max_addr, size);
 723         } else {
 724                 unsigned long n;
 725
 726                 n = simple_strtoul(cmdline, NULL, 0);
 727                 num_nodes = split_nodes_interleave(addr, max_addr, n);
 728         }
 729
 730         if (num_nodes < 0)
 731                 return num_nodes;
 732
 733         ei.nr_blks = num_nodes;
 734         for (i = 0; i < ei.nr_blks; i++) {
 735                 ei.blk[i].start = nodes[i].start;
 736                 ei.blk[i].end = nodes[i].end;
 737                 ei.blk[i].nid = i;
 738         }
 739
 740         memnode_shift = compute_hash_shift(&ei);
 741         if (memnode_shift < 0) {
 742                 memnode_shift = 0;
 743                 printk(KERN_ERR "No NUMA hash function found.  NUMA emulation "
 744                        "disabled.\n");
 745                 return -1;
 746         }
 747
 748         /*
 749          * We need to vacate all active ranges that may have been registered for
 750          * the e820 memory map.
 751          */
 752         remove_all_active_ranges();
 753         for_each_node_mask(i, node_possible_map)
 754                 memblock_x86_register_active_regions(i, nodes[i].start >> PAGE_SHIFT,
 755                                                 nodes[i].end >> PAGE_SHIFT);
 756         init_memory_mapping_high();
 757         for_each_node_mask(i, node_possible_map)
 758                 setup_node_bootmem(i, nodes[i].start, nodes[i].end);
 759         setup_physnodes(addr, max_addr);
 760         fake_physnodes(acpi, amd, num_nodes);
 761         numa_init_array();
 762         return 0;
 763 }
 764 #endif /* CONFIG_NUMA_EMU */
 765
 766 static int dummy_numa_init(void)
 767 {
 768         printk(KERN_INFO "%s\n",
 769                numa_off ? "NUMA turned off" : "No NUMA configuration found");
 770         printk(KERN_INFO "Faking a node at %016lx-%016lx\n",
 771                0LU, max_pfn << PAGE_SHIFT);
 772
 773         node_set(0, cpu_nodes_parsed);
 774         node_set(0, mem_nodes_parsed);
 775         numa_add_memblk(0, 0, (u64)max_pfn << PAGE_SHIFT);
 776         numa_nodes[0].start = 0;
 777         numa_nodes[0].end = (u64)max_pfn << PAGE_SHIFT;
 778
 779         return 0;
 780 }
 781
 782 void __init initmem_init(void)
 783 {
 784         int (*numa_init[])(void) = { [2] = dummy_numa_init };
 785         int i, j;
 786
 787         if (!numa_off) {
 788 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
 789                 numa_init[0] = x86_acpi_numa_init;
 790 #endif
 791 #ifdef CONFIG_AMD_NUMA
 792                 numa_init[1] = amd_numa_init;
 793 #endif
 794         }
 795
 796         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(numa_init); i++) {
 797                 if (!numa_init[i])
 798                         continue;
 799
 800                 for (j = 0; j < MAX_LOCAL_APIC; j++)
 801                         set_apicid_to_node(j, NUMA_NO_NODE);
 802
 803                 nodes_clear(cpu_nodes_parsed);
 804                 nodes_clear(mem_nodes_parsed);
 805                 nodes_clear(node_possible_map);
 806                 nodes_clear(node_online_map);
 807                 memset(&numa_meminfo, 0, sizeof(numa_meminfo));
 808                 memset(numa_nodes, 0, sizeof(numa_nodes));
 809                 remove_all_active_ranges();
 810
 811                 if (numa_init[i]() < 0)
 812                         continue;
 813
 814                 /* clean up the node list */
 815                 for (j = 0; j < MAX_NUMNODES; j++)
 816                         cutoff_node(j, 0, max_pfn << PAGE_SHIFT);
 817
 818 #ifdef CONFIG_NUMA_EMU
 819                 setup_physnodes(0, max_pfn << PAGE_SHIFT);
 820                 if (cmdline && !numa_emulation(0, max_pfn, i == 0, i == 1))
 821                         return;
 822                 setup_physnodes(0, max_pfn << PAGE_SHIFT);
 823                 nodes_clear(node_possible_map);
 824                 nodes_clear(node_online_map);
 825 #endif
 826                 /* Account for nodes with cpus and no memory */
 827                 nodes_or(node_possible_map, mem_nodes_parsed, cpu_nodes_parsed);
 828                 if (WARN_ON(nodes_empty(node_possible_map)))
 829                         continue;
 830
 831                 if (numa_register_memblks() < 0)
 832                         continue;
 833
 834                 for (j = 0; j < nr_cpu_ids; j++) {
 835                         int nid = early_cpu_to_node(j);
 836
 837                         if (nid == NUMA_NO_NODE)
 838                                 continue;
 839                         if (!node_online(nid))
 840                                 numa_clear_node(j);
 841                 }
 842                 numa_init_array();
 843                 return;
 844         }
 845         BUG();
 846 }
 847
 848 unsigned long __init numa_free_all_bootmem(void)
 849 {
 850         unsigned long pages = 0;
 851         int i;
 852
 853         for_each_online_node(i)
 854                 pages += free_all_bootmem_node(NODE_DATA(i));
 855
 856         pages += free_all_memory_core_early(MAX_NUMNODES);
 857
 858         return pages;
 859 }
 860
 861 int __cpuinit numa_cpu_node(int cpu)
 862 {
 863         int apicid = early_per_cpu(x86_cpu_to_apicid, cpu);
 864
 865         if (apicid != BAD_APICID)
 866                 return __apicid_to_node[apicid];
 867         return NUMA_NO_NODE;
 868 }
 869
 870 /*
 871  * UGLINESS AHEAD: Currently, CONFIG_NUMA_EMU is 64bit only and makes use
 872  * of 64bit specific data structures.  The distinction is artificial and
 873  * should be removed.  numa_{add|remove}_cpu() are implemented in numa.c
 874  * for both 32 and 64bit when CONFIG_NUMA_EMU is disabled but here when
 875  * enabled.
 876  *
 877  * NUMA emulation is planned to be made generic and the following and other
 878  * related code should be moved to numa.c.
 879  */
 880 #ifdef CONFIG_NUMA_EMU
 881 # ifndef CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS
 882 void __cpuinit numa_add_cpu(int cpu)
 883 {
 884         unsigned long addr;
 885         int physnid, nid;
 886
 887         nid = numa_cpu_node(cpu);
 888         if (nid == NUMA_NO_NODE)
 889                 nid = early_cpu_to_node(cpu);
 890         BUG_ON(nid == NUMA_NO_NODE || !node_online(nid));
 891
 892         /*
 893          * Use the starting address of the emulated node to find which physical
 894          * node it is allocated on.
 895          */
 896         addr = node_start_pfn(nid) << PAGE_SHIFT;
 897         for (physnid = 0; physnid < MAX_NUMNODES; physnid++)
 898                 if (addr >= physnodes[physnid].start &&
 899                     addr < physnodes[physnid].end)
 900                         break;
 901
 902         /*
 903          * Map the cpu to each emulated node that is allocated on the physical
 904          * node of the cpu's apic id.
 905          */
 906         for_each_online_node(nid) {
 907                 addr = node_start_pfn(nid) << PAGE_SHIFT;
 908                 if (addr >= physnodes[physnid].start &&
 909                     addr < physnodes[physnid].end)
 910                         cpumask_set_cpu(cpu, node_to_cpumask_map[nid]);
 911         }
 912 }
 913
 914 void __cpuinit numa_remove_cpu(int cpu)
 915 {
 916         int i;
 917
 918         for_each_online_node(i)
 919                 cpumask_clear_cpu(cpu, node_to_cpumask_map[i]);
 920 }
 921 # else  /* !CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS */
 922 static void __cpuinit numa_set_cpumask(int cpu, int enable)
 923 {
 924         int node = early_cpu_to_node(cpu);
 925         struct cpumask *mask;
 926         int i;
 927
 928         if (node == NUMA_NO_NODE) {
 929                 /* early_cpu_to_node() already emits a warning and trace */
 930                 return;
 931         }
 932         for_each_online_node(i) {
 933                 unsigned long addr;
 934
 935                 addr = node_start_pfn(i) << PAGE_SHIFT;
 936                 if (addr < physnodes[node].start ||
 937                                         addr >= physnodes[node].end)
 938                         continue;
 939                 mask = debug_cpumask_set_cpu(cpu, enable);
 940                 if (!mask)
 941                         return;
 942
 943                 if (enable)
 944                         cpumask_set_cpu(cpu, mask);
 945                 else
 946                         cpumask_clear_cpu(cpu, mask);
 947         }
 948 }
 949
 950 void __cpuinit numa_add_cpu(int cpu)
 951 {
 952         numa_set_cpumask(cpu, 1);
 953 }
 954
 955 void __cpuinit numa_remove_cpu(int cpu)
 956 {
 957         numa_set_cpumask(cpu, 0);
 958 }
 959 # endif /* !CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS */
 960 #endif  /* CONFIG_NUMA_EMU */