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