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  * Splits num_nodes nodes up equally starting at node_start.  The return value
 602  * is the number of nodes split up and addr is adjusted to be at the end of the
 603  * last node allocated.
 604  */
 605 static int __init split_nodes_equally(u64 *addr, u64 max_addr, int node_start,
 606                                       int num_nodes)
 607 {
 608         unsigned int big;
 609         u64 size;
 610         int i;
 611
 612         if (num_nodes <= 0)
 613                 return -1;
 614         if (num_nodes > MAX_NUMNODES)
 615                 num_nodes = MAX_NUMNODES;
 616         size = (max_addr - *addr - e820_hole_size(*addr, max_addr)) /
 617                num_nodes;
 618         /*
 619          * Calculate the number of big nodes that can be allocated as a result
 620          * of consolidating the leftovers.
 621          */
 622         big = ((size & ~FAKE_NODE_MIN_HASH_MASK) * num_nodes) /
 623               FAKE_NODE_MIN_SIZE;
 624
 625         /* Round down to nearest FAKE_NODE_MIN_SIZE. */
 626         size &= FAKE_NODE_MIN_HASH_MASK;
 627         if (!size) {
 628                 printk(KERN_ERR "Not enough memory for each node.  "
 629                        "NUMA emulation disabled.\n");
 630                 return -1;
 631         }
 632
 633         for (i = node_start; i < num_nodes + node_start; i++) {
 634                 u64 end = *addr + size;
 635
 636                 if (i < big)
 637                         end += FAKE_NODE_MIN_SIZE;
 638                 /*
 639                  * The final node can have the remaining system RAM.  Other
 640                  * nodes receive roughly the same amount of available pages.
 641                  */
 642                 if (i == num_nodes + node_start - 1)
 643                         end = max_addr;
 644                 else
 645                         end = find_end_of_node(*addr, max_addr, size);
 646                 if (setup_node_range(i, addr, end - *addr, max_addr) < 0)
 647                         break;
 648         }
 649         return i - node_start + 1;
 650 }
 651
 652 /*
 653  * Splits the remaining system RAM into chunks of size.  The remaining memory is
 654  * always assigned to a final node and can be asymmetric.  Returns the number of
 655  * nodes split.
 656  */
 657 static int __init split_nodes_by_size(u64 *addr, u64 max_addr, int node_start,
 658                                       u64 size)
 659 {
 660         int i = node_start;
 661         size = (size << 20) & FAKE_NODE_MIN_HASH_MASK;
 662         while (!setup_node_range(i++, addr, size, max_addr))
 663                 ;
 664         return i - node_start;
 665 }
 666
 667 /*
 668  * Sets up the system RAM area from start_pfn to last_pfn according to the
 669  * numa=fake command-line option.
 670  */
 671 static int __init numa_emulation(unsigned long start_pfn,
 672                         unsigned long last_pfn, int acpi, int k8)
 673 {
 674         u64 size, addr = start_pfn << PAGE_SHIFT;
 675         u64 max_addr = last_pfn << PAGE_SHIFT;
 676         int num_nodes = 0, num = 0, coeff_flag, coeff = -1, i;
 677         int num_phys_nodes;
 678
 679         num_phys_nodes = setup_physnodes(addr, max_addr, acpi, k8);
 680         /*
 681          * If the numa=fake command-line contains a 'M' or 'G', it represents
 682          * the fixed node size.
 683          */
 684         if (strchr(cmdline, 'M') || strchr(cmdline, 'G')) {
 685                 size = memparse(cmdline, &cmdline);
 686                 num_nodes = split_nodes_size_interleave(addr, max_addr, size);
 687                 if (num_nodes < 0)
 688                         return num_nodes;
 689                 goto out;
 690         }
 691
 692         /*
 693          * If the numa=fake command-line is just a single number N, split the
 694          * system RAM into N fake nodes.
 695          */
 696         if (!strchr(cmdline, '*') && !strchr(cmdline, ',')) {
 697                 long n = simple_strtol(cmdline, NULL, 0);
 698
 699                 num_nodes = split_nodes_interleave(addr, max_addr,
 700                                                         num_phys_nodes, n);
 701                 if (num_nodes < 0)
 702                         return num_nodes;
 703                 goto out;
 704         }
 705
 706         /* Parse the command line. */
 707         for (coeff_flag = 0; ; cmdline++) {
 708                 if (*cmdline && isdigit(*cmdline)) {
 709                         num = num * 10 + *cmdline - '0';
 710                         continue;
 711                 }
 712                 if (*cmdline == '*') {
 713                         if (num > 0)
 714                                 coeff = num;
 715                         coeff_flag = 1;
 716                 }
 717                 if (!*cmdline || *cmdline == ',') {
 718                         if (!coeff_flag)
 719                                 coeff = 1;
 720                         /*
 721                          * Round down to the nearest FAKE_NODE_MIN_SIZE.
 722                          * Command-line coefficients are in megabytes.
 723                          */
 724                         size = ((u64)num << 20) & FAKE_NODE_MIN_HASH_MASK;
 725                         if (size)
 726                                 for (i = 0; i < coeff; i++, num_nodes++)
 727                                         if (setup_node_range(num_nodes, &addr,
 728                                                 size, max_addr) < 0)
 729                                                 goto done;
 730                         if (!*cmdline)
 731                                 break;
 732                         coeff_flag = 0;
 733                         coeff = -1;
 734                 }
 735                 num = 0;
 736         }
 737 done:
 738         if (!num_nodes)
 739                 return -1;
 740         /* Fill remainder of system RAM, if appropriate. */
 741         if (addr < max_addr) {
 742                 if (coeff_flag && coeff < 0) {
 743                         /* Split remaining nodes into num-sized chunks */
 744                         num_nodes += split_nodes_by_size(&addr, max_addr,
 745                                                          num_nodes, num);
 746                         goto out;
 747                 }
 748                 switch (*(cmdline - 1)) {
 749                 case '*':
 750                         /* Split remaining nodes into coeff chunks */
 751                         if (coeff <= 0)
 752                                 break;
 753                         num_nodes += split_nodes_equally(&addr, max_addr,
 754                                                          num_nodes, coeff);
 755                         break;
 756                 case ',':
 757                         /* Do not allocate remaining system RAM */
 758                         break;
 759                 default:
 760                         /* Give one final node */
 761                         setup_node_range(num_nodes, &addr, max_addr - addr,
 762                                          max_addr);
 763                         num_nodes++;
 764                 }
 765         }
 766 out:
 767         memnode_shift = compute_hash_shift(nodes, num_nodes, NULL);
 768         if (memnode_shift < 0) {
 769                 memnode_shift = 0;
 770                 printk(KERN_ERR "No NUMA hash function found.  NUMA emulation "
 771                        "disabled.\n");
 772                 return -1;
 773         }
 774
 775         /*
 776          * We need to vacate all active ranges that may have been registered for
 777          * the e820 memory map.
 778          */
 779         remove_all_active_ranges();
 780         for_each_node_mask(i, node_possible_map) {
 781                 e820_register_active_regions(i, nodes[i].start >> PAGE_SHIFT,
 782                                                 nodes[i].end >> PAGE_SHIFT);
 783                 setup_node_bootmem(i, nodes[i].start, nodes[i].end);
 784         }
 785         acpi_fake_nodes(nodes, num_nodes);
 786         numa_init_array();
 787         return 0;
 788 }
 789 #endif /* CONFIG_NUMA_EMU */
 790
 791 void __init initmem_init(unsigned long start_pfn, unsigned long last_pfn,
 792                                 int acpi, int k8)
 793 {
 794         int i;
 795
 796         nodes_clear(node_possible_map);
 797         nodes_clear(node_online_map);
 798
 799 #ifdef CONFIG_NUMA_EMU
 800         if (cmdline && !numa_emulation(start_pfn, last_pfn, acpi, k8))
 801                 return;
 802         nodes_clear(node_possible_map);
 803         nodes_clear(node_online_map);
 804 #endif
 805
 806 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
 807         if (!numa_off && acpi && !acpi_scan_nodes(start_pfn << PAGE_SHIFT,
 808                                                   last_pfn << PAGE_SHIFT))
 809                 return;
 810         nodes_clear(node_possible_map);
 811         nodes_clear(node_online_map);
 812 #endif
 813
 814 #ifdef CONFIG_K8_NUMA
 815         if (!numa_off && k8 && !k8_scan_nodes())
 816                 return;
 817         nodes_clear(node_possible_map);
 818         nodes_clear(node_online_map);
 819 #endif
 820         printk(KERN_INFO "%s\n",
 821                numa_off ? "NUMA turned off" : "No NUMA configuration found");
 822
 823         printk(KERN_INFO "Faking a node at %016lx-%016lx\n",
 824                start_pfn << PAGE_SHIFT,
 825                last_pfn << PAGE_SHIFT);
 826         /* setup dummy node covering all memory */
 827         memnode_shift = 63;
 828         memnodemap = memnode.embedded_map;
 829         memnodemap[0] = 0;
 830         node_set_online(0);
 831         node_set(0, node_possible_map);
 832         for (i = 0; i < nr_cpu_ids; i++)
 833                 numa_set_node(i, 0);
 834         e820_register_active_regions(0, start_pfn, last_pfn);
 835         setup_node_bootmem(0, start_pfn << PAGE_SHIFT, last_pfn << PAGE_SHIFT);
 836 }
 837
 838 unsigned long __init numa_free_all_bootmem(void)
 839 {
 840         unsigned long pages = 0;
 841         int i;
 842
 843         for_each_online_node(i)
 844                 pages += free_all_bootmem_node(NODE_DATA(i));
 845
 846         return pages;
 847 }
 848
 849 static __init int numa_setup(char *opt)
 850 {
 851         if (!opt)
 852                 return -EINVAL;
 853         if (!strncmp(opt, "off", 3))
 854                 numa_off = 1;
 855 #ifdef CONFIG_NUMA_EMU
 856         if (!strncmp(opt, "fake=", 5))
 857                 cmdline = opt + 5;
 858 #endif
 859 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
 860         if (!strncmp(opt, "noacpi", 6))
 861                 acpi_numa = -1;
 862 #endif
 863         return 0;
 864 }
 865 early_param("numa", numa_setup);
 866
 867 #ifdef CONFIG_NUMA
 868
 869 static __init int find_near_online_node(int node)
 870 {
 871         int n, val;
 872         int min_val = INT_MAX;
 873         int best_node = -1;
 874
 875         for_each_online_node(n) {
 876                 val = node_distance(node, n);
 877
 878                 if (val < min_val) {
 879                         min_val = val;
 880                         best_node = n;
 881                 }
 882         }
 883
 884         return best_node;
 885 }
 886
 887 /*
 888  * Setup early cpu_to_node.
 889  *
 890  * Populate cpu_to_node[] only if x86_cpu_to_apicid[],
 891  * and apicid_to_node[] tables have valid entries for a CPU.
 892  * This means we skip cpu_to_node[] initialisation for NUMA
 893  * emulation and faking node case (when running a kernel compiled
 894  * for NUMA on a non NUMA box), which is OK as cpu_to_node[]
 895  * is already initialized in a round robin manner at numa_init_array,
 896  * prior to this call, and this initialization is good enough
 897  * for the fake NUMA cases.
 898  *
 899  * Called before the per_cpu areas are setup.
 900  */
 901 void __init init_cpu_to_node(void)
 902 {
 903         int cpu;
 904         u16 *cpu_to_apicid = early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_apicid);
 905
 906         BUG_ON(cpu_to_apicid == NULL);
 907
 908         for_each_possible_cpu(cpu) {
 909                 int node;
 910                 u16 apicid = cpu_to_apicid[cpu];
 911
 912                 if (apicid == BAD_APICID)
 913                         continue;
 914                 node = apicid_to_node[apicid];
 915                 if (node == NUMA_NO_NODE)
 916                         continue;
 917                 if (!node_online(node))
 918                         node = find_near_online_node(node);
 919                 numa_set_node(cpu, node);
 920         }
 921 }
 922 #endif
 923
 924
 925 void __cpuinit numa_set_node(int cpu, int node)
 926 {
 927         int *cpu_to_node_map = early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map);
 928
 929         /* early setting, no percpu area yet */
 930         if (cpu_to_node_map) {
 931                 cpu_to_node_map[cpu] = node;
 932                 return;
 933         }
 934
 935 #ifdef CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS
 936         if (cpu >= nr_cpu_ids || !cpu_possible(cpu)) {
 937                 printk(KERN_ERR "numa_set_node: invalid cpu# (%d)\n", cpu);
 938                 dump_stack();
 939                 return;
 940         }
 941 #endif
 942         per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu) = node;
 943
 944         if (node != NUMA_NO_NODE)
 945                 per_cpu(node_number, cpu) = node;
 946 }
 947
 948 void __cpuinit numa_clear_node(int cpu)
 949 {
 950         numa_set_node(cpu, NUMA_NO_NODE);
 951 }
 952
 953 #ifndef CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS
 954
 955 void __cpuinit numa_add_cpu(int cpu)
 956 {
 957         cpumask_set_cpu(cpu, node_to_cpumask_map[early_cpu_to_node(cpu)]);
 958 }
 959
 960 void __cpuinit numa_remove_cpu(int cpu)
 961 {
 962         cpumask_clear_cpu(cpu, node_to_cpumask_map[early_cpu_to_node(cpu)]);
 963 }
 964
 965 #else /* CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS */
 966
 967 /*
 968  * --------- debug versions of the numa functions ---------
 969  */
 970 static void __cpuinit numa_set_cpumask(int cpu, int enable)
 971 {
 972         int node = early_cpu_to_node(cpu);
 973         struct cpumask *mask;
 974         char buf[64];
 975
 976         mask = node_to_cpumask_map[node];
 977         if (mask == NULL) {
 978                 printk(KERN_ERR "node_to_cpumask_map[%i] NULL\n", node);
 979                 dump_stack();
 980                 return;
 981         }
 982
 983         if (enable)
 984                 cpumask_set_cpu(cpu, mask);
 985         else
 986                 cpumask_clear_cpu(cpu, mask);
 987
 988         cpulist_scnprintf(buf, sizeof(buf), mask);
 989         printk(KERN_DEBUG "%s cpu %d node %d: mask now %s\n",
 990                 enable ? "numa_add_cpu" : "numa_remove_cpu", cpu, node, buf);
 991 }
 992
 993 void __cpuinit numa_add_cpu(int cpu)
 994 {
 995         numa_set_cpumask(cpu, 1);
 996 }
 997
 998 void __cpuinit numa_remove_cpu(int cpu)
 999 {
1000         numa_set_cpumask(cpu, 0);
1001 }
1002
1003 int cpu_to_node(int cpu)
1004 {
1005         if (early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map)) {
1006                 printk(KERN_WARNING
1007                         "cpu_to_node(%d): usage too early!\n", cpu);
1008                 dump_stack();
1009                 return early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map)[cpu];
1010         }
1011         return per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu);
1012 }
1013 EXPORT_SYMBOL(cpu_to_node);
1014
1015 /*
1016  * Same function as cpu_to_node() but used if called before the
1017  * per_cpu areas are setup.
1018  */
1019 int early_cpu_to_node(int cpu)
1020 {
1021         if (early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map))
1022                 return early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map)[cpu];
1023
1024         if (!cpu_possible(cpu)) {
1025                 printk(KERN_WARNING
1026                         "early_cpu_to_node(%d): no per_cpu area!\n", cpu);
1027                 dump_stack();
1028                 return NUMA_NO_NODE;
1029         }
1030         return per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu);
1031 }
1032
1033 /*
1034  * --------- end of debug versions of the numa functions ---------
1035  */
1036
1037 #endif /* CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS */