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  * Splits num_nodes nodes up equally starting at node_start.  The return value
 506  * is the number of nodes split up and addr is adjusted to be at the end of the
 507  * last node allocated.
 508  */
 509 static int __init split_nodes_equally(u64 *addr, u64 max_addr, int node_start,
 510                                       int num_nodes)
 511 {
 512         unsigned int big;
 513         u64 size;
 514         int i;
 515
 516         if (num_nodes <= 0)
 517                 return -1;
 518         if (num_nodes > MAX_NUMNODES)
 519                 num_nodes = MAX_NUMNODES;
 520         size = (max_addr - *addr - e820_hole_size(*addr, max_addr)) /
 521                num_nodes;
 522         /*
 523          * Calculate the number of big nodes that can be allocated as a result
 524          * of consolidating the leftovers.
 525          */
 526         big = ((size & ~FAKE_NODE_MIN_HASH_MASK) * num_nodes) /
 527               FAKE_NODE_MIN_SIZE;
 528
 529         /* Round down to nearest FAKE_NODE_MIN_SIZE. */
 530         size &= FAKE_NODE_MIN_HASH_MASK;
 531         if (!size) {
 532                 printk(KERN_ERR "Not enough memory for each node.  "
 533                        "NUMA emulation disabled.\n");
 534                 return -1;
 535         }
 536
 537         for (i = node_start; i < num_nodes + node_start; i++) {
 538                 u64 end = *addr + size;
 539
 540                 if (i < big)
 541                         end += FAKE_NODE_MIN_SIZE;
 542                 /*
 543                  * The final node can have the remaining system RAM.  Other
 544                  * nodes receive roughly the same amount of available pages.
 545                  */
 546                 if (i == num_nodes + node_start - 1)
 547                         end = max_addr;
 548                 else
 549                         while (end - *addr - e820_hole_size(*addr, end) <
 550                                size) {
 551                                 end += FAKE_NODE_MIN_SIZE;
 552                                 if (end > max_addr) {
 553                                         end = max_addr;
 554                                         break;
 555                                 }
 556                         }
 557                 if (setup_node_range(i, addr, end - *addr, max_addr) < 0)
 558                         break;
 559         }
 560         return i - node_start + 1;
 561 }
 562
 563 /*
 564  * Splits the remaining system RAM into chunks of size.  The remaining memory is
 565  * always assigned to a final node and can be asymmetric.  Returns the number of
 566  * nodes split.
 567  */
 568 static int __init split_nodes_by_size(u64 *addr, u64 max_addr, int node_start,
 569                                       u64 size)
 570 {
 571         int i = node_start;
 572         size = (size << 20) & FAKE_NODE_MIN_HASH_MASK;
 573         while (!setup_node_range(i++, addr, size, max_addr))
 574                 ;
 575         return i - node_start;
 576 }
 577
 578 /*
 579  * Sets up the system RAM area from start_pfn to last_pfn according to the
 580  * numa=fake command-line option.
 581  */
 582 static int __init numa_emulation(unsigned long start_pfn,
 583                         unsigned long last_pfn, int acpi, int k8)
 584 {
 585         u64 size, addr = start_pfn << PAGE_SHIFT;
 586         u64 max_addr = last_pfn << PAGE_SHIFT;
 587         int num_nodes = 0, num = 0, coeff_flag, coeff = -1, i;
 588         int num_phys_nodes;
 589
 590         num_phys_nodes = setup_physnodes(addr, max_addr, acpi, k8);
 591         /*
 592          * If the numa=fake command-line is just a single number N, split the
 593          * system RAM into N fake nodes.
 594          */
 595         if (!strchr(cmdline, '*') && !strchr(cmdline, ',')) {
 596                 long n = simple_strtol(cmdline, NULL, 0);
 597
 598                 num_nodes = split_nodes_interleave(addr, max_addr,
 599                                                         num_phys_nodes, n);
 600                 if (num_nodes < 0)
 601                         return num_nodes;
 602                 goto out;
 603         }
 604
 605         /* Parse the command line. */
 606         for (coeff_flag = 0; ; cmdline++) {
 607                 if (*cmdline && isdigit(*cmdline)) {
 608                         num = num * 10 + *cmdline - '0';
 609                         continue;
 610                 }
 611                 if (*cmdline == '*') {
 612                         if (num > 0)
 613                                 coeff = num;
 614                         coeff_flag = 1;
 615                 }
 616                 if (!*cmdline || *cmdline == ',') {
 617                         if (!coeff_flag)
 618                                 coeff = 1;
 619                         /*
 620                          * Round down to the nearest FAKE_NODE_MIN_SIZE.
 621                          * Command-line coefficients are in megabytes.
 622                          */
 623                         size = ((u64)num << 20) & FAKE_NODE_MIN_HASH_MASK;
 624                         if (size)
 625                                 for (i = 0; i < coeff; i++, num_nodes++)
 626                                         if (setup_node_range(num_nodes, &addr,
 627                                                 size, max_addr) < 0)
 628                                                 goto done;
 629                         if (!*cmdline)
 630                                 break;
 631                         coeff_flag = 0;
 632                         coeff = -1;
 633                 }
 634                 num = 0;
 635         }
 636 done:
 637         if (!num_nodes)
 638                 return -1;
 639         /* Fill remainder of system RAM, if appropriate. */
 640         if (addr < max_addr) {
 641                 if (coeff_flag && coeff < 0) {
 642                         /* Split remaining nodes into num-sized chunks */
 643                         num_nodes += split_nodes_by_size(&addr, max_addr,
 644                                                          num_nodes, num);
 645                         goto out;
 646                 }
 647                 switch (*(cmdline - 1)) {
 648                 case '*':
 649                         /* Split remaining nodes into coeff chunks */
 650                         if (coeff <= 0)
 651                                 break;
 652                         num_nodes += split_nodes_equally(&addr, max_addr,
 653                                                          num_nodes, coeff);
 654                         break;
 655                 case ',':
 656                         /* Do not allocate remaining system RAM */
 657                         break;
 658                 default:
 659                         /* Give one final node */
 660                         setup_node_range(num_nodes, &addr, max_addr - addr,
 661                                          max_addr);
 662                         num_nodes++;
 663                 }
 664         }
 665 out:
 666         memnode_shift = compute_hash_shift(nodes, num_nodes, NULL);
 667         if (memnode_shift < 0) {
 668                 memnode_shift = 0;
 669                 printk(KERN_ERR "No NUMA hash function found.  NUMA emulation "
 670                        "disabled.\n");
 671                 return -1;
 672         }
 673
 674         /*
 675          * We need to vacate all active ranges that may have been registered for
 676          * the e820 memory map.
 677          */
 678         remove_all_active_ranges();
 679         for_each_node_mask(i, node_possible_map) {
 680                 e820_register_active_regions(i, nodes[i].start >> PAGE_SHIFT,
 681                                                 nodes[i].end >> PAGE_SHIFT);
 682                 setup_node_bootmem(i, nodes[i].start, nodes[i].end);
 683         }
 684         acpi_fake_nodes(nodes, num_nodes);
 685         numa_init_array();
 686         return 0;
 687 }
 688 #endif /* CONFIG_NUMA_EMU */
 689
 690 void __init initmem_init(unsigned long start_pfn, unsigned long last_pfn,
 691                                 int acpi, int k8)
 692 {
 693         int i;
 694
 695         nodes_clear(node_possible_map);
 696         nodes_clear(node_online_map);
 697
 698 #ifdef CONFIG_NUMA_EMU
 699         if (cmdline && !numa_emulation(start_pfn, last_pfn, acpi, k8))
 700                 return;
 701         nodes_clear(node_possible_map);
 702         nodes_clear(node_online_map);
 703 #endif
 704
 705 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
 706         if (!numa_off && acpi && !acpi_scan_nodes(start_pfn << PAGE_SHIFT,
 707                                                   last_pfn << PAGE_SHIFT))
 708                 return;
 709         nodes_clear(node_possible_map);
 710         nodes_clear(node_online_map);
 711 #endif
 712
 713 #ifdef CONFIG_K8_NUMA
 714         if (!numa_off && k8 && !k8_scan_nodes())
 715                 return;
 716         nodes_clear(node_possible_map);
 717         nodes_clear(node_online_map);
 718 #endif
 719         printk(KERN_INFO "%s\n",
 720                numa_off ? "NUMA turned off" : "No NUMA configuration found");
 721
 722         printk(KERN_INFO "Faking a node at %016lx-%016lx\n",
 723                start_pfn << PAGE_SHIFT,
 724                last_pfn << PAGE_SHIFT);
 725         /* setup dummy node covering all memory */
 726         memnode_shift = 63;
 727         memnodemap = memnode.embedded_map;
 728         memnodemap[0] = 0;
 729         node_set_online(0);
 730         node_set(0, node_possible_map);
 731         for (i = 0; i < nr_cpu_ids; i++)
 732                 numa_set_node(i, 0);
 733         e820_register_active_regions(0, start_pfn, last_pfn);
 734         setup_node_bootmem(0, start_pfn << PAGE_SHIFT, last_pfn << PAGE_SHIFT);
 735 }
 736
 737 unsigned long __init numa_free_all_bootmem(void)
 738 {
 739         unsigned long pages = 0;
 740         int i;
 741
 742         for_each_online_node(i)
 743                 pages += free_all_bootmem_node(NODE_DATA(i));
 744
 745         return pages;
 746 }
 747
 748 static __init int numa_setup(char *opt)
 749 {
 750         if (!opt)
 751                 return -EINVAL;
 752         if (!strncmp(opt, "off", 3))
 753                 numa_off = 1;
 754 #ifdef CONFIG_NUMA_EMU
 755         if (!strncmp(opt, "fake=", 5))
 756                 cmdline = opt + 5;
 757 #endif
 758 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
 759         if (!strncmp(opt, "noacpi", 6))
 760                 acpi_numa = -1;
 761 #endif
 762         return 0;
 763 }
 764 early_param("numa", numa_setup);
 765
 766 #ifdef CONFIG_NUMA
 767
 768 static __init int find_near_online_node(int node)
 769 {
 770         int n, val;
 771         int min_val = INT_MAX;
 772         int best_node = -1;
 773
 774         for_each_online_node(n) {
 775                 val = node_distance(node, n);
 776
 777                 if (val < min_val) {
 778                         min_val = val;
 779                         best_node = n;
 780                 }
 781         }
 782
 783         return best_node;
 784 }
 785
 786 /*
 787  * Setup early cpu_to_node.
 788  *
 789  * Populate cpu_to_node[] only if x86_cpu_to_apicid[],
 790  * and apicid_to_node[] tables have valid entries for a CPU.
 791  * This means we skip cpu_to_node[] initialisation for NUMA
 792  * emulation and faking node case (when running a kernel compiled
 793  * for NUMA on a non NUMA box), which is OK as cpu_to_node[]
 794  * is already initialized in a round robin manner at numa_init_array,
 795  * prior to this call, and this initialization is good enough
 796  * for the fake NUMA cases.
 797  *
 798  * Called before the per_cpu areas are setup.
 799  */
 800 void __init init_cpu_to_node(void)
 801 {
 802         int cpu;
 803         u16 *cpu_to_apicid = early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_apicid);
 804
 805         BUG_ON(cpu_to_apicid == NULL);
 806
 807         for_each_possible_cpu(cpu) {
 808                 int node;
 809                 u16 apicid = cpu_to_apicid[cpu];
 810
 811                 if (apicid == BAD_APICID)
 812                         continue;
 813                 node = apicid_to_node[apicid];
 814                 if (node == NUMA_NO_NODE)
 815                         continue;
 816                 if (!node_online(node))
 817                         node = find_near_online_node(node);
 818                 numa_set_node(cpu, node);
 819         }
 820 }
 821 #endif
 822
 823
 824 void __cpuinit numa_set_node(int cpu, int node)
 825 {
 826         int *cpu_to_node_map = early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map);
 827
 828         /* early setting, no percpu area yet */
 829         if (cpu_to_node_map) {
 830                 cpu_to_node_map[cpu] = node;
 831                 return;
 832         }
 833
 834 #ifdef CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS
 835         if (cpu >= nr_cpu_ids || !cpu_possible(cpu)) {
 836                 printk(KERN_ERR "numa_set_node: invalid cpu# (%d)\n", cpu);
 837                 dump_stack();
 838                 return;
 839         }
 840 #endif
 841         per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu) = node;
 842
 843         if (node != NUMA_NO_NODE)
 844                 per_cpu(node_number, cpu) = node;
 845 }
 846
 847 void __cpuinit numa_clear_node(int cpu)
 848 {
 849         numa_set_node(cpu, NUMA_NO_NODE);
 850 }
 851
 852 #ifndef CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS
 853
 854 void __cpuinit numa_add_cpu(int cpu)
 855 {
 856         cpumask_set_cpu(cpu, node_to_cpumask_map[early_cpu_to_node(cpu)]);
 857 }
 858
 859 void __cpuinit numa_remove_cpu(int cpu)
 860 {
 861         cpumask_clear_cpu(cpu, node_to_cpumask_map[early_cpu_to_node(cpu)]);
 862 }
 863
 864 #else /* CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS */
 865
 866 /*
 867  * --------- debug versions of the numa functions ---------
 868  */
 869 static void __cpuinit numa_set_cpumask(int cpu, int enable)
 870 {
 871         int node = early_cpu_to_node(cpu);
 872         struct cpumask *mask;
 873         char buf[64];
 874
 875         mask = node_to_cpumask_map[node];
 876         if (mask == NULL) {
 877                 printk(KERN_ERR "node_to_cpumask_map[%i] NULL\n", node);
 878                 dump_stack();
 879                 return;
 880         }
 881
 882         if (enable)
 883                 cpumask_set_cpu(cpu, mask);
 884         else
 885                 cpumask_clear_cpu(cpu, mask);
 886
 887         cpulist_scnprintf(buf, sizeof(buf), mask);
 888         printk(KERN_DEBUG "%s cpu %d node %d: mask now %s\n",
 889                 enable ? "numa_add_cpu" : "numa_remove_cpu", cpu, node, buf);
 890 }
 891
 892 void __cpuinit numa_add_cpu(int cpu)
 893 {
 894         numa_set_cpumask(cpu, 1);
 895 }
 896
 897 void __cpuinit numa_remove_cpu(int cpu)
 898 {
 899         numa_set_cpumask(cpu, 0);
 900 }
 901
 902 int cpu_to_node(int cpu)
 903 {
 904         if (early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map)) {
 905                 printk(KERN_WARNING
 906                         "cpu_to_node(%d): usage too early!\n", cpu);
 907                 dump_stack();
 908                 return early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map)[cpu];
 909         }
 910         return per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu);
 911 }
 912 EXPORT_SYMBOL(cpu_to_node);
 913
 914 /*
 915  * Same function as cpu_to_node() but used if called before the
 916  * per_cpu areas are setup.
 917  */
 918 int early_cpu_to_node(int cpu)
 919 {
 920         if (early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map))
 921                 return early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map)[cpu];
 922
 923         if (!cpu_possible(cpu)) {
 924                 printk(KERN_WARNING
 925                         "early_cpu_to_node(%d): no per_cpu area!\n", cpu);
 926                 dump_stack();
 927                 return NUMA_NO_NODE;
 928         }
 929         return per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu);
 930 }
 931
 932 /*
 933  * --------- end of debug versions of the numa functions ---------
 934  */
 935
 936 #endif /* CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS */