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;
 167
 168         /*
 169          * put it on high as possible
 170          * something will go with NODE_DATA
 171          */
 172         if (start < (MAX_DMA_PFN<<PAGE_SHIFT))
 173                 start = MAX_DMA_PFN<<PAGE_SHIFT;
 174         if (start < (MAX_DMA32_PFN<<PAGE_SHIFT) &&
 175             end > (MAX_DMA32_PFN<<PAGE_SHIFT))
 176                 start = MAX_DMA32_PFN<<PAGE_SHIFT;
 177         mem = find_e820_area(start, end, size, align);
 178         if (mem != -1L)
 179                 return __va(mem);
 180
 181         /* extend the search scope */
 182         end = max_pfn_mapped << PAGE_SHIFT;
 183         if (end > (MAX_DMA32_PFN<<PAGE_SHIFT))
 184                 start = MAX_DMA32_PFN<<PAGE_SHIFT;
 185         else
 186                 start = MAX_DMA_PFN<<PAGE_SHIFT;
 187         mem = find_e820_area(start, end, size, align);
 188         if (mem != -1L)
 189                 return __va(mem);
 190
 191         printk(KERN_ERR "Cannot find %lu bytes in node %d\n",
 192                        size, nodeid);
 193
 194         return NULL;
 195 }
 196
 197 /* Initialize bootmem allocator for a node */
 198 void __init
 199 setup_node_bootmem(int nodeid, unsigned long start, unsigned long end)
 200 {
 201         unsigned long start_pfn, last_pfn, nodedata_phys;
 202         const int pgdat_size = roundup(sizeof(pg_data_t), PAGE_SIZE);
 203         int nid;
 204 #ifndef CONFIG_NO_BOOTMEM
 205         unsigned long bootmap_start, bootmap_pages, bootmap_size;
 206         void *bootmap;
 207 #endif
 208
 209         if (!end)
 210                 return;
 211
 212         /*
 213          * Don't confuse VM with a node that doesn't have the
 214          * minimum amount of memory:
 215          */
 216         if (end && (end - start) < NODE_MIN_SIZE)
 217                 return;
 218
 219         start = roundup(start, ZONE_ALIGN);
 220
 221         printk(KERN_INFO "Initmem setup node %d %016lx-%016lx\n", nodeid,
 222                start, end);
 223
 224         start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
 225         last_pfn = end >> PAGE_SHIFT;
 226
 227         node_data[nodeid] = early_node_mem(nodeid, start, end, pgdat_size,
 228                                            SMP_CACHE_BYTES);
 229         if (node_data[nodeid] == NULL)
 230                 return;
 231         nodedata_phys = __pa(node_data[nodeid]);
 232         reserve_early(nodedata_phys, nodedata_phys + pgdat_size, "NODE_DATA");
 233         printk(KERN_INFO "  NODE_DATA [%016lx - %016lx]\n", nodedata_phys,
 234                 nodedata_phys + pgdat_size - 1);
 235         nid = phys_to_nid(nodedata_phys);
 236         if (nid != nodeid)
 237                 printk(KERN_INFO "    NODE_DATA(%d) on node %d\n", nodeid, nid);
 238
 239         memset(NODE_DATA(nodeid), 0, sizeof(pg_data_t));
 240         NODE_DATA(nodeid)->node_id = nodeid;
 241         NODE_DATA(nodeid)->node_start_pfn = start_pfn;
 242         NODE_DATA(nodeid)->node_spanned_pages = last_pfn - start_pfn;
 243
 244 #ifndef CONFIG_NO_BOOTMEM
 245         NODE_DATA(nodeid)->bdata = &bootmem_node_data[nodeid];
 246
 247         /*
 248          * Find a place for the bootmem map
 249          * nodedata_phys could be on other nodes by alloc_bootmem,
 250          * so need to sure bootmap_start not to be small, otherwise
 251          * early_node_mem will get that with find_e820_area instead
 252          * of alloc_bootmem, that could clash with reserved range
 253          */
 254         bootmap_pages = bootmem_bootmap_pages(last_pfn - start_pfn);
 255         bootmap_start = roundup(nodedata_phys + pgdat_size, PAGE_SIZE);
 256         /*
 257          * SMP_CACHE_BYTES could be enough, but init_bootmem_node like
 258          * to use that to align to PAGE_SIZE
 259          */
 260         bootmap = early_node_mem(nodeid, bootmap_start, end,
 261                                  bootmap_pages<<PAGE_SHIFT, PAGE_SIZE);
 262         if (bootmap == NULL)  {
 263                 free_early(nodedata_phys, nodedata_phys + pgdat_size);
 264                 node_data[nodeid] = NULL;
 265                 return;
 266         }
 267         bootmap_start = __pa(bootmap);
 268         reserve_early(bootmap_start, bootmap_start+(bootmap_pages<<PAGE_SHIFT),
 269                         "BOOTMAP");
 270
 271         bootmap_size = init_bootmem_node(NODE_DATA(nodeid),
 272                                          bootmap_start >> PAGE_SHIFT,
 273                                          start_pfn, last_pfn);
 274
 275         printk(KERN_INFO "  bootmap [%016lx -  %016lx] pages %lx\n",
 276                  bootmap_start, bootmap_start + bootmap_size - 1,
 277                  bootmap_pages);
 278         nid = phys_to_nid(bootmap_start);
 279         if (nid != nodeid)
 280                 printk(KERN_INFO "    bootmap(%d) on node %d\n", nodeid, nid);
 281
 282         free_bootmem_with_active_regions(nodeid, end);
 283 #endif
 284
 285         node_set_online(nodeid);
 286 }
 287
 288 /*
 289  * There are unfortunately some poorly designed mainboards around that
 290  * only connect memory to a single CPU. This breaks the 1:1 cpu->node
 291  * mapping. To avoid this fill in the mapping for all possible CPUs,
 292  * as the number of CPUs is not known yet. We round robin the existing
 293  * nodes.
 294  */
 295 void __init numa_init_array(void)
 296 {
 297         int rr, i;
 298
 299         rr = first_node(node_online_map);
 300         for (i = 0; i < nr_cpu_ids; i++) {
 301                 if (early_cpu_to_node(i) != NUMA_NO_NODE)
 302                         continue;
 303                 numa_set_node(i, rr);
 304                 rr = next_node(rr, node_online_map);
 305                 if (rr == MAX_NUMNODES)
 306                         rr = first_node(node_online_map);
 307         }
 308 }
 309
 310 #ifdef CONFIG_NUMA_EMU
 311 /* Numa emulation */
 312 static struct bootnode nodes[MAX_NUMNODES] __initdata;
 313 static struct bootnode physnodes[MAX_NUMNODES] __initdata;
 314 static char *cmdline __initdata;
 315
 316 static int __init setup_physnodes(unsigned long start, unsigned long end,
 317                                         int acpi, int k8)
 318 {
 319         int nr_nodes = 0;
 320         int ret = 0;
 321         int i;
 322
 323 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
 324         if (acpi)
 325                 nr_nodes = acpi_get_nodes(physnodes);
 326 #endif
 327 #ifdef CONFIG_K8_NUMA
 328         if (k8)
 329                 nr_nodes = k8_get_nodes(physnodes);
 330 #endif
 331         /*
 332          * Basic sanity checking on the physical node map: there may be errors
 333          * if the SRAT or K8 incorrectly reported the topology or the mem=
 334          * kernel parameter is used.
 335          */
 336         for (i = 0; i < nr_nodes; i++) {
 337                 if (physnodes[i].start == physnodes[i].end)
 338                         continue;
 339                 if (physnodes[i].start > end) {
 340                         physnodes[i].end = physnodes[i].start;
 341                         continue;
 342                 }
 343                 if (physnodes[i].end < start) {
 344                         physnodes[i].start = physnodes[i].end;
 345                         continue;
 346                 }
 347                 if (physnodes[i].start < start)
 348                         physnodes[i].start = start;
 349                 if (physnodes[i].end > end)
 350                         physnodes[i].end = end;
 351         }
 352
 353         /*
 354          * Remove all nodes that have no memory or were truncated because of the
 355          * limited address range.
 356          */
 357         for (i = 0; i < nr_nodes; i++) {
 358                 if (physnodes[i].start == physnodes[i].end)
 359                         continue;
 360                 physnodes[ret].start = physnodes[i].start;
 361                 physnodes[ret].end = physnodes[i].end;
 362                 ret++;
 363         }
 364
 365         /*
 366          * If no physical topology was detected, a single node is faked to cover
 367          * the entire address space.
 368          */
 369         if (!ret) {
 370                 physnodes[ret].start = start;
 371                 physnodes[ret].end = end;
 372                 ret = 1;
 373         }
 374         return ret;
 375 }
 376
 377 /*
 378  * Setups up nid to range from addr to addr + size.  If the end
 379  * boundary is greater than max_addr, then max_addr is used instead.
 380  * The return value is 0 if there is additional memory left for
 381  * allocation past addr and -1 otherwise.  addr is adjusted to be at
 382  * the end of the node.
 383  */
 384 static int __init setup_node_range(int nid, u64 *addr, u64 size, u64 max_addr)
 385 {
 386         int ret = 0;
 387         nodes[nid].start = *addr;
 388         *addr += size;
 389         if (*addr >= max_addr) {
 390                 *addr = max_addr;
 391                 ret = -1;
 392         }
 393         nodes[nid].end = *addr;
 394         node_set(nid, node_possible_map);
 395         printk(KERN_INFO "Faking node %d at %016Lx-%016Lx (%LuMB)\n", nid,
 396                nodes[nid].start, nodes[nid].end,
 397                (nodes[nid].end - nodes[nid].start) >> 20);
 398         return ret;
 399 }
 400
 401 /*
 402  * Sets up nr_nodes fake nodes interleaved over physical nodes ranging from addr
 403  * to max_addr.  The return value is the number of nodes allocated.
 404  */
 405 static int __init split_nodes_interleave(u64 addr, u64 max_addr,
 406                                                 int nr_phys_nodes, int nr_nodes)
 407 {
 408         nodemask_t physnode_mask = NODE_MASK_NONE;
 409         u64 size;
 410         int big;
 411         int ret = 0;
 412         int i;
 413
 414         if (nr_nodes <= 0)
 415                 return -1;
 416         if (nr_nodes > MAX_NUMNODES) {
 417                 pr_info("numa=fake=%d too large, reducing to %d\n",
 418                         nr_nodes, MAX_NUMNODES);
 419                 nr_nodes = MAX_NUMNODES;
 420         }
 421
 422         size = (max_addr - addr - e820_hole_size(addr, max_addr)) / nr_nodes;
 423         /*
 424          * Calculate the number of big nodes that can be allocated as a result
 425          * of consolidating the remainder.
 426          */
 427         big = ((size & ~FAKE_NODE_MIN_HASH_MASK) & nr_nodes) /
 428                 FAKE_NODE_MIN_SIZE;
 429
 430         size &= FAKE_NODE_MIN_HASH_MASK;
 431         if (!size) {
 432                 pr_err("Not enough memory for each node.  "
 433                         "NUMA emulation disabled.\n");
 434                 return -1;
 435         }
 436
 437         for (i = 0; i < nr_phys_nodes; i++)
 438                 if (physnodes[i].start != physnodes[i].end)
 439                         node_set(i, physnode_mask);
 440
 441         /*
 442          * Continue to fill physical nodes with fake nodes until there is no
 443          * memory left on any of them.
 444          */
 445         while (nodes_weight(physnode_mask)) {
 446                 for_each_node_mask(i, physnode_mask) {
 447                         u64 end = physnodes[i].start + size;
 448                         u64 dma32_end = PFN_PHYS(MAX_DMA32_PFN);
 449
 450                         if (ret < big)
 451                                 end += FAKE_NODE_MIN_SIZE;
 452
 453                         /*
 454                          * Continue to add memory to this fake node if its
 455                          * non-reserved memory is less than the per-node size.
 456                          */
 457                         while (end - physnodes[i].start -
 458                                 e820_hole_size(physnodes[i].start, end) < size) {
 459                                 end += FAKE_NODE_MIN_SIZE;
 460                                 if (end > physnodes[i].end) {
 461                                         end = physnodes[i].end;
 462                                         break;
 463                                 }
 464                         }
 465
 466                         /*
 467                          * If there won't be at least FAKE_NODE_MIN_SIZE of
 468                          * non-reserved memory in ZONE_DMA32 for the next node,
 469                          * this one must extend to the boundary.
 470                          */
 471                         if (end < dma32_end && dma32_end - end -
 472                             e820_hole_size(end, dma32_end) < FAKE_NODE_MIN_SIZE)
 473                                 end = dma32_end;
 474
 475                         /*
 476                          * If there won't be enough non-reserved memory for the
 477                          * next node, this one must extend to the end of the
 478                          * physical node.
 479                          */
 480                         if (physnodes[i].end - end -
 481                             e820_hole_size(end, physnodes[i].end) < size)
 482                                 end = physnodes[i].end;
 483
 484                         /*
 485                          * Avoid allocating more nodes than requested, which can
 486                          * happen as a result of rounding down each node's size
 487                          * to FAKE_NODE_MIN_SIZE.
 488                          */
 489                         if (nodes_weight(physnode_mask) + ret >= nr_nodes)
 490                                 end = physnodes[i].end;
 491
 492                         if (setup_node_range(ret++, &physnodes[i].start,
 493                                                 end - physnodes[i].start,
 494                                                 physnodes[i].end) < 0)
 495                                 node_clear(i, physnode_mask);
 496                 }
 497         }
 498         return ret;
 499 }
 500
 501 /*
 502  * Splits num_nodes nodes up equally starting at node_start.  The return value
 503  * is the number of nodes split up and addr is adjusted to be at the end of the
 504  * last node allocated.
 505  */
 506 static int __init split_nodes_equally(u64 *addr, u64 max_addr, int node_start,
 507                                       int num_nodes)
 508 {
 509         unsigned int big;
 510         u64 size;
 511         int i;
 512
 513         if (num_nodes <= 0)
 514                 return -1;
 515         if (num_nodes > MAX_NUMNODES)
 516                 num_nodes = MAX_NUMNODES;
 517         size = (max_addr - *addr - e820_hole_size(*addr, max_addr)) /
 518                num_nodes;
 519         /*
 520          * Calculate the number of big nodes that can be allocated as a result
 521          * of consolidating the leftovers.
 522          */
 523         big = ((size & ~FAKE_NODE_MIN_HASH_MASK) * num_nodes) /
 524               FAKE_NODE_MIN_SIZE;
 525
 526         /* Round down to nearest FAKE_NODE_MIN_SIZE. */
 527         size &= FAKE_NODE_MIN_HASH_MASK;
 528         if (!size) {
 529                 printk(KERN_ERR "Not enough memory for each node.  "
 530                        "NUMA emulation disabled.\n");
 531                 return -1;
 532         }
 533
 534         for (i = node_start; i < num_nodes + node_start; i++) {
 535                 u64 end = *addr + size;
 536
 537                 if (i < big)
 538                         end += FAKE_NODE_MIN_SIZE;
 539                 /*
 540                  * The final node can have the remaining system RAM.  Other
 541                  * nodes receive roughly the same amount of available pages.
 542                  */
 543                 if (i == num_nodes + node_start - 1)
 544                         end = max_addr;
 545                 else
 546                         while (end - *addr - e820_hole_size(*addr, end) <
 547                                size) {
 548                                 end += FAKE_NODE_MIN_SIZE;
 549                                 if (end > max_addr) {
 550                                         end = max_addr;
 551                                         break;
 552                                 }
 553                         }
 554                 if (setup_node_range(i, addr, end - *addr, max_addr) < 0)
 555                         break;
 556         }
 557         return i - node_start + 1;
 558 }
 559
 560 /*
 561  * Splits the remaining system RAM into chunks of size.  The remaining memory is
 562  * always assigned to a final node and can be asymmetric.  Returns the number of
 563  * nodes split.
 564  */
 565 static int __init split_nodes_by_size(u64 *addr, u64 max_addr, int node_start,
 566                                       u64 size)
 567 {
 568         int i = node_start;
 569         size = (size << 20) & FAKE_NODE_MIN_HASH_MASK;
 570         while (!setup_node_range(i++, addr, size, max_addr))
 571                 ;
 572         return i - node_start;
 573 }
 574
 575 /*
 576  * Sets up the system RAM area from start_pfn to last_pfn according to the
 577  * numa=fake command-line option.
 578  */
 579 static int __init numa_emulation(unsigned long start_pfn,
 580                         unsigned long last_pfn, int acpi, int k8)
 581 {
 582         u64 size, addr = start_pfn << PAGE_SHIFT;
 583         u64 max_addr = last_pfn << PAGE_SHIFT;
 584         int num_nodes = 0, num = 0, coeff_flag, coeff = -1, i;
 585         int num_phys_nodes;
 586
 587         num_phys_nodes = setup_physnodes(addr, max_addr, acpi, k8);
 588         /*
 589          * If the numa=fake command-line is just a single number N, split the
 590          * system RAM into N fake nodes.
 591          */
 592         if (!strchr(cmdline, '*') && !strchr(cmdline, ',')) {
 593                 long n = simple_strtol(cmdline, NULL, 0);
 594
 595                 num_nodes = split_nodes_interleave(addr, max_addr,
 596                                                         num_phys_nodes, n);
 597                 if (num_nodes < 0)
 598                         return num_nodes;
 599                 goto out;
 600         }
 601
 602         /* Parse the command line. */
 603         for (coeff_flag = 0; ; cmdline++) {
 604                 if (*cmdline && isdigit(*cmdline)) {
 605                         num = num * 10 + *cmdline - '0';
 606                         continue;
 607                 }
 608                 if (*cmdline == '*') {
 609                         if (num > 0)
 610                                 coeff = num;
 611                         coeff_flag = 1;
 612                 }
 613                 if (!*cmdline || *cmdline == ',') {
 614                         if (!coeff_flag)
 615                                 coeff = 1;
 616                         /*
 617                          * Round down to the nearest FAKE_NODE_MIN_SIZE.
 618                          * Command-line coefficients are in megabytes.
 619                          */
 620                         size = ((u64)num << 20) & FAKE_NODE_MIN_HASH_MASK;
 621                         if (size)
 622                                 for (i = 0; i < coeff; i++, num_nodes++)
 623                                         if (setup_node_range(num_nodes, &addr,
 624                                                 size, max_addr) < 0)
 625                                                 goto done;
 626                         if (!*cmdline)
 627                                 break;
 628                         coeff_flag = 0;
 629                         coeff = -1;
 630                 }
 631                 num = 0;
 632         }
 633 done:
 634         if (!num_nodes)
 635                 return -1;
 636         /* Fill remainder of system RAM, if appropriate. */
 637         if (addr < max_addr) {
 638                 if (coeff_flag && coeff < 0) {
 639                         /* Split remaining nodes into num-sized chunks */
 640                         num_nodes += split_nodes_by_size(&addr, max_addr,
 641                                                          num_nodes, num);
 642                         goto out;
 643                 }
 644                 switch (*(cmdline - 1)) {
 645                 case '*':
 646                         /* Split remaining nodes into coeff chunks */
 647                         if (coeff <= 0)
 648                                 break;
 649                         num_nodes += split_nodes_equally(&addr, max_addr,
 650                                                          num_nodes, coeff);
 651                         break;
 652                 case ',':
 653                         /* Do not allocate remaining system RAM */
 654                         break;
 655                 default:
 656                         /* Give one final node */
 657                         setup_node_range(num_nodes, &addr, max_addr - addr,
 658                                          max_addr);
 659                         num_nodes++;
 660                 }
 661         }
 662 out:
 663         memnode_shift = compute_hash_shift(nodes, num_nodes, NULL);
 664         if (memnode_shift < 0) {
 665                 memnode_shift = 0;
 666                 printk(KERN_ERR "No NUMA hash function found.  NUMA emulation "
 667                        "disabled.\n");
 668                 return -1;
 669         }
 670
 671         /*
 672          * We need to vacate all active ranges that may have been registered for
 673          * the e820 memory map.
 674          */
 675         remove_all_active_ranges();
 676         for_each_node_mask(i, node_possible_map) {
 677                 e820_register_active_regions(i, nodes[i].start >> PAGE_SHIFT,
 678                                                 nodes[i].end >> PAGE_SHIFT);
 679                 setup_node_bootmem(i, nodes[i].start, nodes[i].end);
 680         }
 681         acpi_fake_nodes(nodes, num_nodes);
 682         numa_init_array();
 683         return 0;
 684 }
 685 #endif /* CONFIG_NUMA_EMU */
 686
 687 void __init initmem_init(unsigned long start_pfn, unsigned long last_pfn,
 688                                 int acpi, int k8)
 689 {
 690         int i;
 691
 692         nodes_clear(node_possible_map);
 693         nodes_clear(node_online_map);
 694
 695 #ifdef CONFIG_NUMA_EMU
 696         if (cmdline && !numa_emulation(start_pfn, last_pfn, acpi, k8))
 697                 return;
 698         nodes_clear(node_possible_map);
 699         nodes_clear(node_online_map);
 700 #endif
 701
 702 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
 703         if (!numa_off && acpi && !acpi_scan_nodes(start_pfn << PAGE_SHIFT,
 704                                                   last_pfn << PAGE_SHIFT))
 705                 return;
 706         nodes_clear(node_possible_map);
 707         nodes_clear(node_online_map);
 708 #endif
 709
 710 #ifdef CONFIG_K8_NUMA
 711         if (!numa_off && k8 && !k8_scan_nodes())
 712                 return;
 713         nodes_clear(node_possible_map);
 714         nodes_clear(node_online_map);
 715 #endif
 716         printk(KERN_INFO "%s\n",
 717                numa_off ? "NUMA turned off" : "No NUMA configuration found");
 718
 719         printk(KERN_INFO "Faking a node at %016lx-%016lx\n",
 720                start_pfn << PAGE_SHIFT,
 721                last_pfn << PAGE_SHIFT);
 722         /* setup dummy node covering all memory */
 723         memnode_shift = 63;
 724         memnodemap = memnode.embedded_map;
 725         memnodemap[0] = 0;
 726         node_set_online(0);
 727         node_set(0, node_possible_map);
 728         for (i = 0; i < nr_cpu_ids; i++)
 729                 numa_set_node(i, 0);
 730         e820_register_active_regions(0, start_pfn, last_pfn);
 731         setup_node_bootmem(0, start_pfn << PAGE_SHIFT, last_pfn << PAGE_SHIFT);
 732 }
 733
 734 unsigned long __init numa_free_all_bootmem(void)
 735 {
 736         unsigned long pages = 0;
 737         int i;
 738
 739         for_each_online_node(i)
 740                 pages += free_all_bootmem_node(NODE_DATA(i));
 741
 742 #ifdef CONFIG_NO_BOOTMEM
 743         pages += free_all_memory_core_early(MAX_NUMNODES);
 744 #endif
 745
 746         return pages;
 747 }
 748
 749 static __init int numa_setup(char *opt)
 750 {
 751         if (!opt)
 752                 return -EINVAL;
 753         if (!strncmp(opt, "off", 3))
 754                 numa_off = 1;
 755 #ifdef CONFIG_NUMA_EMU
 756         if (!strncmp(opt, "fake=", 5))
 757                 cmdline = opt + 5;
 758 #endif
 759 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
 760         if (!strncmp(opt, "noacpi", 6))
 761                 acpi_numa = -1;
 762 #endif
 763         return 0;
 764 }
 765 early_param("numa", numa_setup);
 766
 767 #ifdef CONFIG_NUMA
 768
 769 static __init int find_near_online_node(int node)
 770 {
 771         int n, val;
 772         int min_val = INT_MAX;
 773         int best_node = -1;
 774
 775         for_each_online_node(n) {
 776                 val = node_distance(node, n);
 777
 778                 if (val < min_val) {
 779                         min_val = val;
 780                         best_node = n;
 781                 }
 782         }
 783
 784         return best_node;
 785 }
 786
 787 /*
 788  * Setup early cpu_to_node.
 789  *
 790  * Populate cpu_to_node[] only if x86_cpu_to_apicid[],
 791  * and apicid_to_node[] tables have valid entries for a CPU.
 792  * This means we skip cpu_to_node[] initialisation for NUMA
 793  * emulation and faking node case (when running a kernel compiled
 794  * for NUMA on a non NUMA box), which is OK as cpu_to_node[]
 795  * is already initialized in a round robin manner at numa_init_array,
 796  * prior to this call, and this initialization is good enough
 797  * for the fake NUMA cases.
 798  *
 799  * Called before the per_cpu areas are setup.
 800  */
 801 void __init init_cpu_to_node(void)
 802 {
 803         int cpu;
 804         u16 *cpu_to_apicid = early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_apicid);
 805
 806         BUG_ON(cpu_to_apicid == NULL);
 807
 808         for_each_possible_cpu(cpu) {
 809                 int node;
 810                 u16 apicid = cpu_to_apicid[cpu];
 811
 812                 if (apicid == BAD_APICID)
 813                         continue;
 814                 node = apicid_to_node[apicid];
 815                 if (node == NUMA_NO_NODE)
 816                         continue;
 817                 if (!node_online(node))
 818                         node = find_near_online_node(node);
 819                 numa_set_node(cpu, node);
 820         }
 821 }
 822 #endif
 823
 824
 825 void __cpuinit numa_set_node(int cpu, int node)
 826 {
 827         int *cpu_to_node_map = early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map);
 828
 829         /* early setting, no percpu area yet */
 830         if (cpu_to_node_map) {
 831                 cpu_to_node_map[cpu] = node;
 832                 return;
 833         }
 834
 835 #ifdef CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS
 836         if (cpu >= nr_cpu_ids || !cpu_possible(cpu)) {
 837                 printk(KERN_ERR "numa_set_node: invalid cpu# (%d)\n", cpu);
 838                 dump_stack();
 839                 return;
 840         }
 841 #endif
 842         per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu) = node;
 843
 844         if (node != NUMA_NO_NODE)
 845                 per_cpu(node_number, cpu) = node;
 846 }
 847
 848 void __cpuinit numa_clear_node(int cpu)
 849 {
 850         numa_set_node(cpu, NUMA_NO_NODE);
 851 }
 852
 853 #ifndef CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS
 854
 855 void __cpuinit numa_add_cpu(int cpu)
 856 {
 857         cpumask_set_cpu(cpu, node_to_cpumask_map[early_cpu_to_node(cpu)]);
 858 }
 859
 860 void __cpuinit numa_remove_cpu(int cpu)
 861 {
 862         cpumask_clear_cpu(cpu, node_to_cpumask_map[early_cpu_to_node(cpu)]);
 863 }
 864
 865 #else /* CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS */
 866
 867 /*
 868  * --------- debug versions of the numa functions ---------
 869  */
 870 static void __cpuinit numa_set_cpumask(int cpu, int enable)
 871 {
 872         int node = early_cpu_to_node(cpu);
 873         struct cpumask *mask;
 874         char buf[64];
 875
 876         mask = node_to_cpumask_map[node];
 877         if (mask == NULL) {
 878                 printk(KERN_ERR "node_to_cpumask_map[%i] NULL\n", node);
 879                 dump_stack();
 880                 return;
 881         }
 882
 883         if (enable)
 884                 cpumask_set_cpu(cpu, mask);
 885         else
 886                 cpumask_clear_cpu(cpu, mask);
 887
 888         cpulist_scnprintf(buf, sizeof(buf), mask);
 889         printk(KERN_DEBUG "%s cpu %d node %d: mask now %s\n",
 890                 enable ? "numa_add_cpu" : "numa_remove_cpu", cpu, node, buf);
 891 }
 892
 893 void __cpuinit numa_add_cpu(int cpu)
 894 {
 895         numa_set_cpumask(cpu, 1);
 896 }
 897
 898 void __cpuinit numa_remove_cpu(int cpu)
 899 {
 900         numa_set_cpumask(cpu, 0);
 901 }
 902
 903 int cpu_to_node(int cpu)
 904 {
 905         if (early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map)) {
 906                 printk(KERN_WARNING
 907                         "cpu_to_node(%d): usage too early!\n", cpu);
 908                 dump_stack();
 909                 return early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map)[cpu];
 910         }
 911         return per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu);
 912 }
 913 EXPORT_SYMBOL(cpu_to_node);
 914
 915 /*
 916  * Same function as cpu_to_node() but used if called before the
 917  * per_cpu areas are setup.
 918  */
 919 int early_cpu_to_node(int cpu)
 920 {
 921         if (early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map))
 922                 return early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map)[cpu];
 923
 924         if (!cpu_possible(cpu)) {
 925                 printk(KERN_WARNING
 926                         "early_cpu_to_node(%d): no per_cpu area!\n", cpu);
 927                 dump_stack();
 928                 return NUMA_NO_NODE;
 929         }
 930         return per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu);
 931 }
 932
 933 /*
 934  * --------- end of debug versions of the numa functions ---------
 935  */
 936
 937 #endif /* CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS */