arch/x86/mm/numa.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /* Common code for 32 and 64-bit NUMA */
   3 #include <linux/acpi.h>
   4 #include <linux/kernel.h>
   5 #include <linux/mm.h>
   6 #include <linux/string.h>
   7 #include <linux/init.h>
   8 #include <linux/memblock.h>
   9 #include <linux/mmzone.h>
  10 #include <linux/ctype.h>
  11 #include <linux/nodemask.h>
  12 #include <linux/sched.h>
  13 #include <linux/topology.h>
  14
  15 #include <asm/e820/api.h>
  16 #include <asm/proto.h>
  17 #include <asm/dma.h>
  18 #include <asm/amd_nb.h>
  19
  20 #include "numa_internal.h"
  21
  22 int numa_off;
  23 nodemask_t numa_nodes_parsed __initdata;
  24
  25 struct pglist_data *node_data[MAX_NUMNODES] __read_mostly;
  26 EXPORT_SYMBOL(node_data);
  27
  28 static struct numa_meminfo numa_meminfo __initdata_or_meminfo;
  29 static struct numa_meminfo numa_reserved_meminfo __initdata_or_meminfo;
  30
  31 static int numa_distance_cnt;
  32 static u8 *numa_distance;
  33
  34 static __init int numa_setup(char *opt)
  35 {
  36         if (!opt)
  37                 return -EINVAL;
  38         if (!strncmp(opt, "off", 3))
  39                 numa_off = 1;
  40 #ifdef CONFIG_NUMA_EMU
  41         if (!strncmp(opt, "fake=", 5))
  42                 numa_emu_cmdline(opt + 5);
  43 #endif
  44 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
  45         if (!strncmp(opt, "noacpi", 6))
  46                 acpi_numa = -1;
  47 #endif
  48         return 0;
  49 }
  50 early_param("numa", numa_setup);
  51
  52 /*
  53  * apicid, cpu, node mappings
  54  */
  55 s16 __apicid_to_node[MAX_LOCAL_APIC] = {
  56         [0 ... MAX_LOCAL_APIC-1] = NUMA_NO_NODE
  57 };
  58
  59 int numa_cpu_node(int cpu)
  60 {
  61         int apicid = early_per_cpu(x86_cpu_to_apicid, cpu);
  62
  63         if (apicid != BAD_APICID)
  64                 return __apicid_to_node[apicid];
  65         return NUMA_NO_NODE;
  66 }
  67
  68 cpumask_var_t node_to_cpumask_map[MAX_NUMNODES];
  69 EXPORT_SYMBOL(node_to_cpumask_map);
  70
  71 /*
  72  * Map cpu index to node index
  73  */
  74 DEFINE_EARLY_PER_CPU(int, x86_cpu_to_node_map, NUMA_NO_NODE);
  75 EXPORT_EARLY_PER_CPU_SYMBOL(x86_cpu_to_node_map);
  76
  77 void numa_set_node(int cpu, int node)
  78 {
  79         int *cpu_to_node_map = early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map);
  80
  81         /* early setting, no percpu area yet */
  82         if (cpu_to_node_map) {
  83                 cpu_to_node_map[cpu] = node;
  84                 return;
  85         }
  86
  87 #ifdef CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS
  88         if (cpu >= nr_cpu_ids || !cpu_possible(cpu)) {
  89                 printk(KERN_ERR "numa_set_node: invalid cpu# (%d)\n", cpu);
  90                 dump_stack();
  91                 return;
  92         }
  93 #endif
  94         per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu) = node;
  95
  96         set_cpu_numa_node(cpu, node);
  97 }
  98
  99 void numa_clear_node(int cpu)
 100 {
 101         numa_set_node(cpu, NUMA_NO_NODE);
 102 }
 103
 104 /*
 105  * Allocate node_to_cpumask_map based on number of available nodes
 106  * Requires node_possible_map to be valid.
 107  *
 108  * Note: cpumask_of_node() is not valid until after this is done.
 109  * (Use CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS to check this.)
 110  */
 111 void __init setup_node_to_cpumask_map(void)
 112 {
 113         unsigned int node;
 114
 115         /* setup nr_node_ids if not done yet */
 116         if (nr_node_ids == MAX_NUMNODES)
 117                 setup_nr_node_ids();
 118
 119         /* allocate the map */
 120         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
 121                 alloc_bootmem_cpumask_var(&node_to_cpumask_map[node]);
 122
 123         /* cpumask_of_node() will now work */
 124         pr_debug("Node to cpumask map for %u nodes\n", nr_node_ids);
 125 }
 126
 127 static int __init numa_add_memblk_to(int nid, u64 start, u64 end,
 128                                      struct numa_meminfo *mi)
 129 {
 130         /* ignore zero length blks */
 131         if (start == end)
 132                 return 0;
 133
 134         /* whine about and ignore invalid blks */
 135         if (start > end || nid < 0 || nid >= MAX_NUMNODES) {
 136                 pr_warn("Warning: invalid memblk node %d [mem %#010Lx-%#010Lx]\n",
 137                         nid, start, end - 1);
 138                 return 0;
 139         }
 140
 141         if (mi->nr_blks >= NR_NODE_MEMBLKS) {
 142                 pr_err("too many memblk ranges\n");
 143                 return -EINVAL;
 144         }
 145
 146         mi->blk[mi->nr_blks].start = start;
 147         mi->blk[mi->nr_blks].end = end;
 148         mi->blk[mi->nr_blks].nid = nid;
 149         mi->nr_blks++;
 150         return 0;
 151 }
 152
 153 /**
 154  * numa_remove_memblk_from - Remove one numa_memblk from a numa_meminfo
 155  * @idx: Index of memblk to remove
 156  * @mi: numa_meminfo to remove memblk from
 157  *
 158  * Remove @idx'th numa_memblk from @mi by shifting @mi->blk[] and
 159  * decrementing @mi->nr_blks.
 160  */
 161 void __init numa_remove_memblk_from(int idx, struct numa_meminfo *mi)
 162 {
 163         mi->nr_blks--;
 164         memmove(&mi->blk[idx], &mi->blk[idx + 1],
 165                 (mi->nr_blks - idx) * sizeof(mi->blk[0]));
 166 }
 167
 168 /**
 169  * numa_move_tail_memblk - Move a numa_memblk from one numa_meminfo to another
 170  * @dst: numa_meminfo to append block to
 171  * @idx: Index of memblk to remove
 172  * @src: numa_meminfo to remove memblk from
 173  */
 174 static void __init numa_move_tail_memblk(struct numa_meminfo *dst, int idx,
 175                                          struct numa_meminfo *src)
 176 {
 177         dst->blk[dst->nr_blks++] = src->blk[idx];
 178         numa_remove_memblk_from(idx, src);
 179 }
 180
 181 /**
 182  * numa_add_memblk - Add one numa_memblk to numa_meminfo
 183  * @nid: NUMA node ID of the new memblk
 184  * @start: Start address of the new memblk
 185  * @end: End address of the new memblk
 186  *
 187  * Add a new memblk to the default numa_meminfo.
 188  *
 189  * RETURNS:
 190  * 0 on success, -errno on failure.
 191  */
 192 int __init numa_add_memblk(int nid, u64 start, u64 end)
 193 {
 194         return numa_add_memblk_to(nid, start, end, &numa_meminfo);
 195 }
 196
 197 /* Allocate NODE_DATA for a node on the local memory */
 198 static void __init alloc_node_data(int nid)
 199 {
 200         const size_t nd_size = roundup(sizeof(pg_data_t), PAGE_SIZE);
 201         u64 nd_pa;
 202         void *nd;
 203         int tnid;
 204
 205         /*
 206          * Allocate node data.  Try node-local memory and then any node.
 207          * Never allocate in DMA zone.
 208          */
 209         nd_pa = memblock_phys_alloc_try_nid(nd_size, SMP_CACHE_BYTES, nid);
 210         if (!nd_pa) {
 211                 pr_err("Cannot find %zu bytes in any node (initial node: %d)\n",
 212                        nd_size, nid);
 213                 return;
 214         }
 215         nd = __va(nd_pa);
 216
 217         /* report and initialize */
 218         printk(KERN_INFO "NODE_DATA(%d) allocated [mem %#010Lx-%#010Lx]\n", nid,
 219                nd_pa, nd_pa + nd_size - 1);
 220         tnid = early_pfn_to_nid(nd_pa >> PAGE_SHIFT);
 221         if (tnid != nid)
 222                 printk(KERN_INFO "    NODE_DATA(%d) on node %d\n", nid, tnid);
 223
 224         node_data[nid] = nd;
 225         memset(NODE_DATA(nid), 0, sizeof(pg_data_t));
 226
 227         node_set_online(nid);
 228 }
 229
 230 /**
 231  * numa_cleanup_meminfo - Cleanup a numa_meminfo
 232  * @mi: numa_meminfo to clean up
 233  *
 234  * Sanitize @mi by merging and removing unnecessary memblks.  Also check for
 235  * conflicts and clear unused memblks.
 236  *
 237  * RETURNS:
 238  * 0 on success, -errno on failure.
 239  */
 240 int __init numa_cleanup_meminfo(struct numa_meminfo *mi)
 241 {
 242         const u64 low = 0;
 243         const u64 high = PFN_PHYS(max_pfn);
 244         int i, j, k;
 245
 246         /* first, trim all entries */
 247         for (i = 0; i < mi->nr_blks; i++) {
 248                 struct numa_memblk *bi = &mi->blk[i];
 249
 250                 /* move / save reserved memory ranges */
 251                 if (!memblock_overlaps_region(&memblock.memory,
 252                                         bi->start, bi->end - bi->start)) {
 253                         numa_move_tail_memblk(&numa_reserved_meminfo, i--, mi);
 254                         continue;
 255                 }
 256
 257                 /* make sure all non-reserved blocks are inside the limits */
 258                 bi->start = max(bi->start, low);
 259                 bi->end = min(bi->end, high);
 260
 261                 /* and there's no empty block */
 262                 if (bi->start >= bi->end)
 263                         numa_remove_memblk_from(i--, mi);
 264         }
 265
 266         /* merge neighboring / overlapping entries */
 267         for (i = 0; i < mi->nr_blks; i++) {
 268                 struct numa_memblk *bi = &mi->blk[i];
 269
 270                 for (j = i + 1; j < mi->nr_blks; j++) {
 271                         struct numa_memblk *bj = &mi->blk[j];
 272                         u64 start, end;
 273
 274                         /*
 275                          * See whether there are overlapping blocks.  Whine
 276                          * about but allow overlaps of the same nid.  They
 277                          * will be merged below.
 278                          */
 279                         if (bi->end > bj->start && bi->start < bj->end) {
 280                                 if (bi->nid != bj->nid) {
 281                                         pr_err("node %d [mem %#010Lx-%#010Lx] overlaps with node %d [mem %#010Lx-%#010Lx]\n",
 282                                                bi->nid, bi->start, bi->end - 1,
 283                                                bj->nid, bj->start, bj->end - 1);
 284                                         return -EINVAL;
 285                                 }
 286                                 pr_warn("Warning: node %d [mem %#010Lx-%#010Lx] overlaps with itself [mem %#010Lx-%#010Lx]\n",
 287                                         bi->nid, bi->start, bi->end - 1,
 288                                         bj->start, bj->end - 1);
 289                         }
 290
 291                         /*
 292                          * Join together blocks on the same node, holes
 293                          * between which don't overlap with memory on other
 294                          * nodes.
 295                          */
 296                         if (bi->nid != bj->nid)
 297                                 continue;
 298                         start = min(bi->start, bj->start);
 299                         end = max(bi->end, bj->end);
 300                         for (k = 0; k < mi->nr_blks; k++) {
 301                                 struct numa_memblk *bk = &mi->blk[k];
 302
 303                                 if (bi->nid == bk->nid)
 304                                         continue;
 305                                 if (start < bk->end && end > bk->start)
 306                                         break;
 307                         }
 308                         if (k < mi->nr_blks)
 309                                 continue;
 310                         printk(KERN_INFO "NUMA: Node %d [mem %#010Lx-%#010Lx] + [mem %#010Lx-%#010Lx] -> [mem %#010Lx-%#010Lx]\n",
 311                                bi->nid, bi->start, bi->end - 1, bj->start,
 312                                bj->end - 1, start, end - 1);
 313                         bi->start = start;
 314                         bi->end = end;
 315                         numa_remove_memblk_from(j--, mi);
 316                 }
 317         }
 318
 319         /* clear unused ones */
 320         for (i = mi->nr_blks; i < ARRAY_SIZE(mi->blk); i++) {
 321                 mi->blk[i].start = mi->blk[i].end = 0;
 322                 mi->blk[i].nid = NUMA_NO_NODE;
 323         }
 324
 325         return 0;
 326 }
 327
 328 /*
 329  * Set nodes, which have memory in @mi, in *@nodemask.
 330  */
 331 static void __init numa_nodemask_from_meminfo(nodemask_t *nodemask,
 332                                               const struct numa_meminfo *mi)
 333 {
 334         int i;
 335
 336         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(mi->blk); i++)
 337                 if (mi->blk[i].start != mi->blk[i].end &&
 338                     mi->blk[i].nid != NUMA_NO_NODE)
 339                         node_set(mi->blk[i].nid, *nodemask);
 340 }
 341
 342 /**
 343  * numa_reset_distance - Reset NUMA distance table
 344  *
 345  * The current table is freed.  The next numa_set_distance() call will
 346  * create a new one.
 347  */
 348 void __init numa_reset_distance(void)
 349 {
 350         size_t size = numa_distance_cnt * numa_distance_cnt * sizeof(numa_distance[0]);
 351
 352         /* numa_distance could be 1LU marking allocation failure, test cnt */
 353         if (numa_distance_cnt)
 354                 memblock_free(__pa(numa_distance), size);
 355         numa_distance_cnt = 0;
 356         numa_distance = NULL;   /* enable table creation */
 357 }
 358
 359 static int __init numa_alloc_distance(void)
 360 {
 361         nodemask_t nodes_parsed;
 362         size_t size;
 363         int i, j, cnt = 0;
 364         u64 phys;
 365
 366         /* size the new table and allocate it */
 367         nodes_parsed = numa_nodes_parsed;
 368         numa_nodemask_from_meminfo(&nodes_parsed, &numa_meminfo);
 369
 370         for_each_node_mask(i, nodes_parsed)
 371                 cnt = i;
 372         cnt++;
 373         size = cnt * cnt * sizeof(numa_distance[0]);
 374
 375         phys = memblock_find_in_range(0, PFN_PHYS(max_pfn_mapped),
 376                                       size, PAGE_SIZE);
 377         if (!phys) {
 378                 pr_warn("Warning: can't allocate distance table!\n");
 379                 /* don't retry until explicitly reset */
 380                 numa_distance = (void *)1LU;
 381                 return -ENOMEM;
 382         }
 383         memblock_reserve(phys, size);
 384
 385         numa_distance = __va(phys);
 386         numa_distance_cnt = cnt;
 387
 388         /* fill with the default distances */
 389         for (i = 0; i < cnt; i++)
 390                 for (j = 0; j < cnt; j++)
 391                         numa_distance[i * cnt + j] = i == j ?
 392                                 LOCAL_DISTANCE : REMOTE_DISTANCE;
 393         printk(KERN_DEBUG "NUMA: Initialized distance table, cnt=%d\n", cnt);
 394
 395         return 0;
 396 }
 397
 398 /**
 399  * numa_set_distance - Set NUMA distance from one NUMA to another
 400  * @from: the 'from' node to set distance
 401  * @to: the 'to'  node to set distance
 402  * @distance: NUMA distance
 403  *
 404  * Set the distance from node @from to @to to @distance.  If distance table
 405  * doesn't exist, one which is large enough to accommodate all the currently
 406  * known nodes will be created.
 407  *
 408  * If such table cannot be allocated, a warning is printed and further
 409  * calls are ignored until the distance table is reset with
 410  * numa_reset_distance().
 411  *
 412  * If @from or @to is higher than the highest known node or lower than zero
 413  * at the time of table creation or @distance doesn't make sense, the call
 414  * is ignored.
 415  * This is to allow simplification of specific NUMA config implementations.
 416  */
 417 void __init numa_set_distance(int from, int to, int distance)
 418 {
 419         if (!numa_distance && numa_alloc_distance() < 0)
 420                 return;
 421
 422         if (from >= numa_distance_cnt || to >= numa_distance_cnt ||
 423                         from < 0 || to < 0) {
 424                 pr_warn_once("Warning: node ids are out of bound, from=%d to=%d distance=%d\n",
 425                              from, to, distance);
 426                 return;
 427         }
 428
 429         if ((u8)distance != distance ||
 430             (from == to && distance != LOCAL_DISTANCE)) {
 431                 pr_warn_once("Warning: invalid distance parameter, from=%d to=%d distance=%d\n",
 432                              from, to, distance);
 433                 return;
 434         }
 435
 436         numa_distance[from * numa_distance_cnt + to] = distance;
 437 }
 438
 439 int __node_distance(int from, int to)
 440 {
 441         if (from >= numa_distance_cnt || to >= numa_distance_cnt)
 442                 return from == to ? LOCAL_DISTANCE : REMOTE_DISTANCE;
 443         return numa_distance[from * numa_distance_cnt + to];
 444 }
 445 EXPORT_SYMBOL(__node_distance);
 446
 447 /*
 448  * Sanity check to catch more bad NUMA configurations (they are amazingly
 449  * common).  Make sure the nodes cover all memory.
 450  */
 451 static bool __init numa_meminfo_cover_memory(const struct numa_meminfo *mi)
 452 {
 453         u64 numaram, e820ram;
 454         int i;
 455
 456         numaram = 0;
 457         for (i = 0; i < mi->nr_blks; i++) {
 458                 u64 s = mi->blk[i].start >> PAGE_SHIFT;
 459                 u64 e = mi->blk[i].end >> PAGE_SHIFT;
 460                 numaram += e - s;
 461                 numaram -= __absent_pages_in_range(mi->blk[i].nid, s, e);
 462                 if ((s64)numaram < 0)
 463                         numaram = 0;
 464         }
 465
 466         e820ram = max_pfn - absent_pages_in_range(0, max_pfn);
 467
 468         /* We seem to lose 3 pages somewhere. Allow 1M of slack. */
 469         if ((s64)(e820ram - numaram) >= (1 << (20 - PAGE_SHIFT))) {
 470                 printk(KERN_ERR "NUMA: nodes only cover %LuMB of your %LuMB e820 RAM. Not used.\n",
 471                        (numaram << PAGE_SHIFT) >> 20,
 472                        (e820ram << PAGE_SHIFT) >> 20);
 473                 return false;
 474         }
 475         return true;
 476 }
 477
 478 /*
 479  * Mark all currently memblock-reserved physical memory (which covers the
 480  * kernel's own memory ranges) as hot-unswappable.
 481  */
 482 static void __init numa_clear_kernel_node_hotplug(void)
 483 {
 484         nodemask_t reserved_nodemask = NODE_MASK_NONE;
 485         struct memblock_region *mb_region;
 486         int i;
 487
 488         /*
 489          * We have to do some preprocessing of memblock regions, to
 490          * make them suitable for reservation.
 491          *
 492          * At this time, all memory regions reserved by memblock are
 493          * used by the kernel, but those regions are not split up
 494          * along node boundaries yet, and don't necessarily have their
 495          * node ID set yet either.
 496          *
 497          * So iterate over all memory known to the x86 architecture,
 498          * and use those ranges to set the nid in memblock.reserved.
 499          * This will split up the memblock regions along node
 500          * boundaries and will set the node IDs as well.
 501          */
 502         for (i = 0; i < numa_meminfo.nr_blks; i++) {
 503                 struct numa_memblk *mb = numa_meminfo.blk + i;
 504                 int ret;
 505
 506                 ret = memblock_set_node(mb->start, mb->end - mb->start, &memblock.reserved, mb->nid);
 507                 WARN_ON_ONCE(ret);
 508         }
 509
 510         /*
 511          * Now go over all reserved memblock regions, to construct a
 512          * node mask of all kernel reserved memory areas.
 513          *
 514          * [ Note, when booting with mem=nn[kMG] or in a kdump kernel,
 515          *   numa_meminfo might not include all memblock.reserved
 516          *   memory ranges, because quirks such as trim_snb_memory()
 517          *   reserve specific pages for Sandy Bridge graphics. ]
 518          */
 519         for_each_memblock(reserved, mb_region) {
 520                 if (mb_region->nid != MAX_NUMNODES)
 521                         node_set(mb_region->nid, reserved_nodemask);
 522         }
 523
 524         /*
 525          * Finally, clear the MEMBLOCK_HOTPLUG flag for all memory
 526          * belonging to the reserved node mask.
 527          *
 528          * Note that this will include memory regions that reside
 529          * on nodes that contain kernel memory - entire nodes
 530          * become hot-unpluggable:
 531          */
 532         for (i = 0; i < numa_meminfo.nr_blks; i++) {
 533                 struct numa_memblk *mb = numa_meminfo.blk + i;
 534
 535                 if (!node_isset(mb->nid, reserved_nodemask))
 536                         continue;
 537
 538                 memblock_clear_hotplug(mb->start, mb->end - mb->start);
 539         }
 540 }
 541
 542 static int __init numa_register_memblks(struct numa_meminfo *mi)
 543 {
 544         unsigned long uninitialized_var(pfn_align);
 545         int i, nid;
 546
 547         /* Account for nodes with cpus and no memory */
 548         node_possible_map = numa_nodes_parsed;
 549         numa_nodemask_from_meminfo(&node_possible_map, mi);
 550         if (WARN_ON(nodes_empty(node_possible_map)))
 551                 return -EINVAL;
 552
 553         for (i = 0; i < mi->nr_blks; i++) {
 554                 struct numa_memblk *mb = &mi->blk[i];
 555                 memblock_set_node(mb->start, mb->end - mb->start,
 556                                   &memblock.memory, mb->nid);
 557         }
 558
 559         /*
 560          * At very early time, the kernel have to use some memory such as
 561          * loading the kernel image. We cannot prevent this anyway. So any
 562          * node the kernel resides in should be un-hotpluggable.
 563          *
 564          * And when we come here, alloc node data won't fail.
 565          */
 566         numa_clear_kernel_node_hotplug();
 567
 568         /*
 569          * If sections array is gonna be used for pfn -> nid mapping, check
 570          * whether its granularity is fine enough.
 571          */
 572 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
 573         pfn_align = node_map_pfn_alignment();
 574         if (pfn_align && pfn_align < PAGES_PER_SECTION) {
 575                 printk(KERN_WARNING "Node alignment %LuMB < min %LuMB, rejecting NUMA config\n",
 576                        PFN_PHYS(pfn_align) >> 20,
 577                        PFN_PHYS(PAGES_PER_SECTION) >> 20);
 578                 return -EINVAL;
 579         }
 580 #endif
 581         if (!numa_meminfo_cover_memory(mi))
 582                 return -EINVAL;
 583
 584         /* Finally register nodes. */
 585         for_each_node_mask(nid, node_possible_map) {
 586                 u64 start = PFN_PHYS(max_pfn);
 587                 u64 end = 0;
 588
 589                 for (i = 0; i < mi->nr_blks; i++) {
 590                         if (nid != mi->blk[i].nid)
 591                                 continue;
 592                         start = min(mi->blk[i].start, start);
 593                         end = max(mi->blk[i].end, end);
 594                 }
 595
 596                 if (start >= end)
 597                         continue;
 598
 599                 /*
 600                  * Don't confuse VM with a node that doesn't have the
 601                  * minimum amount of memory:
 602                  */
 603                 if (end && (end - start) < NODE_MIN_SIZE)
 604                         continue;
 605
 606                 alloc_node_data(nid);
 607         }
 608
 609         /* Dump memblock with node info and return. */
 610         memblock_dump_all();
 611         return 0;
 612 }
 613
 614 /*
 615  * There are unfortunately some poorly designed mainboards around that
 616  * only connect memory to a single CPU. This breaks the 1:1 cpu->node
 617  * mapping. To avoid this fill in the mapping for all possible CPUs,
 618  * as the number of CPUs is not known yet. We round robin the existing
 619  * nodes.
 620  */
 621 static void __init numa_init_array(void)
 622 {
 623         int rr, i;
 624
 625         rr = first_node(node_online_map);
 626         for (i = 0; i < nr_cpu_ids; i++) {
 627                 if (early_cpu_to_node(i) != NUMA_NO_NODE)
 628                         continue;
 629                 numa_set_node(i, rr);
 630                 rr = next_node_in(rr, node_online_map);
 631         }
 632 }
 633
 634 static int __init numa_init(int (*init_func)(void))
 635 {
 636         int i;
 637         int ret;
 638
 639         for (i = 0; i < MAX_LOCAL_APIC; i++)
 640                 set_apicid_to_node(i, NUMA_NO_NODE);
 641
 642         nodes_clear(numa_nodes_parsed);
 643         nodes_clear(node_possible_map);
 644         nodes_clear(node_online_map);
 645         memset(&numa_meminfo, 0, sizeof(numa_meminfo));
 646         WARN_ON(memblock_set_node(0, ULLONG_MAX, &memblock.memory,
 647                                   MAX_NUMNODES));
 648         WARN_ON(memblock_set_node(0, ULLONG_MAX, &memblock.reserved,
 649                                   MAX_NUMNODES));
 650         /* In case that parsing SRAT failed. */
 651         WARN_ON(memblock_clear_hotplug(0, ULLONG_MAX));
 652         numa_reset_distance();
 653
 654         ret = init_func();
 655         if (ret < 0)
 656                 return ret;
 657
 658         /*
 659          * We reset memblock back to the top-down direction
 660          * here because if we configured ACPI_NUMA, we have
 661          * parsed SRAT in init_func(). It is ok to have the
 662          * reset here even if we did't configure ACPI_NUMA
 663          * or acpi numa init fails and fallbacks to dummy
 664          * numa init.
 665          */
 666         memblock_set_bottom_up(false);
 667
 668         ret = numa_cleanup_meminfo(&numa_meminfo);
 669         if (ret < 0)
 670                 return ret;
 671
 672         numa_emulation(&numa_meminfo, numa_distance_cnt);
 673
 674         ret = numa_register_memblks(&numa_meminfo);
 675         if (ret < 0)
 676                 return ret;
 677
 678         for (i = 0; i < nr_cpu_ids; i++) {
 679                 int nid = early_cpu_to_node(i);
 680
 681                 if (nid == NUMA_NO_NODE)
 682                         continue;
 683                 if (!node_online(nid))
 684                         numa_clear_node(i);
 685         }
 686         numa_init_array();
 687
 688         return 0;
 689 }
 690
 691 /**
 692  * dummy_numa_init - Fallback dummy NUMA init
 693  *
 694  * Used if there's no underlying NUMA architecture, NUMA initialization
 695  * fails, or NUMA is disabled on the command line.
 696  *
 697  * Must online at least one node and add memory blocks that cover all
 698  * allowed memory.  This function must not fail.
 699  */
 700 static int __init dummy_numa_init(void)
 701 {
 702         printk(KERN_INFO "%s\n",
 703                numa_off ? "NUMA turned off" : "No NUMA configuration found");
 704         printk(KERN_INFO "Faking a node at [mem %#018Lx-%#018Lx]\n",
 705                0LLU, PFN_PHYS(max_pfn) - 1);
 706
 707         node_set(0, numa_nodes_parsed);
 708         numa_add_memblk(0, 0, PFN_PHYS(max_pfn));
 709
 710         return 0;
 711 }
 712
 713 /**
 714  * x86_numa_init - Initialize NUMA
 715  *
 716  * Try each configured NUMA initialization method until one succeeds.  The
 717  * last fallback is dummy single node config encompassing whole memory and
 718  * never fails.
 719  */
 720 void __init x86_numa_init(void)
 721 {
 722         if (!numa_off) {
 723 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
 724                 if (!numa_init(x86_acpi_numa_init))
 725                         return;
 726 #endif
 727 #ifdef CONFIG_AMD_NUMA
 728                 if (!numa_init(amd_numa_init))
 729                         return;
 730 #endif
 731         }
 732
 733         numa_init(dummy_numa_init);
 734 }
 735
 736 static void __init init_memory_less_node(int nid)
 737 {
 738         unsigned long zones_size[MAX_NR_ZONES] = {0};
 739         unsigned long zholes_size[MAX_NR_ZONES] = {0};
 740
 741         /* Allocate and initialize node data. Memory-less node is now online.*/
 742         alloc_node_data(nid);
 743         free_area_init_node(nid, zones_size, 0, zholes_size);
 744
 745         /*
 746          * All zonelists will be built later in start_kernel() after per cpu
 747          * areas are initialized.
 748          */
 749 }
 750
 751 /*
 752  * Setup early cpu_to_node.
 753  *
 754  * Populate cpu_to_node[] only if x86_cpu_to_apicid[],
 755  * and apicid_to_node[] tables have valid entries for a CPU.
 756  * This means we skip cpu_to_node[] initialisation for NUMA
 757  * emulation and faking node case (when running a kernel compiled
 758  * for NUMA on a non NUMA box), which is OK as cpu_to_node[]
 759  * is already initialized in a round robin manner at numa_init_array,
 760  * prior to this call, and this initialization is good enough
 761  * for the fake NUMA cases.
 762  *
 763  * Called before the per_cpu areas are setup.
 764  */
 765 void __init init_cpu_to_node(void)
 766 {
 767         int cpu;
 768         u16 *cpu_to_apicid = early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_apicid);
 769
 770         BUG_ON(cpu_to_apicid == NULL);
 771
 772         for_each_possible_cpu(cpu) {
 773                 int node = numa_cpu_node(cpu);
 774
 775                 if (node == NUMA_NO_NODE)
 776                         continue;
 777
 778                 if (!node_online(node))
 779                         init_memory_less_node(node);
 780
 781                 numa_set_node(cpu, node);
 782         }
 783 }
 784
 785 #ifndef CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS
 786
 787 # ifndef CONFIG_NUMA_EMU
 788 void numa_add_cpu(int cpu)
 789 {
 790         cpumask_set_cpu(cpu, node_to_cpumask_map[early_cpu_to_node(cpu)]);
 791 }
 792
 793 void numa_remove_cpu(int cpu)
 794 {
 795         cpumask_clear_cpu(cpu, node_to_cpumask_map[early_cpu_to_node(cpu)]);
 796 }
 797 # endif /* !CONFIG_NUMA_EMU */
 798
 799 #else   /* !CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS */
 800
 801 int __cpu_to_node(int cpu)
 802 {
 803         if (early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map)) {
 804                 printk(KERN_WARNING
 805                         "cpu_to_node(%d): usage too early!\n", cpu);
 806                 dump_stack();
 807                 return early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map)[cpu];
 808         }
 809         return per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu);
 810 }
 811 EXPORT_SYMBOL(__cpu_to_node);
 812
 813 /*
 814  * Same function as cpu_to_node() but used if called before the
 815  * per_cpu areas are setup.
 816  */
 817 int early_cpu_to_node(int cpu)
 818 {
 819         if (early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map))
 820                 return early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map)[cpu];
 821
 822         if (!cpu_possible(cpu)) {
 823                 printk(KERN_WARNING
 824                         "early_cpu_to_node(%d): no per_cpu area!\n", cpu);
 825                 dump_stack();
 826                 return NUMA_NO_NODE;
 827         }
 828         return per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu);
 829 }
 830
 831 void debug_cpumask_set_cpu(int cpu, int node, bool enable)
 832 {
 833         struct cpumask *mask;
 834
 835         if (node == NUMA_NO_NODE) {
 836                 /* early_cpu_to_node() already emits a warning and trace */
 837                 return;
 838         }
 839         mask = node_to_cpumask_map[node];
 840         if (!mask) {
 841                 pr_err("node_to_cpumask_map[%i] NULL\n", node);
 842                 dump_stack();
 843                 return;
 844         }
 845
 846         if (enable)
 847                 cpumask_set_cpu(cpu, mask);
 848         else
 849                 cpumask_clear_cpu(cpu, mask);
 850
 851         printk(KERN_DEBUG "%s cpu %d node %d: mask now %*pbl\n",
 852                 enable ? "numa_add_cpu" : "numa_remove_cpu",
 853                 cpu, node, cpumask_pr_args(mask));
 854         return;
 855 }
 856
 857 # ifndef CONFIG_NUMA_EMU
 858 static void numa_set_cpumask(int cpu, bool enable)
 859 {
 860         debug_cpumask_set_cpu(cpu, early_cpu_to_node(cpu), enable);
 861 }
 862
 863 void numa_add_cpu(int cpu)
 864 {
 865         numa_set_cpumask(cpu, true);
 866 }
 867
 868 void numa_remove_cpu(int cpu)
 869 {
 870         numa_set_cpumask(cpu, false);
 871 }
 872 # endif /* !CONFIG_NUMA_EMU */
 873
 874 /*
 875  * Returns a pointer to the bitmask of CPUs on Node 'node'.
 876  */
 877 const struct cpumask *cpumask_of_node(int node)
 878 {
 879         if ((unsigned)node >= nr_node_ids) {
 880                 printk(KERN_WARNING
 881                         "cpumask_of_node(%d): (unsigned)node >= nr_node_ids(%u)\n",
 882                         node, nr_node_ids);
 883                 dump_stack();
 884                 return cpu_none_mask;
 885         }
 886         if (node_to_cpumask_map[node] == NULL) {
 887                 printk(KERN_WARNING
 888                         "cpumask_of_node(%d): no node_to_cpumask_map!\n",
 889                         node);
 890                 dump_stack();
 891                 return cpu_online_mask;
 892         }
 893         return node_to_cpumask_map[node];
 894 }
 895 EXPORT_SYMBOL(cpumask_of_node);
 896
 897 #endif  /* !CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS */
 898
 899 #ifdef CONFIG_NUMA_KEEP_MEMINFO
 900 static int meminfo_to_nid(struct numa_meminfo *mi, u64 start)
 901 {
 902         int i;
 903
 904         for (i = 0; i < mi->nr_blks; i++)
 905                 if (mi->blk[i].start <= start && mi->blk[i].end > start)
 906                         return mi->blk[i].nid;
 907         return NUMA_NO_NODE;
 908 }
 909
 910 int phys_to_target_node(phys_addr_t start)
 911 {
 912         int nid = meminfo_to_nid(&numa_meminfo, start);
 913
 914         /*
 915          * Prefer online nodes, but if reserved memory might be
 916          * hot-added continue the search with reserved ranges.
 917          */
 918         if (nid != NUMA_NO_NODE)
 919                 return nid;
 920
 921         return meminfo_to_nid(&numa_reserved_meminfo, start);
 922 }
 923 EXPORT_SYMBOL_GPL(phys_to_target_node);
 924
 925 int memory_add_physaddr_to_nid(u64 start)
 926 {
 927         int nid = meminfo_to_nid(&numa_meminfo, start);
 928
 929         if (nid == NUMA_NO_NODE)
 930                 nid = numa_meminfo.blk[0].nid;
 931         return nid;
 932 }
 933 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_add_physaddr_to_nid);
 934 #endif