kernel/arch/x86/mm/numa.c

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