x86: Make 64 bit use early_res instead of bootmem before slab
[linux-2.6.git] / 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 */