9d63cfff1fd41ccc9b1801a7d16f43abd055341f
[releases.git] / 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/of.h>
7 #include <linux/string.h>
8 #include <linux/init.h>
9 #include <linux/memblock.h>
10 #include <linux/mmzone.h>
11 #include <linux/ctype.h>
12 #include <linux/nodemask.h>
13 #include <linux/sched.h>
14 #include <linux/topology.h>
15 #include <linux/sort.h>
16
17 #include <asm/e820/api.h>
18 #include <asm/proto.h>
19 #include <asm/dma.h>
20 #include <asm/amd_nb.h>
21
22 #include "numa_internal.h"
23
24 int numa_off;
25 nodemask_t numa_nodes_parsed __initdata;
26
27 struct pglist_data *node_data[MAX_NUMNODES] __read_mostly;
28 EXPORT_SYMBOL(node_data);
29
30 static struct numa_meminfo numa_meminfo __initdata_or_meminfo;
31 static struct numa_meminfo numa_reserved_meminfo __initdata_or_meminfo;
32
33 static int numa_distance_cnt;
34 static u8 *numa_distance;
35
36 static __init int numa_setup(char *opt)
37 {
38         if (!opt)
39                 return -EINVAL;
40         if (!strncmp(opt, "off", 3))
41                 numa_off = 1;
42         if (!strncmp(opt, "fake=", 5))
43                 return numa_emu_cmdline(opt + 5);
44         if (!strncmp(opt, "noacpi", 6))
45                 disable_srat();
46         if (!strncmp(opt, "nohmat", 6))
47                 disable_hmat();
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         u32 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
260                 /* preserve info for non-RAM areas above 'max_pfn': */
261                 if (bi->end > high) {
262                         numa_add_memblk_to(bi->nid, high, bi->end,
263                                            &numa_reserved_meminfo);
264                         bi->end = high;
265                 }
266
267                 /* and there's no empty block */
268                 if (bi->start >= bi->end)
269                         numa_remove_memblk_from(i--, mi);
270         }
271
272         /* merge neighboring / overlapping entries */
273         for (i = 0; i < mi->nr_blks; i++) {
274                 struct numa_memblk *bi = &mi->blk[i];
275
276                 for (j = i + 1; j < mi->nr_blks; j++) {
277                         struct numa_memblk *bj = &mi->blk[j];
278                         u64 start, end;
279
280                         /*
281                          * See whether there are overlapping blocks.  Whine
282                          * about but allow overlaps of the same nid.  They
283                          * will be merged below.
284                          */
285                         if (bi->end > bj->start && bi->start < bj->end) {
286                                 if (bi->nid != bj->nid) {
287                                         pr_err("node %d [mem %#010Lx-%#010Lx] overlaps with node %d [mem %#010Lx-%#010Lx]\n",
288                                                bi->nid, bi->start, bi->end - 1,
289                                                bj->nid, bj->start, bj->end - 1);
290                                         return -EINVAL;
291                                 }
292                                 pr_warn("Warning: node %d [mem %#010Lx-%#010Lx] overlaps with itself [mem %#010Lx-%#010Lx]\n",
293                                         bi->nid, bi->start, bi->end - 1,
294                                         bj->start, bj->end - 1);
295                         }
296
297                         /*
298                          * Join together blocks on the same node, holes
299                          * between which don't overlap with memory on other
300                          * nodes.
301                          */
302                         if (bi->nid != bj->nid)
303                                 continue;
304                         start = min(bi->start, bj->start);
305                         end = max(bi->end, bj->end);
306                         for (k = 0; k < mi->nr_blks; k++) {
307                                 struct numa_memblk *bk = &mi->blk[k];
308
309                                 if (bi->nid == bk->nid)
310                                         continue;
311                                 if (start < bk->end && end > bk->start)
312                                         break;
313                         }
314                         if (k < mi->nr_blks)
315                                 continue;
316                         printk(KERN_INFO "NUMA: Node %d [mem %#010Lx-%#010Lx] + [mem %#010Lx-%#010Lx] -> [mem %#010Lx-%#010Lx]\n",
317                                bi->nid, bi->start, bi->end - 1, bj->start,
318                                bj->end - 1, start, end - 1);
319                         bi->start = start;
320                         bi->end = end;
321                         numa_remove_memblk_from(j--, mi);
322                 }
323         }
324
325         /* clear unused ones */
326         for (i = mi->nr_blks; i < ARRAY_SIZE(mi->blk); i++) {
327                 mi->blk[i].start = mi->blk[i].end = 0;
328                 mi->blk[i].nid = NUMA_NO_NODE;
329         }
330
331         return 0;
332 }
333
334 /*
335  * Set nodes, which have memory in @mi, in *@nodemask.
336  */
337 static void __init numa_nodemask_from_meminfo(nodemask_t *nodemask,
338                                               const struct numa_meminfo *mi)
339 {
340         int i;
341
342         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(mi->blk); i++)
343                 if (mi->blk[i].start != mi->blk[i].end &&
344                     mi->blk[i].nid != NUMA_NO_NODE)
345                         node_set(mi->blk[i].nid, *nodemask);
346 }
347
348 /**
349  * numa_reset_distance - Reset NUMA distance table
350  *
351  * The current table is freed.  The next numa_set_distance() call will
352  * create a new one.
353  */
354 void __init numa_reset_distance(void)
355 {
356         size_t size = numa_distance_cnt * numa_distance_cnt * sizeof(numa_distance[0]);
357
358         /* numa_distance could be 1LU marking allocation failure, test cnt */
359         if (numa_distance_cnt)
360                 memblock_free(numa_distance, size);
361         numa_distance_cnt = 0;
362         numa_distance = NULL;   /* enable table creation */
363 }
364
365 static int __init numa_alloc_distance(void)
366 {
367         nodemask_t nodes_parsed;
368         size_t size;
369         int i, j, cnt = 0;
370         u64 phys;
371
372         /* size the new table and allocate it */
373         nodes_parsed = numa_nodes_parsed;
374         numa_nodemask_from_meminfo(&nodes_parsed, &numa_meminfo);
375
376         for_each_node_mask(i, nodes_parsed)
377                 cnt = i;
378         cnt++;
379         size = cnt * cnt * sizeof(numa_distance[0]);
380
381         phys = memblock_phys_alloc_range(size, PAGE_SIZE, 0,
382                                          PFN_PHYS(max_pfn_mapped));
383         if (!phys) {
384                 pr_warn("Warning: can't allocate distance table!\n");
385                 /* don't retry until explicitly reset */
386                 numa_distance = (void *)1LU;
387                 return -ENOMEM;
388         }
389
390         numa_distance = __va(phys);
391         numa_distance_cnt = cnt;
392
393         /* fill with the default distances */
394         for (i = 0; i < cnt; i++)
395                 for (j = 0; j < cnt; j++)
396                         numa_distance[i * cnt + j] = i == j ?
397                                 LOCAL_DISTANCE : REMOTE_DISTANCE;
398         printk(KERN_DEBUG "NUMA: Initialized distance table, cnt=%d\n", cnt);
399
400         return 0;
401 }
402
403 /**
404  * numa_set_distance - Set NUMA distance from one NUMA to another
405  * @from: the 'from' node to set distance
406  * @to: the 'to'  node to set distance
407  * @distance: NUMA distance
408  *
409  * Set the distance from node @from to @to to @distance.  If distance table
410  * doesn't exist, one which is large enough to accommodate all the currently
411  * known nodes will be created.
412  *
413  * If such table cannot be allocated, a warning is printed and further
414  * calls are ignored until the distance table is reset with
415  * numa_reset_distance().
416  *
417  * If @from or @to is higher than the highest known node or lower than zero
418  * at the time of table creation or @distance doesn't make sense, the call
419  * is ignored.
420  * This is to allow simplification of specific NUMA config implementations.
421  */
422 void __init numa_set_distance(int from, int to, int distance)
423 {
424         if (!numa_distance && numa_alloc_distance() < 0)
425                 return;
426
427         if (from >= numa_distance_cnt || to >= numa_distance_cnt ||
428                         from < 0 || to < 0) {
429                 pr_warn_once("Warning: node ids are out of bound, from=%d to=%d distance=%d\n",
430                              from, to, distance);
431                 return;
432         }
433
434         if ((u8)distance != distance ||
435             (from == to && distance != LOCAL_DISTANCE)) {
436                 pr_warn_once("Warning: invalid distance parameter, from=%d to=%d distance=%d\n",
437                              from, to, distance);
438                 return;
439         }
440
441         numa_distance[from * numa_distance_cnt + to] = distance;
442 }
443
444 int __node_distance(int from, int to)
445 {
446         if (from >= numa_distance_cnt || to >= numa_distance_cnt)
447                 return from == to ? LOCAL_DISTANCE : REMOTE_DISTANCE;
448         return numa_distance[from * numa_distance_cnt + to];
449 }
450 EXPORT_SYMBOL(__node_distance);
451
452 /*
453  * Sanity check to catch more bad NUMA configurations (they are amazingly
454  * common).  Make sure the nodes cover all memory.
455  */
456 static bool __init numa_meminfo_cover_memory(const struct numa_meminfo *mi)
457 {
458         u64 numaram, e820ram;
459         int i;
460
461         numaram = 0;
462         for (i = 0; i < mi->nr_blks; i++) {
463                 u64 s = mi->blk[i].start >> PAGE_SHIFT;
464                 u64 e = mi->blk[i].end >> PAGE_SHIFT;
465                 numaram += e - s;
466                 numaram -= __absent_pages_in_range(mi->blk[i].nid, s, e);
467                 if ((s64)numaram < 0)
468                         numaram = 0;
469         }
470
471         e820ram = max_pfn - absent_pages_in_range(0, max_pfn);
472
473         /* We seem to lose 3 pages somewhere. Allow 1M of slack. */
474         if ((s64)(e820ram - numaram) >= (1 << (20 - PAGE_SHIFT))) {
475                 printk(KERN_ERR "NUMA: nodes only cover %LuMB of your %LuMB e820 RAM. Not used.\n",
476                        (numaram << PAGE_SHIFT) >> 20,
477                        (e820ram << PAGE_SHIFT) >> 20);
478                 return false;
479         }
480         return true;
481 }
482
483 /*
484  * Mark all currently memblock-reserved physical memory (which covers the
485  * kernel's own memory ranges) as hot-unswappable.
486  */
487 static void __init numa_clear_kernel_node_hotplug(void)
488 {
489         nodemask_t reserved_nodemask = NODE_MASK_NONE;
490         struct memblock_region *mb_region;
491         int i;
492
493         /*
494          * We have to do some preprocessing of memblock regions, to
495          * make them suitable for reservation.
496          *
497          * At this time, all memory regions reserved by memblock are
498          * used by the kernel, but those regions are not split up
499          * along node boundaries yet, and don't necessarily have their
500          * node ID set yet either.
501          *
502          * So iterate over all memory known to the x86 architecture,
503          * and use those ranges to set the nid in memblock.reserved.
504          * This will split up the memblock regions along node
505          * boundaries and will set the node IDs as well.
506          */
507         for (i = 0; i < numa_meminfo.nr_blks; i++) {
508                 struct numa_memblk *mb = numa_meminfo.blk + i;
509                 int ret;
510
511                 ret = memblock_set_node(mb->start, mb->end - mb->start, &memblock.reserved, mb->nid);
512                 WARN_ON_ONCE(ret);
513         }
514
515         /*
516          * Now go over all reserved memblock regions, to construct a
517          * node mask of all kernel reserved memory areas.
518          *
519          * [ Note, when booting with mem=nn[kMG] or in a kdump kernel,
520          *   numa_meminfo might not include all memblock.reserved
521          *   memory ranges, because quirks such as trim_snb_memory()
522          *   reserve specific pages for Sandy Bridge graphics. ]
523          */
524         for_each_reserved_mem_region(mb_region) {
525                 int nid = memblock_get_region_node(mb_region);
526
527                 if (nid != MAX_NUMNODES)
528                         node_set(nid, reserved_nodemask);
529         }
530
531         /*
532          * Finally, clear the MEMBLOCK_HOTPLUG flag for all memory
533          * belonging to the reserved node mask.
534          *
535          * Note that this will include memory regions that reside
536          * on nodes that contain kernel memory - entire nodes
537          * become hot-unpluggable:
538          */
539         for (i = 0; i < numa_meminfo.nr_blks; i++) {
540                 struct numa_memblk *mb = numa_meminfo.blk + i;
541
542                 if (!node_isset(mb->nid, reserved_nodemask))
543                         continue;
544
545                 memblock_clear_hotplug(mb->start, mb->end - mb->start);
546         }
547 }
548
549 static int __init numa_register_memblks(struct numa_meminfo *mi)
550 {
551         int i, nid;
552
553         /* Account for nodes with cpus and no memory */
554         node_possible_map = numa_nodes_parsed;
555         numa_nodemask_from_meminfo(&node_possible_map, mi);
556         if (WARN_ON(nodes_empty(node_possible_map)))
557                 return -EINVAL;
558
559         for (i = 0; i < mi->nr_blks; i++) {
560                 struct numa_memblk *mb = &mi->blk[i];
561                 memblock_set_node(mb->start, mb->end - mb->start,
562                                   &memblock.memory, mb->nid);
563         }
564
565         /*
566          * At very early time, the kernel have to use some memory such as
567          * loading the kernel image. We cannot prevent this anyway. So any
568          * node the kernel resides in should be un-hotpluggable.
569          *
570          * And when we come here, alloc node data won't fail.
571          */
572         numa_clear_kernel_node_hotplug();
573
574         /*
575          * If sections array is gonna be used for pfn -> nid mapping, check
576          * whether its granularity is fine enough.
577          */
578         if (IS_ENABLED(NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS)) {
579                 unsigned long pfn_align = node_map_pfn_alignment();
580
581                 if (pfn_align && pfn_align < PAGES_PER_SECTION) {
582                         pr_warn("Node alignment %LuMB < min %LuMB, rejecting NUMA config\n",
583                                 PFN_PHYS(pfn_align) >> 20,
584                                 PFN_PHYS(PAGES_PER_SECTION) >> 20);
585                         return -EINVAL;
586                 }
587         }
588         if (!numa_meminfo_cover_memory(mi))
589                 return -EINVAL;
590
591         /* Finally register nodes. */
592         for_each_node_mask(nid, node_possible_map) {
593                 u64 start = PFN_PHYS(max_pfn);
594                 u64 end = 0;
595
596                 for (i = 0; i < mi->nr_blks; i++) {
597                         if (nid != mi->blk[i].nid)
598                                 continue;
599                         start = min(mi->blk[i].start, start);
600                         end = max(mi->blk[i].end, end);
601                 }
602
603                 if (start >= end)
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                 if (acpi_disabled && !numa_init(of_numa_init))
732                         return;
733         }
734
735         numa_init(dummy_numa_init);
736 }
737
738
739 /*
740  * A node may exist which has one or more Generic Initiators but no CPUs and no
741  * memory.
742  *
743  * This function must be called after init_cpu_to_node(), to ensure that any
744  * memoryless CPU nodes have already been brought online, and before the
745  * node_data[nid] is needed for zone list setup in build_all_zonelists().
746  *
747  * When this function is called, any nodes containing either memory and/or CPUs
748  * will already be online and there is no need to do anything extra, even if
749  * they also contain one or more Generic Initiators.
750  */
751 void __init init_gi_nodes(void)
752 {
753         int nid;
754
755         /*
756          * Exclude this node from
757          * bringup_nonboot_cpus
758          *  cpu_up
759          *   __try_online_node
760          *    register_one_node
761          * because node_subsys is not initialized yet.
762          * TODO remove dependency on node_online
763          */
764         for_each_node_state(nid, N_GENERIC_INITIATOR)
765                 if (!node_online(nid))
766                         node_set_online(nid);
767 }
768
769 /*
770  * Setup early cpu_to_node.
771  *
772  * Populate cpu_to_node[] only if x86_cpu_to_apicid[],
773  * and apicid_to_node[] tables have valid entries for a CPU.
774  * This means we skip cpu_to_node[] initialisation for NUMA
775  * emulation and faking node case (when running a kernel compiled
776  * for NUMA on a non NUMA box), which is OK as cpu_to_node[]
777  * is already initialized in a round robin manner at numa_init_array,
778  * prior to this call, and this initialization is good enough
779  * for the fake NUMA cases.
780  *
781  * Called before the per_cpu areas are setup.
782  */
783 void __init init_cpu_to_node(void)
784 {
785         int cpu;
786         u32 *cpu_to_apicid = early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_apicid);
787
788         BUG_ON(cpu_to_apicid == NULL);
789
790         for_each_possible_cpu(cpu) {
791                 int node = numa_cpu_node(cpu);
792
793                 if (node == NUMA_NO_NODE)
794                         continue;
795
796                 /*
797                  * Exclude this node from
798                  * bringup_nonboot_cpus
799                  *  cpu_up
800                  *   __try_online_node
801                  *    register_one_node
802                  * because node_subsys is not initialized yet.
803                  * TODO remove dependency on node_online
804                  */
805                 if (!node_online(node))
806                         node_set_online(node);
807
808                 numa_set_node(cpu, node);
809         }
810 }
811
812 #ifndef CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS
813
814 # ifndef CONFIG_NUMA_EMU
815 void numa_add_cpu(int cpu)
816 {
817         cpumask_set_cpu(cpu, node_to_cpumask_map[early_cpu_to_node(cpu)]);
818 }
819
820 void numa_remove_cpu(int cpu)
821 {
822         cpumask_clear_cpu(cpu, node_to_cpumask_map[early_cpu_to_node(cpu)]);
823 }
824 # endif /* !CONFIG_NUMA_EMU */
825
826 #else   /* !CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS */
827
828 int __cpu_to_node(int cpu)
829 {
830         if (early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map)) {
831                 printk(KERN_WARNING
832                         "cpu_to_node(%d): usage too early!\n", cpu);
833                 dump_stack();
834                 return early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map)[cpu];
835         }
836         return per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu);
837 }
838 EXPORT_SYMBOL(__cpu_to_node);
839
840 /*
841  * Same function as cpu_to_node() but used if called before the
842  * per_cpu areas are setup.
843  */
844 int early_cpu_to_node(int cpu)
845 {
846         if (early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map))
847                 return early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map)[cpu];
848
849         if (!cpu_possible(cpu)) {
850                 printk(KERN_WARNING
851                         "early_cpu_to_node(%d): no per_cpu area!\n", cpu);
852                 dump_stack();
853                 return NUMA_NO_NODE;
854         }
855         return per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu);
856 }
857
858 void debug_cpumask_set_cpu(int cpu, int node, bool enable)
859 {
860         struct cpumask *mask;
861
862         if (node == NUMA_NO_NODE) {
863                 /* early_cpu_to_node() already emits a warning and trace */
864                 return;
865         }
866         mask = node_to_cpumask_map[node];
867         if (!cpumask_available(mask)) {
868                 pr_err("node_to_cpumask_map[%i] NULL\n", node);
869                 dump_stack();
870                 return;
871         }
872
873         if (enable)
874                 cpumask_set_cpu(cpu, mask);
875         else
876                 cpumask_clear_cpu(cpu, mask);
877
878         printk(KERN_DEBUG "%s cpu %d node %d: mask now %*pbl\n",
879                 enable ? "numa_add_cpu" : "numa_remove_cpu",
880                 cpu, node, cpumask_pr_args(mask));
881         return;
882 }
883
884 # ifndef CONFIG_NUMA_EMU
885 static void numa_set_cpumask(int cpu, bool enable)
886 {
887         debug_cpumask_set_cpu(cpu, early_cpu_to_node(cpu), enable);
888 }
889
890 void numa_add_cpu(int cpu)
891 {
892         numa_set_cpumask(cpu, true);
893 }
894
895 void numa_remove_cpu(int cpu)
896 {
897         numa_set_cpumask(cpu, false);
898 }
899 # endif /* !CONFIG_NUMA_EMU */
900
901 /*
902  * Returns a pointer to the bitmask of CPUs on Node 'node'.
903  */
904 const struct cpumask *cpumask_of_node(int node)
905 {
906         if ((unsigned)node >= nr_node_ids) {
907                 printk(KERN_WARNING
908                         "cpumask_of_node(%d): (unsigned)node >= nr_node_ids(%u)\n",
909                         node, nr_node_ids);
910                 dump_stack();
911                 return cpu_none_mask;
912         }
913         if (!cpumask_available(node_to_cpumask_map[node])) {
914                 printk(KERN_WARNING
915                         "cpumask_of_node(%d): no node_to_cpumask_map!\n",
916                         node);
917                 dump_stack();
918                 return cpu_online_mask;
919         }
920         return node_to_cpumask_map[node];
921 }
922 EXPORT_SYMBOL(cpumask_of_node);
923
924 #endif  /* !CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS */
925
926 #ifdef CONFIG_NUMA_KEEP_MEMINFO
927 static int meminfo_to_nid(struct numa_meminfo *mi, u64 start)
928 {
929         int i;
930
931         for (i = 0; i < mi->nr_blks; i++)
932                 if (mi->blk[i].start <= start && mi->blk[i].end > start)
933                         return mi->blk[i].nid;
934         return NUMA_NO_NODE;
935 }
936
937 int phys_to_target_node(phys_addr_t start)
938 {
939         int nid = meminfo_to_nid(&numa_meminfo, start);
940
941         /*
942          * Prefer online nodes, but if reserved memory might be
943          * hot-added continue the search with reserved ranges.
944          */
945         if (nid != NUMA_NO_NODE)
946                 return nid;
947
948         return meminfo_to_nid(&numa_reserved_meminfo, start);
949 }
950 EXPORT_SYMBOL_GPL(phys_to_target_node);
951
952 int memory_add_physaddr_to_nid(u64 start)
953 {
954         int nid = meminfo_to_nid(&numa_meminfo, start);
955
956         if (nid == NUMA_NO_NODE)
957                 nid = numa_meminfo.blk[0].nid;
958         return nid;
959 }
960 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_add_physaddr_to_nid);
961
962 static int __init cmp_memblk(const void *a, const void *b)
963 {
964         const struct numa_memblk *ma = *(const struct numa_memblk **)a;
965         const struct numa_memblk *mb = *(const struct numa_memblk **)b;
966
967         return (ma->start > mb->start) - (ma->start < mb->start);
968 }
969
970 static struct numa_memblk *numa_memblk_list[NR_NODE_MEMBLKS] __initdata;
971
972 /**
973  * numa_fill_memblks - Fill gaps in numa_meminfo memblks
974  * @start: address to begin fill
975  * @end: address to end fill
976  *
977  * Find and extend numa_meminfo memblks to cover the physical
978  * address range @start-@end
979  *
980  * RETURNS:
981  * 0              : Success
982  * NUMA_NO_MEMBLK : No memblks exist in address range @start-@end
983  */
984
985 int __init numa_fill_memblks(u64 start, u64 end)
986 {
987         struct numa_memblk **blk = &numa_memblk_list[0];
988         struct numa_meminfo *mi = &numa_meminfo;
989         int count = 0;
990         u64 prev_end;
991
992         /*
993          * Create a list of pointers to numa_meminfo memblks that
994          * overlap start, end. The list is used to make in-place
995          * changes that fill out the numa_meminfo memblks.
996          */
997         for (int i = 0; i < mi->nr_blks; i++) {
998                 struct numa_memblk *bi = &mi->blk[i];
999
1000                 if (memblock_addrs_overlap(start, end - start, bi->start,
1001                                            bi->end - bi->start)) {
1002                         blk[count] = &mi->blk[i];
1003                         count++;
1004                 }
1005         }
1006         if (!count)
1007                 return NUMA_NO_MEMBLK;
1008
1009         /* Sort the list of pointers in memblk->start order */
1010         sort(&blk[0], count, sizeof(blk[0]), cmp_memblk, NULL);
1011
1012         /* Make sure the first/last memblks include start/end */
1013         blk[0]->start = min(blk[0]->start, start);
1014         blk[count - 1]->end = max(blk[count - 1]->end, end);
1015
1016         /*
1017          * Fill any gaps by tracking the previous memblks
1018          * end address and backfilling to it if needed.
1019          */
1020         prev_end = blk[0]->end;
1021         for (int i = 1; i < count; i++) {
1022                 struct numa_memblk *curr = blk[i];
1023
1024                 if (prev_end >= curr->start) {
1025                         if (prev_end < curr->end)
1026                                 prev_end = curr->end;
1027                 } else {
1028                         curr->start = prev_end;
1029                         prev_end = curr->end;
1030                 }
1031         }
1032         return 0;
1033 }
1034
1035 #endif