x86/mm/numa.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /* Common code for 32 and 64-bit NUMA */
   3 #include <linux/acpi.h>
   4 #include <linux/kernel.h>
   5 #include <linux/mm.h>
   6 #include <linux/string.h>
   7 #include <linux/init.h>
   8 #include <linux/memblock.h>
   9 #include <linux/mmzone.h>
  10 #include <linux/ctype.h>
  11 #include <linux/nodemask.h>
  12 #include <linux/sched.h>
  13 #include <linux/topology.h>
  14 #include <linux/sort.h>
  15
  16 #include <asm/e820/api.h>
  17 #include <asm/proto.h>
  18 #include <asm/dma.h>
  19 #include <asm/amd_nb.h>
  20
  21 #include "numa_internal.h"
  22
  23 int 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 __initdata_or_meminfo;
  30 static struct numa_meminfo numa_reserved_meminfo __initdata_or_meminfo;
  31
  32 static int numa_distance_cnt;
  33 static u8 *numa_distance;
  34
  35 static __init int numa_setup(char *opt)
  36 {
  37         if (!opt)
  38                 return -EINVAL;
  39         if (!strncmp(opt, "off", 3))
  40                 numa_off = 1;
  41         if (!strncmp(opt, "fake=", 5))
  42                 return numa_emu_cmdline(opt + 5);
  43         if (!strncmp(opt, "noacpi", 6))
  44                 disable_srat();
  45         if (!strncmp(opt, "nohmat", 6))
  46                 disable_hmat();
  47         return 0;
  48 }
  49 early_param("numa", numa_setup);
  50
  51 /*
  52  * apicid, cpu, node mappings
  53  */
  54 s16 __apicid_to_node[MAX_LOCAL_APIC] = {
  55         [0 ... MAX_LOCAL_APIC-1] = NUMA_NO_NODE
  56 };
  57
  58 int numa_cpu_node(int cpu)
  59 {
  60         int apicid = early_per_cpu(x86_cpu_to_apicid, cpu);
  61
  62         if (apicid != BAD_APICID)
  63                 return __apicid_to_node[apicid];
  64         return NUMA_NO_NODE;
  65 }
  66
  67 cpumask_var_t node_to_cpumask_map[MAX_NUMNODES];
  68 EXPORT_SYMBOL(node_to_cpumask_map);
  69
  70 /*
  71  * Map cpu index to node index
  72  */
  73 DEFINE_EARLY_PER_CPU(int, x86_cpu_to_node_map, NUMA_NO_NODE);
  74 EXPORT_EARLY_PER_CPU_SYMBOL(x86_cpu_to_node_map);
  75
  76 void numa_set_node(int cpu, int node)
  77 {
  78         int *cpu_to_node_map = early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map);
  79
  80         /* early setting, no percpu area yet */
  81         if (cpu_to_node_map) {
  82                 cpu_to_node_map[cpu] = node;
  83                 return;
  84         }
  85
  86 #ifdef CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS
  87         if (cpu >= nr_cpu_ids || !cpu_possible(cpu)) {
  88                 printk(KERN_ERR "numa_set_node: invalid cpu# (%d)\n", cpu);
  89                 dump_stack();
  90                 return;
  91         }
  92 #endif
  93         per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu) = node;
  94
  95         set_cpu_numa_node(cpu, node);
  96 }
  97
  98 void numa_clear_node(int cpu)
  99 {
 100         numa_set_node(cpu, NUMA_NO_NODE);
 101 }
 102
 103 /*
 104  * Allocate node_to_cpumask_map based on number of available nodes
 105  * Requires node_possible_map to be valid.
 106  *
 107  * Note: cpumask_of_node() is not valid until after this is done.
 108  * (Use CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS to check this.)
 109  */
 110 void __init setup_node_to_cpumask_map(void)
 111 {
 112         unsigned int node;
 113
 114         /* setup nr_node_ids if not done yet */
 115         if (nr_node_ids == MAX_NUMNODES)
 116                 setup_nr_node_ids();
 117
 118         /* allocate the map */
 119         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
 120                 alloc_bootmem_cpumask_var(&node_to_cpumask_map[node]);
 121
 122         /* cpumask_of_node() will now work */
 123         pr_debug("Node to cpumask map for %u nodes\n", nr_node_ids);
 124 }
 125
 126 static int __init numa_add_memblk_to(int nid, u64 start, u64 end,
 127                                      struct numa_meminfo *mi)
 128 {
 129         /* ignore zero length blks */
 130         if (start == end)
 131                 return 0;
 132
 133         /* whine about and ignore invalid blks */
 134         if (start > end || nid < 0 || nid >= MAX_NUMNODES) {
 135                 pr_warn("Warning: invalid memblk node %d [mem %#010Lx-%#010Lx]\n",
 136                         nid, start, end - 1);
 137                 return 0;
 138         }
 139
 140         if (mi->nr_blks >= NR_NODE_MEMBLKS) {
 141                 pr_err("too many memblk ranges\n");
 142                 return -EINVAL;
 143         }
 144
 145         mi->blk[mi->nr_blks].start = start;
 146         mi->blk[mi->nr_blks].end = end;
 147         mi->blk[mi->nr_blks].nid = nid;
 148         mi->nr_blks++;
 149         return 0;
 150 }
 151
 152 /**
 153  * numa_remove_memblk_from - Remove one numa_memblk from a numa_meminfo
 154  * @idx: Index of memblk to remove
 155  * @mi: numa_meminfo to remove memblk from
 156  *
 157  * Remove @idx'th numa_memblk from @mi by shifting @mi->blk[] and
 158  * decrementing @mi->nr_blks.
 159  */
 160 void __init numa_remove_memblk_from(int idx, struct numa_meminfo *mi)
 161 {
 162         mi->nr_blks--;
 163         memmove(&mi->blk[idx], &mi->blk[idx + 1],
 164                 (mi->nr_blks - idx) * sizeof(mi->blk[0]));
 165 }
 166
 167 /**
 168  * numa_move_tail_memblk - Move a numa_memblk from one numa_meminfo to another
 169  * @dst: numa_meminfo to append block to
 170  * @idx: Index of memblk to remove
 171  * @src: numa_meminfo to remove memblk from
 172  */
 173 static void __init numa_move_tail_memblk(struct numa_meminfo *dst, int idx,
 174                                          struct numa_meminfo *src)
 175 {
 176         dst->blk[dst->nr_blks++] = src->blk[idx];
 177         numa_remove_memblk_from(idx, src);
 178 }
 179
 180 /**
 181  * numa_add_memblk - Add one numa_memblk to numa_meminfo
 182  * @nid: NUMA node ID of the new memblk
 183  * @start: Start address of the new memblk
 184  * @end: End address of the new memblk
 185  *
 186  * Add a new memblk to the default numa_meminfo.
 187  *
 188  * RETURNS:
 189  * 0 on success, -errno on failure.
 190  */
 191 int __init numa_add_memblk(int nid, u64 start, u64 end)
 192 {
 193         return numa_add_memblk_to(nid, start, end, &numa_meminfo);
 194 }
 195
 196 /* Allocate NODE_DATA for a node on the local memory */
 197 static void __init alloc_node_data(int nid)
 198 {
 199         const size_t nd_size = roundup(sizeof(pg_data_t), PAGE_SIZE);
 200         u64 nd_pa;
 201         void *nd;
 202         int tnid;
 203
 204         /*
 205          * Allocate node data.  Try node-local memory and then any node.
 206          * Never allocate in DMA zone.
 207          */
 208         nd_pa = memblock_phys_alloc_try_nid(nd_size, SMP_CACHE_BYTES, nid);
 209         if (!nd_pa) {
 210                 pr_err("Cannot find %zu bytes in any node (initial node: %d)\n",
 211                        nd_size, nid);
 212                 return;
 213         }
 214         nd = __va(nd_pa);
 215
 216         /* report and initialize */
 217         printk(KERN_INFO "NODE_DATA(%d) allocated [mem %#010Lx-%#010Lx]\n", nid,
 218                nd_pa, nd_pa + nd_size - 1);
 219         tnid = early_pfn_to_nid(nd_pa >> PAGE_SHIFT);
 220         if (tnid != nid)
 221                 printk(KERN_INFO "    NODE_DATA(%d) on node %d\n", nid, tnid);
 222
 223         node_data[nid] = nd;
 224         memset(NODE_DATA(nid), 0, sizeof(pg_data_t));
 225
 226         node_set_online(nid);
 227 }
 228
 229 /**
 230  * numa_cleanup_meminfo - Cleanup a numa_meminfo
 231  * @mi: numa_meminfo to clean up
 232  *
 233  * Sanitize @mi by merging and removing unnecessary memblks.  Also check for
 234  * conflicts and clear unused memblks.
 235  *
 236  * RETURNS:
 237  * 0 on success, -errno on failure.
 238  */
 239 int __init numa_cleanup_meminfo(struct numa_meminfo *mi)
 240 {
 241         const u64 low = 0;
 242         const u64 high = PFN_PHYS(max_pfn);
 243         int i, j, k;
 244
 245         /* first, trim all entries */
 246         for (i = 0; i < mi->nr_blks; i++) {
 247                 struct numa_memblk *bi = &mi->blk[i];
 248
 249                 /* move / save reserved memory ranges */
 250                 if (!memblock_overlaps_region(&memblock.memory,
 251                                         bi->start, bi->end - bi->start)) {
 252                         numa_move_tail_memblk(&numa_reserved_meminfo, i--, mi);
 253                         continue;
 254                 }
 255
 256                 /* make sure all non-reserved blocks are inside the limits */
 257                 bi->start = max(bi->start, low);
 258
 259                 /* preserve info for non-RAM areas above 'max_pfn': */
 260                 if (bi->end > high) {
 261                         numa_add_memblk_to(bi->nid, high, bi->end,
 262                                            &numa_reserved_meminfo);
 263                         bi->end = high;
 264                 }
 265
 266                 /* and there's no empty block */
 267                 if (bi->start >= bi->end)
 268                         numa_remove_memblk_from(i--, mi);
 269         }
 270
 271         /* merge neighboring / overlapping entries */
 272         for (i = 0; i < mi->nr_blks; i++) {
 273                 struct numa_memblk *bi = &mi->blk[i];
 274
 275                 for (j = i + 1; j < mi->nr_blks; j++) {
 276                         struct numa_memblk *bj = &mi->blk[j];
 277                         u64 start, end;
 278
 279                         /*
 280                          * See whether there are overlapping blocks.  Whine
 281                          * about but allow overlaps of the same nid.  They
 282                          * will be merged below.
 283                          */
 284                         if (bi->end > bj->start && bi->start < bj->end) {
 285                                 if (bi->nid != bj->nid) {
 286                                         pr_err("node %d [mem %#010Lx-%#010Lx] overlaps with node %d [mem %#010Lx-%#010Lx]\n",
 287                                                bi->nid, bi->start, bi->end - 1,
 288                                                bj->nid, bj->start, bj->end - 1);
 289                                         return -EINVAL;
 290                                 }
 291                                 pr_warn("Warning: node %d [mem %#010Lx-%#010Lx] overlaps with itself [mem %#010Lx-%#010Lx]\n",
 292                                         bi->nid, bi->start, bi->end - 1,
 293                                         bj->start, bj->end - 1);
 294                         }
 295
 296                         /*
 297                          * Join together blocks on the same node, holes
 298                          * between which don't overlap with memory on other
 299                          * nodes.
 300                          */
 301                         if (bi->nid != bj->nid)
 302                                 continue;
 303                         start = min(bi->start, bj->start);
 304                         end = max(bi->end, bj->end);
 305                         for (k = 0; k < mi->nr_blks; k++) {
 306                                 struct numa_memblk *bk = &mi->blk[k];
 307
 308                                 if (bi->nid == bk->nid)
 309                                         continue;
 310                                 if (start < bk->end && end > bk->start)
 311                                         break;
 312                         }
 313                         if (k < mi->nr_blks)
 314                                 continue;
 315                         printk(KERN_INFO "NUMA: Node %d [mem %#010Lx-%#010Lx] + [mem %#010Lx-%#010Lx] -> [mem %#010Lx-%#010Lx]\n",
 316                                bi->nid, bi->start, bi->end - 1, bj->start,
 317                                bj->end - 1, start, end - 1);
 318                         bi->start = start;
 319                         bi->end = end;
 320                         numa_remove_memblk_from(j--, mi);
 321                 }
 322         }
 323
 324         /* clear unused ones */
 325         for (i = mi->nr_blks; i < ARRAY_SIZE(mi->blk); i++) {
 326                 mi->blk[i].start = mi->blk[i].end = 0;
 327                 mi->blk[i].nid = NUMA_NO_NODE;
 328         }
 329
 330         return 0;
 331 }
 332
 333 /*
 334  * Set nodes, which have memory in @mi, in *@nodemask.
 335  */
 336 static void __init numa_nodemask_from_meminfo(nodemask_t *nodemask,
 337                                               const struct numa_meminfo *mi)
 338 {
 339         int i;
 340
 341         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(mi->blk); i++)
 342                 if (mi->blk[i].start != mi->blk[i].end &&
 343                     mi->blk[i].nid != NUMA_NO_NODE)
 344                         node_set(mi->blk[i].nid, *nodemask);
 345 }
 346
 347 /**
 348  * numa_reset_distance - Reset NUMA distance table
 349  *
 350  * The current table is freed.  The next numa_set_distance() call will
 351  * create a new one.
 352  */
 353 void __init numa_reset_distance(void)
 354 {
 355         size_t size = numa_distance_cnt * numa_distance_cnt * sizeof(numa_distance[0]);
 356
 357         /* numa_distance could be 1LU marking allocation failure, test cnt */
 358         if (numa_distance_cnt)
 359                 memblock_free(numa_distance, size);
 360         numa_distance_cnt = 0;
 361         numa_distance = NULL;   /* enable table creation */
 362 }
 363
 364 static int __init numa_alloc_distance(void)
 365 {
 366         nodemask_t nodes_parsed;
 367         size_t size;
 368         int i, j, cnt = 0;
 369         u64 phys;
 370
 371         /* size the new table and allocate it */
 372         nodes_parsed = numa_nodes_parsed;
 373         numa_nodemask_from_meminfo(&nodes_parsed, &numa_meminfo);
 374
 375         for_each_node_mask(i, nodes_parsed)
 376                 cnt = i;
 377         cnt++;
 378         size = cnt * cnt * sizeof(numa_distance[0]);
 379
 380         phys = memblock_phys_alloc_range(size, PAGE_SIZE, 0,
 381                                          PFN_PHYS(max_pfn_mapped));
 382         if (!phys) {
 383                 pr_warn("Warning: can't allocate distance table!\n");
 384                 /* don't retry until explicitly reset */
 385                 numa_distance = (void *)1LU;
 386                 return -ENOMEM;
 387         }
 388
 389         numa_distance = __va(phys);
 390         numa_distance_cnt = cnt;
 391
 392         /* fill with the default distances */
 393         for (i = 0; i < cnt; i++)
 394                 for (j = 0; j < cnt; j++)
 395                         numa_distance[i * cnt + j] = i == j ?
 396                                 LOCAL_DISTANCE : REMOTE_DISTANCE;
 397         printk(KERN_DEBUG "NUMA: Initialized distance table, cnt=%d\n", cnt);
 398
 399         return 0;
 400 }
 401
 402 /**
 403  * numa_set_distance - Set NUMA distance from one NUMA to another
 404  * @from: the 'from' node to set distance
 405  * @to: the 'to'  node to set distance
 406  * @distance: NUMA distance
 407  *
 408  * Set the distance from node @from to @to to @distance.  If distance table
 409  * doesn't exist, one which is large enough to accommodate all the currently
 410  * known nodes will be created.
 411  *
 412  * If such table cannot be allocated, a warning is printed and further
 413  * calls are ignored until the distance table is reset with
 414  * numa_reset_distance().
 415  *
 416  * If @from or @to is higher than the highest known node or lower than zero
 417  * at the time of table creation or @distance doesn't make sense, the call
 418  * is ignored.
 419  * This is to allow simplification of specific NUMA config implementations.
 420  */
 421 void __init numa_set_distance(int from, int to, int distance)
 422 {
 423         if (!numa_distance && numa_alloc_distance() < 0)
 424                 return;
 425
 426         if (from >= numa_distance_cnt || to >= numa_distance_cnt ||
 427                         from < 0 || to < 0) {
 428                 pr_warn_once("Warning: node ids are out of bound, from=%d to=%d distance=%d\n",
 429                              from, to, distance);
 430                 return;
 431         }
 432
 433         if ((u8)distance != distance ||
 434             (from == to && distance != LOCAL_DISTANCE)) {
 435                 pr_warn_once("Warning: invalid distance parameter, from=%d to=%d distance=%d\n",
 436                              from, to, distance);
 437                 return;
 438         }
 439
 440         numa_distance[from * numa_distance_cnt + to] = distance;
 441 }
 442
 443 int __node_distance(int from, int to)
 444 {
 445         if (from >= numa_distance_cnt || to >= numa_distance_cnt)
 446                 return from == to ? LOCAL_DISTANCE : REMOTE_DISTANCE;
 447         return numa_distance[from * numa_distance_cnt + to];
 448 }
 449 EXPORT_SYMBOL(__node_distance);
 450
 451 /*
 452  * Sanity check to catch more bad NUMA configurations (they are amazingly
 453  * common).  Make sure the nodes cover all memory.
 454  */
 455 static bool __init numa_meminfo_cover_memory(const struct numa_meminfo *mi)
 456 {
 457         u64 numaram, e820ram;
 458         int i;
 459
 460         numaram = 0;
 461         for (i = 0; i < mi->nr_blks; i++) {
 462                 u64 s = mi->blk[i].start >> PAGE_SHIFT;
 463                 u64 e = mi->blk[i].end >> PAGE_SHIFT;
 464                 numaram += e - s;
 465                 numaram -= __absent_pages_in_range(mi->blk[i].nid, s, e);
 466                 if ((s64)numaram < 0)
 467                         numaram = 0;
 468         }
 469
 470         e820ram = max_pfn - absent_pages_in_range(0, max_pfn);
 471
 472         /* We seem to lose 3 pages somewhere. Allow 1M of slack. */
 473         if ((s64)(e820ram - numaram) >= (1 << (20 - PAGE_SHIFT))) {
 474                 printk(KERN_ERR "NUMA: nodes only cover %LuMB of your %LuMB e820 RAM. Not used.\n",
 475                        (numaram << PAGE_SHIFT) >> 20,
 476                        (e820ram << PAGE_SHIFT) >> 20);
 477                 return false;
 478         }
 479         return true;
 480 }
 481
 482 /*
 483  * Mark all currently memblock-reserved physical memory (which covers the
 484  * kernel's own memory ranges) as hot-unswappable.
 485  */
 486 static void __init numa_clear_kernel_node_hotplug(void)
 487 {
 488         nodemask_t reserved_nodemask = NODE_MASK_NONE;
 489         struct memblock_region *mb_region;
 490         int i;
 491
 492         /*
 493          * We have to do some preprocessing of memblock regions, to
 494          * make them suitable for reservation.
 495          *
 496          * At this time, all memory regions reserved by memblock are
 497          * used by the kernel, but those regions are not split up
 498          * along node boundaries yet, and don't necessarily have their
 499          * node ID set yet either.
 500          *
 501          * So iterate over all memory known to the x86 architecture,
 502          * and use those ranges to set the nid in memblock.reserved.
 503          * This will split up the memblock regions along node
 504          * boundaries and will set the node IDs as well.
 505          */
 506         for (i = 0; i < numa_meminfo.nr_blks; i++) {
 507                 struct numa_memblk *mb = numa_meminfo.blk + i;
 508                 int ret;
 509
 510                 ret = memblock_set_node(mb->start, mb->end - mb->start, &memblock.reserved, mb->nid);
 511                 WARN_ON_ONCE(ret);
 512         }
 513
 514         /*
 515          * Now go over all reserved memblock regions, to construct a
 516          * node mask of all kernel reserved memory areas.
 517          *
 518          * [ Note, when booting with mem=nn[kMG] or in a kdump kernel,
 519          *   numa_meminfo might not include all memblock.reserved
 520          *   memory ranges, because quirks such as trim_snb_memory()
 521          *   reserve specific pages for Sandy Bridge graphics. ]
 522          */
 523         for_each_reserved_mem_region(mb_region) {
 524                 int nid = memblock_get_region_node(mb_region);
 525
 526                 if (nid != MAX_NUMNODES)
 527                         node_set(nid, reserved_nodemask);
 528         }
 529
 530         /*
 531          * Finally, clear the MEMBLOCK_HOTPLUG flag for all memory
 532          * belonging to the reserved node mask.
 533          *
 534          * Note that this will include memory regions that reside
 535          * on nodes that contain kernel memory - entire nodes
 536          * become hot-unpluggable:
 537          */
 538         for (i = 0; i < numa_meminfo.nr_blks; i++) {
 539                 struct numa_memblk *mb = numa_meminfo.blk + i;
 540
 541                 if (!node_isset(mb->nid, reserved_nodemask))
 542                         continue;
 543
 544                 memblock_clear_hotplug(mb->start, mb->end - mb->start);
 545         }
 546 }
 547
 548 static int __init numa_register_memblks(struct numa_meminfo *mi)
 549 {
 550         int i, nid;
 551
 552         /* Account for nodes with cpus and no memory */
 553         node_possible_map = numa_nodes_parsed;
 554         numa_nodemask_from_meminfo(&node_possible_map, mi);
 555         if (WARN_ON(nodes_empty(node_possible_map)))
 556                 return -EINVAL;
 557
 558         for (i = 0; i < mi->nr_blks; i++) {
 559                 struct numa_memblk *mb = &mi->blk[i];
 560                 memblock_set_node(mb->start, mb->end - mb->start,
 561                                   &memblock.memory, mb->nid);
 562         }
 563
 564         /*
 565          * At very early time, the kernel have to use some memory such as
 566          * loading the kernel image. We cannot prevent this anyway. So any
 567          * node the kernel resides in should be un-hotpluggable.
 568          *
 569          * And when we come here, alloc node data won't fail.
 570          */
 571         numa_clear_kernel_node_hotplug();
 572
 573         /*
 574          * If sections array is gonna be used for pfn -> nid mapping, check
 575          * whether its granularity is fine enough.
 576          */
 577         if (IS_ENABLED(NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS)) {
 578                 unsigned long pfn_align = node_map_pfn_alignment();
 579
 580                 if (pfn_align && pfn_align < PAGES_PER_SECTION) {
 581                         pr_warn("Node alignment %LuMB < min %LuMB, rejecting NUMA config\n",
 582                                 PFN_PHYS(pfn_align) >> 20,
 583                                 PFN_PHYS(PAGES_PER_SECTION) >> 20);
 584                         return -EINVAL;
 585                 }
 586         }
 587         if (!numa_meminfo_cover_memory(mi))
 588                 return -EINVAL;
 589
 590         /* Finally register nodes. */
 591         for_each_node_mask(nid, node_possible_map) {
 592                 u64 start = PFN_PHYS(max_pfn);
 593                 u64 end = 0;
 594
 595                 for (i = 0; i < mi->nr_blks; i++) {
 596                         if (nid != mi->blk[i].nid)
 597                                 continue;
 598                         start = min(mi->blk[i].start, start);
 599                         end = max(mi->blk[i].end, end);
 600                 }
 601
 602                 if (start >= end)
 603                         continue;
 604
 605                 alloc_node_data(nid);
 606         }
 607
 608         /* Dump memblock with node info and return. */
 609         memblock_dump_all();
 610         return 0;
 611 }
 612
 613 /*
 614  * There are unfortunately some poorly designed mainboards around that
 615  * only connect memory to a single CPU. This breaks the 1:1 cpu->node
 616  * mapping. To avoid this fill in the mapping for all possible CPUs,
 617  * as the number of CPUs is not known yet. We round robin the existing
 618  * nodes.
 619  */
 620 static void __init numa_init_array(void)
 621 {
 622         int rr, i;
 623
 624         rr = first_node(node_online_map);
 625         for (i = 0; i < nr_cpu_ids; i++) {
 626                 if (early_cpu_to_node(i) != NUMA_NO_NODE)
 627                         continue;
 628                 numa_set_node(i, rr);
 629                 rr = next_node_in(rr, node_online_map);
 630         }
 631 }
 632
 633 static int __init numa_init(int (*init_func)(void))
 634 {
 635         int i;
 636         int ret;
 637
 638         for (i = 0; i < MAX_LOCAL_APIC; i++)
 639                 set_apicid_to_node(i, NUMA_NO_NODE);
 640
 641         nodes_clear(numa_nodes_parsed);
 642         nodes_clear(node_possible_map);
 643         nodes_clear(node_online_map);
 644         memset(&numa_meminfo, 0, sizeof(numa_meminfo));
 645         WARN_ON(memblock_set_node(0, ULLONG_MAX, &memblock.memory,
 646                                   MAX_NUMNODES));
 647         WARN_ON(memblock_set_node(0, ULLONG_MAX, &memblock.reserved,
 648                                   MAX_NUMNODES));
 649         /* In case that parsing SRAT failed. */
 650         WARN_ON(memblock_clear_hotplug(0, ULLONG_MAX));
 651         numa_reset_distance();
 652
 653         ret = init_func();
 654         if (ret < 0)
 655                 return ret;
 656
 657         /*
 658          * We reset memblock back to the top-down direction
 659          * here because if we configured ACPI_NUMA, we have
 660          * parsed SRAT in init_func(). It is ok to have the
 661          * reset here even if we did't configure ACPI_NUMA
 662          * or acpi numa init fails and fallbacks to dummy
 663          * numa init.
 664          */
 665         memblock_set_bottom_up(false);
 666
 667         ret = numa_cleanup_meminfo(&numa_meminfo);
 668         if (ret < 0)
 669                 return ret;
 670
 671         numa_emulation(&numa_meminfo, numa_distance_cnt);
 672
 673         ret = numa_register_memblks(&numa_meminfo);
 674         if (ret < 0)
 675                 return ret;
 676
 677         for (i = 0; i < nr_cpu_ids; i++) {
 678                 int nid = early_cpu_to_node(i);
 679
 680                 if (nid == NUMA_NO_NODE)
 681                         continue;
 682                 if (!node_online(nid))
 683                         numa_clear_node(i);
 684         }
 685         numa_init_array();
 686
 687         return 0;
 688 }
 689
 690 /**
 691  * dummy_numa_init - Fallback dummy NUMA init
 692  *
 693  * Used if there's no underlying NUMA architecture, NUMA initialization
 694  * fails, or NUMA is disabled on the command line.
 695  *
 696  * Must online at least one node and add memory blocks that cover all
 697  * allowed memory.  This function must not fail.
 698  */
 699 static int __init dummy_numa_init(void)
 700 {
 701         printk(KERN_INFO "%s\n",
 702                numa_off ? "NUMA turned off" : "No NUMA configuration found");
 703         printk(KERN_INFO "Faking a node at [mem %#018Lx-%#018Lx]\n",
 704                0LLU, PFN_PHYS(max_pfn) - 1);
 705
 706         node_set(0, numa_nodes_parsed);
 707         numa_add_memblk(0, 0, PFN_PHYS(max_pfn));
 708
 709         return 0;
 710 }
 711
 712 /**
 713  * x86_numa_init - Initialize NUMA
 714  *
 715  * Try each configured NUMA initialization method until one succeeds.  The
 716  * last fallback is dummy single node config encompassing whole memory and
 717  * never fails.
 718  */
 719 void __init x86_numa_init(void)
 720 {
 721         if (!numa_off) {
 722 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
 723                 if (!numa_init(x86_acpi_numa_init))
 724                         return;
 725 #endif
 726 #ifdef CONFIG_AMD_NUMA
 727                 if (!numa_init(amd_numa_init))
 728                         return;
 729 #endif
 730         }
 731
 732         numa_init(dummy_numa_init);
 733 }
 734
 735
 736 /*
 737  * A node may exist which has one or more Generic Initiators but no CPUs and no
 738  * memory.
 739  *
 740  * This function must be called after init_cpu_to_node(), to ensure that any
 741  * memoryless CPU nodes have already been brought online, and before the
 742  * node_data[nid] is needed for zone list setup in build_all_zonelists().
 743  *
 744  * When this function is called, any nodes containing either memory and/or CPUs
 745  * will already be online and there is no need to do anything extra, even if
 746  * they also contain one or more Generic Initiators.
 747  */
 748 void __init init_gi_nodes(void)
 749 {
 750         int nid;
 751
 752         /*
 753          * Exclude this node from
 754          * bringup_nonboot_cpus
 755          *  cpu_up
 756          *   __try_online_node
 757          *    register_one_node
 758          * because node_subsys is not initialized yet.
 759          * TODO remove dependency on node_online
 760          */
 761         for_each_node_state(nid, N_GENERIC_INITIATOR)
 762                 if (!node_online(nid))
 763                         node_set_online(nid);
 764 }
 765
 766 /*
 767  * Setup early cpu_to_node.
 768  *
 769  * Populate cpu_to_node[] only if x86_cpu_to_apicid[],
 770  * and apicid_to_node[] tables have valid entries for a CPU.
 771  * This means we skip cpu_to_node[] initialisation for NUMA
 772  * emulation and faking node case (when running a kernel compiled
 773  * for NUMA on a non NUMA box), which is OK as cpu_to_node[]
 774  * is already initialized in a round robin manner at numa_init_array,
 775  * prior to this call, and this initialization is good enough
 776  * for the fake NUMA cases.
 777  *
 778  * Called before the per_cpu areas are setup.
 779  */
 780 void __init init_cpu_to_node(void)
 781 {
 782         int cpu;
 783         u16 *cpu_to_apicid = early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_apicid);
 784
 785         BUG_ON(cpu_to_apicid == NULL);
 786
 787         for_each_possible_cpu(cpu) {
 788                 int node = numa_cpu_node(cpu);
 789
 790                 if (node == NUMA_NO_NODE)
 791                         continue;
 792
 793                 /*
 794                  * Exclude this node from
 795                  * bringup_nonboot_cpus
 796                  *  cpu_up
 797                  *   __try_online_node
 798                  *    register_one_node
 799                  * because node_subsys is not initialized yet.
 800                  * TODO remove dependency on node_online
 801                  */
 802                 if (!node_online(node))
 803                         node_set_online(node);
 804
 805                 numa_set_node(cpu, node);
 806         }
 807 }
 808
 809 #ifndef CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS
 810
 811 # ifndef CONFIG_NUMA_EMU
 812 void numa_add_cpu(int cpu)
 813 {
 814         cpumask_set_cpu(cpu, node_to_cpumask_map[early_cpu_to_node(cpu)]);
 815 }
 816
 817 void numa_remove_cpu(int cpu)
 818 {
 819         cpumask_clear_cpu(cpu, node_to_cpumask_map[early_cpu_to_node(cpu)]);
 820 }
 821 # endif /* !CONFIG_NUMA_EMU */
 822
 823 #else   /* !CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS */
 824
 825 int __cpu_to_node(int cpu)
 826 {
 827         if (early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map)) {
 828                 printk(KERN_WARNING
 829                         "cpu_to_node(%d): usage too early!\n", cpu);
 830                 dump_stack();
 831                 return early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map)[cpu];
 832         }
 833         return per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu);
 834 }
 835 EXPORT_SYMBOL(__cpu_to_node);
 836
 837 /*
 838  * Same function as cpu_to_node() but used if called before the
 839  * per_cpu areas are setup.
 840  */
 841 int early_cpu_to_node(int cpu)
 842 {
 843         if (early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map))
 844                 return early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map)[cpu];
 845
 846         if (!cpu_possible(cpu)) {
 847                 printk(KERN_WARNING
 848                         "early_cpu_to_node(%d): no per_cpu area!\n", cpu);
 849                 dump_stack();
 850                 return NUMA_NO_NODE;
 851         }
 852         return per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu);
 853 }
 854
 855 void debug_cpumask_set_cpu(int cpu, int node, bool enable)
 856 {
 857         struct cpumask *mask;
 858
 859         if (node == NUMA_NO_NODE) {
 860                 /* early_cpu_to_node() already emits a warning and trace */
 861                 return;
 862         }
 863         mask = node_to_cpumask_map[node];
 864         if (!cpumask_available(mask)) {
 865                 pr_err("node_to_cpumask_map[%i] NULL\n", node);
 866                 dump_stack();
 867                 return;
 868         }
 869
 870         if (enable)
 871                 cpumask_set_cpu(cpu, mask);
 872         else
 873                 cpumask_clear_cpu(cpu, mask);
 874
 875         printk(KERN_DEBUG "%s cpu %d node %d: mask now %*pbl\n",
 876                 enable ? "numa_add_cpu" : "numa_remove_cpu",
 877                 cpu, node, cpumask_pr_args(mask));
 878         return;
 879 }
 880
 881 # ifndef CONFIG_NUMA_EMU
 882 static void numa_set_cpumask(int cpu, bool enable)
 883 {
 884         debug_cpumask_set_cpu(cpu, early_cpu_to_node(cpu), enable);
 885 }
 886
 887 void numa_add_cpu(int cpu)
 888 {
 889         numa_set_cpumask(cpu, true);
 890 }
 891
 892 void numa_remove_cpu(int cpu)
 893 {
 894         numa_set_cpumask(cpu, false);
 895 }
 896 # endif /* !CONFIG_NUMA_EMU */
 897
 898 /*
 899  * Returns a pointer to the bitmask of CPUs on Node 'node'.
 900  */
 901 const struct cpumask *cpumask_of_node(int node)
 902 {
 903         if ((unsigned)node >= nr_node_ids) {
 904                 printk(KERN_WARNING
 905                         "cpumask_of_node(%d): (unsigned)node >= nr_node_ids(%u)\n",
 906                         node, nr_node_ids);
 907                 dump_stack();
 908                 return cpu_none_mask;
 909         }
 910         if (!cpumask_available(node_to_cpumask_map[node])) {
 911                 printk(KERN_WARNING
 912                         "cpumask_of_node(%d): no node_to_cpumask_map!\n",
 913                         node);
 914                 dump_stack();
 915                 return cpu_online_mask;
 916         }
 917         return node_to_cpumask_map[node];
 918 }
 919 EXPORT_SYMBOL(cpumask_of_node);
 920
 921 #endif  /* !CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS */
 922
 923 #ifdef CONFIG_NUMA_KEEP_MEMINFO
 924 static int meminfo_to_nid(struct numa_meminfo *mi, u64 start)
 925 {
 926         int i;
 927
 928         for (i = 0; i < mi->nr_blks; i++)
 929                 if (mi->blk[i].start <= start && mi->blk[i].end > start)
 930                         return mi->blk[i].nid;
 931         return NUMA_NO_NODE;
 932 }
 933
 934 int phys_to_target_node(phys_addr_t start)
 935 {
 936         int nid = meminfo_to_nid(&numa_meminfo, start);
 937
 938         /*
 939          * Prefer online nodes, but if reserved memory might be
 940          * hot-added continue the search with reserved ranges.
 941          */
 942         if (nid != NUMA_NO_NODE)
 943                 return nid;
 944
 945         return meminfo_to_nid(&numa_reserved_meminfo, start);
 946 }
 947 EXPORT_SYMBOL_GPL(phys_to_target_node);
 948
 949 int memory_add_physaddr_to_nid(u64 start)
 950 {
 951         int nid = meminfo_to_nid(&numa_meminfo, start);
 952
 953         if (nid == NUMA_NO_NODE)
 954                 nid = numa_meminfo.blk[0].nid;
 955         return nid;
 956 }
 957 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_add_physaddr_to_nid);
 958
 959 static int __init cmp_memblk(const void *a, const void *b)
 960 {
 961         const struct numa_memblk *ma = *(const struct numa_memblk **)a;
 962         const struct numa_memblk *mb = *(const struct numa_memblk **)b;
 963
 964         return (ma->start > mb->start) - (ma->start < mb->start);
 965 }
 966
 967 static struct numa_memblk *numa_memblk_list[NR_NODE_MEMBLKS] __initdata;
 968
 969 /**
 970  * numa_fill_memblks - Fill gaps in numa_meminfo memblks
 971  * @start: address to begin fill
 972  * @end: address to end fill
 973  *
 974  * Find and extend numa_meminfo memblks to cover the physical
 975  * address range @start-@end
 976  *
 977  * RETURNS:
 978  * 0              : Success
 979  * NUMA_NO_MEMBLK : No memblks exist in address range @start-@end
 980  */
 981
 982 int __init numa_fill_memblks(u64 start, u64 end)
 983 {
 984         struct numa_memblk **blk = &numa_memblk_list[0];
 985         struct numa_meminfo *mi = &numa_meminfo;
 986         int count = 0;
 987         u64 prev_end;
 988
 989         /*
 990          * Create a list of pointers to numa_meminfo memblks that
 991          * overlap start, end. The list is used to make in-place
 992          * changes that fill out the numa_meminfo memblks.
 993          */
 994         for (int i = 0; i < mi->nr_blks; i++) {
 995                 struct numa_memblk *bi = &mi->blk[i];
 996
 997                 if (memblock_addrs_overlap(start, end - start, bi->start,
 998                                            bi->end - bi->start)) {
 999                         blk[count] = &mi->blk[i];
1000                         count++;
1001                 }
1002         }
1003         if (!count)
1004                 return NUMA_NO_MEMBLK;
1005
1006         /* Sort the list of pointers in memblk->start order */
1007         sort(&blk[0], count, sizeof(blk[0]), cmp_memblk, NULL);
1008
1009         /* Make sure the first/last memblks include start/end */
1010         blk[0]->start = min(blk[0]->start, start);
1011         blk[count - 1]->end = max(blk[count - 1]->end, end);
1012
1013         /*
1014          * Fill any gaps by tracking the previous memblks
1015          * end address and backfilling to it if needed.
1016          */
1017         prev_end = blk[0]->end;
1018         for (int i = 1; i < count; i++) {
1019                 struct numa_memblk *curr = blk[i];
1020
1021                 if (prev_end >= curr->start) {
1022                         if (prev_end < curr->end)
1023                                 prev_end = curr->end;
1024                 } else {
1025                         curr->start = prev_end;
1026                         prev_end = curr->end;
1027                 }
1028         }
1029         return 0;
1030 }
1031
1032 #endif