arch/x86/mm/numa.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /* Common code for 32 and 64-bit NUMA */
   3 #include <linux/acpi.h>
   4 #include <linux/kernel.h>
   5 #include <linux/mm.h>
   6 #include <linux/string.h>
   7 #include <linux/init.h>
   8 #include <linux/memblock.h>
   9 #include <linux/mmzone.h>
  10 #include <linux/ctype.h>
  11 #include <linux/nodemask.h>
  12 #include <linux/sched.h>
  13 #include <linux/topology.h>
  14
  15 #include <asm/e820/api.h>
  16 #include <asm/proto.h>
  17 #include <asm/dma.h>
  18 #include <asm/amd_nb.h>
  19
  20 #include "numa_internal.h"
  21
  22 int numa_off;
  23 nodemask_t numa_nodes_parsed __initdata;
  24
  25 struct pglist_data *node_data[MAX_NUMNODES] __read_mostly;
  26 EXPORT_SYMBOL(node_data);
  27
  28 static struct numa_meminfo numa_meminfo __initdata_or_meminfo;
  29 static struct numa_meminfo numa_reserved_meminfo __initdata_or_meminfo;
  30
  31 static int numa_distance_cnt;
  32 static u8 *numa_distance;
  33
  34 static __init int numa_setup(char *opt)
  35 {
  36         if (!opt)
  37                 return -EINVAL;
  38         if (!strncmp(opt, "off", 3))
  39                 numa_off = 1;
  40         if (!strncmp(opt, "fake=", 5))
  41                 return numa_emu_cmdline(opt + 5);
  42         if (!strncmp(opt, "noacpi", 6))
  43                 disable_srat();
  44         if (!strncmp(opt, "nohmat", 6))
  45                 disable_hmat();
  46         return 0;
  47 }
  48 early_param("numa", numa_setup);
  49
  50 /*
  51  * apicid, cpu, node mappings
  52  */
  53 s16 __apicid_to_node[MAX_LOCAL_APIC] = {
  54         [0 ... MAX_LOCAL_APIC-1] = NUMA_NO_NODE
  55 };
  56
  57 int numa_cpu_node(int cpu)
  58 {
  59         int apicid = early_per_cpu(x86_cpu_to_apicid, cpu);
  60
  61         if (apicid != BAD_APICID)
  62                 return __apicid_to_node[apicid];
  63         return NUMA_NO_NODE;
  64 }
  65
  66 cpumask_var_t node_to_cpumask_map[MAX_NUMNODES];
  67 EXPORT_SYMBOL(node_to_cpumask_map);
  68
  69 /*
  70  * Map cpu index to node index
  71  */
  72 DEFINE_EARLY_PER_CPU(int, x86_cpu_to_node_map, NUMA_NO_NODE);
  73 EXPORT_EARLY_PER_CPU_SYMBOL(x86_cpu_to_node_map);
  74
  75 void numa_set_node(int cpu, int node)
  76 {
  77         int *cpu_to_node_map = early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map);
  78
  79         /* early setting, no percpu area yet */
  80         if (cpu_to_node_map) {
  81                 cpu_to_node_map[cpu] = node;
  82                 return;
  83         }
  84
  85 #ifdef CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS
  86         if (cpu >= nr_cpu_ids || !cpu_possible(cpu)) {
  87                 printk(KERN_ERR "numa_set_node: invalid cpu# (%d)\n", cpu);
  88                 dump_stack();
  89                 return;
  90         }
  91 #endif
  92         per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu) = node;
  93
  94         set_cpu_numa_node(cpu, node);
  95 }
  96
  97 void numa_clear_node(int cpu)
  98 {
  99         numa_set_node(cpu, NUMA_NO_NODE);
 100 }
 101
 102 /*
 103  * Allocate node_to_cpumask_map based on number of available nodes
 104  * Requires node_possible_map to be valid.
 105  *
 106  * Note: cpumask_of_node() is not valid until after this is done.
 107  * (Use CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS to check this.)
 108  */
 109 void __init setup_node_to_cpumask_map(void)
 110 {
 111         unsigned int node;
 112
 113         /* setup nr_node_ids if not done yet */
 114         if (nr_node_ids == MAX_NUMNODES)
 115                 setup_nr_node_ids();
 116
 117         /* allocate the map */
 118         for (node = 0; node < nr_node_ids; node++)
 119                 alloc_bootmem_cpumask_var(&node_to_cpumask_map[node]);
 120
 121         /* cpumask_of_node() will now work */
 122         pr_debug("Node to cpumask map for %u nodes\n", nr_node_ids);
 123 }
 124
 125 static int __init numa_add_memblk_to(int nid, u64 start, u64 end,
 126                                      struct numa_meminfo *mi)
 127 {
 128         /* ignore zero length blks */
 129         if (start == end)
 130                 return 0;
 131
 132         /* whine about and ignore invalid blks */
 133         if (start > end || nid < 0 || nid >= MAX_NUMNODES) {
 134                 pr_warn("Warning: invalid memblk node %d [mem %#010Lx-%#010Lx]\n",
 135                         nid, start, end - 1);
 136                 return 0;
 137         }
 138
 139         if (mi->nr_blks >= NR_NODE_MEMBLKS) {
 140                 pr_err("too many memblk ranges\n");
 141                 return -EINVAL;
 142         }
 143
 144         mi->blk[mi->nr_blks].start = start;
 145         mi->blk[mi->nr_blks].end = end;
 146         mi->blk[mi->nr_blks].nid = nid;
 147         mi->nr_blks++;
 148         return 0;
 149 }
 150
 151 /**
 152  * numa_remove_memblk_from - Remove one numa_memblk from a numa_meminfo
 153  * @idx: Index of memblk to remove
 154  * @mi: numa_meminfo to remove memblk from
 155  *
 156  * Remove @idx'th numa_memblk from @mi by shifting @mi->blk[] and
 157  * decrementing @mi->nr_blks.
 158  */
 159 void __init numa_remove_memblk_from(int idx, struct numa_meminfo *mi)
 160 {
 161         mi->nr_blks--;
 162         memmove(&mi->blk[idx], &mi->blk[idx + 1],
 163                 (mi->nr_blks - idx) * sizeof(mi->blk[0]));
 164 }
 165
 166 /**
 167  * numa_move_tail_memblk - Move a numa_memblk from one numa_meminfo to another
 168  * @dst: numa_meminfo to append block to
 169  * @idx: Index of memblk to remove
 170  * @src: numa_meminfo to remove memblk from
 171  */
 172 static void __init numa_move_tail_memblk(struct numa_meminfo *dst, int idx,
 173                                          struct numa_meminfo *src)
 174 {
 175         dst->blk[dst->nr_blks++] = src->blk[idx];
 176         numa_remove_memblk_from(idx, src);
 177 }
 178
 179 /**
 180  * numa_add_memblk - Add one numa_memblk to numa_meminfo
 181  * @nid: NUMA node ID of the new memblk
 182  * @start: Start address of the new memblk
 183  * @end: End address of the new memblk
 184  *
 185  * Add a new memblk to the default numa_meminfo.
 186  *
 187  * RETURNS:
 188  * 0 on success, -errno on failure.
 189  */
 190 int __init numa_add_memblk(int nid, u64 start, u64 end)
 191 {
 192         return numa_add_memblk_to(nid, start, end, &numa_meminfo);
 193 }
 194
 195 /* Allocate NODE_DATA for a node on the local memory */
 196 static void __init alloc_node_data(int nid)
 197 {
 198         const size_t nd_size = roundup(sizeof(pg_data_t), PAGE_SIZE);
 199         u64 nd_pa;
 200         void *nd;
 201         int tnid;
 202
 203         /*
 204          * Allocate node data.  Try node-local memory and then any node.
 205          * Never allocate in DMA zone.
 206          */
 207         nd_pa = memblock_phys_alloc_try_nid(nd_size, SMP_CACHE_BYTES, nid);
 208         if (!nd_pa) {
 209                 pr_err("Cannot find %zu bytes in any node (initial node: %d)\n",
 210                        nd_size, nid);
 211                 return;
 212         }
 213         nd = __va(nd_pa);
 214
 215         /* report and initialize */
 216         printk(KERN_INFO "NODE_DATA(%d) allocated [mem %#010Lx-%#010Lx]\n", nid,
 217                nd_pa, nd_pa + nd_size - 1);
 218         tnid = early_pfn_to_nid(nd_pa >> PAGE_SHIFT);
 219         if (tnid != nid)
 220                 printk(KERN_INFO "    NODE_DATA(%d) on node %d\n", nid, tnid);
 221
 222         node_data[nid] = nd;
 223         memset(NODE_DATA(nid), 0, sizeof(pg_data_t));
 224
 225         node_set_online(nid);
 226 }
 227
 228 /**
 229  * numa_cleanup_meminfo - Cleanup a numa_meminfo
 230  * @mi: numa_meminfo to clean up
 231  *
 232  * Sanitize @mi by merging and removing unnecessary memblks.  Also check for
 233  * conflicts and clear unused memblks.
 234  *
 235  * RETURNS:
 236  * 0 on success, -errno on failure.
 237  */
 238 int __init numa_cleanup_meminfo(struct numa_meminfo *mi)
 239 {
 240         const u64 low = 0;
 241         const u64 high = PFN_PHYS(max_pfn);
 242         int i, j, k;
 243
 244         /* first, trim all entries */
 245         for (i = 0; i < mi->nr_blks; i++) {
 246                 struct numa_memblk *bi = &mi->blk[i];
 247
 248                 /* move / save reserved memory ranges */
 249                 if (!memblock_overlaps_region(&memblock.memory,
 250                                         bi->start, bi->end - bi->start)) {
 251                         numa_move_tail_memblk(&numa_reserved_meminfo, i--, mi);
 252                         continue;
 253                 }
 254
 255                 /* make sure all non-reserved blocks are inside the limits */
 256                 bi->start = max(bi->start, low);
 257
 258                 /* preserve info for non-RAM areas above 'max_pfn': */
 259                 if (bi->end > high) {
 260                         numa_add_memblk_to(bi->nid, high, bi->end,
 261                                            &numa_reserved_meminfo);
 262                         bi->end = high;
 263                 }
 264
 265                 /* and there's no empty block */
 266                 if (bi->start >= bi->end)
 267                         numa_remove_memblk_from(i--, mi);
 268         }
 269
 270         /* merge neighboring / overlapping entries */
 271         for (i = 0; i < mi->nr_blks; i++) {
 272                 struct numa_memblk *bi = &mi->blk[i];
 273
 274                 for (j = i + 1; j < mi->nr_blks; j++) {
 275                         struct numa_memblk *bj = &mi->blk[j];
 276                         u64 start, end;
 277
 278                         /*
 279                          * See whether there are overlapping blocks.  Whine
 280                          * about but allow overlaps of the same nid.  They
 281                          * will be merged below.
 282                          */
 283                         if (bi->end > bj->start && bi->start < bj->end) {
 284                                 if (bi->nid != bj->nid) {
 285                                         pr_err("node %d [mem %#010Lx-%#010Lx] overlaps with node %d [mem %#010Lx-%#010Lx]\n",
 286                                                bi->nid, bi->start, bi->end - 1,
 287                                                bj->nid, bj->start, bj->end - 1);
 288                                         return -EINVAL;
 289                                 }
 290                                 pr_warn("Warning: node %d [mem %#010Lx-%#010Lx] overlaps with itself [mem %#010Lx-%#010Lx]\n",
 291                                         bi->nid, bi->start, bi->end - 1,
 292                                         bj->start, bj->end - 1);
 293                         }
 294
 295                         /*
 296                          * Join together blocks on the same node, holes
 297                          * between which don't overlap with memory on other
 298                          * nodes.
 299                          */
 300                         if (bi->nid != bj->nid)
 301                                 continue;
 302                         start = min(bi->start, bj->start);
 303                         end = max(bi->end, bj->end);
 304                         for (k = 0; k < mi->nr_blks; k++) {
 305                                 struct numa_memblk *bk = &mi->blk[k];
 306
 307                                 if (bi->nid == bk->nid)
 308                                         continue;
 309                                 if (start < bk->end && end > bk->start)
 310                                         break;
 311                         }
 312                         if (k < mi->nr_blks)
 313                                 continue;
 314                         printk(KERN_INFO "NUMA: Node %d [mem %#010Lx-%#010Lx] + [mem %#010Lx-%#010Lx] -> [mem %#010Lx-%#010Lx]\n",
 315                                bi->nid, bi->start, bi->end - 1, bj->start,
 316                                bj->end - 1, start, end - 1);
 317                         bi->start = start;
 318                         bi->end = end;
 319                         numa_remove_memblk_from(j--, mi);
 320                 }
 321         }
 322
 323         /* clear unused ones */
 324         for (i = mi->nr_blks; i < ARRAY_SIZE(mi->blk); i++) {
 325                 mi->blk[i].start = mi->blk[i].end = 0;
 326                 mi->blk[i].nid = NUMA_NO_NODE;
 327         }
 328
 329         return 0;
 330 }
 331
 332 /*
 333  * Set nodes, which have memory in @mi, in *@nodemask.
 334  */
 335 static void __init numa_nodemask_from_meminfo(nodemask_t *nodemask,
 336                                               const struct numa_meminfo *mi)
 337 {
 338         int i;
 339
 340         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(mi->blk); i++)
 341                 if (mi->blk[i].start != mi->blk[i].end &&
 342                     mi->blk[i].nid != NUMA_NO_NODE)
 343                         node_set(mi->blk[i].nid, *nodemask);
 344 }
 345
 346 /**
 347  * numa_reset_distance - Reset NUMA distance table
 348  *
 349  * The current table is freed.  The next numa_set_distance() call will
 350  * create a new one.
 351  */
 352 void __init numa_reset_distance(void)
 353 {
 354         size_t size = numa_distance_cnt * numa_distance_cnt * sizeof(numa_distance[0]);
 355
 356         /* numa_distance could be 1LU marking allocation failure, test cnt */
 357         if (numa_distance_cnt)
 358                 memblock_free(__pa(numa_distance), size);
 359         numa_distance_cnt = 0;
 360         numa_distance = NULL;   /* enable table creation */
 361 }
 362
 363 static int __init numa_alloc_distance(void)
 364 {
 365         nodemask_t nodes_parsed;
 366         size_t size;
 367         int i, j, cnt = 0;
 368         u64 phys;
 369
 370         /* size the new table and allocate it */
 371         nodes_parsed = numa_nodes_parsed;
 372         numa_nodemask_from_meminfo(&nodes_parsed, &numa_meminfo);
 373
 374         for_each_node_mask(i, nodes_parsed)
 375                 cnt = i;
 376         cnt++;
 377         size = cnt * cnt * sizeof(numa_distance[0]);
 378
 379         phys = memblock_phys_alloc_range(size, PAGE_SIZE, 0,
 380                                          PFN_PHYS(max_pfn_mapped));
 381         if (!phys) {
 382                 pr_warn("Warning: can't allocate distance table!\n");
 383                 /* don't retry until explicitly reset */
 384                 numa_distance = (void *)1LU;
 385                 return -ENOMEM;
 386         }
 387
 388         numa_distance = __va(phys);
 389         numa_distance_cnt = cnt;
 390
 391         /* fill with the default distances */
 392         for (i = 0; i < cnt; i++)
 393                 for (j = 0; j < cnt; j++)
 394                         numa_distance[i * cnt + j] = i == j ?
 395                                 LOCAL_DISTANCE : REMOTE_DISTANCE;
 396         printk(KERN_DEBUG "NUMA: Initialized distance table, cnt=%d\n", cnt);
 397
 398         return 0;
 399 }
 400
 401 /**
 402  * numa_set_distance - Set NUMA distance from one NUMA to another
 403  * @from: the 'from' node to set distance
 404  * @to: the 'to'  node to set distance
 405  * @distance: NUMA distance
 406  *
 407  * Set the distance from node @from to @to to @distance.  If distance table
 408  * doesn't exist, one which is large enough to accommodate all the currently
 409  * known nodes will be created.
 410  *
 411  * If such table cannot be allocated, a warning is printed and further
 412  * calls are ignored until the distance table is reset with
 413  * numa_reset_distance().
 414  *
 415  * If @from or @to is higher than the highest known node or lower than zero
 416  * at the time of table creation or @distance doesn't make sense, the call
 417  * is ignored.
 418  * This is to allow simplification of specific NUMA config implementations.
 419  */
 420 void __init numa_set_distance(int from, int to, int distance)
 421 {
 422         if (!numa_distance && numa_alloc_distance() < 0)
 423                 return;
 424
 425         if (from >= numa_distance_cnt || to >= numa_distance_cnt ||
 426                         from < 0 || to < 0) {
 427                 pr_warn_once("Warning: node ids are out of bound, from=%d to=%d distance=%d\n",
 428                              from, to, distance);
 429                 return;
 430         }
 431
 432         if ((u8)distance != distance ||
 433             (from == to && distance != LOCAL_DISTANCE)) {
 434                 pr_warn_once("Warning: invalid distance parameter, from=%d to=%d distance=%d\n",
 435                              from, to, distance);
 436                 return;
 437         }
 438
 439         numa_distance[from * numa_distance_cnt + to] = distance;
 440 }
 441
 442 int __node_distance(int from, int to)
 443 {
 444         if (from >= numa_distance_cnt || to >= numa_distance_cnt)
 445                 return from == to ? LOCAL_DISTANCE : REMOTE_DISTANCE;
 446         return numa_distance[from * numa_distance_cnt + to];
 447 }
 448 EXPORT_SYMBOL(__node_distance);
 449
 450 /*
 451  * Sanity check to catch more bad NUMA configurations (they are amazingly
 452  * common).  Make sure the nodes cover all memory.
 453  */
 454 static bool __init numa_meminfo_cover_memory(const struct numa_meminfo *mi)
 455 {
 456         u64 numaram, e820ram;
 457         int i;
 458
 459         numaram = 0;
 460         for (i = 0; i < mi->nr_blks; i++) {
 461                 u64 s = mi->blk[i].start >> PAGE_SHIFT;
 462                 u64 e = mi->blk[i].end >> PAGE_SHIFT;
 463                 numaram += e - s;
 464                 numaram -= __absent_pages_in_range(mi->blk[i].nid, s, e);
 465                 if ((s64)numaram < 0)
 466                         numaram = 0;
 467         }
 468
 469         e820ram = max_pfn - absent_pages_in_range(0, max_pfn);
 470
 471         /* We seem to lose 3 pages somewhere. Allow 1M of slack. */
 472         if ((s64)(e820ram - numaram) >= (1 << (20 - PAGE_SHIFT))) {
 473                 printk(KERN_ERR "NUMA: nodes only cover %LuMB of your %LuMB e820 RAM. Not used.\n",
 474                        (numaram << PAGE_SHIFT) >> 20,
 475                        (e820ram << PAGE_SHIFT) >> 20);
 476                 return false;
 477         }
 478         return true;
 479 }
 480
 481 /*
 482  * Mark all currently memblock-reserved physical memory (which covers the
 483  * kernel's own memory ranges) as hot-unswappable.
 484  */
 485 static void __init numa_clear_kernel_node_hotplug(void)
 486 {
 487         nodemask_t reserved_nodemask = NODE_MASK_NONE;
 488         struct memblock_region *mb_region;
 489         int i;
 490
 491         /*
 492          * We have to do some preprocessing of memblock regions, to
 493          * make them suitable for reservation.
 494          *
 495          * At this time, all memory regions reserved by memblock are
 496          * used by the kernel, but those regions are not split up
 497          * along node boundaries yet, and don't necessarily have their
 498          * node ID set yet either.
 499          *
 500          * So iterate over all memory known to the x86 architecture,
 501          * and use those ranges to set the nid in memblock.reserved.
 502          * This will split up the memblock regions along node
 503          * boundaries and will set the node IDs as well.
 504          */
 505         for (i = 0; i < numa_meminfo.nr_blks; i++) {
 506                 struct numa_memblk *mb = numa_meminfo.blk + i;
 507                 int ret;
 508
 509                 ret = memblock_set_node(mb->start, mb->end - mb->start, &memblock.reserved, mb->nid);
 510                 WARN_ON_ONCE(ret);
 511         }
 512
 513         /*
 514          * Now go over all reserved memblock regions, to construct a
 515          * node mask of all kernel reserved memory areas.
 516          *
 517          * [ Note, when booting with mem=nn[kMG] or in a kdump kernel,
 518          *   numa_meminfo might not include all memblock.reserved
 519          *   memory ranges, because quirks such as trim_snb_memory()
 520          *   reserve specific pages for Sandy Bridge graphics. ]
 521          */
 522         for_each_reserved_mem_region(mb_region) {
 523                 int nid = memblock_get_region_node(mb_region);
 524
 525                 if (nid != MAX_NUMNODES)
 526                         node_set(nid, reserved_nodemask);
 527         }
 528
 529         /*
 530          * Finally, clear the MEMBLOCK_HOTPLUG flag for all memory
 531          * belonging to the reserved node mask.
 532          *
 533          * Note that this will include memory regions that reside
 534          * on nodes that contain kernel memory - entire nodes
 535          * become hot-unpluggable:
 536          */
 537         for (i = 0; i < numa_meminfo.nr_blks; i++) {
 538                 struct numa_memblk *mb = numa_meminfo.blk + i;
 539
 540                 if (!node_isset(mb->nid, reserved_nodemask))
 541                         continue;
 542
 543                 memblock_clear_hotplug(mb->start, mb->end - mb->start);
 544         }
 545 }
 546
 547 static int __init numa_register_memblks(struct numa_meminfo *mi)
 548 {
 549         int i, nid;
 550
 551         /* Account for nodes with cpus and no memory */
 552         node_possible_map = numa_nodes_parsed;
 553         numa_nodemask_from_meminfo(&node_possible_map, mi);
 554         if (WARN_ON(nodes_empty(node_possible_map)))
 555                 return -EINVAL;
 556
 557         for (i = 0; i < mi->nr_blks; i++) {
 558                 struct numa_memblk *mb = &mi->blk[i];
 559                 memblock_set_node(mb->start, mb->end - mb->start,
 560                                   &memblock.memory, mb->nid);
 561         }
 562
 563         /*
 564          * At very early time, the kernel have to use some memory such as
 565          * loading the kernel image. We cannot prevent this anyway. So any
 566          * node the kernel resides in should be un-hotpluggable.
 567          *
 568          * And when we come here, alloc node data won't fail.
 569          */
 570         numa_clear_kernel_node_hotplug();
 571
 572         /*
 573          * If sections array is gonna be used for pfn -> nid mapping, check
 574          * whether its granularity is fine enough.
 575          */
 576         if (IS_ENABLED(NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS)) {
 577                 unsigned long pfn_align = node_map_pfn_alignment();
 578
 579                 if (pfn_align && pfn_align < PAGES_PER_SECTION) {
 580                         pr_warn("Node alignment %LuMB < min %LuMB, rejecting NUMA config\n",
 581                                 PFN_PHYS(pfn_align) >> 20,
 582                                 PFN_PHYS(PAGES_PER_SECTION) >> 20);
 583                         return -EINVAL;
 584                 }
 585         }
 586         if (!numa_meminfo_cover_memory(mi))
 587                 return -EINVAL;
 588
 589         /* Finally register nodes. */
 590         for_each_node_mask(nid, node_possible_map) {
 591                 u64 start = PFN_PHYS(max_pfn);
 592                 u64 end = 0;
 593
 594                 for (i = 0; i < mi->nr_blks; i++) {
 595                         if (nid != mi->blk[i].nid)
 596                                 continue;
 597                         start = min(mi->blk[i].start, start);
 598                         end = max(mi->blk[i].end, end);
 599                 }
 600
 601                 if (start >= end)
 602                         continue;
 603
 604                 /*
 605                  * Don't confuse VM with a node that doesn't have the
 606                  * minimum amount of memory:
 607                  */
 608                 if (end && (end - start) < NODE_MIN_SIZE)
 609                         continue;
 610
 611                 alloc_node_data(nid);
 612         }
 613
 614         /* Dump memblock with node info and return. */
 615         memblock_dump_all();
 616         return 0;
 617 }
 618
 619 /*
 620  * There are unfortunately some poorly designed mainboards around that
 621  * only connect memory to a single CPU. This breaks the 1:1 cpu->node
 622  * mapping. To avoid this fill in the mapping for all possible CPUs,
 623  * as the number of CPUs is not known yet. We round robin the existing
 624  * nodes.
 625  */
 626 static void __init numa_init_array(void)
 627 {
 628         int rr, i;
 629
 630         rr = first_node(node_online_map);
 631         for (i = 0; i < nr_cpu_ids; i++) {
 632                 if (early_cpu_to_node(i) != NUMA_NO_NODE)
 633                         continue;
 634                 numa_set_node(i, rr);
 635                 rr = next_node_in(rr, node_online_map);
 636         }
 637 }
 638
 639 static int __init numa_init(int (*init_func)(void))
 640 {
 641         int i;
 642         int ret;
 643
 644         for (i = 0; i < MAX_LOCAL_APIC; i++)
 645                 set_apicid_to_node(i, NUMA_NO_NODE);
 646
 647         nodes_clear(numa_nodes_parsed);
 648         nodes_clear(node_possible_map);
 649         nodes_clear(node_online_map);
 650         memset(&numa_meminfo, 0, sizeof(numa_meminfo));
 651         WARN_ON(memblock_set_node(0, ULLONG_MAX, &memblock.memory,
 652                                   MAX_NUMNODES));
 653         WARN_ON(memblock_set_node(0, ULLONG_MAX, &memblock.reserved,
 654                                   MAX_NUMNODES));
 655         /* In case that parsing SRAT failed. */
 656         WARN_ON(memblock_clear_hotplug(0, ULLONG_MAX));
 657         numa_reset_distance();
 658
 659         ret = init_func();
 660         if (ret < 0)
 661                 return ret;
 662
 663         /*
 664          * We reset memblock back to the top-down direction
 665          * here because if we configured ACPI_NUMA, we have
 666          * parsed SRAT in init_func(). It is ok to have the
 667          * reset here even if we did't configure ACPI_NUMA
 668          * or acpi numa init fails and fallbacks to dummy
 669          * numa init.
 670          */
 671         memblock_set_bottom_up(false);
 672
 673         ret = numa_cleanup_meminfo(&numa_meminfo);
 674         if (ret < 0)
 675                 return ret;
 676
 677         numa_emulation(&numa_meminfo, numa_distance_cnt);
 678
 679         ret = numa_register_memblks(&numa_meminfo);
 680         if (ret < 0)
 681                 return ret;
 682
 683         for (i = 0; i < nr_cpu_ids; i++) {
 684                 int nid = early_cpu_to_node(i);
 685
 686                 if (nid == NUMA_NO_NODE)
 687                         continue;
 688                 if (!node_online(nid))
 689                         numa_clear_node(i);
 690         }
 691         numa_init_array();
 692
 693         return 0;
 694 }
 695
 696 /**
 697  * dummy_numa_init - Fallback dummy NUMA init
 698  *
 699  * Used if there's no underlying NUMA architecture, NUMA initialization
 700  * fails, or NUMA is disabled on the command line.
 701  *
 702  * Must online at least one node and add memory blocks that cover all
 703  * allowed memory.  This function must not fail.
 704  */
 705 static int __init dummy_numa_init(void)
 706 {
 707         printk(KERN_INFO "%s\n",
 708                numa_off ? "NUMA turned off" : "No NUMA configuration found");
 709         printk(KERN_INFO "Faking a node at [mem %#018Lx-%#018Lx]\n",
 710                0LLU, PFN_PHYS(max_pfn) - 1);
 711
 712         node_set(0, numa_nodes_parsed);
 713         numa_add_memblk(0, 0, PFN_PHYS(max_pfn));
 714
 715         return 0;
 716 }
 717
 718 /**
 719  * x86_numa_init - Initialize NUMA
 720  *
 721  * Try each configured NUMA initialization method until one succeeds.  The
 722  * last fallback is dummy single node config encompassing whole memory and
 723  * never fails.
 724  */
 725 void __init x86_numa_init(void)
 726 {
 727         if (!numa_off) {
 728 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
 729                 if (!numa_init(x86_acpi_numa_init))
 730                         return;
 731 #endif
 732 #ifdef CONFIG_AMD_NUMA
 733                 if (!numa_init(amd_numa_init))
 734                         return;
 735 #endif
 736         }
 737
 738         numa_init(dummy_numa_init);
 739 }
 740
 741 static void __init init_memory_less_node(int nid)
 742 {
 743         /* Allocate and initialize node data. Memory-less node is now online.*/
 744         alloc_node_data(nid);
 745         free_area_init_memoryless_node(nid);
 746
 747         /*
 748          * All zonelists will be built later in start_kernel() after per cpu
 749          * areas are initialized.
 750          */
 751 }
 752
 753 /*
 754  * A node may exist which has one or more Generic Initiators but no CPUs and no
 755  * memory.
 756  *
 757  * This function must be called after init_cpu_to_node(), to ensure that any
 758  * memoryless CPU nodes have already been brought online, and before the
 759  * node_data[nid] is needed for zone list setup in build_all_zonelists().
 760  *
 761  * When this function is called, any nodes containing either memory and/or CPUs
 762  * will already be online and there is no need to do anything extra, even if
 763  * they also contain one or more Generic Initiators.
 764  */
 765 void __init init_gi_nodes(void)
 766 {
 767         int nid;
 768
 769         for_each_node_state(nid, N_GENERIC_INITIATOR)
 770                 if (!node_online(nid))
 771                         init_memory_less_node(nid);
 772 }
 773
 774 /*
 775  * Setup early cpu_to_node.
 776  *
 777  * Populate cpu_to_node[] only if x86_cpu_to_apicid[],
 778  * and apicid_to_node[] tables have valid entries for a CPU.
 779  * This means we skip cpu_to_node[] initialisation for NUMA
 780  * emulation and faking node case (when running a kernel compiled
 781  * for NUMA on a non NUMA box), which is OK as cpu_to_node[]
 782  * is already initialized in a round robin manner at numa_init_array,
 783  * prior to this call, and this initialization is good enough
 784  * for the fake NUMA cases.
 785  *
 786  * Called before the per_cpu areas are setup.
 787  */
 788 void __init init_cpu_to_node(void)
 789 {
 790         int cpu;
 791         u16 *cpu_to_apicid = early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_apicid);
 792
 793         BUG_ON(cpu_to_apicid == NULL);
 794
 795         for_each_possible_cpu(cpu) {
 796                 int node = numa_cpu_node(cpu);
 797
 798                 if (node == NUMA_NO_NODE)
 799                         continue;
 800
 801                 if (!node_online(node))
 802                         init_memory_less_node(node);
 803
 804                 numa_set_node(cpu, node);
 805         }
 806 }
 807
 808 #ifndef CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS
 809
 810 # ifndef CONFIG_NUMA_EMU
 811 void numa_add_cpu(int cpu)
 812 {
 813         cpumask_set_cpu(cpu, node_to_cpumask_map[early_cpu_to_node(cpu)]);
 814 }
 815
 816 void numa_remove_cpu(int cpu)
 817 {
 818         cpumask_clear_cpu(cpu, node_to_cpumask_map[early_cpu_to_node(cpu)]);
 819 }
 820 # endif /* !CONFIG_NUMA_EMU */
 821
 822 #else   /* !CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS */
 823
 824 int __cpu_to_node(int cpu)
 825 {
 826         if (early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map)) {
 827                 printk(KERN_WARNING
 828                         "cpu_to_node(%d): usage too early!\n", cpu);
 829                 dump_stack();
 830                 return early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map)[cpu];
 831         }
 832         return per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu);
 833 }
 834 EXPORT_SYMBOL(__cpu_to_node);
 835
 836 /*
 837  * Same function as cpu_to_node() but used if called before the
 838  * per_cpu areas are setup.
 839  */
 840 int early_cpu_to_node(int cpu)
 841 {
 842         if (early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map))
 843                 return early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map)[cpu];
 844
 845         if (!cpu_possible(cpu)) {
 846                 printk(KERN_WARNING
 847                         "early_cpu_to_node(%d): no per_cpu area!\n", cpu);
 848                 dump_stack();
 849                 return NUMA_NO_NODE;
 850         }
 851         return per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu);
 852 }
 853
 854 void debug_cpumask_set_cpu(int cpu, int node, bool enable)
 855 {
 856         struct cpumask *mask;
 857
 858         if (node == NUMA_NO_NODE) {
 859                 /* early_cpu_to_node() already emits a warning and trace */
 860                 return;
 861         }
 862         mask = node_to_cpumask_map[node];
 863         if (!mask) {
 864                 pr_err("node_to_cpumask_map[%i] NULL\n", node);
 865                 dump_stack();
 866                 return;
 867         }
 868
 869         if (enable)
 870                 cpumask_set_cpu(cpu, mask);
 871         else
 872                 cpumask_clear_cpu(cpu, mask);
 873
 874         printk(KERN_DEBUG "%s cpu %d node %d: mask now %*pbl\n",
 875                 enable ? "numa_add_cpu" : "numa_remove_cpu",
 876                 cpu, node, cpumask_pr_args(mask));
 877         return;
 878 }
 879
 880 # ifndef CONFIG_NUMA_EMU
 881 static void numa_set_cpumask(int cpu, bool enable)
 882 {
 883         debug_cpumask_set_cpu(cpu, early_cpu_to_node(cpu), enable);
 884 }
 885
 886 void numa_add_cpu(int cpu)
 887 {
 888         numa_set_cpumask(cpu, true);
 889 }
 890
 891 void numa_remove_cpu(int cpu)
 892 {
 893         numa_set_cpumask(cpu, false);
 894 }
 895 # endif /* !CONFIG_NUMA_EMU */
 896
 897 /*
 898  * Returns a pointer to the bitmask of CPUs on Node 'node'.
 899  */
 900 const struct cpumask *cpumask_of_node(int node)
 901 {
 902         if ((unsigned)node >= nr_node_ids) {
 903                 printk(KERN_WARNING
 904                         "cpumask_of_node(%d): (unsigned)node >= nr_node_ids(%u)\n",
 905                         node, nr_node_ids);
 906                 dump_stack();
 907                 return cpu_none_mask;
 908         }
 909         if (node_to_cpumask_map[node] == NULL) {
 910                 printk(KERN_WARNING
 911                         "cpumask_of_node(%d): no node_to_cpumask_map!\n",
 912                         node);
 913                 dump_stack();
 914                 return cpu_online_mask;
 915         }
 916         return node_to_cpumask_map[node];
 917 }
 918 EXPORT_SYMBOL(cpumask_of_node);
 919
 920 #endif  /* !CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS */
 921
 922 #ifdef CONFIG_NUMA_KEEP_MEMINFO
 923 static int meminfo_to_nid(struct numa_meminfo *mi, u64 start)
 924 {
 925         int i;
 926
 927         for (i = 0; i < mi->nr_blks; i++)
 928                 if (mi->blk[i].start <= start && mi->blk[i].end > start)
 929                         return mi->blk[i].nid;
 930         return NUMA_NO_NODE;
 931 }
 932
 933 int phys_to_target_node(phys_addr_t start)
 934 {
 935         int nid = meminfo_to_nid(&numa_meminfo, start);
 936
 937         /*
 938          * Prefer online nodes, but if reserved memory might be
 939          * hot-added continue the search with reserved ranges.
 940          */
 941         if (nid != NUMA_NO_NODE)
 942                 return nid;
 943
 944         return meminfo_to_nid(&numa_reserved_meminfo, start);
 945 }
 946 EXPORT_SYMBOL_GPL(phys_to_target_node);
 947
 948 int memory_add_physaddr_to_nid(u64 start)
 949 {
 950         int nid = meminfo_to_nid(&numa_meminfo, start);
 951
 952         if (nid == NUMA_NO_NODE)
 953                 nid = numa_meminfo.blk[0].nid;
 954         return nid;
 955 }
 956 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_add_physaddr_to_nid);
 957 #endif