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/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  * Mark all currently memblock-reserved physical memory (which covers the
 454  * kernel's own memory ranges) as hot-unswappable.
 455  */
 456 static void __init numa_clear_kernel_node_hotplug(void)
 457 {
 458         nodemask_t reserved_nodemask = NODE_MASK_NONE;
 459         struct memblock_region *mb_region;
 460         int i;
 461
 462         /*
 463          * We have to do some preprocessing of memblock regions, to
 464          * make them suitable for reservation.
 465          *
 466          * At this time, all memory regions reserved by memblock are
 467          * used by the kernel, but those regions are not split up
 468          * along node boundaries yet, and don't necessarily have their
 469          * node ID set yet either.
 470          *
 471          * So iterate over all memory known to the x86 architecture,
 472          * and use those ranges to set the nid in memblock.reserved.
 473          * This will split up the memblock regions along node
 474          * boundaries and will set the node IDs as well.
 475          */
 476         for (i = 0; i < numa_meminfo.nr_blks; i++) {
 477                 struct numa_memblk *mb = numa_meminfo.blk + i;
 478                 int ret;
 479
 480                 ret = memblock_set_node(mb->start, mb->end - mb->start, &memblock.reserved, mb->nid);
 481                 WARN_ON_ONCE(ret);
 482         }
 483
 484         /*
 485          * Now go over all reserved memblock regions, to construct a
 486          * node mask of all kernel reserved memory areas.
 487          *
 488          * [ Note, when booting with mem=nn[kMG] or in a kdump kernel,
 489          *   numa_meminfo might not include all memblock.reserved
 490          *   memory ranges, because quirks such as trim_snb_memory()
 491          *   reserve specific pages for Sandy Bridge graphics. ]
 492          */
 493         for_each_reserved_mem_region(mb_region) {
 494                 int nid = memblock_get_region_node(mb_region);
 495
 496                 if (nid != MAX_NUMNODES)
 497                         node_set(nid, reserved_nodemask);
 498         }
 499
 500         /*
 501          * Finally, clear the MEMBLOCK_HOTPLUG flag for all memory
 502          * belonging to the reserved node mask.
 503          *
 504          * Note that this will include memory regions that reside
 505          * on nodes that contain kernel memory - entire nodes
 506          * become hot-unpluggable:
 507          */
 508         for (i = 0; i < numa_meminfo.nr_blks; i++) {
 509                 struct numa_memblk *mb = numa_meminfo.blk + i;
 510
 511                 if (!node_isset(mb->nid, reserved_nodemask))
 512                         continue;
 513
 514                 memblock_clear_hotplug(mb->start, mb->end - mb->start);
 515         }
 516 }
 517
 518 static int __init numa_register_memblks(struct numa_meminfo *mi)
 519 {
 520         int i, nid;
 521
 522         /* Account for nodes with cpus and no memory */
 523         node_possible_map = numa_nodes_parsed;
 524         numa_nodemask_from_meminfo(&node_possible_map, mi);
 525         if (WARN_ON(nodes_empty(node_possible_map)))
 526                 return -EINVAL;
 527
 528         for (i = 0; i < mi->nr_blks; i++) {
 529                 struct numa_memblk *mb = &mi->blk[i];
 530                 memblock_set_node(mb->start, mb->end - mb->start,
 531                                   &memblock.memory, mb->nid);
 532         }
 533
 534         /*
 535          * At very early time, the kernel have to use some memory such as
 536          * loading the kernel image. We cannot prevent this anyway. So any
 537          * node the kernel resides in should be un-hotpluggable.
 538          *
 539          * And when we come here, alloc node data won't fail.
 540          */
 541         numa_clear_kernel_node_hotplug();
 542
 543         /*
 544          * If sections array is gonna be used for pfn -> nid mapping, check
 545          * whether its granularity is fine enough.
 546          */
 547         if (IS_ENABLED(NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS)) {
 548                 unsigned long pfn_align = node_map_pfn_alignment();
 549
 550                 if (pfn_align && pfn_align < PAGES_PER_SECTION) {
 551                         pr_warn("Node alignment %LuMB < min %LuMB, rejecting NUMA config\n",
 552                                 PFN_PHYS(pfn_align) >> 20,
 553                                 PFN_PHYS(PAGES_PER_SECTION) >> 20);
 554                         return -EINVAL;
 555                 }
 556         }
 557
 558         if (!memblock_validate_numa_coverage(SZ_1M))
 559                 return -EINVAL;
 560
 561         /* Finally register nodes. */
 562         for_each_node_mask(nid, node_possible_map) {
 563                 u64 start = PFN_PHYS(max_pfn);
 564                 u64 end = 0;
 565
 566                 for (i = 0; i < mi->nr_blks; i++) {
 567                         if (nid != mi->blk[i].nid)
 568                                 continue;
 569                         start = min(mi->blk[i].start, start);
 570                         end = max(mi->blk[i].end, end);
 571                 }
 572
 573                 if (start >= end)
 574                         continue;
 575
 576                 alloc_node_data(nid);
 577         }
 578
 579         /* Dump memblock with node info and return. */
 580         memblock_dump_all();
 581         return 0;
 582 }
 583
 584 /*
 585  * There are unfortunately some poorly designed mainboards around that
 586  * only connect memory to a single CPU. This breaks the 1:1 cpu->node
 587  * mapping. To avoid this fill in the mapping for all possible CPUs,
 588  * as the number of CPUs is not known yet. We round robin the existing
 589  * nodes.
 590  */
 591 static void __init numa_init_array(void)
 592 {
 593         int rr, i;
 594
 595         rr = first_node(node_online_map);
 596         for (i = 0; i < nr_cpu_ids; i++) {
 597                 if (early_cpu_to_node(i) != NUMA_NO_NODE)
 598                         continue;
 599                 numa_set_node(i, rr);
 600                 rr = next_node_in(rr, node_online_map);
 601         }
 602 }
 603
 604 static int __init numa_init(int (*init_func)(void))
 605 {
 606         int i;
 607         int ret;
 608
 609         for (i = 0; i < MAX_LOCAL_APIC; i++)
 610                 set_apicid_to_node(i, NUMA_NO_NODE);
 611
 612         nodes_clear(numa_nodes_parsed);
 613         nodes_clear(node_possible_map);
 614         nodes_clear(node_online_map);
 615         memset(&numa_meminfo, 0, sizeof(numa_meminfo));
 616         WARN_ON(memblock_set_node(0, ULLONG_MAX, &memblock.memory,
 617                                   MAX_NUMNODES));
 618         WARN_ON(memblock_set_node(0, ULLONG_MAX, &memblock.reserved,
 619                                   MAX_NUMNODES));
 620         /* In case that parsing SRAT failed. */
 621         WARN_ON(memblock_clear_hotplug(0, ULLONG_MAX));
 622         numa_reset_distance();
 623
 624         ret = init_func();
 625         if (ret < 0)
 626                 return ret;
 627
 628         /*
 629          * We reset memblock back to the top-down direction
 630          * here because if we configured ACPI_NUMA, we have
 631          * parsed SRAT in init_func(). It is ok to have the
 632          * reset here even if we did't configure ACPI_NUMA
 633          * or acpi numa init fails and fallbacks to dummy
 634          * numa init.
 635          */
 636         memblock_set_bottom_up(false);
 637
 638         ret = numa_cleanup_meminfo(&numa_meminfo);
 639         if (ret < 0)
 640                 return ret;
 641
 642         numa_emulation(&numa_meminfo, numa_distance_cnt);
 643
 644         ret = numa_register_memblks(&numa_meminfo);
 645         if (ret < 0)
 646                 return ret;
 647
 648         for (i = 0; i < nr_cpu_ids; i++) {
 649                 int nid = early_cpu_to_node(i);
 650
 651                 if (nid == NUMA_NO_NODE)
 652                         continue;
 653                 if (!node_online(nid))
 654                         numa_clear_node(i);
 655         }
 656         numa_init_array();
 657
 658         return 0;
 659 }
 660
 661 /**
 662  * dummy_numa_init - Fallback dummy NUMA init
 663  *
 664  * Used if there's no underlying NUMA architecture, NUMA initialization
 665  * fails, or NUMA is disabled on the command line.
 666  *
 667  * Must online at least one node and add memory blocks that cover all
 668  * allowed memory.  This function must not fail.
 669  */
 670 static int __init dummy_numa_init(void)
 671 {
 672         printk(KERN_INFO "%s\n",
 673                numa_off ? "NUMA turned off" : "No NUMA configuration found");
 674         printk(KERN_INFO "Faking a node at [mem %#018Lx-%#018Lx]\n",
 675                0LLU, PFN_PHYS(max_pfn) - 1);
 676
 677         node_set(0, numa_nodes_parsed);
 678         numa_add_memblk(0, 0, PFN_PHYS(max_pfn));
 679
 680         return 0;
 681 }
 682
 683 /**
 684  * x86_numa_init - Initialize NUMA
 685  *
 686  * Try each configured NUMA initialization method until one succeeds.  The
 687  * last fallback is dummy single node config encompassing whole memory and
 688  * never fails.
 689  */
 690 void __init x86_numa_init(void)
 691 {
 692         if (!numa_off) {
 693 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
 694                 if (!numa_init(x86_acpi_numa_init))
 695                         return;
 696 #endif
 697 #ifdef CONFIG_AMD_NUMA
 698                 if (!numa_init(amd_numa_init))
 699                         return;
 700 #endif
 701                 if (acpi_disabled && !numa_init(of_numa_init))
 702                         return;
 703         }
 704
 705         numa_init(dummy_numa_init);
 706 }
 707
 708
 709 /*
 710  * A node may exist which has one or more Generic Initiators but no CPUs and no
 711  * memory.
 712  *
 713  * This function must be called after init_cpu_to_node(), to ensure that any
 714  * memoryless CPU nodes have already been brought online, and before the
 715  * node_data[nid] is needed for zone list setup in build_all_zonelists().
 716  *
 717  * When this function is called, any nodes containing either memory and/or CPUs
 718  * will already be online and there is no need to do anything extra, even if
 719  * they also contain one or more Generic Initiators.
 720  */
 721 void __init init_gi_nodes(void)
 722 {
 723         int nid;
 724
 725         /*
 726          * Exclude this node from
 727          * bringup_nonboot_cpus
 728          *  cpu_up
 729          *   __try_online_node
 730          *    register_one_node
 731          * because node_subsys is not initialized yet.
 732          * TODO remove dependency on node_online
 733          */
 734         for_each_node_state(nid, N_GENERIC_INITIATOR)
 735                 if (!node_online(nid))
 736                         node_set_online(nid);
 737 }
 738
 739 /*
 740  * Setup early cpu_to_node.
 741  *
 742  * Populate cpu_to_node[] only if x86_cpu_to_apicid[],
 743  * and apicid_to_node[] tables have valid entries for a CPU.
 744  * This means we skip cpu_to_node[] initialisation for NUMA
 745  * emulation and faking node case (when running a kernel compiled
 746  * for NUMA on a non NUMA box), which is OK as cpu_to_node[]
 747  * is already initialized in a round robin manner at numa_init_array,
 748  * prior to this call, and this initialization is good enough
 749  * for the fake NUMA cases.
 750  *
 751  * Called before the per_cpu areas are setup.
 752  */
 753 void __init init_cpu_to_node(void)
 754 {
 755         int cpu;
 756         u32 *cpu_to_apicid = early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_apicid);
 757
 758         BUG_ON(cpu_to_apicid == NULL);
 759
 760         for_each_possible_cpu(cpu) {
 761                 int node = numa_cpu_node(cpu);
 762
 763                 if (node == NUMA_NO_NODE)
 764                         continue;
 765
 766                 /*
 767                  * Exclude this node from
 768                  * bringup_nonboot_cpus
 769                  *  cpu_up
 770                  *   __try_online_node
 771                  *    register_one_node
 772                  * because node_subsys is not initialized yet.
 773                  * TODO remove dependency on node_online
 774                  */
 775                 if (!node_online(node))
 776                         node_set_online(node);
 777
 778                 numa_set_node(cpu, node);
 779         }
 780 }
 781
 782 #ifndef CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS
 783
 784 # ifndef CONFIG_NUMA_EMU
 785 void numa_add_cpu(int cpu)
 786 {
 787         cpumask_set_cpu(cpu, node_to_cpumask_map[early_cpu_to_node(cpu)]);
 788 }
 789
 790 void numa_remove_cpu(int cpu)
 791 {
 792         cpumask_clear_cpu(cpu, node_to_cpumask_map[early_cpu_to_node(cpu)]);
 793 }
 794 # endif /* !CONFIG_NUMA_EMU */
 795
 796 #else   /* !CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS */
 797
 798 int __cpu_to_node(int cpu)
 799 {
 800         if (early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map)) {
 801                 printk(KERN_WARNING
 802                         "cpu_to_node(%d): usage too early!\n", cpu);
 803                 dump_stack();
 804                 return early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map)[cpu];
 805         }
 806         return per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu);
 807 }
 808 EXPORT_SYMBOL(__cpu_to_node);
 809
 810 /*
 811  * Same function as cpu_to_node() but used if called before the
 812  * per_cpu areas are setup.
 813  */
 814 int early_cpu_to_node(int cpu)
 815 {
 816         if (early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map))
 817                 return early_per_cpu_ptr(x86_cpu_to_node_map)[cpu];
 818
 819         if (!cpu_possible(cpu)) {
 820                 printk(KERN_WARNING
 821                         "early_cpu_to_node(%d): no per_cpu area!\n", cpu);
 822                 dump_stack();
 823                 return NUMA_NO_NODE;
 824         }
 825         return per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu);
 826 }
 827
 828 void debug_cpumask_set_cpu(int cpu, int node, bool enable)
 829 {
 830         struct cpumask *mask;
 831
 832         if (node == NUMA_NO_NODE) {
 833                 /* early_cpu_to_node() already emits a warning and trace */
 834                 return;
 835         }
 836         mask = node_to_cpumask_map[node];
 837         if (!cpumask_available(mask)) {
 838                 pr_err("node_to_cpumask_map[%i] NULL\n", node);
 839                 dump_stack();
 840                 return;
 841         }
 842
 843         if (enable)
 844                 cpumask_set_cpu(cpu, mask);
 845         else
 846                 cpumask_clear_cpu(cpu, mask);
 847
 848         printk(KERN_DEBUG "%s cpu %d node %d: mask now %*pbl\n",
 849                 enable ? "numa_add_cpu" : "numa_remove_cpu",
 850                 cpu, node, cpumask_pr_args(mask));
 851         return;
 852 }
 853
 854 # ifndef CONFIG_NUMA_EMU
 855 static void numa_set_cpumask(int cpu, bool enable)
 856 {
 857         debug_cpumask_set_cpu(cpu, early_cpu_to_node(cpu), enable);
 858 }
 859
 860 void numa_add_cpu(int cpu)
 861 {
 862         numa_set_cpumask(cpu, true);
 863 }
 864
 865 void numa_remove_cpu(int cpu)
 866 {
 867         numa_set_cpumask(cpu, false);
 868 }
 869 # endif /* !CONFIG_NUMA_EMU */
 870
 871 /*
 872  * Returns a pointer to the bitmask of CPUs on Node 'node'.
 873  */
 874 const struct cpumask *cpumask_of_node(int node)
 875 {
 876         if ((unsigned)node >= nr_node_ids) {
 877                 printk(KERN_WARNING
 878                         "cpumask_of_node(%d): (unsigned)node >= nr_node_ids(%u)\n",
 879                         node, nr_node_ids);
 880                 dump_stack();
 881                 return cpu_none_mask;
 882         }
 883         if (!cpumask_available(node_to_cpumask_map[node])) {
 884                 printk(KERN_WARNING
 885                         "cpumask_of_node(%d): no node_to_cpumask_map!\n",
 886                         node);
 887                 dump_stack();
 888                 return cpu_online_mask;
 889         }
 890         return node_to_cpumask_map[node];
 891 }
 892 EXPORT_SYMBOL(cpumask_of_node);
 893
 894 #endif  /* !CONFIG_DEBUG_PER_CPU_MAPS */
 895
 896 #ifdef CONFIG_NUMA_KEEP_MEMINFO
 897 static int meminfo_to_nid(struct numa_meminfo *mi, u64 start)
 898 {
 899         int i;
 900
 901         for (i = 0; i < mi->nr_blks; i++)
 902                 if (mi->blk[i].start <= start && mi->blk[i].end > start)
 903                         return mi->blk[i].nid;
 904         return NUMA_NO_NODE;
 905 }
 906
 907 int phys_to_target_node(phys_addr_t start)
 908 {
 909         int nid = meminfo_to_nid(&numa_meminfo, start);
 910
 911         /*
 912          * Prefer online nodes, but if reserved memory might be
 913          * hot-added continue the search with reserved ranges.
 914          */
 915         if (nid != NUMA_NO_NODE)
 916                 return nid;
 917
 918         return meminfo_to_nid(&numa_reserved_meminfo, start);
 919 }
 920 EXPORT_SYMBOL_GPL(phys_to_target_node);
 921
 922 int memory_add_physaddr_to_nid(u64 start)
 923 {
 924         int nid = meminfo_to_nid(&numa_meminfo, start);
 925
 926         if (nid == NUMA_NO_NODE)
 927                 nid = numa_meminfo.blk[0].nid;
 928         return nid;
 929 }
 930 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_add_physaddr_to_nid);
 931
 932 static int __init cmp_memblk(const void *a, const void *b)
 933 {
 934         const struct numa_memblk *ma = *(const struct numa_memblk **)a;
 935         const struct numa_memblk *mb = *(const struct numa_memblk **)b;
 936
 937         return ma->start - mb->start;
 938 }
 939
 940 static struct numa_memblk *numa_memblk_list[NR_NODE_MEMBLKS] __initdata;
 941
 942 /**
 943  * numa_fill_memblks - Fill gaps in numa_meminfo memblks
 944  * @start: address to begin fill
 945  * @end: address to end fill
 946  *
 947  * Find and extend numa_meminfo memblks to cover the @start-@end
 948  * physical address range, such that the first memblk includes
 949  * @start, the last memblk includes @end, and any gaps in between
 950  * are filled.
 951  *
 952  * RETURNS:
 953  * 0              : Success
 954  * NUMA_NO_MEMBLK : No memblk exists in @start-@end range
 955  */
 956
 957 int __init numa_fill_memblks(u64 start, u64 end)
 958 {
 959         struct numa_memblk **blk = &numa_memblk_list[0];
 960         struct numa_meminfo *mi = &numa_meminfo;
 961         int count = 0;
 962         u64 prev_end;
 963
 964         /*
 965          * Create a list of pointers to numa_meminfo memblks that
 966          * overlap start, end. Exclude (start == bi->end) since
 967          * end addresses in both a CFMWS range and a memblk range
 968          * are exclusive.
 969          *
 970          * This list of pointers is used to make in-place changes
 971          * that fill out the numa_meminfo memblks.
 972          */
 973         for (int i = 0; i < mi->nr_blks; i++) {
 974                 struct numa_memblk *bi = &mi->blk[i];
 975
 976                 if (start < bi->end && end >= bi->start) {
 977                         blk[count] = &mi->blk[i];
 978                         count++;
 979                 }
 980         }
 981         if (!count)
 982                 return NUMA_NO_MEMBLK;
 983
 984         /* Sort the list of pointers in memblk->start order */
 985         sort(&blk[0], count, sizeof(blk[0]), cmp_memblk, NULL);
 986
 987         /* Make sure the first/last memblks include start/end */
 988         blk[0]->start = min(blk[0]->start, start);
 989         blk[count - 1]->end = max(blk[count - 1]->end, end);
 990
 991         /*
 992          * Fill any gaps by tracking the previous memblks
 993          * end address and backfilling to it if needed.
 994          */
 995         prev_end = blk[0]->end;
 996         for (int i = 1; i < count; i++) {
 997                 struct numa_memblk *curr = blk[i];
 998
 999                 if (prev_end >= curr->start) {
1000                         if (prev_end < curr->end)
1001                                 prev_end = curr->end;
1002                 } else {
1003                         curr->start = prev_end;
1004                         prev_end = curr->end;
1005                 }
1006         }
1007         return 0;
1008 }
1009
1010 #endif