mm/memblock.c

   1 /*
   2  * Procedures for maintaining information about logical memory blocks.
   3  *
   4  * Peter Bergner, IBM Corp.     June 2001.
   5  * Copyright (C) 2001 Peter Bergner.
   6  *
   7  *      This program is free software; you can redistribute it and/or
   8  *      modify it under the terms of the GNU General Public License
   9  *      as published by the Free Software Foundation; either version
  10  *      2 of the License, or (at your option) any later version.
  11  */
  12
  13 #include <linux/kernel.h>
  14 #include <linux/slab.h>
  15 #include <linux/init.h>
  16 #include <linux/bitops.h>
  17 #include <linux/poison.h>
  18 #include <linux/pfn.h>
  19 #include <linux/debugfs.h>
  20 #include <linux/seq_file.h>
  21 #include <linux/memblock.h>
  22
  23 static struct memblock_region memblock_memory_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS] __initdata_memblock;
  24 static struct memblock_region memblock_reserved_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS] __initdata_memblock;
  25
  26 struct memblock memblock __initdata_memblock = {
  27         .memory.regions         = memblock_memory_init_regions,
  28         .memory.cnt             = 1,    /* empty dummy entry */
  29         .memory.max             = INIT_MEMBLOCK_REGIONS,
  30
  31         .reserved.regions       = memblock_reserved_init_regions,
  32         .reserved.cnt           = 1,    /* empty dummy entry */
  33         .reserved.max           = INIT_MEMBLOCK_REGIONS,
  34
  35         .current_limit          = MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE,
  36 };
  37
  38 int memblock_debug __initdata_memblock;
  39 static int memblock_can_resize __initdata_memblock;
  40 static int memblock_memory_in_slab __initdata_memblock = 0;
  41 static int memblock_reserved_in_slab __initdata_memblock = 0;
  42
  43 /* inline so we don't get a warning when pr_debug is compiled out */
  44 static __init_memblock const char *
  45 memblock_type_name(struct memblock_type *type)
  46 {
  47         if (type == &memblock.memory)
  48                 return "memory";
  49         else if (type == &memblock.reserved)
  50                 return "reserved";
  51         else
  52                 return "unknown";
  53 }
  54
  55 /* adjust *@size so that (@base + *@size) doesn't overflow, return new size */
  56 static inline phys_addr_t memblock_cap_size(phys_addr_t base, phys_addr_t *size)
  57 {
  58         return *size = min(*size, (phys_addr_t)ULLONG_MAX - base);
  59 }
  60
  61 /*
  62  * Address comparison utilities
  63  */
  64 static unsigned long __init_memblock memblock_addrs_overlap(phys_addr_t base1, phys_addr_t size1,
  65                                        phys_addr_t base2, phys_addr_t size2)
  66 {
  67         return ((base1 < (base2 + size2)) && (base2 < (base1 + size1)));
  68 }
  69
  70 static long __init_memblock memblock_overlaps_region(struct memblock_type *type,
  71                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size)
  72 {
  73         unsigned long i;
  74
  75         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
  76                 phys_addr_t rgnbase = type->regions[i].base;
  77                 phys_addr_t rgnsize = type->regions[i].size;
  78                 if (memblock_addrs_overlap(base, size, rgnbase, rgnsize))
  79                         break;
  80         }
  81
  82         return (i < type->cnt) ? i : -1;
  83 }
  84
  85 /**
  86  * memblock_find_in_range_node - find free area in given range and node
  87  * @start: start of candidate range
  88  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_{ANYWHERE|ACCESSIBLE}
  89  * @size: size of free area to find
  90  * @align: alignment of free area to find
  91  * @nid: nid of the free area to find, %MAX_NUMNODES for any node
  92  *
  93  * Find @size free area aligned to @align in the specified range and node.
  94  *
  95  * RETURNS:
  96  * Found address on success, %0 on failure.
  97  */
  98 phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range_node(phys_addr_t start,
  99                                         phys_addr_t end, phys_addr_t size,
 100                                         phys_addr_t align, int nid)
 101 {
 102         phys_addr_t this_start, this_end, cand;
 103         u64 i;
 104
 105         /* pump up @end */
 106         if (end == MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE)
 107                 end = memblock.current_limit;
 108
 109         /* avoid allocating the first page */
 110         start = max_t(phys_addr_t, start, PAGE_SIZE);
 111         end = max(start, end);
 112
 113         for_each_free_mem_range_reverse(i, nid, &this_start, &this_end, NULL) {
 114                 this_start = clamp(this_start, start, end);
 115                 this_end = clamp(this_end, start, end);
 116
 117                 if (this_end < size)
 118                         continue;
 119
 120                 cand = round_down(this_end - size, align);
 121                 if (cand >= this_start)
 122                         return cand;
 123         }
 124         return 0;
 125 }
 126
 127 /**
 128  * memblock_find_in_range - find free area in given range
 129  * @start: start of candidate range
 130  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_{ANYWHERE|ACCESSIBLE}
 131  * @size: size of free area to find
 132  * @align: alignment of free area to find
 133  *
 134  * Find @size free area aligned to @align in the specified range.
 135  *
 136  * RETURNS:
 137  * Found address on success, %0 on failure.
 138  */
 139 phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range(phys_addr_t start,
 140                                         phys_addr_t end, phys_addr_t size,
 141                                         phys_addr_t align)
 142 {
 143         return memblock_find_in_range_node(start, end, size, align,
 144                                            MAX_NUMNODES);
 145 }
 146
 147 static void __init_memblock memblock_remove_region(struct memblock_type *type, unsigned long r)
 148 {
 149         type->total_size -= type->regions[r].size;
 150         memmove(&type->regions[r], &type->regions[r + 1],
 151                 (type->cnt - (r + 1)) * sizeof(type->regions[r]));
 152         type->cnt--;
 153
 154         /* Special case for empty arrays */
 155         if (type->cnt == 0) {
 156                 WARN_ON(type->total_size != 0);
 157                 type->cnt = 1;
 158                 type->regions[0].base = 0;
 159                 type->regions[0].size = 0;
 160                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], MAX_NUMNODES);
 161         }
 162 }
 163
 164 phys_addr_t __init_memblock get_allocated_memblock_reserved_regions_info(
 165                                         phys_addr_t *addr)
 166 {
 167         if (memblock.reserved.regions == memblock_reserved_init_regions)
 168                 return 0;
 169
 170         *addr = __pa(memblock.reserved.regions);
 171
 172         return PAGE_ALIGN(sizeof(struct memblock_region) *
 173                           memblock.reserved.max);
 174 }
 175
 176 /**
 177  * memblock_double_array - double the size of the memblock regions array
 178  * @type: memblock type of the regions array being doubled
 179  * @new_area_start: starting address of memory range to avoid overlap with
 180  * @new_area_size: size of memory range to avoid overlap with
 181  *
 182  * Double the size of the @type regions array. If memblock is being used to
 183  * allocate memory for a new reserved regions array and there is a previously
 184  * allocated memory range [@new_area_start,@new_area_start+@new_area_size]
 185  * waiting to be reserved, ensure the memory used by the new array does
 186  * not overlap.
 187  *
 188  * RETURNS:
 189  * 0 on success, -1 on failure.
 190  */
 191 static int __init_memblock memblock_double_array(struct memblock_type *type,
 192                                                 phys_addr_t new_area_start,
 193                                                 phys_addr_t new_area_size)
 194 {
 195         struct memblock_region *new_array, *old_array;
 196         phys_addr_t old_alloc_size, new_alloc_size;
 197         phys_addr_t old_size, new_size, addr;
 198         int use_slab = slab_is_available();
 199         int *in_slab;
 200
 201         /* We don't allow resizing until we know about the reserved regions
 202          * of memory that aren't suitable for allocation
 203          */
 204         if (!memblock_can_resize)
 205                 return -1;
 206
 207         /* Calculate new doubled size */
 208         old_size = type->max * sizeof(struct memblock_region);
 209         new_size = old_size << 1;
 210         /*
 211          * We need to allocated new one align to PAGE_SIZE,
 212          *   so we can free them completely later.
 213          */
 214         old_alloc_size = PAGE_ALIGN(old_size);
 215         new_alloc_size = PAGE_ALIGN(new_size);
 216
 217         /* Retrieve the slab flag */
 218         if (type == &memblock.memory)
 219                 in_slab = &memblock_memory_in_slab;
 220         else
 221                 in_slab = &memblock_reserved_in_slab;
 222
 223         /* Try to find some space for it.
 224          *
 225          * WARNING: We assume that either slab_is_available() and we use it or
 226          * we use MEMBLOCK for allocations. That means that this is unsafe to
 227          * use when bootmem is currently active (unless bootmem itself is
 228          * implemented on top of MEMBLOCK which isn't the case yet)
 229          *
 230          * This should however not be an issue for now, as we currently only
 231          * call into MEMBLOCK while it's still active, or much later when slab
 232          * is active for memory hotplug operations
 233          */
 234         if (use_slab) {
 235                 new_array = kmalloc(new_size, GFP_KERNEL);
 236                 addr = new_array ? __pa(new_array) : 0;
 237         } else {
 238                 /* only exclude range when trying to double reserved.regions */
 239                 if (type != &memblock.reserved)
 240                         new_area_start = new_area_size = 0;
 241
 242                 addr = memblock_find_in_range(new_area_start + new_area_size,
 243                                                 memblock.current_limit,
 244                                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
 245                 if (!addr && new_area_size)
 246                         addr = memblock_find_in_range(0,
 247                                 min(new_area_start, memblock.current_limit),
 248                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
 249
 250                 new_array = addr ? __va(addr) : NULL;
 251         }
 252         if (!addr) {
 253                 pr_err("memblock: Failed to double %s array from %ld to %ld entries !\n",
 254                        memblock_type_name(type), type->max, type->max * 2);
 255                 return -1;
 256         }
 257
 258         memblock_dbg("memblock: %s is doubled to %ld at [%#010llx-%#010llx]",
 259                         memblock_type_name(type), type->max * 2, (u64)addr,
 260                         (u64)addr + new_size - 1);
 261
 262         /*
 263          * Found space, we now need to move the array over before we add the
 264          * reserved region since it may be our reserved array itself that is
 265          * full.
 266          */
 267         memcpy(new_array, type->regions, old_size);
 268         memset(new_array + type->max, 0, old_size);
 269         old_array = type->regions;
 270         type->regions = new_array;
 271         type->max <<= 1;
 272
 273         /* Free old array. We needn't free it if the array is the static one */
 274         if (*in_slab)
 275                 kfree(old_array);
 276         else if (old_array != memblock_memory_init_regions &&
 277                  old_array != memblock_reserved_init_regions)
 278                 memblock_free(__pa(old_array), old_alloc_size);
 279
 280         /*
 281          * Reserve the new array if that comes from the memblock.  Otherwise, we
 282          * needn't do it
 283          */
 284         if (!use_slab)
 285                 BUG_ON(memblock_reserve(addr, new_alloc_size));
 286
 287         /* Update slab flag */
 288         *in_slab = use_slab;
 289
 290         return 0;
 291 }
 292
 293 /**
 294  * memblock_merge_regions - merge neighboring compatible regions
 295  * @type: memblock type to scan
 296  *
 297  * Scan @type and merge neighboring compatible regions.
 298  */
 299 static void __init_memblock memblock_merge_regions(struct memblock_type *type)
 300 {
 301         int i = 0;
 302
 303         /* cnt never goes below 1 */
 304         while (i < type->cnt - 1) {
 305                 struct memblock_region *this = &type->regions[i];
 306                 struct memblock_region *next = &type->regions[i + 1];
 307
 308                 if (this->base + this->size != next->base ||
 309                     memblock_get_region_node(this) !=
 310                     memblock_get_region_node(next)) {
 311                         BUG_ON(this->base + this->size > next->base);
 312                         i++;
 313                         continue;
 314                 }
 315
 316                 this->size += next->size;
 317                 /* move forward from next + 1, index of which is i + 2 */
 318                 memmove(next, next + 1, (type->cnt - (i + 2)) * sizeof(*next));
 319                 type->cnt--;
 320         }
 321 }
 322
 323 /**
 324  * memblock_insert_region - insert new memblock region
 325  * @type:       memblock type to insert into
 326  * @idx:        index for the insertion point
 327  * @base:       base address of the new region
 328  * @size:       size of the new region
 329  * @nid:        node id of the new region
 330  *
 331  * Insert new memblock region [@base,@base+@size) into @type at @idx.
 332  * @type must already have extra room to accomodate the new region.
 333  */
 334 static void __init_memblock memblock_insert_region(struct memblock_type *type,
 335                                                    int idx, phys_addr_t base,
 336                                                    phys_addr_t size, int nid)
 337 {
 338         struct memblock_region *rgn = &type->regions[idx];
 339
 340         BUG_ON(type->cnt >= type->max);
 341         memmove(rgn + 1, rgn, (type->cnt - idx) * sizeof(*rgn));
 342         rgn->base = base;
 343         rgn->size = size;
 344         memblock_set_region_node(rgn, nid);
 345         type->cnt++;
 346         type->total_size += size;
 347 }
 348
 349 /**
 350  * memblock_add_region - add new memblock region
 351  * @type: memblock type to add new region into
 352  * @base: base address of the new region
 353  * @size: size of the new region
 354  * @nid: nid of the new region
 355  *
 356  * Add new memblock region [@base,@base+@size) into @type.  The new region
 357  * is allowed to overlap with existing ones - overlaps don't affect already
 358  * existing regions.  @type is guaranteed to be minimal (all neighbouring
 359  * compatible regions are merged) after the addition.
 360  *
 361  * RETURNS:
 362  * 0 on success, -errno on failure.
 363  */
 364 static int __init_memblock memblock_add_region(struct memblock_type *type,
 365                                 phys_addr_t base, phys_addr_t size, int nid)
 366 {
 367         bool insert = false;
 368         phys_addr_t obase = base;
 369         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
 370         int i, nr_new;
 371
 372         if (!size)
 373                 return 0;
 374
 375         /* special case for empty array */
 376         if (type->regions[0].size == 0) {
 377                 WARN_ON(type->cnt != 1 || type->total_size);
 378                 type->regions[0].base = base;
 379                 type->regions[0].size = size;
 380                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], nid);
 381                 type->total_size = size;
 382                 return 0;
 383         }
 384 repeat:
 385         /*
 386          * The following is executed twice.  Once with %false @insert and
 387          * then with %true.  The first counts the number of regions needed
 388          * to accomodate the new area.  The second actually inserts them.
 389          */
 390         base = obase;
 391         nr_new = 0;
 392
 393         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
 394                 struct memblock_region *rgn = &type->regions[i];
 395                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
 396                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
 397
 398                 if (rbase >= end)
 399                         break;
 400                 if (rend <= base)
 401                         continue;
 402                 /*
 403                  * @rgn overlaps.  If it separates the lower part of new
 404                  * area, insert that portion.
 405                  */
 406                 if (rbase > base) {
 407                         nr_new++;
 408                         if (insert)
 409                                 memblock_insert_region(type, i++, base,
 410                                                        rbase - base, nid);
 411                 }
 412                 /* area below @rend is dealt with, forget about it */
 413                 base = min(rend, end);
 414         }
 415
 416         /* insert the remaining portion */
 417         if (base < end) {
 418                 nr_new++;
 419                 if (insert)
 420                         memblock_insert_region(type, i, base, end - base, nid);
 421         }
 422
 423         /*
 424          * If this was the first round, resize array and repeat for actual
 425          * insertions; otherwise, merge and return.
 426          */
 427         if (!insert) {
 428                 while (type->cnt + nr_new > type->max)
 429                         if (memblock_double_array(type, obase, size) < 0)
 430                                 return -ENOMEM;
 431                 insert = true;
 432                 goto repeat;
 433         } else {
 434                 memblock_merge_regions(type);
 435                 return 0;
 436         }
 437 }
 438
 439 int __init_memblock memblock_add_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 440                                        int nid)
 441 {
 442         return memblock_add_region(&memblock.memory, base, size, nid);
 443 }
 444
 445 int __init_memblock memblock_add(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 446 {
 447         return memblock_add_region(&memblock.memory, base, size, MAX_NUMNODES);
 448 }
 449
 450 /**
 451  * memblock_isolate_range - isolate given range into disjoint memblocks
 452  * @type: memblock type to isolate range for
 453  * @base: base of range to isolate
 454  * @size: size of range to isolate
 455  * @start_rgn: out parameter for the start of isolated region
 456  * @end_rgn: out parameter for the end of isolated region
 457  *
 458  * Walk @type and ensure that regions don't cross the boundaries defined by
 459  * [@base,@base+@size).  Crossing regions are split at the boundaries,
 460  * which may create at most two more regions.  The index of the first
 461  * region inside the range is returned in *@start_rgn and end in *@end_rgn.
 462  *
 463  * RETURNS:
 464  * 0 on success, -errno on failure.
 465  */
 466 static int __init_memblock memblock_isolate_range(struct memblock_type *type,
 467                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 468                                         int *start_rgn, int *end_rgn)
 469 {
 470         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
 471         int i;
 472
 473         *start_rgn = *end_rgn = 0;
 474
 475         if (!size)
 476                 return 0;
 477
 478         /* we'll create at most two more regions */
 479         while (type->cnt + 2 > type->max)
 480                 if (memblock_double_array(type, base, size) < 0)
 481                         return -ENOMEM;
 482
 483         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
 484                 struct memblock_region *rgn = &type->regions[i];
 485                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
 486                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
 487
 488                 if (rbase >= end)
 489                         break;
 490                 if (rend <= base)
 491                         continue;
 492
 493                 if (rbase < base) {
 494                         /*
 495                          * @rgn intersects from below.  Split and continue
 496                          * to process the next region - the new top half.
 497                          */
 498                         rgn->base = base;
 499                         rgn->size -= base - rbase;
 500                         type->total_size -= base - rbase;
 501                         memblock_insert_region(type, i, rbase, base - rbase,
 502                                                memblock_get_region_node(rgn));
 503                 } else if (rend > end) {
 504                         /*
 505                          * @rgn intersects from above.  Split and redo the
 506                          * current region - the new bottom half.
 507                          */
 508                         rgn->base = end;
 509                         rgn->size -= end - rbase;
 510                         type->total_size -= end - rbase;
 511                         memblock_insert_region(type, i--, rbase, end - rbase,
 512                                                memblock_get_region_node(rgn));
 513                 } else {
 514                         /* @rgn is fully contained, record it */
 515                         if (!*end_rgn)
 516                                 *start_rgn = i;
 517                         *end_rgn = i + 1;
 518                 }
 519         }
 520
 521         return 0;
 522 }
 523
 524 static int __init_memblock __memblock_remove(struct memblock_type *type,
 525                                              phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 526 {
 527         int start_rgn, end_rgn;
 528         int i, ret;
 529
 530         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
 531         if (ret)
 532                 return ret;
 533
 534         for (i = end_rgn - 1; i >= start_rgn; i--)
 535                 memblock_remove_region(type, i);
 536         return 0;
 537 }
 538
 539 int __init_memblock memblock_remove(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 540 {
 541         return __memblock_remove(&memblock.memory, base, size);
 542 }
 543
 544 int __init_memblock memblock_free(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 545 {
 546         memblock_dbg("   memblock_free: [%#016llx-%#016llx] %pF\n",
 547                      (unsigned long long)base,
 548                      (unsigned long long)base + size,
 549                      (void *)_RET_IP_);
 550
 551         return __memblock_remove(&memblock.reserved, base, size);
 552 }
 553
 554 int __init_memblock memblock_reserve(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 555 {
 556         struct memblock_type *_rgn = &memblock.reserved;
 557
 558         memblock_dbg("memblock_reserve: [%#016llx-%#016llx] %pF\n",
 559                      (unsigned long long)base,
 560                      (unsigned long long)base + size,
 561                      (void *)_RET_IP_);
 562
 563         return memblock_add_region(_rgn, base, size, MAX_NUMNODES);
 564 }
 565
 566 /**
 567  * __next_free_mem_range - next function for for_each_free_mem_range()
 568  * @idx: pointer to u64 loop variable
 569  * @nid: node selector, %MAX_NUMNODES for all nodes
 570  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
 571  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
 572  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
 573  *
 574  * Find the first free area from *@idx which matches @nid, fill the out
 575  * parameters, and update *@idx for the next iteration.  The lower 32bit of
 576  * *@idx contains index into memory region and the upper 32bit indexes the
 577  * areas before each reserved region.  For example, if reserved regions
 578  * look like the following,
 579  *
 580  *      0:[0-16), 1:[32-48), 2:[128-130)
 581  *
 582  * The upper 32bit indexes the following regions.
 583  *
 584  *      0:[0-0), 1:[16-32), 2:[48-128), 3:[130-MAX)
 585  *
 586  * As both region arrays are sorted, the function advances the two indices
 587  * in lockstep and returns each intersection.
 588  */
 589 void __init_memblock __next_free_mem_range(u64 *idx, int nid,
 590                                            phys_addr_t *out_start,
 591                                            phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
 592 {
 593         struct memblock_type *mem = &memblock.memory;
 594         struct memblock_type *rsv = &memblock.reserved;
 595         int mi = *idx & 0xffffffff;
 596         int ri = *idx >> 32;
 597
 598         for ( ; mi < mem->cnt; mi++) {
 599                 struct memblock_region *m = &mem->regions[mi];
 600                 phys_addr_t m_start = m->base;
 601                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
 602
 603                 /* only memory regions are associated with nodes, check it */
 604                 if (nid != MAX_NUMNODES && nid != memblock_get_region_node(m))
 605                         continue;
 606
 607                 /* scan areas before each reservation for intersection */
 608                 for ( ; ri < rsv->cnt + 1; ri++) {
 609                         struct memblock_region *r = &rsv->regions[ri];
 610                         phys_addr_t r_start = ri ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
 611                         phys_addr_t r_end = ri < rsv->cnt ? r->base : ULLONG_MAX;
 612
 613                         /* if ri advanced past mi, break out to advance mi */
 614                         if (r_start >= m_end)
 615                                 break;
 616                         /* if the two regions intersect, we're done */
 617                         if (m_start < r_end) {
 618                                 if (out_start)
 619                                         *out_start = max(m_start, r_start);
 620                                 if (out_end)
 621                                         *out_end = min(m_end, r_end);
 622                                 if (out_nid)
 623                                         *out_nid = memblock_get_region_node(m);
 624                                 /*
 625                                  * The region which ends first is advanced
 626                                  * for the next iteration.
 627                                  */
 628                                 if (m_end <= r_end)
 629                                         mi++;
 630                                 else
 631                                         ri++;
 632                                 *idx = (u32)mi | (u64)ri << 32;
 633                                 return;
 634                         }
 635                 }
 636         }
 637
 638         /* signal end of iteration */
 639         *idx = ULLONG_MAX;
 640 }
 641
 642 /**
 643  * __next_free_mem_range_rev - next function for for_each_free_mem_range_reverse()
 644  * @idx: pointer to u64 loop variable
 645  * @nid: nid: node selector, %MAX_NUMNODES for all nodes
 646  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
 647  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
 648  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
 649  *
 650  * Reverse of __next_free_mem_range().
 651  */
 652 void __init_memblock __next_free_mem_range_rev(u64 *idx, int nid,
 653                                            phys_addr_t *out_start,
 654                                            phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
 655 {
 656         struct memblock_type *mem = &memblock.memory;
 657         struct memblock_type *rsv = &memblock.reserved;
 658         int mi = *idx & 0xffffffff;
 659         int ri = *idx >> 32;
 660
 661         if (*idx == (u64)ULLONG_MAX) {
 662                 mi = mem->cnt - 1;
 663                 ri = rsv->cnt;
 664         }
 665
 666         for ( ; mi >= 0; mi--) {
 667                 struct memblock_region *m = &mem->regions[mi];
 668                 phys_addr_t m_start = m->base;
 669                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
 670
 671                 /* only memory regions are associated with nodes, check it */
 672                 if (nid != MAX_NUMNODES && nid != memblock_get_region_node(m))
 673                         continue;
 674
 675                 /* scan areas before each reservation for intersection */
 676                 for ( ; ri >= 0; ri--) {
 677                         struct memblock_region *r = &rsv->regions[ri];
 678                         phys_addr_t r_start = ri ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
 679                         phys_addr_t r_end = ri < rsv->cnt ? r->base : ULLONG_MAX;
 680
 681                         /* if ri advanced past mi, break out to advance mi */
 682                         if (r_end <= m_start)
 683                                 break;
 684                         /* if the two regions intersect, we're done */
 685                         if (m_end > r_start) {
 686                                 if (out_start)
 687                                         *out_start = max(m_start, r_start);
 688                                 if (out_end)
 689                                         *out_end = min(m_end, r_end);
 690                                 if (out_nid)
 691                                         *out_nid = memblock_get_region_node(m);
 692
 693                                 if (m_start >= r_start)
 694                                         mi--;
 695                                 else
 696                                         ri--;
 697                                 *idx = (u32)mi | (u64)ri << 32;
 698                                 return;
 699                         }
 700                 }
 701         }
 702
 703         *idx = ULLONG_MAX;
 704 }
 705
 706 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
 707 /*
 708  * Common iterator interface used to define for_each_mem_range().
 709  */
 710 void __init_memblock __next_mem_pfn_range(int *idx, int nid,
 711                                 unsigned long *out_start_pfn,
 712                                 unsigned long *out_end_pfn, int *out_nid)
 713 {
 714         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
 715         struct memblock_region *r;
 716
 717         while (++*idx < type->cnt) {
 718                 r = &type->regions[*idx];
 719
 720                 if (PFN_UP(r->base) >= PFN_DOWN(r->base + r->size))
 721                         continue;
 722                 if (nid == MAX_NUMNODES || nid == r->nid)
 723                         break;
 724         }
 725         if (*idx >= type->cnt) {
 726                 *idx = -1;
 727                 return;
 728         }
 729
 730         if (out_start_pfn)
 731                 *out_start_pfn = PFN_UP(r->base);
 732         if (out_end_pfn)
 733                 *out_end_pfn = PFN_DOWN(r->base + r->size);
 734         if (out_nid)
 735                 *out_nid = r->nid;
 736 }
 737
 738 /**
 739  * memblock_set_node - set node ID on memblock regions
 740  * @base: base of area to set node ID for
 741  * @size: size of area to set node ID for
 742  * @nid: node ID to set
 743  *
 744  * Set the nid of memblock memory regions in [@base,@base+@size) to @nid.
 745  * Regions which cross the area boundaries are split as necessary.
 746  *
 747  * RETURNS:
 748  * 0 on success, -errno on failure.
 749  */
 750 int __init_memblock memblock_set_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 751                                       int nid)
 752 {
 753         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
 754         int start_rgn, end_rgn;
 755         int i, ret;
 756
 757         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
 758         if (ret)
 759                 return ret;
 760
 761         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++)
 762                 memblock_set_region_node(&type->regions[i], nid);
 763
 764         memblock_merge_regions(type);
 765         return 0;
 766 }
 767 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
 768
 769 static phys_addr_t __init memblock_alloc_base_nid(phys_addr_t size,
 770                                         phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr,
 771                                         int nid)
 772 {
 773         phys_addr_t found;
 774
 775         if (WARN_ON(!align))
 776                 align = __alignof__(long long);
 777
 778         /* align @size to avoid excessive fragmentation on reserved array */
 779         size = round_up(size, align);
 780
 781         found = memblock_find_in_range_node(0, max_addr, size, align, nid);
 782         if (found && !memblock_reserve(found, size))
 783                 return found;
 784
 785         return 0;
 786 }
 787
 788 phys_addr_t __init memblock_alloc_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
 789 {
 790         return memblock_alloc_base_nid(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE, nid);
 791 }
 792
 793 phys_addr_t __init __memblock_alloc_base(phys_addr_t size, phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr)
 794 {
 795         return memblock_alloc_base_nid(size, align, max_addr, MAX_NUMNODES);
 796 }
 797
 798 phys_addr_t __init memblock_alloc_base(phys_addr_t size, phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr)
 799 {
 800         phys_addr_t alloc;
 801
 802         alloc = __memblock_alloc_base(size, align, max_addr);
 803
 804         if (alloc == 0)
 805                 panic("ERROR: Failed to allocate 0x%llx bytes below 0x%llx.\n",
 806                       (unsigned long long) size, (unsigned long long) max_addr);
 807
 808         return alloc;
 809 }
 810
 811 phys_addr_t __init memblock_alloc(phys_addr_t size, phys_addr_t align)
 812 {
 813         return memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
 814 }
 815
 816 phys_addr_t __init memblock_alloc_try_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
 817 {
 818         phys_addr_t res = memblock_alloc_nid(size, align, nid);
 819
 820         if (res)
 821                 return res;
 822         return memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
 823 }
 824
 825
 826 /*
 827  * Remaining API functions
 828  */
 829
 830 phys_addr_t __init memblock_phys_mem_size(void)
 831 {
 832         return memblock.memory.total_size;
 833 }
 834
 835 phys_addr_t __init memblock_mem_size(unsigned long limit_pfn)
 836 {
 837         unsigned long pages = 0;
 838         struct memblock_region *r;
 839         unsigned long start_pfn, end_pfn;
 840
 841         for_each_memblock(memory, r) {
 842                 start_pfn = memblock_region_memory_base_pfn(r);
 843                 end_pfn = memblock_region_memory_end_pfn(r);
 844                 start_pfn = min_t(unsigned long, start_pfn, limit_pfn);
 845                 end_pfn = min_t(unsigned long, end_pfn, limit_pfn);
 846                 pages += end_pfn - start_pfn;
 847         }
 848
 849         return (phys_addr_t)pages << PAGE_SHIFT;
 850 }
 851
 852 /* lowest address */
 853 phys_addr_t __init_memblock memblock_start_of_DRAM(void)
 854 {
 855         return memblock.memory.regions[0].base;
 856 }
 857
 858 phys_addr_t __init_memblock memblock_end_of_DRAM(void)
 859 {
 860         int idx = memblock.memory.cnt - 1;
 861
 862         return (memblock.memory.regions[idx].base + memblock.memory.regions[idx].size);
 863 }
 864
 865 void __init memblock_enforce_memory_limit(phys_addr_t limit)
 866 {
 867         unsigned long i;
 868         phys_addr_t max_addr = (phys_addr_t)ULLONG_MAX;
 869
 870         if (!limit)
 871                 return;
 872
 873         /* find out max address */
 874         for (i = 0; i < memblock.memory.cnt; i++) {
 875                 struct memblock_region *r = &memblock.memory.regions[i];
 876
 877                 if (limit <= r->size) {
 878                         max_addr = r->base + limit;
 879                         break;
 880                 }
 881                 limit -= r->size;
 882         }
 883
 884         /* truncate both memory and reserved regions */
 885         __memblock_remove(&memblock.memory, max_addr, (phys_addr_t)ULLONG_MAX);
 886         __memblock_remove(&memblock.reserved, max_addr, (phys_addr_t)ULLONG_MAX);
 887 }
 888
 889 static int __init_memblock memblock_search(struct memblock_type *type, phys_addr_t addr)
 890 {
 891         unsigned int left = 0, right = type->cnt;
 892
 893         do {
 894                 unsigned int mid = (right + left) / 2;
 895
 896                 if (addr < type->regions[mid].base)
 897                         right = mid;
 898                 else if (addr >= (type->regions[mid].base +
 899                                   type->regions[mid].size))
 900                         left = mid + 1;
 901                 else
 902                         return mid;
 903         } while (left < right);
 904         return -1;
 905 }
 906
 907 int __init memblock_is_reserved(phys_addr_t addr)
 908 {
 909         return memblock_search(&memblock.reserved, addr) != -1;
 910 }
 911
 912 int __init_memblock memblock_is_memory(phys_addr_t addr)
 913 {
 914         return memblock_search(&memblock.memory, addr) != -1;
 915 }
 916
 917 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
 918 int __init_memblock memblock_search_pfn_nid(unsigned long pfn,
 919                          unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
 920 {
 921         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
 922         int mid = memblock_search(type, (phys_addr_t)pfn << PAGE_SHIFT);
 923
 924         if (mid == -1)
 925                 return -1;
 926
 927         *start_pfn = type->regions[mid].base >> PAGE_SHIFT;
 928         *end_pfn = (type->regions[mid].base + type->regions[mid].size)
 929                         >> PAGE_SHIFT;
 930
 931         return type->regions[mid].nid;
 932 }
 933 #endif
 934
 935 /**
 936  * memblock_is_region_memory - check if a region is a subset of memory
 937  * @base: base of region to check
 938  * @size: size of region to check
 939  *
 940  * Check if the region [@base, @base+@size) is a subset of a memory block.
 941  *
 942  * RETURNS:
 943  * 0 if false, non-zero if true
 944  */
 945 int __init_memblock memblock_is_region_memory(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 946 {
 947         int idx = memblock_search(&memblock.memory, base);
 948         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
 949
 950         if (idx == -1)
 951                 return 0;
 952         return memblock.memory.regions[idx].base <= base &&
 953                 (memblock.memory.regions[idx].base +
 954                  memblock.memory.regions[idx].size) >= end;
 955 }
 956
 957 /**
 958  * memblock_is_region_reserved - check if a region intersects reserved memory
 959  * @base: base of region to check
 960  * @size: size of region to check
 961  *
 962  * Check if the region [@base, @base+@size) intersects a reserved memory block.
 963  *
 964  * RETURNS:
 965  * 0 if false, non-zero if true
 966  */
 967 int __init_memblock memblock_is_region_reserved(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 968 {
 969         memblock_cap_size(base, &size);
 970         return memblock_overlaps_region(&memblock.reserved, base, size) >= 0;
 971 }
 972
 973 void __init_memblock memblock_trim_memory(phys_addr_t align)
 974 {
 975         int i;
 976         phys_addr_t start, end, orig_start, orig_end;
 977         struct memblock_type *mem = &memblock.memory;
 978
 979         for (i = 0; i < mem->cnt; i++) {
 980                 orig_start = mem->regions[i].base;
 981                 orig_end = mem->regions[i].base + mem->regions[i].size;
 982                 start = round_up(orig_start, align);
 983                 end = round_down(orig_end, align);
 984
 985                 if (start == orig_start && end == orig_end)
 986                         continue;
 987
 988                 if (start < end) {
 989                         mem->regions[i].base = start;
 990                         mem->regions[i].size = end - start;
 991                 } else {
 992                         memblock_remove_region(mem, i);
 993                         i--;
 994                 }
 995         }
 996 }
 997
 998 void __init_memblock memblock_set_current_limit(phys_addr_t limit)
 999 {
1000         memblock.current_limit = limit;
1001 }
1002
1003 static void __init_memblock memblock_dump(struct memblock_type *type, char *name)
1004 {
1005         unsigned long long base, size;
1006         int i;
1007
1008         pr_info(" %s.cnt  = 0x%lx\n", name, type->cnt);
1009
1010         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
1011                 struct memblock_region *rgn = &type->regions[i];
1012                 char nid_buf[32] = "";
1013
1014                 base = rgn->base;
1015                 size = rgn->size;
1016 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1017                 if (memblock_get_region_node(rgn) != MAX_NUMNODES)
1018                         snprintf(nid_buf, sizeof(nid_buf), " on node %d",
1019                                  memblock_get_region_node(rgn));
1020 #endif
1021                 pr_info(" %s[%#x]\t[%#016llx-%#016llx], %#llx bytes%s\n",
1022                         name, i, base, base + size - 1, size, nid_buf);
1023         }
1024 }
1025
1026 void __init_memblock __memblock_dump_all(void)
1027 {
1028         pr_info("MEMBLOCK configuration:\n");
1029         pr_info(" memory size = %#llx reserved size = %#llx\n",
1030                 (unsigned long long)memblock.memory.total_size,
1031                 (unsigned long long)memblock.reserved.total_size);
1032
1033         memblock_dump(&memblock.memory, "memory");
1034         memblock_dump(&memblock.reserved, "reserved");
1035 }
1036
1037 void __init memblock_allow_resize(void)
1038 {
1039         memblock_can_resize = 1;
1040 }
1041
1042 static int __init early_memblock(char *p)
1043 {
1044         if (p && strstr(p, "debug"))
1045                 memblock_debug = 1;
1046         return 0;
1047 }
1048 early_param("memblock", early_memblock);
1049
1050 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && !defined(CONFIG_ARCH_DISCARD_MEMBLOCK)
1051
1052 static int memblock_debug_show(struct seq_file *m, void *private)
1053 {
1054         struct memblock_type *type = m->private;
1055         struct memblock_region *reg;
1056         int i;
1057
1058         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
1059                 reg = &type->regions[i];
1060                 seq_printf(m, "%4d: ", i);
1061                 if (sizeof(phys_addr_t) == 4)
1062                         seq_printf(m, "0x%08lx..0x%08lx\n",
1063                                    (unsigned long)reg->base,
1064                                    (unsigned long)(reg->base + reg->size - 1));
1065                 else
1066                         seq_printf(m, "0x%016llx..0x%016llx\n",
1067                                    (unsigned long long)reg->base,
1068                                    (unsigned long long)(reg->base + reg->size - 1));
1069
1070         }
1071         return 0;
1072 }
1073
1074 static int memblock_debug_open(struct inode *inode, struct file *file)
1075 {
1076         return single_open(file, memblock_debug_show, inode->i_private);
1077 }
1078
1079 static const struct file_operations memblock_debug_fops = {
1080         .open = memblock_debug_open,
1081         .read = seq_read,
1082         .llseek = seq_lseek,
1083         .release = single_release,
1084 };
1085
1086 static int __init memblock_init_debugfs(void)
1087 {
1088         struct dentry *root = debugfs_create_dir("memblock", NULL);
1089         if (!root)
1090                 return -ENXIO;
1091         debugfs_create_file("memory", S_IRUGO, root, &memblock.memory, &memblock_debug_fops);
1092         debugfs_create_file("reserved", S_IRUGO, root, &memblock.reserved, &memblock_debug_fops);
1093
1094         return 0;
1095 }
1096 __initcall(memblock_init_debugfs);
1097
1098 #endif /* CONFIG_DEBUG_FS */