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 #include <asm-generic/sections.h>
  24
  25 static struct memblock_region memblock_memory_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS] __initdata_memblock;
  26 static struct memblock_region memblock_reserved_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS] __initdata_memblock;
  27
  28 struct memblock memblock __initdata_memblock = {
  29         .memory.regions         = memblock_memory_init_regions,
  30         .memory.cnt             = 1,    /* empty dummy entry */
  31         .memory.max             = INIT_MEMBLOCK_REGIONS,
  32
  33         .reserved.regions       = memblock_reserved_init_regions,
  34         .reserved.cnt           = 1,    /* empty dummy entry */
  35         .reserved.max           = INIT_MEMBLOCK_REGIONS,
  36
  37         .bottom_up              = false,
  38         .current_limit          = MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE,
  39 };
  40
  41 int memblock_debug __initdata_memblock;
  42 static int memblock_can_resize __initdata_memblock;
  43 static int memblock_memory_in_slab __initdata_memblock = 0;
  44 static int memblock_reserved_in_slab __initdata_memblock = 0;
  45
  46 /* inline so we don't get a warning when pr_debug is compiled out */
  47 static __init_memblock const char *
  48 memblock_type_name(struct memblock_type *type)
  49 {
  50         if (type == &memblock.memory)
  51                 return "memory";
  52         else if (type == &memblock.reserved)
  53                 return "reserved";
  54         else
  55                 return "unknown";
  56 }
  57
  58 /* adjust *@size so that (@base + *@size) doesn't overflow, return new size */
  59 static inline phys_addr_t memblock_cap_size(phys_addr_t base, phys_addr_t *size)
  60 {
  61         return *size = min(*size, (phys_addr_t)ULLONG_MAX - base);
  62 }
  63
  64 /*
  65  * Address comparison utilities
  66  */
  67 static unsigned long __init_memblock memblock_addrs_overlap(phys_addr_t base1, phys_addr_t size1,
  68                                        phys_addr_t base2, phys_addr_t size2)
  69 {
  70         return ((base1 < (base2 + size2)) && (base2 < (base1 + size1)));
  71 }
  72
  73 static long __init_memblock memblock_overlaps_region(struct memblock_type *type,
  74                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size)
  75 {
  76         unsigned long i;
  77
  78         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
  79                 phys_addr_t rgnbase = type->regions[i].base;
  80                 phys_addr_t rgnsize = type->regions[i].size;
  81                 if (memblock_addrs_overlap(base, size, rgnbase, rgnsize))
  82                         break;
  83         }
  84
  85         return (i < type->cnt) ? i : -1;
  86 }
  87
  88 /*
  89  * __memblock_find_range_bottom_up - find free area utility in bottom-up
  90  * @start: start of candidate range
  91  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_{ANYWHERE|ACCESSIBLE}
  92  * @size: size of free area to find
  93  * @align: alignment of free area to find
  94  * @nid: nid of the free area to find, %MAX_NUMNODES for any node
  95  *
  96  * Utility called from memblock_find_in_range_node(), find free area bottom-up.
  97  *
  98  * RETURNS:
  99  * Found address on success, 0 on failure.
 100  */
 101 static phys_addr_t __init_memblock
 102 __memblock_find_range_bottom_up(phys_addr_t start, phys_addr_t end,
 103                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
 104 {
 105         phys_addr_t this_start, this_end, cand;
 106         u64 i;
 107
 108         for_each_free_mem_range(i, nid, &this_start, &this_end, NULL) {
 109                 this_start = clamp(this_start, start, end);
 110                 this_end = clamp(this_end, start, end);
 111
 112                 cand = round_up(this_start, align);
 113                 if (cand < this_end && this_end - cand >= size)
 114                         return cand;
 115         }
 116
 117         return 0;
 118 }
 119
 120 /**
 121  * __memblock_find_range_top_down - find free area utility, in top-down
 122  * @start: start of candidate range
 123  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_{ANYWHERE|ACCESSIBLE}
 124  * @size: size of free area to find
 125  * @align: alignment of free area to find
 126  * @nid: nid of the free area to find, %MAX_NUMNODES for any node
 127  *
 128  * Utility called from memblock_find_in_range_node(), find free area top-down.
 129  *
 130  * RETURNS:
 131  * Found address on success, 0 on failure.
 132  */
 133 static phys_addr_t __init_memblock
 134 __memblock_find_range_top_down(phys_addr_t start, phys_addr_t end,
 135                                phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
 136 {
 137         phys_addr_t this_start, this_end, cand;
 138         u64 i;
 139
 140         for_each_free_mem_range_reverse(i, nid, &this_start, &this_end, NULL) {
 141                 this_start = clamp(this_start, start, end);
 142                 this_end = clamp(this_end, start, end);
 143
 144                 if (this_end < size)
 145                         continue;
 146
 147                 cand = round_down(this_end - size, align);
 148                 if (cand >= this_start)
 149                         return cand;
 150         }
 151
 152         return 0;
 153 }
 154
 155 /**
 156  * memblock_find_in_range_node - find free area in given range and node
 157  * @start: start of candidate range
 158  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_{ANYWHERE|ACCESSIBLE}
 159  * @size: size of free area to find
 160  * @align: alignment of free area to find
 161  * @nid: nid of the free area to find, %MAX_NUMNODES for any node
 162  *
 163  * Find @size free area aligned to @align in the specified range and node.
 164  *
 165  * When allocation direction is bottom-up, the @start should be greater
 166  * than the end of the kernel image. Otherwise, it will be trimmed. The
 167  * reason is that we want the bottom-up allocation just near the kernel
 168  * image so it is highly likely that the allocated memory and the kernel
 169  * will reside in the same node.
 170  *
 171  * If bottom-up allocation failed, will try to allocate memory top-down.
 172  *
 173  * RETURNS:
 174  * Found address on success, 0 on failure.
 175  */
 176 phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range_node(phys_addr_t start,
 177                                         phys_addr_t end, phys_addr_t size,
 178                                         phys_addr_t align, int nid)
 179 {
 180         int ret;
 181         phys_addr_t kernel_end;
 182
 183         /* pump up @end */
 184         if (end == MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE)
 185                 end = memblock.current_limit;
 186
 187         /* avoid allocating the first page */
 188         start = max_t(phys_addr_t, start, PAGE_SIZE);
 189         end = max(start, end);
 190         kernel_end = __pa_symbol(_end);
 191
 192         /*
 193          * try bottom-up allocation only when bottom-up mode
 194          * is set and @end is above the kernel image.
 195          */
 196         if (memblock_bottom_up() && end > kernel_end) {
 197                 phys_addr_t bottom_up_start;
 198
 199                 /* make sure we will allocate above the kernel */
 200                 bottom_up_start = max(start, kernel_end);
 201
 202                 /* ok, try bottom-up allocation first */
 203                 ret = __memblock_find_range_bottom_up(bottom_up_start, end,
 204                                                       size, align, nid);
 205                 if (ret)
 206                         return ret;
 207
 208                 /*
 209                  * we always limit bottom-up allocation above the kernel,
 210                  * but top-down allocation doesn't have the limit, so
 211                  * retrying top-down allocation may succeed when bottom-up
 212                  * allocation failed.
 213                  *
 214                  * bottom-up allocation is expected to be fail very rarely,
 215                  * so we use WARN_ONCE() here to see the stack trace if
 216                  * fail happens.
 217                  */
 218                 WARN_ONCE(1, "memblock: bottom-up allocation failed, "
 219                              "memory hotunplug may be affected\n");
 220         }
 221
 222         return __memblock_find_range_top_down(start, end, size, align, nid);
 223 }
 224
 225 /**
 226  * memblock_find_in_range - find free area in given range
 227  * @start: start of candidate range
 228  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_{ANYWHERE|ACCESSIBLE}
 229  * @size: size of free area to find
 230  * @align: alignment of free area to find
 231  *
 232  * Find @size free area aligned to @align in the specified range.
 233  *
 234  * RETURNS:
 235  * Found address on success, 0 on failure.
 236  */
 237 phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range(phys_addr_t start,
 238                                         phys_addr_t end, phys_addr_t size,
 239                                         phys_addr_t align)
 240 {
 241         return memblock_find_in_range_node(start, end, size, align,
 242                                            MAX_NUMNODES);
 243 }
 244
 245 static void __init_memblock memblock_remove_region(struct memblock_type *type, unsigned long r)
 246 {
 247         type->total_size -= type->regions[r].size;
 248         memmove(&type->regions[r], &type->regions[r + 1],
 249                 (type->cnt - (r + 1)) * sizeof(type->regions[r]));
 250         type->cnt--;
 251
 252         /* Special case for empty arrays */
 253         if (type->cnt == 0) {
 254                 WARN_ON(type->total_size != 0);
 255                 type->cnt = 1;
 256                 type->regions[0].base = 0;
 257                 type->regions[0].size = 0;
 258                 type->regions[0].flags = 0;
 259                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], MAX_NUMNODES);
 260         }
 261 }
 262
 263 phys_addr_t __init_memblock get_allocated_memblock_reserved_regions_info(
 264                                         phys_addr_t *addr)
 265 {
 266         if (memblock.reserved.regions == memblock_reserved_init_regions)
 267                 return 0;
 268
 269         *addr = __pa(memblock.reserved.regions);
 270
 271         return PAGE_ALIGN(sizeof(struct memblock_region) *
 272                           memblock.reserved.max);
 273 }
 274
 275 /**
 276  * memblock_double_array - double the size of the memblock regions array
 277  * @type: memblock type of the regions array being doubled
 278  * @new_area_start: starting address of memory range to avoid overlap with
 279  * @new_area_size: size of memory range to avoid overlap with
 280  *
 281  * Double the size of the @type regions array. If memblock is being used to
 282  * allocate memory for a new reserved regions array and there is a previously
 283  * allocated memory range [@new_area_start,@new_area_start+@new_area_size]
 284  * waiting to be reserved, ensure the memory used by the new array does
 285  * not overlap.
 286  *
 287  * RETURNS:
 288  * 0 on success, -1 on failure.
 289  */
 290 static int __init_memblock memblock_double_array(struct memblock_type *type,
 291                                                 phys_addr_t new_area_start,
 292                                                 phys_addr_t new_area_size)
 293 {
 294         struct memblock_region *new_array, *old_array;
 295         phys_addr_t old_alloc_size, new_alloc_size;
 296         phys_addr_t old_size, new_size, addr;
 297         int use_slab = slab_is_available();
 298         int *in_slab;
 299
 300         /* We don't allow resizing until we know about the reserved regions
 301          * of memory that aren't suitable for allocation
 302          */
 303         if (!memblock_can_resize)
 304                 return -1;
 305
 306         /* Calculate new doubled size */
 307         old_size = type->max * sizeof(struct memblock_region);
 308         new_size = old_size << 1;
 309         /*
 310          * We need to allocated new one align to PAGE_SIZE,
 311          *   so we can free them completely later.
 312          */
 313         old_alloc_size = PAGE_ALIGN(old_size);
 314         new_alloc_size = PAGE_ALIGN(new_size);
 315
 316         /* Retrieve the slab flag */
 317         if (type == &memblock.memory)
 318                 in_slab = &memblock_memory_in_slab;
 319         else
 320                 in_slab = &memblock_reserved_in_slab;
 321
 322         /* Try to find some space for it.
 323          *
 324          * WARNING: We assume that either slab_is_available() and we use it or
 325          * we use MEMBLOCK for allocations. That means that this is unsafe to
 326          * use when bootmem is currently active (unless bootmem itself is
 327          * implemented on top of MEMBLOCK which isn't the case yet)
 328          *
 329          * This should however not be an issue for now, as we currently only
 330          * call into MEMBLOCK while it's still active, or much later when slab
 331          * is active for memory hotplug operations
 332          */
 333         if (use_slab) {
 334                 new_array = kmalloc(new_size, GFP_KERNEL);
 335                 addr = new_array ? __pa(new_array) : 0;
 336         } else {
 337                 /* only exclude range when trying to double reserved.regions */
 338                 if (type != &memblock.reserved)
 339                         new_area_start = new_area_size = 0;
 340
 341                 addr = memblock_find_in_range(new_area_start + new_area_size,
 342                                                 memblock.current_limit,
 343                                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
 344                 if (!addr && new_area_size)
 345                         addr = memblock_find_in_range(0,
 346                                 min(new_area_start, memblock.current_limit),
 347                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
 348
 349                 new_array = addr ? __va(addr) : NULL;
 350         }
 351         if (!addr) {
 352                 pr_err("memblock: Failed to double %s array from %ld to %ld entries !\n",
 353                        memblock_type_name(type), type->max, type->max * 2);
 354                 return -1;
 355         }
 356
 357         memblock_dbg("memblock: %s is doubled to %ld at [%#010llx-%#010llx]",
 358                         memblock_type_name(type), type->max * 2, (u64)addr,
 359                         (u64)addr + new_size - 1);
 360
 361         /*
 362          * Found space, we now need to move the array over before we add the
 363          * reserved region since it may be our reserved array itself that is
 364          * full.
 365          */
 366         memcpy(new_array, type->regions, old_size);
 367         memset(new_array + type->max, 0, old_size);
 368         old_array = type->regions;
 369         type->regions = new_array;
 370         type->max <<= 1;
 371
 372         /* Free old array. We needn't free it if the array is the static one */
 373         if (*in_slab)
 374                 kfree(old_array);
 375         else if (old_array != memblock_memory_init_regions &&
 376                  old_array != memblock_reserved_init_regions)
 377                 memblock_free(__pa(old_array), old_alloc_size);
 378
 379         /*
 380          * Reserve the new array if that comes from the memblock.  Otherwise, we
 381          * needn't do it
 382          */
 383         if (!use_slab)
 384                 BUG_ON(memblock_reserve(addr, new_alloc_size));
 385
 386         /* Update slab flag */
 387         *in_slab = use_slab;
 388
 389         return 0;
 390 }
 391
 392 /**
 393  * memblock_merge_regions - merge neighboring compatible regions
 394  * @type: memblock type to scan
 395  *
 396  * Scan @type and merge neighboring compatible regions.
 397  */
 398 static void __init_memblock memblock_merge_regions(struct memblock_type *type)
 399 {
 400         int i = 0;
 401
 402         /* cnt never goes below 1 */
 403         while (i < type->cnt - 1) {
 404                 struct memblock_region *this = &type->regions[i];
 405                 struct memblock_region *next = &type->regions[i + 1];
 406
 407                 if (this->base + this->size != next->base ||
 408                     memblock_get_region_node(this) !=
 409                     memblock_get_region_node(next) ||
 410                     this->flags != next->flags) {
 411                         BUG_ON(this->base + this->size > next->base);
 412                         i++;
 413                         continue;
 414                 }
 415
 416                 this->size += next->size;
 417                 /* move forward from next + 1, index of which is i + 2 */
 418                 memmove(next, next + 1, (type->cnt - (i + 2)) * sizeof(*next));
 419                 type->cnt--;
 420         }
 421 }
 422
 423 /**
 424  * memblock_insert_region - insert new memblock region
 425  * @type:       memblock type to insert into
 426  * @idx:        index for the insertion point
 427  * @base:       base address of the new region
 428  * @size:       size of the new region
 429  * @nid:        node id of the new region
 430  * @flags:      flags of the new region
 431  *
 432  * Insert new memblock region [@base,@base+@size) into @type at @idx.
 433  * @type must already have extra room to accomodate the new region.
 434  */
 435 static void __init_memblock memblock_insert_region(struct memblock_type *type,
 436                                                    int idx, phys_addr_t base,
 437                                                    phys_addr_t size,
 438                                                    int nid, unsigned long flags)
 439 {
 440         struct memblock_region *rgn = &type->regions[idx];
 441
 442         BUG_ON(type->cnt >= type->max);
 443         memmove(rgn + 1, rgn, (type->cnt - idx) * sizeof(*rgn));
 444         rgn->base = base;
 445         rgn->size = size;
 446         rgn->flags = flags;
 447         memblock_set_region_node(rgn, nid);
 448         type->cnt++;
 449         type->total_size += size;
 450 }
 451
 452 /**
 453  * memblock_add_region - add new memblock region
 454  * @type: memblock type to add new region into
 455  * @base: base address of the new region
 456  * @size: size of the new region
 457  * @nid: nid of the new region
 458  * @flags: flags of the new region
 459  *
 460  * Add new memblock region [@base,@base+@size) into @type.  The new region
 461  * is allowed to overlap with existing ones - overlaps don't affect already
 462  * existing regions.  @type is guaranteed to be minimal (all neighbouring
 463  * compatible regions are merged) after the addition.
 464  *
 465  * RETURNS:
 466  * 0 on success, -errno on failure.
 467  */
 468 static int __init_memblock memblock_add_region(struct memblock_type *type,
 469                                 phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 470                                 int nid, unsigned long flags)
 471 {
 472         bool insert = false;
 473         phys_addr_t obase = base;
 474         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
 475         int i, nr_new;
 476
 477         if (!size)
 478                 return 0;
 479
 480         /* special case for empty array */
 481         if (type->regions[0].size == 0) {
 482                 WARN_ON(type->cnt != 1 || type->total_size);
 483                 type->regions[0].base = base;
 484                 type->regions[0].size = size;
 485                 type->regions[0].flags = flags;
 486                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], nid);
 487                 type->total_size = size;
 488                 return 0;
 489         }
 490 repeat:
 491         /*
 492          * The following is executed twice.  Once with %false @insert and
 493          * then with %true.  The first counts the number of regions needed
 494          * to accomodate the new area.  The second actually inserts them.
 495          */
 496         base = obase;
 497         nr_new = 0;
 498
 499         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
 500                 struct memblock_region *rgn = &type->regions[i];
 501                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
 502                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
 503
 504                 if (rbase >= end)
 505                         break;
 506                 if (rend <= base)
 507                         continue;
 508                 /*
 509                  * @rgn overlaps.  If it separates the lower part of new
 510                  * area, insert that portion.
 511                  */
 512                 if (rbase > base) {
 513                         nr_new++;
 514                         if (insert)
 515                                 memblock_insert_region(type, i++, base,
 516                                                        rbase - base, nid,
 517                                                        flags);
 518                 }
 519                 /* area below @rend is dealt with, forget about it */
 520                 base = min(rend, end);
 521         }
 522
 523         /* insert the remaining portion */
 524         if (base < end) {
 525                 nr_new++;
 526                 if (insert)
 527                         memblock_insert_region(type, i, base, end - base,
 528                                                nid, flags);
 529         }
 530
 531         /*
 532          * If this was the first round, resize array and repeat for actual
 533          * insertions; otherwise, merge and return.
 534          */
 535         if (!insert) {
 536                 while (type->cnt + nr_new > type->max)
 537                         if (memblock_double_array(type, obase, size) < 0)
 538                                 return -ENOMEM;
 539                 insert = true;
 540                 goto repeat;
 541         } else {
 542                 memblock_merge_regions(type);
 543                 return 0;
 544         }
 545 }
 546
 547 int __init_memblock memblock_add_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 548                                        int nid)
 549 {
 550         return memblock_add_region(&memblock.memory, base, size, nid, 0);
 551 }
 552
 553 int __init_memblock memblock_add(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 554 {
 555         return memblock_add_region(&memblock.memory, base, size,
 556                                    MAX_NUMNODES, 0);
 557 }
 558
 559 /**
 560  * memblock_isolate_range - isolate given range into disjoint memblocks
 561  * @type: memblock type to isolate range for
 562  * @base: base of range to isolate
 563  * @size: size of range to isolate
 564  * @start_rgn: out parameter for the start of isolated region
 565  * @end_rgn: out parameter for the end of isolated region
 566  *
 567  * Walk @type and ensure that regions don't cross the boundaries defined by
 568  * [@base,@base+@size).  Crossing regions are split at the boundaries,
 569  * which may create at most two more regions.  The index of the first
 570  * region inside the range is returned in *@start_rgn and end in *@end_rgn.
 571  *
 572  * RETURNS:
 573  * 0 on success, -errno on failure.
 574  */
 575 static int __init_memblock memblock_isolate_range(struct memblock_type *type,
 576                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 577                                         int *start_rgn, int *end_rgn)
 578 {
 579         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
 580         int i;
 581
 582         *start_rgn = *end_rgn = 0;
 583
 584         if (!size)
 585                 return 0;
 586
 587         /* we'll create at most two more regions */
 588         while (type->cnt + 2 > type->max)
 589                 if (memblock_double_array(type, base, size) < 0)
 590                         return -ENOMEM;
 591
 592         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
 593                 struct memblock_region *rgn = &type->regions[i];
 594                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
 595                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
 596
 597                 if (rbase >= end)
 598                         break;
 599                 if (rend <= base)
 600                         continue;
 601
 602                 if (rbase < base) {
 603                         /*
 604                          * @rgn intersects from below.  Split and continue
 605                          * to process the next region - the new top half.
 606                          */
 607                         rgn->base = base;
 608                         rgn->size -= base - rbase;
 609                         type->total_size -= base - rbase;
 610                         memblock_insert_region(type, i, rbase, base - rbase,
 611                                                memblock_get_region_node(rgn),
 612                                                rgn->flags);
 613                 } else if (rend > end) {
 614                         /*
 615                          * @rgn intersects from above.  Split and redo the
 616                          * current region - the new bottom half.
 617                          */
 618                         rgn->base = end;
 619                         rgn->size -= end - rbase;
 620                         type->total_size -= end - rbase;
 621                         memblock_insert_region(type, i--, rbase, end - rbase,
 622                                                memblock_get_region_node(rgn),
 623                                                rgn->flags);
 624                 } else {
 625                         /* @rgn is fully contained, record it */
 626                         if (!*end_rgn)
 627                                 *start_rgn = i;
 628                         *end_rgn = i + 1;
 629                 }
 630         }
 631
 632         return 0;
 633 }
 634
 635 static int __init_memblock __memblock_remove(struct memblock_type *type,
 636                                              phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 637 {
 638         int start_rgn, end_rgn;
 639         int i, ret;
 640
 641         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
 642         if (ret)
 643                 return ret;
 644
 645         for (i = end_rgn - 1; i >= start_rgn; i--)
 646                 memblock_remove_region(type, i);
 647         return 0;
 648 }
 649
 650 int __init_memblock memblock_remove(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 651 {
 652         return __memblock_remove(&memblock.memory, base, size);
 653 }
 654
 655 int __init_memblock memblock_free(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 656 {
 657         memblock_dbg("   memblock_free: [%#016llx-%#016llx] %pF\n",
 658                      (unsigned long long)base,
 659                      (unsigned long long)base + size - 1,
 660                      (void *)_RET_IP_);
 661
 662         return __memblock_remove(&memblock.reserved, base, size);
 663 }
 664
 665 static int __init_memblock memblock_reserve_region(phys_addr_t base,
 666                                                    phys_addr_t size,
 667                                                    int nid,
 668                                                    unsigned long flags)
 669 {
 670         struct memblock_type *_rgn = &memblock.reserved;
 671
 672         memblock_dbg("memblock_reserve: [%#016llx-%#016llx] flags %#02lx %pF\n",
 673                      (unsigned long long)base,
 674                      (unsigned long long)base + size - 1,
 675                      flags, (void *)_RET_IP_);
 676
 677         return memblock_add_region(_rgn, base, size, nid, flags);
 678 }
 679
 680 int __init_memblock memblock_reserve(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 681 {
 682         return memblock_reserve_region(base, size, MAX_NUMNODES, 0);
 683 }
 684
 685 /**
 686  * memblock_mark_hotplug - Mark hotpluggable memory with flag MEMBLOCK_HOTPLUG.
 687  * @base: the base phys addr of the region
 688  * @size: the size of the region
 689  *
 690  * This function isolates region [@base, @base + @size), and mark it with flag
 691  * MEMBLOCK_HOTPLUG.
 692  *
 693  * Return 0 on succees, -errno on failure.
 694  */
 695 int __init_memblock memblock_mark_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 696 {
 697         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
 698         int i, ret, start_rgn, end_rgn;
 699
 700         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
 701         if (ret)
 702                 return ret;
 703
 704         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++)
 705                 memblock_set_region_flags(&type->regions[i], MEMBLOCK_HOTPLUG);
 706
 707         memblock_merge_regions(type);
 708         return 0;
 709 }
 710
 711 /**
 712  * memblock_clear_hotplug - Clear flag MEMBLOCK_HOTPLUG for a specified region.
 713  * @base: the base phys addr of the region
 714  * @size: the size of the region
 715  *
 716  * This function isolates region [@base, @base + @size), and clear flag
 717  * MEMBLOCK_HOTPLUG for the isolated regions.
 718  *
 719  * Return 0 on succees, -errno on failure.
 720  */
 721 int __init_memblock memblock_clear_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 722 {
 723         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
 724         int i, ret, start_rgn, end_rgn;
 725
 726         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
 727         if (ret)
 728                 return ret;
 729
 730         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++)
 731                 memblock_clear_region_flags(&type->regions[i],
 732                                             MEMBLOCK_HOTPLUG);
 733
 734         memblock_merge_regions(type);
 735         return 0;
 736 }
 737
 738 /**
 739  * __next_free_mem_range - next function for for_each_free_mem_range()
 740  * @idx: pointer to u64 loop variable
 741  * @nid: node selector, %MAX_NUMNODES for all nodes
 742  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
 743  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
 744  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
 745  *
 746  * Find the first free area from *@idx which matches @nid, fill the out
 747  * parameters, and update *@idx for the next iteration.  The lower 32bit of
 748  * *@idx contains index into memory region and the upper 32bit indexes the
 749  * areas before each reserved region.  For example, if reserved regions
 750  * look like the following,
 751  *
 752  *      0:[0-16), 1:[32-48), 2:[128-130)
 753  *
 754  * The upper 32bit indexes the following regions.
 755  *
 756  *      0:[0-0), 1:[16-32), 2:[48-128), 3:[130-MAX)
 757  *
 758  * As both region arrays are sorted, the function advances the two indices
 759  * in lockstep and returns each intersection.
 760  */
 761 void __init_memblock __next_free_mem_range(u64 *idx, int nid,
 762                                            phys_addr_t *out_start,
 763                                            phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
 764 {
 765         struct memblock_type *mem = &memblock.memory;
 766         struct memblock_type *rsv = &memblock.reserved;
 767         int mi = *idx & 0xffffffff;
 768         int ri = *idx >> 32;
 769
 770         for ( ; mi < mem->cnt; mi++) {
 771                 struct memblock_region *m = &mem->regions[mi];
 772                 phys_addr_t m_start = m->base;
 773                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
 774
 775                 /* only memory regions are associated with nodes, check it */
 776                 if (nid != MAX_NUMNODES && nid != memblock_get_region_node(m))
 777                         continue;
 778
 779                 /* scan areas before each reservation for intersection */
 780                 for ( ; ri < rsv->cnt + 1; ri++) {
 781                         struct memblock_region *r = &rsv->regions[ri];
 782                         phys_addr_t r_start = ri ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
 783                         phys_addr_t r_end = ri < rsv->cnt ? r->base : ULLONG_MAX;
 784
 785                         /* if ri advanced past mi, break out to advance mi */
 786                         if (r_start >= m_end)
 787                                 break;
 788                         /* if the two regions intersect, we're done */
 789                         if (m_start < r_end) {
 790                                 if (out_start)
 791                                         *out_start = max(m_start, r_start);
 792                                 if (out_end)
 793                                         *out_end = min(m_end, r_end);
 794                                 if (out_nid)
 795                                         *out_nid = memblock_get_region_node(m);
 796                                 /*
 797                                  * The region which ends first is advanced
 798                                  * for the next iteration.
 799                                  */
 800                                 if (m_end <= r_end)
 801                                         mi++;
 802                                 else
 803                                         ri++;
 804                                 *idx = (u32)mi | (u64)ri << 32;
 805                                 return;
 806                         }
 807                 }
 808         }
 809
 810         /* signal end of iteration */
 811         *idx = ULLONG_MAX;
 812 }
 813
 814 /**
 815  * __next_free_mem_range_rev - next function for for_each_free_mem_range_reverse()
 816  * @idx: pointer to u64 loop variable
 817  * @nid: nid: node selector, %MAX_NUMNODES for all nodes
 818  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
 819  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
 820  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
 821  *
 822  * Reverse of __next_free_mem_range().
 823  */
 824 void __init_memblock __next_free_mem_range_rev(u64 *idx, int nid,
 825                                            phys_addr_t *out_start,
 826                                            phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
 827 {
 828         struct memblock_type *mem = &memblock.memory;
 829         struct memblock_type *rsv = &memblock.reserved;
 830         int mi = *idx & 0xffffffff;
 831         int ri = *idx >> 32;
 832
 833         if (*idx == (u64)ULLONG_MAX) {
 834                 mi = mem->cnt - 1;
 835                 ri = rsv->cnt;
 836         }
 837
 838         for ( ; mi >= 0; mi--) {
 839                 struct memblock_region *m = &mem->regions[mi];
 840                 phys_addr_t m_start = m->base;
 841                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
 842
 843                 /* only memory regions are associated with nodes, check it */
 844                 if (nid != MAX_NUMNODES && nid != memblock_get_region_node(m))
 845                         continue;
 846
 847                 /* scan areas before each reservation for intersection */
 848                 for ( ; ri >= 0; ri--) {
 849                         struct memblock_region *r = &rsv->regions[ri];
 850                         phys_addr_t r_start = ri ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
 851                         phys_addr_t r_end = ri < rsv->cnt ? r->base : ULLONG_MAX;
 852
 853                         /* if ri advanced past mi, break out to advance mi */
 854                         if (r_end <= m_start)
 855                                 break;
 856                         /* if the two regions intersect, we're done */
 857                         if (m_end > r_start) {
 858                                 if (out_start)
 859                                         *out_start = max(m_start, r_start);
 860                                 if (out_end)
 861                                         *out_end = min(m_end, r_end);
 862                                 if (out_nid)
 863                                         *out_nid = memblock_get_region_node(m);
 864
 865                                 if (m_start >= r_start)
 866                                         mi--;
 867                                 else
 868                                         ri--;
 869                                 *idx = (u32)mi | (u64)ri << 32;
 870                                 return;
 871                         }
 872                 }
 873         }
 874
 875         *idx = ULLONG_MAX;
 876 }
 877
 878 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
 879 /*
 880  * Common iterator interface used to define for_each_mem_range().
 881  */
 882 void __init_memblock __next_mem_pfn_range(int *idx, int nid,
 883                                 unsigned long *out_start_pfn,
 884                                 unsigned long *out_end_pfn, int *out_nid)
 885 {
 886         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
 887         struct memblock_region *r;
 888
 889         while (++*idx < type->cnt) {
 890                 r = &type->regions[*idx];
 891
 892                 if (PFN_UP(r->base) >= PFN_DOWN(r->base + r->size))
 893                         continue;
 894                 if (nid == MAX_NUMNODES || nid == r->nid)
 895                         break;
 896         }
 897         if (*idx >= type->cnt) {
 898                 *idx = -1;
 899                 return;
 900         }
 901
 902         if (out_start_pfn)
 903                 *out_start_pfn = PFN_UP(r->base);
 904         if (out_end_pfn)
 905                 *out_end_pfn = PFN_DOWN(r->base + r->size);
 906         if (out_nid)
 907                 *out_nid = r->nid;
 908 }
 909
 910 /**
 911  * memblock_set_node - set node ID on memblock regions
 912  * @base: base of area to set node ID for
 913  * @size: size of area to set node ID for
 914  * @nid: node ID to set
 915  *
 916  * Set the nid of memblock memory regions in [@base,@base+@size) to @nid.
 917  * Regions which cross the area boundaries are split as necessary.
 918  *
 919  * RETURNS:
 920  * 0 on success, -errno on failure.
 921  */
 922 int __init_memblock memblock_set_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 923                                       int nid)
 924 {
 925         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
 926         int start_rgn, end_rgn;
 927         int i, ret;
 928
 929         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
 930         if (ret)
 931                 return ret;
 932
 933         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++)
 934                 memblock_set_region_node(&type->regions[i], nid);
 935
 936         memblock_merge_regions(type);
 937         return 0;
 938 }
 939 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
 940
 941 static phys_addr_t __init memblock_alloc_base_nid(phys_addr_t size,
 942                                         phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr,
 943                                         int nid)
 944 {
 945         phys_addr_t found;
 946
 947         if (WARN_ON(!align))
 948                 align = __alignof__(long long);
 949
 950         /* align @size to avoid excessive fragmentation on reserved array */
 951         size = round_up(size, align);
 952
 953         found = memblock_find_in_range_node(0, max_addr, size, align, nid);
 954         if (found && !memblock_reserve(found, size))
 955                 return found;
 956
 957         return 0;
 958 }
 959
 960 phys_addr_t __init memblock_alloc_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
 961 {
 962         return memblock_alloc_base_nid(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE, nid);
 963 }
 964
 965 phys_addr_t __init __memblock_alloc_base(phys_addr_t size, phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr)
 966 {
 967         return memblock_alloc_base_nid(size, align, max_addr, MAX_NUMNODES);
 968 }
 969
 970 phys_addr_t __init memblock_alloc_base(phys_addr_t size, phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr)
 971 {
 972         phys_addr_t alloc;
 973
 974         alloc = __memblock_alloc_base(size, align, max_addr);
 975
 976         if (alloc == 0)
 977                 panic("ERROR: Failed to allocate 0x%llx bytes below 0x%llx.\n",
 978                       (unsigned long long) size, (unsigned long long) max_addr);
 979
 980         return alloc;
 981 }
 982
 983 phys_addr_t __init memblock_alloc(phys_addr_t size, phys_addr_t align)
 984 {
 985         return memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
 986 }
 987
 988 phys_addr_t __init memblock_alloc_try_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
 989 {
 990         phys_addr_t res = memblock_alloc_nid(size, align, nid);
 991
 992         if (res)
 993                 return res;
 994         return memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
 995 }
 996
 997
 998 /*
 999  * Remaining API functions
1000  */
1001
1002 phys_addr_t __init memblock_phys_mem_size(void)
1003 {
1004         return memblock.memory.total_size;
1005 }
1006
1007 phys_addr_t __init memblock_mem_size(unsigned long limit_pfn)
1008 {
1009         unsigned long pages = 0;
1010         struct memblock_region *r;
1011         unsigned long start_pfn, end_pfn;
1012
1013         for_each_memblock(memory, r) {
1014                 start_pfn = memblock_region_memory_base_pfn(r);
1015                 end_pfn = memblock_region_memory_end_pfn(r);
1016                 start_pfn = min_t(unsigned long, start_pfn, limit_pfn);
1017                 end_pfn = min_t(unsigned long, end_pfn, limit_pfn);
1018                 pages += end_pfn - start_pfn;
1019         }
1020
1021         return (phys_addr_t)pages << PAGE_SHIFT;
1022 }
1023
1024 /* lowest address */
1025 phys_addr_t __init_memblock memblock_start_of_DRAM(void)
1026 {
1027         return memblock.memory.regions[0].base;
1028 }
1029
1030 phys_addr_t __init_memblock memblock_end_of_DRAM(void)
1031 {
1032         int idx = memblock.memory.cnt - 1;
1033
1034         return (memblock.memory.regions[idx].base + memblock.memory.regions[idx].size);
1035 }
1036
1037 void __init memblock_enforce_memory_limit(phys_addr_t limit)
1038 {
1039         unsigned long i;
1040         phys_addr_t max_addr = (phys_addr_t)ULLONG_MAX;
1041
1042         if (!limit)
1043                 return;
1044
1045         /* find out max address */
1046         for (i = 0; i < memblock.memory.cnt; i++) {
1047                 struct memblock_region *r = &memblock.memory.regions[i];
1048
1049                 if (limit <= r->size) {
1050                         max_addr = r->base + limit;
1051                         break;
1052                 }
1053                 limit -= r->size;
1054         }
1055
1056         /* truncate both memory and reserved regions */
1057         __memblock_remove(&memblock.memory, max_addr, (phys_addr_t)ULLONG_MAX);
1058         __memblock_remove(&memblock.reserved, max_addr, (phys_addr_t)ULLONG_MAX);
1059 }
1060
1061 static int __init_memblock memblock_search(struct memblock_type *type, phys_addr_t addr)
1062 {
1063         unsigned int left = 0, right = type->cnt;
1064
1065         do {
1066                 unsigned int mid = (right + left) / 2;
1067
1068                 if (addr < type->regions[mid].base)
1069                         right = mid;
1070                 else if (addr >= (type->regions[mid].base +
1071                                   type->regions[mid].size))
1072                         left = mid + 1;
1073                 else
1074                         return mid;
1075         } while (left < right);
1076         return -1;
1077 }
1078
1079 int __init memblock_is_reserved(phys_addr_t addr)
1080 {
1081         return memblock_search(&memblock.reserved, addr) != -1;
1082 }
1083
1084 int __init_memblock memblock_is_memory(phys_addr_t addr)
1085 {
1086         return memblock_search(&memblock.memory, addr) != -1;
1087 }
1088
1089 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1090 int __init_memblock memblock_search_pfn_nid(unsigned long pfn,
1091                          unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
1092 {
1093         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
1094         int mid = memblock_search(type, (phys_addr_t)pfn << PAGE_SHIFT);
1095
1096         if (mid == -1)
1097                 return -1;
1098
1099         *start_pfn = type->regions[mid].base >> PAGE_SHIFT;
1100         *end_pfn = (type->regions[mid].base + type->regions[mid].size)
1101                         >> PAGE_SHIFT;
1102
1103         return type->regions[mid].nid;
1104 }
1105 #endif
1106
1107 /**
1108  * memblock_is_region_memory - check if a region is a subset of memory
1109  * @base: base of region to check
1110  * @size: size of region to check
1111  *
1112  * Check if the region [@base, @base+@size) is a subset of a memory block.
1113  *
1114  * RETURNS:
1115  * 0 if false, non-zero if true
1116  */
1117 int __init_memblock memblock_is_region_memory(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1118 {
1119         int idx = memblock_search(&memblock.memory, base);
1120         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
1121
1122         if (idx == -1)
1123                 return 0;
1124         return memblock.memory.regions[idx].base <= base &&
1125                 (memblock.memory.regions[idx].base +
1126                  memblock.memory.regions[idx].size) >= end;
1127 }
1128
1129 /**
1130  * memblock_is_region_reserved - check if a region intersects reserved memory
1131  * @base: base of region to check
1132  * @size: size of region to check
1133  *
1134  * Check if the region [@base, @base+@size) intersects a reserved memory block.
1135  *
1136  * RETURNS:
1137  * 0 if false, non-zero if true
1138  */
1139 int __init_memblock memblock_is_region_reserved(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1140 {
1141         memblock_cap_size(base, &size);
1142         return memblock_overlaps_region(&memblock.reserved, base, size) >= 0;
1143 }
1144
1145 void __init_memblock memblock_trim_memory(phys_addr_t align)
1146 {
1147         int i;
1148         phys_addr_t start, end, orig_start, orig_end;
1149         struct memblock_type *mem = &memblock.memory;
1150
1151         for (i = 0; i < mem->cnt; i++) {
1152                 orig_start = mem->regions[i].base;
1153                 orig_end = mem->regions[i].base + mem->regions[i].size;
1154                 start = round_up(orig_start, align);
1155                 end = round_down(orig_end, align);
1156
1157                 if (start == orig_start && end == orig_end)
1158                         continue;
1159
1160                 if (start < end) {
1161                         mem->regions[i].base = start;
1162                         mem->regions[i].size = end - start;
1163                 } else {
1164                         memblock_remove_region(mem, i);
1165                         i--;
1166                 }
1167         }
1168 }
1169
1170 void __init_memblock memblock_set_current_limit(phys_addr_t limit)
1171 {
1172         memblock.current_limit = limit;
1173 }
1174
1175 static void __init_memblock memblock_dump(struct memblock_type *type, char *name)
1176 {
1177         unsigned long long base, size;
1178         unsigned long flags;
1179         int i;
1180
1181         pr_info(" %s.cnt  = 0x%lx\n", name, type->cnt);
1182
1183         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
1184                 struct memblock_region *rgn = &type->regions[i];
1185                 char nid_buf[32] = "";
1186
1187                 base = rgn->base;
1188                 size = rgn->size;
1189                 flags = rgn->flags;
1190 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1191                 if (memblock_get_region_node(rgn) != MAX_NUMNODES)
1192                         snprintf(nid_buf, sizeof(nid_buf), " on node %d",
1193                                  memblock_get_region_node(rgn));
1194 #endif
1195                 pr_info(" %s[%#x]\t[%#016llx-%#016llx], %#llx bytes%s flags: %#lx\n",
1196                         name, i, base, base + size - 1, size, nid_buf, flags);
1197         }
1198 }
1199
1200 void __init_memblock __memblock_dump_all(void)
1201 {
1202         pr_info("MEMBLOCK configuration:\n");
1203         pr_info(" memory size = %#llx reserved size = %#llx\n",
1204                 (unsigned long long)memblock.memory.total_size,
1205                 (unsigned long long)memblock.reserved.total_size);
1206
1207         memblock_dump(&memblock.memory, "memory");
1208         memblock_dump(&memblock.reserved, "reserved");
1209 }
1210
1211 void __init memblock_allow_resize(void)
1212 {
1213         memblock_can_resize = 1;
1214 }
1215
1216 static int __init early_memblock(char *p)
1217 {
1218         if (p && strstr(p, "debug"))
1219                 memblock_debug = 1;
1220         return 0;
1221 }
1222 early_param("memblock", early_memblock);
1223
1224 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && !defined(CONFIG_ARCH_DISCARD_MEMBLOCK)
1225
1226 static int memblock_debug_show(struct seq_file *m, void *private)
1227 {
1228         struct memblock_type *type = m->private;
1229         struct memblock_region *reg;
1230         int i;
1231
1232         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
1233                 reg = &type->regions[i];
1234                 seq_printf(m, "%4d: ", i);
1235                 if (sizeof(phys_addr_t) == 4)
1236                         seq_printf(m, "0x%08lx..0x%08lx\n",
1237                                    (unsigned long)reg->base,
1238                                    (unsigned long)(reg->base + reg->size - 1));
1239                 else
1240                         seq_printf(m, "0x%016llx..0x%016llx\n",
1241                                    (unsigned long long)reg->base,
1242                                    (unsigned long long)(reg->base + reg->size - 1));
1243
1244         }
1245         return 0;
1246 }
1247
1248 static int memblock_debug_open(struct inode *inode, struct file *file)
1249 {
1250         return single_open(file, memblock_debug_show, inode->i_private);
1251 }
1252
1253 static const struct file_operations memblock_debug_fops = {
1254         .open = memblock_debug_open,
1255         .read = seq_read,
1256         .llseek = seq_lseek,
1257         .release = single_release,
1258 };
1259
1260 static int __init memblock_init_debugfs(void)
1261 {
1262         struct dentry *root = debugfs_create_dir("memblock", NULL);
1263         if (!root)
1264                 return -ENXIO;
1265         debugfs_create_file("memory", S_IRUGO, root, &memblock.memory, &memblock_debug_fops);
1266         debugfs_create_file("reserved", S_IRUGO, root, &memblock.reserved, &memblock_debug_fops);
1267
1268         return 0;
1269 }
1270 __initcall(memblock_init_debugfs);
1271
1272 #endif /* CONFIG_DEBUG_FS */