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/kmemleak.h>
  21 #include <linux/seq_file.h>
  22 #include <linux/memblock.h>
  23 #include <linux/bootmem.h>
  24
  25 #include <asm/sections.h>
  26 #include <linux/io.h>
  27
  28 #include "internal.h"
  29
  30 /**
  31  * DOC: memblock overview
  32  *
  33  * Memblock is a method of managing memory regions during the early
  34  * boot period when the usual kernel memory allocators are not up and
  35  * running.
  36  *
  37  * Memblock views the system memory as collections of contiguous
  38  * regions. There are several types of these collections:
  39  *
  40  * * ``memory`` - describes the physical memory available to the
  41  *   kernel; this may differ from the actual physical memory installed
  42  *   in the system, for instance when the memory is restricted with
  43  *   ``mem=`` command line parameter
  44  * * ``reserved`` - describes the regions that were allocated
  45  * * ``physmap`` - describes the actual physical memory regardless of
  46  *   the possible restrictions; the ``physmap`` type is only available
  47  *   on some architectures.
  48  *
  49  * Each region is represented by :c:type:`struct memblock_region` that
  50  * defines the region extents, its attributes and NUMA node id on NUMA
  51  * systems. Every memory type is described by the :c:type:`struct
  52  * memblock_type` which contains an array of memory regions along with
  53  * the allocator metadata. The memory types are nicely wrapped with
  54  * :c:type:`struct memblock`. This structure is statically initialzed
  55  * at build time. The region arrays for the "memory" and "reserved"
  56  * types are initially sized to %INIT_MEMBLOCK_REGIONS and for the
  57  * "physmap" type to %INIT_PHYSMEM_REGIONS.
  58  * The :c:func:`memblock_allow_resize` enables automatic resizing of
  59  * the region arrays during addition of new regions. This feature
  60  * should be used with care so that memory allocated for the region
  61  * array will not overlap with areas that should be reserved, for
  62  * example initrd.
  63  *
  64  * The early architecture setup should tell memblock what the physical
  65  * memory layout is by using :c:func:`memblock_add` or
  66  * :c:func:`memblock_add_node` functions. The first function does not
  67  * assign the region to a NUMA node and it is appropriate for UMA
  68  * systems. Yet, it is possible to use it on NUMA systems as well and
  69  * assign the region to a NUMA node later in the setup process using
  70  * :c:func:`memblock_set_node`. The :c:func:`memblock_add_node`
  71  * performs such an assignment directly.
  72  *
  73  * Once memblock is setup the memory can be allocated using either
  74  * memblock or bootmem APIs.
  75  *
  76  * As the system boot progresses, the architecture specific
  77  * :c:func:`mem_init` function frees all the memory to the buddy page
  78  * allocator.
  79  *
  80  * If an architecure enables %CONFIG_ARCH_DISCARD_MEMBLOCK, the
  81  * memblock data structures will be discarded after the system
  82  * initialization compltes.
  83  */
  84
  85 static struct memblock_region memblock_memory_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS] __initdata_memblock;
  86 static struct memblock_region memblock_reserved_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS] __initdata_memblock;
  87 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
  88 static struct memblock_region memblock_physmem_init_regions[INIT_PHYSMEM_REGIONS] __initdata_memblock;
  89 #endif
  90
  91 struct memblock memblock __initdata_memblock = {
  92         .memory.regions         = memblock_memory_init_regions,
  93         .memory.cnt             = 1,    /* empty dummy entry */
  94         .memory.max             = INIT_MEMBLOCK_REGIONS,
  95         .memory.name            = "memory",
  96
  97         .reserved.regions       = memblock_reserved_init_regions,
  98         .reserved.cnt           = 1,    /* empty dummy entry */
  99         .reserved.max           = INIT_MEMBLOCK_REGIONS,
 100         .reserved.name          = "reserved",
 101
 102 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
 103         .physmem.regions        = memblock_physmem_init_regions,
 104         .physmem.cnt            = 1,    /* empty dummy entry */
 105         .physmem.max            = INIT_PHYSMEM_REGIONS,
 106         .physmem.name           = "physmem",
 107 #endif
 108
 109         .bottom_up              = false,
 110         .current_limit          = MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE,
 111 };
 112
 113 int memblock_debug __initdata_memblock;
 114 static bool system_has_some_mirror __initdata_memblock = false;
 115 static int memblock_can_resize __initdata_memblock;
 116 static int memblock_memory_in_slab __initdata_memblock = 0;
 117 static int memblock_reserved_in_slab __initdata_memblock = 0;
 118
 119 enum memblock_flags __init_memblock choose_memblock_flags(void)
 120 {
 121         return system_has_some_mirror ? MEMBLOCK_MIRROR : MEMBLOCK_NONE;
 122 }
 123
 124 /* adjust *@size so that (@base + *@size) doesn't overflow, return new size */
 125 static inline phys_addr_t memblock_cap_size(phys_addr_t base, phys_addr_t *size)
 126 {
 127         return *size = min(*size, PHYS_ADDR_MAX - base);
 128 }
 129
 130 /*
 131  * Address comparison utilities
 132  */
 133 static unsigned long __init_memblock memblock_addrs_overlap(phys_addr_t base1, phys_addr_t size1,
 134                                        phys_addr_t base2, phys_addr_t size2)
 135 {
 136         return ((base1 < (base2 + size2)) && (base2 < (base1 + size1)));
 137 }
 138
 139 bool __init_memblock memblock_overlaps_region(struct memblock_type *type,
 140                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 141 {
 142         unsigned long i;
 143
 144         for (i = 0; i < type->cnt; i++)
 145                 if (memblock_addrs_overlap(base, size, type->regions[i].base,
 146                                            type->regions[i].size))
 147                         break;
 148         return i < type->cnt;
 149 }
 150
 151 /**
 152  * __memblock_find_range_bottom_up - find free area utility in bottom-up
 153  * @start: start of candidate range
 154  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE or
 155  *       %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE
 156  * @size: size of free area to find
 157  * @align: alignment of free area to find
 158  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
 159  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
 160  *
 161  * Utility called from memblock_find_in_range_node(), find free area bottom-up.
 162  *
 163  * Return:
 164  * Found address on success, 0 on failure.
 165  */
 166 static phys_addr_t __init_memblock
 167 __memblock_find_range_bottom_up(phys_addr_t start, phys_addr_t end,
 168                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid,
 169                                 enum memblock_flags flags)
 170 {
 171         phys_addr_t this_start, this_end, cand;
 172         u64 i;
 173
 174         for_each_free_mem_range(i, nid, flags, &this_start, &this_end, NULL) {
 175                 this_start = clamp(this_start, start, end);
 176                 this_end = clamp(this_end, start, end);
 177
 178                 cand = round_up(this_start, align);
 179                 if (cand < this_end && this_end - cand >= size)
 180                         return cand;
 181         }
 182
 183         return 0;
 184 }
 185
 186 /**
 187  * __memblock_find_range_top_down - find free area utility, in top-down
 188  * @start: start of candidate range
 189  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE or
 190  *       %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE
 191  * @size: size of free area to find
 192  * @align: alignment of free area to find
 193  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
 194  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
 195  *
 196  * Utility called from memblock_find_in_range_node(), find free area top-down.
 197  *
 198  * Return:
 199  * Found address on success, 0 on failure.
 200  */
 201 static phys_addr_t __init_memblock
 202 __memblock_find_range_top_down(phys_addr_t start, phys_addr_t end,
 203                                phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid,
 204                                enum memblock_flags flags)
 205 {
 206         phys_addr_t this_start, this_end, cand;
 207         u64 i;
 208
 209         for_each_free_mem_range_reverse(i, nid, flags, &this_start, &this_end,
 210                                         NULL) {
 211                 this_start = clamp(this_start, start, end);
 212                 this_end = clamp(this_end, start, end);
 213
 214                 if (this_end < size)
 215                         continue;
 216
 217                 cand = round_down(this_end - size, align);
 218                 if (cand >= this_start)
 219                         return cand;
 220         }
 221
 222         return 0;
 223 }
 224
 225 /**
 226  * memblock_find_in_range_node - find free area in given range and node
 227  * @size: size of free area to find
 228  * @align: alignment of free area to find
 229  * @start: start of candidate range
 230  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE or
 231  *       %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE
 232  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
 233  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
 234  *
 235  * Find @size free area aligned to @align in the specified range and node.
 236  *
 237  * When allocation direction is bottom-up, the @start should be greater
 238  * than the end of the kernel image. Otherwise, it will be trimmed. The
 239  * reason is that we want the bottom-up allocation just near the kernel
 240  * image so it is highly likely that the allocated memory and the kernel
 241  * will reside in the same node.
 242  *
 243  * If bottom-up allocation failed, will try to allocate memory top-down.
 244  *
 245  * Return:
 246  * Found address on success, 0 on failure.
 247  */
 248 phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range_node(phys_addr_t size,
 249                                         phys_addr_t align, phys_addr_t start,
 250                                         phys_addr_t end, int nid,
 251                                         enum memblock_flags flags)
 252 {
 253         phys_addr_t kernel_end, ret;
 254
 255         /* pump up @end */
 256         if (end == MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE)
 257                 end = memblock.current_limit;
 258
 259         /* avoid allocating the first page */
 260         start = max_t(phys_addr_t, start, PAGE_SIZE);
 261         end = max(start, end);
 262         kernel_end = __pa_symbol(_end);
 263
 264         /*
 265          * try bottom-up allocation only when bottom-up mode
 266          * is set and @end is above the kernel image.
 267          */
 268         if (memblock_bottom_up() && end > kernel_end) {
 269                 phys_addr_t bottom_up_start;
 270
 271                 /* make sure we will allocate above the kernel */
 272                 bottom_up_start = max(start, kernel_end);
 273
 274                 /* ok, try bottom-up allocation first */
 275                 ret = __memblock_find_range_bottom_up(bottom_up_start, end,
 276                                                       size, align, nid, flags);
 277                 if (ret)
 278                         return ret;
 279
 280                 /*
 281                  * we always limit bottom-up allocation above the kernel,
 282                  * but top-down allocation doesn't have the limit, so
 283                  * retrying top-down allocation may succeed when bottom-up
 284                  * allocation failed.
 285                  *
 286                  * bottom-up allocation is expected to be fail very rarely,
 287                  * so we use WARN_ONCE() here to see the stack trace if
 288                  * fail happens.
 289                  */
 290                 WARN_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE),
 291                           "memblock: bottom-up allocation failed, memory hotremove may be affected\n");
 292         }
 293
 294         return __memblock_find_range_top_down(start, end, size, align, nid,
 295                                               flags);
 296 }
 297
 298 /**
 299  * memblock_find_in_range - find free area in given range
 300  * @start: start of candidate range
 301  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE or
 302  *       %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE
 303  * @size: size of free area to find
 304  * @align: alignment of free area to find
 305  *
 306  * Find @size free area aligned to @align in the specified range.
 307  *
 308  * Return:
 309  * Found address on success, 0 on failure.
 310  */
 311 phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range(phys_addr_t start,
 312                                         phys_addr_t end, phys_addr_t size,
 313                                         phys_addr_t align)
 314 {
 315         phys_addr_t ret;
 316         enum memblock_flags flags = choose_memblock_flags();
 317
 318 again:
 319         ret = memblock_find_in_range_node(size, align, start, end,
 320                                             NUMA_NO_NODE, flags);
 321
 322         if (!ret && (flags & MEMBLOCK_MIRROR)) {
 323                 pr_warn("Could not allocate %pap bytes of mirrored memory\n",
 324                         &size);
 325                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
 326                 goto again;
 327         }
 328
 329         return ret;
 330 }
 331
 332 static void __init_memblock memblock_remove_region(struct memblock_type *type, unsigned long r)
 333 {
 334         type->total_size -= type->regions[r].size;
 335         memmove(&type->regions[r], &type->regions[r + 1],
 336                 (type->cnt - (r + 1)) * sizeof(type->regions[r]));
 337         type->cnt--;
 338
 339         /* Special case for empty arrays */
 340         if (type->cnt == 0) {
 341                 WARN_ON(type->total_size != 0);
 342                 type->cnt = 1;
 343                 type->regions[0].base = 0;
 344                 type->regions[0].size = 0;
 345                 type->regions[0].flags = 0;
 346                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], MAX_NUMNODES);
 347         }
 348 }
 349
 350 #ifdef CONFIG_ARCH_DISCARD_MEMBLOCK
 351 /**
 352  * memblock_discard - discard memory and reserved arrays if they were allocated
 353  */
 354 void __init memblock_discard(void)
 355 {
 356         phys_addr_t addr, size;
 357
 358         if (memblock.reserved.regions != memblock_reserved_init_regions) {
 359                 addr = __pa(memblock.reserved.regions);
 360                 size = PAGE_ALIGN(sizeof(struct memblock_region) *
 361                                   memblock.reserved.max);
 362                 __memblock_free_late(addr, size);
 363         }
 364
 365         if (memblock.memory.regions != memblock_memory_init_regions) {
 366                 addr = __pa(memblock.memory.regions);
 367                 size = PAGE_ALIGN(sizeof(struct memblock_region) *
 368                                   memblock.memory.max);
 369                 __memblock_free_late(addr, size);
 370         }
 371 }
 372 #endif
 373
 374 /**
 375  * memblock_double_array - double the size of the memblock regions array
 376  * @type: memblock type of the regions array being doubled
 377  * @new_area_start: starting address of memory range to avoid overlap with
 378  * @new_area_size: size of memory range to avoid overlap with
 379  *
 380  * Double the size of the @type regions array. If memblock is being used to
 381  * allocate memory for a new reserved regions array and there is a previously
 382  * allocated memory range [@new_area_start, @new_area_start + @new_area_size]
 383  * waiting to be reserved, ensure the memory used by the new array does
 384  * not overlap.
 385  *
 386  * Return:
 387  * 0 on success, -1 on failure.
 388  */
 389 static int __init_memblock memblock_double_array(struct memblock_type *type,
 390                                                 phys_addr_t new_area_start,
 391                                                 phys_addr_t new_area_size)
 392 {
 393         struct memblock_region *new_array, *old_array;
 394         phys_addr_t old_alloc_size, new_alloc_size;
 395         phys_addr_t old_size, new_size, addr, new_end;
 396         int use_slab = slab_is_available();
 397         int *in_slab;
 398
 399         /* We don't allow resizing until we know about the reserved regions
 400          * of memory that aren't suitable for allocation
 401          */
 402         if (!memblock_can_resize)
 403                 return -1;
 404
 405         /* Calculate new doubled size */
 406         old_size = type->max * sizeof(struct memblock_region);
 407         new_size = old_size << 1;
 408         /*
 409          * We need to allocated new one align to PAGE_SIZE,
 410          *   so we can free them completely later.
 411          */
 412         old_alloc_size = PAGE_ALIGN(old_size);
 413         new_alloc_size = PAGE_ALIGN(new_size);
 414
 415         /* Retrieve the slab flag */
 416         if (type == &memblock.memory)
 417                 in_slab = &memblock_memory_in_slab;
 418         else
 419                 in_slab = &memblock_reserved_in_slab;
 420
 421         /* Try to find some space for it.
 422          *
 423          * WARNING: We assume that either slab_is_available() and we use it or
 424          * we use MEMBLOCK for allocations. That means that this is unsafe to
 425          * use when bootmem is currently active (unless bootmem itself is
 426          * implemented on top of MEMBLOCK which isn't the case yet)
 427          *
 428          * This should however not be an issue for now, as we currently only
 429          * call into MEMBLOCK while it's still active, or much later when slab
 430          * is active for memory hotplug operations
 431          */
 432         if (use_slab) {
 433                 new_array = kmalloc(new_size, GFP_KERNEL);
 434                 addr = new_array ? __pa(new_array) : 0;
 435         } else {
 436                 /* only exclude range when trying to double reserved.regions */
 437                 if (type != &memblock.reserved)
 438                         new_area_start = new_area_size = 0;
 439
 440                 addr = memblock_find_in_range(new_area_start + new_area_size,
 441                                                 memblock.current_limit,
 442                                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
 443                 if (!addr && new_area_size)
 444                         addr = memblock_find_in_range(0,
 445                                 min(new_area_start, memblock.current_limit),
 446                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
 447
 448                 new_array = addr ? __va(addr) : NULL;
 449         }
 450         if (!addr) {
 451                 pr_err("memblock: Failed to double %s array from %ld to %ld entries !\n",
 452                        type->name, type->max, type->max * 2);
 453                 return -1;
 454         }
 455
 456         new_end = addr + new_size - 1;
 457         memblock_dbg("memblock: %s is doubled to %ld at [%pa-%pa]",
 458                         type->name, type->max * 2, &addr, &new_end);
 459
 460         /*
 461          * Found space, we now need to move the array over before we add the
 462          * reserved region since it may be our reserved array itself that is
 463          * full.
 464          */
 465         memcpy(new_array, type->regions, old_size);
 466         memset(new_array + type->max, 0, old_size);
 467         old_array = type->regions;
 468         type->regions = new_array;
 469         type->max <<= 1;
 470
 471         /* Free old array. We needn't free it if the array is the static one */
 472         if (*in_slab)
 473                 kfree(old_array);
 474         else if (old_array != memblock_memory_init_regions &&
 475                  old_array != memblock_reserved_init_regions)
 476                 memblock_free(__pa(old_array), old_alloc_size);
 477
 478         /*
 479          * Reserve the new array if that comes from the memblock.  Otherwise, we
 480          * needn't do it
 481          */
 482         if (!use_slab)
 483                 BUG_ON(memblock_reserve(addr, new_alloc_size));
 484
 485         /* Update slab flag */
 486         *in_slab = use_slab;
 487
 488         return 0;
 489 }
 490
 491 /**
 492  * memblock_merge_regions - merge neighboring compatible regions
 493  * @type: memblock type to scan
 494  *
 495  * Scan @type and merge neighboring compatible regions.
 496  */
 497 static void __init_memblock memblock_merge_regions(struct memblock_type *type)
 498 {
 499         int i = 0;
 500
 501         /* cnt never goes below 1 */
 502         while (i < type->cnt - 1) {
 503                 struct memblock_region *this = &type->regions[i];
 504                 struct memblock_region *next = &type->regions[i + 1];
 505
 506                 if (this->base + this->size != next->base ||
 507                     memblock_get_region_node(this) !=
 508                     memblock_get_region_node(next) ||
 509                     this->flags != next->flags) {
 510                         BUG_ON(this->base + this->size > next->base);
 511                         i++;
 512                         continue;
 513                 }
 514
 515                 this->size += next->size;
 516                 /* move forward from next + 1, index of which is i + 2 */
 517                 memmove(next, next + 1, (type->cnt - (i + 2)) * sizeof(*next));
 518                 type->cnt--;
 519         }
 520 }
 521
 522 /**
 523  * memblock_insert_region - insert new memblock region
 524  * @type:       memblock type to insert into
 525  * @idx:        index for the insertion point
 526  * @base:       base address of the new region
 527  * @size:       size of the new region
 528  * @nid:        node id of the new region
 529  * @flags:      flags of the new region
 530  *
 531  * Insert new memblock region [@base, @base + @size) into @type at @idx.
 532  * @type must already have extra room to accommodate the new region.
 533  */
 534 static void __init_memblock memblock_insert_region(struct memblock_type *type,
 535                                                    int idx, phys_addr_t base,
 536                                                    phys_addr_t size,
 537                                                    int nid,
 538                                                    enum memblock_flags flags)
 539 {
 540         struct memblock_region *rgn = &type->regions[idx];
 541
 542         BUG_ON(type->cnt >= type->max);
 543         memmove(rgn + 1, rgn, (type->cnt - idx) * sizeof(*rgn));
 544         rgn->base = base;
 545         rgn->size = size;
 546         rgn->flags = flags;
 547         memblock_set_region_node(rgn, nid);
 548         type->cnt++;
 549         type->total_size += size;
 550 }
 551
 552 /**
 553  * memblock_add_range - add new memblock region
 554  * @type: memblock type to add new region into
 555  * @base: base address of the new region
 556  * @size: size of the new region
 557  * @nid: nid of the new region
 558  * @flags: flags of the new region
 559  *
 560  * Add new memblock region [@base, @base + @size) into @type.  The new region
 561  * is allowed to overlap with existing ones - overlaps don't affect already
 562  * existing regions.  @type is guaranteed to be minimal (all neighbouring
 563  * compatible regions are merged) after the addition.
 564  *
 565  * Return:
 566  * 0 on success, -errno on failure.
 567  */
 568 int __init_memblock memblock_add_range(struct memblock_type *type,
 569                                 phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 570                                 int nid, enum memblock_flags flags)
 571 {
 572         bool insert = false;
 573         phys_addr_t obase = base;
 574         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
 575         int idx, nr_new;
 576         struct memblock_region *rgn;
 577
 578         if (!size)
 579                 return 0;
 580
 581         /* special case for empty array */
 582         if (type->regions[0].size == 0) {
 583                 WARN_ON(type->cnt != 1 || type->total_size);
 584                 type->regions[0].base = base;
 585                 type->regions[0].size = size;
 586                 type->regions[0].flags = flags;
 587                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], nid);
 588                 type->total_size = size;
 589                 return 0;
 590         }
 591 repeat:
 592         /*
 593          * The following is executed twice.  Once with %false @insert and
 594          * then with %true.  The first counts the number of regions needed
 595          * to accommodate the new area.  The second actually inserts them.
 596          */
 597         base = obase;
 598         nr_new = 0;
 599
 600         for_each_memblock_type(idx, type, rgn) {
 601                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
 602                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
 603
 604                 if (rbase >= end)
 605                         break;
 606                 if (rend <= base)
 607                         continue;
 608                 /*
 609                  * @rgn overlaps.  If it separates the lower part of new
 610                  * area, insert that portion.
 611                  */
 612                 if (rbase > base) {
 613 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
 614                         WARN_ON(nid != memblock_get_region_node(rgn));
 615 #endif
 616                         WARN_ON(flags != rgn->flags);
 617                         nr_new++;
 618                         if (insert)
 619                                 memblock_insert_region(type, idx++, base,
 620                                                        rbase - base, nid,
 621                                                        flags);
 622                 }
 623                 /* area below @rend is dealt with, forget about it */
 624                 base = min(rend, end);
 625         }
 626
 627         /* insert the remaining portion */
 628         if (base < end) {
 629                 nr_new++;
 630                 if (insert)
 631                         memblock_insert_region(type, idx, base, end - base,
 632                                                nid, flags);
 633         }
 634
 635         if (!nr_new)
 636                 return 0;
 637
 638         /*
 639          * If this was the first round, resize array and repeat for actual
 640          * insertions; otherwise, merge and return.
 641          */
 642         if (!insert) {
 643                 while (type->cnt + nr_new > type->max)
 644                         if (memblock_double_array(type, obase, size) < 0)
 645                                 return -ENOMEM;
 646                 insert = true;
 647                 goto repeat;
 648         } else {
 649                 memblock_merge_regions(type);
 650                 return 0;
 651         }
 652 }
 653
 654 /**
 655  * memblock_add_node - add new memblock region within a NUMA node
 656  * @base: base address of the new region
 657  * @size: size of the new region
 658  * @nid: nid of the new region
 659  *
 660  * Add new memblock region [@base, @base + @size) to the "memory"
 661  * type. See memblock_add_range() description for mode details
 662  *
 663  * Return:
 664  * 0 on success, -errno on failure.
 665  */
 666 int __init_memblock memblock_add_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 667                                        int nid)
 668 {
 669         return memblock_add_range(&memblock.memory, base, size, nid, 0);
 670 }
 671
 672 /**
 673  * memblock_add - add new memblock region
 674  * @base: base address of the new region
 675  * @size: size of the new region
 676  *
 677  * Add new memblock region [@base, @base + @size) to the "memory"
 678  * type. See memblock_add_range() description for mode details
 679  *
 680  * Return:
 681  * 0 on success, -errno on failure.
 682  */
 683 int __init_memblock memblock_add(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 684 {
 685         phys_addr_t end = base + size - 1;
 686
 687         memblock_dbg("memblock_add: [%pa-%pa] %pF\n",
 688                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
 689
 690         return memblock_add_range(&memblock.memory, base, size, MAX_NUMNODES, 0);
 691 }
 692
 693 /**
 694  * memblock_isolate_range - isolate given range into disjoint memblocks
 695  * @type: memblock type to isolate range for
 696  * @base: base of range to isolate
 697  * @size: size of range to isolate
 698  * @start_rgn: out parameter for the start of isolated region
 699  * @end_rgn: out parameter for the end of isolated region
 700  *
 701  * Walk @type and ensure that regions don't cross the boundaries defined by
 702  * [@base, @base + @size).  Crossing regions are split at the boundaries,
 703  * which may create at most two more regions.  The index of the first
 704  * region inside the range is returned in *@start_rgn and end in *@end_rgn.
 705  *
 706  * Return:
 707  * 0 on success, -errno on failure.
 708  */
 709 static int __init_memblock memblock_isolate_range(struct memblock_type *type,
 710                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 711                                         int *start_rgn, int *end_rgn)
 712 {
 713         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
 714         int idx;
 715         struct memblock_region *rgn;
 716
 717         *start_rgn = *end_rgn = 0;
 718
 719         if (!size)
 720                 return 0;
 721
 722         /* we'll create at most two more regions */
 723         while (type->cnt + 2 > type->max)
 724                 if (memblock_double_array(type, base, size) < 0)
 725                         return -ENOMEM;
 726
 727         for_each_memblock_type(idx, type, rgn) {
 728                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
 729                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
 730
 731                 if (rbase >= end)
 732                         break;
 733                 if (rend <= base)
 734                         continue;
 735
 736                 if (rbase < base) {
 737                         /*
 738                          * @rgn intersects from below.  Split and continue
 739                          * to process the next region - the new top half.
 740                          */
 741                         rgn->base = base;
 742                         rgn->size -= base - rbase;
 743                         type->total_size -= base - rbase;
 744                         memblock_insert_region(type, idx, rbase, base - rbase,
 745                                                memblock_get_region_node(rgn),
 746                                                rgn->flags);
 747                 } else if (rend > end) {
 748                         /*
 749                          * @rgn intersects from above.  Split and redo the
 750                          * current region - the new bottom half.
 751                          */
 752                         rgn->base = end;
 753                         rgn->size -= end - rbase;
 754                         type->total_size -= end - rbase;
 755                         memblock_insert_region(type, idx--, rbase, end - rbase,
 756                                                memblock_get_region_node(rgn),
 757                                                rgn->flags);
 758                 } else {
 759                         /* @rgn is fully contained, record it */
 760                         if (!*end_rgn)
 761                                 *start_rgn = idx;
 762                         *end_rgn = idx + 1;
 763                 }
 764         }
 765
 766         return 0;
 767 }
 768
 769 static int __init_memblock memblock_remove_range(struct memblock_type *type,
 770                                           phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 771 {
 772         int start_rgn, end_rgn;
 773         int i, ret;
 774
 775         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
 776         if (ret)
 777                 return ret;
 778
 779         for (i = end_rgn - 1; i >= start_rgn; i--)
 780                 memblock_remove_region(type, i);
 781         return 0;
 782 }
 783
 784 int __init_memblock memblock_remove(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 785 {
 786         phys_addr_t end = base + size - 1;
 787
 788         memblock_dbg("memblock_remove: [%pa-%pa] %pS\n",
 789                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
 790
 791         return memblock_remove_range(&memblock.memory, base, size);
 792 }
 793
 794
 795 int __init_memblock memblock_free(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 796 {
 797         phys_addr_t end = base + size - 1;
 798
 799         memblock_dbg("   memblock_free: [%pa-%pa] %pF\n",
 800                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
 801
 802         kmemleak_free_part_phys(base, size);
 803         return memblock_remove_range(&memblock.reserved, base, size);
 804 }
 805
 806 int __init_memblock memblock_reserve(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 807 {
 808         phys_addr_t end = base + size - 1;
 809
 810         memblock_dbg("memblock_reserve: [%pa-%pa] %pF\n",
 811                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
 812
 813         return memblock_add_range(&memblock.reserved, base, size, MAX_NUMNODES, 0);
 814 }
 815
 816 /**
 817  * memblock_setclr_flag - set or clear flag for a memory region
 818  * @base: base address of the region
 819  * @size: size of the region
 820  * @set: set or clear the flag
 821  * @flag: the flag to udpate
 822  *
 823  * This function isolates region [@base, @base + @size), and sets/clears flag
 824  *
 825  * Return: 0 on success, -errno on failure.
 826  */
 827 static int __init_memblock memblock_setclr_flag(phys_addr_t base,
 828                                 phys_addr_t size, int set, int flag)
 829 {
 830         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
 831         int i, ret, start_rgn, end_rgn;
 832
 833         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
 834         if (ret)
 835                 return ret;
 836
 837         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++)
 838                 if (set)
 839                         memblock_set_region_flags(&type->regions[i], flag);
 840                 else
 841                         memblock_clear_region_flags(&type->regions[i], flag);
 842
 843         memblock_merge_regions(type);
 844         return 0;
 845 }
 846
 847 /**
 848  * memblock_mark_hotplug - Mark hotpluggable memory with flag MEMBLOCK_HOTPLUG.
 849  * @base: the base phys addr of the region
 850  * @size: the size of the region
 851  *
 852  * Return: 0 on success, -errno on failure.
 853  */
 854 int __init_memblock memblock_mark_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 855 {
 856         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_HOTPLUG);
 857 }
 858
 859 /**
 860  * memblock_clear_hotplug - Clear flag MEMBLOCK_HOTPLUG for a specified region.
 861  * @base: the base phys addr of the region
 862  * @size: the size of the region
 863  *
 864  * Return: 0 on success, -errno on failure.
 865  */
 866 int __init_memblock memblock_clear_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 867 {
 868         return memblock_setclr_flag(base, size, 0, MEMBLOCK_HOTPLUG);
 869 }
 870
 871 /**
 872  * memblock_mark_mirror - Mark mirrored memory with flag MEMBLOCK_MIRROR.
 873  * @base: the base phys addr of the region
 874  * @size: the size of the region
 875  *
 876  * Return: 0 on success, -errno on failure.
 877  */
 878 int __init_memblock memblock_mark_mirror(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 879 {
 880         system_has_some_mirror = true;
 881
 882         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_MIRROR);
 883 }
 884
 885 /**
 886  * memblock_mark_nomap - Mark a memory region with flag MEMBLOCK_NOMAP.
 887  * @base: the base phys addr of the region
 888  * @size: the size of the region
 889  *
 890  * Return: 0 on success, -errno on failure.
 891  */
 892 int __init_memblock memblock_mark_nomap(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 893 {
 894         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_NOMAP);
 895 }
 896
 897 /**
 898  * memblock_clear_nomap - Clear flag MEMBLOCK_NOMAP for a specified region.
 899  * @base: the base phys addr of the region
 900  * @size: the size of the region
 901  *
 902  * Return: 0 on success, -errno on failure.
 903  */
 904 int __init_memblock memblock_clear_nomap(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 905 {
 906         return memblock_setclr_flag(base, size, 0, MEMBLOCK_NOMAP);
 907 }
 908
 909 /**
 910  * __next_reserved_mem_region - next function for for_each_reserved_region()
 911  * @idx: pointer to u64 loop variable
 912  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the region, can be %NULL
 913  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the region, can be %NULL
 914  *
 915  * Iterate over all reserved memory regions.
 916  */
 917 void __init_memblock __next_reserved_mem_region(u64 *idx,
 918                                            phys_addr_t *out_start,
 919                                            phys_addr_t *out_end)
 920 {
 921         struct memblock_type *type = &memblock.reserved;
 922
 923         if (*idx < type->cnt) {
 924                 struct memblock_region *r = &type->regions[*idx];
 925                 phys_addr_t base = r->base;
 926                 phys_addr_t size = r->size;
 927
 928                 if (out_start)
 929                         *out_start = base;
 930                 if (out_end)
 931                         *out_end = base + size - 1;
 932
 933                 *idx += 1;
 934                 return;
 935         }
 936
 937         /* signal end of iteration */
 938         *idx = ULLONG_MAX;
 939 }
 940
 941 /**
 942  * __next__mem_range - next function for for_each_free_mem_range() etc.
 943  * @idx: pointer to u64 loop variable
 944  * @nid: node selector, %NUMA_NO_NODE for all nodes
 945  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
 946  * @type_a: pointer to memblock_type from where the range is taken
 947  * @type_b: pointer to memblock_type which excludes memory from being taken
 948  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
 949  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
 950  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
 951  *
 952  * Find the first area from *@idx which matches @nid, fill the out
 953  * parameters, and update *@idx for the next iteration.  The lower 32bit of
 954  * *@idx contains index into type_a and the upper 32bit indexes the
 955  * areas before each region in type_b.  For example, if type_b regions
 956  * look like the following,
 957  *
 958  *      0:[0-16), 1:[32-48), 2:[128-130)
 959  *
 960  * The upper 32bit indexes the following regions.
 961  *
 962  *      0:[0-0), 1:[16-32), 2:[48-128), 3:[130-MAX)
 963  *
 964  * As both region arrays are sorted, the function advances the two indices
 965  * in lockstep and returns each intersection.
 966  */
 967 void __init_memblock __next_mem_range(u64 *idx, int nid,
 968                                       enum memblock_flags flags,
 969                                       struct memblock_type *type_a,
 970                                       struct memblock_type *type_b,
 971                                       phys_addr_t *out_start,
 972                                       phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
 973 {
 974         int idx_a = *idx & 0xffffffff;
 975         int idx_b = *idx >> 32;
 976
 977         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES,
 978         "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
 979                 nid = NUMA_NO_NODE;
 980
 981         for (; idx_a < type_a->cnt; idx_a++) {
 982                 struct memblock_region *m = &type_a->regions[idx_a];
 983
 984                 phys_addr_t m_start = m->base;
 985                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
 986                 int         m_nid = memblock_get_region_node(m);
 987
 988                 /* only memory regions are associated with nodes, check it */
 989                 if (nid != NUMA_NO_NODE && nid != m_nid)
 990                         continue;
 991
 992                 /* skip hotpluggable memory regions if needed */
 993                 if (movable_node_is_enabled() && memblock_is_hotpluggable(m))
 994                         continue;
 995
 996                 /* if we want mirror memory skip non-mirror memory regions */
 997                 if ((flags & MEMBLOCK_MIRROR) && !memblock_is_mirror(m))
 998                         continue;
 999
1000                 /* skip nomap memory unless we were asked for it explicitly */
1001                 if (!(flags & MEMBLOCK_NOMAP) && memblock_is_nomap(m))
1002                         continue;
1003
1004                 if (!type_b) {
1005                         if (out_start)
1006                                 *out_start = m_start;
1007                         if (out_end)
1008                                 *out_end = m_end;
1009                         if (out_nid)
1010                                 *out_nid = m_nid;
1011                         idx_a++;
1012                         *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1013                         return;
1014                 }
1015
1016                 /* scan areas before each reservation */
1017                 for (; idx_b < type_b->cnt + 1; idx_b++) {
1018                         struct memblock_region *r;
1019                         phys_addr_t r_start;
1020                         phys_addr_t r_end;
1021
1022                         r = &type_b->regions[idx_b];
1023                         r_start = idx_b ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
1024                         r_end = idx_b < type_b->cnt ?
1025                                 r->base : PHYS_ADDR_MAX;
1026
1027                         /*
1028                          * if idx_b advanced past idx_a,
1029                          * break out to advance idx_a
1030                          */
1031                         if (r_start >= m_end)
1032                                 break;
1033                         /* if the two regions intersect, we're done */
1034                         if (m_start < r_end) {
1035                                 if (out_start)
1036                                         *out_start =
1037                                                 max(m_start, r_start);
1038                                 if (out_end)
1039                                         *out_end = min(m_end, r_end);
1040                                 if (out_nid)
1041                                         *out_nid = m_nid;
1042                                 /*
1043                                  * The region which ends first is
1044                                  * advanced for the next iteration.
1045                                  */
1046                                 if (m_end <= r_end)
1047                                         idx_a++;
1048                                 else
1049                                         idx_b++;
1050                                 *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1051                                 return;
1052                         }
1053                 }
1054         }
1055
1056         /* signal end of iteration */
1057         *idx = ULLONG_MAX;
1058 }
1059
1060 /**
1061  * __next_mem_range_rev - generic next function for for_each_*_range_rev()
1062  *
1063  * @idx: pointer to u64 loop variable
1064  * @nid: node selector, %NUMA_NO_NODE for all nodes
1065  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
1066  * @type_a: pointer to memblock_type from where the range is taken
1067  * @type_b: pointer to memblock_type which excludes memory from being taken
1068  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
1069  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
1070  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
1071  *
1072  * Finds the next range from type_a which is not marked as unsuitable
1073  * in type_b.
1074  *
1075  * Reverse of __next_mem_range().
1076  */
1077 void __init_memblock __next_mem_range_rev(u64 *idx, int nid,
1078                                           enum memblock_flags flags,
1079                                           struct memblock_type *type_a,
1080                                           struct memblock_type *type_b,
1081                                           phys_addr_t *out_start,
1082                                           phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
1083 {
1084         int idx_a = *idx & 0xffffffff;
1085         int idx_b = *idx >> 32;
1086
1087         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES, "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
1088                 nid = NUMA_NO_NODE;
1089
1090         if (*idx == (u64)ULLONG_MAX) {
1091                 idx_a = type_a->cnt - 1;
1092                 if (type_b != NULL)
1093                         idx_b = type_b->cnt;
1094                 else
1095                         idx_b = 0;
1096         }
1097
1098         for (; idx_a >= 0; idx_a--) {
1099                 struct memblock_region *m = &type_a->regions[idx_a];
1100
1101                 phys_addr_t m_start = m->base;
1102                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
1103                 int m_nid = memblock_get_region_node(m);
1104
1105                 /* only memory regions are associated with nodes, check it */
1106                 if (nid != NUMA_NO_NODE && nid != m_nid)
1107                         continue;
1108
1109                 /* skip hotpluggable memory regions if needed */
1110                 if (movable_node_is_enabled() && memblock_is_hotpluggable(m))
1111                         continue;
1112
1113                 /* if we want mirror memory skip non-mirror memory regions */
1114                 if ((flags & MEMBLOCK_MIRROR) && !memblock_is_mirror(m))
1115                         continue;
1116
1117                 /* skip nomap memory unless we were asked for it explicitly */
1118                 if (!(flags & MEMBLOCK_NOMAP) && memblock_is_nomap(m))
1119                         continue;
1120
1121                 if (!type_b) {
1122                         if (out_start)
1123                                 *out_start = m_start;
1124                         if (out_end)
1125                                 *out_end = m_end;
1126                         if (out_nid)
1127                                 *out_nid = m_nid;
1128                         idx_a--;
1129                         *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1130                         return;
1131                 }
1132
1133                 /* scan areas before each reservation */
1134                 for (; idx_b >= 0; idx_b--) {
1135                         struct memblock_region *r;
1136                         phys_addr_t r_start;
1137                         phys_addr_t r_end;
1138
1139                         r = &type_b->regions[idx_b];
1140                         r_start = idx_b ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
1141                         r_end = idx_b < type_b->cnt ?
1142                                 r->base : PHYS_ADDR_MAX;
1143                         /*
1144                          * if idx_b advanced past idx_a,
1145                          * break out to advance idx_a
1146                          */
1147
1148                         if (r_end <= m_start)
1149                                 break;
1150                         /* if the two regions intersect, we're done */
1151                         if (m_end > r_start) {
1152                                 if (out_start)
1153                                         *out_start = max(m_start, r_start);
1154                                 if (out_end)
1155                                         *out_end = min(m_end, r_end);
1156                                 if (out_nid)
1157                                         *out_nid = m_nid;
1158                                 if (m_start >= r_start)
1159                                         idx_a--;
1160                                 else
1161                                         idx_b--;
1162                                 *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1163                                 return;
1164                         }
1165                 }
1166         }
1167         /* signal end of iteration */
1168         *idx = ULLONG_MAX;
1169 }
1170
1171 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1172 /*
1173  * Common iterator interface used to define for_each_mem_range().
1174  */
1175 void __init_memblock __next_mem_pfn_range(int *idx, int nid,
1176                                 unsigned long *out_start_pfn,
1177                                 unsigned long *out_end_pfn, int *out_nid)
1178 {
1179         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
1180         struct memblock_region *r;
1181
1182         while (++*idx < type->cnt) {
1183                 r = &type->regions[*idx];
1184
1185                 if (PFN_UP(r->base) >= PFN_DOWN(r->base + r->size))
1186                         continue;
1187                 if (nid == MAX_NUMNODES || nid == r->nid)
1188                         break;
1189         }
1190         if (*idx >= type->cnt) {
1191                 *idx = -1;
1192                 return;
1193         }
1194
1195         if (out_start_pfn)
1196                 *out_start_pfn = PFN_UP(r->base);
1197         if (out_end_pfn)
1198                 *out_end_pfn = PFN_DOWN(r->base + r->size);
1199         if (out_nid)
1200                 *out_nid = r->nid;
1201 }
1202
1203 /**
1204  * memblock_set_node - set node ID on memblock regions
1205  * @base: base of area to set node ID for
1206  * @size: size of area to set node ID for
1207  * @type: memblock type to set node ID for
1208  * @nid: node ID to set
1209  *
1210  * Set the nid of memblock @type regions in [@base, @base + @size) to @nid.
1211  * Regions which cross the area boundaries are split as necessary.
1212  *
1213  * Return:
1214  * 0 on success, -errno on failure.
1215  */
1216 int __init_memblock memblock_set_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
1217                                       struct memblock_type *type, int nid)
1218 {
1219         int start_rgn, end_rgn;
1220         int i, ret;
1221
1222         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
1223         if (ret)
1224                 return ret;
1225
1226         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++)
1227                 memblock_set_region_node(&type->regions[i], nid);
1228
1229         memblock_merge_regions(type);
1230         return 0;
1231 }
1232 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
1233
1234 static phys_addr_t __init memblock_alloc_range_nid(phys_addr_t size,
1235                                         phys_addr_t align, phys_addr_t start,
1236                                         phys_addr_t end, int nid,
1237                                         enum memblock_flags flags)
1238 {
1239         phys_addr_t found;
1240
1241         if (!align)
1242                 align = SMP_CACHE_BYTES;
1243
1244         found = memblock_find_in_range_node(size, align, start, end, nid,
1245                                             flags);
1246         if (found && !memblock_reserve(found, size)) {
1247                 /*
1248                  * The min_count is set to 0 so that memblock allocations are
1249                  * never reported as leaks.
1250                  */
1251                 kmemleak_alloc_phys(found, size, 0, 0);
1252                 return found;
1253         }
1254         return 0;
1255 }
1256
1257 phys_addr_t __init memblock_alloc_range(phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1258                                         phys_addr_t start, phys_addr_t end,
1259                                         enum memblock_flags flags)
1260 {
1261         return memblock_alloc_range_nid(size, align, start, end, NUMA_NO_NODE,
1262                                         flags);
1263 }
1264
1265 phys_addr_t __init memblock_alloc_base_nid(phys_addr_t size,
1266                                         phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr,
1267                                         int nid, enum memblock_flags flags)
1268 {
1269         return memblock_alloc_range_nid(size, align, 0, max_addr, nid, flags);
1270 }
1271
1272 phys_addr_t __init memblock_alloc_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
1273 {
1274         enum memblock_flags flags = choose_memblock_flags();
1275         phys_addr_t ret;
1276
1277 again:
1278         ret = memblock_alloc_base_nid(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE,
1279                                       nid, flags);
1280
1281         if (!ret && (flags & MEMBLOCK_MIRROR)) {
1282                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
1283                 goto again;
1284         }
1285         return ret;
1286 }
1287
1288 phys_addr_t __init __memblock_alloc_base(phys_addr_t size, phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr)
1289 {
1290         return memblock_alloc_base_nid(size, align, max_addr, NUMA_NO_NODE,
1291                                        MEMBLOCK_NONE);
1292 }
1293
1294 phys_addr_t __init memblock_alloc_base(phys_addr_t size, phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr)
1295 {
1296         phys_addr_t alloc;
1297
1298         alloc = __memblock_alloc_base(size, align, max_addr);
1299
1300         if (alloc == 0)
1301                 panic("ERROR: Failed to allocate %pa bytes below %pa.\n",
1302                       &size, &max_addr);
1303
1304         return alloc;
1305 }
1306
1307 phys_addr_t __init memblock_alloc(phys_addr_t size, phys_addr_t align)
1308 {
1309         return memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
1310 }
1311
1312 phys_addr_t __init memblock_alloc_try_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
1313 {
1314         phys_addr_t res = memblock_alloc_nid(size, align, nid);
1315
1316         if (res)
1317                 return res;
1318         return memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
1319 }
1320
1321 #if defined(CONFIG_NO_BOOTMEM)
1322 /**
1323  * memblock_virt_alloc_internal - allocate boot memory block
1324  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1325  * @align: alignment of the region and block's size
1326  * @min_addr: the lower bound of the memory region to allocate (phys address)
1327  * @max_addr: the upper bound of the memory region to allocate (phys address)
1328  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1329  *
1330  * The @min_addr limit is dropped if it can not be satisfied and the allocation
1331  * will fall back to memory below @min_addr. Also, allocation may fall back
1332  * to any node in the system if the specified node can not
1333  * hold the requested memory.
1334  *
1335  * The allocation is performed from memory region limited by
1336  * memblock.current_limit if @max_addr == %BOOTMEM_ALLOC_ACCESSIBLE.
1337  *
1338  * The memory block is aligned on %SMP_CACHE_BYTES if @align == 0.
1339  *
1340  * The phys address of allocated boot memory block is converted to virtual and
1341  * allocated memory is reset to 0.
1342  *
1343  * In addition, function sets the min_count to 0 using kmemleak_alloc for
1344  * allocated boot memory block, so that it is never reported as leaks.
1345  *
1346  * Return:
1347  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1348  */
1349 static void * __init memblock_virt_alloc_internal(
1350                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1351                                 phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1352                                 int nid)
1353 {
1354         phys_addr_t alloc;
1355         void *ptr;
1356         enum memblock_flags flags = choose_memblock_flags();
1357
1358         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES, "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
1359                 nid = NUMA_NO_NODE;
1360
1361         /*
1362          * Detect any accidental use of these APIs after slab is ready, as at
1363          * this moment memblock may be deinitialized already and its
1364          * internal data may be destroyed (after execution of free_all_bootmem)
1365          */
1366         if (WARN_ON_ONCE(slab_is_available()))
1367                 return kzalloc_node(size, GFP_NOWAIT, nid);
1368
1369         if (!align)
1370                 align = SMP_CACHE_BYTES;
1371
1372         if (max_addr > memblock.current_limit)
1373                 max_addr = memblock.current_limit;
1374 again:
1375         alloc = memblock_find_in_range_node(size, align, min_addr, max_addr,
1376                                             nid, flags);
1377         if (alloc && !memblock_reserve(alloc, size))
1378                 goto done;
1379
1380         if (nid != NUMA_NO_NODE) {
1381                 alloc = memblock_find_in_range_node(size, align, min_addr,
1382                                                     max_addr, NUMA_NO_NODE,
1383                                                     flags);
1384                 if (alloc && !memblock_reserve(alloc, size))
1385                         goto done;
1386         }
1387
1388         if (min_addr) {
1389                 min_addr = 0;
1390                 goto again;
1391         }
1392
1393         if (flags & MEMBLOCK_MIRROR) {
1394                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
1395                 pr_warn("Could not allocate %pap bytes of mirrored memory\n",
1396                         &size);
1397                 goto again;
1398         }
1399
1400         return NULL;
1401 done:
1402         ptr = phys_to_virt(alloc);
1403
1404         /*
1405          * The min_count is set to 0 so that bootmem allocated blocks
1406          * are never reported as leaks. This is because many of these blocks
1407          * are only referred via the physical address which is not
1408          * looked up by kmemleak.
1409          */
1410         kmemleak_alloc(ptr, size, 0, 0);
1411
1412         return ptr;
1413 }
1414
1415 /**
1416  * memblock_virt_alloc_try_nid_raw - allocate boot memory block without zeroing
1417  * memory and without panicking
1418  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1419  * @align: alignment of the region and block's size
1420  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1421  *        is preferred (phys address)
1422  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1423  *            is preferred (phys address), or %BOOTMEM_ALLOC_ACCESSIBLE to
1424  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1425  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1426  *
1427  * Public function, provides additional debug information (including caller
1428  * info), if enabled. Does not zero allocated memory, does not panic if request
1429  * cannot be satisfied.
1430  *
1431  * Return:
1432  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1433  */
1434 void * __init memblock_virt_alloc_try_nid_raw(
1435                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1436                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1437                         int nid)
1438 {
1439         void *ptr;
1440
1441         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=%pa max_addr=%pa %pF\n",
1442                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, &min_addr,
1443                      &max_addr, (void *)_RET_IP_);
1444
1445         ptr = memblock_virt_alloc_internal(size, align,
1446                                            min_addr, max_addr, nid);
1447 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1448         if (ptr && size > 0)
1449                 memset(ptr, PAGE_POISON_PATTERN, size);
1450 #endif
1451         return ptr;
1452 }
1453
1454 /**
1455  * memblock_virt_alloc_try_nid_nopanic - allocate boot memory block
1456  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1457  * @align: alignment of the region and block's size
1458  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1459  *        is preferred (phys address)
1460  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1461  *            is preferred (phys address), or %BOOTMEM_ALLOC_ACCESSIBLE to
1462  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1463  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1464  *
1465  * Public function, provides additional debug information (including caller
1466  * info), if enabled. This function zeroes the allocated memory.
1467  *
1468  * Return:
1469  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1470  */
1471 void * __init memblock_virt_alloc_try_nid_nopanic(
1472                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1473                                 phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1474                                 int nid)
1475 {
1476         void *ptr;
1477
1478         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=%pa max_addr=%pa %pF\n",
1479                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, &min_addr,
1480                      &max_addr, (void *)_RET_IP_);
1481
1482         ptr = memblock_virt_alloc_internal(size, align,
1483                                            min_addr, max_addr, nid);
1484         if (ptr)
1485                 memset(ptr, 0, size);
1486         return ptr;
1487 }
1488
1489 /**
1490  * memblock_virt_alloc_try_nid - allocate boot memory block with panicking
1491  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1492  * @align: alignment of the region and block's size
1493  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1494  *        is preferred (phys address)
1495  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1496  *            is preferred (phys address), or %BOOTMEM_ALLOC_ACCESSIBLE to
1497  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1498  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1499  *
1500  * Public panicking version of memblock_virt_alloc_try_nid_nopanic()
1501  * which provides debug information (including caller info), if enabled,
1502  * and panics if the request can not be satisfied.
1503  *
1504  * Return:
1505  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1506  */
1507 void * __init memblock_virt_alloc_try_nid(
1508                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1509                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1510                         int nid)
1511 {
1512         void *ptr;
1513
1514         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=%pa max_addr=%pa %pF\n",
1515                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, &min_addr,
1516                      &max_addr, (void *)_RET_IP_);
1517         ptr = memblock_virt_alloc_internal(size, align,
1518                                            min_addr, max_addr, nid);
1519         if (ptr) {
1520                 memset(ptr, 0, size);
1521                 return ptr;
1522         }
1523
1524         panic("%s: Failed to allocate %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=%pa max_addr=%pa\n",
1525               __func__, (u64)size, (u64)align, nid, &min_addr, &max_addr);
1526         return NULL;
1527 }
1528 #endif
1529
1530 /**
1531  * __memblock_free_early - free boot memory block
1532  * @base: phys starting address of the  boot memory block
1533  * @size: size of the boot memory block in bytes
1534  *
1535  * Free boot memory block previously allocated by memblock_virt_alloc_xx() API.
1536  * The freeing memory will not be released to the buddy allocator.
1537  */
1538 void __init __memblock_free_early(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1539 {
1540         phys_addr_t end = base + size - 1;
1541
1542         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pF\n",
1543                      __func__, &base, &end, (void *)_RET_IP_);
1544         kmemleak_free_part_phys(base, size);
1545         memblock_remove_range(&memblock.reserved, base, size);
1546 }
1547
1548 /**
1549  * __memblock_free_late - free bootmem block pages directly to buddy allocator
1550  * @base: phys starting address of the  boot memory block
1551  * @size: size of the boot memory block in bytes
1552  *
1553  * This is only useful when the bootmem allocator has already been torn
1554  * down, but we are still initializing the system.  Pages are released directly
1555  * to the buddy allocator, no bootmem metadata is updated because it is gone.
1556  */
1557 void __init __memblock_free_late(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1558 {
1559         phys_addr_t cursor, end;
1560
1561         end = base + size - 1;
1562         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pF\n",
1563                      __func__, &base, &end, (void *)_RET_IP_);
1564         kmemleak_free_part_phys(base, size);
1565         cursor = PFN_UP(base);
1566         end = PFN_DOWN(base + size);
1567
1568         for (; cursor < end; cursor++) {
1569                 __free_pages_bootmem(pfn_to_page(cursor), cursor, 0);
1570                 totalram_pages++;
1571         }
1572 }
1573
1574 /*
1575  * Remaining API functions
1576  */
1577
1578 phys_addr_t __init_memblock memblock_phys_mem_size(void)
1579 {
1580         return memblock.memory.total_size;
1581 }
1582
1583 phys_addr_t __init_memblock memblock_reserved_size(void)
1584 {
1585         return memblock.reserved.total_size;
1586 }
1587
1588 phys_addr_t __init memblock_mem_size(unsigned long limit_pfn)
1589 {
1590         unsigned long pages = 0;
1591         struct memblock_region *r;
1592         unsigned long start_pfn, end_pfn;
1593
1594         for_each_memblock(memory, r) {
1595                 start_pfn = memblock_region_memory_base_pfn(r);
1596                 end_pfn = memblock_region_memory_end_pfn(r);
1597                 start_pfn = min_t(unsigned long, start_pfn, limit_pfn);
1598                 end_pfn = min_t(unsigned long, end_pfn, limit_pfn);
1599                 pages += end_pfn - start_pfn;
1600         }
1601
1602         return PFN_PHYS(pages);
1603 }
1604
1605 /* lowest address */
1606 phys_addr_t __init_memblock memblock_start_of_DRAM(void)
1607 {
1608         return memblock.memory.regions[0].base;
1609 }
1610
1611 phys_addr_t __init_memblock memblock_end_of_DRAM(void)
1612 {
1613         int idx = memblock.memory.cnt - 1;
1614
1615         return (memblock.memory.regions[idx].base + memblock.memory.regions[idx].size);
1616 }
1617
1618 static phys_addr_t __init_memblock __find_max_addr(phys_addr_t limit)
1619 {
1620         phys_addr_t max_addr = PHYS_ADDR_MAX;
1621         struct memblock_region *r;
1622
1623         /*
1624          * translate the memory @limit size into the max address within one of
1625          * the memory memblock regions, if the @limit exceeds the total size
1626          * of those regions, max_addr will keep original value PHYS_ADDR_MAX
1627          */
1628         for_each_memblock(memory, r) {
1629                 if (limit <= r->size) {
1630                         max_addr = r->base + limit;
1631                         break;
1632                 }
1633                 limit -= r->size;
1634         }
1635
1636         return max_addr;
1637 }
1638
1639 void __init memblock_enforce_memory_limit(phys_addr_t limit)
1640 {
1641         phys_addr_t max_addr = PHYS_ADDR_MAX;
1642
1643         if (!limit)
1644                 return;
1645
1646         max_addr = __find_max_addr(limit);
1647
1648         /* @limit exceeds the total size of the memory, do nothing */
1649         if (max_addr == PHYS_ADDR_MAX)
1650                 return;
1651
1652         /* truncate both memory and reserved regions */
1653         memblock_remove_range(&memblock.memory, max_addr,
1654                               PHYS_ADDR_MAX);
1655         memblock_remove_range(&memblock.reserved, max_addr,
1656                               PHYS_ADDR_MAX);
1657 }
1658
1659 void __init memblock_cap_memory_range(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1660 {
1661         int start_rgn, end_rgn;
1662         int i, ret;
1663
1664         if (!size)
1665                 return;
1666
1667         ret = memblock_isolate_range(&memblock.memory, base, size,
1668                                                 &start_rgn, &end_rgn);
1669         if (ret)
1670                 return;
1671
1672         /* remove all the MAP regions */
1673         for (i = memblock.memory.cnt - 1; i >= end_rgn; i--)
1674                 if (!memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]))
1675                         memblock_remove_region(&memblock.memory, i);
1676
1677         for (i = start_rgn - 1; i >= 0; i--)
1678                 if (!memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]))
1679                         memblock_remove_region(&memblock.memory, i);
1680
1681         /* truncate the reserved regions */
1682         memblock_remove_range(&memblock.reserved, 0, base);
1683         memblock_remove_range(&memblock.reserved,
1684                         base + size, PHYS_ADDR_MAX);
1685 }
1686
1687 void __init memblock_mem_limit_remove_map(phys_addr_t limit)
1688 {
1689         phys_addr_t max_addr;
1690
1691         if (!limit)
1692                 return;
1693
1694         max_addr = __find_max_addr(limit);
1695
1696         /* @limit exceeds the total size of the memory, do nothing */
1697         if (max_addr == PHYS_ADDR_MAX)
1698                 return;
1699
1700         memblock_cap_memory_range(0, max_addr);
1701 }
1702
1703 static int __init_memblock memblock_search(struct memblock_type *type, phys_addr_t addr)
1704 {
1705         unsigned int left = 0, right = type->cnt;
1706
1707         do {
1708                 unsigned int mid = (right + left) / 2;
1709
1710                 if (addr < type->regions[mid].base)
1711                         right = mid;
1712                 else if (addr >= (type->regions[mid].base +
1713                                   type->regions[mid].size))
1714                         left = mid + 1;
1715                 else
1716                         return mid;
1717         } while (left < right);
1718         return -1;
1719 }
1720
1721 bool __init memblock_is_reserved(phys_addr_t addr)
1722 {
1723         return memblock_search(&memblock.reserved, addr) != -1;
1724 }
1725
1726 bool __init_memblock memblock_is_memory(phys_addr_t addr)
1727 {
1728         return memblock_search(&memblock.memory, addr) != -1;
1729 }
1730
1731 bool __init_memblock memblock_is_map_memory(phys_addr_t addr)
1732 {
1733         int i = memblock_search(&memblock.memory, addr);
1734
1735         if (i == -1)
1736                 return false;
1737         return !memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]);
1738 }
1739
1740 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1741 int __init_memblock memblock_search_pfn_nid(unsigned long pfn,
1742                          unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
1743 {
1744         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
1745         int mid = memblock_search(type, PFN_PHYS(pfn));
1746
1747         if (mid == -1)
1748                 return -1;
1749
1750         *start_pfn = PFN_DOWN(type->regions[mid].base);
1751         *end_pfn = PFN_DOWN(type->regions[mid].base + type->regions[mid].size);
1752
1753         return type->regions[mid].nid;
1754 }
1755 #endif
1756
1757 /**
1758  * memblock_is_region_memory - check if a region is a subset of memory
1759  * @base: base of region to check
1760  * @size: size of region to check
1761  *
1762  * Check if the region [@base, @base + @size) is a subset of a memory block.
1763  *
1764  * Return:
1765  * 0 if false, non-zero if true
1766  */
1767 bool __init_memblock memblock_is_region_memory(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1768 {
1769         int idx = memblock_search(&memblock.memory, base);
1770         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
1771
1772         if (idx == -1)
1773                 return false;
1774         return (memblock.memory.regions[idx].base +
1775                  memblock.memory.regions[idx].size) >= end;
1776 }
1777
1778 /**
1779  * memblock_is_region_reserved - check if a region intersects reserved memory
1780  * @base: base of region to check
1781  * @size: size of region to check
1782  *
1783  * Check if the region [@base, @base + @size) intersects a reserved
1784  * memory block.
1785  *
1786  * Return:
1787  * True if they intersect, false if not.
1788  */
1789 bool __init_memblock memblock_is_region_reserved(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1790 {
1791         memblock_cap_size(base, &size);
1792         return memblock_overlaps_region(&memblock.reserved, base, size);
1793 }
1794
1795 void __init_memblock memblock_trim_memory(phys_addr_t align)
1796 {
1797         phys_addr_t start, end, orig_start, orig_end;
1798         struct memblock_region *r;
1799
1800         for_each_memblock(memory, r) {
1801                 orig_start = r->base;
1802                 orig_end = r->base + r->size;
1803                 start = round_up(orig_start, align);
1804                 end = round_down(orig_end, align);
1805
1806                 if (start == orig_start && end == orig_end)
1807                         continue;
1808
1809                 if (start < end) {
1810                         r->base = start;
1811                         r->size = end - start;
1812                 } else {
1813                         memblock_remove_region(&memblock.memory,
1814                                                r - memblock.memory.regions);
1815                         r--;
1816                 }
1817         }
1818 }
1819
1820 void __init_memblock memblock_set_current_limit(phys_addr_t limit)
1821 {
1822         memblock.current_limit = limit;
1823 }
1824
1825 phys_addr_t __init_memblock memblock_get_current_limit(void)
1826 {
1827         return memblock.current_limit;
1828 }
1829
1830 static void __init_memblock memblock_dump(struct memblock_type *type)
1831 {
1832         phys_addr_t base, end, size;
1833         enum memblock_flags flags;
1834         int idx;
1835         struct memblock_region *rgn;
1836
1837         pr_info(" %s.cnt  = 0x%lx\n", type->name, type->cnt);
1838
1839         for_each_memblock_type(idx, type, rgn) {
1840                 char nid_buf[32] = "";
1841
1842                 base = rgn->base;
1843                 size = rgn->size;
1844                 end = base + size - 1;
1845                 flags = rgn->flags;
1846 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1847                 if (memblock_get_region_node(rgn) != MAX_NUMNODES)
1848                         snprintf(nid_buf, sizeof(nid_buf), " on node %d",
1849                                  memblock_get_region_node(rgn));
1850 #endif
1851                 pr_info(" %s[%#x]\t[%pa-%pa], %pa bytes%s flags: %#x\n",
1852                         type->name, idx, &base, &end, &size, nid_buf, flags);
1853         }
1854 }
1855
1856 void __init_memblock __memblock_dump_all(void)
1857 {
1858         pr_info("MEMBLOCK configuration:\n");
1859         pr_info(" memory size = %pa reserved size = %pa\n",
1860                 &memblock.memory.total_size,
1861                 &memblock.reserved.total_size);
1862
1863         memblock_dump(&memblock.memory);
1864         memblock_dump(&memblock.reserved);
1865 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
1866         memblock_dump(&memblock.physmem);
1867 #endif
1868 }
1869
1870 void __init memblock_allow_resize(void)
1871 {
1872         memblock_can_resize = 1;
1873 }
1874
1875 static int __init early_memblock(char *p)
1876 {
1877         if (p && strstr(p, "debug"))
1878                 memblock_debug = 1;
1879         return 0;
1880 }
1881 early_param("memblock", early_memblock);
1882
1883 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && !defined(CONFIG_ARCH_DISCARD_MEMBLOCK)
1884
1885 static int memblock_debug_show(struct seq_file *m, void *private)
1886 {
1887         struct memblock_type *type = m->private;
1888         struct memblock_region *reg;
1889         int i;
1890         phys_addr_t end;
1891
1892         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
1893                 reg = &type->regions[i];
1894                 end = reg->base + reg->size - 1;
1895
1896                 seq_printf(m, "%4d: ", i);
1897                 seq_printf(m, "%pa..%pa\n", &reg->base, &end);
1898         }
1899         return 0;
1900 }
1901 DEFINE_SHOW_ATTRIBUTE(memblock_debug);
1902
1903 static int __init memblock_init_debugfs(void)
1904 {
1905         struct dentry *root = debugfs_create_dir("memblock", NULL);
1906         if (!root)
1907                 return -ENXIO;
1908         debugfs_create_file("memory", 0444, root,
1909                             &memblock.memory, &memblock_debug_fops);
1910         debugfs_create_file("reserved", 0444, root,
1911                             &memblock.reserved, &memblock_debug_fops);
1912 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
1913         debugfs_create_file("physmem", 0444, root,
1914                             &memblock.physmem, &memblock_debug_fops);
1915 #endif
1916
1917         return 0;
1918 }
1919 __initcall(memblock_init_debugfs);
1920
1921 #endif /* CONFIG_DEBUG_FS */