mm/memblock.c

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