mm/memblock.c

   1 /*
   2  * Procedures for maintaining information about logical memory blocks.
   3  *
   4  * Peter Bergner, IBM Corp.     June 2001.
   5  * Copyright (C) 2001 Peter Bergner.
   6  *
   7  *      This program is free software; you can redistribute it and/or
   8  *      modify it under the terms of the GNU General Public License
   9  *      as published by the Free Software Foundation; either version
  10  *      2 of the License, or (at your option) any later version.
  11  */
  12
  13 #include <linux/kernel.h>
  14 #include <linux/slab.h>
  15 #include <linux/init.h>
  16 #include <linux/bitops.h>
  17 #include <linux/poison.h>
  18 #include <linux/pfn.h>
  19 #include <linux/debugfs.h>
  20 #include <linux/seq_file.h>
  21 #include <linux/memblock.h>
  22
  23 #include <asm-generic/sections.h>
  24
  25 static struct memblock_region memblock_memory_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS] __initdata_memblock;
  26 static struct memblock_region memblock_reserved_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS] __initdata_memblock;
  27
  28 struct memblock memblock __initdata_memblock = {
  29         .memory.regions         = memblock_memory_init_regions,
  30         .memory.cnt             = 1,    /* empty dummy entry */
  31         .memory.max             = INIT_MEMBLOCK_REGIONS,
  32
  33         .reserved.regions       = memblock_reserved_init_regions,
  34         .reserved.cnt           = 1,    /* empty dummy entry */
  35         .reserved.max           = INIT_MEMBLOCK_REGIONS,
  36
  37         .bottom_up              = false,
  38         .current_limit          = MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE,
  39 };
  40
  41 int memblock_debug __initdata_memblock;
  42 #ifdef CONFIG_MOVABLE_NODE
  43 bool movable_node_enabled __initdata_memblock = false;
  44 #endif
  45 static int memblock_can_resize __initdata_memblock;
  46 static int memblock_memory_in_slab __initdata_memblock = 0;
  47 static int memblock_reserved_in_slab __initdata_memblock = 0;
  48
  49 /* inline so we don't get a warning when pr_debug is compiled out */
  50 static __init_memblock const char *
  51 memblock_type_name(struct memblock_type *type)
  52 {
  53         if (type == &memblock.memory)
  54                 return "memory";
  55         else if (type == &memblock.reserved)
  56                 return "reserved";
  57         else
  58                 return "unknown";
  59 }
  60
  61 /* adjust *@size so that (@base + *@size) doesn't overflow, return new size */
  62 static inline phys_addr_t memblock_cap_size(phys_addr_t base, phys_addr_t *size)
  63 {
  64         return *size = min(*size, (phys_addr_t)ULLONG_MAX - base);
  65 }
  66
  67 /*
  68  * Address comparison utilities
  69  */
  70 static unsigned long __init_memblock memblock_addrs_overlap(phys_addr_t base1, phys_addr_t size1,
  71                                        phys_addr_t base2, phys_addr_t size2)
  72 {
  73         return ((base1 < (base2 + size2)) && (base2 < (base1 + size1)));
  74 }
  75
  76 static long __init_memblock memblock_overlaps_region(struct memblock_type *type,
  77                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size)
  78 {
  79         unsigned long i;
  80
  81         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
  82                 phys_addr_t rgnbase = type->regions[i].base;
  83                 phys_addr_t rgnsize = type->regions[i].size;
  84                 if (memblock_addrs_overlap(base, size, rgnbase, rgnsize))
  85                         break;
  86         }
  87
  88         return (i < type->cnt) ? i : -1;
  89 }
  90
  91 /*
  92  * __memblock_find_range_bottom_up - find free area utility in bottom-up
  93  * @start: start of candidate range
  94  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_{ANYWHERE|ACCESSIBLE}
  95  * @size: size of free area to find
  96  * @align: alignment of free area to find
  97  * @nid: nid of the free area to find, %MAX_NUMNODES for any node
  98  *
  99  * Utility called from memblock_find_in_range_node(), find free area bottom-up.
 100  *
 101  * RETURNS:
 102  * Found address on success, 0 on failure.
 103  */
 104 static phys_addr_t __init_memblock
 105 __memblock_find_range_bottom_up(phys_addr_t start, phys_addr_t end,
 106                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
 107 {
 108         phys_addr_t this_start, this_end, cand;
 109         u64 i;
 110
 111         for_each_free_mem_range(i, nid, &this_start, &this_end, NULL) {
 112                 this_start = clamp(this_start, start, end);
 113                 this_end = clamp(this_end, start, end);
 114
 115                 cand = round_up(this_start, align);
 116                 if (cand < this_end && this_end - cand >= size)
 117                         return cand;
 118         }
 119
 120         return 0;
 121 }
 122
 123 /**
 124  * __memblock_find_range_top_down - find free area utility, in top-down
 125  * @start: start of candidate range
 126  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_{ANYWHERE|ACCESSIBLE}
 127  * @size: size of free area to find
 128  * @align: alignment of free area to find
 129  * @nid: nid of the free area to find, %MAX_NUMNODES for any node
 130  *
 131  * Utility called from memblock_find_in_range_node(), find free area top-down.
 132  *
 133  * RETURNS:
 134  * Found address on success, 0 on failure.
 135  */
 136 static phys_addr_t __init_memblock
 137 __memblock_find_range_top_down(phys_addr_t start, phys_addr_t end,
 138                                phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
 139 {
 140         phys_addr_t this_start, this_end, cand;
 141         u64 i;
 142
 143         for_each_free_mem_range_reverse(i, nid, &this_start, &this_end, NULL) {
 144                 this_start = clamp(this_start, start, end);
 145                 this_end = clamp(this_end, start, end);
 146
 147                 if (this_end < size)
 148                         continue;
 149
 150                 cand = round_down(this_end - size, align);
 151                 if (cand >= this_start)
 152                         return cand;
 153         }
 154
 155         return 0;
 156 }
 157
 158 /**
 159  * memblock_find_in_range_node - find free area in given range and node
 160  * @start: start of candidate range
 161  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_{ANYWHERE|ACCESSIBLE}
 162  * @size: size of free area to find
 163  * @align: alignment of free area to find
 164  * @nid: nid of the free area to find, %MAX_NUMNODES for any node
 165  *
 166  * Find @size free area aligned to @align in the specified range and node.
 167  *
 168  * When allocation direction is bottom-up, the @start should be greater
 169  * than the end of the kernel image. Otherwise, it will be trimmed. The
 170  * reason is that we want the bottom-up allocation just near the kernel
 171  * image so it is highly likely that the allocated memory and the kernel
 172  * will reside in the same node.
 173  *
 174  * If bottom-up allocation failed, will try to allocate memory top-down.
 175  *
 176  * RETURNS:
 177  * Found address on success, 0 on failure.
 178  */
 179 phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range_node(phys_addr_t start,
 180                                         phys_addr_t end, phys_addr_t size,
 181                                         phys_addr_t align, int nid)
 182 {
 183         int ret;
 184         phys_addr_t kernel_end;
 185
 186         /* pump up @end */
 187         if (end == MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE)
 188                 end = memblock.current_limit;
 189
 190         /* avoid allocating the first page */
 191         start = max_t(phys_addr_t, start, PAGE_SIZE);
 192         end = max(start, end);
 193         kernel_end = __pa_symbol(_end);
 194
 195         /*
 196          * try bottom-up allocation only when bottom-up mode
 197          * is set and @end is above the kernel image.
 198          */
 199         if (memblock_bottom_up() && end > kernel_end) {
 200                 phys_addr_t bottom_up_start;
 201
 202                 /* make sure we will allocate above the kernel */
 203                 bottom_up_start = max(start, kernel_end);
 204
 205                 /* ok, try bottom-up allocation first */
 206                 ret = __memblock_find_range_bottom_up(bottom_up_start, end,
 207                                                       size, align, nid);
 208                 if (ret)
 209                         return ret;
 210
 211                 /*
 212                  * we always limit bottom-up allocation above the kernel,
 213                  * but top-down allocation doesn't have the limit, so
 214                  * retrying top-down allocation may succeed when bottom-up
 215                  * allocation failed.
 216                  *
 217                  * bottom-up allocation is expected to be fail very rarely,
 218                  * so we use WARN_ONCE() here to see the stack trace if
 219                  * fail happens.
 220                  */
 221                 WARN_ONCE(1, "memblock: bottom-up allocation failed, "
 222                              "memory hotunplug may be affected\n");
 223         }
 224
 225         return __memblock_find_range_top_down(start, end, size, align, nid);
 226 }
 227
 228 /**
 229  * memblock_find_in_range - find free area in given range
 230  * @start: start of candidate range
 231  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_{ANYWHERE|ACCESSIBLE}
 232  * @size: size of free area to find
 233  * @align: alignment of free area to find
 234  *
 235  * Find @size free area aligned to @align in the specified range.
 236  *
 237  * RETURNS:
 238  * Found address on success, 0 on failure.
 239  */
 240 phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range(phys_addr_t start,
 241                                         phys_addr_t end, phys_addr_t size,
 242                                         phys_addr_t align)
 243 {
 244         return memblock_find_in_range_node(start, end, size, align,
 245                                            MAX_NUMNODES);
 246 }
 247
 248 static void __init_memblock memblock_remove_region(struct memblock_type *type, unsigned long r)
 249 {
 250         type->total_size -= type->regions[r].size;
 251         memmove(&type->regions[r], &type->regions[r + 1],
 252                 (type->cnt - (r + 1)) * sizeof(type->regions[r]));
 253         type->cnt--;
 254
 255         /* Special case for empty arrays */
 256         if (type->cnt == 0) {
 257                 WARN_ON(type->total_size != 0);
 258                 type->cnt = 1;
 259                 type->regions[0].base = 0;
 260                 type->regions[0].size = 0;
 261                 type->regions[0].flags = 0;
 262                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], MAX_NUMNODES);
 263         }
 264 }
 265
 266 phys_addr_t __init_memblock get_allocated_memblock_reserved_regions_info(
 267                                         phys_addr_t *addr)
 268 {
 269         if (memblock.reserved.regions == memblock_reserved_init_regions)
 270                 return 0;
 271
 272         *addr = __pa(memblock.reserved.regions);
 273
 274         return PAGE_ALIGN(sizeof(struct memblock_region) *
 275                           memblock.reserved.max);
 276 }
 277
 278 /**
 279  * memblock_double_array - double the size of the memblock regions array
 280  * @type: memblock type of the regions array being doubled
 281  * @new_area_start: starting address of memory range to avoid overlap with
 282  * @new_area_size: size of memory range to avoid overlap with
 283  *
 284  * Double the size of the @type regions array. If memblock is being used to
 285  * allocate memory for a new reserved regions array and there is a previously
 286  * allocated memory range [@new_area_start,@new_area_start+@new_area_size]
 287  * waiting to be reserved, ensure the memory used by the new array does
 288  * not overlap.
 289  *
 290  * RETURNS:
 291  * 0 on success, -1 on failure.
 292  */
 293 static int __init_memblock memblock_double_array(struct memblock_type *type,
 294                                                 phys_addr_t new_area_start,
 295                                                 phys_addr_t new_area_size)
 296 {
 297         struct memblock_region *new_array, *old_array;
 298         phys_addr_t old_alloc_size, new_alloc_size;
 299         phys_addr_t old_size, new_size, addr;
 300         int use_slab = slab_is_available();
 301         int *in_slab;
 302
 303         /* We don't allow resizing until we know about the reserved regions
 304          * of memory that aren't suitable for allocation
 305          */
 306         if (!memblock_can_resize)
 307                 return -1;
 308
 309         /* Calculate new doubled size */
 310         old_size = type->max * sizeof(struct memblock_region);
 311         new_size = old_size << 1;
 312         /*
 313          * We need to allocated new one align to PAGE_SIZE,
 314          *   so we can free them completely later.
 315          */
 316         old_alloc_size = PAGE_ALIGN(old_size);
 317         new_alloc_size = PAGE_ALIGN(new_size);
 318
 319         /* Retrieve the slab flag */
 320         if (type == &memblock.memory)
 321                 in_slab = &memblock_memory_in_slab;
 322         else
 323                 in_slab = &memblock_reserved_in_slab;
 324
 325         /* Try to find some space for it.
 326          *
 327          * WARNING: We assume that either slab_is_available() and we use it or
 328          * we use MEMBLOCK for allocations. That means that this is unsafe to
 329          * use when bootmem is currently active (unless bootmem itself is
 330          * implemented on top of MEMBLOCK which isn't the case yet)
 331          *
 332          * This should however not be an issue for now, as we currently only
 333          * call into MEMBLOCK while it's still active, or much later when slab
 334          * is active for memory hotplug operations
 335          */
 336         if (use_slab) {
 337                 new_array = kmalloc(new_size, GFP_KERNEL);
 338                 addr = new_array ? __pa(new_array) : 0;
 339         } else {
 340                 /* only exclude range when trying to double reserved.regions */
 341                 if (type != &memblock.reserved)
 342                         new_area_start = new_area_size = 0;
 343
 344                 addr = memblock_find_in_range(new_area_start + new_area_size,
 345                                                 memblock.current_limit,
 346                                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
 347                 if (!addr && new_area_size)
 348                         addr = memblock_find_in_range(0,
 349                                 min(new_area_start, memblock.current_limit),
 350                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
 351
 352                 new_array = addr ? __va(addr) : NULL;
 353         }
 354         if (!addr) {
 355                 pr_err("memblock: Failed to double %s array from %ld to %ld entries !\n",
 356                        memblock_type_name(type), type->max, type->max * 2);
 357                 return -1;
 358         }
 359
 360         memblock_dbg("memblock: %s is doubled to %ld at [%#010llx-%#010llx]",
 361                         memblock_type_name(type), type->max * 2, (u64)addr,
 362                         (u64)addr + new_size - 1);
 363
 364         /*
 365          * Found space, we now need to move the array over before we add the
 366          * reserved region since it may be our reserved array itself that is
 367          * full.
 368          */
 369         memcpy(new_array, type->regions, old_size);
 370         memset(new_array + type->max, 0, old_size);
 371         old_array = type->regions;
 372         type->regions = new_array;
 373         type->max <<= 1;
 374
 375         /* Free old array. We needn't free it if the array is the static one */
 376         if (*in_slab)
 377                 kfree(old_array);
 378         else if (old_array != memblock_memory_init_regions &&
 379                  old_array != memblock_reserved_init_regions)
 380                 memblock_free(__pa(old_array), old_alloc_size);
 381
 382         /*
 383          * Reserve the new array if that comes from the memblock.  Otherwise, we
 384          * needn't do it
 385          */
 386         if (!use_slab)
 387                 BUG_ON(memblock_reserve(addr, new_alloc_size));
 388
 389         /* Update slab flag */
 390         *in_slab = use_slab;
 391
 392         return 0;
 393 }
 394
 395 /**
 396  * memblock_merge_regions - merge neighboring compatible regions
 397  * @type: memblock type to scan
 398  *
 399  * Scan @type and merge neighboring compatible regions.
 400  */
 401 static void __init_memblock memblock_merge_regions(struct memblock_type *type)
 402 {
 403         int i = 0;
 404
 405         /* cnt never goes below 1 */
 406         while (i < type->cnt - 1) {
 407                 struct memblock_region *this = &type->regions[i];
 408                 struct memblock_region *next = &type->regions[i + 1];
 409
 410                 if (this->base + this->size != next->base ||
 411                     memblock_get_region_node(this) !=
 412                     memblock_get_region_node(next) ||
 413                     this->flags != next->flags) {
 414                         BUG_ON(this->base + this->size > next->base);
 415                         i++;
 416                         continue;
 417                 }
 418
 419                 this->size += next->size;
 420                 /* move forward from next + 1, index of which is i + 2 */
 421                 memmove(next, next + 1, (type->cnt - (i + 2)) * sizeof(*next));
 422                 type->cnt--;
 423         }
 424 }
 425
 426 /**
 427  * memblock_insert_region - insert new memblock region
 428  * @type:       memblock type to insert into
 429  * @idx:        index for the insertion point
 430  * @base:       base address of the new region
 431  * @size:       size of the new region
 432  * @nid:        node id of the new region
 433  * @flags:      flags of the new region
 434  *
 435  * Insert new memblock region [@base,@base+@size) into @type at @idx.
 436  * @type must already have extra room to accomodate the new region.
 437  */
 438 static void __init_memblock memblock_insert_region(struct memblock_type *type,
 439                                                    int idx, phys_addr_t base,
 440                                                    phys_addr_t size,
 441                                                    int nid, unsigned long flags)
 442 {
 443         struct memblock_region *rgn = &type->regions[idx];
 444
 445         BUG_ON(type->cnt >= type->max);
 446         memmove(rgn + 1, rgn, (type->cnt - idx) * sizeof(*rgn));
 447         rgn->base = base;
 448         rgn->size = size;
 449         rgn->flags = flags;
 450         memblock_set_region_node(rgn, nid);
 451         type->cnt++;
 452         type->total_size += size;
 453 }
 454
 455 /**
 456  * memblock_add_region - add new memblock region
 457  * @type: memblock type to add new region into
 458  * @base: base address of the new region
 459  * @size: size of the new region
 460  * @nid: nid of the new region
 461  * @flags: flags of the new region
 462  *
 463  * Add new memblock region [@base,@base+@size) into @type.  The new region
 464  * is allowed to overlap with existing ones - overlaps don't affect already
 465  * existing regions.  @type is guaranteed to be minimal (all neighbouring
 466  * compatible regions are merged) after the addition.
 467  *
 468  * RETURNS:
 469  * 0 on success, -errno on failure.
 470  */
 471 static int __init_memblock memblock_add_region(struct memblock_type *type,
 472                                 phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 473                                 int nid, unsigned long flags)
 474 {
 475         bool insert = false;
 476         phys_addr_t obase = base;
 477         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
 478         int i, nr_new;
 479
 480         if (!size)
 481                 return 0;
 482
 483         /* special case for empty array */
 484         if (type->regions[0].size == 0) {
 485                 WARN_ON(type->cnt != 1 || type->total_size);
 486                 type->regions[0].base = base;
 487                 type->regions[0].size = size;
 488                 type->regions[0].flags = flags;
 489                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], nid);
 490                 type->total_size = size;
 491                 return 0;
 492         }
 493 repeat:
 494         /*
 495          * The following is executed twice.  Once with %false @insert and
 496          * then with %true.  The first counts the number of regions needed
 497          * to accomodate the new area.  The second actually inserts them.
 498          */
 499         base = obase;
 500         nr_new = 0;
 501
 502         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
 503                 struct memblock_region *rgn = &type->regions[i];
 504                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
 505                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
 506
 507                 if (rbase >= end)
 508                         break;
 509                 if (rend <= base)
 510                         continue;
 511                 /*
 512                  * @rgn overlaps.  If it separates the lower part of new
 513                  * area, insert that portion.
 514                  */
 515                 if (rbase > base) {
 516                         nr_new++;
 517                         if (insert)
 518                                 memblock_insert_region(type, i++, base,
 519                                                        rbase - base, nid,
 520                                                        flags);
 521                 }
 522                 /* area below @rend is dealt with, forget about it */
 523                 base = min(rend, end);
 524         }
 525
 526         /* insert the remaining portion */
 527         if (base < end) {
 528                 nr_new++;
 529                 if (insert)
 530                         memblock_insert_region(type, i, base, end - base,
 531                                                nid, flags);
 532         }
 533
 534         /*
 535          * If this was the first round, resize array and repeat for actual
 536          * insertions; otherwise, merge and return.
 537          */
 538         if (!insert) {
 539                 while (type->cnt + nr_new > type->max)
 540                         if (memblock_double_array(type, obase, size) < 0)
 541                                 return -ENOMEM;
 542                 insert = true;
 543                 goto repeat;
 544         } else {
 545                 memblock_merge_regions(type);
 546                 return 0;
 547         }
 548 }
 549
 550 int __init_memblock memblock_add_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 551                                        int nid)
 552 {
 553         return memblock_add_region(&memblock.memory, base, size, nid, 0);
 554 }
 555
 556 int __init_memblock memblock_add(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 557 {
 558         return memblock_add_region(&memblock.memory, base, size,
 559                                    MAX_NUMNODES, 0);
 560 }
 561
 562 /**
 563  * memblock_isolate_range - isolate given range into disjoint memblocks
 564  * @type: memblock type to isolate range for
 565  * @base: base of range to isolate
 566  * @size: size of range to isolate
 567  * @start_rgn: out parameter for the start of isolated region
 568  * @end_rgn: out parameter for the end of isolated region
 569  *
 570  * Walk @type and ensure that regions don't cross the boundaries defined by
 571  * [@base,@base+@size).  Crossing regions are split at the boundaries,
 572  * which may create at most two more regions.  The index of the first
 573  * region inside the range is returned in *@start_rgn and end in *@end_rgn.
 574  *
 575  * RETURNS:
 576  * 0 on success, -errno on failure.
 577  */
 578 static int __init_memblock memblock_isolate_range(struct memblock_type *type,
 579                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 580                                         int *start_rgn, int *end_rgn)
 581 {
 582         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
 583         int i;
 584
 585         *start_rgn = *end_rgn = 0;
 586
 587         if (!size)
 588                 return 0;
 589
 590         /* we'll create at most two more regions */
 591         while (type->cnt + 2 > type->max)
 592                 if (memblock_double_array(type, base, size) < 0)
 593                         return -ENOMEM;
 594
 595         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
 596                 struct memblock_region *rgn = &type->regions[i];
 597                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
 598                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
 599
 600                 if (rbase >= end)
 601                         break;
 602                 if (rend <= base)
 603                         continue;
 604
 605                 if (rbase < base) {
 606                         /*
 607                          * @rgn intersects from below.  Split and continue
 608                          * to process the next region - the new top half.
 609                          */
 610                         rgn->base = base;
 611                         rgn->size -= base - rbase;
 612                         type->total_size -= base - rbase;
 613                         memblock_insert_region(type, i, rbase, base - rbase,
 614                                                memblock_get_region_node(rgn),
 615                                                rgn->flags);
 616                 } else if (rend > end) {
 617                         /*
 618                          * @rgn intersects from above.  Split and redo the
 619                          * current region - the new bottom half.
 620                          */
 621                         rgn->base = end;
 622                         rgn->size -= end - rbase;
 623                         type->total_size -= end - rbase;
 624                         memblock_insert_region(type, i--, rbase, end - rbase,
 625                                                memblock_get_region_node(rgn),
 626                                                rgn->flags);
 627                 } else {
 628                         /* @rgn is fully contained, record it */
 629                         if (!*end_rgn)
 630                                 *start_rgn = i;
 631                         *end_rgn = i + 1;
 632                 }
 633         }
 634
 635         return 0;
 636 }
 637
 638 static int __init_memblock __memblock_remove(struct memblock_type *type,
 639                                              phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 640 {
 641         int start_rgn, end_rgn;
 642         int i, ret;
 643
 644         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
 645         if (ret)
 646                 return ret;
 647
 648         for (i = end_rgn - 1; i >= start_rgn; i--)
 649                 memblock_remove_region(type, i);
 650         return 0;
 651 }
 652
 653 int __init_memblock memblock_remove(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 654 {
 655         return __memblock_remove(&memblock.memory, base, size);
 656 }
 657
 658 int __init_memblock memblock_free(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 659 {
 660         memblock_dbg("   memblock_free: [%#016llx-%#016llx] %pF\n",
 661                      (unsigned long long)base,
 662                      (unsigned long long)base + size - 1,
 663                      (void *)_RET_IP_);
 664
 665         return __memblock_remove(&memblock.reserved, base, size);
 666 }
 667
 668 static int __init_memblock memblock_reserve_region(phys_addr_t base,
 669                                                    phys_addr_t size,
 670                                                    int nid,
 671                                                    unsigned long flags)
 672 {
 673         struct memblock_type *_rgn = &memblock.reserved;
 674
 675         memblock_dbg("memblock_reserve: [%#016llx-%#016llx] flags %#02lx %pF\n",
 676                      (unsigned long long)base,
 677                      (unsigned long long)base + size - 1,
 678                      flags, (void *)_RET_IP_);
 679
 680         return memblock_add_region(_rgn, base, size, nid, flags);
 681 }
 682
 683 int __init_memblock memblock_reserve(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 684 {
 685         return memblock_reserve_region(base, size, MAX_NUMNODES, 0);
 686 }
 687
 688 /**
 689  * memblock_mark_hotplug - Mark hotpluggable memory with flag MEMBLOCK_HOTPLUG.
 690  * @base: the base phys addr of the region
 691  * @size: the size of the region
 692  *
 693  * This function isolates region [@base, @base + @size), and mark it with flag
 694  * MEMBLOCK_HOTPLUG.
 695  *
 696  * Return 0 on succees, -errno on failure.
 697  */
 698 int __init_memblock memblock_mark_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 699 {
 700         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
 701         int i, ret, start_rgn, end_rgn;
 702
 703         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
 704         if (ret)
 705                 return ret;
 706
 707         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++)
 708                 memblock_set_region_flags(&type->regions[i], MEMBLOCK_HOTPLUG);
 709
 710         memblock_merge_regions(type);
 711         return 0;
 712 }
 713
 714 /**
 715  * memblock_clear_hotplug - Clear flag MEMBLOCK_HOTPLUG for a specified region.
 716  * @base: the base phys addr of the region
 717  * @size: the size of the region
 718  *
 719  * This function isolates region [@base, @base + @size), and clear flag
 720  * MEMBLOCK_HOTPLUG for the isolated regions.
 721  *
 722  * Return 0 on succees, -errno on failure.
 723  */
 724 int __init_memblock memblock_clear_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 725 {
 726         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
 727         int i, ret, start_rgn, end_rgn;
 728
 729         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
 730         if (ret)
 731                 return ret;
 732
 733         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++)
 734                 memblock_clear_region_flags(&type->regions[i],
 735                                             MEMBLOCK_HOTPLUG);
 736
 737         memblock_merge_regions(type);
 738         return 0;
 739 }
 740
 741 /**
 742  * __next_free_mem_range - next function for for_each_free_mem_range()
 743  * @idx: pointer to u64 loop variable
 744  * @nid: node selector, %MAX_NUMNODES for all nodes
 745  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
 746  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
 747  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
 748  *
 749  * Find the first free area from *@idx which matches @nid, fill the out
 750  * parameters, and update *@idx for the next iteration.  The lower 32bit of
 751  * *@idx contains index into memory region and the upper 32bit indexes the
 752  * areas before each reserved region.  For example, if reserved regions
 753  * look like the following,
 754  *
 755  *      0:[0-16), 1:[32-48), 2:[128-130)
 756  *
 757  * The upper 32bit indexes the following regions.
 758  *
 759  *      0:[0-0), 1:[16-32), 2:[48-128), 3:[130-MAX)
 760  *
 761  * As both region arrays are sorted, the function advances the two indices
 762  * in lockstep and returns each intersection.
 763  */
 764 void __init_memblock __next_free_mem_range(u64 *idx, int nid,
 765                                            phys_addr_t *out_start,
 766                                            phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
 767 {
 768         struct memblock_type *mem = &memblock.memory;
 769         struct memblock_type *rsv = &memblock.reserved;
 770         int mi = *idx & 0xffffffff;
 771         int ri = *idx >> 32;
 772
 773         for ( ; mi < mem->cnt; mi++) {
 774                 struct memblock_region *m = &mem->regions[mi];
 775                 phys_addr_t m_start = m->base;
 776                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
 777
 778                 /* only memory regions are associated with nodes, check it */
 779                 if (nid != MAX_NUMNODES && nid != memblock_get_region_node(m))
 780                         continue;
 781
 782                 /* scan areas before each reservation for intersection */
 783                 for ( ; ri < rsv->cnt + 1; ri++) {
 784                         struct memblock_region *r = &rsv->regions[ri];
 785                         phys_addr_t r_start = ri ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
 786                         phys_addr_t r_end = ri < rsv->cnt ? r->base : ULLONG_MAX;
 787
 788                         /* if ri advanced past mi, break out to advance mi */
 789                         if (r_start >= m_end)
 790                                 break;
 791                         /* if the two regions intersect, we're done */
 792                         if (m_start < r_end) {
 793                                 if (out_start)
 794                                         *out_start = max(m_start, r_start);
 795                                 if (out_end)
 796                                         *out_end = min(m_end, r_end);
 797                                 if (out_nid)
 798                                         *out_nid = memblock_get_region_node(m);
 799                                 /*
 800                                  * The region which ends first is advanced
 801                                  * for the next iteration.
 802                                  */
 803                                 if (m_end <= r_end)
 804                                         mi++;
 805                                 else
 806                                         ri++;
 807                                 *idx = (u32)mi | (u64)ri << 32;
 808                                 return;
 809                         }
 810                 }
 811         }
 812
 813         /* signal end of iteration */
 814         *idx = ULLONG_MAX;
 815 }
 816
 817 /**
 818  * __next_free_mem_range_rev - next function for for_each_free_mem_range_reverse()
 819  * @idx: pointer to u64 loop variable
 820  * @nid: nid: node selector, %MAX_NUMNODES for all nodes
 821  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
 822  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
 823  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
 824  *
 825  * Reverse of __next_free_mem_range().
 826  *
 827  * Linux kernel cannot migrate pages used by itself. Memory hotplug users won't
 828  * be able to hot-remove hotpluggable memory used by the kernel. So this
 829  * function skip hotpluggable regions if needed when allocating memory for the
 830  * kernel.
 831  */
 832 void __init_memblock __next_free_mem_range_rev(u64 *idx, int nid,
 833                                            phys_addr_t *out_start,
 834                                            phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
 835 {
 836         struct memblock_type *mem = &memblock.memory;
 837         struct memblock_type *rsv = &memblock.reserved;
 838         int mi = *idx & 0xffffffff;
 839         int ri = *idx >> 32;
 840
 841         if (*idx == (u64)ULLONG_MAX) {
 842                 mi = mem->cnt - 1;
 843                 ri = rsv->cnt;
 844         }
 845
 846         for ( ; mi >= 0; mi--) {
 847                 struct memblock_region *m = &mem->regions[mi];
 848                 phys_addr_t m_start = m->base;
 849                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
 850
 851                 /* only memory regions are associated with nodes, check it */
 852                 if (nid != MAX_NUMNODES && nid != memblock_get_region_node(m))
 853                         continue;
 854
 855                 /* skip hotpluggable memory regions if needed */
 856                 if (movable_node_is_enabled() && memblock_is_hotpluggable(m))
 857                         continue;
 858
 859                 /* scan areas before each reservation for intersection */
 860                 for ( ; ri >= 0; ri--) {
 861                         struct memblock_region *r = &rsv->regions[ri];
 862                         phys_addr_t r_start = ri ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
 863                         phys_addr_t r_end = ri < rsv->cnt ? r->base : ULLONG_MAX;
 864
 865                         /* if ri advanced past mi, break out to advance mi */
 866                         if (r_end <= m_start)
 867                                 break;
 868                         /* if the two regions intersect, we're done */
 869                         if (m_end > r_start) {
 870                                 if (out_start)
 871                                         *out_start = max(m_start, r_start);
 872                                 if (out_end)
 873                                         *out_end = min(m_end, r_end);
 874                                 if (out_nid)
 875                                         *out_nid = memblock_get_region_node(m);
 876
 877                                 if (m_start >= r_start)
 878                                         mi--;
 879                                 else
 880                                         ri--;
 881                                 *idx = (u32)mi | (u64)ri << 32;
 882                                 return;
 883                         }
 884                 }
 885         }
 886
 887         *idx = ULLONG_MAX;
 888 }
 889
 890 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
 891 /*
 892  * Common iterator interface used to define for_each_mem_range().
 893  */
 894 void __init_memblock __next_mem_pfn_range(int *idx, int nid,
 895                                 unsigned long *out_start_pfn,
 896                                 unsigned long *out_end_pfn, int *out_nid)
 897 {
 898         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
 899         struct memblock_region *r;
 900
 901         while (++*idx < type->cnt) {
 902                 r = &type->regions[*idx];
 903
 904                 if (PFN_UP(r->base) >= PFN_DOWN(r->base + r->size))
 905                         continue;
 906                 if (nid == MAX_NUMNODES || nid == r->nid)
 907                         break;
 908         }
 909         if (*idx >= type->cnt) {
 910                 *idx = -1;
 911                 return;
 912         }
 913
 914         if (out_start_pfn)
 915                 *out_start_pfn = PFN_UP(r->base);
 916         if (out_end_pfn)
 917                 *out_end_pfn = PFN_DOWN(r->base + r->size);
 918         if (out_nid)
 919                 *out_nid = r->nid;
 920 }
 921
 922 /**
 923  * memblock_set_node - set node ID on memblock regions
 924  * @base: base of area to set node ID for
 925  * @size: size of area to set node ID for
 926  * @type: memblock type to set node ID for
 927  * @nid: node ID to set
 928  *
 929  * Set the nid of memblock @type regions in [@base,@base+@size) to @nid.
 930  * Regions which cross the area boundaries are split as necessary.
 931  *
 932  * RETURNS:
 933  * 0 on success, -errno on failure.
 934  */
 935 int __init_memblock memblock_set_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 936                                       struct memblock_type *type, int nid)
 937 {
 938         int start_rgn, end_rgn;
 939         int i, ret;
 940
 941         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
 942         if (ret)
 943                 return ret;
 944
 945         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++)
 946                 memblock_set_region_node(&type->regions[i], nid);
 947
 948         memblock_merge_regions(type);
 949         return 0;
 950 }
 951 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
 952
 953 static phys_addr_t __init memblock_alloc_base_nid(phys_addr_t size,
 954                                         phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr,
 955                                         int nid)
 956 {
 957         phys_addr_t found;
 958
 959         if (WARN_ON(!align))
 960                 align = __alignof__(long long);
 961
 962         /* align @size to avoid excessive fragmentation on reserved array */
 963         size = round_up(size, align);
 964
 965         found = memblock_find_in_range_node(0, max_addr, size, align, nid);
 966         if (found && !memblock_reserve(found, size))
 967                 return found;
 968
 969         return 0;
 970 }
 971
 972 phys_addr_t __init memblock_alloc_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
 973 {
 974         return memblock_alloc_base_nid(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE, nid);
 975 }
 976
 977 phys_addr_t __init __memblock_alloc_base(phys_addr_t size, phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr)
 978 {
 979         return memblock_alloc_base_nid(size, align, max_addr, MAX_NUMNODES);
 980 }
 981
 982 phys_addr_t __init memblock_alloc_base(phys_addr_t size, phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr)
 983 {
 984         phys_addr_t alloc;
 985
 986         alloc = __memblock_alloc_base(size, align, max_addr);
 987
 988         if (alloc == 0)
 989                 panic("ERROR: Failed to allocate 0x%llx bytes below 0x%llx.\n",
 990                       (unsigned long long) size, (unsigned long long) max_addr);
 991
 992         return alloc;
 993 }
 994
 995 phys_addr_t __init memblock_alloc(phys_addr_t size, phys_addr_t align)
 996 {
 997         return memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
 998 }
 999
1000 phys_addr_t __init memblock_alloc_try_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
1001 {
1002         phys_addr_t res = memblock_alloc_nid(size, align, nid);
1003
1004         if (res)
1005                 return res;
1006         return memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
1007 }
1008
1009
1010 /*
1011  * Remaining API functions
1012  */
1013
1014 phys_addr_t __init memblock_phys_mem_size(void)
1015 {
1016         return memblock.memory.total_size;
1017 }
1018
1019 phys_addr_t __init memblock_mem_size(unsigned long limit_pfn)
1020 {
1021         unsigned long pages = 0;
1022         struct memblock_region *r;
1023         unsigned long start_pfn, end_pfn;
1024
1025         for_each_memblock(memory, r) {
1026                 start_pfn = memblock_region_memory_base_pfn(r);
1027                 end_pfn = memblock_region_memory_end_pfn(r);
1028                 start_pfn = min_t(unsigned long, start_pfn, limit_pfn);
1029                 end_pfn = min_t(unsigned long, end_pfn, limit_pfn);
1030                 pages += end_pfn - start_pfn;
1031         }
1032
1033         return (phys_addr_t)pages << PAGE_SHIFT;
1034 }
1035
1036 /* lowest address */
1037 phys_addr_t __init_memblock memblock_start_of_DRAM(void)
1038 {
1039         return memblock.memory.regions[0].base;
1040 }
1041
1042 phys_addr_t __init_memblock memblock_end_of_DRAM(void)
1043 {
1044         int idx = memblock.memory.cnt - 1;
1045
1046         return (memblock.memory.regions[idx].base + memblock.memory.regions[idx].size);
1047 }
1048
1049 void __init memblock_enforce_memory_limit(phys_addr_t limit)
1050 {
1051         unsigned long i;
1052         phys_addr_t max_addr = (phys_addr_t)ULLONG_MAX;
1053
1054         if (!limit)
1055                 return;
1056
1057         /* find out max address */
1058         for (i = 0; i < memblock.memory.cnt; i++) {
1059                 struct memblock_region *r = &memblock.memory.regions[i];
1060
1061                 if (limit <= r->size) {
1062                         max_addr = r->base + limit;
1063                         break;
1064                 }
1065                 limit -= r->size;
1066         }
1067
1068         /* truncate both memory and reserved regions */
1069         __memblock_remove(&memblock.memory, max_addr, (phys_addr_t)ULLONG_MAX);
1070         __memblock_remove(&memblock.reserved, max_addr, (phys_addr_t)ULLONG_MAX);
1071 }
1072
1073 static int __init_memblock memblock_search(struct memblock_type *type, phys_addr_t addr)
1074 {
1075         unsigned int left = 0, right = type->cnt;
1076
1077         do {
1078                 unsigned int mid = (right + left) / 2;
1079
1080                 if (addr < type->regions[mid].base)
1081                         right = mid;
1082                 else if (addr >= (type->regions[mid].base +
1083                                   type->regions[mid].size))
1084                         left = mid + 1;
1085                 else
1086                         return mid;
1087         } while (left < right);
1088         return -1;
1089 }
1090
1091 int __init memblock_is_reserved(phys_addr_t addr)
1092 {
1093         return memblock_search(&memblock.reserved, addr) != -1;
1094 }
1095
1096 int __init_memblock memblock_is_memory(phys_addr_t addr)
1097 {
1098         return memblock_search(&memblock.memory, addr) != -1;
1099 }
1100
1101 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1102 int __init_memblock memblock_search_pfn_nid(unsigned long pfn,
1103                          unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
1104 {
1105         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
1106         int mid = memblock_search(type, (phys_addr_t)pfn << PAGE_SHIFT);
1107
1108         if (mid == -1)
1109                 return -1;
1110
1111         *start_pfn = type->regions[mid].base >> PAGE_SHIFT;
1112         *end_pfn = (type->regions[mid].base + type->regions[mid].size)
1113                         >> PAGE_SHIFT;
1114
1115         return type->regions[mid].nid;
1116 }
1117 #endif
1118
1119 /**
1120  * memblock_is_region_memory - check if a region is a subset of memory
1121  * @base: base of region to check
1122  * @size: size of region to check
1123  *
1124  * Check if the region [@base, @base+@size) is a subset of a memory block.
1125  *
1126  * RETURNS:
1127  * 0 if false, non-zero if true
1128  */
1129 int __init_memblock memblock_is_region_memory(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1130 {
1131         int idx = memblock_search(&memblock.memory, base);
1132         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
1133
1134         if (idx == -1)
1135                 return 0;
1136         return memblock.memory.regions[idx].base <= base &&
1137                 (memblock.memory.regions[idx].base +
1138                  memblock.memory.regions[idx].size) >= end;
1139 }
1140
1141 /**
1142  * memblock_is_region_reserved - check if a region intersects reserved memory
1143  * @base: base of region to check
1144  * @size: size of region to check
1145  *
1146  * Check if the region [@base, @base+@size) intersects a reserved memory block.
1147  *
1148  * RETURNS:
1149  * 0 if false, non-zero if true
1150  */
1151 int __init_memblock memblock_is_region_reserved(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1152 {
1153         memblock_cap_size(base, &size);
1154         return memblock_overlaps_region(&memblock.reserved, base, size) >= 0;
1155 }
1156
1157 void __init_memblock memblock_trim_memory(phys_addr_t align)
1158 {
1159         int i;
1160         phys_addr_t start, end, orig_start, orig_end;
1161         struct memblock_type *mem = &memblock.memory;
1162
1163         for (i = 0; i < mem->cnt; i++) {
1164                 orig_start = mem->regions[i].base;
1165                 orig_end = mem->regions[i].base + mem->regions[i].size;
1166                 start = round_up(orig_start, align);
1167                 end = round_down(orig_end, align);
1168
1169                 if (start == orig_start && end == orig_end)
1170                         continue;
1171
1172                 if (start < end) {
1173                         mem->regions[i].base = start;
1174                         mem->regions[i].size = end - start;
1175                 } else {
1176                         memblock_remove_region(mem, i);
1177                         i--;
1178                 }
1179         }
1180 }
1181
1182 void __init_memblock memblock_set_current_limit(phys_addr_t limit)
1183 {
1184         memblock.current_limit = limit;
1185 }
1186
1187 static void __init_memblock memblock_dump(struct memblock_type *type, char *name)
1188 {
1189         unsigned long long base, size;
1190         unsigned long flags;
1191         int i;
1192
1193         pr_info(" %s.cnt  = 0x%lx\n", name, type->cnt);
1194
1195         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
1196                 struct memblock_region *rgn = &type->regions[i];
1197                 char nid_buf[32] = "";
1198
1199                 base = rgn->base;
1200                 size = rgn->size;
1201                 flags = rgn->flags;
1202 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1203                 if (memblock_get_region_node(rgn) != MAX_NUMNODES)
1204                         snprintf(nid_buf, sizeof(nid_buf), " on node %d",
1205                                  memblock_get_region_node(rgn));
1206 #endif
1207                 pr_info(" %s[%#x]\t[%#016llx-%#016llx], %#llx bytes%s flags: %#lx\n",
1208                         name, i, base, base + size - 1, size, nid_buf, flags);
1209         }
1210 }
1211
1212 void __init_memblock __memblock_dump_all(void)
1213 {
1214         pr_info("MEMBLOCK configuration:\n");
1215         pr_info(" memory size = %#llx reserved size = %#llx\n",
1216                 (unsigned long long)memblock.memory.total_size,
1217                 (unsigned long long)memblock.reserved.total_size);
1218
1219         memblock_dump(&memblock.memory, "memory");
1220         memblock_dump(&memblock.reserved, "reserved");
1221 }
1222
1223 void __init memblock_allow_resize(void)
1224 {
1225         memblock_can_resize = 1;
1226 }
1227
1228 static int __init early_memblock(char *p)
1229 {
1230         if (p && strstr(p, "debug"))
1231                 memblock_debug = 1;
1232         return 0;
1233 }
1234 early_param("memblock", early_memblock);
1235
1236 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && !defined(CONFIG_ARCH_DISCARD_MEMBLOCK)
1237
1238 static int memblock_debug_show(struct seq_file *m, void *private)
1239 {
1240         struct memblock_type *type = m->private;
1241         struct memblock_region *reg;
1242         int i;
1243
1244         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
1245                 reg = &type->regions[i];
1246                 seq_printf(m, "%4d: ", i);
1247                 if (sizeof(phys_addr_t) == 4)
1248                         seq_printf(m, "0x%08lx..0x%08lx\n",
1249                                    (unsigned long)reg->base,
1250                                    (unsigned long)(reg->base + reg->size - 1));
1251                 else
1252                         seq_printf(m, "0x%016llx..0x%016llx\n",
1253                                    (unsigned long long)reg->base,
1254                                    (unsigned long long)(reg->base + reg->size - 1));
1255
1256         }
1257         return 0;
1258 }
1259
1260 static int memblock_debug_open(struct inode *inode, struct file *file)
1261 {
1262         return single_open(file, memblock_debug_show, inode->i_private);
1263 }
1264
1265 static const struct file_operations memblock_debug_fops = {
1266         .open = memblock_debug_open,
1267         .read = seq_read,
1268         .llseek = seq_lseek,
1269         .release = single_release,
1270 };
1271
1272 static int __init memblock_init_debugfs(void)
1273 {
1274         struct dentry *root = debugfs_create_dir("memblock", NULL);
1275         if (!root)
1276                 return -ENXIO;
1277         debugfs_create_file("memory", S_IRUGO, root, &memblock.memory, &memblock_debug_fops);
1278         debugfs_create_file("reserved", S_IRUGO, root, &memblock.reserved, &memblock_debug_fops);
1279
1280         return 0;
1281 }
1282 __initcall(memblock_init_debugfs);
1283
1284 #endif /* CONFIG_DEBUG_FS */