mm/memblock.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /*
   3  * Procedures for maintaining information about logical memory blocks.
   4  *
   5  * Peter Bergner, IBM Corp.     June 2001.
   6  * Copyright (C) 2001 Peter Bergner.
   7  */
   8
   9 #include <linux/kernel.h>
  10 #include <linux/slab.h>
  11 #include <linux/init.h>
  12 #include <linux/bitops.h>
  13 #include <linux/poison.h>
  14 #include <linux/pfn.h>
  15 #include <linux/debugfs.h>
  16 #include <linux/kmemleak.h>
  17 #include <linux/seq_file.h>
  18 #include <linux/memblock.h>
  19
  20 #include <asm/sections.h>
  21 #include <linux/io.h>
  22
  23 #include "internal.h"
  24
  25 #define INIT_MEMBLOCK_REGIONS                   128
  26 #define INIT_PHYSMEM_REGIONS                    4
  27
  28 #ifndef INIT_MEMBLOCK_RESERVED_REGIONS
  29 # define INIT_MEMBLOCK_RESERVED_REGIONS         INIT_MEMBLOCK_REGIONS
  30 #endif
  31
  32 /**
  33  * DOC: memblock overview
  34  *
  35  * Memblock is a method of managing memory regions during the early
  36  * boot period when the usual kernel memory allocators are not up and
  37  * running.
  38  *
  39  * Memblock views the system memory as collections of contiguous
  40  * regions. There are several types of these collections:
  41  *
  42  * * ``memory`` - describes the physical memory available to the
  43  *   kernel; this may differ from the actual physical memory installed
  44  *   in the system, for instance when the memory is restricted with
  45  *   ``mem=`` command line parameter
  46  * * ``reserved`` - describes the regions that were allocated
  47  * * ``physmem`` - describes the actual physical memory available during
  48  *   boot regardless of the possible restrictions and memory hot(un)plug;
  49  *   the ``physmem`` type is only available on some architectures.
  50  *
  51  * Each region is represented by struct memblock_region that
  52  * defines the region extents, its attributes and NUMA node id on NUMA
  53  * systems. Every memory type is described by the struct memblock_type
  54  * which contains an array of memory regions along with
  55  * the allocator metadata. The "memory" and "reserved" types are nicely
  56  * wrapped with struct memblock. This structure is statically
  57  * initialized at build time. The region arrays are initially sized to
  58  * %INIT_MEMBLOCK_REGIONS for "memory" and %INIT_MEMBLOCK_RESERVED_REGIONS
  59  * for "reserved". The region array for "physmem" is initially sized to
  60  * %INIT_PHYSMEM_REGIONS.
  61  * The memblock_allow_resize() enables automatic resizing of the region
  62  * arrays during addition of new regions. This feature should be used
  63  * with care so that memory allocated for the region array will not
  64  * overlap with areas that should be reserved, for example initrd.
  65  *
  66  * The early architecture setup should tell memblock what the physical
  67  * memory layout is by using memblock_add() or memblock_add_node()
  68  * functions. The first function does not assign the region to a NUMA
  69  * node and it is appropriate for UMA systems. Yet, it is possible to
  70  * use it on NUMA systems as well and assign the region to a NUMA node
  71  * later in the setup process using memblock_set_node(). The
  72  * memblock_add_node() performs such an assignment directly.
  73  *
  74  * Once memblock is setup the memory can be allocated using one of the
  75  * API variants:
  76  *
  77  * * memblock_phys_alloc*() - these functions return the **physical**
  78  *   address of the allocated memory
  79  * * memblock_alloc*() - these functions return the **virtual** address
  80  *   of the allocated memory.
  81  *
  82  * Note, that both API variants use implicit assumptions about allowed
  83  * memory ranges and the fallback methods. Consult the documentation
  84  * of memblock_alloc_internal() and memblock_alloc_range_nid()
  85  * functions for more elaborate description.
  86  *
  87  * As the system boot progresses, the architecture specific mem_init()
  88  * function frees all the memory to the buddy page allocator.
  89  *
  90  * Unless an architecture enables %CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK, the
  91  * memblock data structures (except "physmem") will be discarded after the
  92  * system initialization completes.
  93  */
  94
  95 #ifndef CONFIG_NUMA
  96 struct pglist_data __refdata contig_page_data;
  97 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
  98 #endif
  99
 100 unsigned long max_low_pfn;
 101 unsigned long min_low_pfn;
 102 unsigned long max_pfn;
 103 unsigned long long max_possible_pfn;
 104
 105 static struct memblock_region memblock_memory_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS] __initdata_memblock;
 106 static struct memblock_region memblock_reserved_init_regions[INIT_MEMBLOCK_RESERVED_REGIONS] __initdata_memblock;
 107 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
 108 static struct memblock_region memblock_physmem_init_regions[INIT_PHYSMEM_REGIONS];
 109 #endif
 110
 111 struct memblock memblock __initdata_memblock = {
 112         .memory.regions         = memblock_memory_init_regions,
 113         .memory.cnt             = 1,    /* empty dummy entry */
 114         .memory.max             = INIT_MEMBLOCK_REGIONS,
 115         .memory.name            = "memory",
 116
 117         .reserved.regions       = memblock_reserved_init_regions,
 118         .reserved.cnt           = 1,    /* empty dummy entry */
 119         .reserved.max           = INIT_MEMBLOCK_RESERVED_REGIONS,
 120         .reserved.name          = "reserved",
 121
 122         .bottom_up              = false,
 123         .current_limit          = MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE,
 124 };
 125
 126 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
 127 struct memblock_type physmem = {
 128         .regions                = memblock_physmem_init_regions,
 129         .cnt                    = 1,    /* empty dummy entry */
 130         .max                    = INIT_PHYSMEM_REGIONS,
 131         .name                   = "physmem",
 132 };
 133 #endif
 134
 135 /*
 136  * keep a pointer to &memblock.memory in the text section to use it in
 137  * __next_mem_range() and its helpers.
 138  *  For architectures that do not keep memblock data after init, this
 139  * pointer will be reset to NULL at memblock_discard()
 140  */
 141 static __refdata struct memblock_type *memblock_memory = &memblock.memory;
 142
 143 #define for_each_memblock_type(i, memblock_type, rgn)                   \
 144         for (i = 0, rgn = &memblock_type->regions[0];                   \
 145              i < memblock_type->cnt;                                    \
 146              i++, rgn = &memblock_type->regions[i])
 147
 148 #define memblock_dbg(fmt, ...)                                          \
 149         do {                                                            \
 150                 if (memblock_debug)                                     \
 151                         pr_info(fmt, ##__VA_ARGS__);                    \
 152         } while (0)
 153
 154 static int memblock_debug __initdata_memblock;
 155 static bool system_has_some_mirror __initdata_memblock = false;
 156 static int memblock_can_resize __initdata_memblock;
 157 static int memblock_memory_in_slab __initdata_memblock = 0;
 158 static int memblock_reserved_in_slab __initdata_memblock = 0;
 159
 160 static enum memblock_flags __init_memblock choose_memblock_flags(void)
 161 {
 162         return system_has_some_mirror ? MEMBLOCK_MIRROR : MEMBLOCK_NONE;
 163 }
 164
 165 /* adjust *@size so that (@base + *@size) doesn't overflow, return new size */
 166 static inline phys_addr_t memblock_cap_size(phys_addr_t base, phys_addr_t *size)
 167 {
 168         return *size = min(*size, PHYS_ADDR_MAX - base);
 169 }
 170
 171 /*
 172  * Address comparison utilities
 173  */
 174 static unsigned long __init_memblock memblock_addrs_overlap(phys_addr_t base1, phys_addr_t size1,
 175                                        phys_addr_t base2, phys_addr_t size2)
 176 {
 177         return ((base1 < (base2 + size2)) && (base2 < (base1 + size1)));
 178 }
 179
 180 bool __init_memblock memblock_overlaps_region(struct memblock_type *type,
 181                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 182 {
 183         unsigned long i;
 184
 185         memblock_cap_size(base, &size);
 186
 187         for (i = 0; i < type->cnt; i++)
 188                 if (memblock_addrs_overlap(base, size, type->regions[i].base,
 189                                            type->regions[i].size))
 190                         break;
 191         return i < type->cnt;
 192 }
 193
 194 /**
 195  * __memblock_find_range_bottom_up - find free area utility in bottom-up
 196  * @start: start of candidate range
 197  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE or
 198  *       %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE
 199  * @size: size of free area to find
 200  * @align: alignment of free area to find
 201  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
 202  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
 203  *
 204  * Utility called from memblock_find_in_range_node(), find free area bottom-up.
 205  *
 206  * Return:
 207  * Found address on success, 0 on failure.
 208  */
 209 static phys_addr_t __init_memblock
 210 __memblock_find_range_bottom_up(phys_addr_t start, phys_addr_t end,
 211                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid,
 212                                 enum memblock_flags flags)
 213 {
 214         phys_addr_t this_start, this_end, cand;
 215         u64 i;
 216
 217         for_each_free_mem_range(i, nid, flags, &this_start, &this_end, NULL) {
 218                 this_start = clamp(this_start, start, end);
 219                 this_end = clamp(this_end, start, end);
 220
 221                 cand = round_up(this_start, align);
 222                 if (cand < this_end && this_end - cand >= size)
 223                         return cand;
 224         }
 225
 226         return 0;
 227 }
 228
 229 /**
 230  * __memblock_find_range_top_down - find free area utility, in top-down
 231  * @start: start of candidate range
 232  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE or
 233  *       %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE
 234  * @size: size of free area to find
 235  * @align: alignment of free area to find
 236  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
 237  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
 238  *
 239  * Utility called from memblock_find_in_range_node(), find free area top-down.
 240  *
 241  * Return:
 242  * Found address on success, 0 on failure.
 243  */
 244 static phys_addr_t __init_memblock
 245 __memblock_find_range_top_down(phys_addr_t start, phys_addr_t end,
 246                                phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid,
 247                                enum memblock_flags flags)
 248 {
 249         phys_addr_t this_start, this_end, cand;
 250         u64 i;
 251
 252         for_each_free_mem_range_reverse(i, nid, flags, &this_start, &this_end,
 253                                         NULL) {
 254                 this_start = clamp(this_start, start, end);
 255                 this_end = clamp(this_end, start, end);
 256
 257                 if (this_end < size)
 258                         continue;
 259
 260                 cand = round_down(this_end - size, align);
 261                 if (cand >= this_start)
 262                         return cand;
 263         }
 264
 265         return 0;
 266 }
 267
 268 /**
 269  * memblock_find_in_range_node - find free area in given range and node
 270  * @size: size of free area to find
 271  * @align: alignment of free area to find
 272  * @start: start of candidate range
 273  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE or
 274  *       %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE
 275  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
 276  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
 277  *
 278  * Find @size free area aligned to @align in the specified range and node.
 279  *
 280  * Return:
 281  * Found address on success, 0 on failure.
 282  */
 283 static phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range_node(phys_addr_t size,
 284                                         phys_addr_t align, phys_addr_t start,
 285                                         phys_addr_t end, int nid,
 286                                         enum memblock_flags flags)
 287 {
 288         /* pump up @end */
 289         if (end == MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE ||
 290             end == MEMBLOCK_ALLOC_KASAN)
 291                 end = memblock.current_limit;
 292
 293         /* avoid allocating the first page */
 294         start = max_t(phys_addr_t, start, PAGE_SIZE);
 295         end = max(start, end);
 296
 297         if (memblock_bottom_up())
 298                 return __memblock_find_range_bottom_up(start, end, size, align,
 299                                                        nid, flags);
 300         else
 301                 return __memblock_find_range_top_down(start, end, size, align,
 302                                                       nid, flags);
 303 }
 304
 305 /**
 306  * memblock_find_in_range - find free area in given range
 307  * @start: start of candidate range
 308  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE or
 309  *       %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE
 310  * @size: size of free area to find
 311  * @align: alignment of free area to find
 312  *
 313  * Find @size free area aligned to @align in the specified range.
 314  *
 315  * Return:
 316  * Found address on success, 0 on failure.
 317  */
 318 static phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range(phys_addr_t start,
 319                                         phys_addr_t end, phys_addr_t size,
 320                                         phys_addr_t align)
 321 {
 322         phys_addr_t ret;
 323         enum memblock_flags flags = choose_memblock_flags();
 324
 325 again:
 326         ret = memblock_find_in_range_node(size, align, start, end,
 327                                             NUMA_NO_NODE, flags);
 328
 329         if (!ret && (flags & MEMBLOCK_MIRROR)) {
 330                 pr_warn("Could not allocate %pap bytes of mirrored memory\n",
 331                         &size);
 332                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
 333                 goto again;
 334         }
 335
 336         return ret;
 337 }
 338
 339 static void __init_memblock memblock_remove_region(struct memblock_type *type, unsigned long r)
 340 {
 341         type->total_size -= type->regions[r].size;
 342         memmove(&type->regions[r], &type->regions[r + 1],
 343                 (type->cnt - (r + 1)) * sizeof(type->regions[r]));
 344         type->cnt--;
 345
 346         /* Special case for empty arrays */
 347         if (type->cnt == 0) {
 348                 WARN_ON(type->total_size != 0);
 349                 type->cnt = 1;
 350                 type->regions[0].base = 0;
 351                 type->regions[0].size = 0;
 352                 type->regions[0].flags = 0;
 353                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], MAX_NUMNODES);
 354         }
 355 }
 356
 357 #ifndef CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK
 358 /**
 359  * memblock_discard - discard memory and reserved arrays if they were allocated
 360  */
 361 void __init memblock_discard(void)
 362 {
 363         phys_addr_t addr, size;
 364
 365         if (memblock.reserved.regions != memblock_reserved_init_regions) {
 366                 addr = __pa(memblock.reserved.regions);
 367                 size = PAGE_ALIGN(sizeof(struct memblock_region) *
 368                                   memblock.reserved.max);
 369                 if (memblock_reserved_in_slab)
 370                         kfree(memblock.reserved.regions);
 371                 else
 372                         __memblock_free_late(addr, size);
 373         }
 374
 375         if (memblock.memory.regions != memblock_memory_init_regions) {
 376                 addr = __pa(memblock.memory.regions);
 377                 size = PAGE_ALIGN(sizeof(struct memblock_region) *
 378                                   memblock.memory.max);
 379                 if (memblock_memory_in_slab)
 380                         kfree(memblock.memory.regions);
 381                 else
 382                         __memblock_free_late(addr, size);
 383         }
 384
 385         memblock_memory = NULL;
 386 }
 387 #endif
 388
 389 /**
 390  * memblock_double_array - double the size of the memblock regions array
 391  * @type: memblock type of the regions array being doubled
 392  * @new_area_start: starting address of memory range to avoid overlap with
 393  * @new_area_size: size of memory range to avoid overlap with
 394  *
 395  * Double the size of the @type regions array. If memblock is being used to
 396  * allocate memory for a new reserved regions array and there is a previously
 397  * allocated memory range [@new_area_start, @new_area_start + @new_area_size]
 398  * waiting to be reserved, ensure the memory used by the new array does
 399  * not overlap.
 400  *
 401  * Return:
 402  * 0 on success, -1 on failure.
 403  */
 404 static int __init_memblock memblock_double_array(struct memblock_type *type,
 405                                                 phys_addr_t new_area_start,
 406                                                 phys_addr_t new_area_size)
 407 {
 408         struct memblock_region *new_array, *old_array;
 409         phys_addr_t old_alloc_size, new_alloc_size;
 410         phys_addr_t old_size, new_size, addr, new_end;
 411         int use_slab = slab_is_available();
 412         int *in_slab;
 413
 414         /* We don't allow resizing until we know about the reserved regions
 415          * of memory that aren't suitable for allocation
 416          */
 417         if (!memblock_can_resize)
 418                 return -1;
 419
 420         /* Calculate new doubled size */
 421         old_size = type->max * sizeof(struct memblock_region);
 422         new_size = old_size << 1;
 423         /*
 424          * We need to allocated new one align to PAGE_SIZE,
 425          *   so we can free them completely later.
 426          */
 427         old_alloc_size = PAGE_ALIGN(old_size);
 428         new_alloc_size = PAGE_ALIGN(new_size);
 429
 430         /* Retrieve the slab flag */
 431         if (type == &memblock.memory)
 432                 in_slab = &memblock_memory_in_slab;
 433         else
 434                 in_slab = &memblock_reserved_in_slab;
 435
 436         /* Try to find some space for it */
 437         if (use_slab) {
 438                 new_array = kmalloc(new_size, GFP_KERNEL);
 439                 addr = new_array ? __pa(new_array) : 0;
 440         } else {
 441                 /* only exclude range when trying to double reserved.regions */
 442                 if (type != &memblock.reserved)
 443                         new_area_start = new_area_size = 0;
 444
 445                 addr = memblock_find_in_range(new_area_start + new_area_size,
 446                                                 memblock.current_limit,
 447                                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
 448                 if (!addr && new_area_size)
 449                         addr = memblock_find_in_range(0,
 450                                 min(new_area_start, memblock.current_limit),
 451                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
 452
 453                 new_array = addr ? __va(addr) : NULL;
 454         }
 455         if (!addr) {
 456                 pr_err("memblock: Failed to double %s array from %ld to %ld entries !\n",
 457                        type->name, type->max, type->max * 2);
 458                 return -1;
 459         }
 460
 461         new_end = addr + new_size - 1;
 462         memblock_dbg("memblock: %s is doubled to %ld at [%pa-%pa]",
 463                         type->name, type->max * 2, &addr, &new_end);
 464
 465         /*
 466          * Found space, we now need to move the array over before we add the
 467          * reserved region since it may be our reserved array itself that is
 468          * full.
 469          */
 470         memcpy(new_array, type->regions, old_size);
 471         memset(new_array + type->max, 0, old_size);
 472         old_array = type->regions;
 473         type->regions = new_array;
 474         type->max <<= 1;
 475
 476         /* Free old array. We needn't free it if the array is the static one */
 477         if (*in_slab)
 478                 kfree(old_array);
 479         else if (old_array != memblock_memory_init_regions &&
 480                  old_array != memblock_reserved_init_regions)
 481                 memblock_free_ptr(old_array, old_alloc_size);
 482
 483         /*
 484          * Reserve the new array if that comes from the memblock.  Otherwise, we
 485          * needn't do it
 486          */
 487         if (!use_slab)
 488                 BUG_ON(memblock_reserve(addr, new_alloc_size));
 489
 490         /* Update slab flag */
 491         *in_slab = use_slab;
 492
 493         return 0;
 494 }
 495
 496 /**
 497  * memblock_merge_regions - merge neighboring compatible regions
 498  * @type: memblock type to scan
 499  *
 500  * Scan @type and merge neighboring compatible regions.
 501  */
 502 static void __init_memblock memblock_merge_regions(struct memblock_type *type)
 503 {
 504         int i = 0;
 505
 506         /* cnt never goes below 1 */
 507         while (i < type->cnt - 1) {
 508                 struct memblock_region *this = &type->regions[i];
 509                 struct memblock_region *next = &type->regions[i + 1];
 510
 511                 if (this->base + this->size != next->base ||
 512                     memblock_get_region_node(this) !=
 513                     memblock_get_region_node(next) ||
 514                     this->flags != next->flags) {
 515                         BUG_ON(this->base + this->size > next->base);
 516                         i++;
 517                         continue;
 518                 }
 519
 520                 this->size += next->size;
 521                 /* move forward from next + 1, index of which is i + 2 */
 522                 memmove(next, next + 1, (type->cnt - (i + 2)) * sizeof(*next));
 523                 type->cnt--;
 524         }
 525 }
 526
 527 /**
 528  * memblock_insert_region - insert new memblock region
 529  * @type:       memblock type to insert into
 530  * @idx:        index for the insertion point
 531  * @base:       base address of the new region
 532  * @size:       size of the new region
 533  * @nid:        node id of the new region
 534  * @flags:      flags of the new region
 535  *
 536  * Insert new memblock region [@base, @base + @size) into @type at @idx.
 537  * @type must already have extra room to accommodate the new region.
 538  */
 539 static void __init_memblock memblock_insert_region(struct memblock_type *type,
 540                                                    int idx, phys_addr_t base,
 541                                                    phys_addr_t size,
 542                                                    int nid,
 543                                                    enum memblock_flags flags)
 544 {
 545         struct memblock_region *rgn = &type->regions[idx];
 546
 547         BUG_ON(type->cnt >= type->max);
 548         memmove(rgn + 1, rgn, (type->cnt - idx) * sizeof(*rgn));
 549         rgn->base = base;
 550         rgn->size = size;
 551         rgn->flags = flags;
 552         memblock_set_region_node(rgn, nid);
 553         type->cnt++;
 554         type->total_size += size;
 555 }
 556
 557 /**
 558  * memblock_add_range - add new memblock region
 559  * @type: memblock type to add new region into
 560  * @base: base address of the new region
 561  * @size: size of the new region
 562  * @nid: nid of the new region
 563  * @flags: flags of the new region
 564  *
 565  * Add new memblock region [@base, @base + @size) into @type.  The new region
 566  * is allowed to overlap with existing ones - overlaps don't affect already
 567  * existing regions.  @type is guaranteed to be minimal (all neighbouring
 568  * compatible regions are merged) after the addition.
 569  *
 570  * Return:
 571  * 0 on success, -errno on failure.
 572  */
 573 static int __init_memblock memblock_add_range(struct memblock_type *type,
 574                                 phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 575                                 int nid, enum memblock_flags flags)
 576 {
 577         bool insert = false;
 578         phys_addr_t obase = base;
 579         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
 580         int idx, nr_new;
 581         struct memblock_region *rgn;
 582
 583         if (!size)
 584                 return 0;
 585
 586         /* special case for empty array */
 587         if (type->regions[0].size == 0) {
 588                 WARN_ON(type->cnt != 1 || type->total_size);
 589                 type->regions[0].base = base;
 590                 type->regions[0].size = size;
 591                 type->regions[0].flags = flags;
 592                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], nid);
 593                 type->total_size = size;
 594                 return 0;
 595         }
 596 repeat:
 597         /*
 598          * The following is executed twice.  Once with %false @insert and
 599          * then with %true.  The first counts the number of regions needed
 600          * to accommodate the new area.  The second actually inserts them.
 601          */
 602         base = obase;
 603         nr_new = 0;
 604
 605         for_each_memblock_type(idx, type, rgn) {
 606                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
 607                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
 608
 609                 if (rbase >= end)
 610                         break;
 611                 if (rend <= base)
 612                         continue;
 613                 /*
 614                  * @rgn overlaps.  If it separates the lower part of new
 615                  * area, insert that portion.
 616                  */
 617                 if (rbase > base) {
 618 #ifdef CONFIG_NUMA
 619                         WARN_ON(nid != memblock_get_region_node(rgn));
 620 #endif
 621                         WARN_ON(flags != rgn->flags);
 622                         nr_new++;
 623                         if (insert)
 624                                 memblock_insert_region(type, idx++, base,
 625                                                        rbase - base, nid,
 626                                                        flags);
 627                 }
 628                 /* area below @rend is dealt with, forget about it */
 629                 base = min(rend, end);
 630         }
 631
 632         /* insert the remaining portion */
 633         if (base < end) {
 634                 nr_new++;
 635                 if (insert)
 636                         memblock_insert_region(type, idx, base, end - base,
 637                                                nid, flags);
 638         }
 639
 640         if (!nr_new)
 641                 return 0;
 642
 643         /*
 644          * If this was the first round, resize array and repeat for actual
 645          * insertions; otherwise, merge and return.
 646          */
 647         if (!insert) {
 648                 while (type->cnt + nr_new > type->max)
 649                         if (memblock_double_array(type, obase, size) < 0)
 650                                 return -ENOMEM;
 651                 insert = true;
 652                 goto repeat;
 653         } else {
 654                 memblock_merge_regions(type);
 655                 return 0;
 656         }
 657 }
 658
 659 /**
 660  * memblock_add_node - add new memblock region within a NUMA node
 661  * @base: base address of the new region
 662  * @size: size of the new region
 663  * @nid: nid of the new region
 664  *
 665  * Add new memblock region [@base, @base + @size) to the "memory"
 666  * type. See memblock_add_range() description for mode details
 667  *
 668  * Return:
 669  * 0 on success, -errno on failure.
 670  */
 671 int __init_memblock memblock_add_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 672                                        int nid)
 673 {
 674         phys_addr_t end = base + size - 1;
 675
 676         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] nid=%d %pS\n", __func__,
 677                      &base, &end, nid, (void *)_RET_IP_);
 678
 679         return memblock_add_range(&memblock.memory, base, size, nid, 0);
 680 }
 681
 682 /**
 683  * memblock_add - add new memblock region
 684  * @base: base address of the new region
 685  * @size: size of the new region
 686  *
 687  * Add new memblock region [@base, @base + @size) to the "memory"
 688  * type. See memblock_add_range() description for mode details
 689  *
 690  * Return:
 691  * 0 on success, -errno on failure.
 692  */
 693 int __init_memblock memblock_add(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 694 {
 695         phys_addr_t end = base + size - 1;
 696
 697         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
 698                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
 699
 700         return memblock_add_range(&memblock.memory, base, size, MAX_NUMNODES, 0);
 701 }
 702
 703 /**
 704  * memblock_isolate_range - isolate given range into disjoint memblocks
 705  * @type: memblock type to isolate range for
 706  * @base: base of range to isolate
 707  * @size: size of range to isolate
 708  * @start_rgn: out parameter for the start of isolated region
 709  * @end_rgn: out parameter for the end of isolated region
 710  *
 711  * Walk @type and ensure that regions don't cross the boundaries defined by
 712  * [@base, @base + @size).  Crossing regions are split at the boundaries,
 713  * which may create at most two more regions.  The index of the first
 714  * region inside the range is returned in *@start_rgn and end in *@end_rgn.
 715  *
 716  * Return:
 717  * 0 on success, -errno on failure.
 718  */
 719 static int __init_memblock memblock_isolate_range(struct memblock_type *type,
 720                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 721                                         int *start_rgn, int *end_rgn)
 722 {
 723         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
 724         int idx;
 725         struct memblock_region *rgn;
 726
 727         *start_rgn = *end_rgn = 0;
 728
 729         if (!size)
 730                 return 0;
 731
 732         /* we'll create at most two more regions */
 733         while (type->cnt + 2 > type->max)
 734                 if (memblock_double_array(type, base, size) < 0)
 735                         return -ENOMEM;
 736
 737         for_each_memblock_type(idx, type, rgn) {
 738                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
 739                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
 740
 741                 if (rbase >= end)
 742                         break;
 743                 if (rend <= base)
 744                         continue;
 745
 746                 if (rbase < base) {
 747                         /*
 748                          * @rgn intersects from below.  Split and continue
 749                          * to process the next region - the new top half.
 750                          */
 751                         rgn->base = base;
 752                         rgn->size -= base - rbase;
 753                         type->total_size -= base - rbase;
 754                         memblock_insert_region(type, idx, rbase, base - rbase,
 755                                                memblock_get_region_node(rgn),
 756                                                rgn->flags);
 757                 } else if (rend > end) {
 758                         /*
 759                          * @rgn intersects from above.  Split and redo the
 760                          * current region - the new bottom half.
 761                          */
 762                         rgn->base = end;
 763                         rgn->size -= end - rbase;
 764                         type->total_size -= end - rbase;
 765                         memblock_insert_region(type, idx--, rbase, end - rbase,
 766                                                memblock_get_region_node(rgn),
 767                                                rgn->flags);
 768                 } else {
 769                         /* @rgn is fully contained, record it */
 770                         if (!*end_rgn)
 771                                 *start_rgn = idx;
 772                         *end_rgn = idx + 1;
 773                 }
 774         }
 775
 776         return 0;
 777 }
 778
 779 static int __init_memblock memblock_remove_range(struct memblock_type *type,
 780                                           phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 781 {
 782         int start_rgn, end_rgn;
 783         int i, ret;
 784
 785         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
 786         if (ret)
 787                 return ret;
 788
 789         for (i = end_rgn - 1; i >= start_rgn; i--)
 790                 memblock_remove_region(type, i);
 791         return 0;
 792 }
 793
 794 int __init_memblock memblock_remove(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 795 {
 796         phys_addr_t end = base + size - 1;
 797
 798         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
 799                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
 800
 801         return memblock_remove_range(&memblock.memory, base, size);
 802 }
 803
 804 /**
 805  * memblock_free_ptr - free boot memory allocation
 806  * @ptr: starting address of the  boot memory allocation
 807  * @size: size of the boot memory block in bytes
 808  *
 809  * Free boot memory block previously allocated by memblock_alloc_xx() API.
 810  * The freeing memory will not be released to the buddy allocator.
 811  */
 812 void __init_memblock memblock_free_ptr(void *ptr, size_t size)
 813 {
 814         if (ptr)
 815                 memblock_free(__pa(ptr), size);
 816 }
 817
 818 /**
 819  * memblock_free - free boot memory block
 820  * @base: phys starting address of the  boot memory block
 821  * @size: size of the boot memory block in bytes
 822  *
 823  * Free boot memory block previously allocated by memblock_alloc_xx() API.
 824  * The freeing memory will not be released to the buddy allocator.
 825  */
 826 int __init_memblock memblock_free(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 827 {
 828         phys_addr_t end = base + size - 1;
 829
 830         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
 831                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
 832
 833         kmemleak_free_part_phys(base, size);
 834         return memblock_remove_range(&memblock.reserved, base, size);
 835 }
 836
 837 int __init_memblock memblock_reserve(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 838 {
 839         phys_addr_t end = base + size - 1;
 840
 841         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
 842                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
 843
 844         return memblock_add_range(&memblock.reserved, base, size, MAX_NUMNODES, 0);
 845 }
 846
 847 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
 848 int __init_memblock memblock_physmem_add(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 849 {
 850         phys_addr_t end = base + size - 1;
 851
 852         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
 853                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
 854
 855         return memblock_add_range(&physmem, base, size, MAX_NUMNODES, 0);
 856 }
 857 #endif
 858
 859 /**
 860  * memblock_setclr_flag - set or clear flag for a memory region
 861  * @base: base address of the region
 862  * @size: size of the region
 863  * @set: set or clear the flag
 864  * @flag: the flag to update
 865  *
 866  * This function isolates region [@base, @base + @size), and sets/clears flag
 867  *
 868  * Return: 0 on success, -errno on failure.
 869  */
 870 static int __init_memblock memblock_setclr_flag(phys_addr_t base,
 871                                 phys_addr_t size, int set, int flag)
 872 {
 873         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
 874         int i, ret, start_rgn, end_rgn;
 875
 876         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
 877         if (ret)
 878                 return ret;
 879
 880         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++) {
 881                 struct memblock_region *r = &type->regions[i];
 882
 883                 if (set)
 884                         r->flags |= flag;
 885                 else
 886                         r->flags &= ~flag;
 887         }
 888
 889         memblock_merge_regions(type);
 890         return 0;
 891 }
 892
 893 /**
 894  * memblock_mark_hotplug - Mark hotpluggable memory with flag MEMBLOCK_HOTPLUG.
 895  * @base: the base phys addr of the region
 896  * @size: the size of the region
 897  *
 898  * Return: 0 on success, -errno on failure.
 899  */
 900 int __init_memblock memblock_mark_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 901 {
 902         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_HOTPLUG);
 903 }
 904
 905 /**
 906  * memblock_clear_hotplug - Clear flag MEMBLOCK_HOTPLUG for a specified region.
 907  * @base: the base phys addr of the region
 908  * @size: the size of the region
 909  *
 910  * Return: 0 on success, -errno on failure.
 911  */
 912 int __init_memblock memblock_clear_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 913 {
 914         return memblock_setclr_flag(base, size, 0, MEMBLOCK_HOTPLUG);
 915 }
 916
 917 /**
 918  * memblock_mark_mirror - Mark mirrored memory with flag MEMBLOCK_MIRROR.
 919  * @base: the base phys addr of the region
 920  * @size: the size of the region
 921  *
 922  * Return: 0 on success, -errno on failure.
 923  */
 924 int __init_memblock memblock_mark_mirror(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 925 {
 926         system_has_some_mirror = true;
 927
 928         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_MIRROR);
 929 }
 930
 931 /**
 932  * memblock_mark_nomap - Mark a memory region with flag MEMBLOCK_NOMAP.
 933  * @base: the base phys addr of the region
 934  * @size: the size of the region
 935  *
 936  * The memory regions marked with %MEMBLOCK_NOMAP will not be added to the
 937  * direct mapping of the physical memory. These regions will still be
 938  * covered by the memory map. The struct page representing NOMAP memory
 939  * frames in the memory map will be PageReserved()
 940  *
 941  * Note: if the memory being marked %MEMBLOCK_NOMAP was allocated from
 942  * memblock, the caller must inform kmemleak to ignore that memory
 943  *
 944  * Return: 0 on success, -errno on failure.
 945  */
 946 int __init_memblock memblock_mark_nomap(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 947 {
 948         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_NOMAP);
 949 }
 950
 951 /**
 952  * memblock_clear_nomap - Clear flag MEMBLOCK_NOMAP for a specified region.
 953  * @base: the base phys addr of the region
 954  * @size: the size of the region
 955  *
 956  * Return: 0 on success, -errno on failure.
 957  */
 958 int __init_memblock memblock_clear_nomap(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 959 {
 960         return memblock_setclr_flag(base, size, 0, MEMBLOCK_NOMAP);
 961 }
 962
 963 static bool should_skip_region(struct memblock_type *type,
 964                                struct memblock_region *m,
 965                                int nid, int flags)
 966 {
 967         int m_nid = memblock_get_region_node(m);
 968
 969         /* we never skip regions when iterating memblock.reserved or physmem */
 970         if (type != memblock_memory)
 971                 return false;
 972
 973         /* only memory regions are associated with nodes, check it */
 974         if (nid != NUMA_NO_NODE && nid != m_nid)
 975                 return true;
 976
 977         /* skip hotpluggable memory regions if needed */
 978         if (movable_node_is_enabled() && memblock_is_hotpluggable(m) &&
 979             !(flags & MEMBLOCK_HOTPLUG))
 980                 return true;
 981
 982         /* if we want mirror memory skip non-mirror memory regions */
 983         if ((flags & MEMBLOCK_MIRROR) && !memblock_is_mirror(m))
 984                 return true;
 985
 986         /* skip nomap memory unless we were asked for it explicitly */
 987         if (!(flags & MEMBLOCK_NOMAP) && memblock_is_nomap(m))
 988                 return true;
 989
 990         return false;
 991 }
 992
 993 /**
 994  * __next_mem_range - next function for for_each_free_mem_range() etc.
 995  * @idx: pointer to u64 loop variable
 996  * @nid: node selector, %NUMA_NO_NODE for all nodes
 997  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
 998  * @type_a: pointer to memblock_type from where the range is taken
 999  * @type_b: pointer to memblock_type which excludes memory from being taken
1000  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
1001  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
1002  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
1003  *
1004  * Find the first area from *@idx which matches @nid, fill the out
1005  * parameters, and update *@idx for the next iteration.  The lower 32bit of
1006  * *@idx contains index into type_a and the upper 32bit indexes the
1007  * areas before each region in type_b.  For example, if type_b regions
1008  * look like the following,
1009  *
1010  *      0:[0-16), 1:[32-48), 2:[128-130)
1011  *
1012  * The upper 32bit indexes the following regions.
1013  *
1014  *      0:[0-0), 1:[16-32), 2:[48-128), 3:[130-MAX)
1015  *
1016  * As both region arrays are sorted, the function advances the two indices
1017  * in lockstep and returns each intersection.
1018  */
1019 void __next_mem_range(u64 *idx, int nid, enum memblock_flags flags,
1020                       struct memblock_type *type_a,
1021                       struct memblock_type *type_b, phys_addr_t *out_start,
1022                       phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
1023 {
1024         int idx_a = *idx & 0xffffffff;
1025         int idx_b = *idx >> 32;
1026
1027         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES,
1028         "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
1029                 nid = NUMA_NO_NODE;
1030
1031         for (; idx_a < type_a->cnt; idx_a++) {
1032                 struct memblock_region *m = &type_a->regions[idx_a];
1033
1034                 phys_addr_t m_start = m->base;
1035                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
1036                 int         m_nid = memblock_get_region_node(m);
1037
1038                 if (should_skip_region(type_a, m, nid, flags))
1039                         continue;
1040
1041                 if (!type_b) {
1042                         if (out_start)
1043                                 *out_start = m_start;
1044                         if (out_end)
1045                                 *out_end = m_end;
1046                         if (out_nid)
1047                                 *out_nid = m_nid;
1048                         idx_a++;
1049                         *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1050                         return;
1051                 }
1052
1053                 /* scan areas before each reservation */
1054                 for (; idx_b < type_b->cnt + 1; idx_b++) {
1055                         struct memblock_region *r;
1056                         phys_addr_t r_start;
1057                         phys_addr_t r_end;
1058
1059                         r = &type_b->regions[idx_b];
1060                         r_start = idx_b ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
1061                         r_end = idx_b < type_b->cnt ?
1062                                 r->base : PHYS_ADDR_MAX;
1063
1064                         /*
1065                          * if idx_b advanced past idx_a,
1066                          * break out to advance idx_a
1067                          */
1068                         if (r_start >= m_end)
1069                                 break;
1070                         /* if the two regions intersect, we're done */
1071                         if (m_start < r_end) {
1072                                 if (out_start)
1073                                         *out_start =
1074                                                 max(m_start, r_start);
1075                                 if (out_end)
1076                                         *out_end = min(m_end, r_end);
1077                                 if (out_nid)
1078                                         *out_nid = m_nid;
1079                                 /*
1080                                  * The region which ends first is
1081                                  * advanced for the next iteration.
1082                                  */
1083                                 if (m_end <= r_end)
1084                                         idx_a++;
1085                                 else
1086                                         idx_b++;
1087                                 *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1088                                 return;
1089                         }
1090                 }
1091         }
1092
1093         /* signal end of iteration */
1094         *idx = ULLONG_MAX;
1095 }
1096
1097 /**
1098  * __next_mem_range_rev - generic next function for for_each_*_range_rev()
1099  *
1100  * @idx: pointer to u64 loop variable
1101  * @nid: node selector, %NUMA_NO_NODE for all nodes
1102  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
1103  * @type_a: pointer to memblock_type from where the range is taken
1104  * @type_b: pointer to memblock_type which excludes memory from being taken
1105  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
1106  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
1107  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
1108  *
1109  * Finds the next range from type_a which is not marked as unsuitable
1110  * in type_b.
1111  *
1112  * Reverse of __next_mem_range().
1113  */
1114 void __init_memblock __next_mem_range_rev(u64 *idx, int nid,
1115                                           enum memblock_flags flags,
1116                                           struct memblock_type *type_a,
1117                                           struct memblock_type *type_b,
1118                                           phys_addr_t *out_start,
1119                                           phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
1120 {
1121         int idx_a = *idx & 0xffffffff;
1122         int idx_b = *idx >> 32;
1123
1124         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES, "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
1125                 nid = NUMA_NO_NODE;
1126
1127         if (*idx == (u64)ULLONG_MAX) {
1128                 idx_a = type_a->cnt - 1;
1129                 if (type_b != NULL)
1130                         idx_b = type_b->cnt;
1131                 else
1132                         idx_b = 0;
1133         }
1134
1135         for (; idx_a >= 0; idx_a--) {
1136                 struct memblock_region *m = &type_a->regions[idx_a];
1137
1138                 phys_addr_t m_start = m->base;
1139                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
1140                 int m_nid = memblock_get_region_node(m);
1141
1142                 if (should_skip_region(type_a, m, nid, flags))
1143                         continue;
1144
1145                 if (!type_b) {
1146                         if (out_start)
1147                                 *out_start = m_start;
1148                         if (out_end)
1149                                 *out_end = m_end;
1150                         if (out_nid)
1151                                 *out_nid = m_nid;
1152                         idx_a--;
1153                         *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1154                         return;
1155                 }
1156
1157                 /* scan areas before each reservation */
1158                 for (; idx_b >= 0; idx_b--) {
1159                         struct memblock_region *r;
1160                         phys_addr_t r_start;
1161                         phys_addr_t r_end;
1162
1163                         r = &type_b->regions[idx_b];
1164                         r_start = idx_b ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
1165                         r_end = idx_b < type_b->cnt ?
1166                                 r->base : PHYS_ADDR_MAX;
1167                         /*
1168                          * if idx_b advanced past idx_a,
1169                          * break out to advance idx_a
1170                          */
1171
1172                         if (r_end <= m_start)
1173                                 break;
1174                         /* if the two regions intersect, we're done */
1175                         if (m_end > r_start) {
1176                                 if (out_start)
1177                                         *out_start = max(m_start, r_start);
1178                                 if (out_end)
1179                                         *out_end = min(m_end, r_end);
1180                                 if (out_nid)
1181                                         *out_nid = m_nid;
1182                                 if (m_start >= r_start)
1183                                         idx_a--;
1184                                 else
1185                                         idx_b--;
1186                                 *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1187                                 return;
1188                         }
1189                 }
1190         }
1191         /* signal end of iteration */
1192         *idx = ULLONG_MAX;
1193 }
1194
1195 /*
1196  * Common iterator interface used to define for_each_mem_pfn_range().
1197  */
1198 void __init_memblock __next_mem_pfn_range(int *idx, int nid,
1199                                 unsigned long *out_start_pfn,
1200                                 unsigned long *out_end_pfn, int *out_nid)
1201 {
1202         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
1203         struct memblock_region *r;
1204         int r_nid;
1205
1206         while (++*idx < type->cnt) {
1207                 r = &type->regions[*idx];
1208                 r_nid = memblock_get_region_node(r);
1209
1210                 if (PFN_UP(r->base) >= PFN_DOWN(r->base + r->size))
1211                         continue;
1212                 if (nid == MAX_NUMNODES || nid == r_nid)
1213                         break;
1214         }
1215         if (*idx >= type->cnt) {
1216                 *idx = -1;
1217                 return;
1218         }
1219
1220         if (out_start_pfn)
1221                 *out_start_pfn = PFN_UP(r->base);
1222         if (out_end_pfn)
1223                 *out_end_pfn = PFN_DOWN(r->base + r->size);
1224         if (out_nid)
1225                 *out_nid = r_nid;
1226 }
1227
1228 /**
1229  * memblock_set_node - set node ID on memblock regions
1230  * @base: base of area to set node ID for
1231  * @size: size of area to set node ID for
1232  * @type: memblock type to set node ID for
1233  * @nid: node ID to set
1234  *
1235  * Set the nid of memblock @type regions in [@base, @base + @size) to @nid.
1236  * Regions which cross the area boundaries are split as necessary.
1237  *
1238  * Return:
1239  * 0 on success, -errno on failure.
1240  */
1241 int __init_memblock memblock_set_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
1242                                       struct memblock_type *type, int nid)
1243 {
1244 #ifdef CONFIG_NUMA
1245         int start_rgn, end_rgn;
1246         int i, ret;
1247
1248         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
1249         if (ret)
1250                 return ret;
1251
1252         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++)
1253                 memblock_set_region_node(&type->regions[i], nid);
1254
1255         memblock_merge_regions(type);
1256 #endif
1257         return 0;
1258 }
1259
1260 #ifdef CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT
1261 /**
1262  * __next_mem_pfn_range_in_zone - iterator for for_each_*_range_in_zone()
1263  *
1264  * @idx: pointer to u64 loop variable
1265  * @zone: zone in which all of the memory blocks reside
1266  * @out_spfn: ptr to ulong for start pfn of the range, can be %NULL
1267  * @out_epfn: ptr to ulong for end pfn of the range, can be %NULL
1268  *
1269  * This function is meant to be a zone/pfn specific wrapper for the
1270  * for_each_mem_range type iterators. Specifically they are used in the
1271  * deferred memory init routines and as such we were duplicating much of
1272  * this logic throughout the code. So instead of having it in multiple
1273  * locations it seemed like it would make more sense to centralize this to
1274  * one new iterator that does everything they need.
1275  */
1276 void __init_memblock
1277 __next_mem_pfn_range_in_zone(u64 *idx, struct zone *zone,
1278                              unsigned long *out_spfn, unsigned long *out_epfn)
1279 {
1280         int zone_nid = zone_to_nid(zone);
1281         phys_addr_t spa, epa;
1282         int nid;
1283
1284         __next_mem_range(idx, zone_nid, MEMBLOCK_NONE,
1285                          &memblock.memory, &memblock.reserved,
1286                          &spa, &epa, &nid);
1287
1288         while (*idx != U64_MAX) {
1289                 unsigned long epfn = PFN_DOWN(epa);
1290                 unsigned long spfn = PFN_UP(spa);
1291
1292                 /*
1293                  * Verify the end is at least past the start of the zone and
1294                  * that we have at least one PFN to initialize.
1295                  */
1296                 if (zone->zone_start_pfn < epfn && spfn < epfn) {
1297                         /* if we went too far just stop searching */
1298                         if (zone_end_pfn(zone) <= spfn) {
1299                                 *idx = U64_MAX;
1300                                 break;
1301                         }
1302
1303                         if (out_spfn)
1304                                 *out_spfn = max(zone->zone_start_pfn, spfn);
1305                         if (out_epfn)
1306                                 *out_epfn = min(zone_end_pfn(zone), epfn);
1307
1308                         return;
1309                 }
1310
1311                 __next_mem_range(idx, zone_nid, MEMBLOCK_NONE,
1312                                  &memblock.memory, &memblock.reserved,
1313                                  &spa, &epa, &nid);
1314         }
1315
1316         /* signal end of iteration */
1317         if (out_spfn)
1318                 *out_spfn = ULONG_MAX;
1319         if (out_epfn)
1320                 *out_epfn = 0;
1321 }
1322
1323 #endif /* CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT */
1324
1325 /**
1326  * memblock_alloc_range_nid - allocate boot memory block
1327  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1328  * @align: alignment of the region and block's size
1329  * @start: the lower bound of the memory region to allocate (phys address)
1330  * @end: the upper bound of the memory region to allocate (phys address)
1331  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1332  * @exact_nid: control the allocation fall back to other nodes
1333  *
1334  * The allocation is performed from memory region limited by
1335  * memblock.current_limit if @end == %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE.
1336  *
1337  * If the specified node can not hold the requested memory and @exact_nid
1338  * is false, the allocation falls back to any node in the system.
1339  *
1340  * For systems with memory mirroring, the allocation is attempted first
1341  * from the regions with mirroring enabled and then retried from any
1342  * memory region.
1343  *
1344  * In addition, function sets the min_count to 0 using kmemleak_alloc_phys for
1345  * allocated boot memory block, so that it is never reported as leaks.
1346  *
1347  * Return:
1348  * Physical address of allocated memory block on success, %0 on failure.
1349  */
1350 phys_addr_t __init memblock_alloc_range_nid(phys_addr_t size,
1351                                         phys_addr_t align, phys_addr_t start,
1352                                         phys_addr_t end, int nid,
1353                                         bool exact_nid)
1354 {
1355         enum memblock_flags flags = choose_memblock_flags();
1356         phys_addr_t found;
1357
1358         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES, "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
1359                 nid = NUMA_NO_NODE;
1360
1361         if (!align) {
1362                 /* Can't use WARNs this early in boot on powerpc */
1363                 dump_stack();
1364                 align = SMP_CACHE_BYTES;
1365         }
1366
1367 again:
1368         found = memblock_find_in_range_node(size, align, start, end, nid,
1369                                             flags);
1370         if (found && !memblock_reserve(found, size))
1371                 goto done;
1372
1373         if (nid != NUMA_NO_NODE && !exact_nid) {
1374                 found = memblock_find_in_range_node(size, align, start,
1375                                                     end, NUMA_NO_NODE,
1376                                                     flags);
1377                 if (found && !memblock_reserve(found, size))
1378                         goto done;
1379         }
1380
1381         if (flags & MEMBLOCK_MIRROR) {
1382                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
1383                 pr_warn("Could not allocate %pap bytes of mirrored memory\n",
1384                         &size);
1385                 goto again;
1386         }
1387
1388         return 0;
1389
1390 done:
1391         /* Skip kmemleak for kasan_init() due to high volume. */
1392         if (end != MEMBLOCK_ALLOC_KASAN)
1393                 /*
1394                  * The min_count is set to 0 so that memblock allocated
1395                  * blocks are never reported as leaks. This is because many
1396                  * of these blocks are only referred via the physical
1397                  * address which is not looked up by kmemleak.
1398                  */
1399                 kmemleak_alloc_phys(found, size, 0, 0);
1400
1401         return found;
1402 }
1403
1404 /**
1405  * memblock_phys_alloc_range - allocate a memory block inside specified range
1406  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1407  * @align: alignment of the region and block's size
1408  * @start: the lower bound of the memory region to allocate (physical address)
1409  * @end: the upper bound of the memory region to allocate (physical address)
1410  *
1411  * Allocate @size bytes in the between @start and @end.
1412  *
1413  * Return: physical address of the allocated memory block on success,
1414  * %0 on failure.
1415  */
1416 phys_addr_t __init memblock_phys_alloc_range(phys_addr_t size,
1417                                              phys_addr_t align,
1418                                              phys_addr_t start,
1419                                              phys_addr_t end)
1420 {
1421         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx from=%pa max_addr=%pa %pS\n",
1422                      __func__, (u64)size, (u64)align, &start, &end,
1423                      (void *)_RET_IP_);
1424         return memblock_alloc_range_nid(size, align, start, end, NUMA_NO_NODE,
1425                                         false);
1426 }
1427
1428 /**
1429  * memblock_phys_alloc_try_nid - allocate a memory block from specified NUMA node
1430  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1431  * @align: alignment of the region and block's size
1432  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1433  *
1434  * Allocates memory block from the specified NUMA node. If the node
1435  * has no available memory, attempts to allocated from any node in the
1436  * system.
1437  *
1438  * Return: physical address of the allocated memory block on success,
1439  * %0 on failure.
1440  */
1441 phys_addr_t __init memblock_phys_alloc_try_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
1442 {
1443         return memblock_alloc_range_nid(size, align, 0,
1444                                         MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE, nid, false);
1445 }
1446
1447 /**
1448  * memblock_alloc_internal - allocate boot memory block
1449  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1450  * @align: alignment of the region and block's size
1451  * @min_addr: the lower bound of the memory region to allocate (phys address)
1452  * @max_addr: the upper bound of the memory region to allocate (phys address)
1453  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1454  * @exact_nid: control the allocation fall back to other nodes
1455  *
1456  * Allocates memory block using memblock_alloc_range_nid() and
1457  * converts the returned physical address to virtual.
1458  *
1459  * The @min_addr limit is dropped if it can not be satisfied and the allocation
1460  * will fall back to memory below @min_addr. Other constraints, such
1461  * as node and mirrored memory will be handled again in
1462  * memblock_alloc_range_nid().
1463  *
1464  * Return:
1465  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1466  */
1467 static void * __init memblock_alloc_internal(
1468                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1469                                 phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1470                                 int nid, bool exact_nid)
1471 {
1472         phys_addr_t alloc;
1473
1474         /*
1475          * Detect any accidental use of these APIs after slab is ready, as at
1476          * this moment memblock may be deinitialized already and its
1477          * internal data may be destroyed (after execution of memblock_free_all)
1478          */
1479         if (WARN_ON_ONCE(slab_is_available()))
1480                 return kzalloc_node(size, GFP_NOWAIT, nid);
1481
1482         if (max_addr > memblock.current_limit)
1483                 max_addr = memblock.current_limit;
1484
1485         alloc = memblock_alloc_range_nid(size, align, min_addr, max_addr, nid,
1486                                         exact_nid);
1487
1488         /* retry allocation without lower limit */
1489         if (!alloc && min_addr)
1490                 alloc = memblock_alloc_range_nid(size, align, 0, max_addr, nid,
1491                                                 exact_nid);
1492
1493         if (!alloc)
1494                 return NULL;
1495
1496         return phys_to_virt(alloc);
1497 }
1498
1499 /**
1500  * memblock_alloc_exact_nid_raw - allocate boot memory block on the exact node
1501  * without zeroing memory
1502  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1503  * @align: alignment of the region and block's size
1504  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1505  *        is preferred (phys address)
1506  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1507  *            is preferred (phys address), or %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE to
1508  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1509  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1510  *
1511  * Public function, provides additional debug information (including caller
1512  * info), if enabled. Does not zero allocated memory.
1513  *
1514  * Return:
1515  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1516  */
1517 void * __init memblock_alloc_exact_nid_raw(
1518                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1519                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1520                         int nid)
1521 {
1522         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=%pa max_addr=%pa %pS\n",
1523                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, &min_addr,
1524                      &max_addr, (void *)_RET_IP_);
1525
1526         return memblock_alloc_internal(size, align, min_addr, max_addr, nid,
1527                                        true);
1528 }
1529
1530 /**
1531  * memblock_alloc_try_nid_raw - allocate boot memory block without zeroing
1532  * memory and without panicking
1533  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1534  * @align: alignment of the region and block's size
1535  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1536  *        is preferred (phys address)
1537  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1538  *            is preferred (phys address), or %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE to
1539  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1540  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1541  *
1542  * Public function, provides additional debug information (including caller
1543  * info), if enabled. Does not zero allocated memory, does not panic if request
1544  * cannot be satisfied.
1545  *
1546  * Return:
1547  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1548  */
1549 void * __init memblock_alloc_try_nid_raw(
1550                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1551                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1552                         int nid)
1553 {
1554         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=%pa max_addr=%pa %pS\n",
1555                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, &min_addr,
1556                      &max_addr, (void *)_RET_IP_);
1557
1558         return memblock_alloc_internal(size, align, min_addr, max_addr, nid,
1559                                        false);
1560 }
1561
1562 /**
1563  * memblock_alloc_try_nid - allocate boot memory block
1564  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1565  * @align: alignment of the region and block's size
1566  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1567  *        is preferred (phys address)
1568  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1569  *            is preferred (phys address), or %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE to
1570  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1571  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1572  *
1573  * Public function, provides additional debug information (including caller
1574  * info), if enabled. This function zeroes the allocated memory.
1575  *
1576  * Return:
1577  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1578  */
1579 void * __init memblock_alloc_try_nid(
1580                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1581                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1582                         int nid)
1583 {
1584         void *ptr;
1585
1586         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=%pa max_addr=%pa %pS\n",
1587                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, &min_addr,
1588                      &max_addr, (void *)_RET_IP_);
1589         ptr = memblock_alloc_internal(size, align,
1590                                            min_addr, max_addr, nid, false);
1591         if (ptr)
1592                 memset(ptr, 0, size);
1593
1594         return ptr;
1595 }
1596
1597 /**
1598  * __memblock_free_late - free pages directly to buddy allocator
1599  * @base: phys starting address of the  boot memory block
1600  * @size: size of the boot memory block in bytes
1601  *
1602  * This is only useful when the memblock allocator has already been torn
1603  * down, but we are still initializing the system.  Pages are released directly
1604  * to the buddy allocator.
1605  */
1606 void __init __memblock_free_late(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1607 {
1608         phys_addr_t cursor, end;
1609
1610         end = base + size - 1;
1611         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n",
1612                      __func__, &base, &end, (void *)_RET_IP_);
1613         kmemleak_free_part_phys(base, size);
1614         cursor = PFN_UP(base);
1615         end = PFN_DOWN(base + size);
1616
1617         for (; cursor < end; cursor++) {
1618                 /*
1619                  * Reserved pages are always initialized by the end of
1620                  * memblock_free_all() (by memmap_init() and, if deferred
1621                  * initialization is enabled, memmap_init_reserved_pages()), so
1622                  * these pages can be released directly to the buddy allocator.
1623                  */
1624                 __free_pages_core(pfn_to_page(cursor), 0);
1625                 totalram_pages_inc();
1626         }
1627 }
1628
1629 /*
1630  * Remaining API functions
1631  */
1632
1633 phys_addr_t __init_memblock memblock_phys_mem_size(void)
1634 {
1635         return memblock.memory.total_size;
1636 }
1637
1638 phys_addr_t __init_memblock memblock_reserved_size(void)
1639 {
1640         return memblock.reserved.total_size;
1641 }
1642
1643 /* lowest address */
1644 phys_addr_t __init_memblock memblock_start_of_DRAM(void)
1645 {
1646         return memblock.memory.regions[0].base;
1647 }
1648
1649 phys_addr_t __init_memblock memblock_end_of_DRAM(void)
1650 {
1651         int idx = memblock.memory.cnt - 1;
1652
1653         return (memblock.memory.regions[idx].base + memblock.memory.regions[idx].size);
1654 }
1655
1656 static phys_addr_t __init_memblock __find_max_addr(phys_addr_t limit)
1657 {
1658         phys_addr_t max_addr = PHYS_ADDR_MAX;
1659         struct memblock_region *r;
1660
1661         /*
1662          * translate the memory @limit size into the max address within one of
1663          * the memory memblock regions, if the @limit exceeds the total size
1664          * of those regions, max_addr will keep original value PHYS_ADDR_MAX
1665          */
1666         for_each_mem_region(r) {
1667                 if (limit <= r->size) {
1668                         max_addr = r->base + limit;
1669                         break;
1670                 }
1671                 limit -= r->size;
1672         }
1673
1674         return max_addr;
1675 }
1676
1677 void __init memblock_enforce_memory_limit(phys_addr_t limit)
1678 {
1679         phys_addr_t max_addr;
1680
1681         if (!limit)
1682                 return;
1683
1684         max_addr = __find_max_addr(limit);
1685
1686         /* @limit exceeds the total size of the memory, do nothing */
1687         if (max_addr == PHYS_ADDR_MAX)
1688                 return;
1689
1690         /* truncate both memory and reserved regions */
1691         memblock_remove_range(&memblock.memory, max_addr,
1692                               PHYS_ADDR_MAX);
1693         memblock_remove_range(&memblock.reserved, max_addr,
1694                               PHYS_ADDR_MAX);
1695 }
1696
1697 void __init memblock_cap_memory_range(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1698 {
1699         int start_rgn, end_rgn;
1700         int i, ret;
1701
1702         if (!size)
1703                 return;
1704
1705         if (!memblock_memory->total_size) {
1706                 pr_warn("%s: No memory registered yet\n", __func__);
1707                 return;
1708         }
1709
1710         ret = memblock_isolate_range(&memblock.memory, base, size,
1711                                                 &start_rgn, &end_rgn);
1712         if (ret)
1713                 return;
1714
1715         /* remove all the MAP regions */
1716         for (i = memblock.memory.cnt - 1; i >= end_rgn; i--)
1717                 if (!memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]))
1718                         memblock_remove_region(&memblock.memory, i);
1719
1720         for (i = start_rgn - 1; i >= 0; i--)
1721                 if (!memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]))
1722                         memblock_remove_region(&memblock.memory, i);
1723
1724         /* truncate the reserved regions */
1725         memblock_remove_range(&memblock.reserved, 0, base);
1726         memblock_remove_range(&memblock.reserved,
1727                         base + size, PHYS_ADDR_MAX);
1728 }
1729
1730 void __init memblock_mem_limit_remove_map(phys_addr_t limit)
1731 {
1732         phys_addr_t max_addr;
1733
1734         if (!limit)
1735                 return;
1736
1737         max_addr = __find_max_addr(limit);
1738
1739         /* @limit exceeds the total size of the memory, do nothing */
1740         if (max_addr == PHYS_ADDR_MAX)
1741                 return;
1742
1743         memblock_cap_memory_range(0, max_addr);
1744 }
1745
1746 static int __init_memblock memblock_search(struct memblock_type *type, phys_addr_t addr)
1747 {
1748         unsigned int left = 0, right = type->cnt;
1749
1750         do {
1751                 unsigned int mid = (right + left) / 2;
1752
1753                 if (addr < type->regions[mid].base)
1754                         right = mid;
1755                 else if (addr >= (type->regions[mid].base +
1756                                   type->regions[mid].size))
1757                         left = mid + 1;
1758                 else
1759                         return mid;
1760         } while (left < right);
1761         return -1;
1762 }
1763
1764 bool __init_memblock memblock_is_reserved(phys_addr_t addr)
1765 {
1766         return memblock_search(&memblock.reserved, addr) != -1;
1767 }
1768
1769 bool __init_memblock memblock_is_memory(phys_addr_t addr)
1770 {
1771         return memblock_search(&memblock.memory, addr) != -1;
1772 }
1773
1774 bool __init_memblock memblock_is_map_memory(phys_addr_t addr)
1775 {
1776         int i = memblock_search(&memblock.memory, addr);
1777
1778         if (i == -1)
1779                 return false;
1780         return !memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]);
1781 }
1782
1783 int __init_memblock memblock_search_pfn_nid(unsigned long pfn,
1784                          unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
1785 {
1786         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
1787         int mid = memblock_search(type, PFN_PHYS(pfn));
1788
1789         if (mid == -1)
1790                 return -1;
1791
1792         *start_pfn = PFN_DOWN(type->regions[mid].base);
1793         *end_pfn = PFN_DOWN(type->regions[mid].base + type->regions[mid].size);
1794
1795         return memblock_get_region_node(&type->regions[mid]);
1796 }
1797
1798 /**
1799  * memblock_is_region_memory - check if a region is a subset of memory
1800  * @base: base of region to check
1801  * @size: size of region to check
1802  *
1803  * Check if the region [@base, @base + @size) is a subset of a memory block.
1804  *
1805  * Return:
1806  * 0 if false, non-zero if true
1807  */
1808 bool __init_memblock memblock_is_region_memory(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1809 {
1810         int idx = memblock_search(&memblock.memory, base);
1811         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
1812
1813         if (idx == -1)
1814                 return false;
1815         return (memblock.memory.regions[idx].base +
1816                  memblock.memory.regions[idx].size) >= end;
1817 }
1818
1819 /**
1820  * memblock_is_region_reserved - check if a region intersects reserved memory
1821  * @base: base of region to check
1822  * @size: size of region to check
1823  *
1824  * Check if the region [@base, @base + @size) intersects a reserved
1825  * memory block.
1826  *
1827  * Return:
1828  * True if they intersect, false if not.
1829  */
1830 bool __init_memblock memblock_is_region_reserved(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1831 {
1832         return memblock_overlaps_region(&memblock.reserved, base, size);
1833 }
1834
1835 void __init_memblock memblock_trim_memory(phys_addr_t align)
1836 {
1837         phys_addr_t start, end, orig_start, orig_end;
1838         struct memblock_region *r;
1839
1840         for_each_mem_region(r) {
1841                 orig_start = r->base;
1842                 orig_end = r->base + r->size;
1843                 start = round_up(orig_start, align);
1844                 end = round_down(orig_end, align);
1845
1846                 if (start == orig_start && end == orig_end)
1847                         continue;
1848
1849                 if (start < end) {
1850                         r->base = start;
1851                         r->size = end - start;
1852                 } else {
1853                         memblock_remove_region(&memblock.memory,
1854                                                r - memblock.memory.regions);
1855                         r--;
1856                 }
1857         }
1858 }
1859
1860 void __init_memblock memblock_set_current_limit(phys_addr_t limit)
1861 {
1862         memblock.current_limit = limit;
1863 }
1864
1865 phys_addr_t __init_memblock memblock_get_current_limit(void)
1866 {
1867         return memblock.current_limit;
1868 }
1869
1870 static void __init_memblock memblock_dump(struct memblock_type *type)
1871 {
1872         phys_addr_t base, end, size;
1873         enum memblock_flags flags;
1874         int idx;
1875         struct memblock_region *rgn;
1876
1877         pr_info(" %s.cnt  = 0x%lx\n", type->name, type->cnt);
1878
1879         for_each_memblock_type(idx, type, rgn) {
1880                 char nid_buf[32] = "";
1881
1882                 base = rgn->base;
1883                 size = rgn->size;
1884                 end = base + size - 1;
1885                 flags = rgn->flags;
1886 #ifdef CONFIG_NUMA
1887                 if (memblock_get_region_node(rgn) != MAX_NUMNODES)
1888                         snprintf(nid_buf, sizeof(nid_buf), " on node %d",
1889                                  memblock_get_region_node(rgn));
1890 #endif
1891                 pr_info(" %s[%#x]\t[%pa-%pa], %pa bytes%s flags: %#x\n",
1892                         type->name, idx, &base, &end, &size, nid_buf, flags);
1893         }
1894 }
1895
1896 static void __init_memblock __memblock_dump_all(void)
1897 {
1898         pr_info("MEMBLOCK configuration:\n");
1899         pr_info(" memory size = %pa reserved size = %pa\n",
1900                 &memblock.memory.total_size,
1901                 &memblock.reserved.total_size);
1902
1903         memblock_dump(&memblock.memory);
1904         memblock_dump(&memblock.reserved);
1905 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
1906         memblock_dump(&physmem);
1907 #endif
1908 }
1909
1910 void __init_memblock memblock_dump_all(void)
1911 {
1912         if (memblock_debug)
1913                 __memblock_dump_all();
1914 }
1915
1916 void __init memblock_allow_resize(void)
1917 {
1918         memblock_can_resize = 1;
1919 }
1920
1921 static int __init early_memblock(char *p)
1922 {
1923         if (p && strstr(p, "debug"))
1924                 memblock_debug = 1;
1925         return 0;
1926 }
1927 early_param("memblock", early_memblock);
1928
1929 static void __init free_memmap(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1930 {
1931         struct page *start_pg, *end_pg;
1932         phys_addr_t pg, pgend;
1933
1934         /*
1935          * Convert start_pfn/end_pfn to a struct page pointer.
1936          */
1937         start_pg = pfn_to_page(start_pfn - 1) + 1;
1938         end_pg = pfn_to_page(end_pfn - 1) + 1;
1939
1940         /*
1941          * Convert to physical addresses, and round start upwards and end
1942          * downwards.
1943          */
1944         pg = PAGE_ALIGN(__pa(start_pg));
1945         pgend = __pa(end_pg) & PAGE_MASK;
1946
1947         /*
1948          * If there are free pages between these, free the section of the
1949          * memmap array.
1950          */
1951         if (pg < pgend)
1952                 memblock_free(pg, pgend - pg);
1953 }
1954
1955 /*
1956  * The mem_map array can get very big.  Free the unused area of the memory map.
1957  */
1958 static void __init free_unused_memmap(void)
1959 {
1960         unsigned long start, end, prev_end = 0;
1961         int i;
1962
1963         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_ARCH_PFN_VALID) ||
1964             IS_ENABLED(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP))
1965                 return;
1966
1967         /*
1968          * This relies on each bank being in address order.
1969          * The banks are sorted previously in bootmem_init().
1970          */
1971         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start, &end, NULL) {
1972 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
1973                 /*
1974                  * Take care not to free memmap entries that don't exist
1975                  * due to SPARSEMEM sections which aren't present.
1976                  */
1977                 start = min(start, ALIGN(prev_end, PAGES_PER_SECTION));
1978 #endif
1979                 /*
1980                  * Align down here since many operations in VM subsystem
1981                  * presume that there are no holes in the memory map inside
1982                  * a pageblock
1983                  */
1984                 start = round_down(start, pageblock_nr_pages);
1985
1986                 /*
1987                  * If we had a previous bank, and there is a space
1988                  * between the current bank and the previous, free it.
1989                  */
1990                 if (prev_end && prev_end < start)
1991                         free_memmap(prev_end, start);
1992
1993                 /*
1994                  * Align up here since many operations in VM subsystem
1995                  * presume that there are no holes in the memory map inside
1996                  * a pageblock
1997                  */
1998                 prev_end = ALIGN(end, pageblock_nr_pages);
1999         }
2000
2001 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
2002         if (!IS_ALIGNED(prev_end, PAGES_PER_SECTION)) {
2003                 prev_end = ALIGN(end, pageblock_nr_pages);
2004                 free_memmap(prev_end, ALIGN(prev_end, PAGES_PER_SECTION));
2005         }
2006 #endif
2007 }
2008
2009 static void __init __free_pages_memory(unsigned long start, unsigned long end)
2010 {
2011         int order;
2012
2013         while (start < end) {
2014                 order = min(MAX_ORDER - 1UL, __ffs(start));
2015
2016                 while (start + (1UL << order) > end)
2017                         order--;
2018
2019                 memblock_free_pages(pfn_to_page(start), start, order);
2020
2021                 start += (1UL << order);
2022         }
2023 }
2024
2025 static unsigned long __init __free_memory_core(phys_addr_t start,
2026                                  phys_addr_t end)
2027 {
2028         unsigned long start_pfn = PFN_UP(start);
2029         unsigned long end_pfn = min_t(unsigned long,
2030                                       PFN_DOWN(end), max_low_pfn);
2031
2032         if (start_pfn >= end_pfn)
2033                 return 0;
2034
2035         __free_pages_memory(start_pfn, end_pfn);
2036
2037         return end_pfn - start_pfn;
2038 }
2039
2040 static void __init memmap_init_reserved_pages(void)
2041 {
2042         struct memblock_region *region;
2043         phys_addr_t start, end;
2044         u64 i;
2045
2046         /* initialize struct pages for the reserved regions */
2047         for_each_reserved_mem_range(i, &start, &end)
2048                 reserve_bootmem_region(start, end);
2049
2050         /* and also treat struct pages for the NOMAP regions as PageReserved */
2051         for_each_mem_region(region) {
2052                 if (memblock_is_nomap(region)) {
2053                         start = region->base;
2054                         end = start + region->size;
2055                         reserve_bootmem_region(start, end);
2056                 }
2057         }
2058 }
2059
2060 static unsigned long __init free_low_memory_core_early(void)
2061 {
2062         unsigned long count = 0;
2063         phys_addr_t start, end;
2064         u64 i;
2065
2066         memblock_clear_hotplug(0, -1);
2067
2068         memmap_init_reserved_pages();
2069
2070         /*
2071          * We need to use NUMA_NO_NODE instead of NODE_DATA(0)->node_id
2072          *  because in some case like Node0 doesn't have RAM installed
2073          *  low ram will be on Node1
2074          */
2075         for_each_free_mem_range(i, NUMA_NO_NODE, MEMBLOCK_NONE, &start, &end,
2076                                 NULL)
2077                 count += __free_memory_core(start, end);
2078
2079         return count;
2080 }
2081
2082 static int reset_managed_pages_done __initdata;
2083
2084 void reset_node_managed_pages(pg_data_t *pgdat)
2085 {
2086         struct zone *z;
2087
2088         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
2089                 atomic_long_set(&z->managed_pages, 0);
2090 }
2091
2092 void __init reset_all_zones_managed_pages(void)
2093 {
2094         struct pglist_data *pgdat;
2095
2096         if (reset_managed_pages_done)
2097                 return;
2098
2099         for_each_online_pgdat(pgdat)
2100                 reset_node_managed_pages(pgdat);
2101
2102         reset_managed_pages_done = 1;
2103 }
2104
2105 /**
2106  * memblock_free_all - release free pages to the buddy allocator
2107  */
2108 void __init memblock_free_all(void)
2109 {
2110         unsigned long pages;
2111
2112         free_unused_memmap();
2113         reset_all_zones_managed_pages();
2114
2115         pages = free_low_memory_core_early();
2116         totalram_pages_add(pages);
2117 }
2118
2119 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && defined(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK)
2120
2121 static int memblock_debug_show(struct seq_file *m, void *private)
2122 {
2123         struct memblock_type *type = m->private;
2124         struct memblock_region *reg;
2125         int i;
2126         phys_addr_t end;
2127
2128         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
2129                 reg = &type->regions[i];
2130                 end = reg->base + reg->size - 1;
2131
2132                 seq_printf(m, "%4d: ", i);
2133                 seq_printf(m, "%pa..%pa\n", &reg->base, &end);
2134         }
2135         return 0;
2136 }
2137 DEFINE_SHOW_ATTRIBUTE(memblock_debug);
2138
2139 static int __init memblock_init_debugfs(void)
2140 {
2141         struct dentry *root = debugfs_create_dir("memblock", NULL);
2142
2143         debugfs_create_file("memory", 0444, root,
2144                             &memblock.memory, &memblock_debug_fops);
2145         debugfs_create_file("reserved", 0444, root,
2146                             &memblock.reserved, &memblock_debug_fops);
2147 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
2148         debugfs_create_file("physmem", 0444, root, &physmem,
2149                             &memblock_debug_fops);
2150 #endif
2151
2152         return 0;
2153 }
2154 __initcall(memblock_init_debugfs);
2155
2156 #endif /* CONFIG_DEBUG_FS */