mm/memblock.c

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