Merge tag 'uml-for-linus-6.6-rc1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[platform/kernel/linux-starfive.git] / 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 #ifndef INIT_MEMBLOCK_MEMORY_REGIONS
33 #define INIT_MEMBLOCK_MEMORY_REGIONS            INIT_MEMBLOCK_REGIONS
34 #endif
35
36 /**
37  * DOC: memblock overview
38  *
39  * Memblock is a method of managing memory regions during the early
40  * boot period when the usual kernel memory allocators are not up and
41  * running.
42  *
43  * Memblock views the system memory as collections of contiguous
44  * regions. There are several types of these collections:
45  *
46  * * ``memory`` - describes the physical memory available to the
47  *   kernel; this may differ from the actual physical memory installed
48  *   in the system, for instance when the memory is restricted with
49  *   ``mem=`` command line parameter
50  * * ``reserved`` - describes the regions that were allocated
51  * * ``physmem`` - describes the actual physical memory available during
52  *   boot regardless of the possible restrictions and memory hot(un)plug;
53  *   the ``physmem`` type is only available on some architectures.
54  *
55  * Each region is represented by struct memblock_region that
56  * defines the region extents, its attributes and NUMA node id on NUMA
57  * systems. Every memory type is described by the struct memblock_type
58  * which contains an array of memory regions along with
59  * the allocator metadata. The "memory" and "reserved" types are nicely
60  * wrapped with struct memblock. This structure is statically
61  * initialized at build time. The region arrays are initially sized to
62  * %INIT_MEMBLOCK_MEMORY_REGIONS for "memory" and
63  * %INIT_MEMBLOCK_RESERVED_REGIONS for "reserved". The region array
64  * for "physmem" is initially sized to %INIT_PHYSMEM_REGIONS.
65  * The memblock_allow_resize() enables automatic resizing of the region
66  * arrays during addition of new regions. This feature should be used
67  * with care so that memory allocated for the region array will not
68  * overlap with areas that should be reserved, for example initrd.
69  *
70  * The early architecture setup should tell memblock what the physical
71  * memory layout is by using memblock_add() or memblock_add_node()
72  * functions. The first function does not assign the region to a NUMA
73  * node and it is appropriate for UMA systems. Yet, it is possible to
74  * use it on NUMA systems as well and assign the region to a NUMA node
75  * later in the setup process using memblock_set_node(). The
76  * memblock_add_node() performs such an assignment directly.
77  *
78  * Once memblock is setup the memory can be allocated using one of the
79  * API variants:
80  *
81  * * memblock_phys_alloc*() - these functions return the **physical**
82  *   address of the allocated memory
83  * * memblock_alloc*() - these functions return the **virtual** address
84  *   of the allocated memory.
85  *
86  * Note, that both API variants use implicit assumptions about allowed
87  * memory ranges and the fallback methods. Consult the documentation
88  * of memblock_alloc_internal() and memblock_alloc_range_nid()
89  * functions for more elaborate description.
90  *
91  * As the system boot progresses, the architecture specific mem_init()
92  * function frees all the memory to the buddy page allocator.
93  *
94  * Unless an architecture enables %CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK, the
95  * memblock data structures (except "physmem") will be discarded after the
96  * system initialization completes.
97  */
98
99 #ifndef CONFIG_NUMA
100 struct pglist_data __refdata contig_page_data;
101 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
102 #endif
103
104 unsigned long max_low_pfn;
105 unsigned long min_low_pfn;
106 unsigned long max_pfn;
107 unsigned long long max_possible_pfn;
108
109 static struct memblock_region memblock_memory_init_regions[INIT_MEMBLOCK_MEMORY_REGIONS] __initdata_memblock;
110 static struct memblock_region memblock_reserved_init_regions[INIT_MEMBLOCK_RESERVED_REGIONS] __initdata_memblock;
111 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
112 static struct memblock_region memblock_physmem_init_regions[INIT_PHYSMEM_REGIONS];
113 #endif
114
115 struct memblock memblock __initdata_memblock = {
116         .memory.regions         = memblock_memory_init_regions,
117         .memory.cnt             = 1,    /* empty dummy entry */
118         .memory.max             = INIT_MEMBLOCK_MEMORY_REGIONS,
119         .memory.name            = "memory",
120
121         .reserved.regions       = memblock_reserved_init_regions,
122         .reserved.cnt           = 1,    /* empty dummy entry */
123         .reserved.max           = INIT_MEMBLOCK_RESERVED_REGIONS,
124         .reserved.name          = "reserved",
125
126         .bottom_up              = false,
127         .current_limit          = MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE,
128 };
129
130 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
131 struct memblock_type physmem = {
132         .regions                = memblock_physmem_init_regions,
133         .cnt                    = 1,    /* empty dummy entry */
134         .max                    = INIT_PHYSMEM_REGIONS,
135         .name                   = "physmem",
136 };
137 #endif
138
139 /*
140  * keep a pointer to &memblock.memory in the text section to use it in
141  * __next_mem_range() and its helpers.
142  *  For architectures that do not keep memblock data after init, this
143  * pointer will be reset to NULL at memblock_discard()
144  */
145 static __refdata struct memblock_type *memblock_memory = &memblock.memory;
146
147 #define for_each_memblock_type(i, memblock_type, rgn)                   \
148         for (i = 0, rgn = &memblock_type->regions[0];                   \
149              i < memblock_type->cnt;                                    \
150              i++, rgn = &memblock_type->regions[i])
151
152 #define memblock_dbg(fmt, ...)                                          \
153         do {                                                            \
154                 if (memblock_debug)                                     \
155                         pr_info(fmt, ##__VA_ARGS__);                    \
156         } while (0)
157
158 static int memblock_debug __initdata_memblock;
159 static bool system_has_some_mirror __initdata_memblock;
160 static int memblock_can_resize __initdata_memblock;
161 static int memblock_memory_in_slab __initdata_memblock;
162 static int memblock_reserved_in_slab __initdata_memblock;
163
164 bool __init_memblock memblock_has_mirror(void)
165 {
166         return system_has_some_mirror;
167 }
168
169 static enum memblock_flags __init_memblock choose_memblock_flags(void)
170 {
171         return system_has_some_mirror ? MEMBLOCK_MIRROR : MEMBLOCK_NONE;
172 }
173
174 /* adjust *@size so that (@base + *@size) doesn't overflow, return new size */
175 static inline phys_addr_t memblock_cap_size(phys_addr_t base, phys_addr_t *size)
176 {
177         return *size = min(*size, PHYS_ADDR_MAX - base);
178 }
179
180 /*
181  * Address comparison utilities
182  */
183 static unsigned long __init_memblock memblock_addrs_overlap(phys_addr_t base1, phys_addr_t size1,
184                                        phys_addr_t base2, phys_addr_t size2)
185 {
186         return ((base1 < (base2 + size2)) && (base2 < (base1 + size1)));
187 }
188
189 bool __init_memblock memblock_overlaps_region(struct memblock_type *type,
190                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size)
191 {
192         unsigned long i;
193
194         memblock_cap_size(base, &size);
195
196         for (i = 0; i < type->cnt; i++)
197                 if (memblock_addrs_overlap(base, size, type->regions[i].base,
198                                            type->regions[i].size))
199                         break;
200         return i < type->cnt;
201 }
202
203 /**
204  * __memblock_find_range_bottom_up - find free area utility in bottom-up
205  * @start: start of candidate range
206  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE or
207  *       %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE
208  * @size: size of free area to find
209  * @align: alignment of free area to find
210  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
211  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
212  *
213  * Utility called from memblock_find_in_range_node(), find free area bottom-up.
214  *
215  * Return:
216  * Found address on success, 0 on failure.
217  */
218 static phys_addr_t __init_memblock
219 __memblock_find_range_bottom_up(phys_addr_t start, phys_addr_t end,
220                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid,
221                                 enum memblock_flags flags)
222 {
223         phys_addr_t this_start, this_end, cand;
224         u64 i;
225
226         for_each_free_mem_range(i, nid, flags, &this_start, &this_end, NULL) {
227                 this_start = clamp(this_start, start, end);
228                 this_end = clamp(this_end, start, end);
229
230                 cand = round_up(this_start, align);
231                 if (cand < this_end && this_end - cand >= size)
232                         return cand;
233         }
234
235         return 0;
236 }
237
238 /**
239  * __memblock_find_range_top_down - find free area utility, in top-down
240  * @start: start of candidate range
241  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE or
242  *       %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE
243  * @size: size of free area to find
244  * @align: alignment of free area to find
245  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
246  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
247  *
248  * Utility called from memblock_find_in_range_node(), find free area top-down.
249  *
250  * Return:
251  * Found address on success, 0 on failure.
252  */
253 static phys_addr_t __init_memblock
254 __memblock_find_range_top_down(phys_addr_t start, phys_addr_t end,
255                                phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid,
256                                enum memblock_flags flags)
257 {
258         phys_addr_t this_start, this_end, cand;
259         u64 i;
260
261         for_each_free_mem_range_reverse(i, nid, flags, &this_start, &this_end,
262                                         NULL) {
263                 this_start = clamp(this_start, start, end);
264                 this_end = clamp(this_end, start, end);
265
266                 if (this_end < size)
267                         continue;
268
269                 cand = round_down(this_end - size, align);
270                 if (cand >= this_start)
271                         return cand;
272         }
273
274         return 0;
275 }
276
277 /**
278  * memblock_find_in_range_node - find free area in given range and node
279  * @size: size of free area to find
280  * @align: alignment of free area to find
281  * @start: start of candidate range
282  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE or
283  *       %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE
284  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
285  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
286  *
287  * Find @size free area aligned to @align in the specified range and node.
288  *
289  * Return:
290  * Found address on success, 0 on failure.
291  */
292 static phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range_node(phys_addr_t size,
293                                         phys_addr_t align, phys_addr_t start,
294                                         phys_addr_t end, int nid,
295                                         enum memblock_flags flags)
296 {
297         /* pump up @end */
298         if (end == MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE ||
299             end == MEMBLOCK_ALLOC_NOLEAKTRACE)
300                 end = memblock.current_limit;
301
302         /* avoid allocating the first page */
303         start = max_t(phys_addr_t, start, PAGE_SIZE);
304         end = max(start, end);
305
306         if (memblock_bottom_up())
307                 return __memblock_find_range_bottom_up(start, end, size, align,
308                                                        nid, flags);
309         else
310                 return __memblock_find_range_top_down(start, end, size, align,
311                                                       nid, flags);
312 }
313
314 /**
315  * memblock_find_in_range - find free area in given range
316  * @start: start of candidate range
317  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE or
318  *       %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE
319  * @size: size of free area to find
320  * @align: alignment of free area to find
321  *
322  * Find @size free area aligned to @align in the specified range.
323  *
324  * Return:
325  * Found address on success, 0 on failure.
326  */
327 static phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range(phys_addr_t start,
328                                         phys_addr_t end, phys_addr_t size,
329                                         phys_addr_t align)
330 {
331         phys_addr_t ret;
332         enum memblock_flags flags = choose_memblock_flags();
333
334 again:
335         ret = memblock_find_in_range_node(size, align, start, end,
336                                             NUMA_NO_NODE, flags);
337
338         if (!ret && (flags & MEMBLOCK_MIRROR)) {
339                 pr_warn_ratelimited("Could not allocate %pap bytes of mirrored memory\n",
340                         &size);
341                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
342                 goto again;
343         }
344
345         return ret;
346 }
347
348 static void __init_memblock memblock_remove_region(struct memblock_type *type, unsigned long r)
349 {
350         type->total_size -= type->regions[r].size;
351         memmove(&type->regions[r], &type->regions[r + 1],
352                 (type->cnt - (r + 1)) * sizeof(type->regions[r]));
353         type->cnt--;
354
355         /* Special case for empty arrays */
356         if (type->cnt == 0) {
357                 WARN_ON(type->total_size != 0);
358                 type->cnt = 1;
359                 type->regions[0].base = 0;
360                 type->regions[0].size = 0;
361                 type->regions[0].flags = 0;
362                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], MAX_NUMNODES);
363         }
364 }
365
366 #ifndef CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK
367 /**
368  * memblock_discard - discard memory and reserved arrays if they were allocated
369  */
370 void __init memblock_discard(void)
371 {
372         phys_addr_t addr, size;
373
374         if (memblock.reserved.regions != memblock_reserved_init_regions) {
375                 addr = __pa(memblock.reserved.regions);
376                 size = PAGE_ALIGN(sizeof(struct memblock_region) *
377                                   memblock.reserved.max);
378                 if (memblock_reserved_in_slab)
379                         kfree(memblock.reserved.regions);
380                 else
381                         memblock_free_late(addr, size);
382         }
383
384         if (memblock.memory.regions != memblock_memory_init_regions) {
385                 addr = __pa(memblock.memory.regions);
386                 size = PAGE_ALIGN(sizeof(struct memblock_region) *
387                                   memblock.memory.max);
388                 if (memblock_memory_in_slab)
389                         kfree(memblock.memory.regions);
390                 else
391                         memblock_free_late(addr, size);
392         }
393
394         memblock_memory = NULL;
395 }
396 #endif
397
398 /**
399  * memblock_double_array - double the size of the memblock regions array
400  * @type: memblock type of the regions array being doubled
401  * @new_area_start: starting address of memory range to avoid overlap with
402  * @new_area_size: size of memory range to avoid overlap with
403  *
404  * Double the size of the @type regions array. If memblock is being used to
405  * allocate memory for a new reserved regions array and there is a previously
406  * allocated memory range [@new_area_start, @new_area_start + @new_area_size]
407  * waiting to be reserved, ensure the memory used by the new array does
408  * not overlap.
409  *
410  * Return:
411  * 0 on success, -1 on failure.
412  */
413 static int __init_memblock memblock_double_array(struct memblock_type *type,
414                                                 phys_addr_t new_area_start,
415                                                 phys_addr_t new_area_size)
416 {
417         struct memblock_region *new_array, *old_array;
418         phys_addr_t old_alloc_size, new_alloc_size;
419         phys_addr_t old_size, new_size, addr, new_end;
420         int use_slab = slab_is_available();
421         int *in_slab;
422
423         /* We don't allow resizing until we know about the reserved regions
424          * of memory that aren't suitable for allocation
425          */
426         if (!memblock_can_resize)
427                 return -1;
428
429         /* Calculate new doubled size */
430         old_size = type->max * sizeof(struct memblock_region);
431         new_size = old_size << 1;
432         /*
433          * We need to allocated new one align to PAGE_SIZE,
434          *   so we can free them completely later.
435          */
436         old_alloc_size = PAGE_ALIGN(old_size);
437         new_alloc_size = PAGE_ALIGN(new_size);
438
439         /* Retrieve the slab flag */
440         if (type == &memblock.memory)
441                 in_slab = &memblock_memory_in_slab;
442         else
443                 in_slab = &memblock_reserved_in_slab;
444
445         /* Try to find some space for it */
446         if (use_slab) {
447                 new_array = kmalloc(new_size, GFP_KERNEL);
448                 addr = new_array ? __pa(new_array) : 0;
449         } else {
450                 /* only exclude range when trying to double reserved.regions */
451                 if (type != &memblock.reserved)
452                         new_area_start = new_area_size = 0;
453
454                 addr = memblock_find_in_range(new_area_start + new_area_size,
455                                                 memblock.current_limit,
456                                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
457                 if (!addr && new_area_size)
458                         addr = memblock_find_in_range(0,
459                                 min(new_area_start, memblock.current_limit),
460                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
461
462                 new_array = addr ? __va(addr) : NULL;
463         }
464         if (!addr) {
465                 pr_err("memblock: Failed to double %s array from %ld to %ld entries !\n",
466                        type->name, type->max, type->max * 2);
467                 return -1;
468         }
469
470         new_end = addr + new_size - 1;
471         memblock_dbg("memblock: %s is doubled to %ld at [%pa-%pa]",
472                         type->name, type->max * 2, &addr, &new_end);
473
474         /*
475          * Found space, we now need to move the array over before we add the
476          * reserved region since it may be our reserved array itself that is
477          * full.
478          */
479         memcpy(new_array, type->regions, old_size);
480         memset(new_array + type->max, 0, old_size);
481         old_array = type->regions;
482         type->regions = new_array;
483         type->max <<= 1;
484
485         /* Free old array. We needn't free it if the array is the static one */
486         if (*in_slab)
487                 kfree(old_array);
488         else if (old_array != memblock_memory_init_regions &&
489                  old_array != memblock_reserved_init_regions)
490                 memblock_free(old_array, old_alloc_size);
491
492         /*
493          * Reserve the new array if that comes from the memblock.  Otherwise, we
494          * needn't do it
495          */
496         if (!use_slab)
497                 BUG_ON(memblock_reserve(addr, new_alloc_size));
498
499         /* Update slab flag */
500         *in_slab = use_slab;
501
502         return 0;
503 }
504
505 /**
506  * memblock_merge_regions - merge neighboring compatible regions
507  * @type: memblock type to scan
508  * @start_rgn: start scanning from (@start_rgn - 1)
509  * @end_rgn: end scanning at (@end_rgn - 1)
510  * Scan @type and merge neighboring compatible regions in [@start_rgn - 1, @end_rgn)
511  */
512 static void __init_memblock memblock_merge_regions(struct memblock_type *type,
513                                                    unsigned long start_rgn,
514                                                    unsigned long end_rgn)
515 {
516         int i = 0;
517         if (start_rgn)
518                 i = start_rgn - 1;
519         end_rgn = min(end_rgn, type->cnt - 1);
520         while (i < end_rgn) {
521                 struct memblock_region *this = &type->regions[i];
522                 struct memblock_region *next = &type->regions[i + 1];
523
524                 if (this->base + this->size != next->base ||
525                     memblock_get_region_node(this) !=
526                     memblock_get_region_node(next) ||
527                     this->flags != next->flags) {
528                         BUG_ON(this->base + this->size > next->base);
529                         i++;
530                         continue;
531                 }
532
533                 this->size += next->size;
534                 /* move forward from next + 1, index of which is i + 2 */
535                 memmove(next, next + 1, (type->cnt - (i + 2)) * sizeof(*next));
536                 type->cnt--;
537                 end_rgn--;
538         }
539 }
540
541 /**
542  * memblock_insert_region - insert new memblock region
543  * @type:       memblock type to insert into
544  * @idx:        index for the insertion point
545  * @base:       base address of the new region
546  * @size:       size of the new region
547  * @nid:        node id of the new region
548  * @flags:      flags of the new region
549  *
550  * Insert new memblock region [@base, @base + @size) into @type at @idx.
551  * @type must already have extra room to accommodate the new region.
552  */
553 static void __init_memblock memblock_insert_region(struct memblock_type *type,
554                                                    int idx, phys_addr_t base,
555                                                    phys_addr_t size,
556                                                    int nid,
557                                                    enum memblock_flags flags)
558 {
559         struct memblock_region *rgn = &type->regions[idx];
560
561         BUG_ON(type->cnt >= type->max);
562         memmove(rgn + 1, rgn, (type->cnt - idx) * sizeof(*rgn));
563         rgn->base = base;
564         rgn->size = size;
565         rgn->flags = flags;
566         memblock_set_region_node(rgn, nid);
567         type->cnt++;
568         type->total_size += size;
569 }
570
571 /**
572  * memblock_add_range - add new memblock region
573  * @type: memblock type to add new region into
574  * @base: base address of the new region
575  * @size: size of the new region
576  * @nid: nid of the new region
577  * @flags: flags of the new region
578  *
579  * Add new memblock region [@base, @base + @size) into @type.  The new region
580  * is allowed to overlap with existing ones - overlaps don't affect already
581  * existing regions.  @type is guaranteed to be minimal (all neighbouring
582  * compatible regions are merged) after the addition.
583  *
584  * Return:
585  * 0 on success, -errno on failure.
586  */
587 static int __init_memblock memblock_add_range(struct memblock_type *type,
588                                 phys_addr_t base, phys_addr_t size,
589                                 int nid, enum memblock_flags flags)
590 {
591         bool insert = false;
592         phys_addr_t obase = base;
593         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
594         int idx, nr_new, start_rgn = -1, end_rgn;
595         struct memblock_region *rgn;
596
597         if (!size)
598                 return 0;
599
600         /* special case for empty array */
601         if (type->regions[0].size == 0) {
602                 WARN_ON(type->cnt != 1 || type->total_size);
603                 type->regions[0].base = base;
604                 type->regions[0].size = size;
605                 type->regions[0].flags = flags;
606                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], nid);
607                 type->total_size = size;
608                 return 0;
609         }
610
611         /*
612          * The worst case is when new range overlaps all existing regions,
613          * then we'll need type->cnt + 1 empty regions in @type. So if
614          * type->cnt * 2 + 1 is less than or equal to type->max, we know
615          * that there is enough empty regions in @type, and we can insert
616          * regions directly.
617          */
618         if (type->cnt * 2 + 1 <= type->max)
619                 insert = true;
620
621 repeat:
622         /*
623          * The following is executed twice.  Once with %false @insert and
624          * then with %true.  The first counts the number of regions needed
625          * to accommodate the new area.  The second actually inserts them.
626          */
627         base = obase;
628         nr_new = 0;
629
630         for_each_memblock_type(idx, type, rgn) {
631                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
632                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
633
634                 if (rbase >= end)
635                         break;
636                 if (rend <= base)
637                         continue;
638                 /*
639                  * @rgn overlaps.  If it separates the lower part of new
640                  * area, insert that portion.
641                  */
642                 if (rbase > base) {
643 #ifdef CONFIG_NUMA
644                         WARN_ON(nid != memblock_get_region_node(rgn));
645 #endif
646                         WARN_ON(flags != rgn->flags);
647                         nr_new++;
648                         if (insert) {
649                                 if (start_rgn == -1)
650                                         start_rgn = idx;
651                                 end_rgn = idx + 1;
652                                 memblock_insert_region(type, idx++, base,
653                                                        rbase - base, nid,
654                                                        flags);
655                         }
656                 }
657                 /* area below @rend is dealt with, forget about it */
658                 base = min(rend, end);
659         }
660
661         /* insert the remaining portion */
662         if (base < end) {
663                 nr_new++;
664                 if (insert) {
665                         if (start_rgn == -1)
666                                 start_rgn = idx;
667                         end_rgn = idx + 1;
668                         memblock_insert_region(type, idx, base, end - base,
669                                                nid, flags);
670                 }
671         }
672
673         if (!nr_new)
674                 return 0;
675
676         /*
677          * If this was the first round, resize array and repeat for actual
678          * insertions; otherwise, merge and return.
679          */
680         if (!insert) {
681                 while (type->cnt + nr_new > type->max)
682                         if (memblock_double_array(type, obase, size) < 0)
683                                 return -ENOMEM;
684                 insert = true;
685                 goto repeat;
686         } else {
687                 memblock_merge_regions(type, start_rgn, end_rgn);
688                 return 0;
689         }
690 }
691
692 /**
693  * memblock_add_node - add new memblock region within a NUMA node
694  * @base: base address of the new region
695  * @size: size of the new region
696  * @nid: nid of the new region
697  * @flags: flags of the new region
698  *
699  * Add new memblock region [@base, @base + @size) to the "memory"
700  * type. See memblock_add_range() description for mode details
701  *
702  * Return:
703  * 0 on success, -errno on failure.
704  */
705 int __init_memblock memblock_add_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
706                                       int nid, enum memblock_flags flags)
707 {
708         phys_addr_t end = base + size - 1;
709
710         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] nid=%d flags=%x %pS\n", __func__,
711                      &base, &end, nid, flags, (void *)_RET_IP_);
712
713         return memblock_add_range(&memblock.memory, base, size, nid, flags);
714 }
715
716 /**
717  * memblock_add - add new memblock region
718  * @base: base address of the new region
719  * @size: size of the new region
720  *
721  * Add new memblock region [@base, @base + @size) to the "memory"
722  * type. See memblock_add_range() description for mode details
723  *
724  * Return:
725  * 0 on success, -errno on failure.
726  */
727 int __init_memblock memblock_add(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
728 {
729         phys_addr_t end = base + size - 1;
730
731         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
732                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
733
734         return memblock_add_range(&memblock.memory, base, size, MAX_NUMNODES, 0);
735 }
736
737 /**
738  * memblock_isolate_range - isolate given range into disjoint memblocks
739  * @type: memblock type to isolate range for
740  * @base: base of range to isolate
741  * @size: size of range to isolate
742  * @start_rgn: out parameter for the start of isolated region
743  * @end_rgn: out parameter for the end of isolated region
744  *
745  * Walk @type and ensure that regions don't cross the boundaries defined by
746  * [@base, @base + @size).  Crossing regions are split at the boundaries,
747  * which may create at most two more regions.  The index of the first
748  * region inside the range is returned in *@start_rgn and end in *@end_rgn.
749  *
750  * Return:
751  * 0 on success, -errno on failure.
752  */
753 static int __init_memblock memblock_isolate_range(struct memblock_type *type,
754                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size,
755                                         int *start_rgn, int *end_rgn)
756 {
757         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
758         int idx;
759         struct memblock_region *rgn;
760
761         *start_rgn = *end_rgn = 0;
762
763         if (!size)
764                 return 0;
765
766         /* we'll create at most two more regions */
767         while (type->cnt + 2 > type->max)
768                 if (memblock_double_array(type, base, size) < 0)
769                         return -ENOMEM;
770
771         for_each_memblock_type(idx, type, rgn) {
772                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
773                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
774
775                 if (rbase >= end)
776                         break;
777                 if (rend <= base)
778                         continue;
779
780                 if (rbase < base) {
781                         /*
782                          * @rgn intersects from below.  Split and continue
783                          * to process the next region - the new top half.
784                          */
785                         rgn->base = base;
786                         rgn->size -= base - rbase;
787                         type->total_size -= base - rbase;
788                         memblock_insert_region(type, idx, rbase, base - rbase,
789                                                memblock_get_region_node(rgn),
790                                                rgn->flags);
791                 } else if (rend > end) {
792                         /*
793                          * @rgn intersects from above.  Split and redo the
794                          * current region - the new bottom half.
795                          */
796                         rgn->base = end;
797                         rgn->size -= end - rbase;
798                         type->total_size -= end - rbase;
799                         memblock_insert_region(type, idx--, rbase, end - rbase,
800                                                memblock_get_region_node(rgn),
801                                                rgn->flags);
802                 } else {
803                         /* @rgn is fully contained, record it */
804                         if (!*end_rgn)
805                                 *start_rgn = idx;
806                         *end_rgn = idx + 1;
807                 }
808         }
809
810         return 0;
811 }
812
813 static int __init_memblock memblock_remove_range(struct memblock_type *type,
814                                           phys_addr_t base, phys_addr_t size)
815 {
816         int start_rgn, end_rgn;
817         int i, ret;
818
819         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
820         if (ret)
821                 return ret;
822
823         for (i = end_rgn - 1; i >= start_rgn; i--)
824                 memblock_remove_region(type, i);
825         return 0;
826 }
827
828 int __init_memblock memblock_remove(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
829 {
830         phys_addr_t end = base + size - 1;
831
832         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
833                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
834
835         return memblock_remove_range(&memblock.memory, base, size);
836 }
837
838 /**
839  * memblock_free - free boot memory allocation
840  * @ptr: starting address of the  boot memory allocation
841  * @size: size of the boot memory block in bytes
842  *
843  * Free boot memory block previously allocated by memblock_alloc_xx() API.
844  * The freeing memory will not be released to the buddy allocator.
845  */
846 void __init_memblock memblock_free(void *ptr, size_t size)
847 {
848         if (ptr)
849                 memblock_phys_free(__pa(ptr), size);
850 }
851
852 /**
853  * memblock_phys_free - free boot memory block
854  * @base: phys starting address of the  boot memory block
855  * @size: size of the boot memory block in bytes
856  *
857  * Free boot memory block previously allocated by memblock_phys_alloc_xx() API.
858  * The freeing memory will not be released to the buddy allocator.
859  */
860 int __init_memblock memblock_phys_free(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
861 {
862         phys_addr_t end = base + size - 1;
863
864         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
865                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
866
867         kmemleak_free_part_phys(base, size);
868         return memblock_remove_range(&memblock.reserved, base, size);
869 }
870
871 int __init_memblock memblock_reserve(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
872 {
873         phys_addr_t end = base + size - 1;
874
875         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
876                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
877
878         return memblock_add_range(&memblock.reserved, base, size, MAX_NUMNODES, 0);
879 }
880
881 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
882 int __init_memblock memblock_physmem_add(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
883 {
884         phys_addr_t end = base + size - 1;
885
886         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
887                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
888
889         return memblock_add_range(&physmem, base, size, MAX_NUMNODES, 0);
890 }
891 #endif
892
893 /**
894  * memblock_setclr_flag - set or clear flag for a memory region
895  * @base: base address of the region
896  * @size: size of the region
897  * @set: set or clear the flag
898  * @flag: the flag to update
899  *
900  * This function isolates region [@base, @base + @size), and sets/clears flag
901  *
902  * Return: 0 on success, -errno on failure.
903  */
904 static int __init_memblock memblock_setclr_flag(phys_addr_t base,
905                                 phys_addr_t size, int set, int flag)
906 {
907         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
908         int i, ret, start_rgn, end_rgn;
909
910         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
911         if (ret)
912                 return ret;
913
914         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++) {
915                 struct memblock_region *r = &type->regions[i];
916
917                 if (set)
918                         r->flags |= flag;
919                 else
920                         r->flags &= ~flag;
921         }
922
923         memblock_merge_regions(type, start_rgn, end_rgn);
924         return 0;
925 }
926
927 /**
928  * memblock_mark_hotplug - Mark hotpluggable memory with flag MEMBLOCK_HOTPLUG.
929  * @base: the base phys addr of the region
930  * @size: the size of the region
931  *
932  * Return: 0 on success, -errno on failure.
933  */
934 int __init_memblock memblock_mark_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
935 {
936         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_HOTPLUG);
937 }
938
939 /**
940  * memblock_clear_hotplug - Clear flag MEMBLOCK_HOTPLUG for a specified region.
941  * @base: the base phys addr of the region
942  * @size: the size of the region
943  *
944  * Return: 0 on success, -errno on failure.
945  */
946 int __init_memblock memblock_clear_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
947 {
948         return memblock_setclr_flag(base, size, 0, MEMBLOCK_HOTPLUG);
949 }
950
951 /**
952  * memblock_mark_mirror - Mark mirrored memory with flag MEMBLOCK_MIRROR.
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_mark_mirror(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
959 {
960         if (!mirrored_kernelcore)
961                 return 0;
962
963         system_has_some_mirror = true;
964
965         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_MIRROR);
966 }
967
968 /**
969  * memblock_mark_nomap - Mark a memory region with flag MEMBLOCK_NOMAP.
970  * @base: the base phys addr of the region
971  * @size: the size of the region
972  *
973  * The memory regions marked with %MEMBLOCK_NOMAP will not be added to the
974  * direct mapping of the physical memory. These regions will still be
975  * covered by the memory map. The struct page representing NOMAP memory
976  * frames in the memory map will be PageReserved()
977  *
978  * Note: if the memory being marked %MEMBLOCK_NOMAP was allocated from
979  * memblock, the caller must inform kmemleak to ignore that memory
980  *
981  * Return: 0 on success, -errno on failure.
982  */
983 int __init_memblock memblock_mark_nomap(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
984 {
985         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_NOMAP);
986 }
987
988 /**
989  * memblock_clear_nomap - Clear flag MEMBLOCK_NOMAP for a specified region.
990  * @base: the base phys addr of the region
991  * @size: the size of the region
992  *
993  * Return: 0 on success, -errno on failure.
994  */
995 int __init_memblock memblock_clear_nomap(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
996 {
997         return memblock_setclr_flag(base, size, 0, MEMBLOCK_NOMAP);
998 }
999
1000 static bool should_skip_region(struct memblock_type *type,
1001                                struct memblock_region *m,
1002                                int nid, int flags)
1003 {
1004         int m_nid = memblock_get_region_node(m);
1005
1006         /* we never skip regions when iterating memblock.reserved or physmem */
1007         if (type != memblock_memory)
1008                 return false;
1009
1010         /* only memory regions are associated with nodes, check it */
1011         if (nid != NUMA_NO_NODE && nid != m_nid)
1012                 return true;
1013
1014         /* skip hotpluggable memory regions if needed */
1015         if (movable_node_is_enabled() && memblock_is_hotpluggable(m) &&
1016             !(flags & MEMBLOCK_HOTPLUG))
1017                 return true;
1018
1019         /* if we want mirror memory skip non-mirror memory regions */
1020         if ((flags & MEMBLOCK_MIRROR) && !memblock_is_mirror(m))
1021                 return true;
1022
1023         /* skip nomap memory unless we were asked for it explicitly */
1024         if (!(flags & MEMBLOCK_NOMAP) && memblock_is_nomap(m))
1025                 return true;
1026
1027         /* skip driver-managed memory unless we were asked for it explicitly */
1028         if (!(flags & MEMBLOCK_DRIVER_MANAGED) && memblock_is_driver_managed(m))
1029                 return true;
1030
1031         return false;
1032 }
1033
1034 /**
1035  * __next_mem_range - next function for for_each_free_mem_range() etc.
1036  * @idx: pointer to u64 loop variable
1037  * @nid: node selector, %NUMA_NO_NODE for all nodes
1038  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
1039  * @type_a: pointer to memblock_type from where the range is taken
1040  * @type_b: pointer to memblock_type which excludes memory from being taken
1041  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
1042  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
1043  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
1044  *
1045  * Find the first area from *@idx which matches @nid, fill the out
1046  * parameters, and update *@idx for the next iteration.  The lower 32bit of
1047  * *@idx contains index into type_a and the upper 32bit indexes the
1048  * areas before each region in type_b.  For example, if type_b regions
1049  * look like the following,
1050  *
1051  *      0:[0-16), 1:[32-48), 2:[128-130)
1052  *
1053  * The upper 32bit indexes the following regions.
1054  *
1055  *      0:[0-0), 1:[16-32), 2:[48-128), 3:[130-MAX)
1056  *
1057  * As both region arrays are sorted, the function advances the two indices
1058  * in lockstep and returns each intersection.
1059  */
1060 void __next_mem_range(u64 *idx, int nid, enum memblock_flags flags,
1061                       struct memblock_type *type_a,
1062                       struct memblock_type *type_b, phys_addr_t *out_start,
1063                       phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
1064 {
1065         int idx_a = *idx & 0xffffffff;
1066         int idx_b = *idx >> 32;
1067
1068         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES,
1069         "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
1070                 nid = NUMA_NO_NODE;
1071
1072         for (; idx_a < type_a->cnt; idx_a++) {
1073                 struct memblock_region *m = &type_a->regions[idx_a];
1074
1075                 phys_addr_t m_start = m->base;
1076                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
1077                 int         m_nid = memblock_get_region_node(m);
1078
1079                 if (should_skip_region(type_a, m, nid, flags))
1080                         continue;
1081
1082                 if (!type_b) {
1083                         if (out_start)
1084                                 *out_start = m_start;
1085                         if (out_end)
1086                                 *out_end = m_end;
1087                         if (out_nid)
1088                                 *out_nid = m_nid;
1089                         idx_a++;
1090                         *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1091                         return;
1092                 }
1093
1094                 /* scan areas before each reservation */
1095                 for (; idx_b < type_b->cnt + 1; idx_b++) {
1096                         struct memblock_region *r;
1097                         phys_addr_t r_start;
1098                         phys_addr_t r_end;
1099
1100                         r = &type_b->regions[idx_b];
1101                         r_start = idx_b ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
1102                         r_end = idx_b < type_b->cnt ?
1103                                 r->base : PHYS_ADDR_MAX;
1104
1105                         /*
1106                          * if idx_b advanced past idx_a,
1107                          * break out to advance idx_a
1108                          */
1109                         if (r_start >= m_end)
1110                                 break;
1111                         /* if the two regions intersect, we're done */
1112                         if (m_start < r_end) {
1113                                 if (out_start)
1114                                         *out_start =
1115                                                 max(m_start, r_start);
1116                                 if (out_end)
1117                                         *out_end = min(m_end, r_end);
1118                                 if (out_nid)
1119                                         *out_nid = m_nid;
1120                                 /*
1121                                  * The region which ends first is
1122                                  * advanced for the next iteration.
1123                                  */
1124                                 if (m_end <= r_end)
1125                                         idx_a++;
1126                                 else
1127                                         idx_b++;
1128                                 *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1129                                 return;
1130                         }
1131                 }
1132         }
1133
1134         /* signal end of iteration */
1135         *idx = ULLONG_MAX;
1136 }
1137
1138 /**
1139  * __next_mem_range_rev - generic next function for for_each_*_range_rev()
1140  *
1141  * @idx: pointer to u64 loop variable
1142  * @nid: node selector, %NUMA_NO_NODE for all nodes
1143  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
1144  * @type_a: pointer to memblock_type from where the range is taken
1145  * @type_b: pointer to memblock_type which excludes memory from being taken
1146  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
1147  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
1148  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
1149  *
1150  * Finds the next range from type_a which is not marked as unsuitable
1151  * in type_b.
1152  *
1153  * Reverse of __next_mem_range().
1154  */
1155 void __init_memblock __next_mem_range_rev(u64 *idx, int nid,
1156                                           enum memblock_flags flags,
1157                                           struct memblock_type *type_a,
1158                                           struct memblock_type *type_b,
1159                                           phys_addr_t *out_start,
1160                                           phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
1161 {
1162         int idx_a = *idx & 0xffffffff;
1163         int idx_b = *idx >> 32;
1164
1165         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES, "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
1166                 nid = NUMA_NO_NODE;
1167
1168         if (*idx == (u64)ULLONG_MAX) {
1169                 idx_a = type_a->cnt - 1;
1170                 if (type_b != NULL)
1171                         idx_b = type_b->cnt;
1172                 else
1173                         idx_b = 0;
1174         }
1175
1176         for (; idx_a >= 0; idx_a--) {
1177                 struct memblock_region *m = &type_a->regions[idx_a];
1178
1179                 phys_addr_t m_start = m->base;
1180                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
1181                 int m_nid = memblock_get_region_node(m);
1182
1183                 if (should_skip_region(type_a, m, nid, flags))
1184                         continue;
1185
1186                 if (!type_b) {
1187                         if (out_start)
1188                                 *out_start = m_start;
1189                         if (out_end)
1190                                 *out_end = m_end;
1191                         if (out_nid)
1192                                 *out_nid = m_nid;
1193                         idx_a--;
1194                         *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1195                         return;
1196                 }
1197
1198                 /* scan areas before each reservation */
1199                 for (; idx_b >= 0; idx_b--) {
1200                         struct memblock_region *r;
1201                         phys_addr_t r_start;
1202                         phys_addr_t r_end;
1203
1204                         r = &type_b->regions[idx_b];
1205                         r_start = idx_b ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
1206                         r_end = idx_b < type_b->cnt ?
1207                                 r->base : PHYS_ADDR_MAX;
1208                         /*
1209                          * if idx_b advanced past idx_a,
1210                          * break out to advance idx_a
1211                          */
1212
1213                         if (r_end <= m_start)
1214                                 break;
1215                         /* if the two regions intersect, we're done */
1216                         if (m_end > r_start) {
1217                                 if (out_start)
1218                                         *out_start = max(m_start, r_start);
1219                                 if (out_end)
1220                                         *out_end = min(m_end, r_end);
1221                                 if (out_nid)
1222                                         *out_nid = m_nid;
1223                                 if (m_start >= r_start)
1224                                         idx_a--;
1225                                 else
1226                                         idx_b--;
1227                                 *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1228                                 return;
1229                         }
1230                 }
1231         }
1232         /* signal end of iteration */
1233         *idx = ULLONG_MAX;
1234 }
1235
1236 /*
1237  * Common iterator interface used to define for_each_mem_pfn_range().
1238  */
1239 void __init_memblock __next_mem_pfn_range(int *idx, int nid,
1240                                 unsigned long *out_start_pfn,
1241                                 unsigned long *out_end_pfn, int *out_nid)
1242 {
1243         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
1244         struct memblock_region *r;
1245         int r_nid;
1246
1247         while (++*idx < type->cnt) {
1248                 r = &type->regions[*idx];
1249                 r_nid = memblock_get_region_node(r);
1250
1251                 if (PFN_UP(r->base) >= PFN_DOWN(r->base + r->size))
1252                         continue;
1253                 if (nid == MAX_NUMNODES || nid == r_nid)
1254                         break;
1255         }
1256         if (*idx >= type->cnt) {
1257                 *idx = -1;
1258                 return;
1259         }
1260
1261         if (out_start_pfn)
1262                 *out_start_pfn = PFN_UP(r->base);
1263         if (out_end_pfn)
1264                 *out_end_pfn = PFN_DOWN(r->base + r->size);
1265         if (out_nid)
1266                 *out_nid = r_nid;
1267 }
1268
1269 /**
1270  * memblock_set_node - set node ID on memblock regions
1271  * @base: base of area to set node ID for
1272  * @size: size of area to set node ID for
1273  * @type: memblock type to set node ID for
1274  * @nid: node ID to set
1275  *
1276  * Set the nid of memblock @type regions in [@base, @base + @size) to @nid.
1277  * Regions which cross the area boundaries are split as necessary.
1278  *
1279  * Return:
1280  * 0 on success, -errno on failure.
1281  */
1282 int __init_memblock memblock_set_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
1283                                       struct memblock_type *type, int nid)
1284 {
1285 #ifdef CONFIG_NUMA
1286         int start_rgn, end_rgn;
1287         int i, ret;
1288
1289         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
1290         if (ret)
1291                 return ret;
1292
1293         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++)
1294                 memblock_set_region_node(&type->regions[i], nid);
1295
1296         memblock_merge_regions(type, start_rgn, end_rgn);
1297 #endif
1298         return 0;
1299 }
1300
1301 #ifdef CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT
1302 /**
1303  * __next_mem_pfn_range_in_zone - iterator for for_each_*_range_in_zone()
1304  *
1305  * @idx: pointer to u64 loop variable
1306  * @zone: zone in which all of the memory blocks reside
1307  * @out_spfn: ptr to ulong for start pfn of the range, can be %NULL
1308  * @out_epfn: ptr to ulong for end pfn of the range, can be %NULL
1309  *
1310  * This function is meant to be a zone/pfn specific wrapper for the
1311  * for_each_mem_range type iterators. Specifically they are used in the
1312  * deferred memory init routines and as such we were duplicating much of
1313  * this logic throughout the code. So instead of having it in multiple
1314  * locations it seemed like it would make more sense to centralize this to
1315  * one new iterator that does everything they need.
1316  */
1317 void __init_memblock
1318 __next_mem_pfn_range_in_zone(u64 *idx, struct zone *zone,
1319                              unsigned long *out_spfn, unsigned long *out_epfn)
1320 {
1321         int zone_nid = zone_to_nid(zone);
1322         phys_addr_t spa, epa;
1323
1324         __next_mem_range(idx, zone_nid, MEMBLOCK_NONE,
1325                          &memblock.memory, &memblock.reserved,
1326                          &spa, &epa, NULL);
1327
1328         while (*idx != U64_MAX) {
1329                 unsigned long epfn = PFN_DOWN(epa);
1330                 unsigned long spfn = PFN_UP(spa);
1331
1332                 /*
1333                  * Verify the end is at least past the start of the zone and
1334                  * that we have at least one PFN to initialize.
1335                  */
1336                 if (zone->zone_start_pfn < epfn && spfn < epfn) {
1337                         /* if we went too far just stop searching */
1338                         if (zone_end_pfn(zone) <= spfn) {
1339                                 *idx = U64_MAX;
1340                                 break;
1341                         }
1342
1343                         if (out_spfn)
1344                                 *out_spfn = max(zone->zone_start_pfn, spfn);
1345                         if (out_epfn)
1346                                 *out_epfn = min(zone_end_pfn(zone), epfn);
1347
1348                         return;
1349                 }
1350
1351                 __next_mem_range(idx, zone_nid, MEMBLOCK_NONE,
1352                                  &memblock.memory, &memblock.reserved,
1353                                  &spa, &epa, NULL);
1354         }
1355
1356         /* signal end of iteration */
1357         if (out_spfn)
1358                 *out_spfn = ULONG_MAX;
1359         if (out_epfn)
1360                 *out_epfn = 0;
1361 }
1362
1363 #endif /* CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT */
1364
1365 /**
1366  * memblock_alloc_range_nid - allocate boot memory block
1367  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1368  * @align: alignment of the region and block's size
1369  * @start: the lower bound of the memory region to allocate (phys address)
1370  * @end: the upper bound of the memory region to allocate (phys address)
1371  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1372  * @exact_nid: control the allocation fall back to other nodes
1373  *
1374  * The allocation is performed from memory region limited by
1375  * memblock.current_limit if @end == %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE.
1376  *
1377  * If the specified node can not hold the requested memory and @exact_nid
1378  * is false, the allocation falls back to any node in the system.
1379  *
1380  * For systems with memory mirroring, the allocation is attempted first
1381  * from the regions with mirroring enabled and then retried from any
1382  * memory region.
1383  *
1384  * In addition, function using kmemleak_alloc_phys for allocated boot
1385  * memory block, it is never reported as leaks.
1386  *
1387  * Return:
1388  * Physical address of allocated memory block on success, %0 on failure.
1389  */
1390 phys_addr_t __init memblock_alloc_range_nid(phys_addr_t size,
1391                                         phys_addr_t align, phys_addr_t start,
1392                                         phys_addr_t end, int nid,
1393                                         bool exact_nid)
1394 {
1395         enum memblock_flags flags = choose_memblock_flags();
1396         phys_addr_t found;
1397
1398         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES, "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
1399                 nid = NUMA_NO_NODE;
1400
1401         if (!align) {
1402                 /* Can't use WARNs this early in boot on powerpc */
1403                 dump_stack();
1404                 align = SMP_CACHE_BYTES;
1405         }
1406
1407 again:
1408         found = memblock_find_in_range_node(size, align, start, end, nid,
1409                                             flags);
1410         if (found && !memblock_reserve(found, size))
1411                 goto done;
1412
1413         if (nid != NUMA_NO_NODE && !exact_nid) {
1414                 found = memblock_find_in_range_node(size, align, start,
1415                                                     end, NUMA_NO_NODE,
1416                                                     flags);
1417                 if (found && !memblock_reserve(found, size))
1418                         goto done;
1419         }
1420
1421         if (flags & MEMBLOCK_MIRROR) {
1422                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
1423                 pr_warn_ratelimited("Could not allocate %pap bytes of mirrored memory\n",
1424                         &size);
1425                 goto again;
1426         }
1427
1428         return 0;
1429
1430 done:
1431         /*
1432          * Skip kmemleak for those places like kasan_init() and
1433          * early_pgtable_alloc() due to high volume.
1434          */
1435         if (end != MEMBLOCK_ALLOC_NOLEAKTRACE)
1436                 /*
1437                  * Memblock allocated blocks are never reported as
1438                  * leaks. This is because many of these blocks are
1439                  * only referred via the physical address which is
1440                  * not looked up by kmemleak.
1441                  */
1442                 kmemleak_alloc_phys(found, size, 0);
1443
1444         /*
1445          * Some Virtual Machine platforms, such as Intel TDX or AMD SEV-SNP,
1446          * require memory to be accepted before it can be used by the
1447          * guest.
1448          *
1449          * Accept the memory of the allocated buffer.
1450          */
1451         accept_memory(found, found + size);
1452
1453         return found;
1454 }
1455
1456 /**
1457  * memblock_phys_alloc_range - allocate a memory block inside specified range
1458  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1459  * @align: alignment of the region and block's size
1460  * @start: the lower bound of the memory region to allocate (physical address)
1461  * @end: the upper bound of the memory region to allocate (physical address)
1462  *
1463  * Allocate @size bytes in the between @start and @end.
1464  *
1465  * Return: physical address of the allocated memory block on success,
1466  * %0 on failure.
1467  */
1468 phys_addr_t __init memblock_phys_alloc_range(phys_addr_t size,
1469                                              phys_addr_t align,
1470                                              phys_addr_t start,
1471                                              phys_addr_t end)
1472 {
1473         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx from=%pa max_addr=%pa %pS\n",
1474                      __func__, (u64)size, (u64)align, &start, &end,
1475                      (void *)_RET_IP_);
1476         return memblock_alloc_range_nid(size, align, start, end, NUMA_NO_NODE,
1477                                         false);
1478 }
1479
1480 /**
1481  * memblock_phys_alloc_try_nid - allocate a memory block from specified NUMA node
1482  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1483  * @align: alignment of the region and block's size
1484  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1485  *
1486  * Allocates memory block from the specified NUMA node. If the node
1487  * has no available memory, attempts to allocated from any node in the
1488  * system.
1489  *
1490  * Return: physical address of the allocated memory block on success,
1491  * %0 on failure.
1492  */
1493 phys_addr_t __init memblock_phys_alloc_try_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
1494 {
1495         return memblock_alloc_range_nid(size, align, 0,
1496                                         MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE, nid, false);
1497 }
1498
1499 /**
1500  * memblock_alloc_internal - allocate boot memory block
1501  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1502  * @align: alignment of the region and block's size
1503  * @min_addr: the lower bound of the memory region to allocate (phys address)
1504  * @max_addr: the upper bound of the memory region to allocate (phys address)
1505  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1506  * @exact_nid: control the allocation fall back to other nodes
1507  *
1508  * Allocates memory block using memblock_alloc_range_nid() and
1509  * converts the returned physical address to virtual.
1510  *
1511  * The @min_addr limit is dropped if it can not be satisfied and the allocation
1512  * will fall back to memory below @min_addr. Other constraints, such
1513  * as node and mirrored memory will be handled again in
1514  * memblock_alloc_range_nid().
1515  *
1516  * Return:
1517  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1518  */
1519 static void * __init memblock_alloc_internal(
1520                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1521                                 phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1522                                 int nid, bool exact_nid)
1523 {
1524         phys_addr_t alloc;
1525
1526         /*
1527          * Detect any accidental use of these APIs after slab is ready, as at
1528          * this moment memblock may be deinitialized already and its
1529          * internal data may be destroyed (after execution of memblock_free_all)
1530          */
1531         if (WARN_ON_ONCE(slab_is_available()))
1532                 return kzalloc_node(size, GFP_NOWAIT, nid);
1533
1534         if (max_addr > memblock.current_limit)
1535                 max_addr = memblock.current_limit;
1536
1537         alloc = memblock_alloc_range_nid(size, align, min_addr, max_addr, nid,
1538                                         exact_nid);
1539
1540         /* retry allocation without lower limit */
1541         if (!alloc && min_addr)
1542                 alloc = memblock_alloc_range_nid(size, align, 0, max_addr, nid,
1543                                                 exact_nid);
1544
1545         if (!alloc)
1546                 return NULL;
1547
1548         return phys_to_virt(alloc);
1549 }
1550
1551 /**
1552  * memblock_alloc_exact_nid_raw - allocate boot memory block on the exact node
1553  * without zeroing memory
1554  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1555  * @align: alignment of the region and block's size
1556  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1557  *        is preferred (phys address)
1558  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1559  *            is preferred (phys address), or %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE to
1560  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1561  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1562  *
1563  * Public function, provides additional debug information (including caller
1564  * info), if enabled. Does not zero allocated memory.
1565  *
1566  * Return:
1567  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1568  */
1569 void * __init memblock_alloc_exact_nid_raw(
1570                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1571                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1572                         int nid)
1573 {
1574         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=%pa max_addr=%pa %pS\n",
1575                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, &min_addr,
1576                      &max_addr, (void *)_RET_IP_);
1577
1578         return memblock_alloc_internal(size, align, min_addr, max_addr, nid,
1579                                        true);
1580 }
1581
1582 /**
1583  * memblock_alloc_try_nid_raw - allocate boot memory block without zeroing
1584  * memory and without panicking
1585  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1586  * @align: alignment of the region and block's size
1587  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1588  *        is preferred (phys address)
1589  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1590  *            is preferred (phys address), or %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE to
1591  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1592  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1593  *
1594  * Public function, provides additional debug information (including caller
1595  * info), if enabled. Does not zero allocated memory, does not panic if request
1596  * cannot be satisfied.
1597  *
1598  * Return:
1599  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1600  */
1601 void * __init memblock_alloc_try_nid_raw(
1602                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1603                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1604                         int nid)
1605 {
1606         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=%pa max_addr=%pa %pS\n",
1607                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, &min_addr,
1608                      &max_addr, (void *)_RET_IP_);
1609
1610         return memblock_alloc_internal(size, align, min_addr, max_addr, nid,
1611                                        false);
1612 }
1613
1614 /**
1615  * memblock_alloc_try_nid - allocate boot memory block
1616  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1617  * @align: alignment of the region and block's size
1618  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1619  *        is preferred (phys address)
1620  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1621  *            is preferred (phys address), or %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE to
1622  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1623  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1624  *
1625  * Public function, provides additional debug information (including caller
1626  * info), if enabled. This function zeroes the allocated memory.
1627  *
1628  * Return:
1629  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1630  */
1631 void * __init memblock_alloc_try_nid(
1632                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1633                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1634                         int nid)
1635 {
1636         void *ptr;
1637
1638         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=%pa max_addr=%pa %pS\n",
1639                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, &min_addr,
1640                      &max_addr, (void *)_RET_IP_);
1641         ptr = memblock_alloc_internal(size, align,
1642                                            min_addr, max_addr, nid, false);
1643         if (ptr)
1644                 memset(ptr, 0, size);
1645
1646         return ptr;
1647 }
1648
1649 /**
1650  * memblock_free_late - free pages directly to buddy allocator
1651  * @base: phys starting address of the  boot memory block
1652  * @size: size of the boot memory block in bytes
1653  *
1654  * This is only useful when the memblock allocator has already been torn
1655  * down, but we are still initializing the system.  Pages are released directly
1656  * to the buddy allocator.
1657  */
1658 void __init memblock_free_late(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1659 {
1660         phys_addr_t cursor, end;
1661
1662         end = base + size - 1;
1663         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n",
1664                      __func__, &base, &end, (void *)_RET_IP_);
1665         kmemleak_free_part_phys(base, size);
1666         cursor = PFN_UP(base);
1667         end = PFN_DOWN(base + size);
1668
1669         for (; cursor < end; cursor++) {
1670                 memblock_free_pages(pfn_to_page(cursor), cursor, 0);
1671                 totalram_pages_inc();
1672         }
1673 }
1674
1675 /*
1676  * Remaining API functions
1677  */
1678
1679 phys_addr_t __init_memblock memblock_phys_mem_size(void)
1680 {
1681         return memblock.memory.total_size;
1682 }
1683
1684 phys_addr_t __init_memblock memblock_reserved_size(void)
1685 {
1686         return memblock.reserved.total_size;
1687 }
1688
1689 /* lowest address */
1690 phys_addr_t __init_memblock memblock_start_of_DRAM(void)
1691 {
1692         return memblock.memory.regions[0].base;
1693 }
1694
1695 phys_addr_t __init_memblock memblock_end_of_DRAM(void)
1696 {
1697         int idx = memblock.memory.cnt - 1;
1698
1699         return (memblock.memory.regions[idx].base + memblock.memory.regions[idx].size);
1700 }
1701
1702 static phys_addr_t __init_memblock __find_max_addr(phys_addr_t limit)
1703 {
1704         phys_addr_t max_addr = PHYS_ADDR_MAX;
1705         struct memblock_region *r;
1706
1707         /*
1708          * translate the memory @limit size into the max address within one of
1709          * the memory memblock regions, if the @limit exceeds the total size
1710          * of those regions, max_addr will keep original value PHYS_ADDR_MAX
1711          */
1712         for_each_mem_region(r) {
1713                 if (limit <= r->size) {
1714                         max_addr = r->base + limit;
1715                         break;
1716                 }
1717                 limit -= r->size;
1718         }
1719
1720         return max_addr;
1721 }
1722
1723 void __init memblock_enforce_memory_limit(phys_addr_t limit)
1724 {
1725         phys_addr_t max_addr;
1726
1727         if (!limit)
1728                 return;
1729
1730         max_addr = __find_max_addr(limit);
1731
1732         /* @limit exceeds the total size of the memory, do nothing */
1733         if (max_addr == PHYS_ADDR_MAX)
1734                 return;
1735
1736         /* truncate both memory and reserved regions */
1737         memblock_remove_range(&memblock.memory, max_addr,
1738                               PHYS_ADDR_MAX);
1739         memblock_remove_range(&memblock.reserved, max_addr,
1740                               PHYS_ADDR_MAX);
1741 }
1742
1743 void __init memblock_cap_memory_range(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1744 {
1745         int start_rgn, end_rgn;
1746         int i, ret;
1747
1748         if (!size)
1749                 return;
1750
1751         if (!memblock_memory->total_size) {
1752                 pr_warn("%s: No memory registered yet\n", __func__);
1753                 return;
1754         }
1755
1756         ret = memblock_isolate_range(&memblock.memory, base, size,
1757                                                 &start_rgn, &end_rgn);
1758         if (ret)
1759                 return;
1760
1761         /* remove all the MAP regions */
1762         for (i = memblock.memory.cnt - 1; i >= end_rgn; i--)
1763                 if (!memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]))
1764                         memblock_remove_region(&memblock.memory, i);
1765
1766         for (i = start_rgn - 1; i >= 0; i--)
1767                 if (!memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]))
1768                         memblock_remove_region(&memblock.memory, i);
1769
1770         /* truncate the reserved regions */
1771         memblock_remove_range(&memblock.reserved, 0, base);
1772         memblock_remove_range(&memblock.reserved,
1773                         base + size, PHYS_ADDR_MAX);
1774 }
1775
1776 void __init memblock_mem_limit_remove_map(phys_addr_t limit)
1777 {
1778         phys_addr_t max_addr;
1779
1780         if (!limit)
1781                 return;
1782
1783         max_addr = __find_max_addr(limit);
1784
1785         /* @limit exceeds the total size of the memory, do nothing */
1786         if (max_addr == PHYS_ADDR_MAX)
1787                 return;
1788
1789         memblock_cap_memory_range(0, max_addr);
1790 }
1791
1792 static int __init_memblock memblock_search(struct memblock_type *type, phys_addr_t addr)
1793 {
1794         unsigned int left = 0, right = type->cnt;
1795
1796         do {
1797                 unsigned int mid = (right + left) / 2;
1798
1799                 if (addr < type->regions[mid].base)
1800                         right = mid;
1801                 else if (addr >= (type->regions[mid].base +
1802                                   type->regions[mid].size))
1803                         left = mid + 1;
1804                 else
1805                         return mid;
1806         } while (left < right);
1807         return -1;
1808 }
1809
1810 bool __init_memblock memblock_is_reserved(phys_addr_t addr)
1811 {
1812         return memblock_search(&memblock.reserved, addr) != -1;
1813 }
1814
1815 bool __init_memblock memblock_is_memory(phys_addr_t addr)
1816 {
1817         return memblock_search(&memblock.memory, addr) != -1;
1818 }
1819
1820 bool __init_memblock memblock_is_map_memory(phys_addr_t addr)
1821 {
1822         int i = memblock_search(&memblock.memory, addr);
1823
1824         if (i == -1)
1825                 return false;
1826         return !memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]);
1827 }
1828
1829 int __init_memblock memblock_search_pfn_nid(unsigned long pfn,
1830                          unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
1831 {
1832         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
1833         int mid = memblock_search(type, PFN_PHYS(pfn));
1834
1835         if (mid == -1)
1836                 return -1;
1837
1838         *start_pfn = PFN_DOWN(type->regions[mid].base);
1839         *end_pfn = PFN_DOWN(type->regions[mid].base + type->regions[mid].size);
1840
1841         return memblock_get_region_node(&type->regions[mid]);
1842 }
1843
1844 /**
1845  * memblock_is_region_memory - check if a region is a subset of memory
1846  * @base: base of region to check
1847  * @size: size of region to check
1848  *
1849  * Check if the region [@base, @base + @size) is a subset of a memory block.
1850  *
1851  * Return:
1852  * 0 if false, non-zero if true
1853  */
1854 bool __init_memblock memblock_is_region_memory(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1855 {
1856         int idx = memblock_search(&memblock.memory, base);
1857         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
1858
1859         if (idx == -1)
1860                 return false;
1861         return (memblock.memory.regions[idx].base +
1862                  memblock.memory.regions[idx].size) >= end;
1863 }
1864
1865 /**
1866  * memblock_is_region_reserved - check if a region intersects reserved memory
1867  * @base: base of region to check
1868  * @size: size of region to check
1869  *
1870  * Check if the region [@base, @base + @size) intersects a reserved
1871  * memory block.
1872  *
1873  * Return:
1874  * True if they intersect, false if not.
1875  */
1876 bool __init_memblock memblock_is_region_reserved(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1877 {
1878         return memblock_overlaps_region(&memblock.reserved, base, size);
1879 }
1880
1881 void __init_memblock memblock_trim_memory(phys_addr_t align)
1882 {
1883         phys_addr_t start, end, orig_start, orig_end;
1884         struct memblock_region *r;
1885
1886         for_each_mem_region(r) {
1887                 orig_start = r->base;
1888                 orig_end = r->base + r->size;
1889                 start = round_up(orig_start, align);
1890                 end = round_down(orig_end, align);
1891
1892                 if (start == orig_start && end == orig_end)
1893                         continue;
1894
1895                 if (start < end) {
1896                         r->base = start;
1897                         r->size = end - start;
1898                 } else {
1899                         memblock_remove_region(&memblock.memory,
1900                                                r - memblock.memory.regions);
1901                         r--;
1902                 }
1903         }
1904 }
1905
1906 void __init_memblock memblock_set_current_limit(phys_addr_t limit)
1907 {
1908         memblock.current_limit = limit;
1909 }
1910
1911 phys_addr_t __init_memblock memblock_get_current_limit(void)
1912 {
1913         return memblock.current_limit;
1914 }
1915
1916 static void __init_memblock memblock_dump(struct memblock_type *type)
1917 {
1918         phys_addr_t base, end, size;
1919         enum memblock_flags flags;
1920         int idx;
1921         struct memblock_region *rgn;
1922
1923         pr_info(" %s.cnt  = 0x%lx\n", type->name, type->cnt);
1924
1925         for_each_memblock_type(idx, type, rgn) {
1926                 char nid_buf[32] = "";
1927
1928                 base = rgn->base;
1929                 size = rgn->size;
1930                 end = base + size - 1;
1931                 flags = rgn->flags;
1932 #ifdef CONFIG_NUMA
1933                 if (memblock_get_region_node(rgn) != MAX_NUMNODES)
1934                         snprintf(nid_buf, sizeof(nid_buf), " on node %d",
1935                                  memblock_get_region_node(rgn));
1936 #endif
1937                 pr_info(" %s[%#x]\t[%pa-%pa], %pa bytes%s flags: %#x\n",
1938                         type->name, idx, &base, &end, &size, nid_buf, flags);
1939         }
1940 }
1941
1942 static void __init_memblock __memblock_dump_all(void)
1943 {
1944         pr_info("MEMBLOCK configuration:\n");
1945         pr_info(" memory size = %pa reserved size = %pa\n",
1946                 &memblock.memory.total_size,
1947                 &memblock.reserved.total_size);
1948
1949         memblock_dump(&memblock.memory);
1950         memblock_dump(&memblock.reserved);
1951 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
1952         memblock_dump(&physmem);
1953 #endif
1954 }
1955
1956 void __init_memblock memblock_dump_all(void)
1957 {
1958         if (memblock_debug)
1959                 __memblock_dump_all();
1960 }
1961
1962 void __init memblock_allow_resize(void)
1963 {
1964         memblock_can_resize = 1;
1965 }
1966
1967 static int __init early_memblock(char *p)
1968 {
1969         if (p && strstr(p, "debug"))
1970                 memblock_debug = 1;
1971         return 0;
1972 }
1973 early_param("memblock", early_memblock);
1974
1975 static void __init free_memmap(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1976 {
1977         struct page *start_pg, *end_pg;
1978         phys_addr_t pg, pgend;
1979
1980         /*
1981          * Convert start_pfn/end_pfn to a struct page pointer.
1982          */
1983         start_pg = pfn_to_page(start_pfn - 1) + 1;
1984         end_pg = pfn_to_page(end_pfn - 1) + 1;
1985
1986         /*
1987          * Convert to physical addresses, and round start upwards and end
1988          * downwards.
1989          */
1990         pg = PAGE_ALIGN(__pa(start_pg));
1991         pgend = __pa(end_pg) & PAGE_MASK;
1992
1993         /*
1994          * If there are free pages between these, free the section of the
1995          * memmap array.
1996          */
1997         if (pg < pgend)
1998                 memblock_phys_free(pg, pgend - pg);
1999 }
2000
2001 /*
2002  * The mem_map array can get very big.  Free the unused area of the memory map.
2003  */
2004 static void __init free_unused_memmap(void)
2005 {
2006         unsigned long start, end, prev_end = 0;
2007         int i;
2008
2009         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_ARCH_PFN_VALID) ||
2010             IS_ENABLED(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP))
2011                 return;
2012
2013         /*
2014          * This relies on each bank being in address order.
2015          * The banks are sorted previously in bootmem_init().
2016          */
2017         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start, &end, NULL) {
2018 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
2019                 /*
2020                  * Take care not to free memmap entries that don't exist
2021                  * due to SPARSEMEM sections which aren't present.
2022                  */
2023                 start = min(start, ALIGN(prev_end, PAGES_PER_SECTION));
2024 #endif
2025                 /*
2026                  * Align down here since many operations in VM subsystem
2027                  * presume that there are no holes in the memory map inside
2028                  * a pageblock
2029                  */
2030                 start = pageblock_start_pfn(start);
2031
2032                 /*
2033                  * If we had a previous bank, and there is a space
2034                  * between the current bank and the previous, free it.
2035                  */
2036                 if (prev_end && prev_end < start)
2037                         free_memmap(prev_end, start);
2038
2039                 /*
2040                  * Align up here since many operations in VM subsystem
2041                  * presume that there are no holes in the memory map inside
2042                  * a pageblock
2043                  */
2044                 prev_end = pageblock_align(end);
2045         }
2046
2047 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
2048         if (!IS_ALIGNED(prev_end, PAGES_PER_SECTION)) {
2049                 prev_end = pageblock_align(end);
2050                 free_memmap(prev_end, ALIGN(prev_end, PAGES_PER_SECTION));
2051         }
2052 #endif
2053 }
2054
2055 static void __init __free_pages_memory(unsigned long start, unsigned long end)
2056 {
2057         int order;
2058
2059         while (start < end) {
2060                 /*
2061                  * Free the pages in the largest chunks alignment allows.
2062                  *
2063                  * __ffs() behaviour is undefined for 0. start == 0 is
2064                  * MAX_ORDER-aligned, set order to MAX_ORDER for the case.
2065                  */
2066                 if (start)
2067                         order = min_t(int, MAX_ORDER, __ffs(start));
2068                 else
2069                         order = MAX_ORDER;
2070
2071                 while (start + (1UL << order) > end)
2072                         order--;
2073
2074                 memblock_free_pages(pfn_to_page(start), start, order);
2075
2076                 start += (1UL << order);
2077         }
2078 }
2079
2080 static unsigned long __init __free_memory_core(phys_addr_t start,
2081                                  phys_addr_t end)
2082 {
2083         unsigned long start_pfn = PFN_UP(start);
2084         unsigned long end_pfn = min_t(unsigned long,
2085                                       PFN_DOWN(end), max_low_pfn);
2086
2087         if (start_pfn >= end_pfn)
2088                 return 0;
2089
2090         __free_pages_memory(start_pfn, end_pfn);
2091
2092         return end_pfn - start_pfn;
2093 }
2094
2095 static void __init memmap_init_reserved_pages(void)
2096 {
2097         struct memblock_region *region;
2098         phys_addr_t start, end;
2099         int nid;
2100
2101         /*
2102          * set nid on all reserved pages and also treat struct
2103          * pages for the NOMAP regions as PageReserved
2104          */
2105         for_each_mem_region(region) {
2106                 nid = memblock_get_region_node(region);
2107                 start = region->base;
2108                 end = start + region->size;
2109
2110                 if (memblock_is_nomap(region))
2111                         reserve_bootmem_region(start, end, nid);
2112
2113                 memblock_set_node(start, end, &memblock.reserved, nid);
2114         }
2115
2116         /* initialize struct pages for the reserved regions */
2117         for_each_reserved_mem_region(region) {
2118                 nid = memblock_get_region_node(region);
2119                 start = region->base;
2120                 end = start + region->size;
2121
2122                 reserve_bootmem_region(start, end, nid);
2123         }
2124 }
2125
2126 static unsigned long __init free_low_memory_core_early(void)
2127 {
2128         unsigned long count = 0;
2129         phys_addr_t start, end;
2130         u64 i;
2131
2132         memblock_clear_hotplug(0, -1);
2133
2134         memmap_init_reserved_pages();
2135
2136         /*
2137          * We need to use NUMA_NO_NODE instead of NODE_DATA(0)->node_id
2138          *  because in some case like Node0 doesn't have RAM installed
2139          *  low ram will be on Node1
2140          */
2141         for_each_free_mem_range(i, NUMA_NO_NODE, MEMBLOCK_NONE, &start, &end,
2142                                 NULL)
2143                 count += __free_memory_core(start, end);
2144
2145         return count;
2146 }
2147
2148 static int reset_managed_pages_done __initdata;
2149
2150 static void __init reset_node_managed_pages(pg_data_t *pgdat)
2151 {
2152         struct zone *z;
2153
2154         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
2155                 atomic_long_set(&z->managed_pages, 0);
2156 }
2157
2158 void __init reset_all_zones_managed_pages(void)
2159 {
2160         struct pglist_data *pgdat;
2161
2162         if (reset_managed_pages_done)
2163                 return;
2164
2165         for_each_online_pgdat(pgdat)
2166                 reset_node_managed_pages(pgdat);
2167
2168         reset_managed_pages_done = 1;
2169 }
2170
2171 /**
2172  * memblock_free_all - release free pages to the buddy allocator
2173  */
2174 void __init memblock_free_all(void)
2175 {
2176         unsigned long pages;
2177
2178         free_unused_memmap();
2179         reset_all_zones_managed_pages();
2180
2181         pages = free_low_memory_core_early();
2182         totalram_pages_add(pages);
2183 }
2184
2185 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && defined(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK)
2186 static const char * const flagname[] = {
2187         [ilog2(MEMBLOCK_HOTPLUG)] = "HOTPLUG",
2188         [ilog2(MEMBLOCK_MIRROR)] = "MIRROR",
2189         [ilog2(MEMBLOCK_NOMAP)] = "NOMAP",
2190         [ilog2(MEMBLOCK_DRIVER_MANAGED)] = "DRV_MNG",
2191 };
2192
2193 static int memblock_debug_show(struct seq_file *m, void *private)
2194 {
2195         struct memblock_type *type = m->private;
2196         struct memblock_region *reg;
2197         int i, j, nid;
2198         unsigned int count = ARRAY_SIZE(flagname);
2199         phys_addr_t end;
2200
2201         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
2202                 reg = &type->regions[i];
2203                 end = reg->base + reg->size - 1;
2204                 nid = memblock_get_region_node(reg);
2205
2206                 seq_printf(m, "%4d: ", i);
2207                 seq_printf(m, "%pa..%pa ", &reg->base, &end);
2208                 if (nid != MAX_NUMNODES)
2209                         seq_printf(m, "%4d ", nid);
2210                 else
2211                         seq_printf(m, "%4c ", 'x');
2212                 if (reg->flags) {
2213                         for (j = 0; j < count; j++) {
2214                                 if (reg->flags & (1U << j)) {
2215                                         seq_printf(m, "%s\n", flagname[j]);
2216                                         break;
2217                                 }
2218                         }
2219                         if (j == count)
2220                                 seq_printf(m, "%s\n", "UNKNOWN");
2221                 } else {
2222                         seq_printf(m, "%s\n", "NONE");
2223                 }
2224         }
2225         return 0;
2226 }
2227 DEFINE_SHOW_ATTRIBUTE(memblock_debug);
2228
2229 static int __init memblock_init_debugfs(void)
2230 {
2231         struct dentry *root = debugfs_create_dir("memblock", NULL);
2232
2233         debugfs_create_file("memory", 0444, root,
2234                             &memblock.memory, &memblock_debug_fops);
2235         debugfs_create_file("reserved", 0444, root,
2236                             &memblock.reserved, &memblock_debug_fops);
2237 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
2238         debugfs_create_file("physmem", 0444, root, &physmem,
2239                             &memblock_debug_fops);
2240 #endif
2241
2242         return 0;
2243 }
2244 __initcall(memblock_init_debugfs);
2245
2246 #endif /* CONFIG_DEBUG_FS */