mm/memblock.c

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