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_NOLEAKTRACE)
 291                 end = memblock.current_limit;
 292
 293         /* avoid allocating the first page */
 294         start = max_t(phys_addr_t, start, PAGE_SIZE);
 295         end = max(start, end);
 296
 297         if (memblock_bottom_up())
 298                 return __memblock_find_range_bottom_up(start, end, size, align,
 299                                                        nid, flags);
 300         else
 301                 return __memblock_find_range_top_down(start, end, size, align,
 302                                                       nid, flags);
 303 }
 304
 305 /**
 306  * memblock_find_in_range - find free area in given range
 307  * @start: start of candidate range
 308  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE or
 309  *       %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE
 310  * @size: size of free area to find
 311  * @align: alignment of free area to find
 312  *
 313  * Find @size free area aligned to @align in the specified range.
 314  *
 315  * Return:
 316  * Found address on success, 0 on failure.
 317  */
 318 static phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range(phys_addr_t start,
 319                                         phys_addr_t end, phys_addr_t size,
 320                                         phys_addr_t align)
 321 {
 322         phys_addr_t ret;
 323         enum memblock_flags flags = choose_memblock_flags();
 324
 325 again:
 326         ret = memblock_find_in_range_node(size, align, start, end,
 327                                             NUMA_NO_NODE, flags);
 328
 329         if (!ret && (flags & MEMBLOCK_MIRROR)) {
 330                 pr_warn("Could not allocate %pap bytes of mirrored memory\n",
 331                         &size);
 332                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
 333                 goto again;
 334         }
 335
 336         return ret;
 337 }
 338
 339 static void __init_memblock memblock_remove_region(struct memblock_type *type, unsigned long r)
 340 {
 341         type->total_size -= type->regions[r].size;
 342         memmove(&type->regions[r], &type->regions[r + 1],
 343                 (type->cnt - (r + 1)) * sizeof(type->regions[r]));
 344         type->cnt--;
 345
 346         /* Special case for empty arrays */
 347         if (type->cnt == 0) {
 348                 WARN_ON(type->total_size != 0);
 349                 type->cnt = 1;
 350                 type->regions[0].base = 0;
 351                 type->regions[0].size = 0;
 352                 type->regions[0].flags = 0;
 353                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], MAX_NUMNODES);
 354         }
 355 }
 356
 357 #ifndef CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK
 358 /**
 359  * memblock_discard - discard memory and reserved arrays if they were allocated
 360  */
 361 void __init memblock_discard(void)
 362 {
 363         phys_addr_t addr, size;
 364
 365         if (memblock.reserved.regions != memblock_reserved_init_regions) {
 366                 addr = __pa(memblock.reserved.regions);
 367                 size = PAGE_ALIGN(sizeof(struct memblock_region) *
 368                                   memblock.reserved.max);
 369                 if (memblock_reserved_in_slab)
 370                         kfree(memblock.reserved.regions);
 371                 else
 372                         memblock_free_late(addr, size);
 373         }
 374
 375         if (memblock.memory.regions != memblock_memory_init_regions) {
 376                 addr = __pa(memblock.memory.regions);
 377                 size = PAGE_ALIGN(sizeof(struct memblock_region) *
 378                                   memblock.memory.max);
 379                 if (memblock_memory_in_slab)
 380                         kfree(memblock.memory.regions);
 381                 else
 382                         memblock_free_late(addr, size);
 383         }
 384
 385         memblock_memory = NULL;
 386 }
 387 #endif
 388
 389 /**
 390  * memblock_double_array - double the size of the memblock regions array
 391  * @type: memblock type of the regions array being doubled
 392  * @new_area_start: starting address of memory range to avoid overlap with
 393  * @new_area_size: size of memory range to avoid overlap with
 394  *
 395  * Double the size of the @type regions array. If memblock is being used to
 396  * allocate memory for a new reserved regions array and there is a previously
 397  * allocated memory range [@new_area_start, @new_area_start + @new_area_size]
 398  * waiting to be reserved, ensure the memory used by the new array does
 399  * not overlap.
 400  *
 401  * Return:
 402  * 0 on success, -1 on failure.
 403  */
 404 static int __init_memblock memblock_double_array(struct memblock_type *type,
 405                                                 phys_addr_t new_area_start,
 406                                                 phys_addr_t new_area_size)
 407 {
 408         struct memblock_region *new_array, *old_array;
 409         phys_addr_t old_alloc_size, new_alloc_size;
 410         phys_addr_t old_size, new_size, addr, new_end;
 411         int use_slab = slab_is_available();
 412         int *in_slab;
 413
 414         /* We don't allow resizing until we know about the reserved regions
 415          * of memory that aren't suitable for allocation
 416          */
 417         if (!memblock_can_resize)
 418                 return -1;
 419
 420         /* Calculate new doubled size */
 421         old_size = type->max * sizeof(struct memblock_region);
 422         new_size = old_size << 1;
 423         /*
 424          * We need to allocated new one align to PAGE_SIZE,
 425          *   so we can free them completely later.
 426          */
 427         old_alloc_size = PAGE_ALIGN(old_size);
 428         new_alloc_size = PAGE_ALIGN(new_size);
 429
 430         /* Retrieve the slab flag */
 431         if (type == &memblock.memory)
 432                 in_slab = &memblock_memory_in_slab;
 433         else
 434                 in_slab = &memblock_reserved_in_slab;
 435
 436         /* Try to find some space for it */
 437         if (use_slab) {
 438                 new_array = kmalloc(new_size, GFP_KERNEL);
 439                 addr = new_array ? __pa(new_array) : 0;
 440         } else {
 441                 /* only exclude range when trying to double reserved.regions */
 442                 if (type != &memblock.reserved)
 443                         new_area_start = new_area_size = 0;
 444
 445                 addr = memblock_find_in_range(new_area_start + new_area_size,
 446                                                 memblock.current_limit,
 447                                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
 448                 if (!addr && new_area_size)
 449                         addr = memblock_find_in_range(0,
 450                                 min(new_area_start, memblock.current_limit),
 451                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
 452
 453                 new_array = addr ? __va(addr) : NULL;
 454         }
 455         if (!addr) {
 456                 pr_err("memblock: Failed to double %s array from %ld to %ld entries !\n",
 457                        type->name, type->max, type->max * 2);
 458                 return -1;
 459         }
 460
 461         new_end = addr + new_size - 1;
 462         memblock_dbg("memblock: %s is doubled to %ld at [%pa-%pa]",
 463                         type->name, type->max * 2, &addr, &new_end);
 464
 465         /*
 466          * Found space, we now need to move the array over before we add the
 467          * reserved region since it may be our reserved array itself that is
 468          * full.
 469          */
 470         memcpy(new_array, type->regions, old_size);
 471         memset(new_array + type->max, 0, old_size);
 472         old_array = type->regions;
 473         type->regions = new_array;
 474         type->max <<= 1;
 475
 476         /* Free old array. We needn't free it if the array is the static one */
 477         if (*in_slab)
 478                 kfree(old_array);
 479         else if (old_array != memblock_memory_init_regions &&
 480                  old_array != memblock_reserved_init_regions)
 481                 memblock_free(old_array, old_alloc_size);
 482
 483         /*
 484          * Reserve the new array if that comes from the memblock.  Otherwise, we
 485          * needn't do it
 486          */
 487         if (!use_slab)
 488                 BUG_ON(memblock_reserve(addr, new_alloc_size));
 489
 490         /* Update slab flag */
 491         *in_slab = use_slab;
 492
 493         return 0;
 494 }
 495
 496 /**
 497  * memblock_merge_regions - merge neighboring compatible regions
 498  * @type: memblock type to scan
 499  *
 500  * Scan @type and merge neighboring compatible regions.
 501  */
 502 static void __init_memblock memblock_merge_regions(struct memblock_type *type)
 503 {
 504         int i = 0;
 505
 506         /* cnt never goes below 1 */
 507         while (i < type->cnt - 1) {
 508                 struct memblock_region *this = &type->regions[i];
 509                 struct memblock_region *next = &type->regions[i + 1];
 510
 511                 if (this->base + this->size != next->base ||
 512                     memblock_get_region_node(this) !=
 513                     memblock_get_region_node(next) ||
 514                     this->flags != next->flags) {
 515                         BUG_ON(this->base + this->size > next->base);
 516                         i++;
 517                         continue;
 518                 }
 519
 520                 this->size += next->size;
 521                 /* move forward from next + 1, index of which is i + 2 */
 522                 memmove(next, next + 1, (type->cnt - (i + 2)) * sizeof(*next));
 523                 type->cnt--;
 524         }
 525 }
 526
 527 /**
 528  * memblock_insert_region - insert new memblock region
 529  * @type:       memblock type to insert into
 530  * @idx:        index for the insertion point
 531  * @base:       base address of the new region
 532  * @size:       size of the new region
 533  * @nid:        node id of the new region
 534  * @flags:      flags of the new region
 535  *
 536  * Insert new memblock region [@base, @base + @size) into @type at @idx.
 537  * @type must already have extra room to accommodate the new region.
 538  */
 539 static void __init_memblock memblock_insert_region(struct memblock_type *type,
 540                                                    int idx, phys_addr_t base,
 541                                                    phys_addr_t size,
 542                                                    int nid,
 543                                                    enum memblock_flags flags)
 544 {
 545         struct memblock_region *rgn = &type->regions[idx];
 546
 547         BUG_ON(type->cnt >= type->max);
 548         memmove(rgn + 1, rgn, (type->cnt - idx) * sizeof(*rgn));
 549         rgn->base = base;
 550         rgn->size = size;
 551         rgn->flags = flags;
 552         memblock_set_region_node(rgn, nid);
 553         type->cnt++;
 554         type->total_size += size;
 555 }
 556
 557 /**
 558  * memblock_add_range - add new memblock region
 559  * @type: memblock type to add new region into
 560  * @base: base address of the new region
 561  * @size: size of the new region
 562  * @nid: nid of the new region
 563  * @flags: flags of the new region
 564  *
 565  * Add new memblock region [@base, @base + @size) into @type.  The new region
 566  * is allowed to overlap with existing ones - overlaps don't affect already
 567  * existing regions.  @type is guaranteed to be minimal (all neighbouring
 568  * compatible regions are merged) after the addition.
 569  *
 570  * Return:
 571  * 0 on success, -errno on failure.
 572  */
 573 static int __init_memblock memblock_add_range(struct memblock_type *type,
 574                                 phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 575                                 int nid, enum memblock_flags flags)
 576 {
 577         bool insert = false;
 578         phys_addr_t obase = base;
 579         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
 580         int idx, nr_new;
 581         struct memblock_region *rgn;
 582
 583         if (!size)
 584                 return 0;
 585
 586         /* special case for empty array */
 587         if (type->regions[0].size == 0) {
 588                 WARN_ON(type->cnt != 1 || type->total_size);
 589                 type->regions[0].base = base;
 590                 type->regions[0].size = size;
 591                 type->regions[0].flags = flags;
 592                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], nid);
 593                 type->total_size = size;
 594                 return 0;
 595         }
 596 repeat:
 597         /*
 598          * The following is executed twice.  Once with %false @insert and
 599          * then with %true.  The first counts the number of regions needed
 600          * to accommodate the new area.  The second actually inserts them.
 601          */
 602         base = obase;
 603         nr_new = 0;
 604
 605         for_each_memblock_type(idx, type, rgn) {
 606                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
 607                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
 608
 609                 if (rbase >= end)
 610                         break;
 611                 if (rend <= base)
 612                         continue;
 613                 /*
 614                  * @rgn overlaps.  If it separates the lower part of new
 615                  * area, insert that portion.
 616                  */
 617                 if (rbase > base) {
 618 #ifdef CONFIG_NUMA
 619                         WARN_ON(nid != memblock_get_region_node(rgn));
 620 #endif
 621                         WARN_ON(flags != rgn->flags);
 622                         nr_new++;
 623                         if (insert)
 624                                 memblock_insert_region(type, idx++, base,
 625                                                        rbase - base, nid,
 626                                                        flags);
 627                 }
 628                 /* area below @rend is dealt with, forget about it */
 629                 base = min(rend, end);
 630         }
 631
 632         /* insert the remaining portion */
 633         if (base < end) {
 634                 nr_new++;
 635                 if (insert)
 636                         memblock_insert_region(type, idx, base, end - base,
 637                                                nid, flags);
 638         }
 639
 640         if (!nr_new)
 641                 return 0;
 642
 643         /*
 644          * If this was the first round, resize array and repeat for actual
 645          * insertions; otherwise, merge and return.
 646          */
 647         if (!insert) {
 648                 while (type->cnt + nr_new > type->max)
 649                         if (memblock_double_array(type, obase, size) < 0)
 650                                 return -ENOMEM;
 651                 insert = true;
 652                 goto repeat;
 653         } else {
 654                 memblock_merge_regions(type);
 655                 return 0;
 656         }
 657 }
 658
 659 /**
 660  * memblock_add_node - add new memblock region within a NUMA node
 661  * @base: base address of the new region
 662  * @size: size of the new region
 663  * @nid: nid of the new region
 664  * @flags: flags of the new region
 665  *
 666  * Add new memblock region [@base, @base + @size) to the "memory"
 667  * type. See memblock_add_range() description for mode details
 668  *
 669  * Return:
 670  * 0 on success, -errno on failure.
 671  */
 672 int __init_memblock memblock_add_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 673                                       int nid, enum memblock_flags flags)
 674 {
 675         phys_addr_t end = base + size - 1;
 676
 677         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] nid=%d flags=%x %pS\n", __func__,
 678                      &base, &end, nid, flags, (void *)_RET_IP_);
 679
 680         return memblock_add_range(&memblock.memory, base, size, nid, flags);
 681 }
 682
 683 /**
 684  * memblock_add - add new memblock region
 685  * @base: base address of the new region
 686  * @size: size of the new region
 687  *
 688  * Add new memblock region [@base, @base + @size) to the "memory"
 689  * type. See memblock_add_range() description for mode details
 690  *
 691  * Return:
 692  * 0 on success, -errno on failure.
 693  */
 694 int __init_memblock memblock_add(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 695 {
 696         phys_addr_t end = base + size - 1;
 697
 698         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
 699                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
 700
 701         return memblock_add_range(&memblock.memory, base, size, MAX_NUMNODES, 0);
 702 }
 703
 704 /**
 705  * memblock_isolate_range - isolate given range into disjoint memblocks
 706  * @type: memblock type to isolate range for
 707  * @base: base of range to isolate
 708  * @size: size of range to isolate
 709  * @start_rgn: out parameter for the start of isolated region
 710  * @end_rgn: out parameter for the end of isolated region
 711  *
 712  * Walk @type and ensure that regions don't cross the boundaries defined by
 713  * [@base, @base + @size).  Crossing regions are split at the boundaries,
 714  * which may create at most two more regions.  The index of the first
 715  * region inside the range is returned in *@start_rgn and end in *@end_rgn.
 716  *
 717  * Return:
 718  * 0 on success, -errno on failure.
 719  */
 720 static int __init_memblock memblock_isolate_range(struct memblock_type *type,
 721                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 722                                         int *start_rgn, int *end_rgn)
 723 {
 724         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
 725         int idx;
 726         struct memblock_region *rgn;
 727
 728         *start_rgn = *end_rgn = 0;
 729
 730         if (!size)
 731                 return 0;
 732
 733         /* we'll create at most two more regions */
 734         while (type->cnt + 2 > type->max)
 735                 if (memblock_double_array(type, base, size) < 0)
 736                         return -ENOMEM;
 737
 738         for_each_memblock_type(idx, type, rgn) {
 739                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
 740                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
 741
 742                 if (rbase >= end)
 743                         break;
 744                 if (rend <= base)
 745                         continue;
 746
 747                 if (rbase < base) {
 748                         /*
 749                          * @rgn intersects from below.  Split and continue
 750                          * to process the next region - the new top half.
 751                          */
 752                         rgn->base = base;
 753                         rgn->size -= base - rbase;
 754                         type->total_size -= base - rbase;
 755                         memblock_insert_region(type, idx, rbase, base - rbase,
 756                                                memblock_get_region_node(rgn),
 757                                                rgn->flags);
 758                 } else if (rend > end) {
 759                         /*
 760                          * @rgn intersects from above.  Split and redo the
 761                          * current region - the new bottom half.
 762                          */
 763                         rgn->base = end;
 764                         rgn->size -= end - rbase;
 765                         type->total_size -= end - rbase;
 766                         memblock_insert_region(type, idx--, rbase, end - rbase,
 767                                                memblock_get_region_node(rgn),
 768                                                rgn->flags);
 769                 } else {
 770                         /* @rgn is fully contained, record it */
 771                         if (!*end_rgn)
 772                                 *start_rgn = idx;
 773                         *end_rgn = idx + 1;
 774                 }
 775         }
 776
 777         return 0;
 778 }
 779
 780 static int __init_memblock memblock_remove_range(struct memblock_type *type,
 781                                           phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 782 {
 783         int start_rgn, end_rgn;
 784         int i, ret;
 785
 786         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
 787         if (ret)
 788                 return ret;
 789
 790         for (i = end_rgn - 1; i >= start_rgn; i--)
 791                 memblock_remove_region(type, i);
 792         return 0;
 793 }
 794
 795 int __init_memblock memblock_remove(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 796 {
 797         phys_addr_t end = base + size - 1;
 798
 799         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
 800                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
 801
 802         return memblock_remove_range(&memblock.memory, base, size);
 803 }
 804
 805 /**
 806  * memblock_free - free boot memory allocation
 807  * @ptr: starting address of the  boot memory allocation
 808  * @size: size of the boot memory block in bytes
 809  *
 810  * Free boot memory block previously allocated by memblock_alloc_xx() API.
 811  * The freeing memory will not be released to the buddy allocator.
 812  */
 813 void __init_memblock memblock_free(void *ptr, size_t size)
 814 {
 815         if (ptr)
 816                 memblock_phys_free(__pa(ptr), size);
 817 }
 818
 819 /**
 820  * memblock_phys_free - free boot memory block
 821  * @base: phys starting address of the  boot memory block
 822  * @size: size of the boot memory block in bytes
 823  *
 824  * Free boot memory block previously allocated by memblock_alloc_xx() API.
 825  * The freeing memory will not be released to the buddy allocator.
 826  */
 827 int __init_memblock memblock_phys_free(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 828 {
 829         phys_addr_t end = base + size - 1;
 830
 831         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
 832                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
 833
 834         kmemleak_free_part_phys(base, size);
 835         return memblock_remove_range(&memblock.reserved, base, size);
 836 }
 837
 838 int __init_memblock memblock_reserve(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 839 {
 840         phys_addr_t end = base + size - 1;
 841
 842         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
 843                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
 844
 845         return memblock_add_range(&memblock.reserved, base, size, MAX_NUMNODES, 0);
 846 }
 847
 848 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
 849 int __init_memblock memblock_physmem_add(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 850 {
 851         phys_addr_t end = base + size - 1;
 852
 853         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
 854                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
 855
 856         return memblock_add_range(&physmem, base, size, MAX_NUMNODES, 0);
 857 }
 858 #endif
 859
 860 /**
 861  * memblock_setclr_flag - set or clear flag for a memory region
 862  * @base: base address of the region
 863  * @size: size of the region
 864  * @set: set or clear the flag
 865  * @flag: the flag to update
 866  *
 867  * This function isolates region [@base, @base + @size), and sets/clears flag
 868  *
 869  * Return: 0 on success, -errno on failure.
 870  */
 871 static int __init_memblock memblock_setclr_flag(phys_addr_t base,
 872                                 phys_addr_t size, int set, int flag)
 873 {
 874         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
 875         int i, ret, start_rgn, end_rgn;
 876
 877         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
 878         if (ret)
 879                 return ret;
 880
 881         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++) {
 882                 struct memblock_region *r = &type->regions[i];
 883
 884                 if (set)
 885                         r->flags |= flag;
 886                 else
 887                         r->flags &= ~flag;
 888         }
 889
 890         memblock_merge_regions(type);
 891         return 0;
 892 }
 893
 894 /**
 895  * memblock_mark_hotplug - Mark hotpluggable memory with flag MEMBLOCK_HOTPLUG.
 896  * @base: the base phys addr of the region
 897  * @size: the size of the region
 898  *
 899  * Return: 0 on success, -errno on failure.
 900  */
 901 int __init_memblock memblock_mark_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 902 {
 903         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_HOTPLUG);
 904 }
 905
 906 /**
 907  * memblock_clear_hotplug - Clear flag MEMBLOCK_HOTPLUG for a specified region.
 908  * @base: the base phys addr of the region
 909  * @size: the size of the region
 910  *
 911  * Return: 0 on success, -errno on failure.
 912  */
 913 int __init_memblock memblock_clear_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 914 {
 915         return memblock_setclr_flag(base, size, 0, MEMBLOCK_HOTPLUG);
 916 }
 917
 918 /**
 919  * memblock_mark_mirror - Mark mirrored memory with flag MEMBLOCK_MIRROR.
 920  * @base: the base phys addr of the region
 921  * @size: the size of the region
 922  *
 923  * Return: 0 on success, -errno on failure.
 924  */
 925 int __init_memblock memblock_mark_mirror(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 926 {
 927         system_has_some_mirror = true;
 928
 929         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_MIRROR);
 930 }
 931
 932 /**
 933  * memblock_mark_nomap - Mark a memory region with flag MEMBLOCK_NOMAP.
 934  * @base: the base phys addr of the region
 935  * @size: the size of the region
 936  *
 937  * The memory regions marked with %MEMBLOCK_NOMAP will not be added to the
 938  * direct mapping of the physical memory. These regions will still be
 939  * covered by the memory map. The struct page representing NOMAP memory
 940  * frames in the memory map will be PageReserved()
 941  *
 942  * Note: if the memory being marked %MEMBLOCK_NOMAP was allocated from
 943  * memblock, the caller must inform kmemleak to ignore that memory
 944  *
 945  * Return: 0 on success, -errno on failure.
 946  */
 947 int __init_memblock memblock_mark_nomap(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 948 {
 949         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_NOMAP);
 950 }
 951
 952 /**
 953  * memblock_clear_nomap - Clear flag MEMBLOCK_NOMAP for a specified region.
 954  * @base: the base phys addr of the region
 955  * @size: the size of the region
 956  *
 957  * Return: 0 on success, -errno on failure.
 958  */
 959 int __init_memblock memblock_clear_nomap(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 960 {
 961         return memblock_setclr_flag(base, size, 0, MEMBLOCK_NOMAP);
 962 }
 963
 964 static bool should_skip_region(struct memblock_type *type,
 965                                struct memblock_region *m,
 966                                int nid, int flags)
 967 {
 968         int m_nid = memblock_get_region_node(m);
 969
 970         /* we never skip regions when iterating memblock.reserved or physmem */
 971         if (type != memblock_memory)
 972                 return false;
 973
 974         /* only memory regions are associated with nodes, check it */
 975         if (nid != NUMA_NO_NODE && nid != m_nid)
 976                 return true;
 977
 978         /* skip hotpluggable memory regions if needed */
 979         if (movable_node_is_enabled() && memblock_is_hotpluggable(m) &&
 980             !(flags & MEMBLOCK_HOTPLUG))
 981                 return true;
 982
 983         /* if we want mirror memory skip non-mirror memory regions */
 984         if ((flags & MEMBLOCK_MIRROR) && !memblock_is_mirror(m))
 985                 return true;
 986
 987         /* skip nomap memory unless we were asked for it explicitly */
 988         if (!(flags & MEMBLOCK_NOMAP) && memblock_is_nomap(m))
 989                 return true;
 990
 991         /* skip driver-managed memory unless we were asked for it explicitly */
 992         if (!(flags & MEMBLOCK_DRIVER_MANAGED) && memblock_is_driver_managed(m))
 993                 return true;
 994
 995         return false;
 996 }
 997
 998 /**
 999  * __next_mem_range - next function for for_each_free_mem_range() etc.
1000  * @idx: pointer to u64 loop variable
1001  * @nid: node selector, %NUMA_NO_NODE for all nodes
1002  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
1003  * @type_a: pointer to memblock_type from where the range is taken
1004  * @type_b: pointer to memblock_type which excludes memory from being taken
1005  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
1006  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
1007  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
1008  *
1009  * Find the first area from *@idx which matches @nid, fill the out
1010  * parameters, and update *@idx for the next iteration.  The lower 32bit of
1011  * *@idx contains index into type_a and the upper 32bit indexes the
1012  * areas before each region in type_b.  For example, if type_b regions
1013  * look like the following,
1014  *
1015  *      0:[0-16), 1:[32-48), 2:[128-130)
1016  *
1017  * The upper 32bit indexes the following regions.
1018  *
1019  *      0:[0-0), 1:[16-32), 2:[48-128), 3:[130-MAX)
1020  *
1021  * As both region arrays are sorted, the function advances the two indices
1022  * in lockstep and returns each intersection.
1023  */
1024 void __next_mem_range(u64 *idx, int nid, enum memblock_flags flags,
1025                       struct memblock_type *type_a,
1026                       struct memblock_type *type_b, phys_addr_t *out_start,
1027                       phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
1028 {
1029         int idx_a = *idx & 0xffffffff;
1030         int idx_b = *idx >> 32;
1031
1032         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES,
1033         "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
1034                 nid = NUMA_NO_NODE;
1035
1036         for (; idx_a < type_a->cnt; idx_a++) {
1037                 struct memblock_region *m = &type_a->regions[idx_a];
1038
1039                 phys_addr_t m_start = m->base;
1040                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
1041                 int         m_nid = memblock_get_region_node(m);
1042
1043                 if (should_skip_region(type_a, m, nid, flags))
1044                         continue;
1045
1046                 if (!type_b) {
1047                         if (out_start)
1048                                 *out_start = m_start;
1049                         if (out_end)
1050                                 *out_end = m_end;
1051                         if (out_nid)
1052                                 *out_nid = m_nid;
1053                         idx_a++;
1054                         *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1055                         return;
1056                 }
1057
1058                 /* scan areas before each reservation */
1059                 for (; idx_b < type_b->cnt + 1; idx_b++) {
1060                         struct memblock_region *r;
1061                         phys_addr_t r_start;
1062                         phys_addr_t r_end;
1063
1064                         r = &type_b->regions[idx_b];
1065                         r_start = idx_b ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
1066                         r_end = idx_b < type_b->cnt ?
1067                                 r->base : PHYS_ADDR_MAX;
1068
1069                         /*
1070                          * if idx_b advanced past idx_a,
1071                          * break out to advance idx_a
1072                          */
1073                         if (r_start >= m_end)
1074                                 break;
1075                         /* if the two regions intersect, we're done */
1076                         if (m_start < r_end) {
1077                                 if (out_start)
1078                                         *out_start =
1079                                                 max(m_start, r_start);
1080                                 if (out_end)
1081                                         *out_end = min(m_end, r_end);
1082                                 if (out_nid)
1083                                         *out_nid = m_nid;
1084                                 /*
1085                                  * The region which ends first is
1086                                  * advanced for the next iteration.
1087                                  */
1088                                 if (m_end <= r_end)
1089                                         idx_a++;
1090                                 else
1091                                         idx_b++;
1092                                 *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1093                                 return;
1094                         }
1095                 }
1096         }
1097
1098         /* signal end of iteration */
1099         *idx = ULLONG_MAX;
1100 }
1101
1102 /**
1103  * __next_mem_range_rev - generic next function for for_each_*_range_rev()
1104  *
1105  * @idx: pointer to u64 loop variable
1106  * @nid: node selector, %NUMA_NO_NODE for all nodes
1107  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
1108  * @type_a: pointer to memblock_type from where the range is taken
1109  * @type_b: pointer to memblock_type which excludes memory from being taken
1110  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
1111  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
1112  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
1113  *
1114  * Finds the next range from type_a which is not marked as unsuitable
1115  * in type_b.
1116  *
1117  * Reverse of __next_mem_range().
1118  */
1119 void __init_memblock __next_mem_range_rev(u64 *idx, int nid,
1120                                           enum memblock_flags flags,
1121                                           struct memblock_type *type_a,
1122                                           struct memblock_type *type_b,
1123                                           phys_addr_t *out_start,
1124                                           phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
1125 {
1126         int idx_a = *idx & 0xffffffff;
1127         int idx_b = *idx >> 32;
1128
1129         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES, "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
1130                 nid = NUMA_NO_NODE;
1131
1132         if (*idx == (u64)ULLONG_MAX) {
1133                 idx_a = type_a->cnt - 1;
1134                 if (type_b != NULL)
1135                         idx_b = type_b->cnt;
1136                 else
1137                         idx_b = 0;
1138         }
1139
1140         for (; idx_a >= 0; idx_a--) {
1141                 struct memblock_region *m = &type_a->regions[idx_a];
1142
1143                 phys_addr_t m_start = m->base;
1144                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
1145                 int m_nid = memblock_get_region_node(m);
1146
1147                 if (should_skip_region(type_a, m, nid, flags))
1148                         continue;
1149
1150                 if (!type_b) {
1151                         if (out_start)
1152                                 *out_start = m_start;
1153                         if (out_end)
1154                                 *out_end = m_end;
1155                         if (out_nid)
1156                                 *out_nid = m_nid;
1157                         idx_a--;
1158                         *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1159                         return;
1160                 }
1161
1162                 /* scan areas before each reservation */
1163                 for (; idx_b >= 0; idx_b--) {
1164                         struct memblock_region *r;
1165                         phys_addr_t r_start;
1166                         phys_addr_t r_end;
1167
1168                         r = &type_b->regions[idx_b];
1169                         r_start = idx_b ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
1170                         r_end = idx_b < type_b->cnt ?
1171                                 r->base : PHYS_ADDR_MAX;
1172                         /*
1173                          * if idx_b advanced past idx_a,
1174                          * break out to advance idx_a
1175                          */
1176
1177                         if (r_end <= m_start)
1178                                 break;
1179                         /* if the two regions intersect, we're done */
1180                         if (m_end > r_start) {
1181                                 if (out_start)
1182                                         *out_start = max(m_start, r_start);
1183                                 if (out_end)
1184                                         *out_end = min(m_end, r_end);
1185                                 if (out_nid)
1186                                         *out_nid = m_nid;
1187                                 if (m_start >= r_start)
1188                                         idx_a--;
1189                                 else
1190                                         idx_b--;
1191                                 *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1192                                 return;
1193                         }
1194                 }
1195         }
1196         /* signal end of iteration */
1197         *idx = ULLONG_MAX;
1198 }
1199
1200 /*
1201  * Common iterator interface used to define for_each_mem_pfn_range().
1202  */
1203 void __init_memblock __next_mem_pfn_range(int *idx, int nid,
1204                                 unsigned long *out_start_pfn,
1205                                 unsigned long *out_end_pfn, int *out_nid)
1206 {
1207         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
1208         struct memblock_region *r;
1209         int r_nid;
1210
1211         while (++*idx < type->cnt) {
1212                 r = &type->regions[*idx];
1213                 r_nid = memblock_get_region_node(r);
1214
1215                 if (PFN_UP(r->base) >= PFN_DOWN(r->base + r->size))
1216                         continue;
1217                 if (nid == MAX_NUMNODES || nid == r_nid)
1218                         break;
1219         }
1220         if (*idx >= type->cnt) {
1221                 *idx = -1;
1222                 return;
1223         }
1224
1225         if (out_start_pfn)
1226                 *out_start_pfn = PFN_UP(r->base);
1227         if (out_end_pfn)
1228                 *out_end_pfn = PFN_DOWN(r->base + r->size);
1229         if (out_nid)
1230                 *out_nid = r_nid;
1231 }
1232
1233 /**
1234  * memblock_set_node - set node ID on memblock regions
1235  * @base: base of area to set node ID for
1236  * @size: size of area to set node ID for
1237  * @type: memblock type to set node ID for
1238  * @nid: node ID to set
1239  *
1240  * Set the nid of memblock @type regions in [@base, @base + @size) to @nid.
1241  * Regions which cross the area boundaries are split as necessary.
1242  *
1243  * Return:
1244  * 0 on success, -errno on failure.
1245  */
1246 int __init_memblock memblock_set_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
1247                                       struct memblock_type *type, int nid)
1248 {
1249 #ifdef CONFIG_NUMA
1250         int start_rgn, end_rgn;
1251         int i, ret;
1252
1253         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
1254         if (ret)
1255                 return ret;
1256
1257         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++)
1258                 memblock_set_region_node(&type->regions[i], nid);
1259
1260         memblock_merge_regions(type);
1261 #endif
1262         return 0;
1263 }
1264
1265 #ifdef CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT
1266 /**
1267  * __next_mem_pfn_range_in_zone - iterator for for_each_*_range_in_zone()
1268  *
1269  * @idx: pointer to u64 loop variable
1270  * @zone: zone in which all of the memory blocks reside
1271  * @out_spfn: ptr to ulong for start pfn of the range, can be %NULL
1272  * @out_epfn: ptr to ulong for end pfn of the range, can be %NULL
1273  *
1274  * This function is meant to be a zone/pfn specific wrapper for the
1275  * for_each_mem_range type iterators. Specifically they are used in the
1276  * deferred memory init routines and as such we were duplicating much of
1277  * this logic throughout the code. So instead of having it in multiple
1278  * locations it seemed like it would make more sense to centralize this to
1279  * one new iterator that does everything they need.
1280  */
1281 void __init_memblock
1282 __next_mem_pfn_range_in_zone(u64 *idx, struct zone *zone,
1283                              unsigned long *out_spfn, unsigned long *out_epfn)
1284 {
1285         int zone_nid = zone_to_nid(zone);
1286         phys_addr_t spa, epa;
1287
1288         __next_mem_range(idx, zone_nid, MEMBLOCK_NONE,
1289                          &memblock.memory, &memblock.reserved,
1290                          &spa, &epa, NULL);
1291
1292         while (*idx != U64_MAX) {
1293                 unsigned long epfn = PFN_DOWN(epa);
1294                 unsigned long spfn = PFN_UP(spa);
1295
1296                 /*
1297                  * Verify the end is at least past the start of the zone and
1298                  * that we have at least one PFN to initialize.
1299                  */
1300                 if (zone->zone_start_pfn < epfn && spfn < epfn) {
1301                         /* if we went too far just stop searching */
1302                         if (zone_end_pfn(zone) <= spfn) {
1303                                 *idx = U64_MAX;
1304                                 break;
1305                         }
1306
1307                         if (out_spfn)
1308                                 *out_spfn = max(zone->zone_start_pfn, spfn);
1309                         if (out_epfn)
1310                                 *out_epfn = min(zone_end_pfn(zone), epfn);
1311
1312                         return;
1313                 }
1314
1315                 __next_mem_range(idx, zone_nid, MEMBLOCK_NONE,
1316                                  &memblock.memory, &memblock.reserved,
1317                                  &spa, &epa, NULL);
1318         }
1319
1320         /* signal end of iteration */
1321         if (out_spfn)
1322                 *out_spfn = ULONG_MAX;
1323         if (out_epfn)
1324                 *out_epfn = 0;
1325 }
1326
1327 #endif /* CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT */
1328
1329 /**
1330  * memblock_alloc_range_nid - allocate boot memory block
1331  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1332  * @align: alignment of the region and block's size
1333  * @start: the lower bound of the memory region to allocate (phys address)
1334  * @end: the upper bound of the memory region to allocate (phys address)
1335  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1336  * @exact_nid: control the allocation fall back to other nodes
1337  *
1338  * The allocation is performed from memory region limited by
1339  * memblock.current_limit if @end == %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE.
1340  *
1341  * If the specified node can not hold the requested memory and @exact_nid
1342  * is false, the allocation falls back to any node in the system.
1343  *
1344  * For systems with memory mirroring, the allocation is attempted first
1345  * from the regions with mirroring enabled and then retried from any
1346  * memory region.
1347  *
1348  * In addition, function sets the min_count to 0 using kmemleak_alloc_phys for
1349  * allocated boot memory block, so that it is never reported as leaks.
1350  *
1351  * Return:
1352  * Physical address of allocated memory block on success, %0 on failure.
1353  */
1354 phys_addr_t __init memblock_alloc_range_nid(phys_addr_t size,
1355                                         phys_addr_t align, phys_addr_t start,
1356                                         phys_addr_t end, int nid,
1357                                         bool exact_nid)
1358 {
1359         enum memblock_flags flags = choose_memblock_flags();
1360         phys_addr_t found;
1361
1362         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES, "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
1363                 nid = NUMA_NO_NODE;
1364
1365         if (!align) {
1366                 /* Can't use WARNs this early in boot on powerpc */
1367                 dump_stack();
1368                 align = SMP_CACHE_BYTES;
1369         }
1370
1371 again:
1372         found = memblock_find_in_range_node(size, align, start, end, nid,
1373                                             flags);
1374         if (found && !memblock_reserve(found, size))
1375                 goto done;
1376
1377         if (nid != NUMA_NO_NODE && !exact_nid) {
1378                 found = memblock_find_in_range_node(size, align, start,
1379                                                     end, NUMA_NO_NODE,
1380                                                     flags);
1381                 if (found && !memblock_reserve(found, size))
1382                         goto done;
1383         }
1384
1385         if (flags & MEMBLOCK_MIRROR) {
1386                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
1387                 pr_warn("Could not allocate %pap bytes of mirrored memory\n",
1388                         &size);
1389                 goto again;
1390         }
1391
1392         return 0;
1393
1394 done:
1395         /*
1396          * Skip kmemleak for those places like kasan_init() and
1397          * early_pgtable_alloc() due to high volume.
1398          */
1399         if (end != MEMBLOCK_ALLOC_NOLEAKTRACE)
1400                 /*
1401                  * The min_count is set to 0 so that memblock allocated
1402                  * blocks are never reported as leaks. This is because many
1403                  * of these blocks are only referred via the physical
1404                  * address which is not looked up by kmemleak.
1405                  */
1406                 kmemleak_alloc_phys(found, size, 0, 0);
1407
1408         return found;
1409 }
1410
1411 /**
1412  * memblock_phys_alloc_range - allocate a memory block inside specified range
1413  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1414  * @align: alignment of the region and block's size
1415  * @start: the lower bound of the memory region to allocate (physical address)
1416  * @end: the upper bound of the memory region to allocate (physical address)
1417  *
1418  * Allocate @size bytes in the between @start and @end.
1419  *
1420  * Return: physical address of the allocated memory block on success,
1421  * %0 on failure.
1422  */
1423 phys_addr_t __init memblock_phys_alloc_range(phys_addr_t size,
1424                                              phys_addr_t align,
1425                                              phys_addr_t start,
1426                                              phys_addr_t end)
1427 {
1428         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx from=%pa max_addr=%pa %pS\n",
1429                      __func__, (u64)size, (u64)align, &start, &end,
1430                      (void *)_RET_IP_);
1431         return memblock_alloc_range_nid(size, align, start, end, NUMA_NO_NODE,
1432                                         false);
1433 }
1434
1435 /**
1436  * memblock_phys_alloc_try_nid - allocate a memory block from specified NUMA node
1437  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1438  * @align: alignment of the region and block's size
1439  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1440  *
1441  * Allocates memory block from the specified NUMA node. If the node
1442  * has no available memory, attempts to allocated from any node in the
1443  * system.
1444  *
1445  * Return: physical address of the allocated memory block on success,
1446  * %0 on failure.
1447  */
1448 phys_addr_t __init memblock_phys_alloc_try_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
1449 {
1450         return memblock_alloc_range_nid(size, align, 0,
1451                                         MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE, nid, false);
1452 }
1453
1454 /**
1455  * memblock_alloc_internal - allocate boot memory block
1456  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1457  * @align: alignment of the region and block's size
1458  * @min_addr: the lower bound of the memory region to allocate (phys address)
1459  * @max_addr: the upper bound of the memory region to allocate (phys address)
1460  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1461  * @exact_nid: control the allocation fall back to other nodes
1462  *
1463  * Allocates memory block using memblock_alloc_range_nid() and
1464  * converts the returned physical address to virtual.
1465  *
1466  * The @min_addr limit is dropped if it can not be satisfied and the allocation
1467  * will fall back to memory below @min_addr. Other constraints, such
1468  * as node and mirrored memory will be handled again in
1469  * memblock_alloc_range_nid().
1470  *
1471  * Return:
1472  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1473  */
1474 static void * __init memblock_alloc_internal(
1475                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1476                                 phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1477                                 int nid, bool exact_nid)
1478 {
1479         phys_addr_t alloc;
1480
1481         /*
1482          * Detect any accidental use of these APIs after slab is ready, as at
1483          * this moment memblock may be deinitialized already and its
1484          * internal data may be destroyed (after execution of memblock_free_all)
1485          */
1486         if (WARN_ON_ONCE(slab_is_available()))
1487                 return kzalloc_node(size, GFP_NOWAIT, nid);
1488
1489         if (max_addr > memblock.current_limit)
1490                 max_addr = memblock.current_limit;
1491
1492         alloc = memblock_alloc_range_nid(size, align, min_addr, max_addr, nid,
1493                                         exact_nid);
1494
1495         /* retry allocation without lower limit */
1496         if (!alloc && min_addr)
1497                 alloc = memblock_alloc_range_nid(size, align, 0, max_addr, nid,
1498                                                 exact_nid);
1499
1500         if (!alloc)
1501                 return NULL;
1502
1503         return phys_to_virt(alloc);
1504 }
1505
1506 /**
1507  * memblock_alloc_exact_nid_raw - allocate boot memory block on the exact node
1508  * without zeroing memory
1509  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1510  * @align: alignment of the region and block's size
1511  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1512  *        is preferred (phys address)
1513  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1514  *            is preferred (phys address), or %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE to
1515  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1516  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1517  *
1518  * Public function, provides additional debug information (including caller
1519  * info), if enabled. Does not zero allocated memory.
1520  *
1521  * Return:
1522  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1523  */
1524 void * __init memblock_alloc_exact_nid_raw(
1525                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1526                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1527                         int nid)
1528 {
1529         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=%pa max_addr=%pa %pS\n",
1530                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, &min_addr,
1531                      &max_addr, (void *)_RET_IP_);
1532
1533         return memblock_alloc_internal(size, align, min_addr, max_addr, nid,
1534                                        true);
1535 }
1536
1537 /**
1538  * memblock_alloc_try_nid_raw - allocate boot memory block without zeroing
1539  * memory and without panicking
1540  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1541  * @align: alignment of the region and block's size
1542  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1543  *        is preferred (phys address)
1544  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1545  *            is preferred (phys address), or %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE to
1546  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1547  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1548  *
1549  * Public function, provides additional debug information (including caller
1550  * info), if enabled. Does not zero allocated memory, does not panic if request
1551  * cannot be satisfied.
1552  *
1553  * Return:
1554  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1555  */
1556 void * __init memblock_alloc_try_nid_raw(
1557                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1558                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1559                         int nid)
1560 {
1561         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=%pa max_addr=%pa %pS\n",
1562                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, &min_addr,
1563                      &max_addr, (void *)_RET_IP_);
1564
1565         return memblock_alloc_internal(size, align, min_addr, max_addr, nid,
1566                                        false);
1567 }
1568
1569 /**
1570  * memblock_alloc_try_nid - allocate boot memory block
1571  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1572  * @align: alignment of the region and block's size
1573  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1574  *        is preferred (phys address)
1575  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1576  *            is preferred (phys address), or %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE to
1577  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1578  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1579  *
1580  * Public function, provides additional debug information (including caller
1581  * info), if enabled. This function zeroes the allocated memory.
1582  *
1583  * Return:
1584  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1585  */
1586 void * __init memblock_alloc_try_nid(
1587                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1588                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1589                         int nid)
1590 {
1591         void *ptr;
1592
1593         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=%pa max_addr=%pa %pS\n",
1594                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, &min_addr,
1595                      &max_addr, (void *)_RET_IP_);
1596         ptr = memblock_alloc_internal(size, align,
1597                                            min_addr, max_addr, nid, false);
1598         if (ptr)
1599                 memset(ptr, 0, size);
1600
1601         return ptr;
1602 }
1603
1604 /**
1605  * memblock_free_late - free pages directly to buddy allocator
1606  * @base: phys starting address of the  boot memory block
1607  * @size: size of the boot memory block in bytes
1608  *
1609  * This is only useful when the memblock allocator has already been torn
1610  * down, but we are still initializing the system.  Pages are released directly
1611  * to the buddy allocator.
1612  */
1613 void __init memblock_free_late(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1614 {
1615         phys_addr_t cursor, end;
1616
1617         end = base + size - 1;
1618         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n",
1619                      __func__, &base, &end, (void *)_RET_IP_);
1620         kmemleak_free_part_phys(base, size);
1621         cursor = PFN_UP(base);
1622         end = PFN_DOWN(base + size);
1623
1624         for (; cursor < end; cursor++) {
1625                 memblock_free_pages(pfn_to_page(cursor), cursor, 0);
1626                 totalram_pages_inc();
1627         }
1628 }
1629
1630 /*
1631  * Remaining API functions
1632  */
1633
1634 phys_addr_t __init_memblock memblock_phys_mem_size(void)
1635 {
1636         return memblock.memory.total_size;
1637 }
1638
1639 phys_addr_t __init_memblock memblock_reserved_size(void)
1640 {
1641         return memblock.reserved.total_size;
1642 }
1643
1644 /* lowest address */
1645 phys_addr_t __init_memblock memblock_start_of_DRAM(void)
1646 {
1647         return memblock.memory.regions[0].base;
1648 }
1649
1650 phys_addr_t __init_memblock memblock_end_of_DRAM(void)
1651 {
1652         int idx = memblock.memory.cnt - 1;
1653
1654         return (memblock.memory.regions[idx].base + memblock.memory.regions[idx].size);
1655 }
1656
1657 static phys_addr_t __init_memblock __find_max_addr(phys_addr_t limit)
1658 {
1659         phys_addr_t max_addr = PHYS_ADDR_MAX;
1660         struct memblock_region *r;
1661
1662         /*
1663          * translate the memory @limit size into the max address within one of
1664          * the memory memblock regions, if the @limit exceeds the total size
1665          * of those regions, max_addr will keep original value PHYS_ADDR_MAX
1666          */
1667         for_each_mem_region(r) {
1668                 if (limit <= r->size) {
1669                         max_addr = r->base + limit;
1670                         break;
1671                 }
1672                 limit -= r->size;
1673         }
1674
1675         return max_addr;
1676 }
1677
1678 void __init memblock_enforce_memory_limit(phys_addr_t limit)
1679 {
1680         phys_addr_t max_addr;
1681
1682         if (!limit)
1683                 return;
1684
1685         max_addr = __find_max_addr(limit);
1686
1687         /* @limit exceeds the total size of the memory, do nothing */
1688         if (max_addr == PHYS_ADDR_MAX)
1689                 return;
1690
1691         /* truncate both memory and reserved regions */
1692         memblock_remove_range(&memblock.memory, max_addr,
1693                               PHYS_ADDR_MAX);
1694         memblock_remove_range(&memblock.reserved, max_addr,
1695                               PHYS_ADDR_MAX);
1696 }
1697
1698 void __init memblock_cap_memory_range(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1699 {
1700         int start_rgn, end_rgn;
1701         int i, ret;
1702
1703         if (!size)
1704                 return;
1705
1706         if (!memblock_memory->total_size) {
1707                 pr_warn("%s: No memory registered yet\n", __func__);
1708                 return;
1709         }
1710
1711         ret = memblock_isolate_range(&memblock.memory, base, size,
1712                                                 &start_rgn, &end_rgn);
1713         if (ret)
1714                 return;
1715
1716         /* remove all the MAP regions */
1717         for (i = memblock.memory.cnt - 1; i >= end_rgn; i--)
1718                 if (!memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]))
1719                         memblock_remove_region(&memblock.memory, i);
1720
1721         for (i = start_rgn - 1; i >= 0; i--)
1722                 if (!memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]))
1723                         memblock_remove_region(&memblock.memory, i);
1724
1725         /* truncate the reserved regions */
1726         memblock_remove_range(&memblock.reserved, 0, base);
1727         memblock_remove_range(&memblock.reserved,
1728                         base + size, PHYS_ADDR_MAX);
1729 }
1730
1731 void __init memblock_mem_limit_remove_map(phys_addr_t limit)
1732 {
1733         phys_addr_t max_addr;
1734
1735         if (!limit)
1736                 return;
1737
1738         max_addr = __find_max_addr(limit);
1739
1740         /* @limit exceeds the total size of the memory, do nothing */
1741         if (max_addr == PHYS_ADDR_MAX)
1742                 return;
1743
1744         memblock_cap_memory_range(0, max_addr);
1745 }
1746
1747 static int __init_memblock memblock_search(struct memblock_type *type, phys_addr_t addr)
1748 {
1749         unsigned int left = 0, right = type->cnt;
1750
1751         do {
1752                 unsigned int mid = (right + left) / 2;
1753
1754                 if (addr < type->regions[mid].base)
1755                         right = mid;
1756                 else if (addr >= (type->regions[mid].base +
1757                                   type->regions[mid].size))
1758                         left = mid + 1;
1759                 else
1760                         return mid;
1761         } while (left < right);
1762         return -1;
1763 }
1764
1765 bool __init_memblock memblock_is_reserved(phys_addr_t addr)
1766 {
1767         return memblock_search(&memblock.reserved, addr) != -1;
1768 }
1769
1770 bool __init_memblock memblock_is_memory(phys_addr_t addr)
1771 {
1772         return memblock_search(&memblock.memory, addr) != -1;
1773 }
1774
1775 bool __init_memblock memblock_is_map_memory(phys_addr_t addr)
1776 {
1777         int i = memblock_search(&memblock.memory, addr);
1778
1779         if (i == -1)
1780                 return false;
1781         return !memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]);
1782 }
1783
1784 int __init_memblock memblock_search_pfn_nid(unsigned long pfn,
1785                          unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
1786 {
1787         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
1788         int mid = memblock_search(type, PFN_PHYS(pfn));
1789
1790         if (mid == -1)
1791                 return -1;
1792
1793         *start_pfn = PFN_DOWN(type->regions[mid].base);
1794         *end_pfn = PFN_DOWN(type->regions[mid].base + type->regions[mid].size);
1795
1796         return memblock_get_region_node(&type->regions[mid]);
1797 }
1798
1799 /**
1800  * memblock_is_region_memory - check if a region is a subset of memory
1801  * @base: base of region to check
1802  * @size: size of region to check
1803  *
1804  * Check if the region [@base, @base + @size) is a subset of a memory block.
1805  *
1806  * Return:
1807  * 0 if false, non-zero if true
1808  */
1809 bool __init_memblock memblock_is_region_memory(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1810 {
1811         int idx = memblock_search(&memblock.memory, base);
1812         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
1813
1814         if (idx == -1)
1815                 return false;
1816         return (memblock.memory.regions[idx].base +
1817                  memblock.memory.regions[idx].size) >= end;
1818 }
1819
1820 /**
1821  * memblock_is_region_reserved - check if a region intersects reserved memory
1822  * @base: base of region to check
1823  * @size: size of region to check
1824  *
1825  * Check if the region [@base, @base + @size) intersects a reserved
1826  * memory block.
1827  *
1828  * Return:
1829  * True if they intersect, false if not.
1830  */
1831 bool __init_memblock memblock_is_region_reserved(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1832 {
1833         return memblock_overlaps_region(&memblock.reserved, base, size);
1834 }
1835
1836 void __init_memblock memblock_trim_memory(phys_addr_t align)
1837 {
1838         phys_addr_t start, end, orig_start, orig_end;
1839         struct memblock_region *r;
1840
1841         for_each_mem_region(r) {
1842                 orig_start = r->base;
1843                 orig_end = r->base + r->size;
1844                 start = round_up(orig_start, align);
1845                 end = round_down(orig_end, align);
1846
1847                 if (start == orig_start && end == orig_end)
1848                         continue;
1849
1850                 if (start < end) {
1851                         r->base = start;
1852                         r->size = end - start;
1853                 } else {
1854                         memblock_remove_region(&memblock.memory,
1855                                                r - memblock.memory.regions);
1856                         r--;
1857                 }
1858         }
1859 }
1860
1861 void __init_memblock memblock_set_current_limit(phys_addr_t limit)
1862 {
1863         memblock.current_limit = limit;
1864 }
1865
1866 phys_addr_t __init_memblock memblock_get_current_limit(void)
1867 {
1868         return memblock.current_limit;
1869 }
1870
1871 static void __init_memblock memblock_dump(struct memblock_type *type)
1872 {
1873         phys_addr_t base, end, size;
1874         enum memblock_flags flags;
1875         int idx;
1876         struct memblock_region *rgn;
1877
1878         pr_info(" %s.cnt  = 0x%lx\n", type->name, type->cnt);
1879
1880         for_each_memblock_type(idx, type, rgn) {
1881                 char nid_buf[32] = "";
1882
1883                 base = rgn->base;
1884                 size = rgn->size;
1885                 end = base + size - 1;
1886                 flags = rgn->flags;
1887 #ifdef CONFIG_NUMA
1888                 if (memblock_get_region_node(rgn) != MAX_NUMNODES)
1889                         snprintf(nid_buf, sizeof(nid_buf), " on node %d",
1890                                  memblock_get_region_node(rgn));
1891 #endif
1892                 pr_info(" %s[%#x]\t[%pa-%pa], %pa bytes%s flags: %#x\n",
1893                         type->name, idx, &base, &end, &size, nid_buf, flags);
1894         }
1895 }
1896
1897 static void __init_memblock __memblock_dump_all(void)
1898 {
1899         pr_info("MEMBLOCK configuration:\n");
1900         pr_info(" memory size = %pa reserved size = %pa\n",
1901                 &memblock.memory.total_size,
1902                 &memblock.reserved.total_size);
1903
1904         memblock_dump(&memblock.memory);
1905         memblock_dump(&memblock.reserved);
1906 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
1907         memblock_dump(&physmem);
1908 #endif
1909 }
1910
1911 void __init_memblock memblock_dump_all(void)
1912 {
1913         if (memblock_debug)
1914                 __memblock_dump_all();
1915 }
1916
1917 void __init memblock_allow_resize(void)
1918 {
1919         memblock_can_resize = 1;
1920 }
1921
1922 static int __init early_memblock(char *p)
1923 {
1924         if (p && strstr(p, "debug"))
1925                 memblock_debug = 1;
1926         return 0;
1927 }
1928 early_param("memblock", early_memblock);
1929
1930 static void __init free_memmap(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1931 {
1932         struct page *start_pg, *end_pg;
1933         phys_addr_t pg, pgend;
1934
1935         /*
1936          * Convert start_pfn/end_pfn to a struct page pointer.
1937          */
1938         start_pg = pfn_to_page(start_pfn - 1) + 1;
1939         end_pg = pfn_to_page(end_pfn - 1) + 1;
1940
1941         /*
1942          * Convert to physical addresses, and round start upwards and end
1943          * downwards.
1944          */
1945         pg = PAGE_ALIGN(__pa(start_pg));
1946         pgend = __pa(end_pg) & PAGE_MASK;
1947
1948         /*
1949          * If there are free pages between these, free the section of the
1950          * memmap array.
1951          */
1952         if (pg < pgend)
1953                 memblock_phys_free(pg, pgend - pg);
1954 }
1955
1956 /*
1957  * The mem_map array can get very big.  Free the unused area of the memory map.
1958  */
1959 static void __init free_unused_memmap(void)
1960 {
1961         unsigned long start, end, prev_end = 0;
1962         int i;
1963
1964         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_ARCH_PFN_VALID) ||
1965             IS_ENABLED(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP))
1966                 return;
1967
1968         /*
1969          * This relies on each bank being in address order.
1970          * The banks are sorted previously in bootmem_init().
1971          */
1972         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start, &end, NULL) {
1973 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
1974                 /*
1975                  * Take care not to free memmap entries that don't exist
1976                  * due to SPARSEMEM sections which aren't present.
1977                  */
1978                 start = min(start, ALIGN(prev_end, PAGES_PER_SECTION));
1979 #endif
1980                 /*
1981                  * Align down here since many operations in VM subsystem
1982                  * presume that there are no holes in the memory map inside
1983                  * a pageblock
1984                  */
1985                 start = round_down(start, pageblock_nr_pages);
1986
1987                 /*
1988                  * If we had a previous bank, and there is a space
1989                  * between the current bank and the previous, free it.
1990                  */
1991                 if (prev_end && prev_end < start)
1992                         free_memmap(prev_end, start);
1993
1994                 /*
1995                  * Align up here since many operations in VM subsystem
1996                  * presume that there are no holes in the memory map inside
1997                  * a pageblock
1998                  */
1999                 prev_end = ALIGN(end, pageblock_nr_pages);
2000         }
2001
2002 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
2003         if (!IS_ALIGNED(prev_end, PAGES_PER_SECTION)) {
2004                 prev_end = ALIGN(end, pageblock_nr_pages);
2005                 free_memmap(prev_end, ALIGN(prev_end, PAGES_PER_SECTION));
2006         }
2007 #endif
2008 }
2009
2010 static void __init __free_pages_memory(unsigned long start, unsigned long end)
2011 {
2012         int order;
2013
2014         while (start < end) {
2015                 order = min(MAX_ORDER - 1UL, __ffs(start));
2016
2017                 while (start + (1UL << order) > end)
2018                         order--;
2019
2020                 memblock_free_pages(pfn_to_page(start), start, order);
2021
2022                 start += (1UL << order);
2023         }
2024 }
2025
2026 static unsigned long __init __free_memory_core(phys_addr_t start,
2027                                  phys_addr_t end)
2028 {
2029         unsigned long start_pfn = PFN_UP(start);
2030         unsigned long end_pfn = min_t(unsigned long,
2031                                       PFN_DOWN(end), max_low_pfn);
2032
2033         if (start_pfn >= end_pfn)
2034                 return 0;
2035
2036         __free_pages_memory(start_pfn, end_pfn);
2037
2038         return end_pfn - start_pfn;
2039 }
2040
2041 static void __init memmap_init_reserved_pages(void)
2042 {
2043         struct memblock_region *region;
2044         phys_addr_t start, end;
2045         u64 i;
2046
2047         /* initialize struct pages for the reserved regions */
2048         for_each_reserved_mem_range(i, &start, &end)
2049                 reserve_bootmem_region(start, end);
2050
2051         /* and also treat struct pages for the NOMAP regions as PageReserved */
2052         for_each_mem_region(region) {
2053                 if (memblock_is_nomap(region)) {
2054                         start = region->base;
2055                         end = start + region->size;
2056                         reserve_bootmem_region(start, end);
2057                 }
2058         }
2059 }
2060
2061 static unsigned long __init free_low_memory_core_early(void)
2062 {
2063         unsigned long count = 0;
2064         phys_addr_t start, end;
2065         u64 i;
2066
2067         memblock_clear_hotplug(0, -1);
2068
2069         memmap_init_reserved_pages();
2070
2071         /*
2072          * We need to use NUMA_NO_NODE instead of NODE_DATA(0)->node_id
2073          *  because in some case like Node0 doesn't have RAM installed
2074          *  low ram will be on Node1
2075          */
2076         for_each_free_mem_range(i, NUMA_NO_NODE, MEMBLOCK_NONE, &start, &end,
2077                                 NULL)
2078                 count += __free_memory_core(start, end);
2079
2080         return count;
2081 }
2082
2083 static int reset_managed_pages_done __initdata;
2084
2085 void reset_node_managed_pages(pg_data_t *pgdat)
2086 {
2087         struct zone *z;
2088
2089         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
2090                 atomic_long_set(&z->managed_pages, 0);
2091 }
2092
2093 void __init reset_all_zones_managed_pages(void)
2094 {
2095         struct pglist_data *pgdat;
2096
2097         if (reset_managed_pages_done)
2098                 return;
2099
2100         for_each_online_pgdat(pgdat)
2101                 reset_node_managed_pages(pgdat);
2102
2103         reset_managed_pages_done = 1;
2104 }
2105
2106 /**
2107  * memblock_free_all - release free pages to the buddy allocator
2108  */
2109 void __init memblock_free_all(void)
2110 {
2111         unsigned long pages;
2112
2113         free_unused_memmap();
2114         reset_all_zones_managed_pages();
2115
2116         pages = free_low_memory_core_early();
2117         totalram_pages_add(pages);
2118 }
2119
2120 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && defined(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK)
2121
2122 static int memblock_debug_show(struct seq_file *m, void *private)
2123 {
2124         struct memblock_type *type = m->private;
2125         struct memblock_region *reg;
2126         int i;
2127         phys_addr_t end;
2128
2129         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
2130                 reg = &type->regions[i];
2131                 end = reg->base + reg->size - 1;
2132
2133                 seq_printf(m, "%4d: ", i);
2134                 seq_printf(m, "%pa..%pa\n", &reg->base, &end);
2135         }
2136         return 0;
2137 }
2138 DEFINE_SHOW_ATTRIBUTE(memblock_debug);
2139
2140 static int __init memblock_init_debugfs(void)
2141 {
2142         struct dentry *root = debugfs_create_dir("memblock", NULL);
2143
2144         debugfs_create_file("memory", 0444, root,
2145                             &memblock.memory, &memblock_debug_fops);
2146         debugfs_create_file("reserved", 0444, root,
2147                             &memblock.reserved, &memblock_debug_fops);
2148 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
2149         debugfs_create_file("physmem", 0444, root, &physmem,
2150                             &memblock_debug_fops);
2151 #endif
2152
2153         return 0;
2154 }
2155 __initcall(memblock_init_debugfs);
2156
2157 #endif /* CONFIG_DEBUG_FS */