mm/memblock.c

   1 /*
   2  * Procedures for maintaining information about logical memory blocks.
   3  *
   4  * Peter Bergner, IBM Corp.     June 2001.
   5  * Copyright (C) 2001 Peter Bergner.
   6  *
   7  *      This program is free software; you can redistribute it and/or
   8  *      modify it under the terms of the GNU General Public License
   9  *      as published by the Free Software Foundation; either version
  10  *      2 of the License, or (at your option) any later version.
  11  */
  12
  13 #include <linux/kernel.h>
  14 #include <linux/slab.h>
  15 #include <linux/init.h>
  16 #include <linux/bitops.h>
  17 #include <linux/poison.h>
  18 #include <linux/pfn.h>
  19 #include <linux/debugfs.h>
  20 #include <linux/seq_file.h>
  21 #include <linux/memblock.h>
  22
  23 static struct memblock_region memblock_memory_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS] __initdata_memblock;
  24 static struct memblock_region memblock_reserved_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS] __initdata_memblock;
  25
  26 struct memblock memblock __initdata_memblock = {
  27         .memory.regions         = memblock_memory_init_regions,
  28         .memory.cnt             = 1,    /* empty dummy entry */
  29         .memory.max             = INIT_MEMBLOCK_REGIONS,
  30
  31         .reserved.regions       = memblock_reserved_init_regions,
  32         .reserved.cnt           = 1,    /* empty dummy entry */
  33         .reserved.max           = INIT_MEMBLOCK_REGIONS,
  34
  35         .current_limit          = MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE,
  36 };
  37
  38 int memblock_debug __initdata_memblock;
  39 static int memblock_can_resize __initdata_memblock;
  40 static int memblock_memory_in_slab __initdata_memblock = 0;
  41 static int memblock_reserved_in_slab __initdata_memblock = 0;
  42
  43 /* inline so we don't get a warning when pr_debug is compiled out */
  44 static __init_memblock const char *
  45 memblock_type_name(struct memblock_type *type)
  46 {
  47         if (type == &memblock.memory)
  48                 return "memory";
  49         else if (type == &memblock.reserved)
  50                 return "reserved";
  51         else
  52                 return "unknown";
  53 }
  54
  55 /* adjust *@size so that (@base + *@size) doesn't overflow, return new size */
  56 static inline phys_addr_t memblock_cap_size(phys_addr_t base, phys_addr_t *size)
  57 {
  58         return *size = min(*size, (phys_addr_t)ULLONG_MAX - base);
  59 }
  60
  61 /*
  62  * Address comparison utilities
  63  */
  64 static unsigned long __init_memblock memblock_addrs_overlap(phys_addr_t base1, phys_addr_t size1,
  65                                        phys_addr_t base2, phys_addr_t size2)
  66 {
  67         return ((base1 < (base2 + size2)) && (base2 < (base1 + size1)));
  68 }
  69
  70 static long __init_memblock memblock_overlaps_region(struct memblock_type *type,
  71                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size)
  72 {
  73         unsigned long i;
  74
  75         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
  76                 phys_addr_t rgnbase = type->regions[i].base;
  77                 phys_addr_t rgnsize = type->regions[i].size;
  78                 if (memblock_addrs_overlap(base, size, rgnbase, rgnsize))
  79                         break;
  80         }
  81
  82         return (i < type->cnt) ? i : -1;
  83 }
  84
  85 /**
  86  * memblock_find_in_range_node - find free area in given range and node
  87  * @start: start of candidate range
  88  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_{ANYWHERE|ACCESSIBLE}
  89  * @size: size of free area to find
  90  * @align: alignment of free area to find
  91  * @nid: nid of the free area to find, %MAX_NUMNODES for any node
  92  *
  93  * Find @size free area aligned to @align in the specified range and node.
  94  *
  95  * If we have CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP defined, we need to check if the
  96  * memory we found if not in hotpluggable ranges.
  97  *
  98  * RETURNS:
  99  * Found address on success, %0 on failure.
 100  */
 101 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
 102 phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range_node(phys_addr_t start,
 103                                         phys_addr_t end, phys_addr_t size,
 104                                         phys_addr_t align, int nid)
 105 {
 106         phys_addr_t this_start, this_end, cand;
 107         u64 i;
 108         int curr = movablemem_map.nr_map - 1;
 109
 110         /* pump up @end */
 111         if (end == MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE)
 112                 end = memblock.current_limit;
 113
 114         /* avoid allocating the first page */
 115         start = max_t(phys_addr_t, start, PAGE_SIZE);
 116         end = max(start, end);
 117
 118         for_each_free_mem_range_reverse(i, nid, &this_start, &this_end, NULL) {
 119                 this_start = clamp(this_start, start, end);
 120                 this_end = clamp(this_end, start, end);
 121
 122 restart:
 123                 if (this_end <= this_start || this_end < size)
 124                         continue;
 125
 126                 for (; curr >= 0; curr--) {
 127                         if ((movablemem_map.map[curr].start_pfn << PAGE_SHIFT)
 128                             < this_end)
 129                                 break;
 130                 }
 131
 132                 cand = round_down(this_end - size, align);
 133                 if (curr >= 0 &&
 134                     cand < movablemem_map.map[curr].end_pfn << PAGE_SHIFT) {
 135                         this_end = movablemem_map.map[curr].start_pfn
 136                                    << PAGE_SHIFT;
 137                         goto restart;
 138                 }
 139
 140                 if (cand >= this_start)
 141                         return cand;
 142         }
 143
 144         return 0;
 145 }
 146 #else /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
 147 phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range_node(phys_addr_t start,
 148                                         phys_addr_t end, phys_addr_t size,
 149                                         phys_addr_t align, int nid)
 150 {
 151         phys_addr_t this_start, this_end, cand;
 152         u64 i;
 153
 154         /* pump up @end */
 155         if (end == MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE)
 156                 end = memblock.current_limit;
 157
 158         /* avoid allocating the first page */
 159         start = max_t(phys_addr_t, start, PAGE_SIZE);
 160         end = max(start, end);
 161
 162         for_each_free_mem_range_reverse(i, nid, &this_start, &this_end, NULL) {
 163                 this_start = clamp(this_start, start, end);
 164                 this_end = clamp(this_end, start, end);
 165
 166                 if (this_end < size)
 167                         continue;
 168
 169                 cand = round_down(this_end - size, align);
 170                 if (cand >= this_start)
 171                         return cand;
 172         }
 173         return 0;
 174 }
 175 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
 176
 177 /**
 178  * memblock_find_in_range - find free area in given range
 179  * @start: start of candidate range
 180  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_{ANYWHERE|ACCESSIBLE}
 181  * @size: size of free area to find
 182  * @align: alignment of free area to find
 183  *
 184  * Find @size free area aligned to @align in the specified range.
 185  *
 186  * RETURNS:
 187  * Found address on success, %0 on failure.
 188  */
 189 phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range(phys_addr_t start,
 190                                         phys_addr_t end, phys_addr_t size,
 191                                         phys_addr_t align)
 192 {
 193         return memblock_find_in_range_node(start, end, size, align,
 194                                            MAX_NUMNODES);
 195 }
 196
 197 static void __init_memblock memblock_remove_region(struct memblock_type *type, unsigned long r)
 198 {
 199         type->total_size -= type->regions[r].size;
 200         memmove(&type->regions[r], &type->regions[r + 1],
 201                 (type->cnt - (r + 1)) * sizeof(type->regions[r]));
 202         type->cnt--;
 203
 204         /* Special case for empty arrays */
 205         if (type->cnt == 0) {
 206                 WARN_ON(type->total_size != 0);
 207                 type->cnt = 1;
 208                 type->regions[0].base = 0;
 209                 type->regions[0].size = 0;
 210                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], MAX_NUMNODES);
 211         }
 212 }
 213
 214 phys_addr_t __init_memblock get_allocated_memblock_reserved_regions_info(
 215                                         phys_addr_t *addr)
 216 {
 217         if (memblock.reserved.regions == memblock_reserved_init_regions)
 218                 return 0;
 219
 220         *addr = __pa(memblock.reserved.regions);
 221
 222         return PAGE_ALIGN(sizeof(struct memblock_region) *
 223                           memblock.reserved.max);
 224 }
 225
 226 /**
 227  * memblock_double_array - double the size of the memblock regions array
 228  * @type: memblock type of the regions array being doubled
 229  * @new_area_start: starting address of memory range to avoid overlap with
 230  * @new_area_size: size of memory range to avoid overlap with
 231  *
 232  * Double the size of the @type regions array. If memblock is being used to
 233  * allocate memory for a new reserved regions array and there is a previously
 234  * allocated memory range [@new_area_start,@new_area_start+@new_area_size]
 235  * waiting to be reserved, ensure the memory used by the new array does
 236  * not overlap.
 237  *
 238  * RETURNS:
 239  * 0 on success, -1 on failure.
 240  */
 241 static int __init_memblock memblock_double_array(struct memblock_type *type,
 242                                                 phys_addr_t new_area_start,
 243                                                 phys_addr_t new_area_size)
 244 {
 245         struct memblock_region *new_array, *old_array;
 246         phys_addr_t old_alloc_size, new_alloc_size;
 247         phys_addr_t old_size, new_size, addr;
 248         int use_slab = slab_is_available();
 249         int *in_slab;
 250
 251         /* We don't allow resizing until we know about the reserved regions
 252          * of memory that aren't suitable for allocation
 253          */
 254         if (!memblock_can_resize)
 255                 return -1;
 256
 257         /* Calculate new doubled size */
 258         old_size = type->max * sizeof(struct memblock_region);
 259         new_size = old_size << 1;
 260         /*
 261          * We need to allocated new one align to PAGE_SIZE,
 262          *   so we can free them completely later.
 263          */
 264         old_alloc_size = PAGE_ALIGN(old_size);
 265         new_alloc_size = PAGE_ALIGN(new_size);
 266
 267         /* Retrieve the slab flag */
 268         if (type == &memblock.memory)
 269                 in_slab = &memblock_memory_in_slab;
 270         else
 271                 in_slab = &memblock_reserved_in_slab;
 272
 273         /* Try to find some space for it.
 274          *
 275          * WARNING: We assume that either slab_is_available() and we use it or
 276          * we use MEMBLOCK for allocations. That means that this is unsafe to
 277          * use when bootmem is currently active (unless bootmem itself is
 278          * implemented on top of MEMBLOCK which isn't the case yet)
 279          *
 280          * This should however not be an issue for now, as we currently only
 281          * call into MEMBLOCK while it's still active, or much later when slab
 282          * is active for memory hotplug operations
 283          */
 284         if (use_slab) {
 285                 new_array = kmalloc(new_size, GFP_KERNEL);
 286                 addr = new_array ? __pa(new_array) : 0;
 287         } else {
 288                 /* only exclude range when trying to double reserved.regions */
 289                 if (type != &memblock.reserved)
 290                         new_area_start = new_area_size = 0;
 291
 292                 addr = memblock_find_in_range(new_area_start + new_area_size,
 293                                                 memblock.current_limit,
 294                                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
 295                 if (!addr && new_area_size)
 296                         addr = memblock_find_in_range(0,
 297                                 min(new_area_start, memblock.current_limit),
 298                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
 299
 300                 new_array = addr ? __va(addr) : NULL;
 301         }
 302         if (!addr) {
 303                 pr_err("memblock: Failed to double %s array from %ld to %ld entries !\n",
 304                        memblock_type_name(type), type->max, type->max * 2);
 305                 return -1;
 306         }
 307
 308         memblock_dbg("memblock: %s is doubled to %ld at [%#010llx-%#010llx]",
 309                         memblock_type_name(type), type->max * 2, (u64)addr,
 310                         (u64)addr + new_size - 1);
 311
 312         /*
 313          * Found space, we now need to move the array over before we add the
 314          * reserved region since it may be our reserved array itself that is
 315          * full.
 316          */
 317         memcpy(new_array, type->regions, old_size);
 318         memset(new_array + type->max, 0, old_size);
 319         old_array = type->regions;
 320         type->regions = new_array;
 321         type->max <<= 1;
 322
 323         /* Free old array. We needn't free it if the array is the static one */
 324         if (*in_slab)
 325                 kfree(old_array);
 326         else if (old_array != memblock_memory_init_regions &&
 327                  old_array != memblock_reserved_init_regions)
 328                 memblock_free(__pa(old_array), old_alloc_size);
 329
 330         /*
 331          * Reserve the new array if that comes from the memblock.  Otherwise, we
 332          * needn't do it
 333          */
 334         if (!use_slab)
 335                 BUG_ON(memblock_reserve(addr, new_alloc_size));
 336
 337         /* Update slab flag */
 338         *in_slab = use_slab;
 339
 340         return 0;
 341 }
 342
 343 /**
 344  * memblock_merge_regions - merge neighboring compatible regions
 345  * @type: memblock type to scan
 346  *
 347  * Scan @type and merge neighboring compatible regions.
 348  */
 349 static void __init_memblock memblock_merge_regions(struct memblock_type *type)
 350 {
 351         int i = 0;
 352
 353         /* cnt never goes below 1 */
 354         while (i < type->cnt - 1) {
 355                 struct memblock_region *this = &type->regions[i];
 356                 struct memblock_region *next = &type->regions[i + 1];
 357
 358                 if (this->base + this->size != next->base ||
 359                     memblock_get_region_node(this) !=
 360                     memblock_get_region_node(next)) {
 361                         BUG_ON(this->base + this->size > next->base);
 362                         i++;
 363                         continue;
 364                 }
 365
 366                 this->size += next->size;
 367                 /* move forward from next + 1, index of which is i + 2 */
 368                 memmove(next, next + 1, (type->cnt - (i + 2)) * sizeof(*next));
 369                 type->cnt--;
 370         }
 371 }
 372
 373 /**
 374  * memblock_insert_region - insert new memblock region
 375  * @type: memblock type to insert into
 376  * @idx: index for the insertion point
 377  * @base: base address of the new region
 378  * @size: size of the new region
 379  *
 380  * Insert new memblock region [@base,@base+@size) into @type at @idx.
 381  * @type must already have extra room to accomodate the new region.
 382  */
 383 static void __init_memblock memblock_insert_region(struct memblock_type *type,
 384                                                    int idx, phys_addr_t base,
 385                                                    phys_addr_t size, int nid)
 386 {
 387         struct memblock_region *rgn = &type->regions[idx];
 388
 389         BUG_ON(type->cnt >= type->max);
 390         memmove(rgn + 1, rgn, (type->cnt - idx) * sizeof(*rgn));
 391         rgn->base = base;
 392         rgn->size = size;
 393         memblock_set_region_node(rgn, nid);
 394         type->cnt++;
 395         type->total_size += size;
 396 }
 397
 398 /**
 399  * memblock_add_region - add new memblock region
 400  * @type: memblock type to add new region into
 401  * @base: base address of the new region
 402  * @size: size of the new region
 403  * @nid: nid of the new region
 404  *
 405  * Add new memblock region [@base,@base+@size) into @type.  The new region
 406  * is allowed to overlap with existing ones - overlaps don't affect already
 407  * existing regions.  @type is guaranteed to be minimal (all neighbouring
 408  * compatible regions are merged) after the addition.
 409  *
 410  * RETURNS:
 411  * 0 on success, -errno on failure.
 412  */
 413 static int __init_memblock memblock_add_region(struct memblock_type *type,
 414                                 phys_addr_t base, phys_addr_t size, int nid)
 415 {
 416         bool insert = false;
 417         phys_addr_t obase = base;
 418         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
 419         int i, nr_new;
 420
 421         if (!size)
 422                 return 0;
 423
 424         /* special case for empty array */
 425         if (type->regions[0].size == 0) {
 426                 WARN_ON(type->cnt != 1 || type->total_size);
 427                 type->regions[0].base = base;
 428                 type->regions[0].size = size;
 429                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], nid);
 430                 type->total_size = size;
 431                 return 0;
 432         }
 433 repeat:
 434         /*
 435          * The following is executed twice.  Once with %false @insert and
 436          * then with %true.  The first counts the number of regions needed
 437          * to accomodate the new area.  The second actually inserts them.
 438          */
 439         base = obase;
 440         nr_new = 0;
 441
 442         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
 443                 struct memblock_region *rgn = &type->regions[i];
 444                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
 445                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
 446
 447                 if (rbase >= end)
 448                         break;
 449                 if (rend <= base)
 450                         continue;
 451                 /*
 452                  * @rgn overlaps.  If it separates the lower part of new
 453                  * area, insert that portion.
 454                  */
 455                 if (rbase > base) {
 456                         nr_new++;
 457                         if (insert)
 458                                 memblock_insert_region(type, i++, base,
 459                                                        rbase - base, nid);
 460                 }
 461                 /* area below @rend is dealt with, forget about it */
 462                 base = min(rend, end);
 463         }
 464
 465         /* insert the remaining portion */
 466         if (base < end) {
 467                 nr_new++;
 468                 if (insert)
 469                         memblock_insert_region(type, i, base, end - base, nid);
 470         }
 471
 472         /*
 473          * If this was the first round, resize array and repeat for actual
 474          * insertions; otherwise, merge and return.
 475          */
 476         if (!insert) {
 477                 while (type->cnt + nr_new > type->max)
 478                         if (memblock_double_array(type, obase, size) < 0)
 479                                 return -ENOMEM;
 480                 insert = true;
 481                 goto repeat;
 482         } else {
 483                 memblock_merge_regions(type);
 484                 return 0;
 485         }
 486 }
 487
 488 int __init_memblock memblock_add_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 489                                        int nid)
 490 {
 491         return memblock_add_region(&memblock.memory, base, size, nid);
 492 }
 493
 494 int __init_memblock memblock_add(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 495 {
 496         return memblock_add_region(&memblock.memory, base, size, MAX_NUMNODES);
 497 }
 498
 499 /**
 500  * memblock_isolate_range - isolate given range into disjoint memblocks
 501  * @type: memblock type to isolate range for
 502  * @base: base of range to isolate
 503  * @size: size of range to isolate
 504  * @start_rgn: out parameter for the start of isolated region
 505  * @end_rgn: out parameter for the end of isolated region
 506  *
 507  * Walk @type and ensure that regions don't cross the boundaries defined by
 508  * [@base,@base+@size).  Crossing regions are split at the boundaries,
 509  * which may create at most two more regions.  The index of the first
 510  * region inside the range is returned in *@start_rgn and end in *@end_rgn.
 511  *
 512  * RETURNS:
 513  * 0 on success, -errno on failure.
 514  */
 515 static int __init_memblock memblock_isolate_range(struct memblock_type *type,
 516                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 517                                         int *start_rgn, int *end_rgn)
 518 {
 519         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
 520         int i;
 521
 522         *start_rgn = *end_rgn = 0;
 523
 524         if (!size)
 525                 return 0;
 526
 527         /* we'll create at most two more regions */
 528         while (type->cnt + 2 > type->max)
 529                 if (memblock_double_array(type, base, size) < 0)
 530                         return -ENOMEM;
 531
 532         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
 533                 struct memblock_region *rgn = &type->regions[i];
 534                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
 535                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
 536
 537                 if (rbase >= end)
 538                         break;
 539                 if (rend <= base)
 540                         continue;
 541
 542                 if (rbase < base) {
 543                         /*
 544                          * @rgn intersects from below.  Split and continue
 545                          * to process the next region - the new top half.
 546                          */
 547                         rgn->base = base;
 548                         rgn->size -= base - rbase;
 549                         type->total_size -= base - rbase;
 550                         memblock_insert_region(type, i, rbase, base - rbase,
 551                                                memblock_get_region_node(rgn));
 552                 } else if (rend > end) {
 553                         /*
 554                          * @rgn intersects from above.  Split and redo the
 555                          * current region - the new bottom half.
 556                          */
 557                         rgn->base = end;
 558                         rgn->size -= end - rbase;
 559                         type->total_size -= end - rbase;
 560                         memblock_insert_region(type, i--, rbase, end - rbase,
 561                                                memblock_get_region_node(rgn));
 562                 } else {
 563                         /* @rgn is fully contained, record it */
 564                         if (!*end_rgn)
 565                                 *start_rgn = i;
 566                         *end_rgn = i + 1;
 567                 }
 568         }
 569
 570         return 0;
 571 }
 572
 573 static int __init_memblock __memblock_remove(struct memblock_type *type,
 574                                              phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 575 {
 576         int start_rgn, end_rgn;
 577         int i, ret;
 578
 579         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
 580         if (ret)
 581                 return ret;
 582
 583         for (i = end_rgn - 1; i >= start_rgn; i--)
 584                 memblock_remove_region(type, i);
 585         return 0;
 586 }
 587
 588 int __init_memblock memblock_remove(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 589 {
 590         return __memblock_remove(&memblock.memory, base, size);
 591 }
 592
 593 int __init_memblock memblock_free(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 594 {
 595         memblock_dbg("   memblock_free: [%#016llx-%#016llx] %pF\n",
 596                      (unsigned long long)base,
 597                      (unsigned long long)base + size,
 598                      (void *)_RET_IP_);
 599
 600         return __memblock_remove(&memblock.reserved, base, size);
 601 }
 602
 603 int __init_memblock memblock_reserve(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 604 {
 605         struct memblock_type *_rgn = &memblock.reserved;
 606
 607         memblock_dbg("memblock_reserve: [%#016llx-%#016llx] %pF\n",
 608                      (unsigned long long)base,
 609                      (unsigned long long)base + size,
 610                      (void *)_RET_IP_);
 611
 612         return memblock_add_region(_rgn, base, size, MAX_NUMNODES);
 613 }
 614
 615 /**
 616  * __next_free_mem_range - next function for for_each_free_mem_range()
 617  * @idx: pointer to u64 loop variable
 618  * @nid: nid: node selector, %MAX_NUMNODES for all nodes
 619  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
 620  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
 621  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
 622  *
 623  * Find the first free area from *@idx which matches @nid, fill the out
 624  * parameters, and update *@idx for the next iteration.  The lower 32bit of
 625  * *@idx contains index into memory region and the upper 32bit indexes the
 626  * areas before each reserved region.  For example, if reserved regions
 627  * look like the following,
 628  *
 629  *      0:[0-16), 1:[32-48), 2:[128-130)
 630  *
 631  * The upper 32bit indexes the following regions.
 632  *
 633  *      0:[0-0), 1:[16-32), 2:[48-128), 3:[130-MAX)
 634  *
 635  * As both region arrays are sorted, the function advances the two indices
 636  * in lockstep and returns each intersection.
 637  */
 638 void __init_memblock __next_free_mem_range(u64 *idx, int nid,
 639                                            phys_addr_t *out_start,
 640                                            phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
 641 {
 642         struct memblock_type *mem = &memblock.memory;
 643         struct memblock_type *rsv = &memblock.reserved;
 644         int mi = *idx & 0xffffffff;
 645         int ri = *idx >> 32;
 646
 647         for ( ; mi < mem->cnt; mi++) {
 648                 struct memblock_region *m = &mem->regions[mi];
 649                 phys_addr_t m_start = m->base;
 650                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
 651
 652                 /* only memory regions are associated with nodes, check it */
 653                 if (nid != MAX_NUMNODES && nid != memblock_get_region_node(m))
 654                         continue;
 655
 656                 /* scan areas before each reservation for intersection */
 657                 for ( ; ri < rsv->cnt + 1; ri++) {
 658                         struct memblock_region *r = &rsv->regions[ri];
 659                         phys_addr_t r_start = ri ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
 660                         phys_addr_t r_end = ri < rsv->cnt ? r->base : ULLONG_MAX;
 661
 662                         /* if ri advanced past mi, break out to advance mi */
 663                         if (r_start >= m_end)
 664                                 break;
 665                         /* if the two regions intersect, we're done */
 666                         if (m_start < r_end) {
 667                                 if (out_start)
 668                                         *out_start = max(m_start, r_start);
 669                                 if (out_end)
 670                                         *out_end = min(m_end, r_end);
 671                                 if (out_nid)
 672                                         *out_nid = memblock_get_region_node(m);
 673                                 /*
 674                                  * The region which ends first is advanced
 675                                  * for the next iteration.
 676                                  */
 677                                 if (m_end <= r_end)
 678                                         mi++;
 679                                 else
 680                                         ri++;
 681                                 *idx = (u32)mi | (u64)ri << 32;
 682                                 return;
 683                         }
 684                 }
 685         }
 686
 687         /* signal end of iteration */
 688         *idx = ULLONG_MAX;
 689 }
 690
 691 /**
 692  * __next_free_mem_range_rev - next function for for_each_free_mem_range_reverse()
 693  * @idx: pointer to u64 loop variable
 694  * @nid: nid: node selector, %MAX_NUMNODES for all nodes
 695  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
 696  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
 697  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
 698  *
 699  * Reverse of __next_free_mem_range().
 700  */
 701 void __init_memblock __next_free_mem_range_rev(u64 *idx, int nid,
 702                                            phys_addr_t *out_start,
 703                                            phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
 704 {
 705         struct memblock_type *mem = &memblock.memory;
 706         struct memblock_type *rsv = &memblock.reserved;
 707         int mi = *idx & 0xffffffff;
 708         int ri = *idx >> 32;
 709
 710         if (*idx == (u64)ULLONG_MAX) {
 711                 mi = mem->cnt - 1;
 712                 ri = rsv->cnt;
 713         }
 714
 715         for ( ; mi >= 0; mi--) {
 716                 struct memblock_region *m = &mem->regions[mi];
 717                 phys_addr_t m_start = m->base;
 718                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
 719
 720                 /* only memory regions are associated with nodes, check it */
 721                 if (nid != MAX_NUMNODES && nid != memblock_get_region_node(m))
 722                         continue;
 723
 724                 /* scan areas before each reservation for intersection */
 725                 for ( ; ri >= 0; ri--) {
 726                         struct memblock_region *r = &rsv->regions[ri];
 727                         phys_addr_t r_start = ri ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
 728                         phys_addr_t r_end = ri < rsv->cnt ? r->base : ULLONG_MAX;
 729
 730                         /* if ri advanced past mi, break out to advance mi */
 731                         if (r_end <= m_start)
 732                                 break;
 733                         /* if the two regions intersect, we're done */
 734                         if (m_end > r_start) {
 735                                 if (out_start)
 736                                         *out_start = max(m_start, r_start);
 737                                 if (out_end)
 738                                         *out_end = min(m_end, r_end);
 739                                 if (out_nid)
 740                                         *out_nid = memblock_get_region_node(m);
 741
 742                                 if (m_start >= r_start)
 743                                         mi--;
 744                                 else
 745                                         ri--;
 746                                 *idx = (u32)mi | (u64)ri << 32;
 747                                 return;
 748                         }
 749                 }
 750         }
 751
 752         *idx = ULLONG_MAX;
 753 }
 754
 755 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
 756 /*
 757  * Common iterator interface used to define for_each_mem_range().
 758  */
 759 void __init_memblock __next_mem_pfn_range(int *idx, int nid,
 760                                 unsigned long *out_start_pfn,
 761                                 unsigned long *out_end_pfn, int *out_nid)
 762 {
 763         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
 764         struct memblock_region *r;
 765
 766         while (++*idx < type->cnt) {
 767                 r = &type->regions[*idx];
 768
 769                 if (PFN_UP(r->base) >= PFN_DOWN(r->base + r->size))
 770                         continue;
 771                 if (nid == MAX_NUMNODES || nid == r->nid)
 772                         break;
 773         }
 774         if (*idx >= type->cnt) {
 775                 *idx = -1;
 776                 return;
 777         }
 778
 779         if (out_start_pfn)
 780                 *out_start_pfn = PFN_UP(r->base);
 781         if (out_end_pfn)
 782                 *out_end_pfn = PFN_DOWN(r->base + r->size);
 783         if (out_nid)
 784                 *out_nid = r->nid;
 785 }
 786
 787 /**
 788  * memblock_set_node - set node ID on memblock regions
 789  * @base: base of area to set node ID for
 790  * @size: size of area to set node ID for
 791  * @nid: node ID to set
 792  *
 793  * Set the nid of memblock memory regions in [@base,@base+@size) to @nid.
 794  * Regions which cross the area boundaries are split as necessary.
 795  *
 796  * RETURNS:
 797  * 0 on success, -errno on failure.
 798  */
 799 int __init_memblock memblock_set_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 800                                       int nid)
 801 {
 802         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
 803         int start_rgn, end_rgn;
 804         int i, ret;
 805
 806         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
 807         if (ret)
 808                 return ret;
 809
 810         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++)
 811                 memblock_set_region_node(&type->regions[i], nid);
 812
 813         memblock_merge_regions(type);
 814         return 0;
 815 }
 816 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
 817
 818 static phys_addr_t __init memblock_alloc_base_nid(phys_addr_t size,
 819                                         phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr,
 820                                         int nid)
 821 {
 822         phys_addr_t found;
 823
 824         /* align @size to avoid excessive fragmentation on reserved array */
 825         size = round_up(size, align);
 826
 827         found = memblock_find_in_range_node(0, max_addr, size, align, nid);
 828         if (found && !memblock_reserve(found, size))
 829                 return found;
 830
 831         return 0;
 832 }
 833
 834 phys_addr_t __init memblock_alloc_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
 835 {
 836         return memblock_alloc_base_nid(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE, nid);
 837 }
 838
 839 phys_addr_t __init __memblock_alloc_base(phys_addr_t size, phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr)
 840 {
 841         return memblock_alloc_base_nid(size, align, max_addr, MAX_NUMNODES);
 842 }
 843
 844 phys_addr_t __init memblock_alloc_base(phys_addr_t size, phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr)
 845 {
 846         phys_addr_t alloc;
 847
 848         alloc = __memblock_alloc_base(size, align, max_addr);
 849
 850         if (alloc == 0)
 851                 panic("ERROR: Failed to allocate 0x%llx bytes below 0x%llx.\n",
 852                       (unsigned long long) size, (unsigned long long) max_addr);
 853
 854         return alloc;
 855 }
 856
 857 phys_addr_t __init memblock_alloc(phys_addr_t size, phys_addr_t align)
 858 {
 859         return memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
 860 }
 861
 862 phys_addr_t __init memblock_alloc_try_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
 863 {
 864         phys_addr_t res = memblock_alloc_nid(size, align, nid);
 865
 866         if (res)
 867                 return res;
 868         return memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
 869 }
 870
 871
 872 /*
 873  * Remaining API functions
 874  */
 875
 876 phys_addr_t __init memblock_phys_mem_size(void)
 877 {
 878         return memblock.memory.total_size;
 879 }
 880
 881 phys_addr_t __init memblock_mem_size(unsigned long limit_pfn)
 882 {
 883         unsigned long pages = 0;
 884         struct memblock_region *r;
 885         unsigned long start_pfn, end_pfn;
 886
 887         for_each_memblock(memory, r) {
 888                 start_pfn = memblock_region_memory_base_pfn(r);
 889                 end_pfn = memblock_region_memory_end_pfn(r);
 890                 start_pfn = min_t(unsigned long, start_pfn, limit_pfn);
 891                 end_pfn = min_t(unsigned long, end_pfn, limit_pfn);
 892                 pages += end_pfn - start_pfn;
 893         }
 894
 895         return (phys_addr_t)pages << PAGE_SHIFT;
 896 }
 897
 898 /* lowest address */
 899 phys_addr_t __init_memblock memblock_start_of_DRAM(void)
 900 {
 901         return memblock.memory.regions[0].base;
 902 }
 903
 904 phys_addr_t __init_memblock memblock_end_of_DRAM(void)
 905 {
 906         int idx = memblock.memory.cnt - 1;
 907
 908         return (memblock.memory.regions[idx].base + memblock.memory.regions[idx].size);
 909 }
 910
 911 void __init memblock_enforce_memory_limit(phys_addr_t limit)
 912 {
 913         unsigned long i;
 914         phys_addr_t max_addr = (phys_addr_t)ULLONG_MAX;
 915
 916         if (!limit)
 917                 return;
 918
 919         /* find out max address */
 920         for (i = 0; i < memblock.memory.cnt; i++) {
 921                 struct memblock_region *r = &memblock.memory.regions[i];
 922
 923                 if (limit <= r->size) {
 924                         max_addr = r->base + limit;
 925                         break;
 926                 }
 927                 limit -= r->size;
 928         }
 929
 930         /* truncate both memory and reserved regions */
 931         __memblock_remove(&memblock.memory, max_addr, (phys_addr_t)ULLONG_MAX);
 932         __memblock_remove(&memblock.reserved, max_addr, (phys_addr_t)ULLONG_MAX);
 933 }
 934
 935 static int __init_memblock memblock_search(struct memblock_type *type, phys_addr_t addr)
 936 {
 937         unsigned int left = 0, right = type->cnt;
 938
 939         do {
 940                 unsigned int mid = (right + left) / 2;
 941
 942                 if (addr < type->regions[mid].base)
 943                         right = mid;
 944                 else if (addr >= (type->regions[mid].base +
 945                                   type->regions[mid].size))
 946                         left = mid + 1;
 947                 else
 948                         return mid;
 949         } while (left < right);
 950         return -1;
 951 }
 952
 953 int __init memblock_is_reserved(phys_addr_t addr)
 954 {
 955         return memblock_search(&memblock.reserved, addr) != -1;
 956 }
 957
 958 int __init_memblock memblock_is_memory(phys_addr_t addr)
 959 {
 960         return memblock_search(&memblock.memory, addr) != -1;
 961 }
 962
 963 /**
 964  * memblock_is_region_memory - check if a region is a subset of memory
 965  * @base: base of region to check
 966  * @size: size of region to check
 967  *
 968  * Check if the region [@base, @base+@size) is a subset of a memory block.
 969  *
 970  * RETURNS:
 971  * 0 if false, non-zero if true
 972  */
 973 int __init_memblock memblock_is_region_memory(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 974 {
 975         int idx = memblock_search(&memblock.memory, base);
 976         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
 977
 978         if (idx == -1)
 979                 return 0;
 980         return memblock.memory.regions[idx].base <= base &&
 981                 (memblock.memory.regions[idx].base +
 982                  memblock.memory.regions[idx].size) >= end;
 983 }
 984
 985 /**
 986  * memblock_is_region_reserved - check if a region intersects reserved memory
 987  * @base: base of region to check
 988  * @size: size of region to check
 989  *
 990  * Check if the region [@base, @base+@size) intersects a reserved memory block.
 991  *
 992  * RETURNS:
 993  * 0 if false, non-zero if true
 994  */
 995 int __init_memblock memblock_is_region_reserved(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 996 {
 997         memblock_cap_size(base, &size);
 998         return memblock_overlaps_region(&memblock.reserved, base, size) >= 0;
 999 }
1000
1001 void __init_memblock memblock_trim_memory(phys_addr_t align)
1002 {
1003         int i;
1004         phys_addr_t start, end, orig_start, orig_end;
1005         struct memblock_type *mem = &memblock.memory;
1006
1007         for (i = 0; i < mem->cnt; i++) {
1008                 orig_start = mem->regions[i].base;
1009                 orig_end = mem->regions[i].base + mem->regions[i].size;
1010                 start = round_up(orig_start, align);
1011                 end = round_down(orig_end, align);
1012
1013                 if (start == orig_start && end == orig_end)
1014                         continue;
1015
1016                 if (start < end) {
1017                         mem->regions[i].base = start;
1018                         mem->regions[i].size = end - start;
1019                 } else {
1020                         memblock_remove_region(mem, i);
1021                         i--;
1022                 }
1023         }
1024 }
1025
1026 void __init_memblock memblock_set_current_limit(phys_addr_t limit)
1027 {
1028         memblock.current_limit = limit;
1029 }
1030
1031 static void __init_memblock memblock_dump(struct memblock_type *type, char *name)
1032 {
1033         unsigned long long base, size;
1034         int i;
1035
1036         pr_info(" %s.cnt  = 0x%lx\n", name, type->cnt);
1037
1038         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
1039                 struct memblock_region *rgn = &type->regions[i];
1040                 char nid_buf[32] = "";
1041
1042                 base = rgn->base;
1043                 size = rgn->size;
1044 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1045                 if (memblock_get_region_node(rgn) != MAX_NUMNODES)
1046                         snprintf(nid_buf, sizeof(nid_buf), " on node %d",
1047                                  memblock_get_region_node(rgn));
1048 #endif
1049                 pr_info(" %s[%#x]\t[%#016llx-%#016llx], %#llx bytes%s\n",
1050                         name, i, base, base + size - 1, size, nid_buf);
1051         }
1052 }
1053
1054 void __init_memblock __memblock_dump_all(void)
1055 {
1056         pr_info("MEMBLOCK configuration:\n");
1057         pr_info(" memory size = %#llx reserved size = %#llx\n",
1058                 (unsigned long long)memblock.memory.total_size,
1059                 (unsigned long long)memblock.reserved.total_size);
1060
1061         memblock_dump(&memblock.memory, "memory");
1062         memblock_dump(&memblock.reserved, "reserved");
1063 }
1064
1065 void __init memblock_allow_resize(void)
1066 {
1067         memblock_can_resize = 1;
1068 }
1069
1070 static int __init early_memblock(char *p)
1071 {
1072         if (p && strstr(p, "debug"))
1073                 memblock_debug = 1;
1074         return 0;
1075 }
1076 early_param("memblock", early_memblock);
1077
1078 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && !defined(CONFIG_ARCH_DISCARD_MEMBLOCK)
1079
1080 static int memblock_debug_show(struct seq_file *m, void *private)
1081 {
1082         struct memblock_type *type = m->private;
1083         struct memblock_region *reg;
1084         int i;
1085
1086         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
1087                 reg = &type->regions[i];
1088                 seq_printf(m, "%4d: ", i);
1089                 if (sizeof(phys_addr_t) == 4)
1090                         seq_printf(m, "0x%08lx..0x%08lx\n",
1091                                    (unsigned long)reg->base,
1092                                    (unsigned long)(reg->base + reg->size - 1));
1093                 else
1094                         seq_printf(m, "0x%016llx..0x%016llx\n",
1095                                    (unsigned long long)reg->base,
1096                                    (unsigned long long)(reg->base + reg->size - 1));
1097
1098         }
1099         return 0;
1100 }
1101
1102 static int memblock_debug_open(struct inode *inode, struct file *file)
1103 {
1104         return single_open(file, memblock_debug_show, inode->i_private);
1105 }
1106
1107 static const struct file_operations memblock_debug_fops = {
1108         .open = memblock_debug_open,
1109         .read = seq_read,
1110         .llseek = seq_lseek,
1111         .release = single_release,
1112 };
1113
1114 static int __init memblock_init_debugfs(void)
1115 {
1116         struct dentry *root = debugfs_create_dir("memblock", NULL);
1117         if (!root)
1118                 return -ENXIO;
1119         debugfs_create_file("memory", S_IRUGO, root, &memblock.memory, &memblock_debug_fops);
1120         debugfs_create_file("reserved", S_IRUGO, root, &memblock.reserved, &memblock_debug_fops);
1121
1122         return 0;
1123 }
1124 __initcall(memblock_init_debugfs);
1125
1126 #endif /* CONFIG_DEBUG_FS */