mm/memblock.c

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