Merge tag 'trace-v5.15-rc6-2' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/rosted...
[platform/kernel/linux-rpi.git] / mm / memblock.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /*
3  * Procedures for maintaining information about logical memory blocks.
4  *
5  * Peter Bergner, IBM Corp.     June 2001.
6  * Copyright (C) 2001 Peter Bergner.
7  */
8
9 #include <linux/kernel.h>
10 #include <linux/slab.h>
11 #include <linux/init.h>
12 #include <linux/bitops.h>
13 #include <linux/poison.h>
14 #include <linux/pfn.h>
15 #include <linux/debugfs.h>
16 #include <linux/kmemleak.h>
17 #include <linux/seq_file.h>
18 #include <linux/memblock.h>
19
20 #include <asm/sections.h>
21 #include <linux/io.h>
22
23 #include "internal.h"
24
25 #define INIT_MEMBLOCK_REGIONS                   128
26 #define INIT_PHYSMEM_REGIONS                    4
27
28 #ifndef INIT_MEMBLOCK_RESERVED_REGIONS
29 # define INIT_MEMBLOCK_RESERVED_REGIONS         INIT_MEMBLOCK_REGIONS
30 #endif
31
32 /**
33  * DOC: memblock overview
34  *
35  * Memblock is a method of managing memory regions during the early
36  * boot period when the usual kernel memory allocators are not up and
37  * running.
38  *
39  * Memblock views the system memory as collections of contiguous
40  * regions. There are several types of these collections:
41  *
42  * * ``memory`` - describes the physical memory available to the
43  *   kernel; this may differ from the actual physical memory installed
44  *   in the system, for instance when the memory is restricted with
45  *   ``mem=`` command line parameter
46  * * ``reserved`` - describes the regions that were allocated
47  * * ``physmem`` - describes the actual physical memory available during
48  *   boot regardless of the possible restrictions and memory hot(un)plug;
49  *   the ``physmem`` type is only available on some architectures.
50  *
51  * Each region is represented by struct memblock_region that
52  * defines the region extents, its attributes and NUMA node id on NUMA
53  * systems. Every memory type is described by the struct memblock_type
54  * which contains an array of memory regions along with
55  * the allocator metadata. The "memory" and "reserved" types are nicely
56  * wrapped with struct memblock. This structure is statically
57  * initialized at build time. The region arrays are initially sized to
58  * %INIT_MEMBLOCK_REGIONS for "memory" and %INIT_MEMBLOCK_RESERVED_REGIONS
59  * for "reserved". The region array for "physmem" is initially sized to
60  * %INIT_PHYSMEM_REGIONS.
61  * The memblock_allow_resize() enables automatic resizing of the region
62  * arrays during addition of new regions. This feature should be used
63  * with care so that memory allocated for the region array will not
64  * overlap with areas that should be reserved, for example initrd.
65  *
66  * The early architecture setup should tell memblock what the physical
67  * memory layout is by using memblock_add() or memblock_add_node()
68  * functions. The first function does not assign the region to a NUMA
69  * node and it is appropriate for UMA systems. Yet, it is possible to
70  * use it on NUMA systems as well and assign the region to a NUMA node
71  * later in the setup process using memblock_set_node(). The
72  * memblock_add_node() performs such an assignment directly.
73  *
74  * Once memblock is setup the memory can be allocated using one of the
75  * API variants:
76  *
77  * * memblock_phys_alloc*() - these functions return the **physical**
78  *   address of the allocated memory
79  * * memblock_alloc*() - these functions return the **virtual** address
80  *   of the allocated memory.
81  *
82  * Note, that both API variants use implicit assumptions about allowed
83  * memory ranges and the fallback methods. Consult the documentation
84  * of memblock_alloc_internal() and memblock_alloc_range_nid()
85  * functions for more elaborate description.
86  *
87  * As the system boot progresses, the architecture specific mem_init()
88  * function frees all the memory to the buddy page allocator.
89  *
90  * Unless an architecture enables %CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK, the
91  * memblock data structures (except "physmem") will be discarded after the
92  * system initialization completes.
93  */
94
95 #ifndef CONFIG_NUMA
96 struct pglist_data __refdata contig_page_data;
97 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
98 #endif
99
100 unsigned long max_low_pfn;
101 unsigned long min_low_pfn;
102 unsigned long max_pfn;
103 unsigned long long max_possible_pfn;
104
105 static struct memblock_region memblock_memory_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS] __initdata_memblock;
106 static struct memblock_region memblock_reserved_init_regions[INIT_MEMBLOCK_RESERVED_REGIONS] __initdata_memblock;
107 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
108 static struct memblock_region memblock_physmem_init_regions[INIT_PHYSMEM_REGIONS];
109 #endif
110
111 struct memblock memblock __initdata_memblock = {
112         .memory.regions         = memblock_memory_init_regions,
113         .memory.cnt             = 1,    /* empty dummy entry */
114         .memory.max             = INIT_MEMBLOCK_REGIONS,
115         .memory.name            = "memory",
116
117         .reserved.regions       = memblock_reserved_init_regions,
118         .reserved.cnt           = 1,    /* empty dummy entry */
119         .reserved.max           = INIT_MEMBLOCK_RESERVED_REGIONS,
120         .reserved.name          = "reserved",
121
122         .bottom_up              = false,
123         .current_limit          = MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE,
124 };
125
126 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
127 struct memblock_type physmem = {
128         .regions                = memblock_physmem_init_regions,
129         .cnt                    = 1,    /* empty dummy entry */
130         .max                    = INIT_PHYSMEM_REGIONS,
131         .name                   = "physmem",
132 };
133 #endif
134
135 /*
136  * keep a pointer to &memblock.memory in the text section to use it in
137  * __next_mem_range() and its helpers.
138  *  For architectures that do not keep memblock data after init, this
139  * pointer will be reset to NULL at memblock_discard()
140  */
141 static __refdata struct memblock_type *memblock_memory = &memblock.memory;
142
143 #define for_each_memblock_type(i, memblock_type, rgn)                   \
144         for (i = 0, rgn = &memblock_type->regions[0];                   \
145              i < memblock_type->cnt;                                    \
146              i++, rgn = &memblock_type->regions[i])
147
148 #define memblock_dbg(fmt, ...)                                          \
149         do {                                                            \
150                 if (memblock_debug)                                     \
151                         pr_info(fmt, ##__VA_ARGS__);                    \
152         } while (0)
153
154 static int memblock_debug __initdata_memblock;
155 static bool system_has_some_mirror __initdata_memblock = false;
156 static int memblock_can_resize __initdata_memblock;
157 static int memblock_memory_in_slab __initdata_memblock = 0;
158 static int memblock_reserved_in_slab __initdata_memblock = 0;
159
160 static enum memblock_flags __init_memblock choose_memblock_flags(void)
161 {
162         return system_has_some_mirror ? MEMBLOCK_MIRROR : MEMBLOCK_NONE;
163 }
164
165 /* adjust *@size so that (@base + *@size) doesn't overflow, return new size */
166 static inline phys_addr_t memblock_cap_size(phys_addr_t base, phys_addr_t *size)
167 {
168         return *size = min(*size, PHYS_ADDR_MAX - base);
169 }
170
171 /*
172  * Address comparison utilities
173  */
174 static unsigned long __init_memblock memblock_addrs_overlap(phys_addr_t base1, phys_addr_t size1,
175                                        phys_addr_t base2, phys_addr_t size2)
176 {
177         return ((base1 < (base2 + size2)) && (base2 < (base1 + size1)));
178 }
179
180 bool __init_memblock memblock_overlaps_region(struct memblock_type *type,
181                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size)
182 {
183         unsigned long i;
184
185         memblock_cap_size(base, &size);
186
187         for (i = 0; i < type->cnt; i++)
188                 if (memblock_addrs_overlap(base, size, type->regions[i].base,
189                                            type->regions[i].size))
190                         break;
191         return i < type->cnt;
192 }
193
194 /**
195  * __memblock_find_range_bottom_up - find free area utility in bottom-up
196  * @start: start of candidate range
197  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE or
198  *       %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE
199  * @size: size of free area to find
200  * @align: alignment of free area to find
201  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
202  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
203  *
204  * Utility called from memblock_find_in_range_node(), find free area bottom-up.
205  *
206  * Return:
207  * Found address on success, 0 on failure.
208  */
209 static phys_addr_t __init_memblock
210 __memblock_find_range_bottom_up(phys_addr_t start, phys_addr_t end,
211                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid,
212                                 enum memblock_flags flags)
213 {
214         phys_addr_t this_start, this_end, cand;
215         u64 i;
216
217         for_each_free_mem_range(i, nid, flags, &this_start, &this_end, NULL) {
218                 this_start = clamp(this_start, start, end);
219                 this_end = clamp(this_end, start, end);
220
221                 cand = round_up(this_start, align);
222                 if (cand < this_end && this_end - cand >= size)
223                         return cand;
224         }
225
226         return 0;
227 }
228
229 /**
230  * __memblock_find_range_top_down - find free area utility, in top-down
231  * @start: start of candidate range
232  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE or
233  *       %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE
234  * @size: size of free area to find
235  * @align: alignment of free area to find
236  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
237  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
238  *
239  * Utility called from memblock_find_in_range_node(), find free area top-down.
240  *
241  * Return:
242  * Found address on success, 0 on failure.
243  */
244 static phys_addr_t __init_memblock
245 __memblock_find_range_top_down(phys_addr_t start, phys_addr_t end,
246                                phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid,
247                                enum memblock_flags flags)
248 {
249         phys_addr_t this_start, this_end, cand;
250         u64 i;
251
252         for_each_free_mem_range_reverse(i, nid, flags, &this_start, &this_end,
253                                         NULL) {
254                 this_start = clamp(this_start, start, end);
255                 this_end = clamp(this_end, start, end);
256
257                 if (this_end < size)
258                         continue;
259
260                 cand = round_down(this_end - size, align);
261                 if (cand >= this_start)
262                         return cand;
263         }
264
265         return 0;
266 }
267
268 /**
269  * memblock_find_in_range_node - find free area in given range and node
270  * @size: size of free area to find
271  * @align: alignment of free area to find
272  * @start: start of candidate range
273  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE or
274  *       %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE
275  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
276  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
277  *
278  * Find @size free area aligned to @align in the specified range and node.
279  *
280  * Return:
281  * Found address on success, 0 on failure.
282  */
283 static phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range_node(phys_addr_t size,
284                                         phys_addr_t align, phys_addr_t start,
285                                         phys_addr_t end, int nid,
286                                         enum memblock_flags flags)
287 {
288         /* pump up @end */
289         if (end == MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE ||
290             end == MEMBLOCK_ALLOC_KASAN)
291                 end = memblock.current_limit;
292
293         /* avoid allocating the first page */
294         start = max_t(phys_addr_t, start, PAGE_SIZE);
295         end = max(start, end);
296
297         if (memblock_bottom_up())
298                 return __memblock_find_range_bottom_up(start, end, size, align,
299                                                        nid, flags);
300         else
301                 return __memblock_find_range_top_down(start, end, size, align,
302                                                       nid, flags);
303 }
304
305 /**
306  * memblock_find_in_range - find free area in given range
307  * @start: start of candidate range
308  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE or
309  *       %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE
310  * @size: size of free area to find
311  * @align: alignment of free area to find
312  *
313  * Find @size free area aligned to @align in the specified range.
314  *
315  * Return:
316  * Found address on success, 0 on failure.
317  */
318 static phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range(phys_addr_t start,
319                                         phys_addr_t end, phys_addr_t size,
320                                         phys_addr_t align)
321 {
322         phys_addr_t ret;
323         enum memblock_flags flags = choose_memblock_flags();
324
325 again:
326         ret = memblock_find_in_range_node(size, align, start, end,
327                                             NUMA_NO_NODE, flags);
328
329         if (!ret && (flags & MEMBLOCK_MIRROR)) {
330                 pr_warn("Could not allocate %pap bytes of mirrored memory\n",
331                         &size);
332                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
333                 goto again;
334         }
335
336         return ret;
337 }
338
339 static void __init_memblock memblock_remove_region(struct memblock_type *type, unsigned long r)
340 {
341         type->total_size -= type->regions[r].size;
342         memmove(&type->regions[r], &type->regions[r + 1],
343                 (type->cnt - (r + 1)) * sizeof(type->regions[r]));
344         type->cnt--;
345
346         /* Special case for empty arrays */
347         if (type->cnt == 0) {
348                 WARN_ON(type->total_size != 0);
349                 type->cnt = 1;
350                 type->regions[0].base = 0;
351                 type->regions[0].size = 0;
352                 type->regions[0].flags = 0;
353                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], MAX_NUMNODES);
354         }
355 }
356
357 #ifndef CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK
358 /**
359  * memblock_discard - discard memory and reserved arrays if they were allocated
360  */
361 void __init memblock_discard(void)
362 {
363         phys_addr_t addr, size;
364
365         if (memblock.reserved.regions != memblock_reserved_init_regions) {
366                 addr = __pa(memblock.reserved.regions);
367                 size = PAGE_ALIGN(sizeof(struct memblock_region) *
368                                   memblock.reserved.max);
369                 __memblock_free_late(addr, size);
370         }
371
372         if (memblock.memory.regions != memblock_memory_init_regions) {
373                 addr = __pa(memblock.memory.regions);
374                 size = PAGE_ALIGN(sizeof(struct memblock_region) *
375                                   memblock.memory.max);
376                 __memblock_free_late(addr, size);
377         }
378
379         memblock_memory = NULL;
380 }
381 #endif
382
383 /**
384  * memblock_double_array - double the size of the memblock regions array
385  * @type: memblock type of the regions array being doubled
386  * @new_area_start: starting address of memory range to avoid overlap with
387  * @new_area_size: size of memory range to avoid overlap with
388  *
389  * Double the size of the @type regions array. If memblock is being used to
390  * allocate memory for a new reserved regions array and there is a previously
391  * allocated memory range [@new_area_start, @new_area_start + @new_area_size]
392  * waiting to be reserved, ensure the memory used by the new array does
393  * not overlap.
394  *
395  * Return:
396  * 0 on success, -1 on failure.
397  */
398 static int __init_memblock memblock_double_array(struct memblock_type *type,
399                                                 phys_addr_t new_area_start,
400                                                 phys_addr_t new_area_size)
401 {
402         struct memblock_region *new_array, *old_array;
403         phys_addr_t old_alloc_size, new_alloc_size;
404         phys_addr_t old_size, new_size, addr, new_end;
405         int use_slab = slab_is_available();
406         int *in_slab;
407
408         /* We don't allow resizing until we know about the reserved regions
409          * of memory that aren't suitable for allocation
410          */
411         if (!memblock_can_resize)
412                 return -1;
413
414         /* Calculate new doubled size */
415         old_size = type->max * sizeof(struct memblock_region);
416         new_size = old_size << 1;
417         /*
418          * We need to allocated new one align to PAGE_SIZE,
419          *   so we can free them completely later.
420          */
421         old_alloc_size = PAGE_ALIGN(old_size);
422         new_alloc_size = PAGE_ALIGN(new_size);
423
424         /* Retrieve the slab flag */
425         if (type == &memblock.memory)
426                 in_slab = &memblock_memory_in_slab;
427         else
428                 in_slab = &memblock_reserved_in_slab;
429
430         /* Try to find some space for it */
431         if (use_slab) {
432                 new_array = kmalloc(new_size, GFP_KERNEL);
433                 addr = new_array ? __pa(new_array) : 0;
434         } else {
435                 /* only exclude range when trying to double reserved.regions */
436                 if (type != &memblock.reserved)
437                         new_area_start = new_area_size = 0;
438
439                 addr = memblock_find_in_range(new_area_start + new_area_size,
440                                                 memblock.current_limit,
441                                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
442                 if (!addr && new_area_size)
443                         addr = memblock_find_in_range(0,
444                                 min(new_area_start, memblock.current_limit),
445                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
446
447                 new_array = addr ? __va(addr) : NULL;
448         }
449         if (!addr) {
450                 pr_err("memblock: Failed to double %s array from %ld to %ld entries !\n",
451                        type->name, type->max, type->max * 2);
452                 return -1;
453         }
454
455         new_end = addr + new_size - 1;
456         memblock_dbg("memblock: %s is doubled to %ld at [%pa-%pa]",
457                         type->name, type->max * 2, &addr, &new_end);
458
459         /*
460          * Found space, we now need to move the array over before we add the
461          * reserved region since it may be our reserved array itself that is
462          * full.
463          */
464         memcpy(new_array, type->regions, old_size);
465         memset(new_array + type->max, 0, old_size);
466         old_array = type->regions;
467         type->regions = new_array;
468         type->max <<= 1;
469
470         /* Free old array. We needn't free it if the array is the static one */
471         if (*in_slab)
472                 kfree(old_array);
473         else if (old_array != memblock_memory_init_regions &&
474                  old_array != memblock_reserved_init_regions)
475                 memblock_free_ptr(old_array, old_alloc_size);
476
477         /*
478          * Reserve the new array if that comes from the memblock.  Otherwise, we
479          * needn't do it
480          */
481         if (!use_slab)
482                 BUG_ON(memblock_reserve(addr, new_alloc_size));
483
484         /* Update slab flag */
485         *in_slab = use_slab;
486
487         return 0;
488 }
489
490 /**
491  * memblock_merge_regions - merge neighboring compatible regions
492  * @type: memblock type to scan
493  *
494  * Scan @type and merge neighboring compatible regions.
495  */
496 static void __init_memblock memblock_merge_regions(struct memblock_type *type)
497 {
498         int i = 0;
499
500         /* cnt never goes below 1 */
501         while (i < type->cnt - 1) {
502                 struct memblock_region *this = &type->regions[i];
503                 struct memblock_region *next = &type->regions[i + 1];
504
505                 if (this->base + this->size != next->base ||
506                     memblock_get_region_node(this) !=
507                     memblock_get_region_node(next) ||
508                     this->flags != next->flags) {
509                         BUG_ON(this->base + this->size > next->base);
510                         i++;
511                         continue;
512                 }
513
514                 this->size += next->size;
515                 /* move forward from next + 1, index of which is i + 2 */
516                 memmove(next, next + 1, (type->cnt - (i + 2)) * sizeof(*next));
517                 type->cnt--;
518         }
519 }
520
521 /**
522  * memblock_insert_region - insert new memblock region
523  * @type:       memblock type to insert into
524  * @idx:        index for the insertion point
525  * @base:       base address of the new region
526  * @size:       size of the new region
527  * @nid:        node id of the new region
528  * @flags:      flags of the new region
529  *
530  * Insert new memblock region [@base, @base + @size) into @type at @idx.
531  * @type must already have extra room to accommodate the new region.
532  */
533 static void __init_memblock memblock_insert_region(struct memblock_type *type,
534                                                    int idx, phys_addr_t base,
535                                                    phys_addr_t size,
536                                                    int nid,
537                                                    enum memblock_flags flags)
538 {
539         struct memblock_region *rgn = &type->regions[idx];
540
541         BUG_ON(type->cnt >= type->max);
542         memmove(rgn + 1, rgn, (type->cnt - idx) * sizeof(*rgn));
543         rgn->base = base;
544         rgn->size = size;
545         rgn->flags = flags;
546         memblock_set_region_node(rgn, nid);
547         type->cnt++;
548         type->total_size += size;
549 }
550
551 /**
552  * memblock_add_range - add new memblock region
553  * @type: memblock type to add new region into
554  * @base: base address of the new region
555  * @size: size of the new region
556  * @nid: nid of the new region
557  * @flags: flags of the new region
558  *
559  * Add new memblock region [@base, @base + @size) into @type.  The new region
560  * is allowed to overlap with existing ones - overlaps don't affect already
561  * existing regions.  @type is guaranteed to be minimal (all neighbouring
562  * compatible regions are merged) after the addition.
563  *
564  * Return:
565  * 0 on success, -errno on failure.
566  */
567 static int __init_memblock memblock_add_range(struct memblock_type *type,
568                                 phys_addr_t base, phys_addr_t size,
569                                 int nid, enum memblock_flags flags)
570 {
571         bool insert = false;
572         phys_addr_t obase = base;
573         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
574         int idx, nr_new;
575         struct memblock_region *rgn;
576
577         if (!size)
578                 return 0;
579
580         /* special case for empty array */
581         if (type->regions[0].size == 0) {
582                 WARN_ON(type->cnt != 1 || type->total_size);
583                 type->regions[0].base = base;
584                 type->regions[0].size = size;
585                 type->regions[0].flags = flags;
586                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], nid);
587                 type->total_size = size;
588                 return 0;
589         }
590 repeat:
591         /*
592          * The following is executed twice.  Once with %false @insert and
593          * then with %true.  The first counts the number of regions needed
594          * to accommodate the new area.  The second actually inserts them.
595          */
596         base = obase;
597         nr_new = 0;
598
599         for_each_memblock_type(idx, type, rgn) {
600                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
601                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
602
603                 if (rbase >= end)
604                         break;
605                 if (rend <= base)
606                         continue;
607                 /*
608                  * @rgn overlaps.  If it separates the lower part of new
609                  * area, insert that portion.
610                  */
611                 if (rbase > base) {
612 #ifdef CONFIG_NUMA
613                         WARN_ON(nid != memblock_get_region_node(rgn));
614 #endif
615                         WARN_ON(flags != rgn->flags);
616                         nr_new++;
617                         if (insert)
618                                 memblock_insert_region(type, idx++, base,
619                                                        rbase - base, nid,
620                                                        flags);
621                 }
622                 /* area below @rend is dealt with, forget about it */
623                 base = min(rend, end);
624         }
625
626         /* insert the remaining portion */
627         if (base < end) {
628                 nr_new++;
629                 if (insert)
630                         memblock_insert_region(type, idx, base, end - base,
631                                                nid, flags);
632         }
633
634         if (!nr_new)
635                 return 0;
636
637         /*
638          * If this was the first round, resize array and repeat for actual
639          * insertions; otherwise, merge and return.
640          */
641         if (!insert) {
642                 while (type->cnt + nr_new > type->max)
643                         if (memblock_double_array(type, obase, size) < 0)
644                                 return -ENOMEM;
645                 insert = true;
646                 goto repeat;
647         } else {
648                 memblock_merge_regions(type);
649                 return 0;
650         }
651 }
652
653 /**
654  * memblock_add_node - add new memblock region within a NUMA node
655  * @base: base address of the new region
656  * @size: size of the new region
657  * @nid: nid of the new region
658  *
659  * Add new memblock region [@base, @base + @size) to the "memory"
660  * type. See memblock_add_range() description for mode details
661  *
662  * Return:
663  * 0 on success, -errno on failure.
664  */
665 int __init_memblock memblock_add_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
666                                        int nid)
667 {
668         phys_addr_t end = base + size - 1;
669
670         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] nid=%d %pS\n", __func__,
671                      &base, &end, nid, (void *)_RET_IP_);
672
673         return memblock_add_range(&memblock.memory, base, size, nid, 0);
674 }
675
676 /**
677  * memblock_add - add new memblock region
678  * @base: base address of the new region
679  * @size: size of the new region
680  *
681  * Add new memblock region [@base, @base + @size) to the "memory"
682  * type. See memblock_add_range() description for mode details
683  *
684  * Return:
685  * 0 on success, -errno on failure.
686  */
687 int __init_memblock memblock_add(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
688 {
689         phys_addr_t end = base + size - 1;
690
691         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
692                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
693
694         return memblock_add_range(&memblock.memory, base, size, MAX_NUMNODES, 0);
695 }
696
697 /**
698  * memblock_isolate_range - isolate given range into disjoint memblocks
699  * @type: memblock type to isolate range for
700  * @base: base of range to isolate
701  * @size: size of range to isolate
702  * @start_rgn: out parameter for the start of isolated region
703  * @end_rgn: out parameter for the end of isolated region
704  *
705  * Walk @type and ensure that regions don't cross the boundaries defined by
706  * [@base, @base + @size).  Crossing regions are split at the boundaries,
707  * which may create at most two more regions.  The index of the first
708  * region inside the range is returned in *@start_rgn and end in *@end_rgn.
709  *
710  * Return:
711  * 0 on success, -errno on failure.
712  */
713 static int __init_memblock memblock_isolate_range(struct memblock_type *type,
714                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size,
715                                         int *start_rgn, int *end_rgn)
716 {
717         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
718         int idx;
719         struct memblock_region *rgn;
720
721         *start_rgn = *end_rgn = 0;
722
723         if (!size)
724                 return 0;
725
726         /* we'll create at most two more regions */
727         while (type->cnt + 2 > type->max)
728                 if (memblock_double_array(type, base, size) < 0)
729                         return -ENOMEM;
730
731         for_each_memblock_type(idx, type, rgn) {
732                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
733                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
734
735                 if (rbase >= end)
736                         break;
737                 if (rend <= base)
738                         continue;
739
740                 if (rbase < base) {
741                         /*
742                          * @rgn intersects from below.  Split and continue
743                          * to process the next region - the new top half.
744                          */
745                         rgn->base = base;
746                         rgn->size -= base - rbase;
747                         type->total_size -= base - rbase;
748                         memblock_insert_region(type, idx, rbase, base - rbase,
749                                                memblock_get_region_node(rgn),
750                                                rgn->flags);
751                 } else if (rend > end) {
752                         /*
753                          * @rgn intersects from above.  Split and redo the
754                          * current region - the new bottom half.
755                          */
756                         rgn->base = end;
757                         rgn->size -= end - rbase;
758                         type->total_size -= end - rbase;
759                         memblock_insert_region(type, idx--, rbase, end - rbase,
760                                                memblock_get_region_node(rgn),
761                                                rgn->flags);
762                 } else {
763                         /* @rgn is fully contained, record it */
764                         if (!*end_rgn)
765                                 *start_rgn = idx;
766                         *end_rgn = idx + 1;
767                 }
768         }
769
770         return 0;
771 }
772
773 static int __init_memblock memblock_remove_range(struct memblock_type *type,
774                                           phys_addr_t base, phys_addr_t size)
775 {
776         int start_rgn, end_rgn;
777         int i, ret;
778
779         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
780         if (ret)
781                 return ret;
782
783         for (i = end_rgn - 1; i >= start_rgn; i--)
784                 memblock_remove_region(type, i);
785         return 0;
786 }
787
788 int __init_memblock memblock_remove(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
789 {
790         phys_addr_t end = base + size - 1;
791
792         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
793                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
794
795         return memblock_remove_range(&memblock.memory, base, size);
796 }
797
798 /**
799  * memblock_free_ptr - free boot memory allocation
800  * @ptr: starting address of the  boot memory allocation
801  * @size: size of the boot memory block in bytes
802  *
803  * Free boot memory block previously allocated by memblock_alloc_xx() API.
804  * The freeing memory will not be released to the buddy allocator.
805  */
806 void __init_memblock memblock_free_ptr(void *ptr, size_t size)
807 {
808         if (ptr)
809                 memblock_free(__pa(ptr), size);
810 }
811
812 /**
813  * memblock_free - free boot memory block
814  * @base: phys starting address of the  boot memory block
815  * @size: size of the boot memory block in bytes
816  *
817  * Free boot memory block previously allocated by memblock_alloc_xx() API.
818  * The freeing memory will not be released to the buddy allocator.
819  */
820 int __init_memblock memblock_free(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
821 {
822         phys_addr_t end = base + size - 1;
823
824         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
825                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
826
827         kmemleak_free_part_phys(base, size);
828         return memblock_remove_range(&memblock.reserved, base, size);
829 }
830
831 int __init_memblock memblock_reserve(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
832 {
833         phys_addr_t end = base + size - 1;
834
835         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
836                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
837
838         return memblock_add_range(&memblock.reserved, base, size, MAX_NUMNODES, 0);
839 }
840
841 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
842 int __init_memblock memblock_physmem_add(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
843 {
844         phys_addr_t end = base + size - 1;
845
846         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
847                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
848
849         return memblock_add_range(&physmem, base, size, MAX_NUMNODES, 0);
850 }
851 #endif
852
853 /**
854  * memblock_setclr_flag - set or clear flag for a memory region
855  * @base: base address of the region
856  * @size: size of the region
857  * @set: set or clear the flag
858  * @flag: the flag to update
859  *
860  * This function isolates region [@base, @base + @size), and sets/clears flag
861  *
862  * Return: 0 on success, -errno on failure.
863  */
864 static int __init_memblock memblock_setclr_flag(phys_addr_t base,
865                                 phys_addr_t size, int set, int flag)
866 {
867         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
868         int i, ret, start_rgn, end_rgn;
869
870         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
871         if (ret)
872                 return ret;
873
874         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++) {
875                 struct memblock_region *r = &type->regions[i];
876
877                 if (set)
878                         r->flags |= flag;
879                 else
880                         r->flags &= ~flag;
881         }
882
883         memblock_merge_regions(type);
884         return 0;
885 }
886
887 /**
888  * memblock_mark_hotplug - Mark hotpluggable memory with flag MEMBLOCK_HOTPLUG.
889  * @base: the base phys addr of the region
890  * @size: the size of the region
891  *
892  * Return: 0 on success, -errno on failure.
893  */
894 int __init_memblock memblock_mark_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
895 {
896         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_HOTPLUG);
897 }
898
899 /**
900  * memblock_clear_hotplug - Clear flag MEMBLOCK_HOTPLUG for a specified region.
901  * @base: the base phys addr of the region
902  * @size: the size of the region
903  *
904  * Return: 0 on success, -errno on failure.
905  */
906 int __init_memblock memblock_clear_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
907 {
908         return memblock_setclr_flag(base, size, 0, MEMBLOCK_HOTPLUG);
909 }
910
911 /**
912  * memblock_mark_mirror - Mark mirrored memory with flag MEMBLOCK_MIRROR.
913  * @base: the base phys addr of the region
914  * @size: the size of the region
915  *
916  * Return: 0 on success, -errno on failure.
917  */
918 int __init_memblock memblock_mark_mirror(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
919 {
920         system_has_some_mirror = true;
921
922         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_MIRROR);
923 }
924
925 /**
926  * memblock_mark_nomap - Mark a memory region with flag MEMBLOCK_NOMAP.
927  * @base: the base phys addr of the region
928  * @size: the size of the region
929  *
930  * The memory regions marked with %MEMBLOCK_NOMAP will not be added to the
931  * direct mapping of the physical memory. These regions will still be
932  * covered by the memory map. The struct page representing NOMAP memory
933  * frames in the memory map will be PageReserved()
934  *
935  * Note: if the memory being marked %MEMBLOCK_NOMAP was allocated from
936  * memblock, the caller must inform kmemleak to ignore that memory
937  *
938  * Return: 0 on success, -errno on failure.
939  */
940 int __init_memblock memblock_mark_nomap(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
941 {
942         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_NOMAP);
943 }
944
945 /**
946  * memblock_clear_nomap - Clear flag MEMBLOCK_NOMAP for a specified region.
947  * @base: the base phys addr of the region
948  * @size: the size of the region
949  *
950  * Return: 0 on success, -errno on failure.
951  */
952 int __init_memblock memblock_clear_nomap(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
953 {
954         return memblock_setclr_flag(base, size, 0, MEMBLOCK_NOMAP);
955 }
956
957 static bool should_skip_region(struct memblock_type *type,
958                                struct memblock_region *m,
959                                int nid, int flags)
960 {
961         int m_nid = memblock_get_region_node(m);
962
963         /* we never skip regions when iterating memblock.reserved or physmem */
964         if (type != memblock_memory)
965                 return false;
966
967         /* only memory regions are associated with nodes, check it */
968         if (nid != NUMA_NO_NODE && nid != m_nid)
969                 return true;
970
971         /* skip hotpluggable memory regions if needed */
972         if (movable_node_is_enabled() && memblock_is_hotpluggable(m) &&
973             !(flags & MEMBLOCK_HOTPLUG))
974                 return true;
975
976         /* if we want mirror memory skip non-mirror memory regions */
977         if ((flags & MEMBLOCK_MIRROR) && !memblock_is_mirror(m))
978                 return true;
979
980         /* skip nomap memory unless we were asked for it explicitly */
981         if (!(flags & MEMBLOCK_NOMAP) && memblock_is_nomap(m))
982                 return true;
983
984         return false;
985 }
986
987 /**
988  * __next_mem_range - next function for for_each_free_mem_range() etc.
989  * @idx: pointer to u64 loop variable
990  * @nid: node selector, %NUMA_NO_NODE for all nodes
991  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
992  * @type_a: pointer to memblock_type from where the range is taken
993  * @type_b: pointer to memblock_type which excludes memory from being taken
994  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
995  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
996  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
997  *
998  * Find the first area from *@idx which matches @nid, fill the out
999  * parameters, and update *@idx for the next iteration.  The lower 32bit of
1000  * *@idx contains index into type_a and the upper 32bit indexes the
1001  * areas before each region in type_b.  For example, if type_b regions
1002  * look like the following,
1003  *
1004  *      0:[0-16), 1:[32-48), 2:[128-130)
1005  *
1006  * The upper 32bit indexes the following regions.
1007  *
1008  *      0:[0-0), 1:[16-32), 2:[48-128), 3:[130-MAX)
1009  *
1010  * As both region arrays are sorted, the function advances the two indices
1011  * in lockstep and returns each intersection.
1012  */
1013 void __next_mem_range(u64 *idx, int nid, enum memblock_flags flags,
1014                       struct memblock_type *type_a,
1015                       struct memblock_type *type_b, phys_addr_t *out_start,
1016                       phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
1017 {
1018         int idx_a = *idx & 0xffffffff;
1019         int idx_b = *idx >> 32;
1020
1021         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES,
1022         "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
1023                 nid = NUMA_NO_NODE;
1024
1025         for (; idx_a < type_a->cnt; idx_a++) {
1026                 struct memblock_region *m = &type_a->regions[idx_a];
1027
1028                 phys_addr_t m_start = m->base;
1029                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
1030                 int         m_nid = memblock_get_region_node(m);
1031
1032                 if (should_skip_region(type_a, m, nid, flags))
1033                         continue;
1034
1035                 if (!type_b) {
1036                         if (out_start)
1037                                 *out_start = m_start;
1038                         if (out_end)
1039                                 *out_end = m_end;
1040                         if (out_nid)
1041                                 *out_nid = m_nid;
1042                         idx_a++;
1043                         *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1044                         return;
1045                 }
1046
1047                 /* scan areas before each reservation */
1048                 for (; idx_b < type_b->cnt + 1; idx_b++) {
1049                         struct memblock_region *r;
1050                         phys_addr_t r_start;
1051                         phys_addr_t r_end;
1052
1053                         r = &type_b->regions[idx_b];
1054                         r_start = idx_b ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
1055                         r_end = idx_b < type_b->cnt ?
1056                                 r->base : PHYS_ADDR_MAX;
1057
1058                         /*
1059                          * if idx_b advanced past idx_a,
1060                          * break out to advance idx_a
1061                          */
1062                         if (r_start >= m_end)
1063                                 break;
1064                         /* if the two regions intersect, we're done */
1065                         if (m_start < r_end) {
1066                                 if (out_start)
1067                                         *out_start =
1068                                                 max(m_start, r_start);
1069                                 if (out_end)
1070                                         *out_end = min(m_end, r_end);
1071                                 if (out_nid)
1072                                         *out_nid = m_nid;
1073                                 /*
1074                                  * The region which ends first is
1075                                  * advanced for the next iteration.
1076                                  */
1077                                 if (m_end <= r_end)
1078                                         idx_a++;
1079                                 else
1080                                         idx_b++;
1081                                 *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1082                                 return;
1083                         }
1084                 }
1085         }
1086
1087         /* signal end of iteration */
1088         *idx = ULLONG_MAX;
1089 }
1090
1091 /**
1092  * __next_mem_range_rev - generic next function for for_each_*_range_rev()
1093  *
1094  * @idx: pointer to u64 loop variable
1095  * @nid: node selector, %NUMA_NO_NODE for all nodes
1096  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
1097  * @type_a: pointer to memblock_type from where the range is taken
1098  * @type_b: pointer to memblock_type which excludes memory from being taken
1099  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
1100  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
1101  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
1102  *
1103  * Finds the next range from type_a which is not marked as unsuitable
1104  * in type_b.
1105  *
1106  * Reverse of __next_mem_range().
1107  */
1108 void __init_memblock __next_mem_range_rev(u64 *idx, int nid,
1109                                           enum memblock_flags flags,
1110                                           struct memblock_type *type_a,
1111                                           struct memblock_type *type_b,
1112                                           phys_addr_t *out_start,
1113                                           phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
1114 {
1115         int idx_a = *idx & 0xffffffff;
1116         int idx_b = *idx >> 32;
1117
1118         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES, "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
1119                 nid = NUMA_NO_NODE;
1120
1121         if (*idx == (u64)ULLONG_MAX) {
1122                 idx_a = type_a->cnt - 1;
1123                 if (type_b != NULL)
1124                         idx_b = type_b->cnt;
1125                 else
1126                         idx_b = 0;
1127         }
1128
1129         for (; idx_a >= 0; idx_a--) {
1130                 struct memblock_region *m = &type_a->regions[idx_a];
1131
1132                 phys_addr_t m_start = m->base;
1133                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
1134                 int m_nid = memblock_get_region_node(m);
1135
1136                 if (should_skip_region(type_a, m, nid, flags))
1137                         continue;
1138
1139                 if (!type_b) {
1140                         if (out_start)
1141                                 *out_start = m_start;
1142                         if (out_end)
1143                                 *out_end = m_end;
1144                         if (out_nid)
1145                                 *out_nid = m_nid;
1146                         idx_a--;
1147                         *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1148                         return;
1149                 }
1150
1151                 /* scan areas before each reservation */
1152                 for (; idx_b >= 0; idx_b--) {
1153                         struct memblock_region *r;
1154                         phys_addr_t r_start;
1155                         phys_addr_t r_end;
1156
1157                         r = &type_b->regions[idx_b];
1158                         r_start = idx_b ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
1159                         r_end = idx_b < type_b->cnt ?
1160                                 r->base : PHYS_ADDR_MAX;
1161                         /*
1162                          * if idx_b advanced past idx_a,
1163                          * break out to advance idx_a
1164                          */
1165
1166                         if (r_end <= m_start)
1167                                 break;
1168                         /* if the two regions intersect, we're done */
1169                         if (m_end > r_start) {
1170                                 if (out_start)
1171                                         *out_start = max(m_start, r_start);
1172                                 if (out_end)
1173                                         *out_end = min(m_end, r_end);
1174                                 if (out_nid)
1175                                         *out_nid = m_nid;
1176                                 if (m_start >= r_start)
1177                                         idx_a--;
1178                                 else
1179                                         idx_b--;
1180                                 *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1181                                 return;
1182                         }
1183                 }
1184         }
1185         /* signal end of iteration */
1186         *idx = ULLONG_MAX;
1187 }
1188
1189 /*
1190  * Common iterator interface used to define for_each_mem_pfn_range().
1191  */
1192 void __init_memblock __next_mem_pfn_range(int *idx, int nid,
1193                                 unsigned long *out_start_pfn,
1194                                 unsigned long *out_end_pfn, int *out_nid)
1195 {
1196         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
1197         struct memblock_region *r;
1198         int r_nid;
1199
1200         while (++*idx < type->cnt) {
1201                 r = &type->regions[*idx];
1202                 r_nid = memblock_get_region_node(r);
1203
1204                 if (PFN_UP(r->base) >= PFN_DOWN(r->base + r->size))
1205                         continue;
1206                 if (nid == MAX_NUMNODES || nid == r_nid)
1207                         break;
1208         }
1209         if (*idx >= type->cnt) {
1210                 *idx = -1;
1211                 return;
1212         }
1213
1214         if (out_start_pfn)
1215                 *out_start_pfn = PFN_UP(r->base);
1216         if (out_end_pfn)
1217                 *out_end_pfn = PFN_DOWN(r->base + r->size);
1218         if (out_nid)
1219                 *out_nid = r_nid;
1220 }
1221
1222 /**
1223  * memblock_set_node - set node ID on memblock regions
1224  * @base: base of area to set node ID for
1225  * @size: size of area to set node ID for
1226  * @type: memblock type to set node ID for
1227  * @nid: node ID to set
1228  *
1229  * Set the nid of memblock @type regions in [@base, @base + @size) to @nid.
1230  * Regions which cross the area boundaries are split as necessary.
1231  *
1232  * Return:
1233  * 0 on success, -errno on failure.
1234  */
1235 int __init_memblock memblock_set_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
1236                                       struct memblock_type *type, int nid)
1237 {
1238 #ifdef CONFIG_NUMA
1239         int start_rgn, end_rgn;
1240         int i, ret;
1241
1242         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
1243         if (ret)
1244                 return ret;
1245
1246         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++)
1247                 memblock_set_region_node(&type->regions[i], nid);
1248
1249         memblock_merge_regions(type);
1250 #endif
1251         return 0;
1252 }
1253
1254 #ifdef CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT
1255 /**
1256  * __next_mem_pfn_range_in_zone - iterator for for_each_*_range_in_zone()
1257  *
1258  * @idx: pointer to u64 loop variable
1259  * @zone: zone in which all of the memory blocks reside
1260  * @out_spfn: ptr to ulong for start pfn of the range, can be %NULL
1261  * @out_epfn: ptr to ulong for end pfn of the range, can be %NULL
1262  *
1263  * This function is meant to be a zone/pfn specific wrapper for the
1264  * for_each_mem_range type iterators. Specifically they are used in the
1265  * deferred memory init routines and as such we were duplicating much of
1266  * this logic throughout the code. So instead of having it in multiple
1267  * locations it seemed like it would make more sense to centralize this to
1268  * one new iterator that does everything they need.
1269  */
1270 void __init_memblock
1271 __next_mem_pfn_range_in_zone(u64 *idx, struct zone *zone,
1272                              unsigned long *out_spfn, unsigned long *out_epfn)
1273 {
1274         int zone_nid = zone_to_nid(zone);
1275         phys_addr_t spa, epa;
1276         int nid;
1277
1278         __next_mem_range(idx, zone_nid, MEMBLOCK_NONE,
1279                          &memblock.memory, &memblock.reserved,
1280                          &spa, &epa, &nid);
1281
1282         while (*idx != U64_MAX) {
1283                 unsigned long epfn = PFN_DOWN(epa);
1284                 unsigned long spfn = PFN_UP(spa);
1285
1286                 /*
1287                  * Verify the end is at least past the start of the zone and
1288                  * that we have at least one PFN to initialize.
1289                  */
1290                 if (zone->zone_start_pfn < epfn && spfn < epfn) {
1291                         /* if we went too far just stop searching */
1292                         if (zone_end_pfn(zone) <= spfn) {
1293                                 *idx = U64_MAX;
1294                                 break;
1295                         }
1296
1297                         if (out_spfn)
1298                                 *out_spfn = max(zone->zone_start_pfn, spfn);
1299                         if (out_epfn)
1300                                 *out_epfn = min(zone_end_pfn(zone), epfn);
1301
1302                         return;
1303                 }
1304
1305                 __next_mem_range(idx, zone_nid, MEMBLOCK_NONE,
1306                                  &memblock.memory, &memblock.reserved,
1307                                  &spa, &epa, &nid);
1308         }
1309
1310         /* signal end of iteration */
1311         if (out_spfn)
1312                 *out_spfn = ULONG_MAX;
1313         if (out_epfn)
1314                 *out_epfn = 0;
1315 }
1316
1317 #endif /* CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT */
1318
1319 /**
1320  * memblock_alloc_range_nid - allocate boot memory block
1321  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1322  * @align: alignment of the region and block's size
1323  * @start: the lower bound of the memory region to allocate (phys address)
1324  * @end: the upper bound of the memory region to allocate (phys address)
1325  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1326  * @exact_nid: control the allocation fall back to other nodes
1327  *
1328  * The allocation is performed from memory region limited by
1329  * memblock.current_limit if @end == %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE.
1330  *
1331  * If the specified node can not hold the requested memory and @exact_nid
1332  * is false, the allocation falls back to any node in the system.
1333  *
1334  * For systems with memory mirroring, the allocation is attempted first
1335  * from the regions with mirroring enabled and then retried from any
1336  * memory region.
1337  *
1338  * In addition, function sets the min_count to 0 using kmemleak_alloc_phys for
1339  * allocated boot memory block, so that it is never reported as leaks.
1340  *
1341  * Return:
1342  * Physical address of allocated memory block on success, %0 on failure.
1343  */
1344 phys_addr_t __init memblock_alloc_range_nid(phys_addr_t size,
1345                                         phys_addr_t align, phys_addr_t start,
1346                                         phys_addr_t end, int nid,
1347                                         bool exact_nid)
1348 {
1349         enum memblock_flags flags = choose_memblock_flags();
1350         phys_addr_t found;
1351
1352         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES, "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
1353                 nid = NUMA_NO_NODE;
1354
1355         if (!align) {
1356                 /* Can't use WARNs this early in boot on powerpc */
1357                 dump_stack();
1358                 align = SMP_CACHE_BYTES;
1359         }
1360
1361 again:
1362         found = memblock_find_in_range_node(size, align, start, end, nid,
1363                                             flags);
1364         if (found && !memblock_reserve(found, size))
1365                 goto done;
1366
1367         if (nid != NUMA_NO_NODE && !exact_nid) {
1368                 found = memblock_find_in_range_node(size, align, start,
1369                                                     end, NUMA_NO_NODE,
1370                                                     flags);
1371                 if (found && !memblock_reserve(found, size))
1372                         goto done;
1373         }
1374
1375         if (flags & MEMBLOCK_MIRROR) {
1376                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
1377                 pr_warn("Could not allocate %pap bytes of mirrored memory\n",
1378                         &size);
1379                 goto again;
1380         }
1381
1382         return 0;
1383
1384 done:
1385         /* Skip kmemleak for kasan_init() due to high volume. */
1386         if (end != MEMBLOCK_ALLOC_KASAN)
1387                 /*
1388                  * The min_count is set to 0 so that memblock allocated
1389                  * blocks are never reported as leaks. This is because many
1390                  * of these blocks are only referred via the physical
1391                  * address which is not looked up by kmemleak.
1392                  */
1393                 kmemleak_alloc_phys(found, size, 0, 0);
1394
1395         return found;
1396 }
1397
1398 /**
1399  * memblock_phys_alloc_range - allocate a memory block inside specified range
1400  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1401  * @align: alignment of the region and block's size
1402  * @start: the lower bound of the memory region to allocate (physical address)
1403  * @end: the upper bound of the memory region to allocate (physical address)
1404  *
1405  * Allocate @size bytes in the between @start and @end.
1406  *
1407  * Return: physical address of the allocated memory block on success,
1408  * %0 on failure.
1409  */
1410 phys_addr_t __init memblock_phys_alloc_range(phys_addr_t size,
1411                                              phys_addr_t align,
1412                                              phys_addr_t start,
1413                                              phys_addr_t end)
1414 {
1415         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx from=%pa max_addr=%pa %pS\n",
1416                      __func__, (u64)size, (u64)align, &start, &end,
1417                      (void *)_RET_IP_);
1418         return memblock_alloc_range_nid(size, align, start, end, NUMA_NO_NODE,
1419                                         false);
1420 }
1421
1422 /**
1423  * memblock_phys_alloc_try_nid - allocate a memory block from specified NUMA node
1424  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1425  * @align: alignment of the region and block's size
1426  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1427  *
1428  * Allocates memory block from the specified NUMA node. If the node
1429  * has no available memory, attempts to allocated from any node in the
1430  * system.
1431  *
1432  * Return: physical address of the allocated memory block on success,
1433  * %0 on failure.
1434  */
1435 phys_addr_t __init memblock_phys_alloc_try_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
1436 {
1437         return memblock_alloc_range_nid(size, align, 0,
1438                                         MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE, nid, false);
1439 }
1440
1441 /**
1442  * memblock_alloc_internal - allocate boot memory block
1443  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1444  * @align: alignment of the region and block's size
1445  * @min_addr: the lower bound of the memory region to allocate (phys address)
1446  * @max_addr: the upper bound of the memory region to allocate (phys address)
1447  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1448  * @exact_nid: control the allocation fall back to other nodes
1449  *
1450  * Allocates memory block using memblock_alloc_range_nid() and
1451  * converts the returned physical address to virtual.
1452  *
1453  * The @min_addr limit is dropped if it can not be satisfied and the allocation
1454  * will fall back to memory below @min_addr. Other constraints, such
1455  * as node and mirrored memory will be handled again in
1456  * memblock_alloc_range_nid().
1457  *
1458  * Return:
1459  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1460  */
1461 static void * __init memblock_alloc_internal(
1462                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1463                                 phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1464                                 int nid, bool exact_nid)
1465 {
1466         phys_addr_t alloc;
1467
1468         /*
1469          * Detect any accidental use of these APIs after slab is ready, as at
1470          * this moment memblock may be deinitialized already and its
1471          * internal data may be destroyed (after execution of memblock_free_all)
1472          */
1473         if (WARN_ON_ONCE(slab_is_available()))
1474                 return kzalloc_node(size, GFP_NOWAIT, nid);
1475
1476         if (max_addr > memblock.current_limit)
1477                 max_addr = memblock.current_limit;
1478
1479         alloc = memblock_alloc_range_nid(size, align, min_addr, max_addr, nid,
1480                                         exact_nid);
1481
1482         /* retry allocation without lower limit */
1483         if (!alloc && min_addr)
1484                 alloc = memblock_alloc_range_nid(size, align, 0, max_addr, nid,
1485                                                 exact_nid);
1486
1487         if (!alloc)
1488                 return NULL;
1489
1490         return phys_to_virt(alloc);
1491 }
1492
1493 /**
1494  * memblock_alloc_exact_nid_raw - allocate boot memory block on the exact node
1495  * without zeroing memory
1496  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1497  * @align: alignment of the region and block's size
1498  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1499  *        is preferred (phys address)
1500  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1501  *            is preferred (phys address), or %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE to
1502  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1503  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1504  *
1505  * Public function, provides additional debug information (including caller
1506  * info), if enabled. Does not zero allocated memory.
1507  *
1508  * Return:
1509  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1510  */
1511 void * __init memblock_alloc_exact_nid_raw(
1512                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1513                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1514                         int nid)
1515 {
1516         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=%pa max_addr=%pa %pS\n",
1517                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, &min_addr,
1518                      &max_addr, (void *)_RET_IP_);
1519
1520         return memblock_alloc_internal(size, align, min_addr, max_addr, nid,
1521                                        true);
1522 }
1523
1524 /**
1525  * memblock_alloc_try_nid_raw - allocate boot memory block without zeroing
1526  * memory and without panicking
1527  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1528  * @align: alignment of the region and block's size
1529  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1530  *        is preferred (phys address)
1531  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1532  *            is preferred (phys address), or %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE to
1533  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1534  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1535  *
1536  * Public function, provides additional debug information (including caller
1537  * info), if enabled. Does not zero allocated memory, does not panic if request
1538  * cannot be satisfied.
1539  *
1540  * Return:
1541  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1542  */
1543 void * __init memblock_alloc_try_nid_raw(
1544                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1545                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1546                         int nid)
1547 {
1548         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=%pa max_addr=%pa %pS\n",
1549                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, &min_addr,
1550                      &max_addr, (void *)_RET_IP_);
1551
1552         return memblock_alloc_internal(size, align, min_addr, max_addr, nid,
1553                                        false);
1554 }
1555
1556 /**
1557  * memblock_alloc_try_nid - allocate boot memory block
1558  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1559  * @align: alignment of the region and block's size
1560  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1561  *        is preferred (phys address)
1562  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1563  *            is preferred (phys address), or %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE to
1564  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1565  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1566  *
1567  * Public function, provides additional debug information (including caller
1568  * info), if enabled. This function zeroes the allocated memory.
1569  *
1570  * Return:
1571  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1572  */
1573 void * __init memblock_alloc_try_nid(
1574                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1575                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1576                         int nid)
1577 {
1578         void *ptr;
1579
1580         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=%pa max_addr=%pa %pS\n",
1581                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, &min_addr,
1582                      &max_addr, (void *)_RET_IP_);
1583         ptr = memblock_alloc_internal(size, align,
1584                                            min_addr, max_addr, nid, false);
1585         if (ptr)
1586                 memset(ptr, 0, size);
1587
1588         return ptr;
1589 }
1590
1591 /**
1592  * __memblock_free_late - free pages directly to buddy allocator
1593  * @base: phys starting address of the  boot memory block
1594  * @size: size of the boot memory block in bytes
1595  *
1596  * This is only useful when the memblock allocator has already been torn
1597  * down, but we are still initializing the system.  Pages are released directly
1598  * to the buddy allocator.
1599  */
1600 void __init __memblock_free_late(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1601 {
1602         phys_addr_t cursor, end;
1603
1604         end = base + size - 1;
1605         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n",
1606                      __func__, &base, &end, (void *)_RET_IP_);
1607         kmemleak_free_part_phys(base, size);
1608         cursor = PFN_UP(base);
1609         end = PFN_DOWN(base + size);
1610
1611         for (; cursor < end; cursor++) {
1612                 memblock_free_pages(pfn_to_page(cursor), cursor, 0);
1613                 totalram_pages_inc();
1614         }
1615 }
1616
1617 /*
1618  * Remaining API functions
1619  */
1620
1621 phys_addr_t __init_memblock memblock_phys_mem_size(void)
1622 {
1623         return memblock.memory.total_size;
1624 }
1625
1626 phys_addr_t __init_memblock memblock_reserved_size(void)
1627 {
1628         return memblock.reserved.total_size;
1629 }
1630
1631 /* lowest address */
1632 phys_addr_t __init_memblock memblock_start_of_DRAM(void)
1633 {
1634         return memblock.memory.regions[0].base;
1635 }
1636
1637 phys_addr_t __init_memblock memblock_end_of_DRAM(void)
1638 {
1639         int idx = memblock.memory.cnt - 1;
1640
1641         return (memblock.memory.regions[idx].base + memblock.memory.regions[idx].size);
1642 }
1643
1644 static phys_addr_t __init_memblock __find_max_addr(phys_addr_t limit)
1645 {
1646         phys_addr_t max_addr = PHYS_ADDR_MAX;
1647         struct memblock_region *r;
1648
1649         /*
1650          * translate the memory @limit size into the max address within one of
1651          * the memory memblock regions, if the @limit exceeds the total size
1652          * of those regions, max_addr will keep original value PHYS_ADDR_MAX
1653          */
1654         for_each_mem_region(r) {
1655                 if (limit <= r->size) {
1656                         max_addr = r->base + limit;
1657                         break;
1658                 }
1659                 limit -= r->size;
1660         }
1661
1662         return max_addr;
1663 }
1664
1665 void __init memblock_enforce_memory_limit(phys_addr_t limit)
1666 {
1667         phys_addr_t max_addr;
1668
1669         if (!limit)
1670                 return;
1671
1672         max_addr = __find_max_addr(limit);
1673
1674         /* @limit exceeds the total size of the memory, do nothing */
1675         if (max_addr == PHYS_ADDR_MAX)
1676                 return;
1677
1678         /* truncate both memory and reserved regions */
1679         memblock_remove_range(&memblock.memory, max_addr,
1680                               PHYS_ADDR_MAX);
1681         memblock_remove_range(&memblock.reserved, max_addr,
1682                               PHYS_ADDR_MAX);
1683 }
1684
1685 void __init memblock_cap_memory_range(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1686 {
1687         int start_rgn, end_rgn;
1688         int i, ret;
1689
1690         if (!size)
1691                 return;
1692
1693         if (!memblock_memory->total_size) {
1694                 pr_warn("%s: No memory registered yet\n", __func__);
1695                 return;
1696         }
1697
1698         ret = memblock_isolate_range(&memblock.memory, base, size,
1699                                                 &start_rgn, &end_rgn);
1700         if (ret)
1701                 return;
1702
1703         /* remove all the MAP regions */
1704         for (i = memblock.memory.cnt - 1; i >= end_rgn; i--)
1705                 if (!memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]))
1706                         memblock_remove_region(&memblock.memory, i);
1707
1708         for (i = start_rgn - 1; i >= 0; i--)
1709                 if (!memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]))
1710                         memblock_remove_region(&memblock.memory, i);
1711
1712         /* truncate the reserved regions */
1713         memblock_remove_range(&memblock.reserved, 0, base);
1714         memblock_remove_range(&memblock.reserved,
1715                         base + size, PHYS_ADDR_MAX);
1716 }
1717
1718 void __init memblock_mem_limit_remove_map(phys_addr_t limit)
1719 {
1720         phys_addr_t max_addr;
1721
1722         if (!limit)
1723                 return;
1724
1725         max_addr = __find_max_addr(limit);
1726
1727         /* @limit exceeds the total size of the memory, do nothing */
1728         if (max_addr == PHYS_ADDR_MAX)
1729                 return;
1730
1731         memblock_cap_memory_range(0, max_addr);
1732 }
1733
1734 static int __init_memblock memblock_search(struct memblock_type *type, phys_addr_t addr)
1735 {
1736         unsigned int left = 0, right = type->cnt;
1737
1738         do {
1739                 unsigned int mid = (right + left) / 2;
1740
1741                 if (addr < type->regions[mid].base)
1742                         right = mid;
1743                 else if (addr >= (type->regions[mid].base +
1744                                   type->regions[mid].size))
1745                         left = mid + 1;
1746                 else
1747                         return mid;
1748         } while (left < right);
1749         return -1;
1750 }
1751
1752 bool __init_memblock memblock_is_reserved(phys_addr_t addr)
1753 {
1754         return memblock_search(&memblock.reserved, addr) != -1;
1755 }
1756
1757 bool __init_memblock memblock_is_memory(phys_addr_t addr)
1758 {
1759         return memblock_search(&memblock.memory, addr) != -1;
1760 }
1761
1762 bool __init_memblock memblock_is_map_memory(phys_addr_t addr)
1763 {
1764         int i = memblock_search(&memblock.memory, addr);
1765
1766         if (i == -1)
1767                 return false;
1768         return !memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]);
1769 }
1770
1771 int __init_memblock memblock_search_pfn_nid(unsigned long pfn,
1772                          unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
1773 {
1774         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
1775         int mid = memblock_search(type, PFN_PHYS(pfn));
1776
1777         if (mid == -1)
1778                 return -1;
1779
1780         *start_pfn = PFN_DOWN(type->regions[mid].base);
1781         *end_pfn = PFN_DOWN(type->regions[mid].base + type->regions[mid].size);
1782
1783         return memblock_get_region_node(&type->regions[mid]);
1784 }
1785
1786 /**
1787  * memblock_is_region_memory - check if a region is a subset of memory
1788  * @base: base of region to check
1789  * @size: size of region to check
1790  *
1791  * Check if the region [@base, @base + @size) is a subset of a memory block.
1792  *
1793  * Return:
1794  * 0 if false, non-zero if true
1795  */
1796 bool __init_memblock memblock_is_region_memory(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1797 {
1798         int idx = memblock_search(&memblock.memory, base);
1799         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
1800
1801         if (idx == -1)
1802                 return false;
1803         return (memblock.memory.regions[idx].base +
1804                  memblock.memory.regions[idx].size) >= end;
1805 }
1806
1807 /**
1808  * memblock_is_region_reserved - check if a region intersects reserved memory
1809  * @base: base of region to check
1810  * @size: size of region to check
1811  *
1812  * Check if the region [@base, @base + @size) intersects a reserved
1813  * memory block.
1814  *
1815  * Return:
1816  * True if they intersect, false if not.
1817  */
1818 bool __init_memblock memblock_is_region_reserved(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1819 {
1820         return memblock_overlaps_region(&memblock.reserved, base, size);
1821 }
1822
1823 void __init_memblock memblock_trim_memory(phys_addr_t align)
1824 {
1825         phys_addr_t start, end, orig_start, orig_end;
1826         struct memblock_region *r;
1827
1828         for_each_mem_region(r) {
1829                 orig_start = r->base;
1830                 orig_end = r->base + r->size;
1831                 start = round_up(orig_start, align);
1832                 end = round_down(orig_end, align);
1833
1834                 if (start == orig_start && end == orig_end)
1835                         continue;
1836
1837                 if (start < end) {
1838                         r->base = start;
1839                         r->size = end - start;
1840                 } else {
1841                         memblock_remove_region(&memblock.memory,
1842                                                r - memblock.memory.regions);
1843                         r--;
1844                 }
1845         }
1846 }
1847
1848 void __init_memblock memblock_set_current_limit(phys_addr_t limit)
1849 {
1850         memblock.current_limit = limit;
1851 }
1852
1853 phys_addr_t __init_memblock memblock_get_current_limit(void)
1854 {
1855         return memblock.current_limit;
1856 }
1857
1858 static void __init_memblock memblock_dump(struct memblock_type *type)
1859 {
1860         phys_addr_t base, end, size;
1861         enum memblock_flags flags;
1862         int idx;
1863         struct memblock_region *rgn;
1864
1865         pr_info(" %s.cnt  = 0x%lx\n", type->name, type->cnt);
1866
1867         for_each_memblock_type(idx, type, rgn) {
1868                 char nid_buf[32] = "";
1869
1870                 base = rgn->base;
1871                 size = rgn->size;
1872                 end = base + size - 1;
1873                 flags = rgn->flags;
1874 #ifdef CONFIG_NUMA
1875                 if (memblock_get_region_node(rgn) != MAX_NUMNODES)
1876                         snprintf(nid_buf, sizeof(nid_buf), " on node %d",
1877                                  memblock_get_region_node(rgn));
1878 #endif
1879                 pr_info(" %s[%#x]\t[%pa-%pa], %pa bytes%s flags: %#x\n",
1880                         type->name, idx, &base, &end, &size, nid_buf, flags);
1881         }
1882 }
1883
1884 static void __init_memblock __memblock_dump_all(void)
1885 {
1886         pr_info("MEMBLOCK configuration:\n");
1887         pr_info(" memory size = %pa reserved size = %pa\n",
1888                 &memblock.memory.total_size,
1889                 &memblock.reserved.total_size);
1890
1891         memblock_dump(&memblock.memory);
1892         memblock_dump(&memblock.reserved);
1893 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
1894         memblock_dump(&physmem);
1895 #endif
1896 }
1897
1898 void __init_memblock memblock_dump_all(void)
1899 {
1900         if (memblock_debug)
1901                 __memblock_dump_all();
1902 }
1903
1904 void __init memblock_allow_resize(void)
1905 {
1906         memblock_can_resize = 1;
1907 }
1908
1909 static int __init early_memblock(char *p)
1910 {
1911         if (p && strstr(p, "debug"))
1912                 memblock_debug = 1;
1913         return 0;
1914 }
1915 early_param("memblock", early_memblock);
1916
1917 static void __init free_memmap(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1918 {
1919         struct page *start_pg, *end_pg;
1920         phys_addr_t pg, pgend;
1921
1922         /*
1923          * Convert start_pfn/end_pfn to a struct page pointer.
1924          */
1925         start_pg = pfn_to_page(start_pfn - 1) + 1;
1926         end_pg = pfn_to_page(end_pfn - 1) + 1;
1927
1928         /*
1929          * Convert to physical addresses, and round start upwards and end
1930          * downwards.
1931          */
1932         pg = PAGE_ALIGN(__pa(start_pg));
1933         pgend = __pa(end_pg) & PAGE_MASK;
1934
1935         /*
1936          * If there are free pages between these, free the section of the
1937          * memmap array.
1938          */
1939         if (pg < pgend)
1940                 memblock_free(pg, pgend - pg);
1941 }
1942
1943 /*
1944  * The mem_map array can get very big.  Free the unused area of the memory map.
1945  */
1946 static void __init free_unused_memmap(void)
1947 {
1948         unsigned long start, end, prev_end = 0;
1949         int i;
1950
1951         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_ARCH_PFN_VALID) ||
1952             IS_ENABLED(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP))
1953                 return;
1954
1955         /*
1956          * This relies on each bank being in address order.
1957          * The banks are sorted previously in bootmem_init().
1958          */
1959         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start, &end, NULL) {
1960 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
1961                 /*
1962                  * Take care not to free memmap entries that don't exist
1963                  * due to SPARSEMEM sections which aren't present.
1964                  */
1965                 start = min(start, ALIGN(prev_end, PAGES_PER_SECTION));
1966 #endif
1967                 /*
1968                  * Align down here since many operations in VM subsystem
1969                  * presume that there are no holes in the memory map inside
1970                  * a pageblock
1971                  */
1972                 start = round_down(start, pageblock_nr_pages);
1973
1974                 /*
1975                  * If we had a previous bank, and there is a space
1976                  * between the current bank and the previous, free it.
1977                  */
1978                 if (prev_end && prev_end < start)
1979                         free_memmap(prev_end, start);
1980
1981                 /*
1982                  * Align up here since many operations in VM subsystem
1983                  * presume that there are no holes in the memory map inside
1984                  * a pageblock
1985                  */
1986                 prev_end = ALIGN(end, pageblock_nr_pages);
1987         }
1988
1989 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
1990         if (!IS_ALIGNED(prev_end, PAGES_PER_SECTION)) {
1991                 prev_end = ALIGN(end, pageblock_nr_pages);
1992                 free_memmap(prev_end, ALIGN(prev_end, PAGES_PER_SECTION));
1993         }
1994 #endif
1995 }
1996
1997 static void __init __free_pages_memory(unsigned long start, unsigned long end)
1998 {
1999         int order;
2000
2001         while (start < end) {
2002                 order = min(MAX_ORDER - 1UL, __ffs(start));
2003
2004                 while (start + (1UL << order) > end)
2005                         order--;
2006
2007                 memblock_free_pages(pfn_to_page(start), start, order);
2008
2009                 start += (1UL << order);
2010         }
2011 }
2012
2013 static unsigned long __init __free_memory_core(phys_addr_t start,
2014                                  phys_addr_t end)
2015 {
2016         unsigned long start_pfn = PFN_UP(start);
2017         unsigned long end_pfn = min_t(unsigned long,
2018                                       PFN_DOWN(end), max_low_pfn);
2019
2020         if (start_pfn >= end_pfn)
2021                 return 0;
2022
2023         __free_pages_memory(start_pfn, end_pfn);
2024
2025         return end_pfn - start_pfn;
2026 }
2027
2028 static void __init memmap_init_reserved_pages(void)
2029 {
2030         struct memblock_region *region;
2031         phys_addr_t start, end;
2032         u64 i;
2033
2034         /* initialize struct pages for the reserved regions */
2035         for_each_reserved_mem_range(i, &start, &end)
2036                 reserve_bootmem_region(start, end);
2037
2038         /* and also treat struct pages for the NOMAP regions as PageReserved */
2039         for_each_mem_region(region) {
2040                 if (memblock_is_nomap(region)) {
2041                         start = region->base;
2042                         end = start + region->size;
2043                         reserve_bootmem_region(start, end);
2044                 }
2045         }
2046 }
2047
2048 static unsigned long __init free_low_memory_core_early(void)
2049 {
2050         unsigned long count = 0;
2051         phys_addr_t start, end;
2052         u64 i;
2053
2054         memblock_clear_hotplug(0, -1);
2055
2056         memmap_init_reserved_pages();
2057
2058         /*
2059          * We need to use NUMA_NO_NODE instead of NODE_DATA(0)->node_id
2060          *  because in some case like Node0 doesn't have RAM installed
2061          *  low ram will be on Node1
2062          */
2063         for_each_free_mem_range(i, NUMA_NO_NODE, MEMBLOCK_NONE, &start, &end,
2064                                 NULL)
2065                 count += __free_memory_core(start, end);
2066
2067         return count;
2068 }
2069
2070 static int reset_managed_pages_done __initdata;
2071
2072 void reset_node_managed_pages(pg_data_t *pgdat)
2073 {
2074         struct zone *z;
2075
2076         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
2077                 atomic_long_set(&z->managed_pages, 0);
2078 }
2079
2080 void __init reset_all_zones_managed_pages(void)
2081 {
2082         struct pglist_data *pgdat;
2083
2084         if (reset_managed_pages_done)
2085                 return;
2086
2087         for_each_online_pgdat(pgdat)
2088                 reset_node_managed_pages(pgdat);
2089
2090         reset_managed_pages_done = 1;
2091 }
2092
2093 /**
2094  * memblock_free_all - release free pages to the buddy allocator
2095  */
2096 void __init memblock_free_all(void)
2097 {
2098         unsigned long pages;
2099
2100         free_unused_memmap();
2101         reset_all_zones_managed_pages();
2102
2103         pages = free_low_memory_core_early();
2104         totalram_pages_add(pages);
2105 }
2106
2107 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && defined(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK)
2108
2109 static int memblock_debug_show(struct seq_file *m, void *private)
2110 {
2111         struct memblock_type *type = m->private;
2112         struct memblock_region *reg;
2113         int i;
2114         phys_addr_t end;
2115
2116         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
2117                 reg = &type->regions[i];
2118                 end = reg->base + reg->size - 1;
2119
2120                 seq_printf(m, "%4d: ", i);
2121                 seq_printf(m, "%pa..%pa\n", &reg->base, &end);
2122         }
2123         return 0;
2124 }
2125 DEFINE_SHOW_ATTRIBUTE(memblock_debug);
2126
2127 static int __init memblock_init_debugfs(void)
2128 {
2129         struct dentry *root = debugfs_create_dir("memblock", NULL);
2130
2131         debugfs_create_file("memory", 0444, root,
2132                             &memblock.memory, &memblock_debug_fops);
2133         debugfs_create_file("reserved", 0444, root,
2134                             &memblock.reserved, &memblock_debug_fops);
2135 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
2136         debugfs_create_file("physmem", 0444, root, &physmem,
2137                             &memblock_debug_fops);
2138 #endif
2139
2140         return 0;
2141 }
2142 __initcall(memblock_init_debugfs);
2143
2144 #endif /* CONFIG_DEBUG_FS */