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  * @nid:        node id of the new region
 330  *
 331  * Insert new memblock region [@base,@base+@size) into @type at @idx.
 332  * @type must already have extra room to accomodate the new region.
 333  */
 334 static void __init_memblock memblock_insert_region(struct memblock_type *type,
 335                                                    int idx, phys_addr_t base,
 336                                                    phys_addr_t size, int nid)
 337 {
 338         struct memblock_region *rgn = &type->regions[idx];
 339
 340         BUG_ON(type->cnt >= type->max);
 341         memmove(rgn + 1, rgn, (type->cnt - idx) * sizeof(*rgn));
 342         rgn->base = base;
 343         rgn->size = size;
 344         memblock_set_region_node(rgn, nid);
 345         type->cnt++;
 346         type->total_size += size;
 347 }
 348
 349 /**
 350  * memblock_add_region - add new memblock region
 351  * @type: memblock type to add new region into
 352  * @base: base address of the new region
 353  * @size: size of the new region
 354  * @nid: nid of the new region
 355  *
 356  * Add new memblock region [@base,@base+@size) into @type.  The new region
 357  * is allowed to overlap with existing ones - overlaps don't affect already
 358  * existing regions.  @type is guaranteed to be minimal (all neighbouring
 359  * compatible regions are merged) after the addition.
 360  *
 361  * RETURNS:
 362  * 0 on success, -errno on failure.
 363  */
 364 static int __init_memblock memblock_add_region(struct memblock_type *type,
 365                                 phys_addr_t base, phys_addr_t size, int nid)
 366 {
 367         bool insert = false;
 368         phys_addr_t obase = base;
 369         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
 370         int i, nr_new;
 371
 372         if (!size)
 373                 return 0;
 374
 375         /* special case for empty array */
 376         if (type->regions[0].size == 0) {
 377                 WARN_ON(type->cnt != 1 || type->total_size);
 378                 type->regions[0].base = base;
 379                 type->regions[0].size = size;
 380                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], nid);
 381                 type->total_size = size;
 382                 return 0;
 383         }
 384 repeat:
 385         /*
 386          * The following is executed twice.  Once with %false @insert and
 387          * then with %true.  The first counts the number of regions needed
 388          * to accomodate the new area.  The second actually inserts them.
 389          */
 390         base = obase;
 391         nr_new = 0;
 392
 393         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
 394                 struct memblock_region *rgn = &type->regions[i];
 395                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
 396                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
 397
 398                 if (rbase >= end)
 399                         break;
 400                 if (rend <= base)
 401                         continue;
 402                 /*
 403                  * @rgn overlaps.  If it separates the lower part of new
 404                  * area, insert that portion.
 405                  */
 406                 if (rbase > base) {
 407                         nr_new++;
 408                         if (insert)
 409                                 memblock_insert_region(type, i++, base,
 410                                                        rbase - base, nid);
 411                 }
 412                 /* area below @rend is dealt with, forget about it */
 413                 base = min(rend, end);
 414         }
 415
 416         /* insert the remaining portion */
 417         if (base < end) {
 418                 nr_new++;
 419                 if (insert)
 420                         memblock_insert_region(type, i, base, end - base, nid);
 421         }
 422
 423         /*
 424          * If this was the first round, resize array and repeat for actual
 425          * insertions; otherwise, merge and return.
 426          */
 427         if (!insert) {
 428                 while (type->cnt + nr_new > type->max)
 429                         if (memblock_double_array(type, obase, size) < 0)
 430                                 return -ENOMEM;
 431                 insert = true;
 432                 goto repeat;
 433         } else {
 434                 memblock_merge_regions(type);
 435                 return 0;
 436         }
 437 }
 438
 439 int __init_memblock memblock_add_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 440                                        int nid)
 441 {
 442         return memblock_add_region(&memblock.memory, base, size, nid);
 443 }
 444
 445 int __init_memblock memblock_add(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 446 {
 447         return memblock_add_region(&memblock.memory, base, size, MAX_NUMNODES);
 448 }
 449
 450 /**
 451  * memblock_isolate_range - isolate given range into disjoint memblocks
 452  * @type: memblock type to isolate range for
 453  * @base: base of range to isolate
 454  * @size: size of range to isolate
 455  * @start_rgn: out parameter for the start of isolated region
 456  * @end_rgn: out parameter for the end of isolated region
 457  *
 458  * Walk @type and ensure that regions don't cross the boundaries defined by
 459  * [@base,@base+@size).  Crossing regions are split at the boundaries,
 460  * which may create at most two more regions.  The index of the first
 461  * region inside the range is returned in *@start_rgn and end in *@end_rgn.
 462  *
 463  * RETURNS:
 464  * 0 on success, -errno on failure.
 465  */
 466 static int __init_memblock memblock_isolate_range(struct memblock_type *type,
 467                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 468                                         int *start_rgn, int *end_rgn)
 469 {
 470         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
 471         int i;
 472
 473         *start_rgn = *end_rgn = 0;
 474
 475         if (!size)
 476                 return 0;
 477
 478         /* we'll create at most two more regions */
 479         while (type->cnt + 2 > type->max)
 480                 if (memblock_double_array(type, base, size) < 0)
 481                         return -ENOMEM;
 482
 483         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
 484                 struct memblock_region *rgn = &type->regions[i];
 485                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
 486                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
 487
 488                 if (rbase >= end)
 489                         break;
 490                 if (rend <= base)
 491                         continue;
 492
 493                 if (rbase < base) {
 494                         /*
 495                          * @rgn intersects from below.  Split and continue
 496                          * to process the next region - the new top half.
 497                          */
 498                         rgn->base = base;
 499                         rgn->size -= base - rbase;
 500                         type->total_size -= base - rbase;
 501                         memblock_insert_region(type, i, rbase, base - rbase,
 502                                                memblock_get_region_node(rgn));
 503                 } else if (rend > end) {
 504                         /*
 505                          * @rgn intersects from above.  Split and redo the
 506                          * current region - the new bottom half.
 507                          */
 508                         rgn->base = end;
 509                         rgn->size -= end - rbase;
 510                         type->total_size -= end - rbase;
 511                         memblock_insert_region(type, i--, rbase, end - rbase,
 512                                                memblock_get_region_node(rgn));
 513                 } else {
 514                         /* @rgn is fully contained, record it */
 515                         if (!*end_rgn)
 516                                 *start_rgn = i;
 517                         *end_rgn = i + 1;
 518                 }
 519         }
 520
 521         return 0;
 522 }
 523
 524 static int __init_memblock __memblock_remove(struct memblock_type *type,
 525                                              phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 526 {
 527         int start_rgn, end_rgn;
 528         int i, ret;
 529
 530         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
 531         if (ret)
 532                 return ret;
 533
 534         for (i = end_rgn - 1; i >= start_rgn; i--)
 535                 memblock_remove_region(type, i);
 536         return 0;
 537 }
 538
 539 int __init_memblock memblock_remove(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 540 {
 541         return __memblock_remove(&memblock.memory, base, size);
 542 }
 543
 544 int __init_memblock memblock_free(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 545 {
 546         memblock_dbg("   memblock_free: [%#016llx-%#016llx] %pF\n",
 547                      (unsigned long long)base,
 548                      (unsigned long long)base + size,
 549                      (void *)_RET_IP_);
 550
 551         return __memblock_remove(&memblock.reserved, base, size);
 552 }
 553 #ifndef CONFIG_MEMBLOCK_RESERVE_DEBUG
 554 int __init_memblock memblock_reserve(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 555 {
 556         struct memblock_type *_rgn = &memblock.reserved;
 557
 558         memblock_dbg("memblock_reserve: [%#016llx-%#016llx] %pF\n",
 559                      (unsigned long long)base,
 560                      (unsigned long long)base + size,
 561                      (void *)_RET_IP_);
 562
 563         return memblock_add_region(_rgn, base, size, MAX_NUMNODES);
 564 }
 565 #else
 566 static void __init_memblock memblock_insert_region_ext(char* name,struct memblock_type *type,
 567                                                    int idx, phys_addr_t base,
 568                                                    phys_addr_t size, int nid)
 569 {
 570         struct memblock_region *rgn = &type->regions[idx];
 571
 572         BUG_ON(type->cnt >= type->max);
 573         memmove(rgn + 1, rgn, (type->cnt - idx) * sizeof(*rgn));
 574         rgn->base = base;
 575         rgn->size = size;
 576         strncpy(rgn->name, name, REGION_NAME_LEN-1);
 577         rgn->name[REGION_NAME_LEN-1]=0;
 578         memblock_set_region_node(rgn, nid);
 579         type->cnt++;
 580         type->total_size += size;
 581 }
 582
 583
 584 /**
 585  * memblock_add_region - add new memblock region
 586  * @type: memblock type to add new region into
 587  * @base: base address of the new region
 588  * @size: size of the new region
 589  * @nid: nid of the new region
 590  *
 591  * Add new memblock region [@base,@base+@size) into @type.  The new region
 592  * is allowed to overlap with existing ones - overlaps don't affect already
 593  * existing regions.  @type is guaranteed to be minimal (all neighbouring
 594  * compatible regions are merged) after the addition.
 595  *
 596  * RETURNS:
 597  * 0 on success, -errno on failure.
 598  */
 599 static int __init_memblock memblock_add_region_ext(char* func, unsigned int line, struct memblock_type *type,
 600                                 phys_addr_t base, phys_addr_t size, int nid)
 601 {
 602         bool insert = false;
 603         phys_addr_t obase = base;
 604         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
 605         int i, nr_new;
 606         char* name[REGION_NAME_LEN]={0};
 607
 608         if (!size)
 609                 return 0;
 610         snprintf(name, REGION_NAME_LEN-1,"%s:%d",func,line);
 611         /* special case for empty array */
 612         if (type->regions[0].size == 0) {
 613                 WARN_ON(type->cnt != 1 || type->total_size);
 614                 type->regions[0].base = base;
 615                 type->regions[0].size = size;
 616                 strcpy(type->regions[0].name, name);
 617                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], nid);
 618                 type->total_size = size;
 619                 return 0;
 620         }
 621 repeat:
 622         /*
 623          * The following is executed twice.  Once with %false @insert and
 624          * then with %true.  The first counts the number of regions needed
 625          * to accomodate the new area.  The second actually inserts them.
 626          */
 627         base = obase;
 628         nr_new = 0;
 629
 630         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
 631                 struct memblock_region *rgn = &type->regions[i];
 632                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
 633                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
 634
 635                 if (rbase >= end)
 636                         break;
 637                 if (rend <= base)
 638                         continue;
 639                 /*
 640                  * @rgn overlaps.  If it separates the lower part of new
 641                  * area, insert that portion.
 642                  */
 643                 if (rbase > base) {
 644                         nr_new++;
 645                         if (insert)
 646                                 memblock_insert_region_ext(name, type, i++, base,
 647                                                        rbase - base, nid);
 648                 }
 649                 /* area below @rend is dealt with, forget about it */
 650                 base = min(rend, end);
 651         }
 652
 653         /* insert the remaining portion */
 654         if (base < end) {
 655                 nr_new++;
 656                 if (insert)
 657                         memblock_insert_region_ext(name,type, i, base, end - base, nid);
 658         }
 659
 660         /*
 661          * If this was the first round, resize array and repeat for actual
 662          * insertions; otherwise, merge and return.
 663          */
 664         if (!insert) {
 665                 while (type->cnt + nr_new > type->max)
 666                         if (memblock_double_array(type, obase, size) < 0)
 667                                 return -ENOMEM;
 668                 insert = true;
 669                 goto repeat;
 670         } else {
 671                 memblock_merge_regions(type);
 672                 return 0;
 673         }
 674 }
 675
 676 int __init_memblock memblock_reserve_ext(char*func, unsigned int line, phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 677 {
 678         char name[REGION_NAME_LEN] ={0};
 679         struct memblock_type *_rgn = &memblock.reserved;
 680
 681         memblock_dbg("memblock_reserve: func %s,line %d, [%#016llx-%#016llx] %pF\n",
 682                           name,
 683                           line,
 684                      (unsigned long long)base,
 685                      (unsigned long long)base + size,
 686                      (void *)_RET_IP_);
 687         return memblock_add_region_ext(func, line, _rgn, base, size, MAX_NUMNODES);
 688 }
 689
 690
 691
 692
 693
 694 #endif
 695
 696 /**
 697  * __next_free_mem_range - next function for for_each_free_mem_range()
 698  * @idx: pointer to u64 loop variable
 699  * @nid: nid: node selector, %MAX_NUMNODES for all nodes
 700  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
 701  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
 702  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
 703  *
 704  * Find the first free area from *@idx which matches @nid, fill the out
 705  * parameters, and update *@idx for the next iteration.  The lower 32bit of
 706  * *@idx contains index into memory region and the upper 32bit indexes the
 707  * areas before each reserved region.  For example, if reserved regions
 708  * look like the following,
 709  *
 710  *      0:[0-16), 1:[32-48), 2:[128-130)
 711  *
 712  * The upper 32bit indexes the following regions.
 713  *
 714  *      0:[0-0), 1:[16-32), 2:[48-128), 3:[130-MAX)
 715  *
 716  * As both region arrays are sorted, the function advances the two indices
 717  * in lockstep and returns each intersection.
 718  */
 719 void __init_memblock __next_free_mem_range(u64 *idx, int nid,
 720                                            phys_addr_t *out_start,
 721                                            phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
 722 {
 723         struct memblock_type *mem = &memblock.memory;
 724         struct memblock_type *rsv = &memblock.reserved;
 725         int mi = *idx & 0xffffffff;
 726         int ri = *idx >> 32;
 727
 728         for ( ; mi < mem->cnt; mi++) {
 729                 struct memblock_region *m = &mem->regions[mi];
 730                 phys_addr_t m_start = m->base;
 731                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
 732
 733                 /* only memory regions are associated with nodes, check it */
 734                 if (nid != MAX_NUMNODES && nid != memblock_get_region_node(m))
 735                         continue;
 736
 737                 /* scan areas before each reservation for intersection */
 738                 for ( ; ri < rsv->cnt + 1; ri++) {
 739                         struct memblock_region *r = &rsv->regions[ri];
 740                         phys_addr_t r_start = ri ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
 741                         phys_addr_t r_end = ri < rsv->cnt ? r->base : ULLONG_MAX;
 742
 743                         /* if ri advanced past mi, break out to advance mi */
 744                         if (r_start >= m_end)
 745                                 break;
 746                         /* if the two regions intersect, we're done */
 747                         if (m_start < r_end) {
 748                                 if (out_start)
 749                                         *out_start = max(m_start, r_start);
 750                                 if (out_end)
 751                                         *out_end = min(m_end, r_end);
 752                                 if (out_nid)
 753                                         *out_nid = memblock_get_region_node(m);
 754                                 /*
 755                                  * The region which ends first is advanced
 756                                  * for the next iteration.
 757                                  */
 758                                 if (m_end <= r_end)
 759                                         mi++;
 760                                 else
 761                                         ri++;
 762                                 *idx = (u32)mi | (u64)ri << 32;
 763                                 return;
 764                         }
 765                 }
 766         }
 767
 768         /* signal end of iteration */
 769         *idx = ULLONG_MAX;
 770 }
 771
 772 /**
 773  * __next_free_mem_range_rev - next function for for_each_free_mem_range_reverse()
 774  * @idx: pointer to u64 loop variable
 775  * @nid: nid: node selector, %MAX_NUMNODES for all nodes
 776  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
 777  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
 778  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
 779  *
 780  * Reverse of __next_free_mem_range().
 781  */
 782 void __init_memblock __next_free_mem_range_rev(u64 *idx, int nid,
 783                                            phys_addr_t *out_start,
 784                                            phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
 785 {
 786         struct memblock_type *mem = &memblock.memory;
 787         struct memblock_type *rsv = &memblock.reserved;
 788         int mi = *idx & 0xffffffff;
 789         int ri = *idx >> 32;
 790
 791         if (*idx == (u64)ULLONG_MAX) {
 792                 mi = mem->cnt - 1;
 793                 ri = rsv->cnt;
 794         }
 795
 796         for ( ; mi >= 0; mi--) {
 797                 struct memblock_region *m = &mem->regions[mi];
 798                 phys_addr_t m_start = m->base;
 799                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
 800
 801                 /* only memory regions are associated with nodes, check it */
 802                 if (nid != MAX_NUMNODES && nid != memblock_get_region_node(m))
 803                         continue;
 804
 805                 /* scan areas before each reservation for intersection */
 806                 for ( ; ri >= 0; ri--) {
 807                         struct memblock_region *r = &rsv->regions[ri];
 808                         phys_addr_t r_start = ri ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
 809                         phys_addr_t r_end = ri < rsv->cnt ? r->base : ULLONG_MAX;
 810
 811                         /* if ri advanced past mi, break out to advance mi */
 812                         if (r_end <= m_start)
 813                                 break;
 814                         /* if the two regions intersect, we're done */
 815                         if (m_end > r_start) {
 816                                 if (out_start)
 817                                         *out_start = max(m_start, r_start);
 818                                 if (out_end)
 819                                         *out_end = min(m_end, r_end);
 820                                 if (out_nid)
 821                                         *out_nid = memblock_get_region_node(m);
 822
 823                                 if (m_start >= r_start)
 824                                         mi--;
 825                                 else
 826                                         ri--;
 827                                 *idx = (u32)mi | (u64)ri << 32;
 828                                 return;
 829                         }
 830                 }
 831         }
 832
 833         *idx = ULLONG_MAX;
 834 }
 835
 836 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
 837 /*
 838  * Common iterator interface used to define for_each_mem_range().
 839  */
 840 void __init_memblock __next_mem_pfn_range(int *idx, int nid,
 841                                 unsigned long *out_start_pfn,
 842                                 unsigned long *out_end_pfn, int *out_nid)
 843 {
 844         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
 845         struct memblock_region *r;
 846
 847         while (++*idx < type->cnt) {
 848                 r = &type->regions[*idx];
 849
 850                 if (PFN_UP(r->base) >= PFN_DOWN(r->base + r->size))
 851                         continue;
 852                 if (nid == MAX_NUMNODES || nid == r->nid)
 853                         break;
 854         }
 855         if (*idx >= type->cnt) {
 856                 *idx = -1;
 857                 return;
 858         }
 859
 860         if (out_start_pfn)
 861                 *out_start_pfn = PFN_UP(r->base);
 862         if (out_end_pfn)
 863                 *out_end_pfn = PFN_DOWN(r->base + r->size);
 864         if (out_nid)
 865                 *out_nid = r->nid;
 866 }
 867
 868 /**
 869  * memblock_set_node - set node ID on memblock regions
 870  * @base: base of area to set node ID for
 871  * @size: size of area to set node ID for
 872  * @nid: node ID to set
 873  *
 874  * Set the nid of memblock memory regions in [@base,@base+@size) to @nid.
 875  * Regions which cross the area boundaries are split as necessary.
 876  *
 877  * RETURNS:
 878  * 0 on success, -errno on failure.
 879  */
 880 int __init_memblock memblock_set_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 881                                       int nid)
 882 {
 883         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
 884         int start_rgn, end_rgn;
 885         int i, ret;
 886
 887         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
 888         if (ret)
 889                 return ret;
 890
 891         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++)
 892                 memblock_set_region_node(&type->regions[i], nid);
 893
 894         memblock_merge_regions(type);
 895         return 0;
 896 }
 897 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
 898
 899 static phys_addr_t __init memblock_alloc_base_nid(phys_addr_t size,
 900                                         phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr,
 901                                         int nid)
 902 {
 903         phys_addr_t found;
 904
 905         if (WARN_ON(!align))
 906                 align = __alignof__(long long);
 907
 908         /* align @size to avoid excessive fragmentation on reserved array */
 909         size = round_up(size, align);
 910
 911         found = memblock_find_in_range_node(0, max_addr, size, align, nid);
 912
 913         if (found && !memblock_reserve(found, size))
 914                 return found;
 915
 916         return 0;
 917 }
 918
 919 #ifdef CONFIG_MEMBLOCK_RESERVE_DEBUG
 920 static phys_addr_t __init memblock_alloc_base_nid_ext(char* func, char*line, phys_addr_t size,
 921                                         phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr,
 922                                         int nid)
 923 {
 924         phys_addr_t found;
 925
 926         if (WARN_ON(!align))
 927                 align = __alignof__(long long);
 928
 929         /* align @size to avoid excessive fragmentation on reserved array */
 930         size = round_up(size, align);
 931
 932         found = memblock_find_in_range_node(0, max_addr, size, align, nid);
 933         if (found && !memblock_reserve_ext(func, line, found, size))
 934                 return found;
 935
 936         return 0;
 937 }
 938 #endif
 939
 940 phys_addr_t __init memblock_alloc_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
 941 {
 942         return memblock_alloc_base_nid(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE, nid);
 943 }
 944 #ifndef CONFIG_MEMBLOCK_RESERVE_DEBUG
 945 phys_addr_t __init __memblock_alloc_base(phys_addr_t size, phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr)
 946 {
 947         return memblock_alloc_base_nid(size, align, max_addr, MAX_NUMNODES);
 948 }
 949 #else
 950 phys_addr_t __init __memblock_alloc_base_ext(char* func, unsigned int line, phys_addr_t size, phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr)
 951 {
 952         return memblock_alloc_base_nid_ext(func, line, size, align, max_addr, MAX_NUMNODES);
 953 }
 954 #endif
 955
 956 #ifndef CONFIG_MEMBLOCK_RESERVE_DEBUG
 957 phys_addr_t __init memblock_alloc_base(phys_addr_t size, phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr)
 958 {
 959         phys_addr_t alloc;
 960
 961         alloc = __memblock_alloc_base(size, align, max_addr);
 962
 963         if (alloc == 0)
 964                 panic("ERROR: Failed to allocate 0x%llx bytes below 0x%llx.\n",
 965                       (unsigned long long) size, (unsigned long long) max_addr);
 966
 967         return alloc;
 968 }
 969 #else
 970 phys_addr_t __init memblock_alloc_base_ext(char* func, unsigned int line, phys_addr_t size, phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr)
 971 {
 972         phys_addr_t alloc;
 973
 974         alloc = __memblock_alloc_base_ext(func, line, size, align, max_addr);
 975
 976         if (alloc == 0)
 977                 panic("ERROR: Failed to allocate 0x%llx bytes below 0x%llx.\n",
 978                       (unsigned long long) size, (unsigned long long) max_addr);
 979
 980         return alloc;
 981 }
 982 #endif
 983
 984 phys_addr_t __init memblock_alloc(phys_addr_t size, phys_addr_t align)
 985 {
 986         return memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
 987 }
 988
 989 phys_addr_t __init memblock_alloc_try_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
 990 {
 991         phys_addr_t res = memblock_alloc_nid(size, align, nid);
 992
 993         if (res)
 994                 return res;
 995         return memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
 996 }
 997
 998
 999 /*
1000  * Remaining API functions
1001  */
1002
1003 phys_addr_t __init memblock_phys_mem_size(void)
1004 {
1005         return memblock.memory.total_size;
1006 }
1007
1008 phys_addr_t __init memblock_mem_size(unsigned long limit_pfn)
1009 {
1010         unsigned long pages = 0;
1011         struct memblock_region *r;
1012         unsigned long start_pfn, end_pfn;
1013
1014         for_each_memblock(memory, r) {
1015                 start_pfn = memblock_region_memory_base_pfn(r);
1016                 end_pfn = memblock_region_memory_end_pfn(r);
1017                 start_pfn = min_t(unsigned long, start_pfn, limit_pfn);
1018                 end_pfn = min_t(unsigned long, end_pfn, limit_pfn);
1019                 pages += end_pfn - start_pfn;
1020         }
1021
1022         return (phys_addr_t)pages << PAGE_SHIFT;
1023 }
1024
1025 /* lowest address */
1026 phys_addr_t __init_memblock memblock_start_of_DRAM(void)
1027 {
1028         return memblock.memory.regions[0].base;
1029 }
1030
1031 phys_addr_t __init_memblock memblock_end_of_DRAM(void)
1032 {
1033         int idx = memblock.memory.cnt - 1;
1034
1035         return (memblock.memory.regions[idx].base + memblock.memory.regions[idx].size);
1036 }
1037
1038 void __init memblock_enforce_memory_limit(phys_addr_t limit)
1039 {
1040         unsigned long i;
1041         phys_addr_t max_addr = (phys_addr_t)ULLONG_MAX;
1042
1043         if (!limit)
1044                 return;
1045
1046         /* find out max address */
1047         for (i = 0; i < memblock.memory.cnt; i++) {
1048                 struct memblock_region *r = &memblock.memory.regions[i];
1049
1050                 if (limit <= r->size) {
1051                         max_addr = r->base + limit;
1052                         break;
1053                 }
1054                 limit -= r->size;
1055         }
1056
1057         /* truncate both memory and reserved regions */
1058         __memblock_remove(&memblock.memory, max_addr, (phys_addr_t)ULLONG_MAX);
1059         __memblock_remove(&memblock.reserved, max_addr, (phys_addr_t)ULLONG_MAX);
1060 }
1061
1062 static int __init_memblock memblock_search(struct memblock_type *type, phys_addr_t addr)
1063 {
1064         unsigned int left = 0, right = type->cnt;
1065
1066         do {
1067                 unsigned int mid = (right + left) / 2;
1068
1069                 if (addr < type->regions[mid].base)
1070                         right = mid;
1071                 else if (addr >= (type->regions[mid].base +
1072                                   type->regions[mid].size))
1073                         left = mid + 1;
1074                 else
1075                         return mid;
1076         } while (left < right);
1077         return -1;
1078 }
1079
1080 int __init memblock_is_reserved(phys_addr_t addr)
1081 {
1082         return memblock_search(&memblock.reserved, addr) != -1;
1083 }
1084
1085 int __init_memblock memblock_is_memory(phys_addr_t addr)
1086 {
1087         return memblock_search(&memblock.memory, addr) != -1;
1088 }
1089
1090 /**
1091  * memblock_is_region_memory - check if a region is a subset of memory
1092  * @base: base of region to check
1093  * @size: size of region to check
1094  *
1095  * Check if the region [@base, @base+@size) is a subset of a memory block.
1096  *
1097  * RETURNS:
1098  * 0 if false, non-zero if true
1099  */
1100 int __init_memblock memblock_is_region_memory(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1101 {
1102         int idx = memblock_search(&memblock.memory, base);
1103         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
1104
1105         if (idx == -1)
1106                 return 0;
1107         return memblock.memory.regions[idx].base <= base &&
1108                 (memblock.memory.regions[idx].base +
1109                  memblock.memory.regions[idx].size) >= end;
1110 }
1111
1112 /**
1113  * memblock_is_region_reserved - check if a region intersects reserved memory
1114  * @base: base of region to check
1115  * @size: size of region to check
1116  *
1117  * Check if the region [@base, @base+@size) intersects a reserved memory block.
1118  *
1119  * RETURNS:
1120  * 0 if false, non-zero if true
1121  */
1122 int __init_memblock memblock_is_region_reserved(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1123 {
1124         memblock_cap_size(base, &size);
1125         return memblock_overlaps_region(&memblock.reserved, base, size) >= 0;
1126 }
1127
1128 void __init_memblock memblock_trim_memory(phys_addr_t align)
1129 {
1130         int i;
1131         phys_addr_t start, end, orig_start, orig_end;
1132         struct memblock_type *mem = &memblock.memory;
1133
1134         for (i = 0; i < mem->cnt; i++) {
1135                 orig_start = mem->regions[i].base;
1136                 orig_end = mem->regions[i].base + mem->regions[i].size;
1137                 start = round_up(orig_start, align);
1138                 end = round_down(orig_end, align);
1139
1140                 if (start == orig_start && end == orig_end)
1141                         continue;
1142
1143                 if (start < end) {
1144                         mem->regions[i].base = start;
1145                         mem->regions[i].size = end - start;
1146                 } else {
1147                         memblock_remove_region(mem, i);
1148                         i--;
1149                 }
1150         }
1151 }
1152
1153 void __init_memblock memblock_set_current_limit(phys_addr_t limit)
1154 {
1155         memblock.current_limit = limit;
1156 }
1157
1158 static void __init_memblock memblock_dump(struct memblock_type *type, char *name)
1159 {
1160         unsigned long long base, size;
1161         int i;
1162
1163         pr_info(" %s.cnt  = 0x%lx\n", name, type->cnt);
1164
1165         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
1166                 struct memblock_region *rgn = &type->regions[i];
1167                 char nid_buf[32] = "";
1168
1169                 base = rgn->base;
1170                 size = rgn->size;
1171 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1172                 if (memblock_get_region_node(rgn) != MAX_NUMNODES)
1173                         snprintf(nid_buf, sizeof(nid_buf), " on node %d",
1174                                  memblock_get_region_node(rgn));
1175 #endif
1176                 pr_info(" %s[%#x]\t[%#016llx-%#016llx], %#llx bytes%s\n",
1177                         name, i, base, base + size - 1, size, nid_buf);
1178         }
1179 }
1180
1181 void __init_memblock __memblock_dump_all(void)
1182 {
1183         pr_info("MEMBLOCK configuration:\n");
1184         pr_info(" memory size = %#llx reserved size = %#llx\n",
1185                 (unsigned long long)memblock.memory.total_size,
1186                 (unsigned long long)memblock.reserved.total_size);
1187
1188         memblock_dump(&memblock.memory, "memory");
1189         memblock_dump(&memblock.reserved, "reserved");
1190 }
1191
1192 void __init memblock_allow_resize(void)
1193 {
1194         memblock_can_resize = 1;
1195 }
1196
1197 static int __init early_memblock(char *p)
1198 {
1199         if (p && strstr(p, "debug"))
1200                 memblock_debug = 1;
1201         return 0;
1202 }
1203 early_param("memblock", early_memblock);
1204
1205 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && !defined(CONFIG_ARCH_DISCARD_MEMBLOCK)
1206
1207 static int memblock_debug_show(struct seq_file *m, void *private)
1208 {
1209         struct memblock_type *type = m->private;
1210         struct memblock_region *reg;
1211         int i;
1212
1213         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
1214                 reg = &type->regions[i];
1215                 seq_printf(m, "%4d: ", i);
1216                 if (sizeof(phys_addr_t) == 4)
1217 #ifdef CONFIG_MEMBLOCK_RESERVE_DEBUG
1218                         seq_printf(m, "%s 0x%08lx..0x%08lx size:%llu(kb)\n",
1219                                 reg->name,
1220                                 (unsigned long)reg->base,
1221                                 (unsigned long)(reg->base + reg->size - 1),
1222                                 (unsigned long long)(reg->size/1024));
1223
1224 #else
1225                         seq_printf(m, "0x%08lx..0x%08lx\n",
1226                                    (unsigned long)reg->base,
1227                                    (unsigned long)(reg->base + reg->size - 1));
1228 #endif
1229                 else
1230 #ifdef CONFIG_MEMBLOCK_RESERVE_DEBUG
1231                         seq_printf(m, "%s 0x%016llx..0x%016llx size:%llu(kb)\n",
1232                                         reg->name,
1233                                         (unsigned long long)reg->base,
1234                                         (unsigned long long)(reg->base + reg->size - 1),
1235                                         (unsigned long long)(reg->size/1024));
1236
1237 #else
1238                         seq_printf(m, "0x%016llx..0x%016llx\n",
1239                                    (unsigned long long)reg->base,
1240                                    (unsigned long long)(reg->base + reg->size - 1));
1241 #endif
1242
1243         }
1244         return 0;
1245 }
1246
1247 static int memblock_debug_open(struct inode *inode, struct file *file)
1248 {
1249         return single_open(file, memblock_debug_show, inode->i_private);
1250 }
1251
1252 static const struct file_operations memblock_debug_fops = {
1253         .open = memblock_debug_open,
1254         .read = seq_read,
1255         .llseek = seq_lseek,
1256         .release = single_release,
1257 };
1258
1259 static int __init memblock_init_debugfs(void)
1260 {
1261         struct dentry *root = debugfs_create_dir("memblock", NULL);
1262         if (!root)
1263                 return -ENXIO;
1264         debugfs_create_file("memory", S_IRUGO, root, &memblock.memory, &memblock_debug_fops);
1265         debugfs_create_file("reserved", S_IRUGO, root, &memblock.reserved, &memblock_debug_fops);
1266
1267         return 0;
1268 }
1269 __initcall(memblock_init_debugfs);
1270
1271 #endif /* CONFIG_DEBUG_FS */