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