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 #include <asm-generic/sections.h>
  24 #include <linux/io.h>
  25
  26 #include "internal.h"
  27
  28 static struct memblock_region memblock_memory_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS] __initdata_memblock;
  29 static struct memblock_region memblock_reserved_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS] __initdata_memblock;
  30 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
  31 static struct memblock_region memblock_physmem_init_regions[INIT_PHYSMEM_REGIONS] __initdata_memblock;
  32 #endif
  33
  34 struct memblock memblock __initdata_memblock = {
  35         .memory.regions         = memblock_memory_init_regions,
  36         .memory.cnt             = 1,    /* empty dummy entry */
  37         .memory.max             = INIT_MEMBLOCK_REGIONS,
  38
  39         .reserved.regions       = memblock_reserved_init_regions,
  40         .reserved.cnt           = 1,    /* empty dummy entry */
  41         .reserved.max           = INIT_MEMBLOCK_REGIONS,
  42
  43 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
  44         .physmem.regions        = memblock_physmem_init_regions,
  45         .physmem.cnt            = 1,    /* empty dummy entry */
  46         .physmem.max            = INIT_PHYSMEM_REGIONS,
  47 #endif
  48
  49         .bottom_up              = false,
  50         .current_limit          = MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE,
  51 };
  52
  53 int memblock_debug __initdata_memblock;
  54 #ifdef CONFIG_MOVABLE_NODE
  55 bool movable_node_enabled __initdata_memblock = false;
  56 #endif
  57 static bool system_has_some_mirror __initdata_memblock = false;
  58 static int memblock_can_resize __initdata_memblock;
  59 static int memblock_memory_in_slab __initdata_memblock = 0;
  60 static int memblock_reserved_in_slab __initdata_memblock = 0;
  61
  62 ulong __init_memblock choose_memblock_flags(void)
  63 {
  64         return system_has_some_mirror ? MEMBLOCK_MIRROR : MEMBLOCK_NONE;
  65 }
  66
  67 /* inline so we don't get a warning when pr_debug is compiled out */
  68 static __init_memblock const char *
  69 memblock_type_name(struct memblock_type *type)
  70 {
  71         if (type == &memblock.memory)
  72                 return "memory";
  73         else if (type == &memblock.reserved)
  74                 return "reserved";
  75         else
  76                 return "unknown";
  77 }
  78
  79 /* adjust *@size so that (@base + *@size) doesn't overflow, return new size */
  80 static inline phys_addr_t memblock_cap_size(phys_addr_t base, phys_addr_t *size)
  81 {
  82         return *size = min(*size, (phys_addr_t)ULLONG_MAX - base);
  83 }
  84
  85 /*
  86  * Address comparison utilities
  87  */
  88 static unsigned long __init_memblock memblock_addrs_overlap(phys_addr_t base1, phys_addr_t size1,
  89                                        phys_addr_t base2, phys_addr_t size2)
  90 {
  91         return ((base1 < (base2 + size2)) && (base2 < (base1 + size1)));
  92 }
  93
  94 bool __init_memblock memblock_overlaps_region(struct memblock_type *type,
  95                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size)
  96 {
  97         unsigned long i;
  98
  99         for (i = 0; i < type->cnt; i++)
 100                 if (memblock_addrs_overlap(base, size, type->regions[i].base,
 101                                            type->regions[i].size))
 102                         break;
 103         return i < type->cnt;
 104 }
 105
 106 /*
 107  * __memblock_find_range_bottom_up - find free area utility in bottom-up
 108  * @start: start of candidate range
 109  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_{ANYWHERE|ACCESSIBLE}
 110  * @size: size of free area to find
 111  * @align: alignment of free area to find
 112  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
 113  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
 114  *
 115  * Utility called from memblock_find_in_range_node(), find free area bottom-up.
 116  *
 117  * RETURNS:
 118  * Found address on success, 0 on failure.
 119  */
 120 static phys_addr_t __init_memblock
 121 __memblock_find_range_bottom_up(phys_addr_t start, phys_addr_t end,
 122                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid,
 123                                 ulong flags)
 124 {
 125         phys_addr_t this_start, this_end, cand;
 126         u64 i;
 127
 128         for_each_free_mem_range(i, nid, flags, &this_start, &this_end, NULL) {
 129                 this_start = clamp(this_start, start, end);
 130                 this_end = clamp(this_end, start, end);
 131
 132                 cand = round_up(this_start, align);
 133                 if (cand < this_end && this_end - cand >= size)
 134                         return cand;
 135         }
 136
 137         return 0;
 138 }
 139
 140 /**
 141  * __memblock_find_range_top_down - find free area utility, in top-down
 142  * @start: start of candidate range
 143  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_{ANYWHERE|ACCESSIBLE}
 144  * @size: size of free area to find
 145  * @align: alignment of free area to find
 146  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
 147  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
 148  *
 149  * Utility called from memblock_find_in_range_node(), find free area top-down.
 150  *
 151  * RETURNS:
 152  * Found address on success, 0 on failure.
 153  */
 154 static phys_addr_t __init_memblock
 155 __memblock_find_range_top_down(phys_addr_t start, phys_addr_t end,
 156                                phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid,
 157                                ulong flags)
 158 {
 159         phys_addr_t this_start, this_end, cand;
 160         u64 i;
 161
 162         for_each_free_mem_range_reverse(i, nid, flags, &this_start, &this_end,
 163                                         NULL) {
 164                 this_start = clamp(this_start, start, end);
 165                 this_end = clamp(this_end, start, end);
 166
 167                 if (this_end < size)
 168                         continue;
 169
 170                 cand = round_down(this_end - size, align);
 171                 if (cand >= this_start)
 172                         return cand;
 173         }
 174
 175         return 0;
 176 }
 177
 178 /**
 179  * memblock_find_in_range_node - find free area in given range and node
 180  * @size: size of free area to find
 181  * @align: alignment of free area to find
 182  * @start: start of candidate range
 183  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_{ANYWHERE|ACCESSIBLE}
 184  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
 185  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
 186  *
 187  * Find @size free area aligned to @align in the specified range and node.
 188  *
 189  * When allocation direction is bottom-up, the @start should be greater
 190  * than the end of the kernel image. Otherwise, it will be trimmed. The
 191  * reason is that we want the bottom-up allocation just near the kernel
 192  * image so it is highly likely that the allocated memory and the kernel
 193  * will reside in the same node.
 194  *
 195  * If bottom-up allocation failed, will try to allocate memory top-down.
 196  *
 197  * RETURNS:
 198  * Found address on success, 0 on failure.
 199  */
 200 phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range_node(phys_addr_t size,
 201                                         phys_addr_t align, phys_addr_t start,
 202                                         phys_addr_t end, int nid, ulong flags)
 203 {
 204         phys_addr_t kernel_end, ret;
 205
 206         /* pump up @end */
 207         if (end == MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE)
 208                 end = memblock.current_limit;
 209
 210         /* avoid allocating the first page */
 211         start = max_t(phys_addr_t, start, PAGE_SIZE);
 212         end = max(start, end);
 213         kernel_end = __pa_symbol(_end);
 214
 215         /*
 216          * try bottom-up allocation only when bottom-up mode
 217          * is set and @end is above the kernel image.
 218          */
 219         if (memblock_bottom_up() && end > kernel_end) {
 220                 phys_addr_t bottom_up_start;
 221
 222                 /* make sure we will allocate above the kernel */
 223                 bottom_up_start = max(start, kernel_end);
 224
 225                 /* ok, try bottom-up allocation first */
 226                 ret = __memblock_find_range_bottom_up(bottom_up_start, end,
 227                                                       size, align, nid, flags);
 228                 if (ret)
 229                         return ret;
 230
 231                 /*
 232                  * we always limit bottom-up allocation above the kernel,
 233                  * but top-down allocation doesn't have the limit, so
 234                  * retrying top-down allocation may succeed when bottom-up
 235                  * allocation failed.
 236                  *
 237                  * bottom-up allocation is expected to be fail very rarely,
 238                  * so we use WARN_ONCE() here to see the stack trace if
 239                  * fail happens.
 240                  */
 241                 WARN_ONCE(1, "memblock: bottom-up allocation failed, memory hotunplug may be affected\n");
 242         }
 243
 244         return __memblock_find_range_top_down(start, end, size, align, nid,
 245                                               flags);
 246 }
 247
 248 /**
 249  * memblock_find_in_range - find free area in given range
 250  * @start: start of candidate range
 251  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_{ANYWHERE|ACCESSIBLE}
 252  * @size: size of free area to find
 253  * @align: alignment of free area to find
 254  *
 255  * Find @size free area aligned to @align in the specified range.
 256  *
 257  * RETURNS:
 258  * Found address on success, 0 on failure.
 259  */
 260 phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range(phys_addr_t start,
 261                                         phys_addr_t end, phys_addr_t size,
 262                                         phys_addr_t align)
 263 {
 264         phys_addr_t ret;
 265         ulong flags = choose_memblock_flags();
 266
 267 again:
 268         ret = memblock_find_in_range_node(size, align, start, end,
 269                                             NUMA_NO_NODE, flags);
 270
 271         if (!ret && (flags & MEMBLOCK_MIRROR)) {
 272                 pr_warn("Could not allocate %pap bytes of mirrored memory\n",
 273                         &size);
 274                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
 275                 goto again;
 276         }
 277
 278         return ret;
 279 }
 280
 281 static void __init_memblock memblock_remove_region(struct memblock_type *type, unsigned long r)
 282 {
 283         type->total_size -= type->regions[r].size;
 284         memmove(&type->regions[r], &type->regions[r + 1],
 285                 (type->cnt - (r + 1)) * sizeof(type->regions[r]));
 286         type->cnt--;
 287
 288         /* Special case for empty arrays */
 289         if (type->cnt == 0) {
 290                 WARN_ON(type->total_size != 0);
 291                 type->cnt = 1;
 292                 type->regions[0].base = 0;
 293                 type->regions[0].size = 0;
 294                 type->regions[0].flags = 0;
 295                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], MAX_NUMNODES);
 296         }
 297 }
 298
 299 #ifdef CONFIG_ARCH_DISCARD_MEMBLOCK
 300
 301 phys_addr_t __init_memblock get_allocated_memblock_reserved_regions_info(
 302                                         phys_addr_t *addr)
 303 {
 304         if (memblock.reserved.regions == memblock_reserved_init_regions)
 305                 return 0;
 306
 307         *addr = __pa(memblock.reserved.regions);
 308
 309         return PAGE_ALIGN(sizeof(struct memblock_region) *
 310                           memblock.reserved.max);
 311 }
 312
 313 phys_addr_t __init_memblock get_allocated_memblock_memory_regions_info(
 314                                         phys_addr_t *addr)
 315 {
 316         if (memblock.memory.regions == memblock_memory_init_regions)
 317                 return 0;
 318
 319         *addr = __pa(memblock.memory.regions);
 320
 321         return PAGE_ALIGN(sizeof(struct memblock_region) *
 322                           memblock.memory.max);
 323 }
 324
 325 #endif
 326
 327 /**
 328  * memblock_double_array - double the size of the memblock regions array
 329  * @type: memblock type of the regions array being doubled
 330  * @new_area_start: starting address of memory range to avoid overlap with
 331  * @new_area_size: size of memory range to avoid overlap with
 332  *
 333  * Double the size of the @type regions array. If memblock is being used to
 334  * allocate memory for a new reserved regions array and there is a previously
 335  * allocated memory range [@new_area_start,@new_area_start+@new_area_size]
 336  * waiting to be reserved, ensure the memory used by the new array does
 337  * not overlap.
 338  *
 339  * RETURNS:
 340  * 0 on success, -1 on failure.
 341  */
 342 static int __init_memblock memblock_double_array(struct memblock_type *type,
 343                                                 phys_addr_t new_area_start,
 344                                                 phys_addr_t new_area_size)
 345 {
 346         struct memblock_region *new_array, *old_array;
 347         phys_addr_t old_alloc_size, new_alloc_size;
 348         phys_addr_t old_size, new_size, addr;
 349         int use_slab = slab_is_available();
 350         int *in_slab;
 351
 352         /* We don't allow resizing until we know about the reserved regions
 353          * of memory that aren't suitable for allocation
 354          */
 355         if (!memblock_can_resize)
 356                 return -1;
 357
 358         /* Calculate new doubled size */
 359         old_size = type->max * sizeof(struct memblock_region);
 360         new_size = old_size << 1;
 361         /*
 362          * We need to allocated new one align to PAGE_SIZE,
 363          *   so we can free them completely later.
 364          */
 365         old_alloc_size = PAGE_ALIGN(old_size);
 366         new_alloc_size = PAGE_ALIGN(new_size);
 367
 368         /* Retrieve the slab flag */
 369         if (type == &memblock.memory)
 370                 in_slab = &memblock_memory_in_slab;
 371         else
 372                 in_slab = &memblock_reserved_in_slab;
 373
 374         /* Try to find some space for it.
 375          *
 376          * WARNING: We assume that either slab_is_available() and we use it or
 377          * we use MEMBLOCK for allocations. That means that this is unsafe to
 378          * use when bootmem is currently active (unless bootmem itself is
 379          * implemented on top of MEMBLOCK which isn't the case yet)
 380          *
 381          * This should however not be an issue for now, as we currently only
 382          * call into MEMBLOCK while it's still active, or much later when slab
 383          * is active for memory hotplug operations
 384          */
 385         if (use_slab) {
 386                 new_array = kmalloc(new_size, GFP_KERNEL);
 387                 addr = new_array ? __pa(new_array) : 0;
 388         } else {
 389                 /* only exclude range when trying to double reserved.regions */
 390                 if (type != &memblock.reserved)
 391                         new_area_start = new_area_size = 0;
 392
 393                 addr = memblock_find_in_range(new_area_start + new_area_size,
 394                                                 memblock.current_limit,
 395                                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
 396                 if (!addr && new_area_size)
 397                         addr = memblock_find_in_range(0,
 398                                 min(new_area_start, memblock.current_limit),
 399                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
 400
 401                 new_array = addr ? __va(addr) : NULL;
 402         }
 403         if (!addr) {
 404                 pr_err("memblock: Failed to double %s array from %ld to %ld entries !\n",
 405                        memblock_type_name(type), type->max, type->max * 2);
 406                 return -1;
 407         }
 408
 409         memblock_dbg("memblock: %s is doubled to %ld at [%#010llx-%#010llx]",
 410                         memblock_type_name(type), type->max * 2, (u64)addr,
 411                         (u64)addr + new_size - 1);
 412
 413         /*
 414          * Found space, we now need to move the array over before we add the
 415          * reserved region since it may be our reserved array itself that is
 416          * full.
 417          */
 418         memcpy(new_array, type->regions, old_size);
 419         memset(new_array + type->max, 0, old_size);
 420         old_array = type->regions;
 421         type->regions = new_array;
 422         type->max <<= 1;
 423
 424         /* Free old array. We needn't free it if the array is the static one */
 425         if (*in_slab)
 426                 kfree(old_array);
 427         else if (old_array != memblock_memory_init_regions &&
 428                  old_array != memblock_reserved_init_regions)
 429                 memblock_free(__pa(old_array), old_alloc_size);
 430
 431         /*
 432          * Reserve the new array if that comes from the memblock.  Otherwise, we
 433          * needn't do it
 434          */
 435         if (!use_slab)
 436                 BUG_ON(memblock_reserve(addr, new_alloc_size));
 437
 438         /* Update slab flag */
 439         *in_slab = use_slab;
 440
 441         return 0;
 442 }
 443
 444 /**
 445  * memblock_merge_regions - merge neighboring compatible regions
 446  * @type: memblock type to scan
 447  *
 448  * Scan @type and merge neighboring compatible regions.
 449  */
 450 static void __init_memblock memblock_merge_regions(struct memblock_type *type)
 451 {
 452         int i = 0;
 453
 454         /* cnt never goes below 1 */
 455         while (i < type->cnt - 1) {
 456                 struct memblock_region *this = &type->regions[i];
 457                 struct memblock_region *next = &type->regions[i + 1];
 458
 459                 if (this->base + this->size != next->base ||
 460                     memblock_get_region_node(this) !=
 461                     memblock_get_region_node(next) ||
 462                     this->flags != next->flags) {
 463                         BUG_ON(this->base + this->size > next->base);
 464                         i++;
 465                         continue;
 466                 }
 467
 468                 this->size += next->size;
 469                 /* move forward from next + 1, index of which is i + 2 */
 470                 memmove(next, next + 1, (type->cnt - (i + 2)) * sizeof(*next));
 471                 type->cnt--;
 472         }
 473 }
 474
 475 /**
 476  * memblock_insert_region - insert new memblock region
 477  * @type:       memblock type to insert into
 478  * @idx:        index for the insertion point
 479  * @base:       base address of the new region
 480  * @size:       size of the new region
 481  * @nid:        node id of the new region
 482  * @flags:      flags of the new region
 483  *
 484  * Insert new memblock region [@base,@base+@size) into @type at @idx.
 485  * @type must already have extra room to accomodate the new region.
 486  */
 487 static void __init_memblock memblock_insert_region(struct memblock_type *type,
 488                                                    int idx, phys_addr_t base,
 489                                                    phys_addr_t size,
 490                                                    int nid, unsigned long flags)
 491 {
 492         struct memblock_region *rgn = &type->regions[idx];
 493
 494         BUG_ON(type->cnt >= type->max);
 495         memmove(rgn + 1, rgn, (type->cnt - idx) * sizeof(*rgn));
 496         rgn->base = base;
 497         rgn->size = size;
 498         rgn->flags = flags;
 499         memblock_set_region_node(rgn, nid);
 500         type->cnt++;
 501         type->total_size += size;
 502 }
 503
 504 /**
 505  * memblock_add_range - add new memblock region
 506  * @type: memblock type to add new region into
 507  * @base: base address of the new region
 508  * @size: size of the new region
 509  * @nid: nid of the new region
 510  * @flags: flags of the new region
 511  *
 512  * Add new memblock region [@base,@base+@size) into @type.  The new region
 513  * is allowed to overlap with existing ones - overlaps don't affect already
 514  * existing regions.  @type is guaranteed to be minimal (all neighbouring
 515  * compatible regions are merged) after the addition.
 516  *
 517  * RETURNS:
 518  * 0 on success, -errno on failure.
 519  */
 520 int __init_memblock memblock_add_range(struct memblock_type *type,
 521                                 phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 522                                 int nid, unsigned long flags)
 523 {
 524         bool insert = false;
 525         phys_addr_t obase = base;
 526         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
 527         int idx, nr_new;
 528         struct memblock_region *rgn;
 529
 530         if (!size)
 531                 return 0;
 532
 533         /* special case for empty array */
 534         if (type->regions[0].size == 0) {
 535                 WARN_ON(type->cnt != 1 || type->total_size);
 536                 type->regions[0].base = base;
 537                 type->regions[0].size = size;
 538                 type->regions[0].flags = flags;
 539                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], nid);
 540                 type->total_size = size;
 541                 return 0;
 542         }
 543 repeat:
 544         /*
 545          * The following is executed twice.  Once with %false @insert and
 546          * then with %true.  The first counts the number of regions needed
 547          * to accomodate the new area.  The second actually inserts them.
 548          */
 549         base = obase;
 550         nr_new = 0;
 551
 552         for_each_memblock_type(type, rgn) {
 553                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
 554                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
 555
 556                 if (rbase >= end)
 557                         break;
 558                 if (rend <= base)
 559                         continue;
 560                 /*
 561                  * @rgn overlaps.  If it separates the lower part of new
 562                  * area, insert that portion.
 563                  */
 564                 if (rbase > base) {
 565 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
 566                         WARN_ON(nid != memblock_get_region_node(rgn));
 567 #endif
 568                         WARN_ON(flags != rgn->flags);
 569                         nr_new++;
 570                         if (insert)
 571                                 memblock_insert_region(type, idx++, base,
 572                                                        rbase - base, nid,
 573                                                        flags);
 574                 }
 575                 /* area below @rend is dealt with, forget about it */
 576                 base = min(rend, end);
 577         }
 578
 579         /* insert the remaining portion */
 580         if (base < end) {
 581                 nr_new++;
 582                 if (insert)
 583                         memblock_insert_region(type, idx, base, end - base,
 584                                                nid, flags);
 585         }
 586
 587         /*
 588          * If this was the first round, resize array and repeat for actual
 589          * insertions; otherwise, merge and return.
 590          */
 591         if (!insert) {
 592                 while (type->cnt + nr_new > type->max)
 593                         if (memblock_double_array(type, obase, size) < 0)
 594                                 return -ENOMEM;
 595                 insert = true;
 596                 goto repeat;
 597         } else {
 598                 memblock_merge_regions(type);
 599                 return 0;
 600         }
 601 }
 602
 603 int __init_memblock memblock_add_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 604                                        int nid)
 605 {
 606         return memblock_add_range(&memblock.memory, base, size, nid, 0);
 607 }
 608
 609 static int __init_memblock memblock_add_region(phys_addr_t base,
 610                                                 phys_addr_t size,
 611                                                 int nid,
 612                                                 unsigned long flags)
 613 {
 614         memblock_dbg("memblock_add: [%#016llx-%#016llx] flags %#02lx %pF\n",
 615                      (unsigned long long)base,
 616                      (unsigned long long)base + size - 1,
 617                      flags, (void *)_RET_IP_);
 618
 619         return memblock_add_range(&memblock.memory, base, size, nid, flags);
 620 }
 621
 622 int __init_memblock memblock_add(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 623 {
 624         return memblock_add_region(base, size, MAX_NUMNODES, 0);
 625 }
 626
 627 /**
 628  * memblock_isolate_range - isolate given range into disjoint memblocks
 629  * @type: memblock type to isolate range for
 630  * @base: base of range to isolate
 631  * @size: size of range to isolate
 632  * @start_rgn: out parameter for the start of isolated region
 633  * @end_rgn: out parameter for the end of isolated region
 634  *
 635  * Walk @type and ensure that regions don't cross the boundaries defined by
 636  * [@base,@base+@size).  Crossing regions are split at the boundaries,
 637  * which may create at most two more regions.  The index of the first
 638  * region inside the range is returned in *@start_rgn and end in *@end_rgn.
 639  *
 640  * RETURNS:
 641  * 0 on success, -errno on failure.
 642  */
 643 static int __init_memblock memblock_isolate_range(struct memblock_type *type,
 644                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 645                                         int *start_rgn, int *end_rgn)
 646 {
 647         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
 648         int idx;
 649         struct memblock_region *rgn;
 650
 651         *start_rgn = *end_rgn = 0;
 652
 653         if (!size)
 654                 return 0;
 655
 656         /* we'll create at most two more regions */
 657         while (type->cnt + 2 > type->max)
 658                 if (memblock_double_array(type, base, size) < 0)
 659                         return -ENOMEM;
 660
 661         for_each_memblock_type(type, rgn) {
 662                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
 663                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
 664
 665                 if (rbase >= end)
 666                         break;
 667                 if (rend <= base)
 668                         continue;
 669
 670                 if (rbase < base) {
 671                         /*
 672                          * @rgn intersects from below.  Split and continue
 673                          * to process the next region - the new top half.
 674                          */
 675                         rgn->base = base;
 676                         rgn->size -= base - rbase;
 677                         type->total_size -= base - rbase;
 678                         memblock_insert_region(type, idx, rbase, base - rbase,
 679                                                memblock_get_region_node(rgn),
 680                                                rgn->flags);
 681                 } else if (rend > end) {
 682                         /*
 683                          * @rgn intersects from above.  Split and redo the
 684                          * current region - the new bottom half.
 685                          */
 686                         rgn->base = end;
 687                         rgn->size -= end - rbase;
 688                         type->total_size -= end - rbase;
 689                         memblock_insert_region(type, idx--, rbase, end - rbase,
 690                                                memblock_get_region_node(rgn),
 691                                                rgn->flags);
 692                 } else {
 693                         /* @rgn is fully contained, record it */
 694                         if (!*end_rgn)
 695                                 *start_rgn = idx;
 696                         *end_rgn = idx + 1;
 697                 }
 698         }
 699
 700         return 0;
 701 }
 702
 703 static int __init_memblock memblock_remove_range(struct memblock_type *type,
 704                                           phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 705 {
 706         int start_rgn, end_rgn;
 707         int i, ret;
 708
 709         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
 710         if (ret)
 711                 return ret;
 712
 713         for (i = end_rgn - 1; i >= start_rgn; i--)
 714                 memblock_remove_region(type, i);
 715         return 0;
 716 }
 717
 718 int __init_memblock memblock_remove(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 719 {
 720         return memblock_remove_range(&memblock.memory, base, size);
 721 }
 722
 723
 724 int __init_memblock memblock_free(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 725 {
 726         memblock_dbg("   memblock_free: [%#016llx-%#016llx] %pF\n",
 727                      (unsigned long long)base,
 728                      (unsigned long long)base + size - 1,
 729                      (void *)_RET_IP_);
 730
 731         kmemleak_free_part(__va(base), size);
 732         return memblock_remove_range(&memblock.reserved, base, size);
 733 }
 734
 735 static int __init_memblock memblock_reserve_region(phys_addr_t base,
 736                                                    phys_addr_t size,
 737                                                    int nid,
 738                                                    unsigned long flags)
 739 {
 740         memblock_dbg("memblock_reserve: [%#016llx-%#016llx] flags %#02lx %pF\n",
 741                      (unsigned long long)base,
 742                      (unsigned long long)base + size - 1,
 743                      flags, (void *)_RET_IP_);
 744
 745         return memblock_add_range(&memblock.reserved, base, size, nid, flags);
 746 }
 747
 748 int __init_memblock memblock_reserve(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 749 {
 750         return memblock_reserve_region(base, size, MAX_NUMNODES, 0);
 751 }
 752
 753 /**
 754  *
 755  * This function isolates region [@base, @base + @size), and sets/clears flag
 756  *
 757  * Return 0 on success, -errno on failure.
 758  */
 759 static int __init_memblock memblock_setclr_flag(phys_addr_t base,
 760                                 phys_addr_t size, int set, int flag)
 761 {
 762         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
 763         int i, ret, start_rgn, end_rgn;
 764
 765         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
 766         if (ret)
 767                 return ret;
 768
 769         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++)
 770                 if (set)
 771                         memblock_set_region_flags(&type->regions[i], flag);
 772                 else
 773                         memblock_clear_region_flags(&type->regions[i], flag);
 774
 775         memblock_merge_regions(type);
 776         return 0;
 777 }
 778
 779 /**
 780  * memblock_mark_hotplug - Mark hotpluggable memory with flag MEMBLOCK_HOTPLUG.
 781  * @base: the base phys addr of the region
 782  * @size: the size of the region
 783  *
 784  * Return 0 on success, -errno on failure.
 785  */
 786 int __init_memblock memblock_mark_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 787 {
 788         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_HOTPLUG);
 789 }
 790
 791 /**
 792  * memblock_clear_hotplug - Clear flag MEMBLOCK_HOTPLUG for a specified region.
 793  * @base: the base phys addr of the region
 794  * @size: the size of the region
 795  *
 796  * Return 0 on success, -errno on failure.
 797  */
 798 int __init_memblock memblock_clear_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 799 {
 800         return memblock_setclr_flag(base, size, 0, MEMBLOCK_HOTPLUG);
 801 }
 802
 803 /**
 804  * memblock_mark_mirror - Mark mirrored memory with flag MEMBLOCK_MIRROR.
 805  * @base: the base phys addr of the region
 806  * @size: the size of the region
 807  *
 808  * Return 0 on success, -errno on failure.
 809  */
 810 int __init_memblock memblock_mark_mirror(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 811 {
 812         system_has_some_mirror = true;
 813
 814         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_MIRROR);
 815 }
 816
 817 /**
 818  * memblock_mark_nomap - Mark a memory region with flag MEMBLOCK_NOMAP.
 819  * @base: the base phys addr of the region
 820  * @size: the size of the region
 821  *
 822  * Return 0 on success, -errno on failure.
 823  */
 824 int __init_memblock memblock_mark_nomap(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 825 {
 826         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_NOMAP);
 827 }
 828
 829 /**
 830  * __next_reserved_mem_region - next function for for_each_reserved_region()
 831  * @idx: pointer to u64 loop variable
 832  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the region, can be %NULL
 833  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the region, can be %NULL
 834  *
 835  * Iterate over all reserved memory regions.
 836  */
 837 void __init_memblock __next_reserved_mem_region(u64 *idx,
 838                                            phys_addr_t *out_start,
 839                                            phys_addr_t *out_end)
 840 {
 841         struct memblock_type *type = &memblock.reserved;
 842
 843         if (*idx >= 0 && *idx < type->cnt) {
 844                 struct memblock_region *r = &type->regions[*idx];
 845                 phys_addr_t base = r->base;
 846                 phys_addr_t size = r->size;
 847
 848                 if (out_start)
 849                         *out_start = base;
 850                 if (out_end)
 851                         *out_end = base + size - 1;
 852
 853                 *idx += 1;
 854                 return;
 855         }
 856
 857         /* signal end of iteration */
 858         *idx = ULLONG_MAX;
 859 }
 860
 861 /**
 862  * __next__mem_range - next function for for_each_free_mem_range() etc.
 863  * @idx: pointer to u64 loop variable
 864  * @nid: node selector, %NUMA_NO_NODE for all nodes
 865  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
 866  * @type_a: pointer to memblock_type from where the range is taken
 867  * @type_b: pointer to memblock_type which excludes memory from being taken
 868  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
 869  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
 870  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
 871  *
 872  * Find the first area from *@idx which matches @nid, fill the out
 873  * parameters, and update *@idx for the next iteration.  The lower 32bit of
 874  * *@idx contains index into type_a and the upper 32bit indexes the
 875  * areas before each region in type_b.  For example, if type_b regions
 876  * look like the following,
 877  *
 878  *      0:[0-16), 1:[32-48), 2:[128-130)
 879  *
 880  * The upper 32bit indexes the following regions.
 881  *
 882  *      0:[0-0), 1:[16-32), 2:[48-128), 3:[130-MAX)
 883  *
 884  * As both region arrays are sorted, the function advances the two indices
 885  * in lockstep and returns each intersection.
 886  */
 887 void __init_memblock __next_mem_range(u64 *idx, int nid, ulong flags,
 888                                       struct memblock_type *type_a,
 889                                       struct memblock_type *type_b,
 890                                       phys_addr_t *out_start,
 891                                       phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
 892 {
 893         int idx_a = *idx & 0xffffffff;
 894         int idx_b = *idx >> 32;
 895
 896         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES,
 897         "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
 898                 nid = NUMA_NO_NODE;
 899
 900         for (; idx_a < type_a->cnt; idx_a++) {
 901                 struct memblock_region *m = &type_a->regions[idx_a];
 902
 903                 phys_addr_t m_start = m->base;
 904                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
 905                 int         m_nid = memblock_get_region_node(m);
 906
 907                 /* only memory regions are associated with nodes, check it */
 908                 if (nid != NUMA_NO_NODE && nid != m_nid)
 909                         continue;
 910
 911                 /* skip hotpluggable memory regions if needed */
 912                 if (movable_node_is_enabled() && memblock_is_hotpluggable(m))
 913                         continue;
 914
 915                 /* if we want mirror memory skip non-mirror memory regions */
 916                 if ((flags & MEMBLOCK_MIRROR) && !memblock_is_mirror(m))
 917                         continue;
 918
 919                 /* skip nomap memory unless we were asked for it explicitly */
 920                 if (!(flags & MEMBLOCK_NOMAP) && memblock_is_nomap(m))
 921                         continue;
 922
 923                 if (!type_b) {
 924                         if (out_start)
 925                                 *out_start = m_start;
 926                         if (out_end)
 927                                 *out_end = m_end;
 928                         if (out_nid)
 929                                 *out_nid = m_nid;
 930                         idx_a++;
 931                         *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
 932                         return;
 933                 }
 934
 935                 /* scan areas before each reservation */
 936                 for (; idx_b < type_b->cnt + 1; idx_b++) {
 937                         struct memblock_region *r;
 938                         phys_addr_t r_start;
 939                         phys_addr_t r_end;
 940
 941                         r = &type_b->regions[idx_b];
 942                         r_start = idx_b ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
 943                         r_end = idx_b < type_b->cnt ?
 944                                 r->base : ULLONG_MAX;
 945
 946                         /*
 947                          * if idx_b advanced past idx_a,
 948                          * break out to advance idx_a
 949                          */
 950                         if (r_start >= m_end)
 951                                 break;
 952                         /* if the two regions intersect, we're done */
 953                         if (m_start < r_end) {
 954                                 if (out_start)
 955                                         *out_start =
 956                                                 max(m_start, r_start);
 957                                 if (out_end)
 958                                         *out_end = min(m_end, r_end);
 959                                 if (out_nid)
 960                                         *out_nid = m_nid;
 961                                 /*
 962                                  * The region which ends first is
 963                                  * advanced for the next iteration.
 964                                  */
 965                                 if (m_end <= r_end)
 966                                         idx_a++;
 967                                 else
 968                                         idx_b++;
 969                                 *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
 970                                 return;
 971                         }
 972                 }
 973         }
 974
 975         /* signal end of iteration */
 976         *idx = ULLONG_MAX;
 977 }
 978
 979 /**
 980  * __next_mem_range_rev - generic next function for for_each_*_range_rev()
 981  *
 982  * Finds the next range from type_a which is not marked as unsuitable
 983  * in type_b.
 984  *
 985  * @idx: pointer to u64 loop variable
 986  * @nid: node selector, %NUMA_NO_NODE for all nodes
 987  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
 988  * @type_a: pointer to memblock_type from where the range is taken
 989  * @type_b: pointer to memblock_type which excludes memory from being taken
 990  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
 991  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
 992  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
 993  *
 994  * Reverse of __next_mem_range().
 995  */
 996 void __init_memblock __next_mem_range_rev(u64 *idx, int nid, ulong flags,
 997                                           struct memblock_type *type_a,
 998                                           struct memblock_type *type_b,
 999                                           phys_addr_t *out_start,
1000                                           phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
1001 {
1002         int idx_a = *idx & 0xffffffff;
1003         int idx_b = *idx >> 32;
1004
1005         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES, "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
1006                 nid = NUMA_NO_NODE;
1007
1008         if (*idx == (u64)ULLONG_MAX) {
1009                 idx_a = type_a->cnt - 1;
1010                 idx_b = type_b->cnt;
1011         }
1012
1013         for (; idx_a >= 0; idx_a--) {
1014                 struct memblock_region *m = &type_a->regions[idx_a];
1015
1016                 phys_addr_t m_start = m->base;
1017                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
1018                 int m_nid = memblock_get_region_node(m);
1019
1020                 /* only memory regions are associated with nodes, check it */
1021                 if (nid != NUMA_NO_NODE && nid != m_nid)
1022                         continue;
1023
1024                 /* skip hotpluggable memory regions if needed */
1025                 if (movable_node_is_enabled() && memblock_is_hotpluggable(m))
1026                         continue;
1027
1028                 /* if we want mirror memory skip non-mirror memory regions */
1029                 if ((flags & MEMBLOCK_MIRROR) && !memblock_is_mirror(m))
1030                         continue;
1031
1032                 /* skip nomap memory unless we were asked for it explicitly */
1033                 if (!(flags & MEMBLOCK_NOMAP) && memblock_is_nomap(m))
1034                         continue;
1035
1036                 if (!type_b) {
1037                         if (out_start)
1038                                 *out_start = m_start;
1039                         if (out_end)
1040                                 *out_end = m_end;
1041                         if (out_nid)
1042                                 *out_nid = m_nid;
1043                         idx_a++;
1044                         *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1045                         return;
1046                 }
1047
1048                 /* scan areas before each reservation */
1049                 for (; idx_b >= 0; idx_b--) {
1050                         struct memblock_region *r;
1051                         phys_addr_t r_start;
1052                         phys_addr_t r_end;
1053
1054                         r = &type_b->regions[idx_b];
1055                         r_start = idx_b ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
1056                         r_end = idx_b < type_b->cnt ?
1057                                 r->base : ULLONG_MAX;
1058                         /*
1059                          * if idx_b advanced past idx_a,
1060                          * break out to advance idx_a
1061                          */
1062
1063                         if (r_end <= m_start)
1064                                 break;
1065                         /* if the two regions intersect, we're done */
1066                         if (m_end > r_start) {
1067                                 if (out_start)
1068                                         *out_start = max(m_start, r_start);
1069                                 if (out_end)
1070                                         *out_end = min(m_end, r_end);
1071                                 if (out_nid)
1072                                         *out_nid = m_nid;
1073                                 if (m_start >= r_start)
1074                                         idx_a--;
1075                                 else
1076                                         idx_b--;
1077                                 *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1078                                 return;
1079                         }
1080                 }
1081         }
1082         /* signal end of iteration */
1083         *idx = ULLONG_MAX;
1084 }
1085
1086 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1087 /*
1088  * Common iterator interface used to define for_each_mem_range().
1089  */
1090 void __init_memblock __next_mem_pfn_range(int *idx, int nid,
1091                                 unsigned long *out_start_pfn,
1092                                 unsigned long *out_end_pfn, int *out_nid)
1093 {
1094         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
1095         struct memblock_region *r;
1096
1097         while (++*idx < type->cnt) {
1098                 r = &type->regions[*idx];
1099
1100                 if (PFN_UP(r->base) >= PFN_DOWN(r->base + r->size))
1101                         continue;
1102                 if (nid == MAX_NUMNODES || nid == r->nid)
1103                         break;
1104         }
1105         if (*idx >= type->cnt) {
1106                 *idx = -1;
1107                 return;
1108         }
1109
1110         if (out_start_pfn)
1111                 *out_start_pfn = PFN_UP(r->base);
1112         if (out_end_pfn)
1113                 *out_end_pfn = PFN_DOWN(r->base + r->size);
1114         if (out_nid)
1115                 *out_nid = r->nid;
1116 }
1117
1118 /**
1119  * memblock_set_node - set node ID on memblock regions
1120  * @base: base of area to set node ID for
1121  * @size: size of area to set node ID for
1122  * @type: memblock type to set node ID for
1123  * @nid: node ID to set
1124  *
1125  * Set the nid of memblock @type regions in [@base,@base+@size) to @nid.
1126  * Regions which cross the area boundaries are split as necessary.
1127  *
1128  * RETURNS:
1129  * 0 on success, -errno on failure.
1130  */
1131 int __init_memblock memblock_set_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
1132                                       struct memblock_type *type, int nid)
1133 {
1134         int start_rgn, end_rgn;
1135         int i, ret;
1136
1137         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
1138         if (ret)
1139                 return ret;
1140
1141         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++)
1142                 memblock_set_region_node(&type->regions[i], nid);
1143
1144         memblock_merge_regions(type);
1145         return 0;
1146 }
1147 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
1148
1149 static phys_addr_t __init memblock_alloc_range_nid(phys_addr_t size,
1150                                         phys_addr_t align, phys_addr_t start,
1151                                         phys_addr_t end, int nid, ulong flags)
1152 {
1153         phys_addr_t found;
1154
1155         if (!align)
1156                 align = SMP_CACHE_BYTES;
1157
1158         found = memblock_find_in_range_node(size, align, start, end, nid,
1159                                             flags);
1160         if (found && !memblock_reserve(found, size)) {
1161                 /*
1162                  * The min_count is set to 0 so that memblock allocations are
1163                  * never reported as leaks.
1164                  */
1165                 kmemleak_alloc(__va(found), size, 0, 0);
1166                 return found;
1167         }
1168         return 0;
1169 }
1170
1171 phys_addr_t __init memblock_alloc_range(phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1172                                         phys_addr_t start, phys_addr_t end,
1173                                         ulong flags)
1174 {
1175         return memblock_alloc_range_nid(size, align, start, end, NUMA_NO_NODE,
1176                                         flags);
1177 }
1178
1179 static phys_addr_t __init memblock_alloc_base_nid(phys_addr_t size,
1180                                         phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr,
1181                                         int nid, ulong flags)
1182 {
1183         return memblock_alloc_range_nid(size, align, 0, max_addr, nid, flags);
1184 }
1185
1186 phys_addr_t __init memblock_alloc_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
1187 {
1188         ulong flags = choose_memblock_flags();
1189         phys_addr_t ret;
1190
1191 again:
1192         ret = memblock_alloc_base_nid(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE,
1193                                       nid, flags);
1194
1195         if (!ret && (flags & MEMBLOCK_MIRROR)) {
1196                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
1197                 goto again;
1198         }
1199         return ret;
1200 }
1201
1202 phys_addr_t __init __memblock_alloc_base(phys_addr_t size, phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr)
1203 {
1204         return memblock_alloc_base_nid(size, align, max_addr, NUMA_NO_NODE,
1205                                        MEMBLOCK_NONE);
1206 }
1207
1208 phys_addr_t __init memblock_alloc_base(phys_addr_t size, phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr)
1209 {
1210         phys_addr_t alloc;
1211
1212         alloc = __memblock_alloc_base(size, align, max_addr);
1213
1214         if (alloc == 0)
1215                 panic("ERROR: Failed to allocate 0x%llx bytes below 0x%llx.\n",
1216                       (unsigned long long) size, (unsigned long long) max_addr);
1217
1218         return alloc;
1219 }
1220
1221 phys_addr_t __init memblock_alloc(phys_addr_t size, phys_addr_t align)
1222 {
1223         return memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
1224 }
1225
1226 phys_addr_t __init memblock_alloc_try_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
1227 {
1228         phys_addr_t res = memblock_alloc_nid(size, align, nid);
1229
1230         if (res)
1231                 return res;
1232         return memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
1233 }
1234
1235 /**
1236  * memblock_virt_alloc_internal - allocate boot memory block
1237  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1238  * @align: alignment of the region and block's size
1239  * @min_addr: the lower bound of the memory region to allocate (phys address)
1240  * @max_addr: the upper bound of the memory region to allocate (phys address)
1241  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1242  *
1243  * The @min_addr limit is dropped if it can not be satisfied and the allocation
1244  * will fall back to memory below @min_addr. Also, allocation may fall back
1245  * to any node in the system if the specified node can not
1246  * hold the requested memory.
1247  *
1248  * The allocation is performed from memory region limited by
1249  * memblock.current_limit if @max_addr == %BOOTMEM_ALLOC_ACCESSIBLE.
1250  *
1251  * The memory block is aligned on SMP_CACHE_BYTES if @align == 0.
1252  *
1253  * The phys address of allocated boot memory block is converted to virtual and
1254  * allocated memory is reset to 0.
1255  *
1256  * In addition, function sets the min_count to 0 using kmemleak_alloc for
1257  * allocated boot memory block, so that it is never reported as leaks.
1258  *
1259  * RETURNS:
1260  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1261  */
1262 static void * __init memblock_virt_alloc_internal(
1263                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1264                                 phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1265                                 int nid)
1266 {
1267         phys_addr_t alloc;
1268         void *ptr;
1269         ulong flags = choose_memblock_flags();
1270
1271         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES, "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
1272                 nid = NUMA_NO_NODE;
1273
1274         /*
1275          * Detect any accidental use of these APIs after slab is ready, as at
1276          * this moment memblock may be deinitialized already and its
1277          * internal data may be destroyed (after execution of free_all_bootmem)
1278          */
1279         if (WARN_ON_ONCE(slab_is_available()))
1280                 return kzalloc_node(size, GFP_NOWAIT, nid);
1281
1282         if (!align)
1283                 align = SMP_CACHE_BYTES;
1284
1285         if (max_addr > memblock.current_limit)
1286                 max_addr = memblock.current_limit;
1287
1288 again:
1289         alloc = memblock_find_in_range_node(size, align, min_addr, max_addr,
1290                                             nid, flags);
1291         if (alloc)
1292                 goto done;
1293
1294         if (nid != NUMA_NO_NODE) {
1295                 alloc = memblock_find_in_range_node(size, align, min_addr,
1296                                                     max_addr, NUMA_NO_NODE,
1297                                                     flags);
1298                 if (alloc)
1299                         goto done;
1300         }
1301
1302         if (min_addr) {
1303                 min_addr = 0;
1304                 goto again;
1305         }
1306
1307         if (flags & MEMBLOCK_MIRROR) {
1308                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
1309                 pr_warn("Could not allocate %pap bytes of mirrored memory\n",
1310                         &size);
1311                 goto again;
1312         }
1313
1314         return NULL;
1315 done:
1316         memblock_reserve(alloc, size);
1317         ptr = phys_to_virt(alloc);
1318         memset(ptr, 0, size);
1319
1320         /*
1321          * The min_count is set to 0 so that bootmem allocated blocks
1322          * are never reported as leaks. This is because many of these blocks
1323          * are only referred via the physical address which is not
1324          * looked up by kmemleak.
1325          */
1326         kmemleak_alloc(ptr, size, 0, 0);
1327
1328         return ptr;
1329 }
1330
1331 /**
1332  * memblock_virt_alloc_try_nid_nopanic - allocate boot memory block
1333  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1334  * @align: alignment of the region and block's size
1335  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1336  *        is preferred (phys address)
1337  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1338  *            is preferred (phys address), or %BOOTMEM_ALLOC_ACCESSIBLE to
1339  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1340  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1341  *
1342  * Public version of _memblock_virt_alloc_try_nid_nopanic() which provides
1343  * additional debug information (including caller info), if enabled.
1344  *
1345  * RETURNS:
1346  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1347  */
1348 void * __init memblock_virt_alloc_try_nid_nopanic(
1349                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1350                                 phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1351                                 int nid)
1352 {
1353         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=0x%llx max_addr=0x%llx %pF\n",
1354                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, (u64)min_addr,
1355                      (u64)max_addr, (void *)_RET_IP_);
1356         return memblock_virt_alloc_internal(size, align, min_addr,
1357                                              max_addr, nid);
1358 }
1359
1360 /**
1361  * memblock_virt_alloc_try_nid - allocate boot memory block with panicking
1362  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1363  * @align: alignment of the region and block's size
1364  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1365  *        is preferred (phys address)
1366  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1367  *            is preferred (phys address), or %BOOTMEM_ALLOC_ACCESSIBLE to
1368  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1369  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1370  *
1371  * Public panicking version of _memblock_virt_alloc_try_nid_nopanic()
1372  * which provides debug information (including caller info), if enabled,
1373  * and panics if the request can not be satisfied.
1374  *
1375  * RETURNS:
1376  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1377  */
1378 void * __init memblock_virt_alloc_try_nid(
1379                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1380                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1381                         int nid)
1382 {
1383         void *ptr;
1384
1385         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=0x%llx max_addr=0x%llx %pF\n",
1386                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, (u64)min_addr,
1387                      (u64)max_addr, (void *)_RET_IP_);
1388         ptr = memblock_virt_alloc_internal(size, align,
1389                                            min_addr, max_addr, nid);
1390         if (ptr)
1391                 return ptr;
1392
1393         panic("%s: Failed to allocate %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=0x%llx max_addr=0x%llx\n",
1394               __func__, (u64)size, (u64)align, nid, (u64)min_addr,
1395               (u64)max_addr);
1396         return NULL;
1397 }
1398
1399 /**
1400  * __memblock_free_early - free boot memory block
1401  * @base: phys starting address of the  boot memory block
1402  * @size: size of the boot memory block in bytes
1403  *
1404  * Free boot memory block previously allocated by memblock_virt_alloc_xx() API.
1405  * The freeing memory will not be released to the buddy allocator.
1406  */
1407 void __init __memblock_free_early(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1408 {
1409         memblock_dbg("%s: [%#016llx-%#016llx] %pF\n",
1410                      __func__, (u64)base, (u64)base + size - 1,
1411                      (void *)_RET_IP_);
1412         kmemleak_free_part(__va(base), size);
1413         memblock_remove_range(&memblock.reserved, base, size);
1414 }
1415
1416 /*
1417  * __memblock_free_late - free bootmem block pages directly to buddy allocator
1418  * @addr: phys starting address of the  boot memory block
1419  * @size: size of the boot memory block in bytes
1420  *
1421  * This is only useful when the bootmem allocator has already been torn
1422  * down, but we are still initializing the system.  Pages are released directly
1423  * to the buddy allocator, no bootmem metadata is updated because it is gone.
1424  */
1425 void __init __memblock_free_late(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1426 {
1427         u64 cursor, end;
1428
1429         memblock_dbg("%s: [%#016llx-%#016llx] %pF\n",
1430                      __func__, (u64)base, (u64)base + size - 1,
1431                      (void *)_RET_IP_);
1432         kmemleak_free_part(__va(base), size);
1433         cursor = PFN_UP(base);
1434         end = PFN_DOWN(base + size);
1435
1436         for (; cursor < end; cursor++) {
1437                 __free_pages_bootmem(pfn_to_page(cursor), cursor, 0);
1438                 totalram_pages++;
1439         }
1440 }
1441
1442 /*
1443  * Remaining API functions
1444  */
1445
1446 phys_addr_t __init_memblock memblock_phys_mem_size(void)
1447 {
1448         return memblock.memory.total_size;
1449 }
1450
1451 phys_addr_t __init memblock_mem_size(unsigned long limit_pfn)
1452 {
1453         unsigned long pages = 0;
1454         struct memblock_region *r;
1455         unsigned long start_pfn, end_pfn;
1456
1457         for_each_memblock(memory, r) {
1458                 start_pfn = memblock_region_memory_base_pfn(r);
1459                 end_pfn = memblock_region_memory_end_pfn(r);
1460                 start_pfn = min_t(unsigned long, start_pfn, limit_pfn);
1461                 end_pfn = min_t(unsigned long, end_pfn, limit_pfn);
1462                 pages += end_pfn - start_pfn;
1463         }
1464
1465         return PFN_PHYS(pages);
1466 }
1467
1468 /* lowest address */
1469 phys_addr_t __init_memblock memblock_start_of_DRAM(void)
1470 {
1471         return memblock.memory.regions[0].base;
1472 }
1473
1474 phys_addr_t __init_memblock memblock_end_of_DRAM(void)
1475 {
1476         int idx = memblock.memory.cnt - 1;
1477
1478         return (memblock.memory.regions[idx].base + memblock.memory.regions[idx].size);
1479 }
1480
1481 void __init memblock_enforce_memory_limit(phys_addr_t limit)
1482 {
1483         phys_addr_t max_addr = (phys_addr_t)ULLONG_MAX;
1484         struct memblock_region *r;
1485
1486         if (!limit)
1487                 return;
1488
1489         /* find out max address */
1490         for_each_memblock(memory, r) {
1491                 if (limit <= r->size) {
1492                         max_addr = r->base + limit;
1493                         break;
1494                 }
1495                 limit -= r->size;
1496         }
1497
1498         /* truncate both memory and reserved regions */
1499         memblock_remove_range(&memblock.memory, max_addr,
1500                               (phys_addr_t)ULLONG_MAX);
1501         memblock_remove_range(&memblock.reserved, max_addr,
1502                               (phys_addr_t)ULLONG_MAX);
1503 }
1504
1505 static int __init_memblock memblock_search(struct memblock_type *type, phys_addr_t addr)
1506 {
1507         unsigned int left = 0, right = type->cnt;
1508
1509         do {
1510                 unsigned int mid = (right + left) / 2;
1511
1512                 if (addr < type->regions[mid].base)
1513                         right = mid;
1514                 else if (addr >= (type->regions[mid].base +
1515                                   type->regions[mid].size))
1516                         left = mid + 1;
1517                 else
1518                         return mid;
1519         } while (left < right);
1520         return -1;
1521 }
1522
1523 bool __init memblock_is_reserved(phys_addr_t addr)
1524 {
1525         return memblock_search(&memblock.reserved, addr) != -1;
1526 }
1527
1528 bool __init_memblock memblock_is_memory(phys_addr_t addr)
1529 {
1530         return memblock_search(&memblock.memory, addr) != -1;
1531 }
1532
1533 int __init_memblock memblock_is_map_memory(phys_addr_t addr)
1534 {
1535         int i = memblock_search(&memblock.memory, addr);
1536
1537         if (i == -1)
1538                 return false;
1539         return !memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]);
1540 }
1541
1542 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1543 int __init_memblock memblock_search_pfn_nid(unsigned long pfn,
1544                          unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
1545 {
1546         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
1547         int mid = memblock_search(type, PFN_PHYS(pfn));
1548
1549         if (mid == -1)
1550                 return -1;
1551
1552         *start_pfn = PFN_DOWN(type->regions[mid].base);
1553         *end_pfn = PFN_DOWN(type->regions[mid].base + type->regions[mid].size);
1554
1555         return type->regions[mid].nid;
1556 }
1557 #endif
1558
1559 /**
1560  * memblock_is_region_memory - check if a region is a subset of memory
1561  * @base: base of region to check
1562  * @size: size of region to check
1563  *
1564  * Check if the region [@base, @base+@size) is a subset of a memory block.
1565  *
1566  * RETURNS:
1567  * 0 if false, non-zero if true
1568  */
1569 int __init_memblock memblock_is_region_memory(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1570 {
1571         int idx = memblock_search(&memblock.memory, base);
1572         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
1573
1574         if (idx == -1)
1575                 return 0;
1576         return memblock.memory.regions[idx].base <= base &&
1577                 (memblock.memory.regions[idx].base +
1578                  memblock.memory.regions[idx].size) >= end;
1579 }
1580
1581 /**
1582  * memblock_is_region_reserved - check if a region intersects reserved memory
1583  * @base: base of region to check
1584  * @size: size of region to check
1585  *
1586  * Check if the region [@base, @base+@size) intersects a reserved memory block.
1587  *
1588  * RETURNS:
1589  * True if they intersect, false if not.
1590  */
1591 bool __init_memblock memblock_is_region_reserved(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1592 {
1593         memblock_cap_size(base, &size);
1594         return memblock_overlaps_region(&memblock.reserved, base, size);
1595 }
1596
1597 void __init_memblock memblock_trim_memory(phys_addr_t align)
1598 {
1599         phys_addr_t start, end, orig_start, orig_end;
1600         struct memblock_region *r;
1601
1602         for_each_memblock(memory, r) {
1603                 orig_start = r->base;
1604                 orig_end = r->base + r->size;
1605                 start = round_up(orig_start, align);
1606                 end = round_down(orig_end, align);
1607
1608                 if (start == orig_start && end == orig_end)
1609                         continue;
1610
1611                 if (start < end) {
1612                         r->base = start;
1613                         r->size = end - start;
1614                 } else {
1615                         memblock_remove_region(&memblock.memory,
1616                                                r - memblock.memory.regions);
1617                         r--;
1618                 }
1619         }
1620 }
1621
1622 void __init_memblock memblock_set_current_limit(phys_addr_t limit)
1623 {
1624         memblock.current_limit = limit;
1625 }
1626
1627 phys_addr_t __init_memblock memblock_get_current_limit(void)
1628 {
1629         return memblock.current_limit;
1630 }
1631
1632 static void __init_memblock memblock_dump(struct memblock_type *type, char *name)
1633 {
1634         unsigned long long base, size;
1635         unsigned long flags;
1636         int idx;
1637         struct memblock_region *rgn;
1638
1639         pr_info(" %s.cnt  = 0x%lx\n", name, type->cnt);
1640
1641         for_each_memblock_type(type, rgn) {
1642                 char nid_buf[32] = "";
1643
1644                 base = rgn->base;
1645                 size = rgn->size;
1646                 flags = rgn->flags;
1647 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1648                 if (memblock_get_region_node(rgn) != MAX_NUMNODES)
1649                         snprintf(nid_buf, sizeof(nid_buf), " on node %d",
1650                                  memblock_get_region_node(rgn));
1651 #endif
1652                 pr_info(" %s[%#x]\t[%#016llx-%#016llx], %#llx bytes%s flags: %#lx\n",
1653                         name, idx, base, base + size - 1, size, nid_buf, flags);
1654         }
1655 }
1656
1657 void __init_memblock __memblock_dump_all(void)
1658 {
1659         pr_info("MEMBLOCK configuration:\n");
1660         pr_info(" memory size = %#llx reserved size = %#llx\n",
1661                 (unsigned long long)memblock.memory.total_size,
1662                 (unsigned long long)memblock.reserved.total_size);
1663
1664         memblock_dump(&memblock.memory, "memory");
1665         memblock_dump(&memblock.reserved, "reserved");
1666 }
1667
1668 void __init memblock_allow_resize(void)
1669 {
1670         memblock_can_resize = 1;
1671 }
1672
1673 static int __init early_memblock(char *p)
1674 {
1675         if (p && strstr(p, "debug"))
1676                 memblock_debug = 1;
1677         return 0;
1678 }
1679 early_param("memblock", early_memblock);
1680
1681 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && !defined(CONFIG_ARCH_DISCARD_MEMBLOCK)
1682
1683 static int memblock_debug_show(struct seq_file *m, void *private)
1684 {
1685         struct memblock_type *type = m->private;
1686         struct memblock_region *reg;
1687         int i;
1688
1689         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
1690                 reg = &type->regions[i];
1691                 seq_printf(m, "%4d: ", i);
1692                 if (sizeof(phys_addr_t) == 4)
1693                         seq_printf(m, "0x%08lx..0x%08lx\n",
1694                                    (unsigned long)reg->base,
1695                                    (unsigned long)(reg->base + reg->size - 1));
1696                 else
1697                         seq_printf(m, "0x%016llx..0x%016llx\n",
1698                                    (unsigned long long)reg->base,
1699                                    (unsigned long long)(reg->base + reg->size - 1));
1700
1701         }
1702         return 0;
1703 }
1704
1705 static int memblock_debug_open(struct inode *inode, struct file *file)
1706 {
1707         return single_open(file, memblock_debug_show, inode->i_private);
1708 }
1709
1710 static const struct file_operations memblock_debug_fops = {
1711         .open = memblock_debug_open,
1712         .read = seq_read,
1713         .llseek = seq_lseek,
1714         .release = single_release,
1715 };
1716
1717 static int __init memblock_init_debugfs(void)
1718 {
1719         struct dentry *root = debugfs_create_dir("memblock", NULL);
1720         if (!root)
1721                 return -ENXIO;
1722         debugfs_create_file("memory", S_IRUGO, root, &memblock.memory, &memblock_debug_fops);
1723         debugfs_create_file("reserved", S_IRUGO, root, &memblock.reserved, &memblock_debug_fops);
1724 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
1725         debugfs_create_file("physmem", S_IRUGO, root, &memblock.physmem, &memblock_debug_fops);
1726 #endif
1727
1728         return 0;
1729 }
1730 __initcall(memblock_init_debugfs);
1731
1732 #endif /* CONFIG_DEBUG_FS */