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, "
 242                              "memory hotunplug may be affected\n");
 243         }
 244
 245         return __memblock_find_range_top_down(start, end, size, align, nid,
 246                                               flags);
 247 }
 248
 249 /**
 250  * memblock_find_in_range - find free area in given range
 251  * @start: start of candidate range
 252  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_{ANYWHERE|ACCESSIBLE}
 253  * @size: size of free area to find
 254  * @align: alignment of free area to find
 255  *
 256  * Find @size free area aligned to @align in the specified range.
 257  *
 258  * RETURNS:
 259  * Found address on success, 0 on failure.
 260  */
 261 phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range(phys_addr_t start,
 262                                         phys_addr_t end, phys_addr_t size,
 263                                         phys_addr_t align)
 264 {
 265         phys_addr_t ret;
 266         ulong flags = choose_memblock_flags();
 267
 268 again:
 269         ret = memblock_find_in_range_node(size, align, start, end,
 270                                             NUMA_NO_NODE, flags);
 271
 272         if (!ret && (flags & MEMBLOCK_MIRROR)) {
 273                 pr_warn("Could not allocate %pap bytes of mirrored memory\n",
 274                         &size);
 275                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
 276                 goto again;
 277         }
 278
 279         return ret;
 280 }
 281
 282 static void __init_memblock memblock_remove_region(struct memblock_type *type, unsigned long r)
 283 {
 284         type->total_size -= type->regions[r].size;
 285         memmove(&type->regions[r], &type->regions[r + 1],
 286                 (type->cnt - (r + 1)) * sizeof(type->regions[r]));
 287         type->cnt--;
 288
 289         /* Special case for empty arrays */
 290         if (type->cnt == 0) {
 291                 WARN_ON(type->total_size != 0);
 292                 type->cnt = 1;
 293                 type->regions[0].base = 0;
 294                 type->regions[0].size = 0;
 295                 type->regions[0].flags = 0;
 296                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], MAX_NUMNODES);
 297         }
 298 }
 299
 300 #ifdef CONFIG_ARCH_DISCARD_MEMBLOCK
 301
 302 phys_addr_t __init_memblock get_allocated_memblock_reserved_regions_info(
 303                                         phys_addr_t *addr)
 304 {
 305         if (memblock.reserved.regions == memblock_reserved_init_regions)
 306                 return 0;
 307
 308         *addr = __pa(memblock.reserved.regions);
 309
 310         return PAGE_ALIGN(sizeof(struct memblock_region) *
 311                           memblock.reserved.max);
 312 }
 313
 314 phys_addr_t __init_memblock get_allocated_memblock_memory_regions_info(
 315                                         phys_addr_t *addr)
 316 {
 317         if (memblock.memory.regions == memblock_memory_init_regions)
 318                 return 0;
 319
 320         *addr = __pa(memblock.memory.regions);
 321
 322         return PAGE_ALIGN(sizeof(struct memblock_region) *
 323                           memblock.memory.max);
 324 }
 325
 326 #endif
 327
 328 /**
 329  * memblock_double_array - double the size of the memblock regions array
 330  * @type: memblock type of the regions array being doubled
 331  * @new_area_start: starting address of memory range to avoid overlap with
 332  * @new_area_size: size of memory range to avoid overlap with
 333  *
 334  * Double the size of the @type regions array. If memblock is being used to
 335  * allocate memory for a new reserved regions array and there is a previously
 336  * allocated memory range [@new_area_start,@new_area_start+@new_area_size]
 337  * waiting to be reserved, ensure the memory used by the new array does
 338  * not overlap.
 339  *
 340  * RETURNS:
 341  * 0 on success, -1 on failure.
 342  */
 343 static int __init_memblock memblock_double_array(struct memblock_type *type,
 344                                                 phys_addr_t new_area_start,
 345                                                 phys_addr_t new_area_size)
 346 {
 347         struct memblock_region *new_array, *old_array;
 348         phys_addr_t old_alloc_size, new_alloc_size;
 349         phys_addr_t old_size, new_size, addr;
 350         int use_slab = slab_is_available();
 351         int *in_slab;
 352
 353         /* We don't allow resizing until we know about the reserved regions
 354          * of memory that aren't suitable for allocation
 355          */
 356         if (!memblock_can_resize)
 357                 return -1;
 358
 359         /* Calculate new doubled size */
 360         old_size = type->max * sizeof(struct memblock_region);
 361         new_size = old_size << 1;
 362         /*
 363          * We need to allocated new one align to PAGE_SIZE,
 364          *   so we can free them completely later.
 365          */
 366         old_alloc_size = PAGE_ALIGN(old_size);
 367         new_alloc_size = PAGE_ALIGN(new_size);
 368
 369         /* Retrieve the slab flag */
 370         if (type == &memblock.memory)
 371                 in_slab = &memblock_memory_in_slab;
 372         else
 373                 in_slab = &memblock_reserved_in_slab;
 374
 375         /* Try to find some space for it.
 376          *
 377          * WARNING: We assume that either slab_is_available() and we use it or
 378          * we use MEMBLOCK for allocations. That means that this is unsafe to
 379          * use when bootmem is currently active (unless bootmem itself is
 380          * implemented on top of MEMBLOCK which isn't the case yet)
 381          *
 382          * This should however not be an issue for now, as we currently only
 383          * call into MEMBLOCK while it's still active, or much later when slab
 384          * is active for memory hotplug operations
 385          */
 386         if (use_slab) {
 387                 new_array = kmalloc(new_size, GFP_KERNEL);
 388                 addr = new_array ? __pa(new_array) : 0;
 389         } else {
 390                 /* only exclude range when trying to double reserved.regions */
 391                 if (type != &memblock.reserved)
 392                         new_area_start = new_area_size = 0;
 393
 394                 addr = memblock_find_in_range(new_area_start + new_area_size,
 395                                                 memblock.current_limit,
 396                                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
 397                 if (!addr && new_area_size)
 398                         addr = memblock_find_in_range(0,
 399                                 min(new_area_start, memblock.current_limit),
 400                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
 401
 402                 new_array = addr ? __va(addr) : NULL;
 403         }
 404         if (!addr) {
 405                 pr_err("memblock: Failed to double %s array from %ld to %ld entries !\n",
 406                        memblock_type_name(type), type->max, type->max * 2);
 407                 return -1;
 408         }
 409
 410         memblock_dbg("memblock: %s is doubled to %ld at [%#010llx-%#010llx]",
 411                         memblock_type_name(type), type->max * 2, (u64)addr,
 412                         (u64)addr + new_size - 1);
 413
 414         /*
 415          * Found space, we now need to move the array over before we add the
 416          * reserved region since it may be our reserved array itself that is
 417          * full.
 418          */
 419         memcpy(new_array, type->regions, old_size);
 420         memset(new_array + type->max, 0, old_size);
 421         old_array = type->regions;
 422         type->regions = new_array;
 423         type->max <<= 1;
 424
 425         /* Free old array. We needn't free it if the array is the static one */
 426         if (*in_slab)
 427                 kfree(old_array);
 428         else if (old_array != memblock_memory_init_regions &&
 429                  old_array != memblock_reserved_init_regions)
 430                 memblock_free(__pa(old_array), old_alloc_size);
 431
 432         /*
 433          * Reserve the new array if that comes from the memblock.  Otherwise, we
 434          * needn't do it
 435          */
 436         if (!use_slab)
 437                 BUG_ON(memblock_reserve(addr, new_alloc_size));
 438
 439         /* Update slab flag */
 440         *in_slab = use_slab;
 441
 442         return 0;
 443 }
 444
 445 /**
 446  * memblock_merge_regions - merge neighboring compatible regions
 447  * @type: memblock type to scan
 448  *
 449  * Scan @type and merge neighboring compatible regions.
 450  */
 451 static void __init_memblock memblock_merge_regions(struct memblock_type *type)
 452 {
 453         int i = 0;
 454
 455         /* cnt never goes below 1 */
 456         while (i < type->cnt - 1) {
 457                 struct memblock_region *this = &type->regions[i];
 458                 struct memblock_region *next = &type->regions[i + 1];
 459
 460                 if (this->base + this->size != next->base ||
 461                     memblock_get_region_node(this) !=
 462                     memblock_get_region_node(next) ||
 463                     this->flags != next->flags) {
 464                         BUG_ON(this->base + this->size > next->base);
 465                         i++;
 466                         continue;
 467                 }
 468
 469                 this->size += next->size;
 470                 /* move forward from next + 1, index of which is i + 2 */
 471                 memmove(next, next + 1, (type->cnt - (i + 2)) * sizeof(*next));
 472                 type->cnt--;
 473         }
 474 }
 475
 476 /**
 477  * memblock_insert_region - insert new memblock region
 478  * @type:       memblock type to insert into
 479  * @idx:        index for the insertion point
 480  * @base:       base address of the new region
 481  * @size:       size of the new region
 482  * @nid:        node id of the new region
 483  * @flags:      flags of the new region
 484  *
 485  * Insert new memblock region [@base,@base+@size) into @type at @idx.
 486  * @type must already have extra room to accomodate the new region.
 487  */
 488 static void __init_memblock memblock_insert_region(struct memblock_type *type,
 489                                                    int idx, phys_addr_t base,
 490                                                    phys_addr_t size,
 491                                                    int nid, unsigned long flags)
 492 {
 493         struct memblock_region *rgn = &type->regions[idx];
 494
 495         BUG_ON(type->cnt >= type->max);
 496         memmove(rgn + 1, rgn, (type->cnt - idx) * sizeof(*rgn));
 497         rgn->base = base;
 498         rgn->size = size;
 499         rgn->flags = flags;
 500         memblock_set_region_node(rgn, nid);
 501         type->cnt++;
 502         type->total_size += size;
 503 }
 504
 505 /**
 506  * memblock_add_range - add new memblock region
 507  * @type: memblock type to add new region into
 508  * @base: base address of the new region
 509  * @size: size of the new region
 510  * @nid: nid of the new region
 511  * @flags: flags of the new region
 512  *
 513  * Add new memblock region [@base,@base+@size) into @type.  The new region
 514  * is allowed to overlap with existing ones - overlaps don't affect already
 515  * existing regions.  @type is guaranteed to be minimal (all neighbouring
 516  * compatible regions are merged) after the addition.
 517  *
 518  * RETURNS:
 519  * 0 on success, -errno on failure.
 520  */
 521 int __init_memblock memblock_add_range(struct memblock_type *type,
 522                                 phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 523                                 int nid, unsigned long flags)
 524 {
 525         bool insert = false;
 526         phys_addr_t obase = base;
 527         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
 528         int idx, nr_new;
 529         struct memblock_region *rgn;
 530
 531         if (!size)
 532                 return 0;
 533
 534         /* special case for empty array */
 535         if (type->regions[0].size == 0) {
 536                 WARN_ON(type->cnt != 1 || type->total_size);
 537                 type->regions[0].base = base;
 538                 type->regions[0].size = size;
 539                 type->regions[0].flags = flags;
 540                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], nid);
 541                 type->total_size = size;
 542                 return 0;
 543         }
 544 repeat:
 545         /*
 546          * The following is executed twice.  Once with %false @insert and
 547          * then with %true.  The first counts the number of regions needed
 548          * to accomodate the new area.  The second actually inserts them.
 549          */
 550         base = obase;
 551         nr_new = 0;
 552
 553         for_each_memblock_type(type, rgn) {
 554                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
 555                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
 556
 557                 if (rbase >= end)
 558                         break;
 559                 if (rend <= base)
 560                         continue;
 561                 /*
 562                  * @rgn overlaps.  If it separates the lower part of new
 563                  * area, insert that portion.
 564                  */
 565                 if (rbase > base) {
 566 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
 567                         WARN_ON(nid != memblock_get_region_node(rgn));
 568 #endif
 569                         WARN_ON(flags != rgn->flags);
 570                         nr_new++;
 571                         if (insert)
 572                                 memblock_insert_region(type, idx++, base,
 573                                                        rbase - base, nid,
 574                                                        flags);
 575                 }
 576                 /* area below @rend is dealt with, forget about it */
 577                 base = min(rend, end);
 578         }
 579
 580         /* insert the remaining portion */
 581         if (base < end) {
 582                 nr_new++;
 583                 if (insert)
 584                         memblock_insert_region(type, idx, base, end - base,
 585                                                nid, flags);
 586         }
 587
 588         /*
 589          * If this was the first round, resize array and repeat for actual
 590          * insertions; otherwise, merge and return.
 591          */
 592         if (!insert) {
 593                 while (type->cnt + nr_new > type->max)
 594                         if (memblock_double_array(type, obase, size) < 0)
 595                                 return -ENOMEM;
 596                 insert = true;
 597                 goto repeat;
 598         } else {
 599                 memblock_merge_regions(type);
 600                 return 0;
 601         }
 602 }
 603
 604 int __init_memblock memblock_add_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 605                                        int nid)
 606 {
 607         return memblock_add_range(&memblock.memory, base, size, nid, 0);
 608 }
 609
 610 static int __init_memblock memblock_add_region(phys_addr_t base,
 611                                                 phys_addr_t size,
 612                                                 int nid,
 613                                                 unsigned long flags)
 614 {
 615         memblock_dbg("memblock_add: [%#016llx-%#016llx] flags %#02lx %pF\n",
 616                      (unsigned long long)base,
 617                      (unsigned long long)base + size - 1,
 618                      flags, (void *)_RET_IP_);
 619
 620         return memblock_add_range(&memblock.memory, base, size, nid, flags);
 621 }
 622
 623 int __init_memblock memblock_add(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 624 {
 625         return memblock_add_region(base, size, MAX_NUMNODES, 0);
 626 }
 627
 628 /**
 629  * memblock_isolate_range - isolate given range into disjoint memblocks
 630  * @type: memblock type to isolate range for
 631  * @base: base of range to isolate
 632  * @size: size of range to isolate
 633  * @start_rgn: out parameter for the start of isolated region
 634  * @end_rgn: out parameter for the end of isolated region
 635  *
 636  * Walk @type and ensure that regions don't cross the boundaries defined by
 637  * [@base,@base+@size).  Crossing regions are split at the boundaries,
 638  * which may create at most two more regions.  The index of the first
 639  * region inside the range is returned in *@start_rgn and end in *@end_rgn.
 640  *
 641  * RETURNS:
 642  * 0 on success, -errno on failure.
 643  */
 644 static int __init_memblock memblock_isolate_range(struct memblock_type *type,
 645                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 646                                         int *start_rgn, int *end_rgn)
 647 {
 648         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
 649         int idx;
 650         struct memblock_region *rgn;
 651
 652         *start_rgn = *end_rgn = 0;
 653
 654         if (!size)
 655                 return 0;
 656
 657         /* we'll create at most two more regions */
 658         while (type->cnt + 2 > type->max)
 659                 if (memblock_double_array(type, base, size) < 0)
 660                         return -ENOMEM;
 661
 662         for_each_memblock_type(type, rgn) {
 663                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
 664                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
 665
 666                 if (rbase >= end)
 667                         break;
 668                 if (rend <= base)
 669                         continue;
 670
 671                 if (rbase < base) {
 672                         /*
 673                          * @rgn intersects from below.  Split and continue
 674                          * to process the next region - the new top half.
 675                          */
 676                         rgn->base = base;
 677                         rgn->size -= base - rbase;
 678                         type->total_size -= base - rbase;
 679                         memblock_insert_region(type, idx, rbase, base - rbase,
 680                                                memblock_get_region_node(rgn),
 681                                                rgn->flags);
 682                 } else if (rend > end) {
 683                         /*
 684                          * @rgn intersects from above.  Split and redo the
 685                          * current region - the new bottom half.
 686                          */
 687                         rgn->base = end;
 688                         rgn->size -= end - rbase;
 689                         type->total_size -= end - rbase;
 690                         memblock_insert_region(type, idx--, rbase, end - rbase,
 691                                                memblock_get_region_node(rgn),
 692                                                rgn->flags);
 693                 } else {
 694                         /* @rgn is fully contained, record it */
 695                         if (!*end_rgn)
 696                                 *start_rgn = idx;
 697                         *end_rgn = idx + 1;
 698                 }
 699         }
 700
 701         return 0;
 702 }
 703
 704 static int __init_memblock memblock_remove_range(struct memblock_type *type,
 705                                           phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 706 {
 707         int start_rgn, end_rgn;
 708         int i, ret;
 709
 710         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
 711         if (ret)
 712                 return ret;
 713
 714         for (i = end_rgn - 1; i >= start_rgn; i--)
 715                 memblock_remove_region(type, i);
 716         return 0;
 717 }
 718
 719 int __init_memblock memblock_remove(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 720 {
 721         return memblock_remove_range(&memblock.memory, base, size);
 722 }
 723
 724
 725 int __init_memblock memblock_free(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 726 {
 727         memblock_dbg("   memblock_free: [%#016llx-%#016llx] %pF\n",
 728                      (unsigned long long)base,
 729                      (unsigned long long)base + size - 1,
 730                      (void *)_RET_IP_);
 731
 732         kmemleak_free_part(__va(base), size);
 733         return memblock_remove_range(&memblock.reserved, base, size);
 734 }
 735
 736 static int __init_memblock memblock_reserve_region(phys_addr_t base,
 737                                                    phys_addr_t size,
 738                                                    int nid,
 739                                                    unsigned long flags)
 740 {
 741         memblock_dbg("memblock_reserve: [%#016llx-%#016llx] flags %#02lx %pF\n",
 742                      (unsigned long long)base,
 743                      (unsigned long long)base + size - 1,
 744                      flags, (void *)_RET_IP_);
 745
 746         return memblock_add_range(&memblock.reserved, base, size, nid, flags);
 747 }
 748
 749 int __init_memblock memblock_reserve(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 750 {
 751         return memblock_reserve_region(base, size, MAX_NUMNODES, 0);
 752 }
 753
 754 /**
 755  *
 756  * This function isolates region [@base, @base + @size), and sets/clears flag
 757  *
 758  * Return 0 on success, -errno on failure.
 759  */
 760 static int __init_memblock memblock_setclr_flag(phys_addr_t base,
 761                                 phys_addr_t size, int set, int flag)
 762 {
 763         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
 764         int i, ret, start_rgn, end_rgn;
 765
 766         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
 767         if (ret)
 768                 return ret;
 769
 770         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++)
 771                 if (set)
 772                         memblock_set_region_flags(&type->regions[i], flag);
 773                 else
 774                         memblock_clear_region_flags(&type->regions[i], flag);
 775
 776         memblock_merge_regions(type);
 777         return 0;
 778 }
 779
 780 /**
 781  * memblock_mark_hotplug - Mark hotpluggable memory with flag MEMBLOCK_HOTPLUG.
 782  * @base: the base phys addr of the region
 783  * @size: the size of the region
 784  *
 785  * Return 0 on success, -errno on failure.
 786  */
 787 int __init_memblock memblock_mark_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 788 {
 789         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_HOTPLUG);
 790 }
 791
 792 /**
 793  * memblock_clear_hotplug - Clear flag MEMBLOCK_HOTPLUG for a specified region.
 794  * @base: the base phys addr of the region
 795  * @size: the size of the region
 796  *
 797  * Return 0 on success, -errno on failure.
 798  */
 799 int __init_memblock memblock_clear_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 800 {
 801         return memblock_setclr_flag(base, size, 0, MEMBLOCK_HOTPLUG);
 802 }
 803
 804 /**
 805  * memblock_mark_mirror - Mark mirrored memory with flag MEMBLOCK_MIRROR.
 806  * @base: the base phys addr of the region
 807  * @size: the size of the region
 808  *
 809  * Return 0 on success, -errno on failure.
 810  */
 811 int __init_memblock memblock_mark_mirror(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 812 {
 813         system_has_some_mirror = true;
 814
 815         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_MIRROR);
 816 }
 817
 818 /**
 819  * memblock_mark_nomap - Mark a memory region with flag MEMBLOCK_NOMAP.
 820  * @base: the base phys addr of the region
 821  * @size: the size of the region
 822  *
 823  * Return 0 on success, -errno on failure.
 824  */
 825 int __init_memblock memblock_mark_nomap(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 826 {
 827         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_NOMAP);
 828 }
 829
 830 /**
 831  * __next_reserved_mem_region - next function for for_each_reserved_region()
 832  * @idx: pointer to u64 loop variable
 833  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the region, can be %NULL
 834  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the region, can be %NULL
 835  *
 836  * Iterate over all reserved memory regions.
 837  */
 838 void __init_memblock __next_reserved_mem_region(u64 *idx,
 839                                            phys_addr_t *out_start,
 840                                            phys_addr_t *out_end)
 841 {
 842         struct memblock_type *type = &memblock.reserved;
 843
 844         if (*idx >= 0 && *idx < type->cnt) {
 845                 struct memblock_region *r = &type->regions[*idx];
 846                 phys_addr_t base = r->base;
 847                 phys_addr_t size = r->size;
 848
 849                 if (out_start)
 850                         *out_start = base;
 851                 if (out_end)
 852                         *out_end = base + size - 1;
 853
 854                 *idx += 1;
 855                 return;
 856         }
 857
 858         /* signal end of iteration */
 859         *idx = ULLONG_MAX;
 860 }
 861
 862 /**
 863  * __next__mem_range - next function for for_each_free_mem_range() etc.
 864  * @idx: pointer to u64 loop variable
 865  * @nid: node selector, %NUMA_NO_NODE for all nodes
 866  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
 867  * @type_a: pointer to memblock_type from where the range is taken
 868  * @type_b: pointer to memblock_type which excludes memory from being taken
 869  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
 870  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
 871  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
 872  *
 873  * Find the first area from *@idx which matches @nid, fill the out
 874  * parameters, and update *@idx for the next iteration.  The lower 32bit of
 875  * *@idx contains index into type_a and the upper 32bit indexes the
 876  * areas before each region in type_b.  For example, if type_b regions
 877  * look like the following,
 878  *
 879  *      0:[0-16), 1:[32-48), 2:[128-130)
 880  *
 881  * The upper 32bit indexes the following regions.
 882  *
 883  *      0:[0-0), 1:[16-32), 2:[48-128), 3:[130-MAX)
 884  *
 885  * As both region arrays are sorted, the function advances the two indices
 886  * in lockstep and returns each intersection.
 887  */
 888 void __init_memblock __next_mem_range(u64 *idx, int nid, ulong flags,
 889                                       struct memblock_type *type_a,
 890                                       struct memblock_type *type_b,
 891                                       phys_addr_t *out_start,
 892                                       phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
 893 {
 894         int idx_a = *idx & 0xffffffff;
 895         int idx_b = *idx >> 32;
 896
 897         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES,
 898         "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
 899                 nid = NUMA_NO_NODE;
 900
 901         for (; idx_a < type_a->cnt; idx_a++) {
 902                 struct memblock_region *m = &type_a->regions[idx_a];
 903
 904                 phys_addr_t m_start = m->base;
 905                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
 906                 int         m_nid = memblock_get_region_node(m);
 907
 908                 /* only memory regions are associated with nodes, check it */
 909                 if (nid != NUMA_NO_NODE && nid != m_nid)
 910                         continue;
 911
 912                 /* skip hotpluggable memory regions if needed */
 913                 if (movable_node_is_enabled() && memblock_is_hotpluggable(m))
 914                         continue;
 915
 916                 /* if we want mirror memory skip non-mirror memory regions */
 917                 if ((flags & MEMBLOCK_MIRROR) && !memblock_is_mirror(m))
 918                         continue;
 919
 920                 /* skip nomap memory unless we were asked for it explicitly */
 921                 if (!(flags & MEMBLOCK_NOMAP) && memblock_is_nomap(m))
 922                         continue;
 923
 924                 if (!type_b) {
 925                         if (out_start)
 926                                 *out_start = m_start;
 927                         if (out_end)
 928                                 *out_end = m_end;
 929                         if (out_nid)
 930                                 *out_nid = m_nid;
 931                         idx_a++;
 932                         *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
 933                         return;
 934                 }
 935
 936                 /* scan areas before each reservation */
 937                 for (; idx_b < type_b->cnt + 1; idx_b++) {
 938                         struct memblock_region *r;
 939                         phys_addr_t r_start;
 940                         phys_addr_t r_end;
 941
 942                         r = &type_b->regions[idx_b];
 943                         r_start = idx_b ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
 944                         r_end = idx_b < type_b->cnt ?
 945                                 r->base : ULLONG_MAX;
 946
 947                         /*
 948                          * if idx_b advanced past idx_a,
 949                          * break out to advance idx_a
 950                          */
 951                         if (r_start >= m_end)
 952                                 break;
 953                         /* if the two regions intersect, we're done */
 954                         if (m_start < r_end) {
 955                                 if (out_start)
 956                                         *out_start =
 957                                                 max(m_start, r_start);
 958                                 if (out_end)
 959                                         *out_end = min(m_end, r_end);
 960                                 if (out_nid)
 961                                         *out_nid = m_nid;
 962                                 /*
 963                                  * The region which ends first is
 964                                  * advanced for the next iteration.
 965                                  */
 966                                 if (m_end <= r_end)
 967                                         idx_a++;
 968                                 else
 969                                         idx_b++;
 970                                 *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
 971                                 return;
 972                         }
 973                 }
 974         }
 975
 976         /* signal end of iteration */
 977         *idx = ULLONG_MAX;
 978 }
 979
 980 /**
 981  * __next_mem_range_rev - generic next function for for_each_*_range_rev()
 982  *
 983  * Finds the next range from type_a which is not marked as unsuitable
 984  * in type_b.
 985  *
 986  * @idx: pointer to u64 loop variable
 987  * @nid: node selector, %NUMA_NO_NODE for all nodes
 988  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
 989  * @type_a: pointer to memblock_type from where the range is taken
 990  * @type_b: pointer to memblock_type which excludes memory from being taken
 991  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
 992  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
 993  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
 994  *
 995  * Reverse of __next_mem_range().
 996  */
 997 void __init_memblock __next_mem_range_rev(u64 *idx, int nid, ulong flags,
 998                                           struct memblock_type *type_a,
 999                                           struct memblock_type *type_b,
1000                                           phys_addr_t *out_start,
1001                                           phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
1002 {
1003         int idx_a = *idx & 0xffffffff;
1004         int idx_b = *idx >> 32;
1005
1006         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES, "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
1007                 nid = NUMA_NO_NODE;
1008
1009         if (*idx == (u64)ULLONG_MAX) {
1010                 idx_a = type_a->cnt - 1;
1011                 idx_b = type_b->cnt;
1012         }
1013
1014         for (; idx_a >= 0; idx_a--) {
1015                 struct memblock_region *m = &type_a->regions[idx_a];
1016
1017                 phys_addr_t m_start = m->base;
1018                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
1019                 int m_nid = memblock_get_region_node(m);
1020
1021                 /* only memory regions are associated with nodes, check it */
1022                 if (nid != NUMA_NO_NODE && nid != m_nid)
1023                         continue;
1024
1025                 /* skip hotpluggable memory regions if needed */
1026                 if (movable_node_is_enabled() && memblock_is_hotpluggable(m))
1027                         continue;
1028
1029                 /* if we want mirror memory skip non-mirror memory regions */
1030                 if ((flags & MEMBLOCK_MIRROR) && !memblock_is_mirror(m))
1031                         continue;
1032
1033                 /* skip nomap memory unless we were asked for it explicitly */
1034                 if (!(flags & MEMBLOCK_NOMAP) && memblock_is_nomap(m))
1035                         continue;
1036
1037                 if (!type_b) {
1038                         if (out_start)
1039                                 *out_start = m_start;
1040                         if (out_end)
1041                                 *out_end = m_end;
1042                         if (out_nid)
1043                                 *out_nid = m_nid;
1044                         idx_a++;
1045                         *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1046                         return;
1047                 }
1048
1049                 /* scan areas before each reservation */
1050                 for (; idx_b >= 0; idx_b--) {
1051                         struct memblock_region *r;
1052                         phys_addr_t r_start;
1053                         phys_addr_t r_end;
1054
1055                         r = &type_b->regions[idx_b];
1056                         r_start = idx_b ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
1057                         r_end = idx_b < type_b->cnt ?
1058                                 r->base : ULLONG_MAX;
1059                         /*
1060                          * if idx_b advanced past idx_a,
1061                          * break out to advance idx_a
1062                          */
1063
1064                         if (r_end <= m_start)
1065                                 break;
1066                         /* if the two regions intersect, we're done */
1067                         if (m_end > r_start) {
1068                                 if (out_start)
1069                                         *out_start = max(m_start, r_start);
1070                                 if (out_end)
1071                                         *out_end = min(m_end, r_end);
1072                                 if (out_nid)
1073                                         *out_nid = m_nid;
1074                                 if (m_start >= r_start)
1075                                         idx_a--;
1076                                 else
1077                                         idx_b--;
1078                                 *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1079                                 return;
1080                         }
1081                 }
1082         }
1083         /* signal end of iteration */
1084         *idx = ULLONG_MAX;
1085 }
1086
1087 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1088 /*
1089  * Common iterator interface used to define for_each_mem_range().
1090  */
1091 void __init_memblock __next_mem_pfn_range(int *idx, int nid,
1092                                 unsigned long *out_start_pfn,
1093                                 unsigned long *out_end_pfn, int *out_nid)
1094 {
1095         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
1096         struct memblock_region *r;
1097
1098         while (++*idx < type->cnt) {
1099                 r = &type->regions[*idx];
1100
1101                 if (PFN_UP(r->base) >= PFN_DOWN(r->base + r->size))
1102                         continue;
1103                 if (nid == MAX_NUMNODES || nid == r->nid)
1104                         break;
1105         }
1106         if (*idx >= type->cnt) {
1107                 *idx = -1;
1108                 return;
1109         }
1110
1111         if (out_start_pfn)
1112                 *out_start_pfn = PFN_UP(r->base);
1113         if (out_end_pfn)
1114                 *out_end_pfn = PFN_DOWN(r->base + r->size);
1115         if (out_nid)
1116                 *out_nid = r->nid;
1117 }
1118
1119 /**
1120  * memblock_set_node - set node ID on memblock regions
1121  * @base: base of area to set node ID for
1122  * @size: size of area to set node ID for
1123  * @type: memblock type to set node ID for
1124  * @nid: node ID to set
1125  *
1126  * Set the nid of memblock @type regions in [@base,@base+@size) to @nid.
1127  * Regions which cross the area boundaries are split as necessary.
1128  *
1129  * RETURNS:
1130  * 0 on success, -errno on failure.
1131  */
1132 int __init_memblock memblock_set_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
1133                                       struct memblock_type *type, int nid)
1134 {
1135         int start_rgn, end_rgn;
1136         int i, ret;
1137
1138         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
1139         if (ret)
1140                 return ret;
1141
1142         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++)
1143                 memblock_set_region_node(&type->regions[i], nid);
1144
1145         memblock_merge_regions(type);
1146         return 0;
1147 }
1148 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
1149
1150 static phys_addr_t __init memblock_alloc_range_nid(phys_addr_t size,
1151                                         phys_addr_t align, phys_addr_t start,
1152                                         phys_addr_t end, int nid, ulong flags)
1153 {
1154         phys_addr_t found;
1155
1156         if (!align)
1157                 align = SMP_CACHE_BYTES;
1158
1159         found = memblock_find_in_range_node(size, align, start, end, nid,
1160                                             flags);
1161         if (found && !memblock_reserve(found, size)) {
1162                 /*
1163                  * The min_count is set to 0 so that memblock allocations are
1164                  * never reported as leaks.
1165                  */
1166                 kmemleak_alloc(__va(found), size, 0, 0);
1167                 return found;
1168         }
1169         return 0;
1170 }
1171
1172 phys_addr_t __init memblock_alloc_range(phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1173                                         phys_addr_t start, phys_addr_t end,
1174                                         ulong flags)
1175 {
1176         return memblock_alloc_range_nid(size, align, start, end, NUMA_NO_NODE,
1177                                         flags);
1178 }
1179
1180 static phys_addr_t __init memblock_alloc_base_nid(phys_addr_t size,
1181                                         phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr,
1182                                         int nid, ulong flags)
1183 {
1184         return memblock_alloc_range_nid(size, align, 0, max_addr, nid, flags);
1185 }
1186
1187 phys_addr_t __init memblock_alloc_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
1188 {
1189         ulong flags = choose_memblock_flags();
1190         phys_addr_t ret;
1191
1192 again:
1193         ret = memblock_alloc_base_nid(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE,
1194                                       nid, flags);
1195
1196         if (!ret && (flags & MEMBLOCK_MIRROR)) {
1197                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
1198                 goto again;
1199         }
1200         return ret;
1201 }
1202
1203 phys_addr_t __init __memblock_alloc_base(phys_addr_t size, phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr)
1204 {
1205         return memblock_alloc_base_nid(size, align, max_addr, NUMA_NO_NODE,
1206                                        MEMBLOCK_NONE);
1207 }
1208
1209 phys_addr_t __init memblock_alloc_base(phys_addr_t size, phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr)
1210 {
1211         phys_addr_t alloc;
1212
1213         alloc = __memblock_alloc_base(size, align, max_addr);
1214
1215         if (alloc == 0)
1216                 panic("ERROR: Failed to allocate 0x%llx bytes below 0x%llx.\n",
1217                       (unsigned long long) size, (unsigned long long) max_addr);
1218
1219         return alloc;
1220 }
1221
1222 phys_addr_t __init memblock_alloc(phys_addr_t size, phys_addr_t align)
1223 {
1224         return memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
1225 }
1226
1227 phys_addr_t __init memblock_alloc_try_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
1228 {
1229         phys_addr_t res = memblock_alloc_nid(size, align, nid);
1230
1231         if (res)
1232                 return res;
1233         return memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
1234 }
1235
1236 /**
1237  * memblock_virt_alloc_internal - allocate boot memory block
1238  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1239  * @align: alignment of the region and block's size
1240  * @min_addr: the lower bound of the memory region to allocate (phys address)
1241  * @max_addr: the upper bound of the memory region to allocate (phys address)
1242  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1243  *
1244  * The @min_addr limit is dropped if it can not be satisfied and the allocation
1245  * will fall back to memory below @min_addr. Also, allocation may fall back
1246  * to any node in the system if the specified node can not
1247  * hold the requested memory.
1248  *
1249  * The allocation is performed from memory region limited by
1250  * memblock.current_limit if @max_addr == %BOOTMEM_ALLOC_ACCESSIBLE.
1251  *
1252  * The memory block is aligned on SMP_CACHE_BYTES if @align == 0.
1253  *
1254  * The phys address of allocated boot memory block is converted to virtual and
1255  * allocated memory is reset to 0.
1256  *
1257  * In addition, function sets the min_count to 0 using kmemleak_alloc for
1258  * allocated boot memory block, so that it is never reported as leaks.
1259  *
1260  * RETURNS:
1261  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1262  */
1263 static void * __init memblock_virt_alloc_internal(
1264                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1265                                 phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1266                                 int nid)
1267 {
1268         phys_addr_t alloc;
1269         void *ptr;
1270         ulong flags = choose_memblock_flags();
1271
1272         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES, "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
1273                 nid = NUMA_NO_NODE;
1274
1275         /*
1276          * Detect any accidental use of these APIs after slab is ready, as at
1277          * this moment memblock may be deinitialized already and its
1278          * internal data may be destroyed (after execution of free_all_bootmem)
1279          */
1280         if (WARN_ON_ONCE(slab_is_available()))
1281                 return kzalloc_node(size, GFP_NOWAIT, nid);
1282
1283         if (!align)
1284                 align = SMP_CACHE_BYTES;
1285
1286         if (max_addr > memblock.current_limit)
1287                 max_addr = memblock.current_limit;
1288
1289 again:
1290         alloc = memblock_find_in_range_node(size, align, min_addr, max_addr,
1291                                             nid, flags);
1292         if (alloc)
1293                 goto done;
1294
1295         if (nid != NUMA_NO_NODE) {
1296                 alloc = memblock_find_in_range_node(size, align, min_addr,
1297                                                     max_addr, NUMA_NO_NODE,
1298                                                     flags);
1299                 if (alloc)
1300                         goto done;
1301         }
1302
1303         if (min_addr) {
1304                 min_addr = 0;
1305                 goto again;
1306         }
1307
1308         if (flags & MEMBLOCK_MIRROR) {
1309                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
1310                 pr_warn("Could not allocate %pap bytes of mirrored memory\n",
1311                         &size);
1312                 goto again;
1313         }
1314
1315         return NULL;
1316 done:
1317         memblock_reserve(alloc, size);
1318         ptr = phys_to_virt(alloc);
1319         memset(ptr, 0, size);
1320
1321         /*
1322          * The min_count is set to 0 so that bootmem allocated blocks
1323          * are never reported as leaks. This is because many of these blocks
1324          * are only referred via the physical address which is not
1325          * looked up by kmemleak.
1326          */
1327         kmemleak_alloc(ptr, size, 0, 0);
1328
1329         return ptr;
1330 }
1331
1332 /**
1333  * memblock_virt_alloc_try_nid_nopanic - allocate boot memory block
1334  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1335  * @align: alignment of the region and block's size
1336  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1337  *        is preferred (phys address)
1338  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1339  *            is preferred (phys address), or %BOOTMEM_ALLOC_ACCESSIBLE to
1340  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1341  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1342  *
1343  * Public version of _memblock_virt_alloc_try_nid_nopanic() which provides
1344  * additional debug information (including caller info), if enabled.
1345  *
1346  * RETURNS:
1347  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1348  */
1349 void * __init memblock_virt_alloc_try_nid_nopanic(
1350                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1351                                 phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1352                                 int nid)
1353 {
1354         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=0x%llx max_addr=0x%llx %pF\n",
1355                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, (u64)min_addr,
1356                      (u64)max_addr, (void *)_RET_IP_);
1357         return memblock_virt_alloc_internal(size, align, min_addr,
1358                                              max_addr, nid);
1359 }
1360
1361 /**
1362  * memblock_virt_alloc_try_nid - allocate boot memory block with panicking
1363  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1364  * @align: alignment of the region and block's size
1365  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1366  *        is preferred (phys address)
1367  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1368  *            is preferred (phys address), or %BOOTMEM_ALLOC_ACCESSIBLE to
1369  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1370  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1371  *
1372  * Public panicking version of _memblock_virt_alloc_try_nid_nopanic()
1373  * which provides debug information (including caller info), if enabled,
1374  * and panics if the request can not be satisfied.
1375  *
1376  * RETURNS:
1377  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1378  */
1379 void * __init memblock_virt_alloc_try_nid(
1380                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1381                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1382                         int nid)
1383 {
1384         void *ptr;
1385
1386         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=0x%llx max_addr=0x%llx %pF\n",
1387                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, (u64)min_addr,
1388                      (u64)max_addr, (void *)_RET_IP_);
1389         ptr = memblock_virt_alloc_internal(size, align,
1390                                            min_addr, max_addr, nid);
1391         if (ptr)
1392                 return ptr;
1393
1394         panic("%s: Failed to allocate %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=0x%llx max_addr=0x%llx\n",
1395               __func__, (u64)size, (u64)align, nid, (u64)min_addr,
1396               (u64)max_addr);
1397         return NULL;
1398 }
1399
1400 /**
1401  * __memblock_free_early - free boot memory block
1402  * @base: phys starting address of the  boot memory block
1403  * @size: size of the boot memory block in bytes
1404  *
1405  * Free boot memory block previously allocated by memblock_virt_alloc_xx() API.
1406  * The freeing memory will not be released to the buddy allocator.
1407  */
1408 void __init __memblock_free_early(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1409 {
1410         memblock_dbg("%s: [%#016llx-%#016llx] %pF\n",
1411                      __func__, (u64)base, (u64)base + size - 1,
1412                      (void *)_RET_IP_);
1413         kmemleak_free_part(__va(base), size);
1414         memblock_remove_range(&memblock.reserved, base, size);
1415 }
1416
1417 /*
1418  * __memblock_free_late - free bootmem block pages directly to buddy allocator
1419  * @addr: phys starting address of the  boot memory block
1420  * @size: size of the boot memory block in bytes
1421  *
1422  * This is only useful when the bootmem allocator has already been torn
1423  * down, but we are still initializing the system.  Pages are released directly
1424  * to the buddy allocator, no bootmem metadata is updated because it is gone.
1425  */
1426 void __init __memblock_free_late(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1427 {
1428         u64 cursor, end;
1429
1430         memblock_dbg("%s: [%#016llx-%#016llx] %pF\n",
1431                      __func__, (u64)base, (u64)base + size - 1,
1432                      (void *)_RET_IP_);
1433         kmemleak_free_part(__va(base), size);
1434         cursor = PFN_UP(base);
1435         end = PFN_DOWN(base + size);
1436
1437         for (; cursor < end; cursor++) {
1438                 __free_pages_bootmem(pfn_to_page(cursor), cursor, 0);
1439                 totalram_pages++;
1440         }
1441 }
1442
1443 /*
1444  * Remaining API functions
1445  */
1446
1447 phys_addr_t __init_memblock memblock_phys_mem_size(void)
1448 {
1449         return memblock.memory.total_size;
1450 }
1451
1452 phys_addr_t __init memblock_mem_size(unsigned long limit_pfn)
1453 {
1454         unsigned long pages = 0;
1455         struct memblock_region *r;
1456         unsigned long start_pfn, end_pfn;
1457
1458         for_each_memblock(memory, r) {
1459                 start_pfn = memblock_region_memory_base_pfn(r);
1460                 end_pfn = memblock_region_memory_end_pfn(r);
1461                 start_pfn = min_t(unsigned long, start_pfn, limit_pfn);
1462                 end_pfn = min_t(unsigned long, end_pfn, limit_pfn);
1463                 pages += end_pfn - start_pfn;
1464         }
1465
1466         return PFN_PHYS(pages);
1467 }
1468
1469 /* lowest address */
1470 phys_addr_t __init_memblock memblock_start_of_DRAM(void)
1471 {
1472         return memblock.memory.regions[0].base;
1473 }
1474
1475 phys_addr_t __init_memblock memblock_end_of_DRAM(void)
1476 {
1477         int idx = memblock.memory.cnt - 1;
1478
1479         return (memblock.memory.regions[idx].base + memblock.memory.regions[idx].size);
1480 }
1481
1482 void __init memblock_enforce_memory_limit(phys_addr_t limit)
1483 {
1484         phys_addr_t max_addr = (phys_addr_t)ULLONG_MAX;
1485         struct memblock_region *r;
1486
1487         if (!limit)
1488                 return;
1489
1490         /* find out max address */
1491         for_each_memblock(memory, r) {
1492                 if (limit <= r->size) {
1493                         max_addr = r->base + limit;
1494                         break;
1495                 }
1496                 limit -= r->size;
1497         }
1498
1499         /* truncate both memory and reserved regions */
1500         memblock_remove_range(&memblock.memory, max_addr,
1501                               (phys_addr_t)ULLONG_MAX);
1502         memblock_remove_range(&memblock.reserved, max_addr,
1503                               (phys_addr_t)ULLONG_MAX);
1504 }
1505
1506 static int __init_memblock memblock_search(struct memblock_type *type, phys_addr_t addr)
1507 {
1508         unsigned int left = 0, right = type->cnt;
1509
1510         do {
1511                 unsigned int mid = (right + left) / 2;
1512
1513                 if (addr < type->regions[mid].base)
1514                         right = mid;
1515                 else if (addr >= (type->regions[mid].base +
1516                                   type->regions[mid].size))
1517                         left = mid + 1;
1518                 else
1519                         return mid;
1520         } while (left < right);
1521         return -1;
1522 }
1523
1524 bool __init memblock_is_reserved(phys_addr_t addr)
1525 {
1526         return memblock_search(&memblock.reserved, addr) != -1;
1527 }
1528
1529 bool __init_memblock memblock_is_memory(phys_addr_t addr)
1530 {
1531         return memblock_search(&memblock.memory, addr) != -1;
1532 }
1533
1534 int __init_memblock memblock_is_map_memory(phys_addr_t addr)
1535 {
1536         int i = memblock_search(&memblock.memory, addr);
1537
1538         if (i == -1)
1539                 return false;
1540         return !memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]);
1541 }
1542
1543 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1544 int __init_memblock memblock_search_pfn_nid(unsigned long pfn,
1545                          unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
1546 {
1547         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
1548         int mid = memblock_search(type, PFN_PHYS(pfn));
1549
1550         if (mid == -1)
1551                 return -1;
1552
1553         *start_pfn = PFN_DOWN(type->regions[mid].base);
1554         *end_pfn = PFN_DOWN(type->regions[mid].base + type->regions[mid].size);
1555
1556         return type->regions[mid].nid;
1557 }
1558 #endif
1559
1560 /**
1561  * memblock_is_region_memory - check if a region is a subset of memory
1562  * @base: base of region to check
1563  * @size: size of region to check
1564  *
1565  * Check if the region [@base, @base+@size) is a subset of a memory block.
1566  *
1567  * RETURNS:
1568  * 0 if false, non-zero if true
1569  */
1570 int __init_memblock memblock_is_region_memory(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1571 {
1572         int idx = memblock_search(&memblock.memory, base);
1573         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
1574
1575         if (idx == -1)
1576                 return 0;
1577         return memblock.memory.regions[idx].base <= base &&
1578                 (memblock.memory.regions[idx].base +
1579                  memblock.memory.regions[idx].size) >= end;
1580 }
1581
1582 /**
1583  * memblock_is_region_reserved - check if a region intersects reserved memory
1584  * @base: base of region to check
1585  * @size: size of region to check
1586  *
1587  * Check if the region [@base, @base+@size) intersects a reserved memory block.
1588  *
1589  * RETURNS:
1590  * True if they intersect, false if not.
1591  */
1592 bool __init_memblock memblock_is_region_reserved(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1593 {
1594         memblock_cap_size(base, &size);
1595         return memblock_overlaps_region(&memblock.reserved, base, size);
1596 }
1597
1598 void __init_memblock memblock_trim_memory(phys_addr_t align)
1599 {
1600         phys_addr_t start, end, orig_start, orig_end;
1601         struct memblock_region *r;
1602
1603         for_each_memblock(memory, r) {
1604                 orig_start = r->base;
1605                 orig_end = r->base + r->size;
1606                 start = round_up(orig_start, align);
1607                 end = round_down(orig_end, align);
1608
1609                 if (start == orig_start && end == orig_end)
1610                         continue;
1611
1612                 if (start < end) {
1613                         r->base = start;
1614                         r->size = end - start;
1615                 } else {
1616                         memblock_remove_region(&memblock.memory,
1617                                                r - memblock.memory.regions);
1618                         r--;
1619                 }
1620         }
1621 }
1622
1623 void __init_memblock memblock_set_current_limit(phys_addr_t limit)
1624 {
1625         memblock.current_limit = limit;
1626 }
1627
1628 phys_addr_t __init_memblock memblock_get_current_limit(void)
1629 {
1630         return memblock.current_limit;
1631 }
1632
1633 static void __init_memblock memblock_dump(struct memblock_type *type, char *name)
1634 {
1635         unsigned long long base, size;
1636         unsigned long flags;
1637         int idx;
1638         struct memblock_region *rgn;
1639
1640         pr_info(" %s.cnt  = 0x%lx\n", name, type->cnt);
1641
1642         for_each_memblock_type(type, rgn) {
1643                 char nid_buf[32] = "";
1644
1645                 base = rgn->base;
1646                 size = rgn->size;
1647                 flags = rgn->flags;
1648 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1649                 if (memblock_get_region_node(rgn) != MAX_NUMNODES)
1650                         snprintf(nid_buf, sizeof(nid_buf), " on node %d",
1651                                  memblock_get_region_node(rgn));
1652 #endif
1653                 pr_info(" %s[%#x]\t[%#016llx-%#016llx], %#llx bytes%s flags: %#lx\n",
1654                         name, idx, base, base + size - 1, size, nid_buf, flags);
1655         }
1656 }
1657
1658 void __init_memblock __memblock_dump_all(void)
1659 {
1660         pr_info("MEMBLOCK configuration:\n");
1661         pr_info(" memory size = %#llx reserved size = %#llx\n",
1662                 (unsigned long long)memblock.memory.total_size,
1663                 (unsigned long long)memblock.reserved.total_size);
1664
1665         memblock_dump(&memblock.memory, "memory");
1666         memblock_dump(&memblock.reserved, "reserved");
1667 }
1668
1669 void __init memblock_allow_resize(void)
1670 {
1671         memblock_can_resize = 1;
1672 }
1673
1674 static int __init early_memblock(char *p)
1675 {
1676         if (p && strstr(p, "debug"))
1677                 memblock_debug = 1;
1678         return 0;
1679 }
1680 early_param("memblock", early_memblock);
1681
1682 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && !defined(CONFIG_ARCH_DISCARD_MEMBLOCK)
1683
1684 static int memblock_debug_show(struct seq_file *m, void *private)
1685 {
1686         struct memblock_type *type = m->private;
1687         struct memblock_region *reg;
1688         int i;
1689
1690         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
1691                 reg = &type->regions[i];
1692                 seq_printf(m, "%4d: ", i);
1693                 if (sizeof(phys_addr_t) == 4)
1694                         seq_printf(m, "0x%08lx..0x%08lx\n",
1695                                    (unsigned long)reg->base,
1696                                    (unsigned long)(reg->base + reg->size - 1));
1697                 else
1698                         seq_printf(m, "0x%016llx..0x%016llx\n",
1699                                    (unsigned long long)reg->base,
1700                                    (unsigned long long)(reg->base + reg->size - 1));
1701
1702         }
1703         return 0;
1704 }
1705
1706 static int memblock_debug_open(struct inode *inode, struct file *file)
1707 {
1708         return single_open(file, memblock_debug_show, inode->i_private);
1709 }
1710
1711 static const struct file_operations memblock_debug_fops = {
1712         .open = memblock_debug_open,
1713         .read = seq_read,
1714         .llseek = seq_lseek,
1715         .release = single_release,
1716 };
1717
1718 static int __init memblock_init_debugfs(void)
1719 {
1720         struct dentry *root = debugfs_create_dir("memblock", NULL);
1721         if (!root)
1722                 return -ENXIO;
1723         debugfs_create_file("memory", S_IRUGO, root, &memblock.memory, &memblock_debug_fops);
1724         debugfs_create_file("reserved", S_IRUGO, root, &memblock.reserved, &memblock_debug_fops);
1725 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
1726         debugfs_create_file("physmem", S_IRUGO, root, &memblock.physmem, &memblock_debug_fops);
1727 #endif
1728
1729         return 0;
1730 }
1731 __initcall(memblock_init_debugfs);
1732
1733 #endif /* CONFIG_DEBUG_FS */