arm64: dts: qcom: sm8550: add TRNG node
[linux-modified.git] / mm / memblock.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /*
3  * Procedures for maintaining information about logical memory blocks.
4  *
5  * Peter Bergner, IBM Corp.     June 2001.
6  * Copyright (C) 2001 Peter Bergner.
7  */
8
9 #include <linux/kernel.h>
10 #include <linux/slab.h>
11 #include <linux/init.h>
12 #include <linux/bitops.h>
13 #include <linux/poison.h>
14 #include <linux/pfn.h>
15 #include <linux/debugfs.h>
16 #include <linux/kmemleak.h>
17 #include <linux/seq_file.h>
18 #include <linux/memblock.h>
19
20 #include <asm/sections.h>
21 #include <linux/io.h>
22
23 #include "internal.h"
24
25 #define INIT_MEMBLOCK_REGIONS                   128
26 #define INIT_PHYSMEM_REGIONS                    4
27
28 #ifndef INIT_MEMBLOCK_RESERVED_REGIONS
29 # define INIT_MEMBLOCK_RESERVED_REGIONS         INIT_MEMBLOCK_REGIONS
30 #endif
31
32 #ifndef INIT_MEMBLOCK_MEMORY_REGIONS
33 #define INIT_MEMBLOCK_MEMORY_REGIONS            INIT_MEMBLOCK_REGIONS
34 #endif
35
36 /**
37  * DOC: memblock overview
38  *
39  * Memblock is a method of managing memory regions during the early
40  * boot period when the usual kernel memory allocators are not up and
41  * running.
42  *
43  * Memblock views the system memory as collections of contiguous
44  * regions. There are several types of these collections:
45  *
46  * * ``memory`` - describes the physical memory available to the
47  *   kernel; this may differ from the actual physical memory installed
48  *   in the system, for instance when the memory is restricted with
49  *   ``mem=`` command line parameter
50  * * ``reserved`` - describes the regions that were allocated
51  * * ``physmem`` - describes the actual physical memory available during
52  *   boot regardless of the possible restrictions and memory hot(un)plug;
53  *   the ``physmem`` type is only available on some architectures.
54  *
55  * Each region is represented by struct memblock_region that
56  * defines the region extents, its attributes and NUMA node id on NUMA
57  * systems. Every memory type is described by the struct memblock_type
58  * which contains an array of memory regions along with
59  * the allocator metadata. The "memory" and "reserved" types are nicely
60  * wrapped with struct memblock. This structure is statically
61  * initialized at build time. The region arrays are initially sized to
62  * %INIT_MEMBLOCK_MEMORY_REGIONS for "memory" and
63  * %INIT_MEMBLOCK_RESERVED_REGIONS for "reserved". The region array
64  * for "physmem" is initially sized to %INIT_PHYSMEM_REGIONS.
65  * The memblock_allow_resize() enables automatic resizing of the region
66  * arrays during addition of new regions. This feature should be used
67  * with care so that memory allocated for the region array will not
68  * overlap with areas that should be reserved, for example initrd.
69  *
70  * The early architecture setup should tell memblock what the physical
71  * memory layout is by using memblock_add() or memblock_add_node()
72  * functions. The first function does not assign the region to a NUMA
73  * node and it is appropriate for UMA systems. Yet, it is possible to
74  * use it on NUMA systems as well and assign the region to a NUMA node
75  * later in the setup process using memblock_set_node(). The
76  * memblock_add_node() performs such an assignment directly.
77  *
78  * Once memblock is setup the memory can be allocated using one of the
79  * API variants:
80  *
81  * * memblock_phys_alloc*() - these functions return the **physical**
82  *   address of the allocated memory
83  * * memblock_alloc*() - these functions return the **virtual** address
84  *   of the allocated memory.
85  *
86  * Note, that both API variants use implicit assumptions about allowed
87  * memory ranges and the fallback methods. Consult the documentation
88  * of memblock_alloc_internal() and memblock_alloc_range_nid()
89  * functions for more elaborate description.
90  *
91  * As the system boot progresses, the architecture specific mem_init()
92  * function frees all the memory to the buddy page allocator.
93  *
94  * Unless an architecture enables %CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK, the
95  * memblock data structures (except "physmem") will be discarded after the
96  * system initialization completes.
97  */
98
99 #ifndef CONFIG_NUMA
100 struct pglist_data __refdata contig_page_data;
101 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
102 #endif
103
104 unsigned long max_low_pfn;
105 unsigned long min_low_pfn;
106 unsigned long max_pfn;
107 unsigned long long max_possible_pfn;
108
109 static struct memblock_region memblock_memory_init_regions[INIT_MEMBLOCK_MEMORY_REGIONS] __initdata_memblock;
110 static struct memblock_region memblock_reserved_init_regions[INIT_MEMBLOCK_RESERVED_REGIONS] __initdata_memblock;
111 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
112 static struct memblock_region memblock_physmem_init_regions[INIT_PHYSMEM_REGIONS];
113 #endif
114
115 struct memblock memblock __initdata_memblock = {
116         .memory.regions         = memblock_memory_init_regions,
117         .memory.cnt             = 1,    /* empty dummy entry */
118         .memory.max             = INIT_MEMBLOCK_MEMORY_REGIONS,
119         .memory.name            = "memory",
120
121         .reserved.regions       = memblock_reserved_init_regions,
122         .reserved.cnt           = 1,    /* empty dummy entry */
123         .reserved.max           = INIT_MEMBLOCK_RESERVED_REGIONS,
124         .reserved.name          = "reserved",
125
126         .bottom_up              = false,
127         .current_limit          = MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE,
128 };
129
130 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
131 struct memblock_type physmem = {
132         .regions                = memblock_physmem_init_regions,
133         .cnt                    = 1,    /* empty dummy entry */
134         .max                    = INIT_PHYSMEM_REGIONS,
135         .name                   = "physmem",
136 };
137 #endif
138
139 /*
140  * keep a pointer to &memblock.memory in the text section to use it in
141  * __next_mem_range() and its helpers.
142  *  For architectures that do not keep memblock data after init, this
143  * pointer will be reset to NULL at memblock_discard()
144  */
145 static __refdata struct memblock_type *memblock_memory = &memblock.memory;
146
147 #define for_each_memblock_type(i, memblock_type, rgn)                   \
148         for (i = 0, rgn = &memblock_type->regions[0];                   \
149              i < memblock_type->cnt;                                    \
150              i++, rgn = &memblock_type->regions[i])
151
152 #define memblock_dbg(fmt, ...)                                          \
153         do {                                                            \
154                 if (memblock_debug)                                     \
155                         pr_info(fmt, ##__VA_ARGS__);                    \
156         } while (0)
157
158 static int memblock_debug __initdata_memblock;
159 static bool system_has_some_mirror __initdata_memblock;
160 static int memblock_can_resize __initdata_memblock;
161 static int memblock_memory_in_slab __initdata_memblock;
162 static int memblock_reserved_in_slab __initdata_memblock;
163
164 bool __init_memblock memblock_has_mirror(void)
165 {
166         return system_has_some_mirror;
167 }
168
169 static enum memblock_flags __init_memblock choose_memblock_flags(void)
170 {
171         return system_has_some_mirror ? MEMBLOCK_MIRROR : MEMBLOCK_NONE;
172 }
173
174 /* adjust *@size so that (@base + *@size) doesn't overflow, return new size */
175 static inline phys_addr_t memblock_cap_size(phys_addr_t base, phys_addr_t *size)
176 {
177         return *size = min(*size, PHYS_ADDR_MAX - base);
178 }
179
180 /*
181  * Address comparison utilities
182  */
183 static unsigned long __init_memblock memblock_addrs_overlap(phys_addr_t base1, phys_addr_t size1,
184                                        phys_addr_t base2, phys_addr_t size2)
185 {
186         return ((base1 < (base2 + size2)) && (base2 < (base1 + size1)));
187 }
188
189 bool __init_memblock memblock_overlaps_region(struct memblock_type *type,
190                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size)
191 {
192         unsigned long i;
193
194         memblock_cap_size(base, &size);
195
196         for (i = 0; i < type->cnt; i++)
197                 if (memblock_addrs_overlap(base, size, type->regions[i].base,
198                                            type->regions[i].size))
199                         break;
200         return i < type->cnt;
201 }
202
203 /**
204  * __memblock_find_range_bottom_up - find free area utility in bottom-up
205  * @start: start of candidate range
206  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE or
207  *       %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE
208  * @size: size of free area to find
209  * @align: alignment of free area to find
210  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
211  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
212  *
213  * Utility called from memblock_find_in_range_node(), find free area bottom-up.
214  *
215  * Return:
216  * Found address on success, 0 on failure.
217  */
218 static phys_addr_t __init_memblock
219 __memblock_find_range_bottom_up(phys_addr_t start, phys_addr_t end,
220                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid,
221                                 enum memblock_flags flags)
222 {
223         phys_addr_t this_start, this_end, cand;
224         u64 i;
225
226         for_each_free_mem_range(i, nid, flags, &this_start, &this_end, NULL) {
227                 this_start = clamp(this_start, start, end);
228                 this_end = clamp(this_end, start, end);
229
230                 cand = round_up(this_start, align);
231                 if (cand < this_end && this_end - cand >= size)
232                         return cand;
233         }
234
235         return 0;
236 }
237
238 /**
239  * __memblock_find_range_top_down - find free area utility, in top-down
240  * @start: start of candidate range
241  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE or
242  *       %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE
243  * @size: size of free area to find
244  * @align: alignment of free area to find
245  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
246  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
247  *
248  * Utility called from memblock_find_in_range_node(), find free area top-down.
249  *
250  * Return:
251  * Found address on success, 0 on failure.
252  */
253 static phys_addr_t __init_memblock
254 __memblock_find_range_top_down(phys_addr_t start, phys_addr_t end,
255                                phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid,
256                                enum memblock_flags flags)
257 {
258         phys_addr_t this_start, this_end, cand;
259         u64 i;
260
261         for_each_free_mem_range_reverse(i, nid, flags, &this_start, &this_end,
262                                         NULL) {
263                 this_start = clamp(this_start, start, end);
264                 this_end = clamp(this_end, start, end);
265
266                 if (this_end < size)
267                         continue;
268
269                 cand = round_down(this_end - size, align);
270                 if (cand >= this_start)
271                         return cand;
272         }
273
274         return 0;
275 }
276
277 /**
278  * memblock_find_in_range_node - find free area in given range and node
279  * @size: size of free area to find
280  * @align: alignment of free area to find
281  * @start: start of candidate range
282  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE or
283  *       %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE
284  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
285  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
286  *
287  * Find @size free area aligned to @align in the specified range and node.
288  *
289  * Return:
290  * Found address on success, 0 on failure.
291  */
292 static phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range_node(phys_addr_t size,
293                                         phys_addr_t align, phys_addr_t start,
294                                         phys_addr_t end, int nid,
295                                         enum memblock_flags flags)
296 {
297         /* pump up @end */
298         if (end == MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE ||
299             end == MEMBLOCK_ALLOC_NOLEAKTRACE)
300                 end = memblock.current_limit;
301
302         /* avoid allocating the first page */
303         start = max_t(phys_addr_t, start, PAGE_SIZE);
304         end = max(start, end);
305
306         if (memblock_bottom_up())
307                 return __memblock_find_range_bottom_up(start, end, size, align,
308                                                        nid, flags);
309         else
310                 return __memblock_find_range_top_down(start, end, size, align,
311                                                       nid, flags);
312 }
313
314 /**
315  * memblock_find_in_range - find free area in given range
316  * @start: start of candidate range
317  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE or
318  *       %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE
319  * @size: size of free area to find
320  * @align: alignment of free area to find
321  *
322  * Find @size free area aligned to @align in the specified range.
323  *
324  * Return:
325  * Found address on success, 0 on failure.
326  */
327 static phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range(phys_addr_t start,
328                                         phys_addr_t end, phys_addr_t size,
329                                         phys_addr_t align)
330 {
331         phys_addr_t ret;
332         enum memblock_flags flags = choose_memblock_flags();
333
334 again:
335         ret = memblock_find_in_range_node(size, align, start, end,
336                                             NUMA_NO_NODE, flags);
337
338         if (!ret && (flags & MEMBLOCK_MIRROR)) {
339                 pr_warn_ratelimited("Could not allocate %pap bytes of mirrored memory\n",
340                         &size);
341                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
342                 goto again;
343         }
344
345         return ret;
346 }
347
348 static void __init_memblock memblock_remove_region(struct memblock_type *type, unsigned long r)
349 {
350         type->total_size -= type->regions[r].size;
351         memmove(&type->regions[r], &type->regions[r + 1],
352                 (type->cnt - (r + 1)) * sizeof(type->regions[r]));
353         type->cnt--;
354
355         /* Special case for empty arrays */
356         if (type->cnt == 0) {
357                 WARN_ON(type->total_size != 0);
358                 type->cnt = 1;
359                 type->regions[0].base = 0;
360                 type->regions[0].size = 0;
361                 type->regions[0].flags = 0;
362                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], MAX_NUMNODES);
363         }
364 }
365
366 #ifndef CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK
367 /**
368  * memblock_discard - discard memory and reserved arrays if they were allocated
369  */
370 void __init memblock_discard(void)
371 {
372         phys_addr_t addr, size;
373
374         if (memblock.reserved.regions != memblock_reserved_init_regions) {
375                 addr = __pa(memblock.reserved.regions);
376                 size = PAGE_ALIGN(sizeof(struct memblock_region) *
377                                   memblock.reserved.max);
378                 if (memblock_reserved_in_slab)
379                         kfree(memblock.reserved.regions);
380                 else
381                         memblock_free_late(addr, size);
382         }
383
384         if (memblock.memory.regions != memblock_memory_init_regions) {
385                 addr = __pa(memblock.memory.regions);
386                 size = PAGE_ALIGN(sizeof(struct memblock_region) *
387                                   memblock.memory.max);
388                 if (memblock_memory_in_slab)
389                         kfree(memblock.memory.regions);
390                 else
391                         memblock_free_late(addr, size);
392         }
393
394         memblock_memory = NULL;
395 }
396 #endif
397
398 /**
399  * memblock_double_array - double the size of the memblock regions array
400  * @type: memblock type of the regions array being doubled
401  * @new_area_start: starting address of memory range to avoid overlap with
402  * @new_area_size: size of memory range to avoid overlap with
403  *
404  * Double the size of the @type regions array. If memblock is being used to
405  * allocate memory for a new reserved regions array and there is a previously
406  * allocated memory range [@new_area_start, @new_area_start + @new_area_size]
407  * waiting to be reserved, ensure the memory used by the new array does
408  * not overlap.
409  *
410  * Return:
411  * 0 on success, -1 on failure.
412  */
413 static int __init_memblock memblock_double_array(struct memblock_type *type,
414                                                 phys_addr_t new_area_start,
415                                                 phys_addr_t new_area_size)
416 {
417         struct memblock_region *new_array, *old_array;
418         phys_addr_t old_alloc_size, new_alloc_size;
419         phys_addr_t old_size, new_size, addr, new_end;
420         int use_slab = slab_is_available();
421         int *in_slab;
422
423         /* We don't allow resizing until we know about the reserved regions
424          * of memory that aren't suitable for allocation
425          */
426         if (!memblock_can_resize)
427                 panic("memblock: cannot resize %s array\n", type->name);
428
429         /* Calculate new doubled size */
430         old_size = type->max * sizeof(struct memblock_region);
431         new_size = old_size << 1;
432         /*
433          * We need to allocated new one align to PAGE_SIZE,
434          *   so we can free them completely later.
435          */
436         old_alloc_size = PAGE_ALIGN(old_size);
437         new_alloc_size = PAGE_ALIGN(new_size);
438
439         /* Retrieve the slab flag */
440         if (type == &memblock.memory)
441                 in_slab = &memblock_memory_in_slab;
442         else
443                 in_slab = &memblock_reserved_in_slab;
444
445         /* Try to find some space for it */
446         if (use_slab) {
447                 new_array = kmalloc(new_size, GFP_KERNEL);
448                 addr = new_array ? __pa(new_array) : 0;
449         } else {
450                 /* only exclude range when trying to double reserved.regions */
451                 if (type != &memblock.reserved)
452                         new_area_start = new_area_size = 0;
453
454                 addr = memblock_find_in_range(new_area_start + new_area_size,
455                                                 memblock.current_limit,
456                                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
457                 if (!addr && new_area_size)
458                         addr = memblock_find_in_range(0,
459                                 min(new_area_start, memblock.current_limit),
460                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
461
462                 new_array = addr ? __va(addr) : NULL;
463         }
464         if (!addr) {
465                 pr_err("memblock: Failed to double %s array from %ld to %ld entries !\n",
466                        type->name, type->max, type->max * 2);
467                 return -1;
468         }
469
470         new_end = addr + new_size - 1;
471         memblock_dbg("memblock: %s is doubled to %ld at [%pa-%pa]",
472                         type->name, type->max * 2, &addr, &new_end);
473
474         /*
475          * Found space, we now need to move the array over before we add the
476          * reserved region since it may be our reserved array itself that is
477          * full.
478          */
479         memcpy(new_array, type->regions, old_size);
480         memset(new_array + type->max, 0, old_size);
481         old_array = type->regions;
482         type->regions = new_array;
483         type->max <<= 1;
484
485         /* Free old array. We needn't free it if the array is the static one */
486         if (*in_slab)
487                 kfree(old_array);
488         else if (old_array != memblock_memory_init_regions &&
489                  old_array != memblock_reserved_init_regions)
490                 memblock_free(old_array, old_alloc_size);
491
492         /*
493          * Reserve the new array if that comes from the memblock.  Otherwise, we
494          * needn't do it
495          */
496         if (!use_slab)
497                 BUG_ON(memblock_reserve(addr, new_alloc_size));
498
499         /* Update slab flag */
500         *in_slab = use_slab;
501
502         return 0;
503 }
504
505 /**
506  * memblock_merge_regions - merge neighboring compatible regions
507  * @type: memblock type to scan
508  * @start_rgn: start scanning from (@start_rgn - 1)
509  * @end_rgn: end scanning at (@end_rgn - 1)
510  * Scan @type and merge neighboring compatible regions in [@start_rgn - 1, @end_rgn)
511  */
512 static void __init_memblock memblock_merge_regions(struct memblock_type *type,
513                                                    unsigned long start_rgn,
514                                                    unsigned long end_rgn)
515 {
516         int i = 0;
517         if (start_rgn)
518                 i = start_rgn - 1;
519         end_rgn = min(end_rgn, type->cnt - 1);
520         while (i < end_rgn) {
521                 struct memblock_region *this = &type->regions[i];
522                 struct memblock_region *next = &type->regions[i + 1];
523
524                 if (this->base + this->size != next->base ||
525                     memblock_get_region_node(this) !=
526                     memblock_get_region_node(next) ||
527                     this->flags != next->flags) {
528                         BUG_ON(this->base + this->size > next->base);
529                         i++;
530                         continue;
531                 }
532
533                 this->size += next->size;
534                 /* move forward from next + 1, index of which is i + 2 */
535                 memmove(next, next + 1, (type->cnt - (i + 2)) * sizeof(*next));
536                 type->cnt--;
537                 end_rgn--;
538         }
539 }
540
541 /**
542  * memblock_insert_region - insert new memblock region
543  * @type:       memblock type to insert into
544  * @idx:        index for the insertion point
545  * @base:       base address of the new region
546  * @size:       size of the new region
547  * @nid:        node id of the new region
548  * @flags:      flags of the new region
549  *
550  * Insert new memblock region [@base, @base + @size) into @type at @idx.
551  * @type must already have extra room to accommodate the new region.
552  */
553 static void __init_memblock memblock_insert_region(struct memblock_type *type,
554                                                    int idx, phys_addr_t base,
555                                                    phys_addr_t size,
556                                                    int nid,
557                                                    enum memblock_flags flags)
558 {
559         struct memblock_region *rgn = &type->regions[idx];
560
561         BUG_ON(type->cnt >= type->max);
562         memmove(rgn + 1, rgn, (type->cnt - idx) * sizeof(*rgn));
563         rgn->base = base;
564         rgn->size = size;
565         rgn->flags = flags;
566         memblock_set_region_node(rgn, nid);
567         type->cnt++;
568         type->total_size += size;
569 }
570
571 /**
572  * memblock_add_range - add new memblock region
573  * @type: memblock type to add new region into
574  * @base: base address of the new region
575  * @size: size of the new region
576  * @nid: nid of the new region
577  * @flags: flags of the new region
578  *
579  * Add new memblock region [@base, @base + @size) into @type.  The new region
580  * is allowed to overlap with existing ones - overlaps don't affect already
581  * existing regions.  @type is guaranteed to be minimal (all neighbouring
582  * compatible regions are merged) after the addition.
583  *
584  * Return:
585  * 0 on success, -errno on failure.
586  */
587 static int __init_memblock memblock_add_range(struct memblock_type *type,
588                                 phys_addr_t base, phys_addr_t size,
589                                 int nid, enum memblock_flags flags)
590 {
591         bool insert = false;
592         phys_addr_t obase = base;
593         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
594         int idx, nr_new, start_rgn = -1, end_rgn;
595         struct memblock_region *rgn;
596
597         if (!size)
598                 return 0;
599
600         /* special case for empty array */
601         if (type->regions[0].size == 0) {
602                 WARN_ON(type->cnt != 1 || type->total_size);
603                 type->regions[0].base = base;
604                 type->regions[0].size = size;
605                 type->regions[0].flags = flags;
606                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], nid);
607                 type->total_size = size;
608                 return 0;
609         }
610
611         /*
612          * The worst case is when new range overlaps all existing regions,
613          * then we'll need type->cnt + 1 empty regions in @type. So if
614          * type->cnt * 2 + 1 is less than or equal to type->max, we know
615          * that there is enough empty regions in @type, and we can insert
616          * regions directly.
617          */
618         if (type->cnt * 2 + 1 <= type->max)
619                 insert = true;
620
621 repeat:
622         /*
623          * The following is executed twice.  Once with %false @insert and
624          * then with %true.  The first counts the number of regions needed
625          * to accommodate the new area.  The second actually inserts them.
626          */
627         base = obase;
628         nr_new = 0;
629
630         for_each_memblock_type(idx, type, rgn) {
631                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
632                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
633
634                 if (rbase >= end)
635                         break;
636                 if (rend <= base)
637                         continue;
638                 /*
639                  * @rgn overlaps.  If it separates the lower part of new
640                  * area, insert that portion.
641                  */
642                 if (rbase > base) {
643 #ifdef CONFIG_NUMA
644                         WARN_ON(nid != memblock_get_region_node(rgn));
645 #endif
646                         WARN_ON(flags != rgn->flags);
647                         nr_new++;
648                         if (insert) {
649                                 if (start_rgn == -1)
650                                         start_rgn = idx;
651                                 end_rgn = idx + 1;
652                                 memblock_insert_region(type, idx++, base,
653                                                        rbase - base, nid,
654                                                        flags);
655                         }
656                 }
657                 /* area below @rend is dealt with, forget about it */
658                 base = min(rend, end);
659         }
660
661         /* insert the remaining portion */
662         if (base < end) {
663                 nr_new++;
664                 if (insert) {
665                         if (start_rgn == -1)
666                                 start_rgn = idx;
667                         end_rgn = idx + 1;
668                         memblock_insert_region(type, idx, base, end - base,
669                                                nid, flags);
670                 }
671         }
672
673         if (!nr_new)
674                 return 0;
675
676         /*
677          * If this was the first round, resize array and repeat for actual
678          * insertions; otherwise, merge and return.
679          */
680         if (!insert) {
681                 while (type->cnt + nr_new > type->max)
682                         if (memblock_double_array(type, obase, size) < 0)
683                                 return -ENOMEM;
684                 insert = true;
685                 goto repeat;
686         } else {
687                 memblock_merge_regions(type, start_rgn, end_rgn);
688                 return 0;
689         }
690 }
691
692 /**
693  * memblock_add_node - add new memblock region within a NUMA node
694  * @base: base address of the new region
695  * @size: size of the new region
696  * @nid: nid of the new region
697  * @flags: flags of the new region
698  *
699  * Add new memblock region [@base, @base + @size) to the "memory"
700  * type. See memblock_add_range() description for mode details
701  *
702  * Return:
703  * 0 on success, -errno on failure.
704  */
705 int __init_memblock memblock_add_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
706                                       int nid, enum memblock_flags flags)
707 {
708         phys_addr_t end = base + size - 1;
709
710         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] nid=%d flags=%x %pS\n", __func__,
711                      &base, &end, nid, flags, (void *)_RET_IP_);
712
713         return memblock_add_range(&memblock.memory, base, size, nid, flags);
714 }
715
716 /**
717  * memblock_add - add new memblock region
718  * @base: base address of the new region
719  * @size: size of the new region
720  *
721  * Add new memblock region [@base, @base + @size) to the "memory"
722  * type. See memblock_add_range() description for mode details
723  *
724  * Return:
725  * 0 on success, -errno on failure.
726  */
727 int __init_memblock memblock_add(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
728 {
729         phys_addr_t end = base + size - 1;
730
731         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
732                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
733
734         return memblock_add_range(&memblock.memory, base, size, MAX_NUMNODES, 0);
735 }
736
737 /**
738  * memblock_isolate_range - isolate given range into disjoint memblocks
739  * @type: memblock type to isolate range for
740  * @base: base of range to isolate
741  * @size: size of range to isolate
742  * @start_rgn: out parameter for the start of isolated region
743  * @end_rgn: out parameter for the end of isolated region
744  *
745  * Walk @type and ensure that regions don't cross the boundaries defined by
746  * [@base, @base + @size).  Crossing regions are split at the boundaries,
747  * which may create at most two more regions.  The index of the first
748  * region inside the range is returned in *@start_rgn and end in *@end_rgn.
749  *
750  * Return:
751  * 0 on success, -errno on failure.
752  */
753 static int __init_memblock memblock_isolate_range(struct memblock_type *type,
754                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size,
755                                         int *start_rgn, int *end_rgn)
756 {
757         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
758         int idx;
759         struct memblock_region *rgn;
760
761         *start_rgn = *end_rgn = 0;
762
763         if (!size)
764                 return 0;
765
766         /* we'll create at most two more regions */
767         while (type->cnt + 2 > type->max)
768                 if (memblock_double_array(type, base, size) < 0)
769                         return -ENOMEM;
770
771         for_each_memblock_type(idx, type, rgn) {
772                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
773                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
774
775                 if (rbase >= end)
776                         break;
777                 if (rend <= base)
778                         continue;
779
780                 if (rbase < base) {
781                         /*
782                          * @rgn intersects from below.  Split and continue
783                          * to process the next region - the new top half.
784                          */
785                         rgn->base = base;
786                         rgn->size -= base - rbase;
787                         type->total_size -= base - rbase;
788                         memblock_insert_region(type, idx, rbase, base - rbase,
789                                                memblock_get_region_node(rgn),
790                                                rgn->flags);
791                 } else if (rend > end) {
792                         /*
793                          * @rgn intersects from above.  Split and redo the
794                          * current region - the new bottom half.
795                          */
796                         rgn->base = end;
797                         rgn->size -= end - rbase;
798                         type->total_size -= end - rbase;
799                         memblock_insert_region(type, idx--, rbase, end - rbase,
800                                                memblock_get_region_node(rgn),
801                                                rgn->flags);
802                 } else {
803                         /* @rgn is fully contained, record it */
804                         if (!*end_rgn)
805                                 *start_rgn = idx;
806                         *end_rgn = idx + 1;
807                 }
808         }
809
810         return 0;
811 }
812
813 static int __init_memblock memblock_remove_range(struct memblock_type *type,
814                                           phys_addr_t base, phys_addr_t size)
815 {
816         int start_rgn, end_rgn;
817         int i, ret;
818
819         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
820         if (ret)
821                 return ret;
822
823         for (i = end_rgn - 1; i >= start_rgn; i--)
824                 memblock_remove_region(type, i);
825         return 0;
826 }
827
828 int __init_memblock memblock_remove(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
829 {
830         phys_addr_t end = base + size - 1;
831
832         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
833                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
834
835         return memblock_remove_range(&memblock.memory, base, size);
836 }
837
838 /**
839  * memblock_free - free boot memory allocation
840  * @ptr: starting address of the  boot memory allocation
841  * @size: size of the boot memory block in bytes
842  *
843  * Free boot memory block previously allocated by memblock_alloc_xx() API.
844  * The freeing memory will not be released to the buddy allocator.
845  */
846 void __init_memblock memblock_free(void *ptr, size_t size)
847 {
848         if (ptr)
849                 memblock_phys_free(__pa(ptr), size);
850 }
851
852 /**
853  * memblock_phys_free - free boot memory block
854  * @base: phys starting address of the  boot memory block
855  * @size: size of the boot memory block in bytes
856  *
857  * Free boot memory block previously allocated by memblock_phys_alloc_xx() API.
858  * The freeing memory will not be released to the buddy allocator.
859  */
860 int __init_memblock memblock_phys_free(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
861 {
862         phys_addr_t end = base + size - 1;
863
864         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
865                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
866
867         kmemleak_free_part_phys(base, size);
868         return memblock_remove_range(&memblock.reserved, base, size);
869 }
870
871 int __init_memblock memblock_reserve(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
872 {
873         phys_addr_t end = base + size - 1;
874
875         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
876                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
877
878         return memblock_add_range(&memblock.reserved, base, size, MAX_NUMNODES, 0);
879 }
880
881 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
882 int __init_memblock memblock_physmem_add(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
883 {
884         phys_addr_t end = base + size - 1;
885
886         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
887                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
888
889         return memblock_add_range(&physmem, base, size, MAX_NUMNODES, 0);
890 }
891 #endif
892
893 /**
894  * memblock_setclr_flag - set or clear flag for a memory region
895  * @type: memblock type to set/clear flag for
896  * @base: base address of the region
897  * @size: size of the region
898  * @set: set or clear the flag
899  * @flag: the flag to update
900  *
901  * This function isolates region [@base, @base + @size), and sets/clears flag
902  *
903  * Return: 0 on success, -errno on failure.
904  */
905 static int __init_memblock memblock_setclr_flag(struct memblock_type *type,
906                                 phys_addr_t base, phys_addr_t size, int set, int flag)
907 {
908         int i, ret, start_rgn, end_rgn;
909
910         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
911         if (ret)
912                 return ret;
913
914         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++) {
915                 struct memblock_region *r = &type->regions[i];
916
917                 if (set)
918                         r->flags |= flag;
919                 else
920                         r->flags &= ~flag;
921         }
922
923         memblock_merge_regions(type, start_rgn, end_rgn);
924         return 0;
925 }
926
927 /**
928  * memblock_mark_hotplug - Mark hotpluggable memory with flag MEMBLOCK_HOTPLUG.
929  * @base: the base phys addr of the region
930  * @size: the size of the region
931  *
932  * Return: 0 on success, -errno on failure.
933  */
934 int __init_memblock memblock_mark_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
935 {
936         return memblock_setclr_flag(&memblock.memory, base, size, 1, MEMBLOCK_HOTPLUG);
937 }
938
939 /**
940  * memblock_clear_hotplug - Clear flag MEMBLOCK_HOTPLUG for a specified region.
941  * @base: the base phys addr of the region
942  * @size: the size of the region
943  *
944  * Return: 0 on success, -errno on failure.
945  */
946 int __init_memblock memblock_clear_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
947 {
948         return memblock_setclr_flag(&memblock.memory, base, size, 0, MEMBLOCK_HOTPLUG);
949 }
950
951 /**
952  * memblock_mark_mirror - Mark mirrored memory with flag MEMBLOCK_MIRROR.
953  * @base: the base phys addr of the region
954  * @size: the size of the region
955  *
956  * Return: 0 on success, -errno on failure.
957  */
958 int __init_memblock memblock_mark_mirror(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
959 {
960         if (!mirrored_kernelcore)
961                 return 0;
962
963         system_has_some_mirror = true;
964
965         return memblock_setclr_flag(&memblock.memory, base, size, 1, MEMBLOCK_MIRROR);
966 }
967
968 /**
969  * memblock_mark_nomap - Mark a memory region with flag MEMBLOCK_NOMAP.
970  * @base: the base phys addr of the region
971  * @size: the size of the region
972  *
973  * The memory regions marked with %MEMBLOCK_NOMAP will not be added to the
974  * direct mapping of the physical memory. These regions will still be
975  * covered by the memory map. The struct page representing NOMAP memory
976  * frames in the memory map will be PageReserved()
977  *
978  * Note: if the memory being marked %MEMBLOCK_NOMAP was allocated from
979  * memblock, the caller must inform kmemleak to ignore that memory
980  *
981  * Return: 0 on success, -errno on failure.
982  */
983 int __init_memblock memblock_mark_nomap(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
984 {
985         return memblock_setclr_flag(&memblock.memory, base, size, 1, MEMBLOCK_NOMAP);
986 }
987
988 /**
989  * memblock_clear_nomap - Clear flag MEMBLOCK_NOMAP for a specified region.
990  * @base: the base phys addr of the region
991  * @size: the size of the region
992  *
993  * Return: 0 on success, -errno on failure.
994  */
995 int __init_memblock memblock_clear_nomap(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
996 {
997         return memblock_setclr_flag(&memblock.memory, base, size, 0, MEMBLOCK_NOMAP);
998 }
999
1000 /**
1001  * memblock_reserved_mark_noinit - Mark a reserved memory region with flag
1002  * MEMBLOCK_RSRV_NOINIT which results in the struct pages not being initialized
1003  * for this region.
1004  * @base: the base phys addr of the region
1005  * @size: the size of the region
1006  *
1007  * struct pages will not be initialized for reserved memory regions marked with
1008  * %MEMBLOCK_RSRV_NOINIT.
1009  *
1010  * Return: 0 on success, -errno on failure.
1011  */
1012 int __init_memblock memblock_reserved_mark_noinit(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1013 {
1014         return memblock_setclr_flag(&memblock.reserved, base, size, 1,
1015                                     MEMBLOCK_RSRV_NOINIT);
1016 }
1017
1018 static bool should_skip_region(struct memblock_type *type,
1019                                struct memblock_region *m,
1020                                int nid, int flags)
1021 {
1022         int m_nid = memblock_get_region_node(m);
1023
1024         /* we never skip regions when iterating memblock.reserved or physmem */
1025         if (type != memblock_memory)
1026                 return false;
1027
1028         /* only memory regions are associated with nodes, check it */
1029         if (nid != NUMA_NO_NODE && nid != m_nid)
1030                 return true;
1031
1032         /* skip hotpluggable memory regions if needed */
1033         if (movable_node_is_enabled() && memblock_is_hotpluggable(m) &&
1034             !(flags & MEMBLOCK_HOTPLUG))
1035                 return true;
1036
1037         /* if we want mirror memory skip non-mirror memory regions */
1038         if ((flags & MEMBLOCK_MIRROR) && !memblock_is_mirror(m))
1039                 return true;
1040
1041         /* skip nomap memory unless we were asked for it explicitly */
1042         if (!(flags & MEMBLOCK_NOMAP) && memblock_is_nomap(m))
1043                 return true;
1044
1045         /* skip driver-managed memory unless we were asked for it explicitly */
1046         if (!(flags & MEMBLOCK_DRIVER_MANAGED) && memblock_is_driver_managed(m))
1047                 return true;
1048
1049         return false;
1050 }
1051
1052 /**
1053  * __next_mem_range - next function for for_each_free_mem_range() etc.
1054  * @idx: pointer to u64 loop variable
1055  * @nid: node selector, %NUMA_NO_NODE for all nodes
1056  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
1057  * @type_a: pointer to memblock_type from where the range is taken
1058  * @type_b: pointer to memblock_type which excludes memory from being taken
1059  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
1060  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
1061  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
1062  *
1063  * Find the first area from *@idx which matches @nid, fill the out
1064  * parameters, and update *@idx for the next iteration.  The lower 32bit of
1065  * *@idx contains index into type_a and the upper 32bit indexes the
1066  * areas before each region in type_b.  For example, if type_b regions
1067  * look like the following,
1068  *
1069  *      0:[0-16), 1:[32-48), 2:[128-130)
1070  *
1071  * The upper 32bit indexes the following regions.
1072  *
1073  *      0:[0-0), 1:[16-32), 2:[48-128), 3:[130-MAX)
1074  *
1075  * As both region arrays are sorted, the function advances the two indices
1076  * in lockstep and returns each intersection.
1077  */
1078 void __next_mem_range(u64 *idx, int nid, enum memblock_flags flags,
1079                       struct memblock_type *type_a,
1080                       struct memblock_type *type_b, phys_addr_t *out_start,
1081                       phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
1082 {
1083         int idx_a = *idx & 0xffffffff;
1084         int idx_b = *idx >> 32;
1085
1086         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES,
1087         "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
1088                 nid = NUMA_NO_NODE;
1089
1090         for (; idx_a < type_a->cnt; idx_a++) {
1091                 struct memblock_region *m = &type_a->regions[idx_a];
1092
1093                 phys_addr_t m_start = m->base;
1094                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
1095                 int         m_nid = memblock_get_region_node(m);
1096
1097                 if (should_skip_region(type_a, m, nid, flags))
1098                         continue;
1099
1100                 if (!type_b) {
1101                         if (out_start)
1102                                 *out_start = m_start;
1103                         if (out_end)
1104                                 *out_end = m_end;
1105                         if (out_nid)
1106                                 *out_nid = m_nid;
1107                         idx_a++;
1108                         *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1109                         return;
1110                 }
1111
1112                 /* scan areas before each reservation */
1113                 for (; idx_b < type_b->cnt + 1; idx_b++) {
1114                         struct memblock_region *r;
1115                         phys_addr_t r_start;
1116                         phys_addr_t r_end;
1117
1118                         r = &type_b->regions[idx_b];
1119                         r_start = idx_b ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
1120                         r_end = idx_b < type_b->cnt ?
1121                                 r->base : PHYS_ADDR_MAX;
1122
1123                         /*
1124                          * if idx_b advanced past idx_a,
1125                          * break out to advance idx_a
1126                          */
1127                         if (r_start >= m_end)
1128                                 break;
1129                         /* if the two regions intersect, we're done */
1130                         if (m_start < r_end) {
1131                                 if (out_start)
1132                                         *out_start =
1133                                                 max(m_start, r_start);
1134                                 if (out_end)
1135                                         *out_end = min(m_end, r_end);
1136                                 if (out_nid)
1137                                         *out_nid = m_nid;
1138                                 /*
1139                                  * The region which ends first is
1140                                  * advanced for the next iteration.
1141                                  */
1142                                 if (m_end <= r_end)
1143                                         idx_a++;
1144                                 else
1145                                         idx_b++;
1146                                 *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1147                                 return;
1148                         }
1149                 }
1150         }
1151
1152         /* signal end of iteration */
1153         *idx = ULLONG_MAX;
1154 }
1155
1156 /**
1157  * __next_mem_range_rev - generic next function for for_each_*_range_rev()
1158  *
1159  * @idx: pointer to u64 loop variable
1160  * @nid: node selector, %NUMA_NO_NODE for all nodes
1161  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
1162  * @type_a: pointer to memblock_type from where the range is taken
1163  * @type_b: pointer to memblock_type which excludes memory from being taken
1164  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
1165  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
1166  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
1167  *
1168  * Finds the next range from type_a which is not marked as unsuitable
1169  * in type_b.
1170  *
1171  * Reverse of __next_mem_range().
1172  */
1173 void __init_memblock __next_mem_range_rev(u64 *idx, int nid,
1174                                           enum memblock_flags flags,
1175                                           struct memblock_type *type_a,
1176                                           struct memblock_type *type_b,
1177                                           phys_addr_t *out_start,
1178                                           phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
1179 {
1180         int idx_a = *idx & 0xffffffff;
1181         int idx_b = *idx >> 32;
1182
1183         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES, "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
1184                 nid = NUMA_NO_NODE;
1185
1186         if (*idx == (u64)ULLONG_MAX) {
1187                 idx_a = type_a->cnt - 1;
1188                 if (type_b != NULL)
1189                         idx_b = type_b->cnt;
1190                 else
1191                         idx_b = 0;
1192         }
1193
1194         for (; idx_a >= 0; idx_a--) {
1195                 struct memblock_region *m = &type_a->regions[idx_a];
1196
1197                 phys_addr_t m_start = m->base;
1198                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
1199                 int m_nid = memblock_get_region_node(m);
1200
1201                 if (should_skip_region(type_a, m, nid, flags))
1202                         continue;
1203
1204                 if (!type_b) {
1205                         if (out_start)
1206                                 *out_start = m_start;
1207                         if (out_end)
1208                                 *out_end = m_end;
1209                         if (out_nid)
1210                                 *out_nid = m_nid;
1211                         idx_a--;
1212                         *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1213                         return;
1214                 }
1215
1216                 /* scan areas before each reservation */
1217                 for (; idx_b >= 0; idx_b--) {
1218                         struct memblock_region *r;
1219                         phys_addr_t r_start;
1220                         phys_addr_t r_end;
1221
1222                         r = &type_b->regions[idx_b];
1223                         r_start = idx_b ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
1224                         r_end = idx_b < type_b->cnt ?
1225                                 r->base : PHYS_ADDR_MAX;
1226                         /*
1227                          * if idx_b advanced past idx_a,
1228                          * break out to advance idx_a
1229                          */
1230
1231                         if (r_end <= m_start)
1232                                 break;
1233                         /* if the two regions intersect, we're done */
1234                         if (m_end > r_start) {
1235                                 if (out_start)
1236                                         *out_start = max(m_start, r_start);
1237                                 if (out_end)
1238                                         *out_end = min(m_end, r_end);
1239                                 if (out_nid)
1240                                         *out_nid = m_nid;
1241                                 if (m_start >= r_start)
1242                                         idx_a--;
1243                                 else
1244                                         idx_b--;
1245                                 *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1246                                 return;
1247                         }
1248                 }
1249         }
1250         /* signal end of iteration */
1251         *idx = ULLONG_MAX;
1252 }
1253
1254 /*
1255  * Common iterator interface used to define for_each_mem_pfn_range().
1256  */
1257 void __init_memblock __next_mem_pfn_range(int *idx, int nid,
1258                                 unsigned long *out_start_pfn,
1259                                 unsigned long *out_end_pfn, int *out_nid)
1260 {
1261         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
1262         struct memblock_region *r;
1263         int r_nid;
1264
1265         while (++*idx < type->cnt) {
1266                 r = &type->regions[*idx];
1267                 r_nid = memblock_get_region_node(r);
1268
1269                 if (PFN_UP(r->base) >= PFN_DOWN(r->base + r->size))
1270                         continue;
1271                 if (nid == MAX_NUMNODES || nid == r_nid)
1272                         break;
1273         }
1274         if (*idx >= type->cnt) {
1275                 *idx = -1;
1276                 return;
1277         }
1278
1279         if (out_start_pfn)
1280                 *out_start_pfn = PFN_UP(r->base);
1281         if (out_end_pfn)
1282                 *out_end_pfn = PFN_DOWN(r->base + r->size);
1283         if (out_nid)
1284                 *out_nid = r_nid;
1285 }
1286
1287 /**
1288  * memblock_set_node - set node ID on memblock regions
1289  * @base: base of area to set node ID for
1290  * @size: size of area to set node ID for
1291  * @type: memblock type to set node ID for
1292  * @nid: node ID to set
1293  *
1294  * Set the nid of memblock @type regions in [@base, @base + @size) to @nid.
1295  * Regions which cross the area boundaries are split as necessary.
1296  *
1297  * Return:
1298  * 0 on success, -errno on failure.
1299  */
1300 int __init_memblock memblock_set_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
1301                                       struct memblock_type *type, int nid)
1302 {
1303 #ifdef CONFIG_NUMA
1304         int start_rgn, end_rgn;
1305         int i, ret;
1306
1307         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
1308         if (ret)
1309                 return ret;
1310
1311         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++)
1312                 memblock_set_region_node(&type->regions[i], nid);
1313
1314         memblock_merge_regions(type, start_rgn, end_rgn);
1315 #endif
1316         return 0;
1317 }
1318
1319 #ifdef CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT
1320 /**
1321  * __next_mem_pfn_range_in_zone - iterator for for_each_*_range_in_zone()
1322  *
1323  * @idx: pointer to u64 loop variable
1324  * @zone: zone in which all of the memory blocks reside
1325  * @out_spfn: ptr to ulong for start pfn of the range, can be %NULL
1326  * @out_epfn: ptr to ulong for end pfn of the range, can be %NULL
1327  *
1328  * This function is meant to be a zone/pfn specific wrapper for the
1329  * for_each_mem_range type iterators. Specifically they are used in the
1330  * deferred memory init routines and as such we were duplicating much of
1331  * this logic throughout the code. So instead of having it in multiple
1332  * locations it seemed like it would make more sense to centralize this to
1333  * one new iterator that does everything they need.
1334  */
1335 void __init_memblock
1336 __next_mem_pfn_range_in_zone(u64 *idx, struct zone *zone,
1337                              unsigned long *out_spfn, unsigned long *out_epfn)
1338 {
1339         int zone_nid = zone_to_nid(zone);
1340         phys_addr_t spa, epa;
1341
1342         __next_mem_range(idx, zone_nid, MEMBLOCK_NONE,
1343                          &memblock.memory, &memblock.reserved,
1344                          &spa, &epa, NULL);
1345
1346         while (*idx != U64_MAX) {
1347                 unsigned long epfn = PFN_DOWN(epa);
1348                 unsigned long spfn = PFN_UP(spa);
1349
1350                 /*
1351                  * Verify the end is at least past the start of the zone and
1352                  * that we have at least one PFN to initialize.
1353                  */
1354                 if (zone->zone_start_pfn < epfn && spfn < epfn) {
1355                         /* if we went too far just stop searching */
1356                         if (zone_end_pfn(zone) <= spfn) {
1357                                 *idx = U64_MAX;
1358                                 break;
1359                         }
1360
1361                         if (out_spfn)
1362                                 *out_spfn = max(zone->zone_start_pfn, spfn);
1363                         if (out_epfn)
1364                                 *out_epfn = min(zone_end_pfn(zone), epfn);
1365
1366                         return;
1367                 }
1368
1369                 __next_mem_range(idx, zone_nid, MEMBLOCK_NONE,
1370                                  &memblock.memory, &memblock.reserved,
1371                                  &spa, &epa, NULL);
1372         }
1373
1374         /* signal end of iteration */
1375         if (out_spfn)
1376                 *out_spfn = ULONG_MAX;
1377         if (out_epfn)
1378                 *out_epfn = 0;
1379 }
1380
1381 #endif /* CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT */
1382
1383 /**
1384  * memblock_alloc_range_nid - allocate boot memory block
1385  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1386  * @align: alignment of the region and block's size
1387  * @start: the lower bound of the memory region to allocate (phys address)
1388  * @end: the upper bound of the memory region to allocate (phys address)
1389  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1390  * @exact_nid: control the allocation fall back to other nodes
1391  *
1392  * The allocation is performed from memory region limited by
1393  * memblock.current_limit if @end == %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE.
1394  *
1395  * If the specified node can not hold the requested memory and @exact_nid
1396  * is false, the allocation falls back to any node in the system.
1397  *
1398  * For systems with memory mirroring, the allocation is attempted first
1399  * from the regions with mirroring enabled and then retried from any
1400  * memory region.
1401  *
1402  * In addition, function using kmemleak_alloc_phys for allocated boot
1403  * memory block, it is never reported as leaks.
1404  *
1405  * Return:
1406  * Physical address of allocated memory block on success, %0 on failure.
1407  */
1408 phys_addr_t __init memblock_alloc_range_nid(phys_addr_t size,
1409                                         phys_addr_t align, phys_addr_t start,
1410                                         phys_addr_t end, int nid,
1411                                         bool exact_nid)
1412 {
1413         enum memblock_flags flags = choose_memblock_flags();
1414         phys_addr_t found;
1415
1416         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES, "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
1417                 nid = NUMA_NO_NODE;
1418
1419         if (!align) {
1420                 /* Can't use WARNs this early in boot on powerpc */
1421                 dump_stack();
1422                 align = SMP_CACHE_BYTES;
1423         }
1424
1425 again:
1426         found = memblock_find_in_range_node(size, align, start, end, nid,
1427                                             flags);
1428         if (found && !memblock_reserve(found, size))
1429                 goto done;
1430
1431         if (nid != NUMA_NO_NODE && !exact_nid) {
1432                 found = memblock_find_in_range_node(size, align, start,
1433                                                     end, NUMA_NO_NODE,
1434                                                     flags);
1435                 if (found && !memblock_reserve(found, size))
1436                         goto done;
1437         }
1438
1439         if (flags & MEMBLOCK_MIRROR) {
1440                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
1441                 pr_warn_ratelimited("Could not allocate %pap bytes of mirrored memory\n",
1442                         &size);
1443                 goto again;
1444         }
1445
1446         return 0;
1447
1448 done:
1449         /*
1450          * Skip kmemleak for those places like kasan_init() and
1451          * early_pgtable_alloc() due to high volume.
1452          */
1453         if (end != MEMBLOCK_ALLOC_NOLEAKTRACE)
1454                 /*
1455                  * Memblock allocated blocks are never reported as
1456                  * leaks. This is because many of these blocks are
1457                  * only referred via the physical address which is
1458                  * not looked up by kmemleak.
1459                  */
1460                 kmemleak_alloc_phys(found, size, 0);
1461
1462         /*
1463          * Some Virtual Machine platforms, such as Intel TDX or AMD SEV-SNP,
1464          * require memory to be accepted before it can be used by the
1465          * guest.
1466          *
1467          * Accept the memory of the allocated buffer.
1468          */
1469         accept_memory(found, found + size);
1470
1471         return found;
1472 }
1473
1474 /**
1475  * memblock_phys_alloc_range - allocate a memory block inside specified range
1476  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1477  * @align: alignment of the region and block's size
1478  * @start: the lower bound of the memory region to allocate (physical address)
1479  * @end: the upper bound of the memory region to allocate (physical address)
1480  *
1481  * Allocate @size bytes in the between @start and @end.
1482  *
1483  * Return: physical address of the allocated memory block on success,
1484  * %0 on failure.
1485  */
1486 phys_addr_t __init memblock_phys_alloc_range(phys_addr_t size,
1487                                              phys_addr_t align,
1488                                              phys_addr_t start,
1489                                              phys_addr_t end)
1490 {
1491         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx from=%pa max_addr=%pa %pS\n",
1492                      __func__, (u64)size, (u64)align, &start, &end,
1493                      (void *)_RET_IP_);
1494         return memblock_alloc_range_nid(size, align, start, end, NUMA_NO_NODE,
1495                                         false);
1496 }
1497
1498 /**
1499  * memblock_phys_alloc_try_nid - allocate a memory block from specified NUMA node
1500  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1501  * @align: alignment of the region and block's size
1502  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1503  *
1504  * Allocates memory block from the specified NUMA node. If the node
1505  * has no available memory, attempts to allocated from any node in the
1506  * system.
1507  *
1508  * Return: physical address of the allocated memory block on success,
1509  * %0 on failure.
1510  */
1511 phys_addr_t __init memblock_phys_alloc_try_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
1512 {
1513         return memblock_alloc_range_nid(size, align, 0,
1514                                         MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE, nid, false);
1515 }
1516
1517 /**
1518  * memblock_alloc_internal - allocate boot memory block
1519  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1520  * @align: alignment of the region and block's size
1521  * @min_addr: the lower bound of the memory region to allocate (phys address)
1522  * @max_addr: the upper bound of the memory region to allocate (phys address)
1523  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1524  * @exact_nid: control the allocation fall back to other nodes
1525  *
1526  * Allocates memory block using memblock_alloc_range_nid() and
1527  * converts the returned physical address to virtual.
1528  *
1529  * The @min_addr limit is dropped if it can not be satisfied and the allocation
1530  * will fall back to memory below @min_addr. Other constraints, such
1531  * as node and mirrored memory will be handled again in
1532  * memblock_alloc_range_nid().
1533  *
1534  * Return:
1535  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1536  */
1537 static void * __init memblock_alloc_internal(
1538                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1539                                 phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1540                                 int nid, bool exact_nid)
1541 {
1542         phys_addr_t alloc;
1543
1544         /*
1545          * Detect any accidental use of these APIs after slab is ready, as at
1546          * this moment memblock may be deinitialized already and its
1547          * internal data may be destroyed (after execution of memblock_free_all)
1548          */
1549         if (WARN_ON_ONCE(slab_is_available()))
1550                 return kzalloc_node(size, GFP_NOWAIT, nid);
1551
1552         if (max_addr > memblock.current_limit)
1553                 max_addr = memblock.current_limit;
1554
1555         alloc = memblock_alloc_range_nid(size, align, min_addr, max_addr, nid,
1556                                         exact_nid);
1557
1558         /* retry allocation without lower limit */
1559         if (!alloc && min_addr)
1560                 alloc = memblock_alloc_range_nid(size, align, 0, max_addr, nid,
1561                                                 exact_nid);
1562
1563         if (!alloc)
1564                 return NULL;
1565
1566         return phys_to_virt(alloc);
1567 }
1568
1569 /**
1570  * memblock_alloc_exact_nid_raw - allocate boot memory block on the exact node
1571  * without zeroing memory
1572  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1573  * @align: alignment of the region and block's size
1574  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1575  *        is preferred (phys address)
1576  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1577  *            is preferred (phys address), or %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE to
1578  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1579  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1580  *
1581  * Public function, provides additional debug information (including caller
1582  * info), if enabled. Does not zero allocated memory.
1583  *
1584  * Return:
1585  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1586  */
1587 void * __init memblock_alloc_exact_nid_raw(
1588                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1589                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1590                         int nid)
1591 {
1592         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=%pa max_addr=%pa %pS\n",
1593                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, &min_addr,
1594                      &max_addr, (void *)_RET_IP_);
1595
1596         return memblock_alloc_internal(size, align, min_addr, max_addr, nid,
1597                                        true);
1598 }
1599
1600 /**
1601  * memblock_alloc_try_nid_raw - allocate boot memory block without zeroing
1602  * memory and without panicking
1603  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1604  * @align: alignment of the region and block's size
1605  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1606  *        is preferred (phys address)
1607  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1608  *            is preferred (phys address), or %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE to
1609  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1610  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1611  *
1612  * Public function, provides additional debug information (including caller
1613  * info), if enabled. Does not zero allocated memory, does not panic if request
1614  * cannot be satisfied.
1615  *
1616  * Return:
1617  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1618  */
1619 void * __init memblock_alloc_try_nid_raw(
1620                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1621                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1622                         int nid)
1623 {
1624         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=%pa max_addr=%pa %pS\n",
1625                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, &min_addr,
1626                      &max_addr, (void *)_RET_IP_);
1627
1628         return memblock_alloc_internal(size, align, min_addr, max_addr, nid,
1629                                        false);
1630 }
1631
1632 /**
1633  * memblock_alloc_try_nid - allocate boot memory block
1634  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1635  * @align: alignment of the region and block's size
1636  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1637  *        is preferred (phys address)
1638  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1639  *            is preferred (phys address), or %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE to
1640  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1641  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1642  *
1643  * Public function, provides additional debug information (including caller
1644  * info), if enabled. This function zeroes the allocated memory.
1645  *
1646  * Return:
1647  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1648  */
1649 void * __init memblock_alloc_try_nid(
1650                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1651                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1652                         int nid)
1653 {
1654         void *ptr;
1655
1656         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=%pa max_addr=%pa %pS\n",
1657                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, &min_addr,
1658                      &max_addr, (void *)_RET_IP_);
1659         ptr = memblock_alloc_internal(size, align,
1660                                            min_addr, max_addr, nid, false);
1661         if (ptr)
1662                 memset(ptr, 0, size);
1663
1664         return ptr;
1665 }
1666
1667 /**
1668  * memblock_free_late - free pages directly to buddy allocator
1669  * @base: phys starting address of the  boot memory block
1670  * @size: size of the boot memory block in bytes
1671  *
1672  * This is only useful when the memblock allocator has already been torn
1673  * down, but we are still initializing the system.  Pages are released directly
1674  * to the buddy allocator.
1675  */
1676 void __init memblock_free_late(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1677 {
1678         phys_addr_t cursor, end;
1679
1680         end = base + size - 1;
1681         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n",
1682                      __func__, &base, &end, (void *)_RET_IP_);
1683         kmemleak_free_part_phys(base, size);
1684         cursor = PFN_UP(base);
1685         end = PFN_DOWN(base + size);
1686
1687         for (; cursor < end; cursor++) {
1688                 memblock_free_pages(pfn_to_page(cursor), cursor, 0);
1689                 totalram_pages_inc();
1690         }
1691 }
1692
1693 /*
1694  * Remaining API functions
1695  */
1696
1697 phys_addr_t __init_memblock memblock_phys_mem_size(void)
1698 {
1699         return memblock.memory.total_size;
1700 }
1701
1702 phys_addr_t __init_memblock memblock_reserved_size(void)
1703 {
1704         return memblock.reserved.total_size;
1705 }
1706
1707 /* lowest address */
1708 phys_addr_t __init_memblock memblock_start_of_DRAM(void)
1709 {
1710         return memblock.memory.regions[0].base;
1711 }
1712
1713 phys_addr_t __init_memblock memblock_end_of_DRAM(void)
1714 {
1715         int idx = memblock.memory.cnt - 1;
1716
1717         return (memblock.memory.regions[idx].base + memblock.memory.regions[idx].size);
1718 }
1719
1720 static phys_addr_t __init_memblock __find_max_addr(phys_addr_t limit)
1721 {
1722         phys_addr_t max_addr = PHYS_ADDR_MAX;
1723         struct memblock_region *r;
1724
1725         /*
1726          * translate the memory @limit size into the max address within one of
1727          * the memory memblock regions, if the @limit exceeds the total size
1728          * of those regions, max_addr will keep original value PHYS_ADDR_MAX
1729          */
1730         for_each_mem_region(r) {
1731                 if (limit <= r->size) {
1732                         max_addr = r->base + limit;
1733                         break;
1734                 }
1735                 limit -= r->size;
1736         }
1737
1738         return max_addr;
1739 }
1740
1741 void __init memblock_enforce_memory_limit(phys_addr_t limit)
1742 {
1743         phys_addr_t max_addr;
1744
1745         if (!limit)
1746                 return;
1747
1748         max_addr = __find_max_addr(limit);
1749
1750         /* @limit exceeds the total size of the memory, do nothing */
1751         if (max_addr == PHYS_ADDR_MAX)
1752                 return;
1753
1754         /* truncate both memory and reserved regions */
1755         memblock_remove_range(&memblock.memory, max_addr,
1756                               PHYS_ADDR_MAX);
1757         memblock_remove_range(&memblock.reserved, max_addr,
1758                               PHYS_ADDR_MAX);
1759 }
1760
1761 void __init memblock_cap_memory_range(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1762 {
1763         int start_rgn, end_rgn;
1764         int i, ret;
1765
1766         if (!size)
1767                 return;
1768
1769         if (!memblock_memory->total_size) {
1770                 pr_warn("%s: No memory registered yet\n", __func__);
1771                 return;
1772         }
1773
1774         ret = memblock_isolate_range(&memblock.memory, base, size,
1775                                                 &start_rgn, &end_rgn);
1776         if (ret)
1777                 return;
1778
1779         /* remove all the MAP regions */
1780         for (i = memblock.memory.cnt - 1; i >= end_rgn; i--)
1781                 if (!memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]))
1782                         memblock_remove_region(&memblock.memory, i);
1783
1784         for (i = start_rgn - 1; i >= 0; i--)
1785                 if (!memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]))
1786                         memblock_remove_region(&memblock.memory, i);
1787
1788         /* truncate the reserved regions */
1789         memblock_remove_range(&memblock.reserved, 0, base);
1790         memblock_remove_range(&memblock.reserved,
1791                         base + size, PHYS_ADDR_MAX);
1792 }
1793
1794 void __init memblock_mem_limit_remove_map(phys_addr_t limit)
1795 {
1796         phys_addr_t max_addr;
1797
1798         if (!limit)
1799                 return;
1800
1801         max_addr = __find_max_addr(limit);
1802
1803         /* @limit exceeds the total size of the memory, do nothing */
1804         if (max_addr == PHYS_ADDR_MAX)
1805                 return;
1806
1807         memblock_cap_memory_range(0, max_addr);
1808 }
1809
1810 static int __init_memblock memblock_search(struct memblock_type *type, phys_addr_t addr)
1811 {
1812         unsigned int left = 0, right = type->cnt;
1813
1814         do {
1815                 unsigned int mid = (right + left) / 2;
1816
1817                 if (addr < type->regions[mid].base)
1818                         right = mid;
1819                 else if (addr >= (type->regions[mid].base +
1820                                   type->regions[mid].size))
1821                         left = mid + 1;
1822                 else
1823                         return mid;
1824         } while (left < right);
1825         return -1;
1826 }
1827
1828 bool __init_memblock memblock_is_reserved(phys_addr_t addr)
1829 {
1830         return memblock_search(&memblock.reserved, addr) != -1;
1831 }
1832
1833 bool __init_memblock memblock_is_memory(phys_addr_t addr)
1834 {
1835         return memblock_search(&memblock.memory, addr) != -1;
1836 }
1837
1838 bool __init_memblock memblock_is_map_memory(phys_addr_t addr)
1839 {
1840         int i = memblock_search(&memblock.memory, addr);
1841
1842         if (i == -1)
1843                 return false;
1844         return !memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]);
1845 }
1846
1847 int __init_memblock memblock_search_pfn_nid(unsigned long pfn,
1848                          unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
1849 {
1850         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
1851         int mid = memblock_search(type, PFN_PHYS(pfn));
1852
1853         if (mid == -1)
1854                 return -1;
1855
1856         *start_pfn = PFN_DOWN(type->regions[mid].base);
1857         *end_pfn = PFN_DOWN(type->regions[mid].base + type->regions[mid].size);
1858
1859         return memblock_get_region_node(&type->regions[mid]);
1860 }
1861
1862 /**
1863  * memblock_is_region_memory - check if a region is a subset of memory
1864  * @base: base of region to check
1865  * @size: size of region to check
1866  *
1867  * Check if the region [@base, @base + @size) is a subset of a memory block.
1868  *
1869  * Return:
1870  * 0 if false, non-zero if true
1871  */
1872 bool __init_memblock memblock_is_region_memory(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1873 {
1874         int idx = memblock_search(&memblock.memory, base);
1875         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
1876
1877         if (idx == -1)
1878                 return false;
1879         return (memblock.memory.regions[idx].base +
1880                  memblock.memory.regions[idx].size) >= end;
1881 }
1882
1883 /**
1884  * memblock_is_region_reserved - check if a region intersects reserved memory
1885  * @base: base of region to check
1886  * @size: size of region to check
1887  *
1888  * Check if the region [@base, @base + @size) intersects a reserved
1889  * memory block.
1890  *
1891  * Return:
1892  * True if they intersect, false if not.
1893  */
1894 bool __init_memblock memblock_is_region_reserved(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1895 {
1896         return memblock_overlaps_region(&memblock.reserved, base, size);
1897 }
1898
1899 void __init_memblock memblock_trim_memory(phys_addr_t align)
1900 {
1901         phys_addr_t start, end, orig_start, orig_end;
1902         struct memblock_region *r;
1903
1904         for_each_mem_region(r) {
1905                 orig_start = r->base;
1906                 orig_end = r->base + r->size;
1907                 start = round_up(orig_start, align);
1908                 end = round_down(orig_end, align);
1909
1910                 if (start == orig_start && end == orig_end)
1911                         continue;
1912
1913                 if (start < end) {
1914                         r->base = start;
1915                         r->size = end - start;
1916                 } else {
1917                         memblock_remove_region(&memblock.memory,
1918                                                r - memblock.memory.regions);
1919                         r--;
1920                 }
1921         }
1922 }
1923
1924 void __init_memblock memblock_set_current_limit(phys_addr_t limit)
1925 {
1926         memblock.current_limit = limit;
1927 }
1928
1929 phys_addr_t __init_memblock memblock_get_current_limit(void)
1930 {
1931         return memblock.current_limit;
1932 }
1933
1934 static void __init_memblock memblock_dump(struct memblock_type *type)
1935 {
1936         phys_addr_t base, end, size;
1937         enum memblock_flags flags;
1938         int idx;
1939         struct memblock_region *rgn;
1940
1941         pr_info(" %s.cnt  = 0x%lx\n", type->name, type->cnt);
1942
1943         for_each_memblock_type(idx, type, rgn) {
1944                 char nid_buf[32] = "";
1945
1946                 base = rgn->base;
1947                 size = rgn->size;
1948                 end = base + size - 1;
1949                 flags = rgn->flags;
1950 #ifdef CONFIG_NUMA
1951                 if (memblock_get_region_node(rgn) != MAX_NUMNODES)
1952                         snprintf(nid_buf, sizeof(nid_buf), " on node %d",
1953                                  memblock_get_region_node(rgn));
1954 #endif
1955                 pr_info(" %s[%#x]\t[%pa-%pa], %pa bytes%s flags: %#x\n",
1956                         type->name, idx, &base, &end, &size, nid_buf, flags);
1957         }
1958 }
1959
1960 static void __init_memblock __memblock_dump_all(void)
1961 {
1962         pr_info("MEMBLOCK configuration:\n");
1963         pr_info(" memory size = %pa reserved size = %pa\n",
1964                 &memblock.memory.total_size,
1965                 &memblock.reserved.total_size);
1966
1967         memblock_dump(&memblock.memory);
1968         memblock_dump(&memblock.reserved);
1969 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
1970         memblock_dump(&physmem);
1971 #endif
1972 }
1973
1974 void __init_memblock memblock_dump_all(void)
1975 {
1976         if (memblock_debug)
1977                 __memblock_dump_all();
1978 }
1979
1980 void __init memblock_allow_resize(void)
1981 {
1982         memblock_can_resize = 1;
1983 }
1984
1985 static int __init early_memblock(char *p)
1986 {
1987         if (p && strstr(p, "debug"))
1988                 memblock_debug = 1;
1989         return 0;
1990 }
1991 early_param("memblock", early_memblock);
1992
1993 static void __init free_memmap(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1994 {
1995         struct page *start_pg, *end_pg;
1996         phys_addr_t pg, pgend;
1997
1998         /*
1999          * Convert start_pfn/end_pfn to a struct page pointer.
2000          */
2001         start_pg = pfn_to_page(start_pfn - 1) + 1;
2002         end_pg = pfn_to_page(end_pfn - 1) + 1;
2003
2004         /*
2005          * Convert to physical addresses, and round start upwards and end
2006          * downwards.
2007          */
2008         pg = PAGE_ALIGN(__pa(start_pg));
2009         pgend = __pa(end_pg) & PAGE_MASK;
2010
2011         /*
2012          * If there are free pages between these, free the section of the
2013          * memmap array.
2014          */
2015         if (pg < pgend)
2016                 memblock_phys_free(pg, pgend - pg);
2017 }
2018
2019 /*
2020  * The mem_map array can get very big.  Free the unused area of the memory map.
2021  */
2022 static void __init free_unused_memmap(void)
2023 {
2024         unsigned long start, end, prev_end = 0;
2025         int i;
2026
2027         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_ARCH_PFN_VALID) ||
2028             IS_ENABLED(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP))
2029                 return;
2030
2031         /*
2032          * This relies on each bank being in address order.
2033          * The banks are sorted previously in bootmem_init().
2034          */
2035         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start, &end, NULL) {
2036 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
2037                 /*
2038                  * Take care not to free memmap entries that don't exist
2039                  * due to SPARSEMEM sections which aren't present.
2040                  */
2041                 start = min(start, ALIGN(prev_end, PAGES_PER_SECTION));
2042 #endif
2043                 /*
2044                  * Align down here since many operations in VM subsystem
2045                  * presume that there are no holes in the memory map inside
2046                  * a pageblock
2047                  */
2048                 start = pageblock_start_pfn(start);
2049
2050                 /*
2051                  * If we had a previous bank, and there is a space
2052                  * between the current bank and the previous, free it.
2053                  */
2054                 if (prev_end && prev_end < start)
2055                         free_memmap(prev_end, start);
2056
2057                 /*
2058                  * Align up here since many operations in VM subsystem
2059                  * presume that there are no holes in the memory map inside
2060                  * a pageblock
2061                  */
2062                 prev_end = pageblock_align(end);
2063         }
2064
2065 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
2066         if (!IS_ALIGNED(prev_end, PAGES_PER_SECTION)) {
2067                 prev_end = pageblock_align(end);
2068                 free_memmap(prev_end, ALIGN(prev_end, PAGES_PER_SECTION));
2069         }
2070 #endif
2071 }
2072
2073 static void __init __free_pages_memory(unsigned long start, unsigned long end)
2074 {
2075         int order;
2076
2077         while (start < end) {
2078                 /*
2079                  * Free the pages in the largest chunks alignment allows.
2080                  *
2081                  * __ffs() behaviour is undefined for 0. start == 0 is
2082                  * MAX_ORDER-aligned, set order to MAX_ORDER for the case.
2083                  */
2084                 if (start)
2085                         order = min_t(int, MAX_ORDER, __ffs(start));
2086                 else
2087                         order = MAX_ORDER;
2088
2089                 while (start + (1UL << order) > end)
2090                         order--;
2091
2092                 memblock_free_pages(pfn_to_page(start), start, order);
2093
2094                 start += (1UL << order);
2095         }
2096 }
2097
2098 static unsigned long __init __free_memory_core(phys_addr_t start,
2099                                  phys_addr_t end)
2100 {
2101         unsigned long start_pfn = PFN_UP(start);
2102         unsigned long end_pfn = min_t(unsigned long,
2103                                       PFN_DOWN(end), max_low_pfn);
2104
2105         if (start_pfn >= end_pfn)
2106                 return 0;
2107
2108         __free_pages_memory(start_pfn, end_pfn);
2109
2110         return end_pfn - start_pfn;
2111 }
2112
2113 static void __init memmap_init_reserved_pages(void)
2114 {
2115         struct memblock_region *region;
2116         phys_addr_t start, end;
2117         int nid;
2118
2119         /*
2120          * set nid on all reserved pages and also treat struct
2121          * pages for the NOMAP regions as PageReserved
2122          */
2123         for_each_mem_region(region) {
2124                 nid = memblock_get_region_node(region);
2125                 start = region->base;
2126                 end = start + region->size;
2127
2128                 if (memblock_is_nomap(region))
2129                         reserve_bootmem_region(start, end, nid);
2130
2131                 memblock_set_node(start, end, &memblock.reserved, nid);
2132         }
2133
2134         /*
2135          * initialize struct pages for reserved regions that don't have
2136          * the MEMBLOCK_RSRV_NOINIT flag set
2137          */
2138         for_each_reserved_mem_region(region) {
2139                 if (!memblock_is_reserved_noinit(region)) {
2140                         nid = memblock_get_region_node(region);
2141                         start = region->base;
2142                         end = start + region->size;
2143
2144                         reserve_bootmem_region(start, end, nid);
2145                 }
2146         }
2147 }
2148
2149 static unsigned long __init free_low_memory_core_early(void)
2150 {
2151         unsigned long count = 0;
2152         phys_addr_t start, end;
2153         u64 i;
2154
2155         memblock_clear_hotplug(0, -1);
2156
2157         memmap_init_reserved_pages();
2158
2159         /*
2160          * We need to use NUMA_NO_NODE instead of NODE_DATA(0)->node_id
2161          *  because in some case like Node0 doesn't have RAM installed
2162          *  low ram will be on Node1
2163          */
2164         for_each_free_mem_range(i, NUMA_NO_NODE, MEMBLOCK_NONE, &start, &end,
2165                                 NULL)
2166                 count += __free_memory_core(start, end);
2167
2168         return count;
2169 }
2170
2171 static int reset_managed_pages_done __initdata;
2172
2173 static void __init reset_node_managed_pages(pg_data_t *pgdat)
2174 {
2175         struct zone *z;
2176
2177         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
2178                 atomic_long_set(&z->managed_pages, 0);
2179 }
2180
2181 void __init reset_all_zones_managed_pages(void)
2182 {
2183         struct pglist_data *pgdat;
2184
2185         if (reset_managed_pages_done)
2186                 return;
2187
2188         for_each_online_pgdat(pgdat)
2189                 reset_node_managed_pages(pgdat);
2190
2191         reset_managed_pages_done = 1;
2192 }
2193
2194 /**
2195  * memblock_free_all - release free pages to the buddy allocator
2196  */
2197 void __init memblock_free_all(void)
2198 {
2199         unsigned long pages;
2200
2201         free_unused_memmap();
2202         reset_all_zones_managed_pages();
2203
2204         pages = free_low_memory_core_early();
2205         totalram_pages_add(pages);
2206 }
2207
2208 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && defined(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK)
2209 static const char * const flagname[] = {
2210         [ilog2(MEMBLOCK_HOTPLUG)] = "HOTPLUG",
2211         [ilog2(MEMBLOCK_MIRROR)] = "MIRROR",
2212         [ilog2(MEMBLOCK_NOMAP)] = "NOMAP",
2213         [ilog2(MEMBLOCK_DRIVER_MANAGED)] = "DRV_MNG",
2214 };
2215
2216 static int memblock_debug_show(struct seq_file *m, void *private)
2217 {
2218         struct memblock_type *type = m->private;
2219         struct memblock_region *reg;
2220         int i, j, nid;
2221         unsigned int count = ARRAY_SIZE(flagname);
2222         phys_addr_t end;
2223
2224         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
2225                 reg = &type->regions[i];
2226                 end = reg->base + reg->size - 1;
2227                 nid = memblock_get_region_node(reg);
2228
2229                 seq_printf(m, "%4d: ", i);
2230                 seq_printf(m, "%pa..%pa ", &reg->base, &end);
2231                 if (nid != MAX_NUMNODES)
2232                         seq_printf(m, "%4d ", nid);
2233                 else
2234                         seq_printf(m, "%4c ", 'x');
2235                 if (reg->flags) {
2236                         for (j = 0; j < count; j++) {
2237                                 if (reg->flags & (1U << j)) {
2238                                         seq_printf(m, "%s\n", flagname[j]);
2239                                         break;
2240                                 }
2241                         }
2242                         if (j == count)
2243                                 seq_printf(m, "%s\n", "UNKNOWN");
2244                 } else {
2245                         seq_printf(m, "%s\n", "NONE");
2246                 }
2247         }
2248         return 0;
2249 }
2250 DEFINE_SHOW_ATTRIBUTE(memblock_debug);
2251
2252 static int __init memblock_init_debugfs(void)
2253 {
2254         struct dentry *root = debugfs_create_dir("memblock", NULL);
2255
2256         debugfs_create_file("memory", 0444, root,
2257                             &memblock.memory, &memblock_debug_fops);
2258         debugfs_create_file("reserved", 0444, root,
2259                             &memblock.reserved, &memblock_debug_fops);
2260 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
2261         debugfs_create_file("physmem", 0444, root, &physmem,
2262                             &memblock_debug_fops);
2263 #endif
2264
2265         return 0;
2266 }
2267 __initcall(memblock_init_debugfs);
2268
2269 #endif /* CONFIG_DEBUG_FS */