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/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  * RETURNS:
 190  * Found address on success, 0 on failure.
 191  */
 192 phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range_node(phys_addr_t size,
 193                                         phys_addr_t align, phys_addr_t start,
 194                                         phys_addr_t end, int nid, ulong flags)
 195 {
 196         /* pump up @end */
 197         if (end == MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE)
 198                 end = memblock.current_limit;
 199
 200         /* avoid allocating the first page */
 201         start = max_t(phys_addr_t, start, PAGE_SIZE);
 202         end = max(start, end);
 203
 204         if (memblock_bottom_up())
 205                 return __memblock_find_range_bottom_up(start, end, size, align,
 206                                                        nid, flags);
 207         else
 208                 return __memblock_find_range_top_down(start, end, size, align,
 209                                                       nid, flags);
 210 }
 211
 212 /**
 213  * memblock_find_in_range - find free area in given range
 214  * @start: start of candidate range
 215  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_{ANYWHERE|ACCESSIBLE}
 216  * @size: size of free area to find
 217  * @align: alignment of free area to find
 218  *
 219  * Find @size free area aligned to @align in the specified range.
 220  *
 221  * RETURNS:
 222  * Found address on success, 0 on failure.
 223  */
 224 phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range(phys_addr_t start,
 225                                         phys_addr_t end, phys_addr_t size,
 226                                         phys_addr_t align)
 227 {
 228         phys_addr_t ret;
 229         ulong flags = choose_memblock_flags();
 230
 231 again:
 232         ret = memblock_find_in_range_node(size, align, start, end,
 233                                             NUMA_NO_NODE, flags);
 234
 235         if (!ret && (flags & MEMBLOCK_MIRROR)) {
 236                 pr_warn("Could not allocate %pap bytes of mirrored memory\n",
 237                         &size);
 238                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
 239                 goto again;
 240         }
 241
 242         return ret;
 243 }
 244
 245 static void __init_memblock memblock_remove_region(struct memblock_type *type, unsigned long r)
 246 {
 247         type->total_size -= type->regions[r].size;
 248         memmove(&type->regions[r], &type->regions[r + 1],
 249                 (type->cnt - (r + 1)) * sizeof(type->regions[r]));
 250         type->cnt--;
 251
 252         /* Special case for empty arrays */
 253         if (type->cnt == 0) {
 254                 WARN_ON(type->total_size != 0);
 255                 type->cnt = 1;
 256                 type->regions[0].base = 0;
 257                 type->regions[0].size = 0;
 258                 type->regions[0].flags = 0;
 259                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], MAX_NUMNODES);
 260         }
 261 }
 262
 263 #ifdef CONFIG_ARCH_DISCARD_MEMBLOCK
 264 /**
 265  * Discard memory and reserved arrays if they were allocated
 266  */
 267 void __init memblock_discard(void)
 268 {
 269         phys_addr_t addr, size;
 270
 271         if (memblock.reserved.regions != memblock_reserved_init_regions) {
 272                 addr = __pa(memblock.reserved.regions);
 273                 size = PAGE_ALIGN(sizeof(struct memblock_region) *
 274                                   memblock.reserved.max);
 275                 __memblock_free_late(addr, size);
 276         }
 277
 278         if (memblock.memory.regions != memblock_memory_init_regions) {
 279                 addr = __pa(memblock.memory.regions);
 280                 size = PAGE_ALIGN(sizeof(struct memblock_region) *
 281                                   memblock.memory.max);
 282                 __memblock_free_late(addr, size);
 283         }
 284 }
 285 #endif
 286
 287 /**
 288  * memblock_double_array - double the size of the memblock regions array
 289  * @type: memblock type of the regions array being doubled
 290  * @new_area_start: starting address of memory range to avoid overlap with
 291  * @new_area_size: size of memory range to avoid overlap with
 292  *
 293  * Double the size of the @type regions array. If memblock is being used to
 294  * allocate memory for a new reserved regions array and there is a previously
 295  * allocated memory range [@new_area_start,@new_area_start+@new_area_size]
 296  * waiting to be reserved, ensure the memory used by the new array does
 297  * not overlap.
 298  *
 299  * RETURNS:
 300  * 0 on success, -1 on failure.
 301  */
 302 static int __init_memblock memblock_double_array(struct memblock_type *type,
 303                                                 phys_addr_t new_area_start,
 304                                                 phys_addr_t new_area_size)
 305 {
 306         struct memblock_region *new_array, *old_array;
 307         phys_addr_t old_alloc_size, new_alloc_size;
 308         phys_addr_t old_size, new_size, addr;
 309         int use_slab = slab_is_available();
 310         int *in_slab;
 311
 312         /* We don't allow resizing until we know about the reserved regions
 313          * of memory that aren't suitable for allocation
 314          */
 315         if (!memblock_can_resize)
 316                 return -1;
 317
 318         /* Calculate new doubled size */
 319         old_size = type->max * sizeof(struct memblock_region);
 320         new_size = old_size << 1;
 321         /*
 322          * We need to allocated new one align to PAGE_SIZE,
 323          *   so we can free them completely later.
 324          */
 325         old_alloc_size = PAGE_ALIGN(old_size);
 326         new_alloc_size = PAGE_ALIGN(new_size);
 327
 328         /* Retrieve the slab flag */
 329         if (type == &memblock.memory)
 330                 in_slab = &memblock_memory_in_slab;
 331         else
 332                 in_slab = &memblock_reserved_in_slab;
 333
 334         /* Try to find some space for it.
 335          *
 336          * WARNING: We assume that either slab_is_available() and we use it or
 337          * we use MEMBLOCK for allocations. That means that this is unsafe to
 338          * use when bootmem is currently active (unless bootmem itself is
 339          * implemented on top of MEMBLOCK which isn't the case yet)
 340          *
 341          * This should however not be an issue for now, as we currently only
 342          * call into MEMBLOCK while it's still active, or much later when slab
 343          * is active for memory hotplug operations
 344          */
 345         if (use_slab) {
 346                 new_array = kmalloc(new_size, GFP_KERNEL);
 347                 addr = new_array ? __pa(new_array) : 0;
 348         } else {
 349                 /* only exclude range when trying to double reserved.regions */
 350                 if (type != &memblock.reserved)
 351                         new_area_start = new_area_size = 0;
 352
 353                 addr = memblock_find_in_range(new_area_start + new_area_size,
 354                                                 memblock.current_limit,
 355                                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
 356                 if (!addr && new_area_size)
 357                         addr = memblock_find_in_range(0,
 358                                 min(new_area_start, memblock.current_limit),
 359                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
 360
 361                 new_array = addr ? __va(addr) : NULL;
 362         }
 363         if (!addr) {
 364                 pr_err("memblock: Failed to double %s array from %ld to %ld entries !\n",
 365                        memblock_type_name(type), type->max, type->max * 2);
 366                 return -1;
 367         }
 368
 369         memblock_dbg("memblock: %s is doubled to %ld at [%#010llx-%#010llx]",
 370                         memblock_type_name(type), type->max * 2, (u64)addr,
 371                         (u64)addr + new_size - 1);
 372
 373         /*
 374          * Found space, we now need to move the array over before we add the
 375          * reserved region since it may be our reserved array itself that is
 376          * full.
 377          */
 378         memcpy(new_array, type->regions, old_size);
 379         memset(new_array + type->max, 0, old_size);
 380         old_array = type->regions;
 381         type->regions = new_array;
 382         type->max <<= 1;
 383
 384         /* Free old array. We needn't free it if the array is the static one */
 385         if (*in_slab)
 386                 kfree(old_array);
 387         else if (old_array != memblock_memory_init_regions &&
 388                  old_array != memblock_reserved_init_regions)
 389                 memblock_free(__pa(old_array), old_alloc_size);
 390
 391         /*
 392          * Reserve the new array if that comes from the memblock.  Otherwise, we
 393          * needn't do it
 394          */
 395         if (!use_slab)
 396                 BUG_ON(memblock_reserve(addr, new_alloc_size));
 397
 398         /* Update slab flag */
 399         *in_slab = use_slab;
 400
 401         return 0;
 402 }
 403
 404 /**
 405  * memblock_merge_regions - merge neighboring compatible regions
 406  * @type: memblock type to scan
 407  *
 408  * Scan @type and merge neighboring compatible regions.
 409  */
 410 static void __init_memblock memblock_merge_regions(struct memblock_type *type)
 411 {
 412         int i = 0;
 413
 414         /* cnt never goes below 1 */
 415         while (i < type->cnt - 1) {
 416                 struct memblock_region *this = &type->regions[i];
 417                 struct memblock_region *next = &type->regions[i + 1];
 418
 419                 if (this->base + this->size != next->base ||
 420                     memblock_get_region_node(this) !=
 421                     memblock_get_region_node(next) ||
 422                     this->flags != next->flags) {
 423                         BUG_ON(this->base + this->size > next->base);
 424                         i++;
 425                         continue;
 426                 }
 427
 428                 this->size += next->size;
 429                 /* move forward from next + 1, index of which is i + 2 */
 430                 memmove(next, next + 1, (type->cnt - (i + 2)) * sizeof(*next));
 431                 type->cnt--;
 432         }
 433 }
 434
 435 /**
 436  * memblock_insert_region - insert new memblock region
 437  * @type:       memblock type to insert into
 438  * @idx:        index for the insertion point
 439  * @base:       base address of the new region
 440  * @size:       size of the new region
 441  * @nid:        node id of the new region
 442  * @flags:      flags of the new region
 443  *
 444  * Insert new memblock region [@base,@base+@size) into @type at @idx.
 445  * @type must already have extra room to accommodate the new region.
 446  */
 447 static void __init_memblock memblock_insert_region(struct memblock_type *type,
 448                                                    int idx, phys_addr_t base,
 449                                                    phys_addr_t size,
 450                                                    int nid, unsigned long flags)
 451 {
 452         struct memblock_region *rgn = &type->regions[idx];
 453
 454         BUG_ON(type->cnt >= type->max);
 455         memmove(rgn + 1, rgn, (type->cnt - idx) * sizeof(*rgn));
 456         rgn->base = base;
 457         rgn->size = size;
 458         rgn->flags = flags;
 459         memblock_set_region_node(rgn, nid);
 460         type->cnt++;
 461         type->total_size += size;
 462 }
 463
 464 /**
 465  * memblock_add_range - add new memblock region
 466  * @type: memblock type to add new region into
 467  * @base: base address of the new region
 468  * @size: size of the new region
 469  * @nid: nid of the new region
 470  * @flags: flags of the new region
 471  *
 472  * Add new memblock region [@base,@base+@size) into @type.  The new region
 473  * is allowed to overlap with existing ones - overlaps don't affect already
 474  * existing regions.  @type is guaranteed to be minimal (all neighbouring
 475  * compatible regions are merged) after the addition.
 476  *
 477  * RETURNS:
 478  * 0 on success, -errno on failure.
 479  */
 480 int __init_memblock memblock_add_range(struct memblock_type *type,
 481                                 phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 482                                 int nid, unsigned long flags)
 483 {
 484         bool insert = false;
 485         phys_addr_t obase = base;
 486         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
 487         int idx, nr_new;
 488         struct memblock_region *rgn;
 489
 490         if (!size)
 491                 return 0;
 492
 493         /* special case for empty array */
 494         if (type->regions[0].size == 0) {
 495                 WARN_ON(type->cnt != 1 || type->total_size);
 496                 type->regions[0].base = base;
 497                 type->regions[0].size = size;
 498                 type->regions[0].flags = flags;
 499                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], nid);
 500                 type->total_size = size;
 501                 return 0;
 502         }
 503 repeat:
 504         /*
 505          * The following is executed twice.  Once with %false @insert and
 506          * then with %true.  The first counts the number of regions needed
 507          * to accommodate the new area.  The second actually inserts them.
 508          */
 509         base = obase;
 510         nr_new = 0;
 511
 512         for_each_memblock_type(type, rgn) {
 513                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
 514                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
 515
 516                 if (rbase >= end)
 517                         break;
 518                 if (rend <= base)
 519                         continue;
 520                 /*
 521                  * @rgn overlaps.  If it separates the lower part of new
 522                  * area, insert that portion.
 523                  */
 524                 if (rbase > base) {
 525 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
 526                         WARN_ON(nid != memblock_get_region_node(rgn));
 527 #endif
 528                         WARN_ON(flags != rgn->flags);
 529                         nr_new++;
 530                         if (insert)
 531                                 memblock_insert_region(type, idx++, base,
 532                                                        rbase - base, nid,
 533                                                        flags);
 534                 }
 535                 /* area below @rend is dealt with, forget about it */
 536                 base = min(rend, end);
 537         }
 538
 539         /* insert the remaining portion */
 540         if (base < end) {
 541                 nr_new++;
 542                 if (insert)
 543                         memblock_insert_region(type, idx, base, end - base,
 544                                                nid, flags);
 545         }
 546
 547         if (!nr_new)
 548                 return 0;
 549
 550         /*
 551          * If this was the first round, resize array and repeat for actual
 552          * insertions; otherwise, merge and return.
 553          */
 554         if (!insert) {
 555                 while (type->cnt + nr_new > type->max)
 556                         if (memblock_double_array(type, obase, size) < 0)
 557                                 return -ENOMEM;
 558                 insert = true;
 559                 goto repeat;
 560         } else {
 561                 memblock_merge_regions(type);
 562                 return 0;
 563         }
 564 }
 565
 566 int __init_memblock memblock_add_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 567                                        int nid)
 568 {
 569         return memblock_add_range(&memblock.memory, base, size, nid, 0);
 570 }
 571
 572 int __init_memblock memblock_add(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 573 {
 574         memblock_dbg("memblock_add: [%#016llx-%#016llx] flags %#02lx %pF\n",
 575                      (unsigned long long)base,
 576                      (unsigned long long)base + size - 1,
 577                      0UL, (void *)_RET_IP_);
 578
 579         return memblock_add_range(&memblock.memory, base, size, MAX_NUMNODES, 0);
 580 }
 581
 582 /**
 583  * memblock_isolate_range - isolate given range into disjoint memblocks
 584  * @type: memblock type to isolate range for
 585  * @base: base of range to isolate
 586  * @size: size of range to isolate
 587  * @start_rgn: out parameter for the start of isolated region
 588  * @end_rgn: out parameter for the end of isolated region
 589  *
 590  * Walk @type and ensure that regions don't cross the boundaries defined by
 591  * [@base,@base+@size).  Crossing regions are split at the boundaries,
 592  * which may create at most two more regions.  The index of the first
 593  * region inside the range is returned in *@start_rgn and end in *@end_rgn.
 594  *
 595  * RETURNS:
 596  * 0 on success, -errno on failure.
 597  */
 598 static int __init_memblock memblock_isolate_range(struct memblock_type *type,
 599                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 600                                         int *start_rgn, int *end_rgn)
 601 {
 602         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
 603         int idx;
 604         struct memblock_region *rgn;
 605
 606         *start_rgn = *end_rgn = 0;
 607
 608         if (!size)
 609                 return 0;
 610
 611         /* we'll create at most two more regions */
 612         while (type->cnt + 2 > type->max)
 613                 if (memblock_double_array(type, base, size) < 0)
 614                         return -ENOMEM;
 615
 616         for_each_memblock_type(type, rgn) {
 617                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
 618                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
 619
 620                 if (rbase >= end)
 621                         break;
 622                 if (rend <= base)
 623                         continue;
 624
 625                 if (rbase < base) {
 626                         /*
 627                          * @rgn intersects from below.  Split and continue
 628                          * to process the next region - the new top half.
 629                          */
 630                         rgn->base = base;
 631                         rgn->size -= base - rbase;
 632                         type->total_size -= base - rbase;
 633                         memblock_insert_region(type, idx, rbase, base - rbase,
 634                                                memblock_get_region_node(rgn),
 635                                                rgn->flags);
 636                 } else if (rend > end) {
 637                         /*
 638                          * @rgn intersects from above.  Split and redo the
 639                          * current region - the new bottom half.
 640                          */
 641                         rgn->base = end;
 642                         rgn->size -= end - rbase;
 643                         type->total_size -= end - rbase;
 644                         memblock_insert_region(type, idx--, rbase, end - rbase,
 645                                                memblock_get_region_node(rgn),
 646                                                rgn->flags);
 647                 } else {
 648                         /* @rgn is fully contained, record it */
 649                         if (!*end_rgn)
 650                                 *start_rgn = idx;
 651                         *end_rgn = idx + 1;
 652                 }
 653         }
 654
 655         return 0;
 656 }
 657
 658 static int __init_memblock memblock_remove_range(struct memblock_type *type,
 659                                           phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 660 {
 661         int start_rgn, end_rgn;
 662         int i, ret;
 663
 664         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
 665         if (ret)
 666                 return ret;
 667
 668         for (i = end_rgn - 1; i >= start_rgn; i--)
 669                 memblock_remove_region(type, i);
 670         return 0;
 671 }
 672
 673 int __init_memblock memblock_remove(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 674 {
 675         return memblock_remove_range(&memblock.memory, base, size);
 676 }
 677
 678
 679 int __init_memblock memblock_free(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 680 {
 681         memblock_dbg("   memblock_free: [%#016llx-%#016llx] %pF\n",
 682                      (unsigned long long)base,
 683                      (unsigned long long)base + size - 1,
 684                      (void *)_RET_IP_);
 685
 686         kmemleak_free_part_phys(base, size);
 687         return memblock_remove_range(&memblock.reserved, base, size);
 688 }
 689
 690 int __init_memblock memblock_reserve(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 691 {
 692         memblock_dbg("memblock_reserve: [%#016llx-%#016llx] flags %#02lx %pF\n",
 693                      (unsigned long long)base,
 694                      (unsigned long long)base + size - 1,
 695                      0UL, (void *)_RET_IP_);
 696
 697         return memblock_add_range(&memblock.reserved, base, size, MAX_NUMNODES, 0);
 698 }
 699
 700 /**
 701  *
 702  * This function isolates region [@base, @base + @size), and sets/clears flag
 703  *
 704  * Return 0 on success, -errno on failure.
 705  */
 706 static int __init_memblock memblock_setclr_flag(phys_addr_t base,
 707                                 phys_addr_t size, int set, int flag)
 708 {
 709         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
 710         int i, ret, start_rgn, end_rgn;
 711
 712         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
 713         if (ret)
 714                 return ret;
 715
 716         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++)
 717                 if (set)
 718                         memblock_set_region_flags(&type->regions[i], flag);
 719                 else
 720                         memblock_clear_region_flags(&type->regions[i], flag);
 721
 722         memblock_merge_regions(type);
 723         return 0;
 724 }
 725
 726 /**
 727  * memblock_mark_hotplug - Mark hotpluggable memory with flag MEMBLOCK_HOTPLUG.
 728  * @base: the base phys addr of the region
 729  * @size: the size of the region
 730  *
 731  * Return 0 on success, -errno on failure.
 732  */
 733 int __init_memblock memblock_mark_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 734 {
 735         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_HOTPLUG);
 736 }
 737
 738 /**
 739  * memblock_clear_hotplug - Clear flag MEMBLOCK_HOTPLUG for a specified region.
 740  * @base: the base phys addr of the region
 741  * @size: the size of the region
 742  *
 743  * Return 0 on success, -errno on failure.
 744  */
 745 int __init_memblock memblock_clear_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 746 {
 747         return memblock_setclr_flag(base, size, 0, MEMBLOCK_HOTPLUG);
 748 }
 749
 750 /**
 751  * memblock_mark_mirror - Mark mirrored memory with flag MEMBLOCK_MIRROR.
 752  * @base: the base phys addr of the region
 753  * @size: the size of the region
 754  *
 755  * Return 0 on success, -errno on failure.
 756  */
 757 int __init_memblock memblock_mark_mirror(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 758 {
 759         system_has_some_mirror = true;
 760
 761         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_MIRROR);
 762 }
 763
 764 /**
 765  * memblock_mark_nomap - Mark a memory region with flag MEMBLOCK_NOMAP.
 766  * @base: the base phys addr of the region
 767  * @size: the size of the region
 768  *
 769  * Return 0 on success, -errno on failure.
 770  */
 771 int __init_memblock memblock_mark_nomap(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 772 {
 773         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_NOMAP);
 774 }
 775
 776 /**
 777  * __next_reserved_mem_region - next function for for_each_reserved_region()
 778  * @idx: pointer to u64 loop variable
 779  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the region, can be %NULL
 780  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the region, can be %NULL
 781  *
 782  * Iterate over all reserved memory regions.
 783  */
 784 void __init_memblock __next_reserved_mem_region(u64 *idx,
 785                                            phys_addr_t *out_start,
 786                                            phys_addr_t *out_end)
 787 {
 788         struct memblock_type *type = &memblock.reserved;
 789
 790         if (*idx < type->cnt) {
 791                 struct memblock_region *r = &type->regions[*idx];
 792                 phys_addr_t base = r->base;
 793                 phys_addr_t size = r->size;
 794
 795                 if (out_start)
 796                         *out_start = base;
 797                 if (out_end)
 798                         *out_end = base + size - 1;
 799
 800                 *idx += 1;
 801                 return;
 802         }
 803
 804         /* signal end of iteration */
 805         *idx = ULLONG_MAX;
 806 }
 807
 808 /**
 809  * __next__mem_range - next function for for_each_free_mem_range() etc.
 810  * @idx: pointer to u64 loop variable
 811  * @nid: node selector, %NUMA_NO_NODE for all nodes
 812  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
 813  * @type_a: pointer to memblock_type from where the range is taken
 814  * @type_b: pointer to memblock_type which excludes memory from being taken
 815  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
 816  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
 817  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
 818  *
 819  * Find the first area from *@idx which matches @nid, fill the out
 820  * parameters, and update *@idx for the next iteration.  The lower 32bit of
 821  * *@idx contains index into type_a and the upper 32bit indexes the
 822  * areas before each region in type_b.  For example, if type_b regions
 823  * look like the following,
 824  *
 825  *      0:[0-16), 1:[32-48), 2:[128-130)
 826  *
 827  * The upper 32bit indexes the following regions.
 828  *
 829  *      0:[0-0), 1:[16-32), 2:[48-128), 3:[130-MAX)
 830  *
 831  * As both region arrays are sorted, the function advances the two indices
 832  * in lockstep and returns each intersection.
 833  */
 834 void __init_memblock __next_mem_range(u64 *idx, int nid, ulong flags,
 835                                       struct memblock_type *type_a,
 836                                       struct memblock_type *type_b,
 837                                       phys_addr_t *out_start,
 838                                       phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
 839 {
 840         int idx_a = *idx & 0xffffffff;
 841         int idx_b = *idx >> 32;
 842
 843         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES,
 844         "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
 845                 nid = NUMA_NO_NODE;
 846
 847         for (; idx_a < type_a->cnt; idx_a++) {
 848                 struct memblock_region *m = &type_a->regions[idx_a];
 849
 850                 phys_addr_t m_start = m->base;
 851                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
 852                 int         m_nid = memblock_get_region_node(m);
 853
 854                 /* only memory regions are associated with nodes, check it */
 855                 if (nid != NUMA_NO_NODE && nid != m_nid)
 856                         continue;
 857
 858                 /* skip hotpluggable memory regions if needed */
 859                 if (movable_node_is_enabled() && memblock_is_hotpluggable(m))
 860                         continue;
 861
 862                 /* if we want mirror memory skip non-mirror memory regions */
 863                 if ((flags & MEMBLOCK_MIRROR) && !memblock_is_mirror(m))
 864                         continue;
 865
 866                 /* skip nomap memory unless we were asked for it explicitly */
 867                 if (!(flags & MEMBLOCK_NOMAP) && memblock_is_nomap(m))
 868                         continue;
 869
 870                 if (!type_b) {
 871                         if (out_start)
 872                                 *out_start = m_start;
 873                         if (out_end)
 874                                 *out_end = m_end;
 875                         if (out_nid)
 876                                 *out_nid = m_nid;
 877                         idx_a++;
 878                         *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
 879                         return;
 880                 }
 881
 882                 /* scan areas before each reservation */
 883                 for (; idx_b < type_b->cnt + 1; idx_b++) {
 884                         struct memblock_region *r;
 885                         phys_addr_t r_start;
 886                         phys_addr_t r_end;
 887
 888                         r = &type_b->regions[idx_b];
 889                         r_start = idx_b ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
 890                         r_end = idx_b < type_b->cnt ?
 891                                 r->base : ULLONG_MAX;
 892
 893                         /*
 894                          * if idx_b advanced past idx_a,
 895                          * break out to advance idx_a
 896                          */
 897                         if (r_start >= m_end)
 898                                 break;
 899                         /* if the two regions intersect, we're done */
 900                         if (m_start < r_end) {
 901                                 if (out_start)
 902                                         *out_start =
 903                                                 max(m_start, r_start);
 904                                 if (out_end)
 905                                         *out_end = min(m_end, r_end);
 906                                 if (out_nid)
 907                                         *out_nid = m_nid;
 908                                 /*
 909                                  * The region which ends first is
 910                                  * advanced for the next iteration.
 911                                  */
 912                                 if (m_end <= r_end)
 913                                         idx_a++;
 914                                 else
 915                                         idx_b++;
 916                                 *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
 917                                 return;
 918                         }
 919                 }
 920         }
 921
 922         /* signal end of iteration */
 923         *idx = ULLONG_MAX;
 924 }
 925
 926 /**
 927  * __next_mem_range_rev - generic next function for for_each_*_range_rev()
 928  *
 929  * Finds the next range from type_a which is not marked as unsuitable
 930  * in type_b.
 931  *
 932  * @idx: pointer to u64 loop variable
 933  * @nid: node selector, %NUMA_NO_NODE for all nodes
 934  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
 935  * @type_a: pointer to memblock_type from where the range is taken
 936  * @type_b: pointer to memblock_type which excludes memory from being taken
 937  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
 938  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
 939  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
 940  *
 941  * Reverse of __next_mem_range().
 942  */
 943 void __init_memblock __next_mem_range_rev(u64 *idx, int nid, ulong flags,
 944                                           struct memblock_type *type_a,
 945                                           struct memblock_type *type_b,
 946                                           phys_addr_t *out_start,
 947                                           phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
 948 {
 949         int idx_a = *idx & 0xffffffff;
 950         int idx_b = *idx >> 32;
 951
 952         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES, "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
 953                 nid = NUMA_NO_NODE;
 954
 955         if (*idx == (u64)ULLONG_MAX) {
 956                 idx_a = type_a->cnt - 1;
 957                 if (type_b != NULL)
 958                         idx_b = type_b->cnt;
 959                 else
 960                         idx_b = 0;
 961         }
 962
 963         for (; idx_a >= 0; idx_a--) {
 964                 struct memblock_region *m = &type_a->regions[idx_a];
 965
 966                 phys_addr_t m_start = m->base;
 967                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
 968                 int m_nid = memblock_get_region_node(m);
 969
 970                 /* only memory regions are associated with nodes, check it */
 971                 if (nid != NUMA_NO_NODE && nid != m_nid)
 972                         continue;
 973
 974                 /* skip hotpluggable memory regions if needed */
 975                 if (movable_node_is_enabled() && memblock_is_hotpluggable(m))
 976                         continue;
 977
 978                 /* if we want mirror memory skip non-mirror memory regions */
 979                 if ((flags & MEMBLOCK_MIRROR) && !memblock_is_mirror(m))
 980                         continue;
 981
 982                 /* skip nomap memory unless we were asked for it explicitly */
 983                 if (!(flags & MEMBLOCK_NOMAP) && memblock_is_nomap(m))
 984                         continue;
 985
 986                 if (!type_b) {
 987                         if (out_start)
 988                                 *out_start = m_start;
 989                         if (out_end)
 990                                 *out_end = m_end;
 991                         if (out_nid)
 992                                 *out_nid = m_nid;
 993                         idx_a--;
 994                         *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
 995                         return;
 996                 }
 997
 998                 /* scan areas before each reservation */
 999                 for (; idx_b >= 0; idx_b--) {
1000                         struct memblock_region *r;
1001                         phys_addr_t r_start;
1002                         phys_addr_t r_end;
1003
1004                         r = &type_b->regions[idx_b];
1005                         r_start = idx_b ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
1006                         r_end = idx_b < type_b->cnt ?
1007                                 r->base : ULLONG_MAX;
1008                         /*
1009                          * if idx_b advanced past idx_a,
1010                          * break out to advance idx_a
1011                          */
1012
1013                         if (r_end <= m_start)
1014                                 break;
1015                         /* if the two regions intersect, we're done */
1016                         if (m_end > r_start) {
1017                                 if (out_start)
1018                                         *out_start = max(m_start, r_start);
1019                                 if (out_end)
1020                                         *out_end = min(m_end, r_end);
1021                                 if (out_nid)
1022                                         *out_nid = m_nid;
1023                                 if (m_start >= r_start)
1024                                         idx_a--;
1025                                 else
1026                                         idx_b--;
1027                                 *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1028                                 return;
1029                         }
1030                 }
1031         }
1032         /* signal end of iteration */
1033         *idx = ULLONG_MAX;
1034 }
1035
1036 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1037 /*
1038  * Common iterator interface used to define for_each_mem_range().
1039  */
1040 void __init_memblock __next_mem_pfn_range(int *idx, int nid,
1041                                 unsigned long *out_start_pfn,
1042                                 unsigned long *out_end_pfn, int *out_nid)
1043 {
1044         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
1045         struct memblock_region *r;
1046
1047         while (++*idx < type->cnt) {
1048                 r = &type->regions[*idx];
1049
1050                 if (PFN_UP(r->base) >= PFN_DOWN(r->base + r->size))
1051                         continue;
1052                 if (nid == MAX_NUMNODES || nid == r->nid)
1053                         break;
1054         }
1055         if (*idx >= type->cnt) {
1056                 *idx = -1;
1057                 return;
1058         }
1059
1060         if (out_start_pfn)
1061                 *out_start_pfn = PFN_UP(r->base);
1062         if (out_end_pfn)
1063                 *out_end_pfn = PFN_DOWN(r->base + r->size);
1064         if (out_nid)
1065                 *out_nid = r->nid;
1066 }
1067
1068 /**
1069  * memblock_set_node - set node ID on memblock regions
1070  * @base: base of area to set node ID for
1071  * @size: size of area to set node ID for
1072  * @type: memblock type to set node ID for
1073  * @nid: node ID to set
1074  *
1075  * Set the nid of memblock @type regions in [@base,@base+@size) to @nid.
1076  * Regions which cross the area boundaries are split as necessary.
1077  *
1078  * RETURNS:
1079  * 0 on success, -errno on failure.
1080  */
1081 int __init_memblock memblock_set_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
1082                                       struct memblock_type *type, int nid)
1083 {
1084         int start_rgn, end_rgn;
1085         int i, ret;
1086
1087         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
1088         if (ret)
1089                 return ret;
1090
1091         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++)
1092                 memblock_set_region_node(&type->regions[i], nid);
1093
1094         memblock_merge_regions(type);
1095         return 0;
1096 }
1097 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
1098
1099 static phys_addr_t __init memblock_alloc_range_nid(phys_addr_t size,
1100                                         phys_addr_t align, phys_addr_t start,
1101                                         phys_addr_t end, int nid, ulong flags)
1102 {
1103         phys_addr_t found;
1104
1105         if (!align)
1106                 align = SMP_CACHE_BYTES;
1107
1108         found = memblock_find_in_range_node(size, align, start, end, nid,
1109                                             flags);
1110         if (found && !memblock_reserve(found, size)) {
1111                 /*
1112                  * The min_count is set to 0 so that memblock allocations are
1113                  * never reported as leaks.
1114                  */
1115                 kmemleak_alloc_phys(found, size, 0, 0);
1116                 return found;
1117         }
1118         return 0;
1119 }
1120
1121 phys_addr_t __init memblock_alloc_range(phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1122                                         phys_addr_t start, phys_addr_t end,
1123                                         ulong flags)
1124 {
1125         return memblock_alloc_range_nid(size, align, start, end, NUMA_NO_NODE,
1126                                         flags);
1127 }
1128
1129 static phys_addr_t __init memblock_alloc_base_nid(phys_addr_t size,
1130                                         phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr,
1131                                         int nid, ulong flags)
1132 {
1133         return memblock_alloc_range_nid(size, align, 0, max_addr, nid, flags);
1134 }
1135
1136 phys_addr_t __init memblock_alloc_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
1137 {
1138         ulong flags = choose_memblock_flags();
1139         phys_addr_t ret;
1140
1141 again:
1142         ret = memblock_alloc_base_nid(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE,
1143                                       nid, flags);
1144
1145         if (!ret && (flags & MEMBLOCK_MIRROR)) {
1146                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
1147                 goto again;
1148         }
1149         return ret;
1150 }
1151
1152 phys_addr_t __init __memblock_alloc_base(phys_addr_t size, phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr)
1153 {
1154         return memblock_alloc_base_nid(size, align, max_addr, NUMA_NO_NODE,
1155                                        MEMBLOCK_NONE);
1156 }
1157
1158 phys_addr_t __init memblock_alloc_base(phys_addr_t size, phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr)
1159 {
1160         phys_addr_t alloc;
1161
1162         alloc = __memblock_alloc_base(size, align, max_addr);
1163
1164         if (alloc == 0)
1165                 panic("ERROR: Failed to allocate 0x%llx bytes below 0x%llx.\n",
1166                       (unsigned long long) size, (unsigned long long) max_addr);
1167
1168         return alloc;
1169 }
1170
1171 phys_addr_t __init memblock_alloc(phys_addr_t size, phys_addr_t align)
1172 {
1173         return memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
1174 }
1175
1176 phys_addr_t __init memblock_alloc_try_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
1177 {
1178         phys_addr_t res = memblock_alloc_nid(size, align, nid);
1179
1180         if (res)
1181                 return res;
1182         return memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
1183 }
1184
1185 /**
1186  * memblock_virt_alloc_internal - allocate boot memory block
1187  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1188  * @align: alignment of the region and block's size
1189  * @min_addr: the lower bound of the memory region to allocate (phys address)
1190  * @max_addr: the upper bound of the memory region to allocate (phys address)
1191  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1192  *
1193  * The @min_addr limit is dropped if it can not be satisfied and the allocation
1194  * will fall back to memory below @min_addr. Also, allocation may fall back
1195  * to any node in the system if the specified node can not
1196  * hold the requested memory.
1197  *
1198  * The allocation is performed from memory region limited by
1199  * memblock.current_limit if @max_addr == %BOOTMEM_ALLOC_ACCESSIBLE.
1200  *
1201  * The memory block is aligned on SMP_CACHE_BYTES if @align == 0.
1202  *
1203  * The phys address of allocated boot memory block is converted to virtual and
1204  * allocated memory is reset to 0.
1205  *
1206  * In addition, function sets the min_count to 0 using kmemleak_alloc for
1207  * allocated boot memory block, so that it is never reported as leaks.
1208  *
1209  * RETURNS:
1210  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1211  */
1212 static void * __init memblock_virt_alloc_internal(
1213                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1214                                 phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1215                                 int nid)
1216 {
1217         phys_addr_t alloc;
1218         void *ptr;
1219         ulong flags = choose_memblock_flags();
1220
1221         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES, "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
1222                 nid = NUMA_NO_NODE;
1223
1224         /*
1225          * Detect any accidental use of these APIs after slab is ready, as at
1226          * this moment memblock may be deinitialized already and its
1227          * internal data may be destroyed (after execution of free_all_bootmem)
1228          */
1229         if (WARN_ON_ONCE(slab_is_available()))
1230                 return kzalloc_node(size, GFP_NOWAIT, nid);
1231
1232         if (!align)
1233                 align = SMP_CACHE_BYTES;
1234
1235         if (max_addr > memblock.current_limit)
1236                 max_addr = memblock.current_limit;
1237
1238 again:
1239         alloc = memblock_find_in_range_node(size, align, min_addr, max_addr,
1240                                             nid, flags);
1241         if (alloc)
1242                 goto done;
1243
1244         if (nid != NUMA_NO_NODE) {
1245                 alloc = memblock_find_in_range_node(size, align, min_addr,
1246                                                     max_addr, NUMA_NO_NODE,
1247                                                     flags);
1248                 if (alloc)
1249                         goto done;
1250         }
1251
1252         if (min_addr) {
1253                 min_addr = 0;
1254                 goto again;
1255         }
1256
1257         if (flags & MEMBLOCK_MIRROR) {
1258                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
1259                 pr_warn("Could not allocate %pap bytes of mirrored memory\n",
1260                         &size);
1261                 goto again;
1262         }
1263
1264         return NULL;
1265 done:
1266         memblock_reserve(alloc, size);
1267         ptr = phys_to_virt(alloc);
1268         memset(ptr, 0, size);
1269
1270         /*
1271          * The min_count is set to 0 so that bootmem allocated blocks
1272          * are never reported as leaks. This is because many of these blocks
1273          * are only referred via the physical address which is not
1274          * looked up by kmemleak.
1275          */
1276         kmemleak_alloc(ptr, size, 0, 0);
1277
1278         return ptr;
1279 }
1280
1281 /**
1282  * memblock_virt_alloc_try_nid_nopanic - allocate boot memory block
1283  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1284  * @align: alignment of the region and block's size
1285  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1286  *        is preferred (phys address)
1287  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1288  *            is preferred (phys address), or %BOOTMEM_ALLOC_ACCESSIBLE to
1289  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1290  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1291  *
1292  * Public version of _memblock_virt_alloc_try_nid_nopanic() which provides
1293  * additional debug information (including caller info), if enabled.
1294  *
1295  * RETURNS:
1296  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1297  */
1298 void * __init memblock_virt_alloc_try_nid_nopanic(
1299                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1300                                 phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1301                                 int nid)
1302 {
1303         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=0x%llx max_addr=0x%llx %pF\n",
1304                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, (u64)min_addr,
1305                      (u64)max_addr, (void *)_RET_IP_);
1306         return memblock_virt_alloc_internal(size, align, min_addr,
1307                                              max_addr, nid);
1308 }
1309
1310 /**
1311  * memblock_virt_alloc_try_nid - allocate boot memory block with panicking
1312  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1313  * @align: alignment of the region and block's size
1314  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1315  *        is preferred (phys address)
1316  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1317  *            is preferred (phys address), or %BOOTMEM_ALLOC_ACCESSIBLE to
1318  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1319  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1320  *
1321  * Public panicking version of _memblock_virt_alloc_try_nid_nopanic()
1322  * which provides debug information (including caller info), if enabled,
1323  * and panics if the request can not be satisfied.
1324  *
1325  * RETURNS:
1326  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1327  */
1328 void * __init memblock_virt_alloc_try_nid(
1329                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1330                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1331                         int nid)
1332 {
1333         void *ptr;
1334
1335         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=0x%llx max_addr=0x%llx %pF\n",
1336                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, (u64)min_addr,
1337                      (u64)max_addr, (void *)_RET_IP_);
1338         ptr = memblock_virt_alloc_internal(size, align,
1339                                            min_addr, max_addr, nid);
1340         if (ptr)
1341                 return ptr;
1342
1343         panic("%s: Failed to allocate %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=0x%llx max_addr=0x%llx\n",
1344               __func__, (u64)size, (u64)align, nid, (u64)min_addr,
1345               (u64)max_addr);
1346         return NULL;
1347 }
1348
1349 /**
1350  * __memblock_free_early - free boot memory block
1351  * @base: phys starting address of the  boot memory block
1352  * @size: size of the boot memory block in bytes
1353  *
1354  * Free boot memory block previously allocated by memblock_virt_alloc_xx() API.
1355  * The freeing memory will not be released to the buddy allocator.
1356  */
1357 void __init __memblock_free_early(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1358 {
1359         memblock_dbg("%s: [%#016llx-%#016llx] %pF\n",
1360                      __func__, (u64)base, (u64)base + size - 1,
1361                      (void *)_RET_IP_);
1362         kmemleak_free_part_phys(base, size);
1363         memblock_remove_range(&memblock.reserved, base, size);
1364 }
1365
1366 /*
1367  * __memblock_free_late - free bootmem block pages directly to buddy allocator
1368  * @addr: phys starting address of the  boot memory block
1369  * @size: size of the boot memory block in bytes
1370  *
1371  * This is only useful when the bootmem allocator has already been torn
1372  * down, but we are still initializing the system.  Pages are released directly
1373  * to the buddy allocator, no bootmem metadata is updated because it is gone.
1374  */
1375 void __init __memblock_free_late(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1376 {
1377         u64 cursor, end;
1378
1379         memblock_dbg("%s: [%#016llx-%#016llx] %pF\n",
1380                      __func__, (u64)base, (u64)base + size - 1,
1381                      (void *)_RET_IP_);
1382         kmemleak_free_part_phys(base, size);
1383         cursor = PFN_UP(base);
1384         end = PFN_DOWN(base + size);
1385
1386         for (; cursor < end; cursor++) {
1387                 __free_pages_bootmem(pfn_to_page(cursor), cursor, 0);
1388                 totalram_pages++;
1389         }
1390 }
1391
1392 /*
1393  * Remaining API functions
1394  */
1395
1396 phys_addr_t __init_memblock memblock_phys_mem_size(void)
1397 {
1398         return memblock.memory.total_size;
1399 }
1400
1401 phys_addr_t __init_memblock memblock_reserved_size(void)
1402 {
1403         return memblock.reserved.total_size;
1404 }
1405
1406 phys_addr_t __init memblock_mem_size(unsigned long limit_pfn)
1407 {
1408         unsigned long pages = 0;
1409         struct memblock_region *r;
1410         unsigned long start_pfn, end_pfn;
1411
1412         for_each_memblock(memory, r) {
1413                 start_pfn = memblock_region_memory_base_pfn(r);
1414                 end_pfn = memblock_region_memory_end_pfn(r);
1415                 start_pfn = min_t(unsigned long, start_pfn, limit_pfn);
1416                 end_pfn = min_t(unsigned long, end_pfn, limit_pfn);
1417                 pages += end_pfn - start_pfn;
1418         }
1419
1420         return PFN_PHYS(pages);
1421 }
1422
1423 /* lowest address */
1424 phys_addr_t __init_memblock memblock_start_of_DRAM(void)
1425 {
1426         return memblock.memory.regions[0].base;
1427 }
1428
1429 phys_addr_t __init_memblock memblock_end_of_DRAM(void)
1430 {
1431         int idx = memblock.memory.cnt - 1;
1432
1433         return (memblock.memory.regions[idx].base + memblock.memory.regions[idx].size);
1434 }
1435
1436 static phys_addr_t __init_memblock __find_max_addr(phys_addr_t limit)
1437 {
1438         phys_addr_t max_addr = (phys_addr_t)ULLONG_MAX;
1439         struct memblock_region *r;
1440
1441         /*
1442          * translate the memory @limit size into the max address within one of
1443          * the memory memblock regions, if the @limit exceeds the total size
1444          * of those regions, max_addr will keep original value ULLONG_MAX
1445          */
1446         for_each_memblock(memory, r) {
1447                 if (limit <= r->size) {
1448                         max_addr = r->base + limit;
1449                         break;
1450                 }
1451                 limit -= r->size;
1452         }
1453
1454         return max_addr;
1455 }
1456
1457 void __init memblock_enforce_memory_limit(phys_addr_t limit)
1458 {
1459         phys_addr_t max_addr = (phys_addr_t)ULLONG_MAX;
1460
1461         if (!limit)
1462                 return;
1463
1464         max_addr = __find_max_addr(limit);
1465
1466         /* @limit exceeds the total size of the memory, do nothing */
1467         if (max_addr == (phys_addr_t)ULLONG_MAX)
1468                 return;
1469
1470         /* truncate both memory and reserved regions */
1471         memblock_remove_range(&memblock.memory, max_addr,
1472                               (phys_addr_t)ULLONG_MAX);
1473         memblock_remove_range(&memblock.reserved, max_addr,
1474                               (phys_addr_t)ULLONG_MAX);
1475 }
1476
1477 void __init memblock_mem_limit_remove_map(phys_addr_t limit)
1478 {
1479         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
1480         phys_addr_t max_addr;
1481         int i, ret, start_rgn, end_rgn;
1482
1483         if (!limit)
1484                 return;
1485
1486         max_addr = __find_max_addr(limit);
1487
1488         /* @limit exceeds the total size of the memory, do nothing */
1489         if (max_addr == (phys_addr_t)ULLONG_MAX)
1490                 return;
1491
1492         ret = memblock_isolate_range(type, max_addr, (phys_addr_t)ULLONG_MAX,
1493                                 &start_rgn, &end_rgn);
1494         if (ret)
1495                 return;
1496
1497         /* remove all the MAP regions above the limit */
1498         for (i = end_rgn - 1; i >= start_rgn; i--) {
1499                 if (!memblock_is_nomap(&type->regions[i]))
1500                         memblock_remove_region(type, i);
1501         }
1502         /* truncate the reserved regions */
1503         memblock_remove_range(&memblock.reserved, max_addr,
1504                               (phys_addr_t)ULLONG_MAX);
1505 }
1506
1507 static int __init_memblock memblock_search(struct memblock_type *type, phys_addr_t addr)
1508 {
1509         unsigned int left = 0, right = type->cnt;
1510
1511         do {
1512                 unsigned int mid = (right + left) / 2;
1513
1514                 if (addr < type->regions[mid].base)
1515                         right = mid;
1516                 else if (addr >= (type->regions[mid].base +
1517                                   type->regions[mid].size))
1518                         left = mid + 1;
1519                 else
1520                         return mid;
1521         } while (left < right);
1522         return -1;
1523 }
1524
1525 bool __init memblock_is_reserved(phys_addr_t addr)
1526 {
1527         return memblock_search(&memblock.reserved, addr) != -1;
1528 }
1529
1530 bool __init_memblock memblock_is_memory(phys_addr_t addr)
1531 {
1532         return memblock_search(&memblock.memory, addr) != -1;
1533 }
1534
1535 int __init_memblock memblock_is_map_memory(phys_addr_t addr)
1536 {
1537         int i = memblock_search(&memblock.memory, addr);
1538
1539         if (i == -1)
1540                 return false;
1541         return !memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]);
1542 }
1543
1544 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1545 int __init_memblock memblock_search_pfn_nid(unsigned long pfn,
1546                          unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
1547 {
1548         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
1549         int mid = memblock_search(type, PFN_PHYS(pfn));
1550
1551         if (mid == -1)
1552                 return -1;
1553
1554         *start_pfn = PFN_DOWN(type->regions[mid].base);
1555         *end_pfn = PFN_DOWN(type->regions[mid].base + type->regions[mid].size);
1556
1557         return type->regions[mid].nid;
1558 }
1559 #endif
1560
1561 /**
1562  * memblock_is_region_memory - check if a region is a subset of memory
1563  * @base: base of region to check
1564  * @size: size of region to check
1565  *
1566  * Check if the region [@base, @base+@size) is a subset of a memory block.
1567  *
1568  * RETURNS:
1569  * 0 if false, non-zero if true
1570  */
1571 int __init_memblock memblock_is_region_memory(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1572 {
1573         int idx = memblock_search(&memblock.memory, base);
1574         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
1575
1576         if (idx == -1)
1577                 return 0;
1578         return memblock.memory.regions[idx].base <= base &&
1579                 (memblock.memory.regions[idx].base +
1580                  memblock.memory.regions[idx].size) >= end;
1581 }
1582
1583 /**
1584  * memblock_is_region_reserved - check if a region intersects reserved memory
1585  * @base: base of region to check
1586  * @size: size of region to check
1587  *
1588  * Check if the region [@base, @base+@size) intersects a reserved memory block.
1589  *
1590  * RETURNS:
1591  * True if they intersect, false if not.
1592  */
1593 bool __init_memblock memblock_is_region_reserved(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1594 {
1595         memblock_cap_size(base, &size);
1596         return memblock_overlaps_region(&memblock.reserved, base, size);
1597 }
1598
1599 void __init_memblock memblock_trim_memory(phys_addr_t align)
1600 {
1601         phys_addr_t start, end, orig_start, orig_end;
1602         struct memblock_region *r;
1603
1604         for_each_memblock(memory, r) {
1605                 orig_start = r->base;
1606                 orig_end = r->base + r->size;
1607                 start = round_up(orig_start, align);
1608                 end = round_down(orig_end, align);
1609
1610                 if (start == orig_start && end == orig_end)
1611                         continue;
1612
1613                 if (start < end) {
1614                         r->base = start;
1615                         r->size = end - start;
1616                 } else {
1617                         memblock_remove_region(&memblock.memory,
1618                                                r - memblock.memory.regions);
1619                         r--;
1620                 }
1621         }
1622 }
1623
1624 void __init_memblock memblock_set_current_limit(phys_addr_t limit)
1625 {
1626         memblock.current_limit = limit;
1627 }
1628
1629 phys_addr_t __init_memblock memblock_get_current_limit(void)
1630 {
1631         return memblock.current_limit;
1632 }
1633
1634 static void __init_memblock memblock_dump(struct memblock_type *type, char *name)
1635 {
1636         unsigned long long base, size;
1637         unsigned long flags;
1638         int idx;
1639         struct memblock_region *rgn;
1640
1641         pr_info(" %s.cnt  = 0x%lx\n", name, type->cnt);
1642
1643         for_each_memblock_type(type, rgn) {
1644                 char nid_buf[32] = "";
1645
1646                 base = rgn->base;
1647                 size = rgn->size;
1648                 flags = rgn->flags;
1649 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1650                 if (memblock_get_region_node(rgn) != MAX_NUMNODES)
1651                         snprintf(nid_buf, sizeof(nid_buf), " on node %d",
1652                                  memblock_get_region_node(rgn));
1653 #endif
1654                 pr_info(" %s[%#x]\t[%#016llx-%#016llx], %#llx bytes%s flags: %#lx\n",
1655                         name, idx, base, base + size - 1, size, nid_buf, flags);
1656         }
1657 }
1658
1659 extern unsigned long __init_memblock
1660 memblock_reserved_memory_within(phys_addr_t start_addr, phys_addr_t end_addr)
1661 {
1662         struct memblock_region *rgn;
1663         unsigned long size = 0;
1664         int idx;
1665
1666         for_each_memblock_type((&memblock.reserved), rgn) {
1667                 phys_addr_t start, end;
1668
1669                 if (rgn->base + rgn->size < start_addr)
1670                         continue;
1671                 if (rgn->base > end_addr)
1672                         continue;
1673
1674                 start = rgn->base;
1675                 end = start + rgn->size;
1676                 size += end - start;
1677         }
1678
1679         return size;
1680 }
1681
1682 void __init_memblock __memblock_dump_all(void)
1683 {
1684         pr_info("MEMBLOCK configuration:\n");
1685         pr_info(" memory size = %#llx reserved size = %#llx\n",
1686                 (unsigned long long)memblock.memory.total_size,
1687                 (unsigned long long)memblock.reserved.total_size);
1688
1689         memblock_dump(&memblock.memory, "memory");
1690         memblock_dump(&memblock.reserved, "reserved");
1691 }
1692
1693 void __init memblock_allow_resize(void)
1694 {
1695         memblock_can_resize = 1;
1696 }
1697
1698 static int __init early_memblock(char *p)
1699 {
1700         if (p && strstr(p, "debug"))
1701                 memblock_debug = 1;
1702         return 0;
1703 }
1704 early_param("memblock", early_memblock);
1705
1706 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && !defined(CONFIG_ARCH_DISCARD_MEMBLOCK)
1707
1708 static int memblock_debug_show(struct seq_file *m, void *private)
1709 {
1710         struct memblock_type *type = m->private;
1711         struct memblock_region *reg;
1712         int i;
1713
1714         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
1715                 reg = &type->regions[i];
1716                 seq_printf(m, "%4d: ", i);
1717                 if (sizeof(phys_addr_t) == 4)
1718                         seq_printf(m, "0x%08lx..0x%08lx\n",
1719                                    (unsigned long)reg->base,
1720                                    (unsigned long)(reg->base + reg->size - 1));
1721                 else
1722                         seq_printf(m, "0x%016llx..0x%016llx\n",
1723                                    (unsigned long long)reg->base,
1724                                    (unsigned long long)(reg->base + reg->size - 1));
1725
1726         }
1727         return 0;
1728 }
1729
1730 static int memblock_debug_open(struct inode *inode, struct file *file)
1731 {
1732         return single_open(file, memblock_debug_show, inode->i_private);
1733 }
1734
1735 static const struct file_operations memblock_debug_fops = {
1736         .open = memblock_debug_open,
1737         .read = seq_read,
1738         .llseek = seq_lseek,
1739         .release = single_release,
1740 };
1741
1742 static int __init memblock_init_debugfs(void)
1743 {
1744         struct dentry *root = debugfs_create_dir("memblock", NULL);
1745         if (!root)
1746                 return -ENXIO;
1747         debugfs_create_file("memory", S_IRUGO, root, &memblock.memory, &memblock_debug_fops);
1748         debugfs_create_file("reserved", S_IRUGO, root, &memblock.reserved, &memblock_debug_fops);
1749 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
1750         debugfs_create_file("physmem", S_IRUGO, root, &memblock.physmem, &memblock_debug_fops);
1751 #endif
1752
1753         return 0;
1754 }
1755 __initcall(memblock_init_debugfs);
1756
1757 #endif /* CONFIG_DEBUG_FS */