rust: upgrade to Rust 1.76.0
[sfrench/cifs-2.6.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_validate_numa_coverage - check if amount of memory with
739  * no node ID assigned is less than a threshold
740  * @threshold_bytes: maximal number of pages that can have unassigned node
741  * ID (in bytes).
742  *
743  * A buggy firmware may report memory that does not belong to any node.
744  * Check if amount of such memory is below @threshold_bytes.
745  *
746  * Return: true on success, false on failure.
747  */
748 bool __init_memblock memblock_validate_numa_coverage(unsigned long threshold_bytes)
749 {
750         unsigned long nr_pages = 0;
751         unsigned long start_pfn, end_pfn, mem_size_mb;
752         int nid, i;
753
754         /* calculate lose page */
755         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start_pfn, &end_pfn, &nid) {
756                 if (nid == NUMA_NO_NODE)
757                         nr_pages += end_pfn - start_pfn;
758         }
759
760         if ((nr_pages << PAGE_SHIFT) >= threshold_bytes) {
761                 mem_size_mb = memblock_phys_mem_size() >> 20;
762                 pr_err("NUMA: no nodes coverage for %luMB of %luMB RAM\n",
763                        (nr_pages << PAGE_SHIFT) >> 20, mem_size_mb);
764                 return false;
765         }
766
767         return true;
768 }
769
770
771 /**
772  * memblock_isolate_range - isolate given range into disjoint memblocks
773  * @type: memblock type to isolate range for
774  * @base: base of range to isolate
775  * @size: size of range to isolate
776  * @start_rgn: out parameter for the start of isolated region
777  * @end_rgn: out parameter for the end of isolated region
778  *
779  * Walk @type and ensure that regions don't cross the boundaries defined by
780  * [@base, @base + @size).  Crossing regions are split at the boundaries,
781  * which may create at most two more regions.  The index of the first
782  * region inside the range is returned in *@start_rgn and end in *@end_rgn.
783  *
784  * Return:
785  * 0 on success, -errno on failure.
786  */
787 static int __init_memblock memblock_isolate_range(struct memblock_type *type,
788                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size,
789                                         int *start_rgn, int *end_rgn)
790 {
791         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
792         int idx;
793         struct memblock_region *rgn;
794
795         *start_rgn = *end_rgn = 0;
796
797         if (!size)
798                 return 0;
799
800         /* we'll create at most two more regions */
801         while (type->cnt + 2 > type->max)
802                 if (memblock_double_array(type, base, size) < 0)
803                         return -ENOMEM;
804
805         for_each_memblock_type(idx, type, rgn) {
806                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
807                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
808
809                 if (rbase >= end)
810                         break;
811                 if (rend <= base)
812                         continue;
813
814                 if (rbase < base) {
815                         /*
816                          * @rgn intersects from below.  Split and continue
817                          * to process the next region - the new top half.
818                          */
819                         rgn->base = base;
820                         rgn->size -= base - rbase;
821                         type->total_size -= base - rbase;
822                         memblock_insert_region(type, idx, rbase, base - rbase,
823                                                memblock_get_region_node(rgn),
824                                                rgn->flags);
825                 } else if (rend > end) {
826                         /*
827                          * @rgn intersects from above.  Split and redo the
828                          * current region - the new bottom half.
829                          */
830                         rgn->base = end;
831                         rgn->size -= end - rbase;
832                         type->total_size -= end - rbase;
833                         memblock_insert_region(type, idx--, rbase, end - rbase,
834                                                memblock_get_region_node(rgn),
835                                                rgn->flags);
836                 } else {
837                         /* @rgn is fully contained, record it */
838                         if (!*end_rgn)
839                                 *start_rgn = idx;
840                         *end_rgn = idx + 1;
841                 }
842         }
843
844         return 0;
845 }
846
847 static int __init_memblock memblock_remove_range(struct memblock_type *type,
848                                           phys_addr_t base, phys_addr_t size)
849 {
850         int start_rgn, end_rgn;
851         int i, ret;
852
853         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
854         if (ret)
855                 return ret;
856
857         for (i = end_rgn - 1; i >= start_rgn; i--)
858                 memblock_remove_region(type, i);
859         return 0;
860 }
861
862 int __init_memblock memblock_remove(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
863 {
864         phys_addr_t end = base + size - 1;
865
866         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
867                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
868
869         return memblock_remove_range(&memblock.memory, base, size);
870 }
871
872 /**
873  * memblock_free - free boot memory allocation
874  * @ptr: starting address of the  boot memory allocation
875  * @size: size of the boot memory block in bytes
876  *
877  * Free boot memory block previously allocated by memblock_alloc_xx() API.
878  * The freeing memory will not be released to the buddy allocator.
879  */
880 void __init_memblock memblock_free(void *ptr, size_t size)
881 {
882         if (ptr)
883                 memblock_phys_free(__pa(ptr), size);
884 }
885
886 /**
887  * memblock_phys_free - free boot memory block
888  * @base: phys starting address of the  boot memory block
889  * @size: size of the boot memory block in bytes
890  *
891  * Free boot memory block previously allocated by memblock_phys_alloc_xx() API.
892  * The freeing memory will not be released to the buddy allocator.
893  */
894 int __init_memblock memblock_phys_free(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
895 {
896         phys_addr_t end = base + size - 1;
897
898         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
899                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
900
901         kmemleak_free_part_phys(base, size);
902         return memblock_remove_range(&memblock.reserved, base, size);
903 }
904
905 int __init_memblock memblock_reserve(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
906 {
907         phys_addr_t end = base + size - 1;
908
909         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
910                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
911
912         return memblock_add_range(&memblock.reserved, base, size, MAX_NUMNODES, 0);
913 }
914
915 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
916 int __init_memblock memblock_physmem_add(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
917 {
918         phys_addr_t end = base + size - 1;
919
920         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
921                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
922
923         return memblock_add_range(&physmem, base, size, MAX_NUMNODES, 0);
924 }
925 #endif
926
927 /**
928  * memblock_setclr_flag - set or clear flag for a memory region
929  * @type: memblock type to set/clear flag for
930  * @base: base address of the region
931  * @size: size of the region
932  * @set: set or clear the flag
933  * @flag: the flag to update
934  *
935  * This function isolates region [@base, @base + @size), and sets/clears flag
936  *
937  * Return: 0 on success, -errno on failure.
938  */
939 static int __init_memblock memblock_setclr_flag(struct memblock_type *type,
940                                 phys_addr_t base, phys_addr_t size, int set, int flag)
941 {
942         int i, ret, start_rgn, end_rgn;
943
944         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
945         if (ret)
946                 return ret;
947
948         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++) {
949                 struct memblock_region *r = &type->regions[i];
950
951                 if (set)
952                         r->flags |= flag;
953                 else
954                         r->flags &= ~flag;
955         }
956
957         memblock_merge_regions(type, start_rgn, end_rgn);
958         return 0;
959 }
960
961 /**
962  * memblock_mark_hotplug - Mark hotpluggable memory with flag MEMBLOCK_HOTPLUG.
963  * @base: the base phys addr of the region
964  * @size: the size of the region
965  *
966  * Return: 0 on success, -errno on failure.
967  */
968 int __init_memblock memblock_mark_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
969 {
970         return memblock_setclr_flag(&memblock.memory, base, size, 1, MEMBLOCK_HOTPLUG);
971 }
972
973 /**
974  * memblock_clear_hotplug - Clear flag MEMBLOCK_HOTPLUG for a specified region.
975  * @base: the base phys addr of the region
976  * @size: the size of the region
977  *
978  * Return: 0 on success, -errno on failure.
979  */
980 int __init_memblock memblock_clear_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
981 {
982         return memblock_setclr_flag(&memblock.memory, base, size, 0, MEMBLOCK_HOTPLUG);
983 }
984
985 /**
986  * memblock_mark_mirror - Mark mirrored memory with flag MEMBLOCK_MIRROR.
987  * @base: the base phys addr of the region
988  * @size: the size of the region
989  *
990  * Return: 0 on success, -errno on failure.
991  */
992 int __init_memblock memblock_mark_mirror(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
993 {
994         if (!mirrored_kernelcore)
995                 return 0;
996
997         system_has_some_mirror = true;
998
999         return memblock_setclr_flag(&memblock.memory, base, size, 1, MEMBLOCK_MIRROR);
1000 }
1001
1002 /**
1003  * memblock_mark_nomap - Mark a memory region with flag MEMBLOCK_NOMAP.
1004  * @base: the base phys addr of the region
1005  * @size: the size of the region
1006  *
1007  * The memory regions marked with %MEMBLOCK_NOMAP will not be added to the
1008  * direct mapping of the physical memory. These regions will still be
1009  * covered by the memory map. The struct page representing NOMAP memory
1010  * frames in the memory map will be PageReserved()
1011  *
1012  * Note: if the memory being marked %MEMBLOCK_NOMAP was allocated from
1013  * memblock, the caller must inform kmemleak to ignore that memory
1014  *
1015  * Return: 0 on success, -errno on failure.
1016  */
1017 int __init_memblock memblock_mark_nomap(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1018 {
1019         return memblock_setclr_flag(&memblock.memory, base, size, 1, MEMBLOCK_NOMAP);
1020 }
1021
1022 /**
1023  * memblock_clear_nomap - Clear flag MEMBLOCK_NOMAP for a specified region.
1024  * @base: the base phys addr of the region
1025  * @size: the size of the region
1026  *
1027  * Return: 0 on success, -errno on failure.
1028  */
1029 int __init_memblock memblock_clear_nomap(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1030 {
1031         return memblock_setclr_flag(&memblock.memory, base, size, 0, MEMBLOCK_NOMAP);
1032 }
1033
1034 /**
1035  * memblock_reserved_mark_noinit - Mark a reserved memory region with flag
1036  * MEMBLOCK_RSRV_NOINIT which results in the struct pages not being initialized
1037  * for this region.
1038  * @base: the base phys addr of the region
1039  * @size: the size of the region
1040  *
1041  * struct pages will not be initialized for reserved memory regions marked with
1042  * %MEMBLOCK_RSRV_NOINIT.
1043  *
1044  * Return: 0 on success, -errno on failure.
1045  */
1046 int __init_memblock memblock_reserved_mark_noinit(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1047 {
1048         return memblock_setclr_flag(&memblock.reserved, base, size, 1,
1049                                     MEMBLOCK_RSRV_NOINIT);
1050 }
1051
1052 static bool should_skip_region(struct memblock_type *type,
1053                                struct memblock_region *m,
1054                                int nid, int flags)
1055 {
1056         int m_nid = memblock_get_region_node(m);
1057
1058         /* we never skip regions when iterating memblock.reserved or physmem */
1059         if (type != memblock_memory)
1060                 return false;
1061
1062         /* only memory regions are associated with nodes, check it */
1063         if (nid != NUMA_NO_NODE && nid != m_nid)
1064                 return true;
1065
1066         /* skip hotpluggable memory regions if needed */
1067         if (movable_node_is_enabled() && memblock_is_hotpluggable(m) &&
1068             !(flags & MEMBLOCK_HOTPLUG))
1069                 return true;
1070
1071         /* if we want mirror memory skip non-mirror memory regions */
1072         if ((flags & MEMBLOCK_MIRROR) && !memblock_is_mirror(m))
1073                 return true;
1074
1075         /* skip nomap memory unless we were asked for it explicitly */
1076         if (!(flags & MEMBLOCK_NOMAP) && memblock_is_nomap(m))
1077                 return true;
1078
1079         /* skip driver-managed memory unless we were asked for it explicitly */
1080         if (!(flags & MEMBLOCK_DRIVER_MANAGED) && memblock_is_driver_managed(m))
1081                 return true;
1082
1083         return false;
1084 }
1085
1086 /**
1087  * __next_mem_range - next function for for_each_free_mem_range() etc.
1088  * @idx: pointer to u64 loop variable
1089  * @nid: node selector, %NUMA_NO_NODE for all nodes
1090  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
1091  * @type_a: pointer to memblock_type from where the range is taken
1092  * @type_b: pointer to memblock_type which excludes memory from being taken
1093  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
1094  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
1095  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
1096  *
1097  * Find the first area from *@idx which matches @nid, fill the out
1098  * parameters, and update *@idx for the next iteration.  The lower 32bit of
1099  * *@idx contains index into type_a and the upper 32bit indexes the
1100  * areas before each region in type_b.  For example, if type_b regions
1101  * look like the following,
1102  *
1103  *      0:[0-16), 1:[32-48), 2:[128-130)
1104  *
1105  * The upper 32bit indexes the following regions.
1106  *
1107  *      0:[0-0), 1:[16-32), 2:[48-128), 3:[130-MAX)
1108  *
1109  * As both region arrays are sorted, the function advances the two indices
1110  * in lockstep and returns each intersection.
1111  */
1112 void __next_mem_range(u64 *idx, int nid, enum memblock_flags flags,
1113                       struct memblock_type *type_a,
1114                       struct memblock_type *type_b, phys_addr_t *out_start,
1115                       phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
1116 {
1117         int idx_a = *idx & 0xffffffff;
1118         int idx_b = *idx >> 32;
1119
1120         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES,
1121         "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
1122                 nid = NUMA_NO_NODE;
1123
1124         for (; idx_a < type_a->cnt; idx_a++) {
1125                 struct memblock_region *m = &type_a->regions[idx_a];
1126
1127                 phys_addr_t m_start = m->base;
1128                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
1129                 int         m_nid = memblock_get_region_node(m);
1130
1131                 if (should_skip_region(type_a, m, nid, flags))
1132                         continue;
1133
1134                 if (!type_b) {
1135                         if (out_start)
1136                                 *out_start = m_start;
1137                         if (out_end)
1138                                 *out_end = m_end;
1139                         if (out_nid)
1140                                 *out_nid = m_nid;
1141                         idx_a++;
1142                         *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1143                         return;
1144                 }
1145
1146                 /* scan areas before each reservation */
1147                 for (; idx_b < type_b->cnt + 1; idx_b++) {
1148                         struct memblock_region *r;
1149                         phys_addr_t r_start;
1150                         phys_addr_t r_end;
1151
1152                         r = &type_b->regions[idx_b];
1153                         r_start = idx_b ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
1154                         r_end = idx_b < type_b->cnt ?
1155                                 r->base : PHYS_ADDR_MAX;
1156
1157                         /*
1158                          * if idx_b advanced past idx_a,
1159                          * break out to advance idx_a
1160                          */
1161                         if (r_start >= m_end)
1162                                 break;
1163                         /* if the two regions intersect, we're done */
1164                         if (m_start < r_end) {
1165                                 if (out_start)
1166                                         *out_start =
1167                                                 max(m_start, r_start);
1168                                 if (out_end)
1169                                         *out_end = min(m_end, r_end);
1170                                 if (out_nid)
1171                                         *out_nid = m_nid;
1172                                 /*
1173                                  * The region which ends first is
1174                                  * advanced for the next iteration.
1175                                  */
1176                                 if (m_end <= r_end)
1177                                         idx_a++;
1178                                 else
1179                                         idx_b++;
1180                                 *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1181                                 return;
1182                         }
1183                 }
1184         }
1185
1186         /* signal end of iteration */
1187         *idx = ULLONG_MAX;
1188 }
1189
1190 /**
1191  * __next_mem_range_rev - generic next function for for_each_*_range_rev()
1192  *
1193  * @idx: pointer to u64 loop variable
1194  * @nid: node selector, %NUMA_NO_NODE for all nodes
1195  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
1196  * @type_a: pointer to memblock_type from where the range is taken
1197  * @type_b: pointer to memblock_type which excludes memory from being taken
1198  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
1199  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
1200  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
1201  *
1202  * Finds the next range from type_a which is not marked as unsuitable
1203  * in type_b.
1204  *
1205  * Reverse of __next_mem_range().
1206  */
1207 void __init_memblock __next_mem_range_rev(u64 *idx, int nid,
1208                                           enum memblock_flags flags,
1209                                           struct memblock_type *type_a,
1210                                           struct memblock_type *type_b,
1211                                           phys_addr_t *out_start,
1212                                           phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
1213 {
1214         int idx_a = *idx & 0xffffffff;
1215         int idx_b = *idx >> 32;
1216
1217         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES, "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
1218                 nid = NUMA_NO_NODE;
1219
1220         if (*idx == (u64)ULLONG_MAX) {
1221                 idx_a = type_a->cnt - 1;
1222                 if (type_b != NULL)
1223                         idx_b = type_b->cnt;
1224                 else
1225                         idx_b = 0;
1226         }
1227
1228         for (; idx_a >= 0; idx_a--) {
1229                 struct memblock_region *m = &type_a->regions[idx_a];
1230
1231                 phys_addr_t m_start = m->base;
1232                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
1233                 int m_nid = memblock_get_region_node(m);
1234
1235                 if (should_skip_region(type_a, m, nid, flags))
1236                         continue;
1237
1238                 if (!type_b) {
1239                         if (out_start)
1240                                 *out_start = m_start;
1241                         if (out_end)
1242                                 *out_end = m_end;
1243                         if (out_nid)
1244                                 *out_nid = m_nid;
1245                         idx_a--;
1246                         *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1247                         return;
1248                 }
1249
1250                 /* scan areas before each reservation */
1251                 for (; idx_b >= 0; idx_b--) {
1252                         struct memblock_region *r;
1253                         phys_addr_t r_start;
1254                         phys_addr_t r_end;
1255
1256                         r = &type_b->regions[idx_b];
1257                         r_start = idx_b ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
1258                         r_end = idx_b < type_b->cnt ?
1259                                 r->base : PHYS_ADDR_MAX;
1260                         /*
1261                          * if idx_b advanced past idx_a,
1262                          * break out to advance idx_a
1263                          */
1264
1265                         if (r_end <= m_start)
1266                                 break;
1267                         /* if the two regions intersect, we're done */
1268                         if (m_end > r_start) {
1269                                 if (out_start)
1270                                         *out_start = max(m_start, r_start);
1271                                 if (out_end)
1272                                         *out_end = min(m_end, r_end);
1273                                 if (out_nid)
1274                                         *out_nid = m_nid;
1275                                 if (m_start >= r_start)
1276                                         idx_a--;
1277                                 else
1278                                         idx_b--;
1279                                 *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1280                                 return;
1281                         }
1282                 }
1283         }
1284         /* signal end of iteration */
1285         *idx = ULLONG_MAX;
1286 }
1287
1288 /*
1289  * Common iterator interface used to define for_each_mem_pfn_range().
1290  */
1291 void __init_memblock __next_mem_pfn_range(int *idx, int nid,
1292                                 unsigned long *out_start_pfn,
1293                                 unsigned long *out_end_pfn, int *out_nid)
1294 {
1295         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
1296         struct memblock_region *r;
1297         int r_nid;
1298
1299         while (++*idx < type->cnt) {
1300                 r = &type->regions[*idx];
1301                 r_nid = memblock_get_region_node(r);
1302
1303                 if (PFN_UP(r->base) >= PFN_DOWN(r->base + r->size))
1304                         continue;
1305                 if (nid == MAX_NUMNODES || nid == r_nid)
1306                         break;
1307         }
1308         if (*idx >= type->cnt) {
1309                 *idx = -1;
1310                 return;
1311         }
1312
1313         if (out_start_pfn)
1314                 *out_start_pfn = PFN_UP(r->base);
1315         if (out_end_pfn)
1316                 *out_end_pfn = PFN_DOWN(r->base + r->size);
1317         if (out_nid)
1318                 *out_nid = r_nid;
1319 }
1320
1321 /**
1322  * memblock_set_node - set node ID on memblock regions
1323  * @base: base of area to set node ID for
1324  * @size: size of area to set node ID for
1325  * @type: memblock type to set node ID for
1326  * @nid: node ID to set
1327  *
1328  * Set the nid of memblock @type regions in [@base, @base + @size) to @nid.
1329  * Regions which cross the area boundaries are split as necessary.
1330  *
1331  * Return:
1332  * 0 on success, -errno on failure.
1333  */
1334 int __init_memblock memblock_set_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
1335                                       struct memblock_type *type, int nid)
1336 {
1337 #ifdef CONFIG_NUMA
1338         int start_rgn, end_rgn;
1339         int i, ret;
1340
1341         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
1342         if (ret)
1343                 return ret;
1344
1345         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++)
1346                 memblock_set_region_node(&type->regions[i], nid);
1347
1348         memblock_merge_regions(type, start_rgn, end_rgn);
1349 #endif
1350         return 0;
1351 }
1352
1353 #ifdef CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT
1354 /**
1355  * __next_mem_pfn_range_in_zone - iterator for for_each_*_range_in_zone()
1356  *
1357  * @idx: pointer to u64 loop variable
1358  * @zone: zone in which all of the memory blocks reside
1359  * @out_spfn: ptr to ulong for start pfn of the range, can be %NULL
1360  * @out_epfn: ptr to ulong for end pfn of the range, can be %NULL
1361  *
1362  * This function is meant to be a zone/pfn specific wrapper for the
1363  * for_each_mem_range type iterators. Specifically they are used in the
1364  * deferred memory init routines and as such we were duplicating much of
1365  * this logic throughout the code. So instead of having it in multiple
1366  * locations it seemed like it would make more sense to centralize this to
1367  * one new iterator that does everything they need.
1368  */
1369 void __init_memblock
1370 __next_mem_pfn_range_in_zone(u64 *idx, struct zone *zone,
1371                              unsigned long *out_spfn, unsigned long *out_epfn)
1372 {
1373         int zone_nid = zone_to_nid(zone);
1374         phys_addr_t spa, epa;
1375
1376         __next_mem_range(idx, zone_nid, MEMBLOCK_NONE,
1377                          &memblock.memory, &memblock.reserved,
1378                          &spa, &epa, NULL);
1379
1380         while (*idx != U64_MAX) {
1381                 unsigned long epfn = PFN_DOWN(epa);
1382                 unsigned long spfn = PFN_UP(spa);
1383
1384                 /*
1385                  * Verify the end is at least past the start of the zone and
1386                  * that we have at least one PFN to initialize.
1387                  */
1388                 if (zone->zone_start_pfn < epfn && spfn < epfn) {
1389                         /* if we went too far just stop searching */
1390                         if (zone_end_pfn(zone) <= spfn) {
1391                                 *idx = U64_MAX;
1392                                 break;
1393                         }
1394
1395                         if (out_spfn)
1396                                 *out_spfn = max(zone->zone_start_pfn, spfn);
1397                         if (out_epfn)
1398                                 *out_epfn = min(zone_end_pfn(zone), epfn);
1399
1400                         return;
1401                 }
1402
1403                 __next_mem_range(idx, zone_nid, MEMBLOCK_NONE,
1404                                  &memblock.memory, &memblock.reserved,
1405                                  &spa, &epa, NULL);
1406         }
1407
1408         /* signal end of iteration */
1409         if (out_spfn)
1410                 *out_spfn = ULONG_MAX;
1411         if (out_epfn)
1412                 *out_epfn = 0;
1413 }
1414
1415 #endif /* CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT */
1416
1417 /**
1418  * memblock_alloc_range_nid - allocate boot memory block
1419  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1420  * @align: alignment of the region and block's size
1421  * @start: the lower bound of the memory region to allocate (phys address)
1422  * @end: the upper bound of the memory region to allocate (phys address)
1423  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1424  * @exact_nid: control the allocation fall back to other nodes
1425  *
1426  * The allocation is performed from memory region limited by
1427  * memblock.current_limit if @end == %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE.
1428  *
1429  * If the specified node can not hold the requested memory and @exact_nid
1430  * is false, the allocation falls back to any node in the system.
1431  *
1432  * For systems with memory mirroring, the allocation is attempted first
1433  * from the regions with mirroring enabled and then retried from any
1434  * memory region.
1435  *
1436  * In addition, function using kmemleak_alloc_phys for allocated boot
1437  * memory block, it is never reported as leaks.
1438  *
1439  * Return:
1440  * Physical address of allocated memory block on success, %0 on failure.
1441  */
1442 phys_addr_t __init memblock_alloc_range_nid(phys_addr_t size,
1443                                         phys_addr_t align, phys_addr_t start,
1444                                         phys_addr_t end, int nid,
1445                                         bool exact_nid)
1446 {
1447         enum memblock_flags flags = choose_memblock_flags();
1448         phys_addr_t found;
1449
1450         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES, "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
1451                 nid = NUMA_NO_NODE;
1452
1453         if (!align) {
1454                 /* Can't use WARNs this early in boot on powerpc */
1455                 dump_stack();
1456                 align = SMP_CACHE_BYTES;
1457         }
1458
1459 again:
1460         found = memblock_find_in_range_node(size, align, start, end, nid,
1461                                             flags);
1462         if (found && !memblock_reserve(found, size))
1463                 goto done;
1464
1465         if (nid != NUMA_NO_NODE && !exact_nid) {
1466                 found = memblock_find_in_range_node(size, align, start,
1467                                                     end, NUMA_NO_NODE,
1468                                                     flags);
1469                 if (found && !memblock_reserve(found, size))
1470                         goto done;
1471         }
1472
1473         if (flags & MEMBLOCK_MIRROR) {
1474                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
1475                 pr_warn_ratelimited("Could not allocate %pap bytes of mirrored memory\n",
1476                         &size);
1477                 goto again;
1478         }
1479
1480         return 0;
1481
1482 done:
1483         /*
1484          * Skip kmemleak for those places like kasan_init() and
1485          * early_pgtable_alloc() due to high volume.
1486          */
1487         if (end != MEMBLOCK_ALLOC_NOLEAKTRACE)
1488                 /*
1489                  * Memblock allocated blocks are never reported as
1490                  * leaks. This is because many of these blocks are
1491                  * only referred via the physical address which is
1492                  * not looked up by kmemleak.
1493                  */
1494                 kmemleak_alloc_phys(found, size, 0);
1495
1496         /*
1497          * Some Virtual Machine platforms, such as Intel TDX or AMD SEV-SNP,
1498          * require memory to be accepted before it can be used by the
1499          * guest.
1500          *
1501          * Accept the memory of the allocated buffer.
1502          */
1503         accept_memory(found, found + size);
1504
1505         return found;
1506 }
1507
1508 /**
1509  * memblock_phys_alloc_range - allocate a memory block inside specified range
1510  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1511  * @align: alignment of the region and block's size
1512  * @start: the lower bound of the memory region to allocate (physical address)
1513  * @end: the upper bound of the memory region to allocate (physical address)
1514  *
1515  * Allocate @size bytes in the between @start and @end.
1516  *
1517  * Return: physical address of the allocated memory block on success,
1518  * %0 on failure.
1519  */
1520 phys_addr_t __init memblock_phys_alloc_range(phys_addr_t size,
1521                                              phys_addr_t align,
1522                                              phys_addr_t start,
1523                                              phys_addr_t end)
1524 {
1525         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx from=%pa max_addr=%pa %pS\n",
1526                      __func__, (u64)size, (u64)align, &start, &end,
1527                      (void *)_RET_IP_);
1528         return memblock_alloc_range_nid(size, align, start, end, NUMA_NO_NODE,
1529                                         false);
1530 }
1531
1532 /**
1533  * memblock_phys_alloc_try_nid - allocate a memory block from specified NUMA node
1534  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1535  * @align: alignment of the region and block's size
1536  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1537  *
1538  * Allocates memory block from the specified NUMA node. If the node
1539  * has no available memory, attempts to allocated from any node in the
1540  * system.
1541  *
1542  * Return: physical address of the allocated memory block on success,
1543  * %0 on failure.
1544  */
1545 phys_addr_t __init memblock_phys_alloc_try_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
1546 {
1547         return memblock_alloc_range_nid(size, align, 0,
1548                                         MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE, nid, false);
1549 }
1550
1551 /**
1552  * memblock_alloc_internal - allocate boot memory block
1553  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1554  * @align: alignment of the region and block's size
1555  * @min_addr: the lower bound of the memory region to allocate (phys address)
1556  * @max_addr: the upper bound of the memory region to allocate (phys address)
1557  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1558  * @exact_nid: control the allocation fall back to other nodes
1559  *
1560  * Allocates memory block using memblock_alloc_range_nid() and
1561  * converts the returned physical address to virtual.
1562  *
1563  * The @min_addr limit is dropped if it can not be satisfied and the allocation
1564  * will fall back to memory below @min_addr. Other constraints, such
1565  * as node and mirrored memory will be handled again in
1566  * memblock_alloc_range_nid().
1567  *
1568  * Return:
1569  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1570  */
1571 static void * __init memblock_alloc_internal(
1572                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1573                                 phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1574                                 int nid, bool exact_nid)
1575 {
1576         phys_addr_t alloc;
1577
1578         /*
1579          * Detect any accidental use of these APIs after slab is ready, as at
1580          * this moment memblock may be deinitialized already and its
1581          * internal data may be destroyed (after execution of memblock_free_all)
1582          */
1583         if (WARN_ON_ONCE(slab_is_available()))
1584                 return kzalloc_node(size, GFP_NOWAIT, nid);
1585
1586         if (max_addr > memblock.current_limit)
1587                 max_addr = memblock.current_limit;
1588
1589         alloc = memblock_alloc_range_nid(size, align, min_addr, max_addr, nid,
1590                                         exact_nid);
1591
1592         /* retry allocation without lower limit */
1593         if (!alloc && min_addr)
1594                 alloc = memblock_alloc_range_nid(size, align, 0, max_addr, nid,
1595                                                 exact_nid);
1596
1597         if (!alloc)
1598                 return NULL;
1599
1600         return phys_to_virt(alloc);
1601 }
1602
1603 /**
1604  * memblock_alloc_exact_nid_raw - allocate boot memory block on the exact node
1605  * without zeroing memory
1606  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1607  * @align: alignment of the region and block's size
1608  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1609  *        is preferred (phys address)
1610  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1611  *            is preferred (phys address), or %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE to
1612  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1613  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1614  *
1615  * Public function, provides additional debug information (including caller
1616  * info), if enabled. Does not zero allocated memory.
1617  *
1618  * Return:
1619  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1620  */
1621 void * __init memblock_alloc_exact_nid_raw(
1622                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1623                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1624                         int nid)
1625 {
1626         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=%pa max_addr=%pa %pS\n",
1627                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, &min_addr,
1628                      &max_addr, (void *)_RET_IP_);
1629
1630         return memblock_alloc_internal(size, align, min_addr, max_addr, nid,
1631                                        true);
1632 }
1633
1634 /**
1635  * memblock_alloc_try_nid_raw - allocate boot memory block without zeroing
1636  * memory and without panicking
1637  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1638  * @align: alignment of the region and block's size
1639  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1640  *        is preferred (phys address)
1641  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1642  *            is preferred (phys address), or %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE to
1643  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1644  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1645  *
1646  * Public function, provides additional debug information (including caller
1647  * info), if enabled. Does not zero allocated memory, does not panic if request
1648  * cannot be satisfied.
1649  *
1650  * Return:
1651  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1652  */
1653 void * __init memblock_alloc_try_nid_raw(
1654                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1655                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1656                         int nid)
1657 {
1658         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=%pa max_addr=%pa %pS\n",
1659                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, &min_addr,
1660                      &max_addr, (void *)_RET_IP_);
1661
1662         return memblock_alloc_internal(size, align, min_addr, max_addr, nid,
1663                                        false);
1664 }
1665
1666 /**
1667  * memblock_alloc_try_nid - allocate boot memory block
1668  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1669  * @align: alignment of the region and block's size
1670  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1671  *        is preferred (phys address)
1672  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1673  *            is preferred (phys address), or %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE to
1674  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1675  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1676  *
1677  * Public function, provides additional debug information (including caller
1678  * info), if enabled. This function zeroes the allocated memory.
1679  *
1680  * Return:
1681  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1682  */
1683 void * __init memblock_alloc_try_nid(
1684                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1685                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1686                         int nid)
1687 {
1688         void *ptr;
1689
1690         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=%pa max_addr=%pa %pS\n",
1691                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, &min_addr,
1692                      &max_addr, (void *)_RET_IP_);
1693         ptr = memblock_alloc_internal(size, align,
1694                                            min_addr, max_addr, nid, false);
1695         if (ptr)
1696                 memset(ptr, 0, size);
1697
1698         return ptr;
1699 }
1700
1701 /**
1702  * memblock_free_late - free pages directly to buddy allocator
1703  * @base: phys starting address of the  boot memory block
1704  * @size: size of the boot memory block in bytes
1705  *
1706  * This is only useful when the memblock allocator has already been torn
1707  * down, but we are still initializing the system.  Pages are released directly
1708  * to the buddy allocator.
1709  */
1710 void __init memblock_free_late(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1711 {
1712         phys_addr_t cursor, end;
1713
1714         end = base + size - 1;
1715         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n",
1716                      __func__, &base, &end, (void *)_RET_IP_);
1717         kmemleak_free_part_phys(base, size);
1718         cursor = PFN_UP(base);
1719         end = PFN_DOWN(base + size);
1720
1721         for (; cursor < end; cursor++) {
1722                 memblock_free_pages(pfn_to_page(cursor), cursor, 0);
1723                 totalram_pages_inc();
1724         }
1725 }
1726
1727 /*
1728  * Remaining API functions
1729  */
1730
1731 phys_addr_t __init_memblock memblock_phys_mem_size(void)
1732 {
1733         return memblock.memory.total_size;
1734 }
1735
1736 phys_addr_t __init_memblock memblock_reserved_size(void)
1737 {
1738         return memblock.reserved.total_size;
1739 }
1740
1741 /* lowest address */
1742 phys_addr_t __init_memblock memblock_start_of_DRAM(void)
1743 {
1744         return memblock.memory.regions[0].base;
1745 }
1746
1747 phys_addr_t __init_memblock memblock_end_of_DRAM(void)
1748 {
1749         int idx = memblock.memory.cnt - 1;
1750
1751         return (memblock.memory.regions[idx].base + memblock.memory.regions[idx].size);
1752 }
1753
1754 static phys_addr_t __init_memblock __find_max_addr(phys_addr_t limit)
1755 {
1756         phys_addr_t max_addr = PHYS_ADDR_MAX;
1757         struct memblock_region *r;
1758
1759         /*
1760          * translate the memory @limit size into the max address within one of
1761          * the memory memblock regions, if the @limit exceeds the total size
1762          * of those regions, max_addr will keep original value PHYS_ADDR_MAX
1763          */
1764         for_each_mem_region(r) {
1765                 if (limit <= r->size) {
1766                         max_addr = r->base + limit;
1767                         break;
1768                 }
1769                 limit -= r->size;
1770         }
1771
1772         return max_addr;
1773 }
1774
1775 void __init memblock_enforce_memory_limit(phys_addr_t limit)
1776 {
1777         phys_addr_t max_addr;
1778
1779         if (!limit)
1780                 return;
1781
1782         max_addr = __find_max_addr(limit);
1783
1784         /* @limit exceeds the total size of the memory, do nothing */
1785         if (max_addr == PHYS_ADDR_MAX)
1786                 return;
1787
1788         /* truncate both memory and reserved regions */
1789         memblock_remove_range(&memblock.memory, max_addr,
1790                               PHYS_ADDR_MAX);
1791         memblock_remove_range(&memblock.reserved, max_addr,
1792                               PHYS_ADDR_MAX);
1793 }
1794
1795 void __init memblock_cap_memory_range(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1796 {
1797         int start_rgn, end_rgn;
1798         int i, ret;
1799
1800         if (!size)
1801                 return;
1802
1803         if (!memblock_memory->total_size) {
1804                 pr_warn("%s: No memory registered yet\n", __func__);
1805                 return;
1806         }
1807
1808         ret = memblock_isolate_range(&memblock.memory, base, size,
1809                                                 &start_rgn, &end_rgn);
1810         if (ret)
1811                 return;
1812
1813         /* remove all the MAP regions */
1814         for (i = memblock.memory.cnt - 1; i >= end_rgn; i--)
1815                 if (!memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]))
1816                         memblock_remove_region(&memblock.memory, i);
1817
1818         for (i = start_rgn - 1; i >= 0; i--)
1819                 if (!memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]))
1820                         memblock_remove_region(&memblock.memory, i);
1821
1822         /* truncate the reserved regions */
1823         memblock_remove_range(&memblock.reserved, 0, base);
1824         memblock_remove_range(&memblock.reserved,
1825                         base + size, PHYS_ADDR_MAX);
1826 }
1827
1828 void __init memblock_mem_limit_remove_map(phys_addr_t limit)
1829 {
1830         phys_addr_t max_addr;
1831
1832         if (!limit)
1833                 return;
1834
1835         max_addr = __find_max_addr(limit);
1836
1837         /* @limit exceeds the total size of the memory, do nothing */
1838         if (max_addr == PHYS_ADDR_MAX)
1839                 return;
1840
1841         memblock_cap_memory_range(0, max_addr);
1842 }
1843
1844 static int __init_memblock memblock_search(struct memblock_type *type, phys_addr_t addr)
1845 {
1846         unsigned int left = 0, right = type->cnt;
1847
1848         do {
1849                 unsigned int mid = (right + left) / 2;
1850
1851                 if (addr < type->regions[mid].base)
1852                         right = mid;
1853                 else if (addr >= (type->regions[mid].base +
1854                                   type->regions[mid].size))
1855                         left = mid + 1;
1856                 else
1857                         return mid;
1858         } while (left < right);
1859         return -1;
1860 }
1861
1862 bool __init_memblock memblock_is_reserved(phys_addr_t addr)
1863 {
1864         return memblock_search(&memblock.reserved, addr) != -1;
1865 }
1866
1867 bool __init_memblock memblock_is_memory(phys_addr_t addr)
1868 {
1869         return memblock_search(&memblock.memory, addr) != -1;
1870 }
1871
1872 bool __init_memblock memblock_is_map_memory(phys_addr_t addr)
1873 {
1874         int i = memblock_search(&memblock.memory, addr);
1875
1876         if (i == -1)
1877                 return false;
1878         return !memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]);
1879 }
1880
1881 int __init_memblock memblock_search_pfn_nid(unsigned long pfn,
1882                          unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
1883 {
1884         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
1885         int mid = memblock_search(type, PFN_PHYS(pfn));
1886
1887         if (mid == -1)
1888                 return NUMA_NO_NODE;
1889
1890         *start_pfn = PFN_DOWN(type->regions[mid].base);
1891         *end_pfn = PFN_DOWN(type->regions[mid].base + type->regions[mid].size);
1892
1893         return memblock_get_region_node(&type->regions[mid]);
1894 }
1895
1896 /**
1897  * memblock_is_region_memory - check if a region is a subset of memory
1898  * @base: base of region to check
1899  * @size: size of region to check
1900  *
1901  * Check if the region [@base, @base + @size) is a subset of a memory block.
1902  *
1903  * Return:
1904  * 0 if false, non-zero if true
1905  */
1906 bool __init_memblock memblock_is_region_memory(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1907 {
1908         int idx = memblock_search(&memblock.memory, base);
1909         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
1910
1911         if (idx == -1)
1912                 return false;
1913         return (memblock.memory.regions[idx].base +
1914                  memblock.memory.regions[idx].size) >= end;
1915 }
1916
1917 /**
1918  * memblock_is_region_reserved - check if a region intersects reserved memory
1919  * @base: base of region to check
1920  * @size: size of region to check
1921  *
1922  * Check if the region [@base, @base + @size) intersects a reserved
1923  * memory block.
1924  *
1925  * Return:
1926  * True if they intersect, false if not.
1927  */
1928 bool __init_memblock memblock_is_region_reserved(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1929 {
1930         return memblock_overlaps_region(&memblock.reserved, base, size);
1931 }
1932
1933 void __init_memblock memblock_trim_memory(phys_addr_t align)
1934 {
1935         phys_addr_t start, end, orig_start, orig_end;
1936         struct memblock_region *r;
1937
1938         for_each_mem_region(r) {
1939                 orig_start = r->base;
1940                 orig_end = r->base + r->size;
1941                 start = round_up(orig_start, align);
1942                 end = round_down(orig_end, align);
1943
1944                 if (start == orig_start && end == orig_end)
1945                         continue;
1946
1947                 if (start < end) {
1948                         r->base = start;
1949                         r->size = end - start;
1950                 } else {
1951                         memblock_remove_region(&memblock.memory,
1952                                                r - memblock.memory.regions);
1953                         r--;
1954                 }
1955         }
1956 }
1957
1958 void __init_memblock memblock_set_current_limit(phys_addr_t limit)
1959 {
1960         memblock.current_limit = limit;
1961 }
1962
1963 phys_addr_t __init_memblock memblock_get_current_limit(void)
1964 {
1965         return memblock.current_limit;
1966 }
1967
1968 static void __init_memblock memblock_dump(struct memblock_type *type)
1969 {
1970         phys_addr_t base, end, size;
1971         enum memblock_flags flags;
1972         int idx;
1973         struct memblock_region *rgn;
1974
1975         pr_info(" %s.cnt  = 0x%lx\n", type->name, type->cnt);
1976
1977         for_each_memblock_type(idx, type, rgn) {
1978                 char nid_buf[32] = "";
1979
1980                 base = rgn->base;
1981                 size = rgn->size;
1982                 end = base + size - 1;
1983                 flags = rgn->flags;
1984 #ifdef CONFIG_NUMA
1985                 if (memblock_get_region_node(rgn) != MAX_NUMNODES)
1986                         snprintf(nid_buf, sizeof(nid_buf), " on node %d",
1987                                  memblock_get_region_node(rgn));
1988 #endif
1989                 pr_info(" %s[%#x]\t[%pa-%pa], %pa bytes%s flags: %#x\n",
1990                         type->name, idx, &base, &end, &size, nid_buf, flags);
1991         }
1992 }
1993
1994 static void __init_memblock __memblock_dump_all(void)
1995 {
1996         pr_info("MEMBLOCK configuration:\n");
1997         pr_info(" memory size = %pa reserved size = %pa\n",
1998                 &memblock.memory.total_size,
1999                 &memblock.reserved.total_size);
2000
2001         memblock_dump(&memblock.memory);
2002         memblock_dump(&memblock.reserved);
2003 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
2004         memblock_dump(&physmem);
2005 #endif
2006 }
2007
2008 void __init_memblock memblock_dump_all(void)
2009 {
2010         if (memblock_debug)
2011                 __memblock_dump_all();
2012 }
2013
2014 void __init memblock_allow_resize(void)
2015 {
2016         memblock_can_resize = 1;
2017 }
2018
2019 static int __init early_memblock(char *p)
2020 {
2021         if (p && strstr(p, "debug"))
2022                 memblock_debug = 1;
2023         return 0;
2024 }
2025 early_param("memblock", early_memblock);
2026
2027 static void __init free_memmap(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
2028 {
2029         struct page *start_pg, *end_pg;
2030         phys_addr_t pg, pgend;
2031
2032         /*
2033          * Convert start_pfn/end_pfn to a struct page pointer.
2034          */
2035         start_pg = pfn_to_page(start_pfn - 1) + 1;
2036         end_pg = pfn_to_page(end_pfn - 1) + 1;
2037
2038         /*
2039          * Convert to physical addresses, and round start upwards and end
2040          * downwards.
2041          */
2042         pg = PAGE_ALIGN(__pa(start_pg));
2043         pgend = __pa(end_pg) & PAGE_MASK;
2044
2045         /*
2046          * If there are free pages between these, free the section of the
2047          * memmap array.
2048          */
2049         if (pg < pgend)
2050                 memblock_phys_free(pg, pgend - pg);
2051 }
2052
2053 /*
2054  * The mem_map array can get very big.  Free the unused area of the memory map.
2055  */
2056 static void __init free_unused_memmap(void)
2057 {
2058         unsigned long start, end, prev_end = 0;
2059         int i;
2060
2061         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_ARCH_PFN_VALID) ||
2062             IS_ENABLED(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP))
2063                 return;
2064
2065         /*
2066          * This relies on each bank being in address order.
2067          * The banks are sorted previously in bootmem_init().
2068          */
2069         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start, &end, NULL) {
2070 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
2071                 /*
2072                  * Take care not to free memmap entries that don't exist
2073                  * due to SPARSEMEM sections which aren't present.
2074                  */
2075                 start = min(start, ALIGN(prev_end, PAGES_PER_SECTION));
2076 #endif
2077                 /*
2078                  * Align down here since many operations in VM subsystem
2079                  * presume that there are no holes in the memory map inside
2080                  * a pageblock
2081                  */
2082                 start = pageblock_start_pfn(start);
2083
2084                 /*
2085                  * If we had a previous bank, and there is a space
2086                  * between the current bank and the previous, free it.
2087                  */
2088                 if (prev_end && prev_end < start)
2089                         free_memmap(prev_end, start);
2090
2091                 /*
2092                  * Align up here since many operations in VM subsystem
2093                  * presume that there are no holes in the memory map inside
2094                  * a pageblock
2095                  */
2096                 prev_end = pageblock_align(end);
2097         }
2098
2099 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
2100         if (!IS_ALIGNED(prev_end, PAGES_PER_SECTION)) {
2101                 prev_end = pageblock_align(end);
2102                 free_memmap(prev_end, ALIGN(prev_end, PAGES_PER_SECTION));
2103         }
2104 #endif
2105 }
2106
2107 static void __init __free_pages_memory(unsigned long start, unsigned long end)
2108 {
2109         int order;
2110
2111         while (start < end) {
2112                 /*
2113                  * Free the pages in the largest chunks alignment allows.
2114                  *
2115                  * __ffs() behaviour is undefined for 0. start == 0 is
2116                  * MAX_PAGE_ORDER-aligned, set order to MAX_PAGE_ORDER for
2117                  * the case.
2118                  */
2119                 if (start)
2120                         order = min_t(int, MAX_PAGE_ORDER, __ffs(start));
2121                 else
2122                         order = MAX_PAGE_ORDER;
2123
2124                 while (start + (1UL << order) > end)
2125                         order--;
2126
2127                 memblock_free_pages(pfn_to_page(start), start, order);
2128
2129                 start += (1UL << order);
2130         }
2131 }
2132
2133 static unsigned long __init __free_memory_core(phys_addr_t start,
2134                                  phys_addr_t end)
2135 {
2136         unsigned long start_pfn = PFN_UP(start);
2137         unsigned long end_pfn = min_t(unsigned long,
2138                                       PFN_DOWN(end), max_low_pfn);
2139
2140         if (start_pfn >= end_pfn)
2141                 return 0;
2142
2143         __free_pages_memory(start_pfn, end_pfn);
2144
2145         return end_pfn - start_pfn;
2146 }
2147
2148 static void __init memmap_init_reserved_pages(void)
2149 {
2150         struct memblock_region *region;
2151         phys_addr_t start, end;
2152         int nid;
2153
2154         /*
2155          * set nid on all reserved pages and also treat struct
2156          * pages for the NOMAP regions as PageReserved
2157          */
2158         for_each_mem_region(region) {
2159                 nid = memblock_get_region_node(region);
2160                 start = region->base;
2161                 end = start + region->size;
2162
2163                 if (memblock_is_nomap(region))
2164                         reserve_bootmem_region(start, end, nid);
2165
2166                 memblock_set_node(start, end, &memblock.reserved, nid);
2167         }
2168
2169         /*
2170          * initialize struct pages for reserved regions that don't have
2171          * the MEMBLOCK_RSRV_NOINIT flag set
2172          */
2173         for_each_reserved_mem_region(region) {
2174                 if (!memblock_is_reserved_noinit(region)) {
2175                         nid = memblock_get_region_node(region);
2176                         start = region->base;
2177                         end = start + region->size;
2178
2179                         reserve_bootmem_region(start, end, nid);
2180                 }
2181         }
2182 }
2183
2184 static unsigned long __init free_low_memory_core_early(void)
2185 {
2186         unsigned long count = 0;
2187         phys_addr_t start, end;
2188         u64 i;
2189
2190         memblock_clear_hotplug(0, -1);
2191
2192         memmap_init_reserved_pages();
2193
2194         /*
2195          * We need to use NUMA_NO_NODE instead of NODE_DATA(0)->node_id
2196          *  because in some case like Node0 doesn't have RAM installed
2197          *  low ram will be on Node1
2198          */
2199         for_each_free_mem_range(i, NUMA_NO_NODE, MEMBLOCK_NONE, &start, &end,
2200                                 NULL)
2201                 count += __free_memory_core(start, end);
2202
2203         return count;
2204 }
2205
2206 static int reset_managed_pages_done __initdata;
2207
2208 static void __init reset_node_managed_pages(pg_data_t *pgdat)
2209 {
2210         struct zone *z;
2211
2212         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
2213                 atomic_long_set(&z->managed_pages, 0);
2214 }
2215
2216 void __init reset_all_zones_managed_pages(void)
2217 {
2218         struct pglist_data *pgdat;
2219
2220         if (reset_managed_pages_done)
2221                 return;
2222
2223         for_each_online_pgdat(pgdat)
2224                 reset_node_managed_pages(pgdat);
2225
2226         reset_managed_pages_done = 1;
2227 }
2228
2229 /**
2230  * memblock_free_all - release free pages to the buddy allocator
2231  */
2232 void __init memblock_free_all(void)
2233 {
2234         unsigned long pages;
2235
2236         free_unused_memmap();
2237         reset_all_zones_managed_pages();
2238
2239         pages = free_low_memory_core_early();
2240         totalram_pages_add(pages);
2241 }
2242
2243 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && defined(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK)
2244 static const char * const flagname[] = {
2245         [ilog2(MEMBLOCK_HOTPLUG)] = "HOTPLUG",
2246         [ilog2(MEMBLOCK_MIRROR)] = "MIRROR",
2247         [ilog2(MEMBLOCK_NOMAP)] = "NOMAP",
2248         [ilog2(MEMBLOCK_DRIVER_MANAGED)] = "DRV_MNG",
2249 };
2250
2251 static int memblock_debug_show(struct seq_file *m, void *private)
2252 {
2253         struct memblock_type *type = m->private;
2254         struct memblock_region *reg;
2255         int i, j, nid;
2256         unsigned int count = ARRAY_SIZE(flagname);
2257         phys_addr_t end;
2258
2259         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
2260                 reg = &type->regions[i];
2261                 end = reg->base + reg->size - 1;
2262                 nid = memblock_get_region_node(reg);
2263
2264                 seq_printf(m, "%4d: ", i);
2265                 seq_printf(m, "%pa..%pa ", &reg->base, &end);
2266                 if (nid != MAX_NUMNODES)
2267                         seq_printf(m, "%4d ", nid);
2268                 else
2269                         seq_printf(m, "%4c ", 'x');
2270                 if (reg->flags) {
2271                         for (j = 0; j < count; j++) {
2272                                 if (reg->flags & (1U << j)) {
2273                                         seq_printf(m, "%s\n", flagname[j]);
2274                                         break;
2275                                 }
2276                         }
2277                         if (j == count)
2278                                 seq_printf(m, "%s\n", "UNKNOWN");
2279                 } else {
2280                         seq_printf(m, "%s\n", "NONE");
2281                 }
2282         }
2283         return 0;
2284 }
2285 DEFINE_SHOW_ATTRIBUTE(memblock_debug);
2286
2287 static int __init memblock_init_debugfs(void)
2288 {
2289         struct dentry *root = debugfs_create_dir("memblock", NULL);
2290
2291         debugfs_create_file("memory", 0444, root,
2292                             &memblock.memory, &memblock_debug_fops);
2293         debugfs_create_file("reserved", 0444, root,
2294                             &memblock.reserved, &memblock_debug_fops);
2295 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
2296         debugfs_create_file("physmem", 0444, root, &physmem,
2297                             &memblock_debug_fops);
2298 #endif
2299
2300         return 0;
2301 }
2302 __initcall(memblock_init_debugfs);
2303
2304 #endif /* CONFIG_DEBUG_FS */