mm/memblock.c

   1 /*
   2  * Procedures for maintaining information about logical memory blocks.
   3  *
   4  * Peter Bergner, IBM Corp.     June 2001.
   5  * Copyright (C) 2001 Peter Bergner.
   6  *
   7  *      This program is free software; you can redistribute it and/or
   8  *      modify it under the terms of the GNU General Public License
   9  *      as published by the Free Software Foundation; either version
  10  *      2 of the License, or (at your option) any later version.
  11  */
  12
  13 #include <linux/kernel.h>
  14 #include <linux/slab.h>
  15 #include <linux/init.h>
  16 #include <linux/bitops.h>
  17 #include <linux/poison.h>
  18 #include <linux/pfn.h>
  19 #include <linux/debugfs.h>
  20 #include <linux/seq_file.h>
  21 #include <linux/memblock.h>
  22
  23 #include <asm/sections.h>
  24 #include <linux/io.h>
  25
  26 #include "internal.h"
  27
  28 static struct memblock_region memblock_memory_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS] __initdata_memblock;
  29 static struct memblock_region memblock_reserved_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS] __initdata_memblock;
  30 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
  31 static struct memblock_region memblock_physmem_init_regions[INIT_PHYSMEM_REGIONS] __initdata_memblock;
  32 #endif
  33
  34 struct memblock memblock __initdata_memblock = {
  35         .memory.regions         = memblock_memory_init_regions,
  36         .memory.cnt             = 1,    /* empty dummy entry */
  37         .memory.max             = INIT_MEMBLOCK_REGIONS,
  38         .memory.name            = "memory",
  39
  40         .reserved.regions       = memblock_reserved_init_regions,
  41         .reserved.cnt           = 1,    /* empty dummy entry */
  42         .reserved.max           = INIT_MEMBLOCK_REGIONS,
  43         .reserved.name          = "reserved",
  44
  45 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
  46         .physmem.regions        = memblock_physmem_init_regions,
  47         .physmem.cnt            = 1,    /* empty dummy entry */
  48         .physmem.max            = INIT_PHYSMEM_REGIONS,
  49         .physmem.name           = "physmem",
  50 #endif
  51
  52         .bottom_up              = false,
  53         .current_limit          = MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE,
  54 };
  55
  56 int memblock_debug __initdata_memblock;
  57 static bool system_has_some_mirror __initdata_memblock = false;
  58 static int memblock_can_resize __initdata_memblock;
  59 static int memblock_memory_in_slab __initdata_memblock = 0;
  60 static int memblock_reserved_in_slab __initdata_memblock = 0;
  61
  62 ulong __init_memblock choose_memblock_flags(void)
  63 {
  64         return system_has_some_mirror ? MEMBLOCK_MIRROR : MEMBLOCK_NONE;
  65 }
  66
  67 /* adjust *@size so that (@base + *@size) doesn't overflow, return new size */
  68 static inline phys_addr_t memblock_cap_size(phys_addr_t base, phys_addr_t *size)
  69 {
  70         return *size = min(*size, (phys_addr_t)ULLONG_MAX - base);
  71 }
  72
  73 /*
  74  * Address comparison utilities
  75  */
  76 static unsigned long __init_memblock memblock_addrs_overlap(phys_addr_t base1, phys_addr_t size1,
  77                                        phys_addr_t base2, phys_addr_t size2)
  78 {
  79         return ((base1 < (base2 + size2)) && (base2 < (base1 + size1)));
  80 }
  81
  82 bool __init_memblock memblock_overlaps_region(struct memblock_type *type,
  83                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size)
  84 {
  85         unsigned long i;
  86
  87         for (i = 0; i < type->cnt; i++)
  88                 if (memblock_addrs_overlap(base, size, type->regions[i].base,
  89                                            type->regions[i].size))
  90                         break;
  91         return i < type->cnt;
  92 }
  93
  94 /*
  95  * __memblock_find_range_bottom_up - find free area utility in bottom-up
  96  * @start: start of candidate range
  97  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_{ANYWHERE|ACCESSIBLE}
  98  * @size: size of free area to find
  99  * @align: alignment of free area to find
 100  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
 101  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
 102  *
 103  * Utility called from memblock_find_in_range_node(), find free area bottom-up.
 104  *
 105  * RETURNS:
 106  * Found address on success, 0 on failure.
 107  */
 108 static phys_addr_t __init_memblock
 109 __memblock_find_range_bottom_up(phys_addr_t start, phys_addr_t end,
 110                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid,
 111                                 ulong flags)
 112 {
 113         phys_addr_t this_start, this_end, cand;
 114         u64 i;
 115
 116         for_each_free_mem_range(i, nid, flags, &this_start, &this_end, NULL) {
 117                 this_start = clamp(this_start, start, end);
 118                 this_end = clamp(this_end, start, end);
 119
 120                 cand = round_up(this_start, align);
 121                 if (cand < this_end && this_end - cand >= size)
 122                         return cand;
 123         }
 124
 125         return 0;
 126 }
 127
 128 /**
 129  * __memblock_find_range_top_down - find free area utility, in top-down
 130  * @start: start of candidate range
 131  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_{ANYWHERE|ACCESSIBLE}
 132  * @size: size of free area to find
 133  * @align: alignment of free area to find
 134  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
 135  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
 136  *
 137  * Utility called from memblock_find_in_range_node(), find free area top-down.
 138  *
 139  * RETURNS:
 140  * Found address on success, 0 on failure.
 141  */
 142 static phys_addr_t __init_memblock
 143 __memblock_find_range_top_down(phys_addr_t start, phys_addr_t end,
 144                                phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid,
 145                                ulong flags)
 146 {
 147         phys_addr_t this_start, this_end, cand;
 148         u64 i;
 149
 150         for_each_free_mem_range_reverse(i, nid, flags, &this_start, &this_end,
 151                                         NULL) {
 152                 this_start = clamp(this_start, start, end);
 153                 this_end = clamp(this_end, start, end);
 154
 155                 if (this_end < size)
 156                         continue;
 157
 158                 cand = round_down(this_end - size, align);
 159                 if (cand >= this_start)
 160                         return cand;
 161         }
 162
 163         return 0;
 164 }
 165
 166 /**
 167  * memblock_find_in_range_node - find free area in given range and node
 168  * @size: size of free area to find
 169  * @align: alignment of free area to find
 170  * @start: start of candidate range
 171  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_{ANYWHERE|ACCESSIBLE}
 172  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
 173  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
 174  *
 175  * Find @size free area aligned to @align in the specified range and node.
 176  *
 177  * When allocation direction is bottom-up, the @start should be greater
 178  * than the end of the kernel image. Otherwise, it will be trimmed. The
 179  * reason is that we want the bottom-up allocation just near the kernel
 180  * image so it is highly likely that the allocated memory and the kernel
 181  * will reside in the same node.
 182  *
 183  * If bottom-up allocation failed, will try to allocate memory top-down.
 184  *
 185  * RETURNS:
 186  * Found address on success, 0 on failure.
 187  */
 188 phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range_node(phys_addr_t size,
 189                                         phys_addr_t align, phys_addr_t start,
 190                                         phys_addr_t end, int nid, ulong flags)
 191 {
 192         phys_addr_t kernel_end, ret;
 193
 194         /* pump up @end */
 195         if (end == MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE)
 196                 end = memblock.current_limit;
 197
 198         /* avoid allocating the first page */
 199         start = max_t(phys_addr_t, start, PAGE_SIZE);
 200         end = max(start, end);
 201         kernel_end = __pa_symbol(_end);
 202
 203         /*
 204          * try bottom-up allocation only when bottom-up mode
 205          * is set and @end is above the kernel image.
 206          */
 207         if (memblock_bottom_up() && end > kernel_end) {
 208                 phys_addr_t bottom_up_start;
 209
 210                 /* make sure we will allocate above the kernel */
 211                 bottom_up_start = max(start, kernel_end);
 212
 213                 /* ok, try bottom-up allocation first */
 214                 ret = __memblock_find_range_bottom_up(bottom_up_start, end,
 215                                                       size, align, nid, flags);
 216                 if (ret)
 217                         return ret;
 218
 219                 /*
 220                  * we always limit bottom-up allocation above the kernel,
 221                  * but top-down allocation doesn't have the limit, so
 222                  * retrying top-down allocation may succeed when bottom-up
 223                  * allocation failed.
 224                  *
 225                  * bottom-up allocation is expected to be fail very rarely,
 226                  * so we use WARN_ONCE() here to see the stack trace if
 227                  * fail happens.
 228                  */
 229                 WARN_ONCE(1, "memblock: bottom-up allocation failed, memory hotunplug may be affected\n");
 230         }
 231
 232         return __memblock_find_range_top_down(start, end, size, align, nid,
 233                                               flags);
 234 }
 235
 236 /**
 237  * memblock_find_in_range - find free area in given range
 238  * @start: start of candidate range
 239  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_{ANYWHERE|ACCESSIBLE}
 240  * @size: size of free area to find
 241  * @align: alignment of free area to find
 242  *
 243  * Find @size free area aligned to @align in the specified range.
 244  *
 245  * RETURNS:
 246  * Found address on success, 0 on failure.
 247  */
 248 phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range(phys_addr_t start,
 249                                         phys_addr_t end, phys_addr_t size,
 250                                         phys_addr_t align)
 251 {
 252         phys_addr_t ret;
 253         ulong flags = choose_memblock_flags();
 254
 255 again:
 256         ret = memblock_find_in_range_node(size, align, start, end,
 257                                             NUMA_NO_NODE, flags);
 258
 259         if (!ret && (flags & MEMBLOCK_MIRROR)) {
 260                 pr_warn("Could not allocate %pap bytes of mirrored memory\n",
 261                         &size);
 262                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
 263                 goto again;
 264         }
 265
 266         return ret;
 267 }
 268
 269 static void __init_memblock memblock_remove_region(struct memblock_type *type, unsigned long r)
 270 {
 271         type->total_size -= type->regions[r].size;
 272         memmove(&type->regions[r], &type->regions[r + 1],
 273                 (type->cnt - (r + 1)) * sizeof(type->regions[r]));
 274         type->cnt--;
 275
 276         /* Special case for empty arrays */
 277         if (type->cnt == 0) {
 278                 WARN_ON(type->total_size != 0);
 279                 type->cnt = 1;
 280                 type->regions[0].base = 0;
 281                 type->regions[0].size = 0;
 282                 type->regions[0].flags = 0;
 283                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], MAX_NUMNODES);
 284         }
 285 }
 286
 287 #ifdef CONFIG_ARCH_DISCARD_MEMBLOCK
 288 /**
 289  * Discard memory and reserved arrays if they were allocated
 290  */
 291 void __init memblock_discard(void)
 292 {
 293         phys_addr_t addr, size;
 294
 295         if (memblock.reserved.regions != memblock_reserved_init_regions) {
 296                 addr = __pa(memblock.reserved.regions);
 297                 size = PAGE_ALIGN(sizeof(struct memblock_region) *
 298                                   memblock.reserved.max);
 299                 __memblock_free_late(addr, size);
 300         }
 301
 302         if (memblock.memory.regions != memblock_memory_init_regions) {
 303                 addr = __pa(memblock.memory.regions);
 304                 size = PAGE_ALIGN(sizeof(struct memblock_region) *
 305                                   memblock.memory.max);
 306                 __memblock_free_late(addr, size);
 307         }
 308 }
 309 #endif
 310
 311 /**
 312  * memblock_double_array - double the size of the memblock regions array
 313  * @type: memblock type of the regions array being doubled
 314  * @new_area_start: starting address of memory range to avoid overlap with
 315  * @new_area_size: size of memory range to avoid overlap with
 316  *
 317  * Double the size of the @type regions array. If memblock is being used to
 318  * allocate memory for a new reserved regions array and there is a previously
 319  * allocated memory range [@new_area_start,@new_area_start+@new_area_size]
 320  * waiting to be reserved, ensure the memory used by the new array does
 321  * not overlap.
 322  *
 323  * RETURNS:
 324  * 0 on success, -1 on failure.
 325  */
 326 static int __init_memblock memblock_double_array(struct memblock_type *type,
 327                                                 phys_addr_t new_area_start,
 328                                                 phys_addr_t new_area_size)
 329 {
 330         struct memblock_region *new_array, *old_array;
 331         phys_addr_t old_alloc_size, new_alloc_size;
 332         phys_addr_t old_size, new_size, addr;
 333         int use_slab = slab_is_available();
 334         int *in_slab;
 335
 336         /* We don't allow resizing until we know about the reserved regions
 337          * of memory that aren't suitable for allocation
 338          */
 339         if (!memblock_can_resize)
 340                 return -1;
 341
 342         /* Calculate new doubled size */
 343         old_size = type->max * sizeof(struct memblock_region);
 344         new_size = old_size << 1;
 345         /*
 346          * We need to allocated new one align to PAGE_SIZE,
 347          *   so we can free them completely later.
 348          */
 349         old_alloc_size = PAGE_ALIGN(old_size);
 350         new_alloc_size = PAGE_ALIGN(new_size);
 351
 352         /* Retrieve the slab flag */
 353         if (type == &memblock.memory)
 354                 in_slab = &memblock_memory_in_slab;
 355         else
 356                 in_slab = &memblock_reserved_in_slab;
 357
 358         /* Try to find some space for it.
 359          *
 360          * WARNING: We assume that either slab_is_available() and we use it or
 361          * we use MEMBLOCK for allocations. That means that this is unsafe to
 362          * use when bootmem is currently active (unless bootmem itself is
 363          * implemented on top of MEMBLOCK which isn't the case yet)
 364          *
 365          * This should however not be an issue for now, as we currently only
 366          * call into MEMBLOCK while it's still active, or much later when slab
 367          * is active for memory hotplug operations
 368          */
 369         if (use_slab) {
 370                 new_array = kmalloc(new_size, GFP_KERNEL);
 371                 addr = new_array ? __pa(new_array) : 0;
 372         } else {
 373                 /* only exclude range when trying to double reserved.regions */
 374                 if (type != &memblock.reserved)
 375                         new_area_start = new_area_size = 0;
 376
 377                 addr = memblock_find_in_range(new_area_start + new_area_size,
 378                                                 memblock.current_limit,
 379                                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
 380                 if (!addr && new_area_size)
 381                         addr = memblock_find_in_range(0,
 382                                 min(new_area_start, memblock.current_limit),
 383                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
 384
 385                 new_array = addr ? __va(addr) : NULL;
 386         }
 387         if (!addr) {
 388                 pr_err("memblock: Failed to double %s array from %ld to %ld entries !\n",
 389                        type->name, type->max, type->max * 2);
 390                 return -1;
 391         }
 392
 393         memblock_dbg("memblock: %s is doubled to %ld at [%#010llx-%#010llx]",
 394                         type->name, type->max * 2, (u64)addr,
 395                         (u64)addr + new_size - 1);
 396
 397         /*
 398          * Found space, we now need to move the array over before we add the
 399          * reserved region since it may be our reserved array itself that is
 400          * full.
 401          */
 402         memcpy(new_array, type->regions, old_size);
 403         memset(new_array + type->max, 0, old_size);
 404         old_array = type->regions;
 405         type->regions = new_array;
 406         type->max <<= 1;
 407
 408         /* Free old array. We needn't free it if the array is the static one */
 409         if (*in_slab)
 410                 kfree(old_array);
 411         else if (old_array != memblock_memory_init_regions &&
 412                  old_array != memblock_reserved_init_regions)
 413                 memblock_free(__pa(old_array), old_alloc_size);
 414
 415         /*
 416          * Reserve the new array if that comes from the memblock.  Otherwise, we
 417          * needn't do it
 418          */
 419         if (!use_slab)
 420                 BUG_ON(memblock_reserve(addr, new_alloc_size));
 421
 422         /* Update slab flag */
 423         *in_slab = use_slab;
 424
 425         return 0;
 426 }
 427
 428 /**
 429  * memblock_merge_regions - merge neighboring compatible regions
 430  * @type: memblock type to scan
 431  *
 432  * Scan @type and merge neighboring compatible regions.
 433  */
 434 static void __init_memblock memblock_merge_regions(struct memblock_type *type)
 435 {
 436         int i = 0;
 437
 438         /* cnt never goes below 1 */
 439         while (i < type->cnt - 1) {
 440                 struct memblock_region *this = &type->regions[i];
 441                 struct memblock_region *next = &type->regions[i + 1];
 442
 443                 if (this->base + this->size != next->base ||
 444                     memblock_get_region_node(this) !=
 445                     memblock_get_region_node(next) ||
 446                     this->flags != next->flags) {
 447                         BUG_ON(this->base + this->size > next->base);
 448                         i++;
 449                         continue;
 450                 }
 451
 452                 this->size += next->size;
 453                 /* move forward from next + 1, index of which is i + 2 */
 454                 memmove(next, next + 1, (type->cnt - (i + 2)) * sizeof(*next));
 455                 type->cnt--;
 456         }
 457 }
 458
 459 /**
 460  * memblock_insert_region - insert new memblock region
 461  * @type:       memblock type to insert into
 462  * @idx:        index for the insertion point
 463  * @base:       base address of the new region
 464  * @size:       size of the new region
 465  * @nid:        node id of the new region
 466  * @flags:      flags of the new region
 467  *
 468  * Insert new memblock region [@base,@base+@size) into @type at @idx.
 469  * @type must already have extra room to accommodate the new region.
 470  */
 471 static void __init_memblock memblock_insert_region(struct memblock_type *type,
 472                                                    int idx, phys_addr_t base,
 473                                                    phys_addr_t size,
 474                                                    int nid, unsigned long flags)
 475 {
 476         struct memblock_region *rgn = &type->regions[idx];
 477
 478         BUG_ON(type->cnt >= type->max);
 479         memmove(rgn + 1, rgn, (type->cnt - idx) * sizeof(*rgn));
 480         rgn->base = base;
 481         rgn->size = size;
 482         rgn->flags = flags;
 483         memblock_set_region_node(rgn, nid);
 484         type->cnt++;
 485         type->total_size += size;
 486 }
 487
 488 /**
 489  * memblock_add_range - add new memblock region
 490  * @type: memblock type to add new region into
 491  * @base: base address of the new region
 492  * @size: size of the new region
 493  * @nid: nid of the new region
 494  * @flags: flags of the new region
 495  *
 496  * Add new memblock region [@base,@base+@size) into @type.  The new region
 497  * is allowed to overlap with existing ones - overlaps don't affect already
 498  * existing regions.  @type is guaranteed to be minimal (all neighbouring
 499  * compatible regions are merged) after the addition.
 500  *
 501  * RETURNS:
 502  * 0 on success, -errno on failure.
 503  */
 504 int __init_memblock memblock_add_range(struct memblock_type *type,
 505                                 phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 506                                 int nid, unsigned long flags)
 507 {
 508         bool insert = false;
 509         phys_addr_t obase = base;
 510         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
 511         int idx, nr_new;
 512         struct memblock_region *rgn;
 513
 514         if (!size)
 515                 return 0;
 516
 517         /* special case for empty array */
 518         if (type->regions[0].size == 0) {
 519                 WARN_ON(type->cnt != 1 || type->total_size);
 520                 type->regions[0].base = base;
 521                 type->regions[0].size = size;
 522                 type->regions[0].flags = flags;
 523                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], nid);
 524                 type->total_size = size;
 525                 return 0;
 526         }
 527 repeat:
 528         /*
 529          * The following is executed twice.  Once with %false @insert and
 530          * then with %true.  The first counts the number of regions needed
 531          * to accommodate the new area.  The second actually inserts them.
 532          */
 533         base = obase;
 534         nr_new = 0;
 535
 536         for_each_memblock_type(idx, type, rgn) {
 537                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
 538                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
 539
 540                 if (rbase >= end)
 541                         break;
 542                 if (rend <= base)
 543                         continue;
 544                 /*
 545                  * @rgn overlaps.  If it separates the lower part of new
 546                  * area, insert that portion.
 547                  */
 548                 if (rbase > base) {
 549 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
 550                         WARN_ON(nid != memblock_get_region_node(rgn));
 551 #endif
 552                         WARN_ON(flags != rgn->flags);
 553                         nr_new++;
 554                         if (insert)
 555                                 memblock_insert_region(type, idx++, base,
 556                                                        rbase - base, nid,
 557                                                        flags);
 558                 }
 559                 /* area below @rend is dealt with, forget about it */
 560                 base = min(rend, end);
 561         }
 562
 563         /* insert the remaining portion */
 564         if (base < end) {
 565                 nr_new++;
 566                 if (insert)
 567                         memblock_insert_region(type, idx, base, end - base,
 568                                                nid, flags);
 569         }
 570
 571         if (!nr_new)
 572                 return 0;
 573
 574         /*
 575          * If this was the first round, resize array and repeat for actual
 576          * insertions; otherwise, merge and return.
 577          */
 578         if (!insert) {
 579                 while (type->cnt + nr_new > type->max)
 580                         if (memblock_double_array(type, obase, size) < 0)
 581                                 return -ENOMEM;
 582                 insert = true;
 583                 goto repeat;
 584         } else {
 585                 memblock_merge_regions(type);
 586                 return 0;
 587         }
 588 }
 589
 590 int __init_memblock memblock_add_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 591                                        int nid)
 592 {
 593         return memblock_add_range(&memblock.memory, base, size, nid, 0);
 594 }
 595
 596 int __init_memblock memblock_add(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 597 {
 598         phys_addr_t end = base + size - 1;
 599
 600         memblock_dbg("memblock_add: [%pa-%pa] %pF\n",
 601                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
 602
 603         return memblock_add_range(&memblock.memory, base, size, MAX_NUMNODES, 0);
 604 }
 605
 606 /**
 607  * memblock_isolate_range - isolate given range into disjoint memblocks
 608  * @type: memblock type to isolate range for
 609  * @base: base of range to isolate
 610  * @size: size of range to isolate
 611  * @start_rgn: out parameter for the start of isolated region
 612  * @end_rgn: out parameter for the end of isolated region
 613  *
 614  * Walk @type and ensure that regions don't cross the boundaries defined by
 615  * [@base,@base+@size).  Crossing regions are split at the boundaries,
 616  * which may create at most two more regions.  The index of the first
 617  * region inside the range is returned in *@start_rgn and end in *@end_rgn.
 618  *
 619  * RETURNS:
 620  * 0 on success, -errno on failure.
 621  */
 622 static int __init_memblock memblock_isolate_range(struct memblock_type *type,
 623                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 624                                         int *start_rgn, int *end_rgn)
 625 {
 626         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
 627         int idx;
 628         struct memblock_region *rgn;
 629
 630         *start_rgn = *end_rgn = 0;
 631
 632         if (!size)
 633                 return 0;
 634
 635         /* we'll create at most two more regions */
 636         while (type->cnt + 2 > type->max)
 637                 if (memblock_double_array(type, base, size) < 0)
 638                         return -ENOMEM;
 639
 640         for_each_memblock_type(idx, type, rgn) {
 641                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
 642                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
 643
 644                 if (rbase >= end)
 645                         break;
 646                 if (rend <= base)
 647                         continue;
 648
 649                 if (rbase < base) {
 650                         /*
 651                          * @rgn intersects from below.  Split and continue
 652                          * to process the next region - the new top half.
 653                          */
 654                         rgn->base = base;
 655                         rgn->size -= base - rbase;
 656                         type->total_size -= base - rbase;
 657                         memblock_insert_region(type, idx, rbase, base - rbase,
 658                                                memblock_get_region_node(rgn),
 659                                                rgn->flags);
 660                 } else if (rend > end) {
 661                         /*
 662                          * @rgn intersects from above.  Split and redo the
 663                          * current region - the new bottom half.
 664                          */
 665                         rgn->base = end;
 666                         rgn->size -= end - rbase;
 667                         type->total_size -= end - rbase;
 668                         memblock_insert_region(type, idx--, rbase, end - rbase,
 669                                                memblock_get_region_node(rgn),
 670                                                rgn->flags);
 671                 } else {
 672                         /* @rgn is fully contained, record it */
 673                         if (!*end_rgn)
 674                                 *start_rgn = idx;
 675                         *end_rgn = idx + 1;
 676                 }
 677         }
 678
 679         return 0;
 680 }
 681
 682 static int __init_memblock memblock_remove_range(struct memblock_type *type,
 683                                           phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 684 {
 685         int start_rgn, end_rgn;
 686         int i, ret;
 687
 688         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
 689         if (ret)
 690                 return ret;
 691
 692         for (i = end_rgn - 1; i >= start_rgn; i--)
 693                 memblock_remove_region(type, i);
 694         return 0;
 695 }
 696
 697 int __init_memblock memblock_remove(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 698 {
 699         return memblock_remove_range(&memblock.memory, base, size);
 700 }
 701
 702
 703 int __init_memblock memblock_free(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 704 {
 705         phys_addr_t end = base + size - 1;
 706
 707         memblock_dbg("   memblock_free: [%pa-%pa] %pF\n",
 708                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
 709
 710         kmemleak_free_part_phys(base, size);
 711         return memblock_remove_range(&memblock.reserved, base, size);
 712 }
 713
 714 int __init_memblock memblock_reserve(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 715 {
 716         phys_addr_t end = base + size - 1;
 717
 718         memblock_dbg("memblock_reserve: [%pa-%pa] %pF\n",
 719                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
 720
 721         return memblock_add_range(&memblock.reserved, base, size, MAX_NUMNODES, 0);
 722 }
 723
 724 /**
 725  *
 726  * This function isolates region [@base, @base + @size), and sets/clears flag
 727  *
 728  * Return 0 on success, -errno on failure.
 729  */
 730 static int __init_memblock memblock_setclr_flag(phys_addr_t base,
 731                                 phys_addr_t size, int set, int flag)
 732 {
 733         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
 734         int i, ret, start_rgn, end_rgn;
 735
 736         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
 737         if (ret)
 738                 return ret;
 739
 740         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++)
 741                 if (set)
 742                         memblock_set_region_flags(&type->regions[i], flag);
 743                 else
 744                         memblock_clear_region_flags(&type->regions[i], flag);
 745
 746         memblock_merge_regions(type);
 747         return 0;
 748 }
 749
 750 /**
 751  * memblock_mark_hotplug - Mark hotpluggable memory with flag MEMBLOCK_HOTPLUG.
 752  * @base: the base phys addr of the region
 753  * @size: the size of the region
 754  *
 755  * Return 0 on success, -errno on failure.
 756  */
 757 int __init_memblock memblock_mark_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 758 {
 759         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_HOTPLUG);
 760 }
 761
 762 /**
 763  * memblock_clear_hotplug - Clear flag MEMBLOCK_HOTPLUG for a specified region.
 764  * @base: the base phys addr of the region
 765  * @size: the size of the region
 766  *
 767  * Return 0 on success, -errno on failure.
 768  */
 769 int __init_memblock memblock_clear_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 770 {
 771         return memblock_setclr_flag(base, size, 0, MEMBLOCK_HOTPLUG);
 772 }
 773
 774 /**
 775  * memblock_mark_mirror - Mark mirrored memory with flag MEMBLOCK_MIRROR.
 776  * @base: the base phys addr of the region
 777  * @size: the size of the region
 778  *
 779  * Return 0 on success, -errno on failure.
 780  */
 781 int __init_memblock memblock_mark_mirror(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 782 {
 783         system_has_some_mirror = true;
 784
 785         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_MIRROR);
 786 }
 787
 788 /**
 789  * memblock_mark_nomap - Mark a memory region with flag MEMBLOCK_NOMAP.
 790  * @base: the base phys addr of the region
 791  * @size: the size of the region
 792  *
 793  * Return 0 on success, -errno on failure.
 794  */
 795 int __init_memblock memblock_mark_nomap(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 796 {
 797         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_NOMAP);
 798 }
 799
 800 /**
 801  * memblock_clear_nomap - Clear flag MEMBLOCK_NOMAP for a specified region.
 802  * @base: the base phys addr of the region
 803  * @size: the size of the region
 804  *
 805  * Return 0 on success, -errno on failure.
 806  */
 807 int __init_memblock memblock_clear_nomap(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 808 {
 809         return memblock_setclr_flag(base, size, 0, MEMBLOCK_NOMAP);
 810 }
 811
 812 /**
 813  * __next_reserved_mem_region - next function for for_each_reserved_region()
 814  * @idx: pointer to u64 loop variable
 815  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the region, can be %NULL
 816  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the region, can be %NULL
 817  *
 818  * Iterate over all reserved memory regions.
 819  */
 820 void __init_memblock __next_reserved_mem_region(u64 *idx,
 821                                            phys_addr_t *out_start,
 822                                            phys_addr_t *out_end)
 823 {
 824         struct memblock_type *type = &memblock.reserved;
 825
 826         if (*idx < type->cnt) {
 827                 struct memblock_region *r = &type->regions[*idx];
 828                 phys_addr_t base = r->base;
 829                 phys_addr_t size = r->size;
 830
 831                 if (out_start)
 832                         *out_start = base;
 833                 if (out_end)
 834                         *out_end = base + size - 1;
 835
 836                 *idx += 1;
 837                 return;
 838         }
 839
 840         /* signal end of iteration */
 841         *idx = ULLONG_MAX;
 842 }
 843
 844 /**
 845  * __next__mem_range - next function for for_each_free_mem_range() etc.
 846  * @idx: pointer to u64 loop variable
 847  * @nid: node selector, %NUMA_NO_NODE for all nodes
 848  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
 849  * @type_a: pointer to memblock_type from where the range is taken
 850  * @type_b: pointer to memblock_type which excludes memory from being taken
 851  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
 852  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
 853  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
 854  *
 855  * Find the first area from *@idx which matches @nid, fill the out
 856  * parameters, and update *@idx for the next iteration.  The lower 32bit of
 857  * *@idx contains index into type_a and the upper 32bit indexes the
 858  * areas before each region in type_b.  For example, if type_b regions
 859  * look like the following,
 860  *
 861  *      0:[0-16), 1:[32-48), 2:[128-130)
 862  *
 863  * The upper 32bit indexes the following regions.
 864  *
 865  *      0:[0-0), 1:[16-32), 2:[48-128), 3:[130-MAX)
 866  *
 867  * As both region arrays are sorted, the function advances the two indices
 868  * in lockstep and returns each intersection.
 869  */
 870 void __init_memblock __next_mem_range(u64 *idx, int nid, ulong flags,
 871                                       struct memblock_type *type_a,
 872                                       struct memblock_type *type_b,
 873                                       phys_addr_t *out_start,
 874                                       phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
 875 {
 876         int idx_a = *idx & 0xffffffff;
 877         int idx_b = *idx >> 32;
 878
 879         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES,
 880         "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
 881                 nid = NUMA_NO_NODE;
 882
 883         for (; idx_a < type_a->cnt; idx_a++) {
 884                 struct memblock_region *m = &type_a->regions[idx_a];
 885
 886                 phys_addr_t m_start = m->base;
 887                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
 888                 int         m_nid = memblock_get_region_node(m);
 889
 890                 /* only memory regions are associated with nodes, check it */
 891                 if (nid != NUMA_NO_NODE && nid != m_nid)
 892                         continue;
 893
 894                 /* skip hotpluggable memory regions if needed */
 895                 if (movable_node_is_enabled() && memblock_is_hotpluggable(m))
 896                         continue;
 897
 898                 /* if we want mirror memory skip non-mirror memory regions */
 899                 if ((flags & MEMBLOCK_MIRROR) && !memblock_is_mirror(m))
 900                         continue;
 901
 902                 /* skip nomap memory unless we were asked for it explicitly */
 903                 if (!(flags & MEMBLOCK_NOMAP) && memblock_is_nomap(m))
 904                         continue;
 905
 906                 if (!type_b) {
 907                         if (out_start)
 908                                 *out_start = m_start;
 909                         if (out_end)
 910                                 *out_end = m_end;
 911                         if (out_nid)
 912                                 *out_nid = m_nid;
 913                         idx_a++;
 914                         *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
 915                         return;
 916                 }
 917
 918                 /* scan areas before each reservation */
 919                 for (; idx_b < type_b->cnt + 1; idx_b++) {
 920                         struct memblock_region *r;
 921                         phys_addr_t r_start;
 922                         phys_addr_t r_end;
 923
 924                         r = &type_b->regions[idx_b];
 925                         r_start = idx_b ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
 926                         r_end = idx_b < type_b->cnt ?
 927                                 r->base : ULLONG_MAX;
 928
 929                         /*
 930                          * if idx_b advanced past idx_a,
 931                          * break out to advance idx_a
 932                          */
 933                         if (r_start >= m_end)
 934                                 break;
 935                         /* if the two regions intersect, we're done */
 936                         if (m_start < r_end) {
 937                                 if (out_start)
 938                                         *out_start =
 939                                                 max(m_start, r_start);
 940                                 if (out_end)
 941                                         *out_end = min(m_end, r_end);
 942                                 if (out_nid)
 943                                         *out_nid = m_nid;
 944                                 /*
 945                                  * The region which ends first is
 946                                  * advanced for the next iteration.
 947                                  */
 948                                 if (m_end <= r_end)
 949                                         idx_a++;
 950                                 else
 951                                         idx_b++;
 952                                 *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
 953                                 return;
 954                         }
 955                 }
 956         }
 957
 958         /* signal end of iteration */
 959         *idx = ULLONG_MAX;
 960 }
 961
 962 /**
 963  * __next_mem_range_rev - generic next function for for_each_*_range_rev()
 964  *
 965  * Finds the next range from type_a which is not marked as unsuitable
 966  * in type_b.
 967  *
 968  * @idx: pointer to u64 loop variable
 969  * @nid: node selector, %NUMA_NO_NODE for all nodes
 970  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
 971  * @type_a: pointer to memblock_type from where the range is taken
 972  * @type_b: pointer to memblock_type which excludes memory from being taken
 973  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
 974  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
 975  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
 976  *
 977  * Reverse of __next_mem_range().
 978  */
 979 void __init_memblock __next_mem_range_rev(u64 *idx, int nid, ulong flags,
 980                                           struct memblock_type *type_a,
 981                                           struct memblock_type *type_b,
 982                                           phys_addr_t *out_start,
 983                                           phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
 984 {
 985         int idx_a = *idx & 0xffffffff;
 986         int idx_b = *idx >> 32;
 987
 988         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES, "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
 989                 nid = NUMA_NO_NODE;
 990
 991         if (*idx == (u64)ULLONG_MAX) {
 992                 idx_a = type_a->cnt - 1;
 993                 if (type_b != NULL)
 994                         idx_b = type_b->cnt;
 995                 else
 996                         idx_b = 0;
 997         }
 998
 999         for (; idx_a >= 0; idx_a--) {
1000                 struct memblock_region *m = &type_a->regions[idx_a];
1001
1002                 phys_addr_t m_start = m->base;
1003                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
1004                 int m_nid = memblock_get_region_node(m);
1005
1006                 /* only memory regions are associated with nodes, check it */
1007                 if (nid != NUMA_NO_NODE && nid != m_nid)
1008                         continue;
1009
1010                 /* skip hotpluggable memory regions if needed */
1011                 if (movable_node_is_enabled() && memblock_is_hotpluggable(m))
1012                         continue;
1013
1014                 /* if we want mirror memory skip non-mirror memory regions */
1015                 if ((flags & MEMBLOCK_MIRROR) && !memblock_is_mirror(m))
1016                         continue;
1017
1018                 /* skip nomap memory unless we were asked for it explicitly */
1019                 if (!(flags & MEMBLOCK_NOMAP) && memblock_is_nomap(m))
1020                         continue;
1021
1022                 if (!type_b) {
1023                         if (out_start)
1024                                 *out_start = m_start;
1025                         if (out_end)
1026                                 *out_end = m_end;
1027                         if (out_nid)
1028                                 *out_nid = m_nid;
1029                         idx_a--;
1030                         *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1031                         return;
1032                 }
1033
1034                 /* scan areas before each reservation */
1035                 for (; idx_b >= 0; idx_b--) {
1036                         struct memblock_region *r;
1037                         phys_addr_t r_start;
1038                         phys_addr_t r_end;
1039
1040                         r = &type_b->regions[idx_b];
1041                         r_start = idx_b ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
1042                         r_end = idx_b < type_b->cnt ?
1043                                 r->base : ULLONG_MAX;
1044                         /*
1045                          * if idx_b advanced past idx_a,
1046                          * break out to advance idx_a
1047                          */
1048
1049                         if (r_end <= m_start)
1050                                 break;
1051                         /* if the two regions intersect, we're done */
1052                         if (m_end > r_start) {
1053                                 if (out_start)
1054                                         *out_start = max(m_start, r_start);
1055                                 if (out_end)
1056                                         *out_end = min(m_end, r_end);
1057                                 if (out_nid)
1058                                         *out_nid = m_nid;
1059                                 if (m_start >= r_start)
1060                                         idx_a--;
1061                                 else
1062                                         idx_b--;
1063                                 *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1064                                 return;
1065                         }
1066                 }
1067         }
1068         /* signal end of iteration */
1069         *idx = ULLONG_MAX;
1070 }
1071
1072 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1073 /*
1074  * Common iterator interface used to define for_each_mem_range().
1075  */
1076 void __init_memblock __next_mem_pfn_range(int *idx, int nid,
1077                                 unsigned long *out_start_pfn,
1078                                 unsigned long *out_end_pfn, int *out_nid)
1079 {
1080         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
1081         struct memblock_region *r;
1082
1083         while (++*idx < type->cnt) {
1084                 r = &type->regions[*idx];
1085
1086                 if (PFN_UP(r->base) >= PFN_DOWN(r->base + r->size))
1087                         continue;
1088                 if (nid == MAX_NUMNODES || nid == r->nid)
1089                         break;
1090         }
1091         if (*idx >= type->cnt) {
1092                 *idx = -1;
1093                 return;
1094         }
1095
1096         if (out_start_pfn)
1097                 *out_start_pfn = PFN_UP(r->base);
1098         if (out_end_pfn)
1099                 *out_end_pfn = PFN_DOWN(r->base + r->size);
1100         if (out_nid)
1101                 *out_nid = r->nid;
1102 }
1103
1104 unsigned long __init_memblock memblock_next_valid_pfn(unsigned long pfn,
1105                                                       unsigned long max_pfn)
1106 {
1107         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
1108         unsigned int right = type->cnt;
1109         unsigned int mid, left = 0;
1110         phys_addr_t addr = PFN_PHYS(pfn + 1);
1111
1112         do {
1113                 mid = (right + left) / 2;
1114
1115                 if (addr < type->regions[mid].base)
1116                         right = mid;
1117                 else if (addr >= (type->regions[mid].base +
1118                                   type->regions[mid].size))
1119                         left = mid + 1;
1120                 else {
1121                         /* addr is within the region, so pfn + 1 is valid */
1122                         return min(pfn + 1, max_pfn);
1123                 }
1124         } while (left < right);
1125
1126         if (right == type->cnt)
1127                 return max_pfn;
1128         else
1129                 return min(PHYS_PFN(type->regions[right].base), max_pfn);
1130 }
1131
1132 /**
1133  * memblock_set_node - set node ID on memblock regions
1134  * @base: base of area to set node ID for
1135  * @size: size of area to set node ID for
1136  * @type: memblock type to set node ID for
1137  * @nid: node ID to set
1138  *
1139  * Set the nid of memblock @type regions in [@base,@base+@size) to @nid.
1140  * Regions which cross the area boundaries are split as necessary.
1141  *
1142  * RETURNS:
1143  * 0 on success, -errno on failure.
1144  */
1145 int __init_memblock memblock_set_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
1146                                       struct memblock_type *type, int nid)
1147 {
1148         int start_rgn, end_rgn;
1149         int i, ret;
1150
1151         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
1152         if (ret)
1153                 return ret;
1154
1155         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++)
1156                 memblock_set_region_node(&type->regions[i], nid);
1157
1158         memblock_merge_regions(type);
1159         return 0;
1160 }
1161 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
1162
1163 static phys_addr_t __init memblock_alloc_range_nid(phys_addr_t size,
1164                                         phys_addr_t align, phys_addr_t start,
1165                                         phys_addr_t end, int nid, ulong flags)
1166 {
1167         phys_addr_t found;
1168
1169         if (!align)
1170                 align = SMP_CACHE_BYTES;
1171
1172         found = memblock_find_in_range_node(size, align, start, end, nid,
1173                                             flags);
1174         if (found && !memblock_reserve(found, size)) {
1175                 /*
1176                  * The min_count is set to 0 so that memblock allocations are
1177                  * never reported as leaks.
1178                  */
1179                 kmemleak_alloc_phys(found, size, 0, 0);
1180                 return found;
1181         }
1182         return 0;
1183 }
1184
1185 phys_addr_t __init memblock_alloc_range(phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1186                                         phys_addr_t start, phys_addr_t end,
1187                                         ulong flags)
1188 {
1189         return memblock_alloc_range_nid(size, align, start, end, NUMA_NO_NODE,
1190                                         flags);
1191 }
1192
1193 static phys_addr_t __init memblock_alloc_base_nid(phys_addr_t size,
1194                                         phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr,
1195                                         int nid, ulong flags)
1196 {
1197         return memblock_alloc_range_nid(size, align, 0, max_addr, nid, flags);
1198 }
1199
1200 phys_addr_t __init memblock_alloc_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
1201 {
1202         ulong flags = choose_memblock_flags();
1203         phys_addr_t ret;
1204
1205 again:
1206         ret = memblock_alloc_base_nid(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE,
1207                                       nid, flags);
1208
1209         if (!ret && (flags & MEMBLOCK_MIRROR)) {
1210                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
1211                 goto again;
1212         }
1213         return ret;
1214 }
1215
1216 phys_addr_t __init __memblock_alloc_base(phys_addr_t size, phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr)
1217 {
1218         return memblock_alloc_base_nid(size, align, max_addr, NUMA_NO_NODE,
1219                                        MEMBLOCK_NONE);
1220 }
1221
1222 phys_addr_t __init memblock_alloc_base(phys_addr_t size, phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr)
1223 {
1224         phys_addr_t alloc;
1225
1226         alloc = __memblock_alloc_base(size, align, max_addr);
1227
1228         if (alloc == 0)
1229                 panic("ERROR: Failed to allocate %pa bytes below %pa.\n",
1230                       &size, &max_addr);
1231
1232         return alloc;
1233 }
1234
1235 phys_addr_t __init memblock_alloc(phys_addr_t size, phys_addr_t align)
1236 {
1237         return memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
1238 }
1239
1240 phys_addr_t __init memblock_alloc_try_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
1241 {
1242         phys_addr_t res = memblock_alloc_nid(size, align, nid);
1243
1244         if (res)
1245                 return res;
1246         return memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
1247 }
1248
1249 /**
1250  * memblock_virt_alloc_internal - allocate boot memory block
1251  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1252  * @align: alignment of the region and block's size
1253  * @min_addr: the lower bound of the memory region to allocate (phys address)
1254  * @max_addr: the upper bound of the memory region to allocate (phys address)
1255  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1256  *
1257  * The @min_addr limit is dropped if it can not be satisfied and the allocation
1258  * will fall back to memory below @min_addr. Also, allocation may fall back
1259  * to any node in the system if the specified node can not
1260  * hold the requested memory.
1261  *
1262  * The allocation is performed from memory region limited by
1263  * memblock.current_limit if @max_addr == %BOOTMEM_ALLOC_ACCESSIBLE.
1264  *
1265  * The memory block is aligned on SMP_CACHE_BYTES if @align == 0.
1266  *
1267  * The phys address of allocated boot memory block is converted to virtual and
1268  * allocated memory is reset to 0.
1269  *
1270  * In addition, function sets the min_count to 0 using kmemleak_alloc for
1271  * allocated boot memory block, so that it is never reported as leaks.
1272  *
1273  * RETURNS:
1274  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1275  */
1276 static void * __init memblock_virt_alloc_internal(
1277                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1278                                 phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1279                                 int nid)
1280 {
1281         phys_addr_t alloc;
1282         void *ptr;
1283         ulong flags = choose_memblock_flags();
1284
1285         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES, "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
1286                 nid = NUMA_NO_NODE;
1287
1288         /*
1289          * Detect any accidental use of these APIs after slab is ready, as at
1290          * this moment memblock may be deinitialized already and its
1291          * internal data may be destroyed (after execution of free_all_bootmem)
1292          */
1293         if (WARN_ON_ONCE(slab_is_available()))
1294                 return kzalloc_node(size, GFP_NOWAIT, nid);
1295
1296         if (!align)
1297                 align = SMP_CACHE_BYTES;
1298
1299         if (max_addr > memblock.current_limit)
1300                 max_addr = memblock.current_limit;
1301 again:
1302         alloc = memblock_find_in_range_node(size, align, min_addr, max_addr,
1303                                             nid, flags);
1304         if (alloc && !memblock_reserve(alloc, size))
1305                 goto done;
1306
1307         if (nid != NUMA_NO_NODE) {
1308                 alloc = memblock_find_in_range_node(size, align, min_addr,
1309                                                     max_addr, NUMA_NO_NODE,
1310                                                     flags);
1311                 if (alloc && !memblock_reserve(alloc, size))
1312                         goto done;
1313         }
1314
1315         if (min_addr) {
1316                 min_addr = 0;
1317                 goto again;
1318         }
1319
1320         if (flags & MEMBLOCK_MIRROR) {
1321                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
1322                 pr_warn("Could not allocate %pap bytes of mirrored memory\n",
1323                         &size);
1324                 goto again;
1325         }
1326
1327         return NULL;
1328 done:
1329         ptr = phys_to_virt(alloc);
1330
1331         /*
1332          * The min_count is set to 0 so that bootmem allocated blocks
1333          * are never reported as leaks. This is because many of these blocks
1334          * are only referred via the physical address which is not
1335          * looked up by kmemleak.
1336          */
1337         kmemleak_alloc(ptr, size, 0, 0);
1338
1339         return ptr;
1340 }
1341
1342 /**
1343  * memblock_virt_alloc_try_nid_raw - allocate boot memory block without zeroing
1344  * memory and without panicking
1345  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1346  * @align: alignment of the region and block's size
1347  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1348  *        is preferred (phys address)
1349  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1350  *            is preferred (phys address), or %BOOTMEM_ALLOC_ACCESSIBLE to
1351  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1352  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1353  *
1354  * Public function, provides additional debug information (including caller
1355  * info), if enabled. Does not zero allocated memory, does not panic if request
1356  * cannot be satisfied.
1357  *
1358  * RETURNS:
1359  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1360  */
1361 void * __init memblock_virt_alloc_try_nid_raw(
1362                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1363                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1364                         int nid)
1365 {
1366         void *ptr;
1367
1368         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=0x%llx max_addr=0x%llx %pF\n",
1369                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, (u64)min_addr,
1370                      (u64)max_addr, (void *)_RET_IP_);
1371
1372         ptr = memblock_virt_alloc_internal(size, align,
1373                                            min_addr, max_addr, nid);
1374 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1375         if (ptr && size > 0)
1376                 memset(ptr, 0xff, size);
1377 #endif
1378         return ptr;
1379 }
1380
1381 /**
1382  * memblock_virt_alloc_try_nid_nopanic - allocate boot memory block
1383  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1384  * @align: alignment of the region and block's size
1385  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1386  *        is preferred (phys address)
1387  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1388  *            is preferred (phys address), or %BOOTMEM_ALLOC_ACCESSIBLE to
1389  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1390  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1391  *
1392  * Public function, provides additional debug information (including caller
1393  * info), if enabled. This function zeroes the allocated memory.
1394  *
1395  * RETURNS:
1396  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1397  */
1398 void * __init memblock_virt_alloc_try_nid_nopanic(
1399                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1400                                 phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1401                                 int nid)
1402 {
1403         void *ptr;
1404
1405         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=0x%llx max_addr=0x%llx %pF\n",
1406                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, (u64)min_addr,
1407                      (u64)max_addr, (void *)_RET_IP_);
1408
1409         ptr = memblock_virt_alloc_internal(size, align,
1410                                            min_addr, max_addr, nid);
1411         if (ptr)
1412                 memset(ptr, 0, size);
1413         return ptr;
1414 }
1415
1416 /**
1417  * memblock_virt_alloc_try_nid - allocate boot memory block with panicking
1418  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1419  * @align: alignment of the region and block's size
1420  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1421  *        is preferred (phys address)
1422  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1423  *            is preferred (phys address), or %BOOTMEM_ALLOC_ACCESSIBLE to
1424  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1425  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1426  *
1427  * Public panicking version of memblock_virt_alloc_try_nid_nopanic()
1428  * which provides debug information (including caller info), if enabled,
1429  * and panics if the request can not be satisfied.
1430  *
1431  * RETURNS:
1432  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1433  */
1434 void * __init memblock_virt_alloc_try_nid(
1435                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1436                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1437                         int nid)
1438 {
1439         void *ptr;
1440
1441         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=0x%llx max_addr=0x%llx %pF\n",
1442                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, (u64)min_addr,
1443                      (u64)max_addr, (void *)_RET_IP_);
1444         ptr = memblock_virt_alloc_internal(size, align,
1445                                            min_addr, max_addr, nid);
1446         if (ptr) {
1447                 memset(ptr, 0, size);
1448                 return ptr;
1449         }
1450
1451         panic("%s: Failed to allocate %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=0x%llx max_addr=0x%llx\n",
1452               __func__, (u64)size, (u64)align, nid, (u64)min_addr,
1453               (u64)max_addr);
1454         return NULL;
1455 }
1456
1457 /**
1458  * __memblock_free_early - free boot memory block
1459  * @base: phys starting address of the  boot memory block
1460  * @size: size of the boot memory block in bytes
1461  *
1462  * Free boot memory block previously allocated by memblock_virt_alloc_xx() API.
1463  * The freeing memory will not be released to the buddy allocator.
1464  */
1465 void __init __memblock_free_early(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1466 {
1467         memblock_dbg("%s: [%#016llx-%#016llx] %pF\n",
1468                      __func__, (u64)base, (u64)base + size - 1,
1469                      (void *)_RET_IP_);
1470         kmemleak_free_part_phys(base, size);
1471         memblock_remove_range(&memblock.reserved, base, size);
1472 }
1473
1474 /*
1475  * __memblock_free_late - free bootmem block pages directly to buddy allocator
1476  * @addr: phys starting address of the  boot memory block
1477  * @size: size of the boot memory block in bytes
1478  *
1479  * This is only useful when the bootmem allocator has already been torn
1480  * down, but we are still initializing the system.  Pages are released directly
1481  * to the buddy allocator, no bootmem metadata is updated because it is gone.
1482  */
1483 void __init __memblock_free_late(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1484 {
1485         u64 cursor, end;
1486
1487         memblock_dbg("%s: [%#016llx-%#016llx] %pF\n",
1488                      __func__, (u64)base, (u64)base + size - 1,
1489                      (void *)_RET_IP_);
1490         kmemleak_free_part_phys(base, size);
1491         cursor = PFN_UP(base);
1492         end = PFN_DOWN(base + size);
1493
1494         for (; cursor < end; cursor++) {
1495                 __free_pages_bootmem(pfn_to_page(cursor), cursor, 0);
1496                 totalram_pages++;
1497         }
1498 }
1499
1500 /*
1501  * Remaining API functions
1502  */
1503
1504 phys_addr_t __init_memblock memblock_phys_mem_size(void)
1505 {
1506         return memblock.memory.total_size;
1507 }
1508
1509 phys_addr_t __init_memblock memblock_reserved_size(void)
1510 {
1511         return memblock.reserved.total_size;
1512 }
1513
1514 phys_addr_t __init memblock_mem_size(unsigned long limit_pfn)
1515 {
1516         unsigned long pages = 0;
1517         struct memblock_region *r;
1518         unsigned long start_pfn, end_pfn;
1519
1520         for_each_memblock(memory, r) {
1521                 start_pfn = memblock_region_memory_base_pfn(r);
1522                 end_pfn = memblock_region_memory_end_pfn(r);
1523                 start_pfn = min_t(unsigned long, start_pfn, limit_pfn);
1524                 end_pfn = min_t(unsigned long, end_pfn, limit_pfn);
1525                 pages += end_pfn - start_pfn;
1526         }
1527
1528         return PFN_PHYS(pages);
1529 }
1530
1531 /* lowest address */
1532 phys_addr_t __init_memblock memblock_start_of_DRAM(void)
1533 {
1534         return memblock.memory.regions[0].base;
1535 }
1536
1537 phys_addr_t __init_memblock memblock_end_of_DRAM(void)
1538 {
1539         int idx = memblock.memory.cnt - 1;
1540
1541         return (memblock.memory.regions[idx].base + memblock.memory.regions[idx].size);
1542 }
1543
1544 static phys_addr_t __init_memblock __find_max_addr(phys_addr_t limit)
1545 {
1546         phys_addr_t max_addr = (phys_addr_t)ULLONG_MAX;
1547         struct memblock_region *r;
1548
1549         /*
1550          * translate the memory @limit size into the max address within one of
1551          * the memory memblock regions, if the @limit exceeds the total size
1552          * of those regions, max_addr will keep original value ULLONG_MAX
1553          */
1554         for_each_memblock(memory, r) {
1555                 if (limit <= r->size) {
1556                         max_addr = r->base + limit;
1557                         break;
1558                 }
1559                 limit -= r->size;
1560         }
1561
1562         return max_addr;
1563 }
1564
1565 void __init memblock_enforce_memory_limit(phys_addr_t limit)
1566 {
1567         phys_addr_t max_addr = (phys_addr_t)ULLONG_MAX;
1568
1569         if (!limit)
1570                 return;
1571
1572         max_addr = __find_max_addr(limit);
1573
1574         /* @limit exceeds the total size of the memory, do nothing */
1575         if (max_addr == (phys_addr_t)ULLONG_MAX)
1576                 return;
1577
1578         /* truncate both memory and reserved regions */
1579         memblock_remove_range(&memblock.memory, max_addr,
1580                               (phys_addr_t)ULLONG_MAX);
1581         memblock_remove_range(&memblock.reserved, max_addr,
1582                               (phys_addr_t)ULLONG_MAX);
1583 }
1584
1585 void __init memblock_cap_memory_range(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1586 {
1587         int start_rgn, end_rgn;
1588         int i, ret;
1589
1590         if (!size)
1591                 return;
1592
1593         ret = memblock_isolate_range(&memblock.memory, base, size,
1594                                                 &start_rgn, &end_rgn);
1595         if (ret)
1596                 return;
1597
1598         /* remove all the MAP regions */
1599         for (i = memblock.memory.cnt - 1; i >= end_rgn; i--)
1600                 if (!memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]))
1601                         memblock_remove_region(&memblock.memory, i);
1602
1603         for (i = start_rgn - 1; i >= 0; i--)
1604                 if (!memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]))
1605                         memblock_remove_region(&memblock.memory, i);
1606
1607         /* truncate the reserved regions */
1608         memblock_remove_range(&memblock.reserved, 0, base);
1609         memblock_remove_range(&memblock.reserved,
1610                         base + size, (phys_addr_t)ULLONG_MAX);
1611 }
1612
1613 void __init memblock_mem_limit_remove_map(phys_addr_t limit)
1614 {
1615         phys_addr_t max_addr;
1616
1617         if (!limit)
1618                 return;
1619
1620         max_addr = __find_max_addr(limit);
1621
1622         /* @limit exceeds the total size of the memory, do nothing */
1623         if (max_addr == (phys_addr_t)ULLONG_MAX)
1624                 return;
1625
1626         memblock_cap_memory_range(0, max_addr);
1627 }
1628
1629 static int __init_memblock memblock_search(struct memblock_type *type, phys_addr_t addr)
1630 {
1631         unsigned int left = 0, right = type->cnt;
1632
1633         do {
1634                 unsigned int mid = (right + left) / 2;
1635
1636                 if (addr < type->regions[mid].base)
1637                         right = mid;
1638                 else if (addr >= (type->regions[mid].base +
1639                                   type->regions[mid].size))
1640                         left = mid + 1;
1641                 else
1642                         return mid;
1643         } while (left < right);
1644         return -1;
1645 }
1646
1647 bool __init memblock_is_reserved(phys_addr_t addr)
1648 {
1649         return memblock_search(&memblock.reserved, addr) != -1;
1650 }
1651
1652 bool __init_memblock memblock_is_memory(phys_addr_t addr)
1653 {
1654         return memblock_search(&memblock.memory, addr) != -1;
1655 }
1656
1657 int __init_memblock memblock_is_map_memory(phys_addr_t addr)
1658 {
1659         int i = memblock_search(&memblock.memory, addr);
1660
1661         if (i == -1)
1662                 return false;
1663         return !memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]);
1664 }
1665
1666 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1667 int __init_memblock memblock_search_pfn_nid(unsigned long pfn,
1668                          unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
1669 {
1670         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
1671         int mid = memblock_search(type, PFN_PHYS(pfn));
1672
1673         if (mid == -1)
1674                 return -1;
1675
1676         *start_pfn = PFN_DOWN(type->regions[mid].base);
1677         *end_pfn = PFN_DOWN(type->regions[mid].base + type->regions[mid].size);
1678
1679         return type->regions[mid].nid;
1680 }
1681 #endif
1682
1683 /**
1684  * memblock_is_region_memory - check if a region is a subset of memory
1685  * @base: base of region to check
1686  * @size: size of region to check
1687  *
1688  * Check if the region [@base, @base+@size) is a subset of a memory block.
1689  *
1690  * RETURNS:
1691  * 0 if false, non-zero if true
1692  */
1693 int __init_memblock memblock_is_region_memory(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1694 {
1695         int idx = memblock_search(&memblock.memory, base);
1696         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
1697
1698         if (idx == -1)
1699                 return 0;
1700         return (memblock.memory.regions[idx].base +
1701                  memblock.memory.regions[idx].size) >= end;
1702 }
1703
1704 /**
1705  * memblock_is_region_reserved - check if a region intersects reserved memory
1706  * @base: base of region to check
1707  * @size: size of region to check
1708  *
1709  * Check if the region [@base, @base+@size) intersects a reserved memory block.
1710  *
1711  * RETURNS:
1712  * True if they intersect, false if not.
1713  */
1714 bool __init_memblock memblock_is_region_reserved(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1715 {
1716         memblock_cap_size(base, &size);
1717         return memblock_overlaps_region(&memblock.reserved, base, size);
1718 }
1719
1720 void __init_memblock memblock_trim_memory(phys_addr_t align)
1721 {
1722         phys_addr_t start, end, orig_start, orig_end;
1723         struct memblock_region *r;
1724
1725         for_each_memblock(memory, r) {
1726                 orig_start = r->base;
1727                 orig_end = r->base + r->size;
1728                 start = round_up(orig_start, align);
1729                 end = round_down(orig_end, align);
1730
1731                 if (start == orig_start && end == orig_end)
1732                         continue;
1733
1734                 if (start < end) {
1735                         r->base = start;
1736                         r->size = end - start;
1737                 } else {
1738                         memblock_remove_region(&memblock.memory,
1739                                                r - memblock.memory.regions);
1740                         r--;
1741                 }
1742         }
1743 }
1744
1745 void __init_memblock memblock_set_current_limit(phys_addr_t limit)
1746 {
1747         memblock.current_limit = limit;
1748 }
1749
1750 phys_addr_t __init_memblock memblock_get_current_limit(void)
1751 {
1752         return memblock.current_limit;
1753 }
1754
1755 static void __init_memblock memblock_dump(struct memblock_type *type)
1756 {
1757         phys_addr_t base, end, size;
1758         unsigned long flags;
1759         int idx;
1760         struct memblock_region *rgn;
1761
1762         pr_info(" %s.cnt  = 0x%lx\n", type->name, type->cnt);
1763
1764         for_each_memblock_type(idx, type, rgn) {
1765                 char nid_buf[32] = "";
1766
1767                 base = rgn->base;
1768                 size = rgn->size;
1769                 end = base + size - 1;
1770                 flags = rgn->flags;
1771 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1772                 if (memblock_get_region_node(rgn) != MAX_NUMNODES)
1773                         snprintf(nid_buf, sizeof(nid_buf), " on node %d",
1774                                  memblock_get_region_node(rgn));
1775 #endif
1776                 pr_info(" %s[%#x]\t[%pa-%pa], %pa bytes%s flags: %#lx\n",
1777                         type->name, idx, &base, &end, &size, nid_buf, flags);
1778         }
1779 }
1780
1781 extern unsigned long __init_memblock
1782 memblock_reserved_memory_within(phys_addr_t start_addr, phys_addr_t end_addr)
1783 {
1784         struct memblock_region *rgn;
1785         unsigned long size = 0;
1786         int idx;
1787
1788         for_each_memblock_type(idx, (&memblock.reserved), rgn) {
1789                 phys_addr_t start, end;
1790
1791                 if (rgn->base + rgn->size < start_addr)
1792                         continue;
1793                 if (rgn->base > end_addr)
1794                         continue;
1795
1796                 start = rgn->base;
1797                 end = start + rgn->size;
1798                 size += end - start;
1799         }
1800
1801         return size;
1802 }
1803
1804 void __init_memblock __memblock_dump_all(void)
1805 {
1806         pr_info("MEMBLOCK configuration:\n");
1807         pr_info(" memory size = %pa reserved size = %pa\n",
1808                 &memblock.memory.total_size,
1809                 &memblock.reserved.total_size);
1810
1811         memblock_dump(&memblock.memory);
1812         memblock_dump(&memblock.reserved);
1813 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
1814         memblock_dump(&memblock.physmem);
1815 #endif
1816 }
1817
1818 void __init memblock_allow_resize(void)
1819 {
1820         memblock_can_resize = 1;
1821 }
1822
1823 static int __init early_memblock(char *p)
1824 {
1825         if (p && strstr(p, "debug"))
1826                 memblock_debug = 1;
1827         return 0;
1828 }
1829 early_param("memblock", early_memblock);
1830
1831 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && !defined(CONFIG_ARCH_DISCARD_MEMBLOCK)
1832
1833 static int memblock_debug_show(struct seq_file *m, void *private)
1834 {
1835         struct memblock_type *type = m->private;
1836         struct memblock_region *reg;
1837         int i;
1838         phys_addr_t end;
1839
1840         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
1841                 reg = &type->regions[i];
1842                 end = reg->base + reg->size - 1;
1843
1844                 seq_printf(m, "%4d: ", i);
1845                 seq_printf(m, "%pa..%pa\n", &reg->base, &end);
1846         }
1847         return 0;
1848 }
1849
1850 static int memblock_debug_open(struct inode *inode, struct file *file)
1851 {
1852         return single_open(file, memblock_debug_show, inode->i_private);
1853 }
1854
1855 static const struct file_operations memblock_debug_fops = {
1856         .open = memblock_debug_open,
1857         .read = seq_read,
1858         .llseek = seq_lseek,
1859         .release = single_release,
1860 };
1861
1862 static int __init memblock_init_debugfs(void)
1863 {
1864         struct dentry *root = debugfs_create_dir("memblock", NULL);
1865         if (!root)
1866                 return -ENXIO;
1867         debugfs_create_file("memory", S_IRUGO, root, &memblock.memory, &memblock_debug_fops);
1868         debugfs_create_file("reserved", S_IRUGO, root, &memblock.reserved, &memblock_debug_fops);
1869 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
1870         debugfs_create_file("physmem", S_IRUGO, root, &memblock.physmem, &memblock_debug_fops);
1871 #endif
1872
1873         return 0;
1874 }
1875 __initcall(memblock_init_debugfs);
1876
1877 #endif /* CONFIG_DEBUG_FS */