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/kmemleak.h>
  21 #include <linux/seq_file.h>
  22 #include <linux/memblock.h>
  23 #include <linux/bootmem.h>
  24
  25 #include <asm/sections.h>
  26 #include <linux/io.h>
  27
  28 #include "internal.h"
  29
  30 static struct memblock_region memblock_memory_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS] __initdata_memblock;
  31 static struct memblock_region memblock_reserved_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS] __initdata_memblock;
  32 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
  33 static struct memblock_region memblock_physmem_init_regions[INIT_PHYSMEM_REGIONS] __initdata_memblock;
  34 #endif
  35
  36 struct memblock memblock __initdata_memblock = {
  37         .memory.regions         = memblock_memory_init_regions,
  38         .memory.cnt             = 1,    /* empty dummy entry */
  39         .memory.max             = INIT_MEMBLOCK_REGIONS,
  40         .memory.name            = "memory",
  41
  42         .reserved.regions       = memblock_reserved_init_regions,
  43         .reserved.cnt           = 1,    /* empty dummy entry */
  44         .reserved.max           = INIT_MEMBLOCK_REGIONS,
  45         .reserved.name          = "reserved",
  46
  47 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
  48         .physmem.regions        = memblock_physmem_init_regions,
  49         .physmem.cnt            = 1,    /* empty dummy entry */
  50         .physmem.max            = INIT_PHYSMEM_REGIONS,
  51         .physmem.name           = "physmem",
  52 #endif
  53
  54         .bottom_up              = false,
  55         .current_limit          = MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE,
  56 };
  57
  58 int memblock_debug __initdata_memblock;
  59 static bool system_has_some_mirror __initdata_memblock = false;
  60 static int memblock_can_resize __initdata_memblock;
  61 static int memblock_memory_in_slab __initdata_memblock = 0;
  62 static int memblock_reserved_in_slab __initdata_memblock = 0;
  63
  64 ulong __init_memblock choose_memblock_flags(void)
  65 {
  66         return system_has_some_mirror ? MEMBLOCK_MIRROR : MEMBLOCK_NONE;
  67 }
  68
  69 /* adjust *@size so that (@base + *@size) doesn't overflow, return new size */
  70 static inline phys_addr_t memblock_cap_size(phys_addr_t base, phys_addr_t *size)
  71 {
  72         return *size = min(*size, PHYS_ADDR_MAX - base);
  73 }
  74
  75 /*
  76  * Address comparison utilities
  77  */
  78 static unsigned long __init_memblock memblock_addrs_overlap(phys_addr_t base1, phys_addr_t size1,
  79                                        phys_addr_t base2, phys_addr_t size2)
  80 {
  81         return ((base1 < (base2 + size2)) && (base2 < (base1 + size1)));
  82 }
  83
  84 bool __init_memblock memblock_overlaps_region(struct memblock_type *type,
  85                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size)
  86 {
  87         unsigned long i;
  88
  89         for (i = 0; i < type->cnt; i++)
  90                 if (memblock_addrs_overlap(base, size, type->regions[i].base,
  91                                            type->regions[i].size))
  92                         break;
  93         return i < type->cnt;
  94 }
  95
  96 /*
  97  * __memblock_find_range_bottom_up - find free area utility in bottom-up
  98  * @start: start of candidate range
  99  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_{ANYWHERE|ACCESSIBLE}
 100  * @size: size of free area to find
 101  * @align: alignment of free area to find
 102  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
 103  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
 104  *
 105  * Utility called from memblock_find_in_range_node(), find free area bottom-up.
 106  *
 107  * RETURNS:
 108  * Found address on success, 0 on failure.
 109  */
 110 static phys_addr_t __init_memblock
 111 __memblock_find_range_bottom_up(phys_addr_t start, phys_addr_t end,
 112                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid,
 113                                 ulong flags)
 114 {
 115         phys_addr_t this_start, this_end, cand;
 116         u64 i;
 117
 118         for_each_free_mem_range(i, nid, flags, &this_start, &this_end, NULL) {
 119                 this_start = clamp(this_start, start, end);
 120                 this_end = clamp(this_end, start, end);
 121
 122                 cand = round_up(this_start, align);
 123                 if (cand < this_end && this_end - cand >= size)
 124                         return cand;
 125         }
 126
 127         return 0;
 128 }
 129
 130 /**
 131  * __memblock_find_range_top_down - find free area utility, in top-down
 132  * @start: start of candidate range
 133  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_{ANYWHERE|ACCESSIBLE}
 134  * @size: size of free area to find
 135  * @align: alignment of free area to find
 136  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
 137  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
 138  *
 139  * Utility called from memblock_find_in_range_node(), find free area top-down.
 140  *
 141  * RETURNS:
 142  * Found address on success, 0 on failure.
 143  */
 144 static phys_addr_t __init_memblock
 145 __memblock_find_range_top_down(phys_addr_t start, phys_addr_t end,
 146                                phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid,
 147                                ulong flags)
 148 {
 149         phys_addr_t this_start, this_end, cand;
 150         u64 i;
 151
 152         for_each_free_mem_range_reverse(i, nid, flags, &this_start, &this_end,
 153                                         NULL) {
 154                 this_start = clamp(this_start, start, end);
 155                 this_end = clamp(this_end, start, end);
 156
 157                 if (this_end < size)
 158                         continue;
 159
 160                 cand = round_down(this_end - size, align);
 161                 if (cand >= this_start)
 162                         return cand;
 163         }
 164
 165         return 0;
 166 }
 167
 168 /**
 169  * memblock_find_in_range_node - find free area in given range and node
 170  * @size: size of free area to find
 171  * @align: alignment of free area to find
 172  * @start: start of candidate range
 173  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_{ANYWHERE|ACCESSIBLE}
 174  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
 175  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
 176  *
 177  * Find @size free area aligned to @align in the specified range and node.
 178  *
 179  * When allocation direction is bottom-up, the @start should be greater
 180  * than the end of the kernel image. Otherwise, it will be trimmed. The
 181  * reason is that we want the bottom-up allocation just near the kernel
 182  * image so it is highly likely that the allocated memory and the kernel
 183  * will reside in the same node.
 184  *
 185  * If bottom-up allocation failed, will try to allocate memory top-down.
 186  *
 187  * RETURNS:
 188  * Found address on success, 0 on failure.
 189  */
 190 phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range_node(phys_addr_t size,
 191                                         phys_addr_t align, phys_addr_t start,
 192                                         phys_addr_t end, int nid, ulong flags)
 193 {
 194         phys_addr_t kernel_end, ret;
 195
 196         /* pump up @end */
 197         if (end == MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE)
 198                 end = memblock.current_limit;
 199
 200         /* avoid allocating the first page */
 201         start = max_t(phys_addr_t, start, PAGE_SIZE);
 202         end = max(start, end);
 203         kernel_end = __pa_symbol(_end);
 204
 205         /*
 206          * try bottom-up allocation only when bottom-up mode
 207          * is set and @end is above the kernel image.
 208          */
 209         if (memblock_bottom_up() && end > kernel_end) {
 210                 phys_addr_t bottom_up_start;
 211
 212                 /* make sure we will allocate above the kernel */
 213                 bottom_up_start = max(start, kernel_end);
 214
 215                 /* ok, try bottom-up allocation first */
 216                 ret = __memblock_find_range_bottom_up(bottom_up_start, end,
 217                                                       size, align, nid, flags);
 218                 if (ret)
 219                         return ret;
 220
 221                 /*
 222                  * we always limit bottom-up allocation above the kernel,
 223                  * but top-down allocation doesn't have the limit, so
 224                  * retrying top-down allocation may succeed when bottom-up
 225                  * allocation failed.
 226                  *
 227                  * bottom-up allocation is expected to be fail very rarely,
 228                  * so we use WARN_ONCE() here to see the stack trace if
 229                  * fail happens.
 230                  */
 231                 WARN_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE),
 232                           "memblock: bottom-up allocation failed, memory hotremove may be affected\n");
 233         }
 234
 235         return __memblock_find_range_top_down(start, end, size, align, nid,
 236                                               flags);
 237 }
 238
 239 /**
 240  * memblock_find_in_range - find free area in given range
 241  * @start: start of candidate range
 242  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_{ANYWHERE|ACCESSIBLE}
 243  * @size: size of free area to find
 244  * @align: alignment of free area to find
 245  *
 246  * Find @size free area aligned to @align in the specified range.
 247  *
 248  * RETURNS:
 249  * Found address on success, 0 on failure.
 250  */
 251 phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range(phys_addr_t start,
 252                                         phys_addr_t end, phys_addr_t size,
 253                                         phys_addr_t align)
 254 {
 255         phys_addr_t ret;
 256         ulong flags = choose_memblock_flags();
 257
 258 again:
 259         ret = memblock_find_in_range_node(size, align, start, end,
 260                                             NUMA_NO_NODE, flags);
 261
 262         if (!ret && (flags & MEMBLOCK_MIRROR)) {
 263                 pr_warn("Could not allocate %pap bytes of mirrored memory\n",
 264                         &size);
 265                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
 266                 goto again;
 267         }
 268
 269         return ret;
 270 }
 271
 272 static void __init_memblock memblock_remove_region(struct memblock_type *type, unsigned long r)
 273 {
 274         type->total_size -= type->regions[r].size;
 275         memmove(&type->regions[r], &type->regions[r + 1],
 276                 (type->cnt - (r + 1)) * sizeof(type->regions[r]));
 277         type->cnt--;
 278
 279         /* Special case for empty arrays */
 280         if (type->cnt == 0) {
 281                 WARN_ON(type->total_size != 0);
 282                 type->cnt = 1;
 283                 type->regions[0].base = 0;
 284                 type->regions[0].size = 0;
 285                 type->regions[0].flags = 0;
 286                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], MAX_NUMNODES);
 287         }
 288 }
 289
 290 #ifdef CONFIG_ARCH_DISCARD_MEMBLOCK
 291 /**
 292  * Discard memory and reserved arrays if they were allocated
 293  */
 294 void __init memblock_discard(void)
 295 {
 296         phys_addr_t addr, size;
 297
 298         if (memblock.reserved.regions != memblock_reserved_init_regions) {
 299                 addr = __pa(memblock.reserved.regions);
 300                 size = PAGE_ALIGN(sizeof(struct memblock_region) *
 301                                   memblock.reserved.max);
 302                 __memblock_free_late(addr, size);
 303         }
 304
 305         if (memblock.memory.regions != memblock_memory_init_regions) {
 306                 addr = __pa(memblock.memory.regions);
 307                 size = PAGE_ALIGN(sizeof(struct memblock_region) *
 308                                   memblock.memory.max);
 309                 __memblock_free_late(addr, size);
 310         }
 311 }
 312 #endif
 313
 314 /**
 315  * memblock_double_array - double the size of the memblock regions array
 316  * @type: memblock type of the regions array being doubled
 317  * @new_area_start: starting address of memory range to avoid overlap with
 318  * @new_area_size: size of memory range to avoid overlap with
 319  *
 320  * Double the size of the @type regions array. If memblock is being used to
 321  * allocate memory for a new reserved regions array and there is a previously
 322  * allocated memory range [@new_area_start,@new_area_start+@new_area_size]
 323  * waiting to be reserved, ensure the memory used by the new array does
 324  * not overlap.
 325  *
 326  * RETURNS:
 327  * 0 on success, -1 on failure.
 328  */
 329 static int __init_memblock memblock_double_array(struct memblock_type *type,
 330                                                 phys_addr_t new_area_start,
 331                                                 phys_addr_t new_area_size)
 332 {
 333         struct memblock_region *new_array, *old_array;
 334         phys_addr_t old_alloc_size, new_alloc_size;
 335         phys_addr_t old_size, new_size, addr;
 336         int use_slab = slab_is_available();
 337         int *in_slab;
 338
 339         /* We don't allow resizing until we know about the reserved regions
 340          * of memory that aren't suitable for allocation
 341          */
 342         if (!memblock_can_resize)
 343                 return -1;
 344
 345         /* Calculate new doubled size */
 346         old_size = type->max * sizeof(struct memblock_region);
 347         new_size = old_size << 1;
 348         /*
 349          * We need to allocated new one align to PAGE_SIZE,
 350          *   so we can free them completely later.
 351          */
 352         old_alloc_size = PAGE_ALIGN(old_size);
 353         new_alloc_size = PAGE_ALIGN(new_size);
 354
 355         /* Retrieve the slab flag */
 356         if (type == &memblock.memory)
 357                 in_slab = &memblock_memory_in_slab;
 358         else
 359                 in_slab = &memblock_reserved_in_slab;
 360
 361         /* Try to find some space for it.
 362          *
 363          * WARNING: We assume that either slab_is_available() and we use it or
 364          * we use MEMBLOCK for allocations. That means that this is unsafe to
 365          * use when bootmem is currently active (unless bootmem itself is
 366          * implemented on top of MEMBLOCK which isn't the case yet)
 367          *
 368          * This should however not be an issue for now, as we currently only
 369          * call into MEMBLOCK while it's still active, or much later when slab
 370          * is active for memory hotplug operations
 371          */
 372         if (use_slab) {
 373                 new_array = kmalloc(new_size, GFP_KERNEL);
 374                 addr = new_array ? __pa(new_array) : 0;
 375         } else {
 376                 /* only exclude range when trying to double reserved.regions */
 377                 if (type != &memblock.reserved)
 378                         new_area_start = new_area_size = 0;
 379
 380                 addr = memblock_find_in_range(new_area_start + new_area_size,
 381                                                 memblock.current_limit,
 382                                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
 383                 if (!addr && new_area_size)
 384                         addr = memblock_find_in_range(0,
 385                                 min(new_area_start, memblock.current_limit),
 386                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
 387
 388                 new_array = addr ? __va(addr) : NULL;
 389         }
 390         if (!addr) {
 391                 pr_err("memblock: Failed to double %s array from %ld to %ld entries !\n",
 392                        type->name, type->max, type->max * 2);
 393                 return -1;
 394         }
 395
 396         memblock_dbg("memblock: %s is doubled to %ld at [%#010llx-%#010llx]",
 397                         type->name, type->max * 2, (u64)addr,
 398                         (u64)addr + new_size - 1);
 399
 400         /*
 401          * Found space, we now need to move the array over before we add the
 402          * reserved region since it may be our reserved array itself that is
 403          * full.
 404          */
 405         memcpy(new_array, type->regions, old_size);
 406         memset(new_array + type->max, 0, old_size);
 407         old_array = type->regions;
 408         type->regions = new_array;
 409         type->max <<= 1;
 410
 411         /* Free old array. We needn't free it if the array is the static one */
 412         if (*in_slab)
 413                 kfree(old_array);
 414         else if (old_array != memblock_memory_init_regions &&
 415                  old_array != memblock_reserved_init_regions)
 416                 memblock_free(__pa(old_array), old_alloc_size);
 417
 418         /*
 419          * Reserve the new array if that comes from the memblock.  Otherwise, we
 420          * needn't do it
 421          */
 422         if (!use_slab)
 423                 BUG_ON(memblock_reserve(addr, new_alloc_size));
 424
 425         /* Update slab flag */
 426         *in_slab = use_slab;
 427
 428         return 0;
 429 }
 430
 431 /**
 432  * memblock_merge_regions - merge neighboring compatible regions
 433  * @type: memblock type to scan
 434  *
 435  * Scan @type and merge neighboring compatible regions.
 436  */
 437 static void __init_memblock memblock_merge_regions(struct memblock_type *type)
 438 {
 439         int i = 0;
 440
 441         /* cnt never goes below 1 */
 442         while (i < type->cnt - 1) {
 443                 struct memblock_region *this = &type->regions[i];
 444                 struct memblock_region *next = &type->regions[i + 1];
 445
 446                 if (this->base + this->size != next->base ||
 447                     memblock_get_region_node(this) !=
 448                     memblock_get_region_node(next) ||
 449                     this->flags != next->flags) {
 450                         BUG_ON(this->base + this->size > next->base);
 451                         i++;
 452                         continue;
 453                 }
 454
 455                 this->size += next->size;
 456                 /* move forward from next + 1, index of which is i + 2 */
 457                 memmove(next, next + 1, (type->cnt - (i + 2)) * sizeof(*next));
 458                 type->cnt--;
 459         }
 460 }
 461
 462 /**
 463  * memblock_insert_region - insert new memblock region
 464  * @type:       memblock type to insert into
 465  * @idx:        index for the insertion point
 466  * @base:       base address of the new region
 467  * @size:       size of the new region
 468  * @nid:        node id of the new region
 469  * @flags:      flags of the new region
 470  *
 471  * Insert new memblock region [@base,@base+@size) into @type at @idx.
 472  * @type must already have extra room to accommodate the new region.
 473  */
 474 static void __init_memblock memblock_insert_region(struct memblock_type *type,
 475                                                    int idx, phys_addr_t base,
 476                                                    phys_addr_t size,
 477                                                    int nid, unsigned long flags)
 478 {
 479         struct memblock_region *rgn = &type->regions[idx];
 480
 481         BUG_ON(type->cnt >= type->max);
 482         memmove(rgn + 1, rgn, (type->cnt - idx) * sizeof(*rgn));
 483         rgn->base = base;
 484         rgn->size = size;
 485         rgn->flags = flags;
 486         memblock_set_region_node(rgn, nid);
 487         type->cnt++;
 488         type->total_size += size;
 489 }
 490
 491 /**
 492  * memblock_add_range - add new memblock region
 493  * @type: memblock type to add new region into
 494  * @base: base address of the new region
 495  * @size: size of the new region
 496  * @nid: nid of the new region
 497  * @flags: flags of the new region
 498  *
 499  * Add new memblock region [@base,@base+@size) into @type.  The new region
 500  * is allowed to overlap with existing ones - overlaps don't affect already
 501  * existing regions.  @type is guaranteed to be minimal (all neighbouring
 502  * compatible regions are merged) after the addition.
 503  *
 504  * RETURNS:
 505  * 0 on success, -errno on failure.
 506  */
 507 int __init_memblock memblock_add_range(struct memblock_type *type,
 508                                 phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 509                                 int nid, unsigned long flags)
 510 {
 511         bool insert = false;
 512         phys_addr_t obase = base;
 513         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
 514         int idx, nr_new;
 515         struct memblock_region *rgn;
 516
 517         if (!size)
 518                 return 0;
 519
 520         /* special case for empty array */
 521         if (type->regions[0].size == 0) {
 522                 WARN_ON(type->cnt != 1 || type->total_size);
 523                 type->regions[0].base = base;
 524                 type->regions[0].size = size;
 525                 type->regions[0].flags = flags;
 526                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], nid);
 527                 type->total_size = size;
 528                 return 0;
 529         }
 530 repeat:
 531         /*
 532          * The following is executed twice.  Once with %false @insert and
 533          * then with %true.  The first counts the number of regions needed
 534          * to accommodate the new area.  The second actually inserts them.
 535          */
 536         base = obase;
 537         nr_new = 0;
 538
 539         for_each_memblock_type(idx, type, rgn) {
 540                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
 541                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
 542
 543                 if (rbase >= end)
 544                         break;
 545                 if (rend <= base)
 546                         continue;
 547                 /*
 548                  * @rgn overlaps.  If it separates the lower part of new
 549                  * area, insert that portion.
 550                  */
 551                 if (rbase > base) {
 552 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
 553                         WARN_ON(nid != memblock_get_region_node(rgn));
 554 #endif
 555                         WARN_ON(flags != rgn->flags);
 556                         nr_new++;
 557                         if (insert)
 558                                 memblock_insert_region(type, idx++, base,
 559                                                        rbase - base, nid,
 560                                                        flags);
 561                 }
 562                 /* area below @rend is dealt with, forget about it */
 563                 base = min(rend, end);
 564         }
 565
 566         /* insert the remaining portion */
 567         if (base < end) {
 568                 nr_new++;
 569                 if (insert)
 570                         memblock_insert_region(type, idx, base, end - base,
 571                                                nid, flags);
 572         }
 573
 574         if (!nr_new)
 575                 return 0;
 576
 577         /*
 578          * If this was the first round, resize array and repeat for actual
 579          * insertions; otherwise, merge and return.
 580          */
 581         if (!insert) {
 582                 while (type->cnt + nr_new > type->max)
 583                         if (memblock_double_array(type, obase, size) < 0)
 584                                 return -ENOMEM;
 585                 insert = true;
 586                 goto repeat;
 587         } else {
 588                 memblock_merge_regions(type);
 589                 return 0;
 590         }
 591 }
 592
 593 int __init_memblock memblock_add_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 594                                        int nid)
 595 {
 596         return memblock_add_range(&memblock.memory, base, size, nid, 0);
 597 }
 598
 599 int __init_memblock memblock_add(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 600 {
 601         phys_addr_t end = base + size - 1;
 602
 603         memblock_dbg("memblock_add: [%pa-%pa] %pF\n",
 604                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
 605
 606         return memblock_add_range(&memblock.memory, base, size, MAX_NUMNODES, 0);
 607 }
 608
 609 /**
 610  * memblock_isolate_range - isolate given range into disjoint memblocks
 611  * @type: memblock type to isolate range for
 612  * @base: base of range to isolate
 613  * @size: size of range to isolate
 614  * @start_rgn: out parameter for the start of isolated region
 615  * @end_rgn: out parameter for the end of isolated region
 616  *
 617  * Walk @type and ensure that regions don't cross the boundaries defined by
 618  * [@base,@base+@size).  Crossing regions are split at the boundaries,
 619  * which may create at most two more regions.  The index of the first
 620  * region inside the range is returned in *@start_rgn and end in *@end_rgn.
 621  *
 622  * RETURNS:
 623  * 0 on success, -errno on failure.
 624  */
 625 static int __init_memblock memblock_isolate_range(struct memblock_type *type,
 626                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 627                                         int *start_rgn, int *end_rgn)
 628 {
 629         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
 630         int idx;
 631         struct memblock_region *rgn;
 632
 633         *start_rgn = *end_rgn = 0;
 634
 635         if (!size)
 636                 return 0;
 637
 638         /* we'll create at most two more regions */
 639         while (type->cnt + 2 > type->max)
 640                 if (memblock_double_array(type, base, size) < 0)
 641                         return -ENOMEM;
 642
 643         for_each_memblock_type(idx, type, rgn) {
 644                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
 645                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
 646
 647                 if (rbase >= end)
 648                         break;
 649                 if (rend <= base)
 650                         continue;
 651
 652                 if (rbase < base) {
 653                         /*
 654                          * @rgn intersects from below.  Split and continue
 655                          * to process the next region - the new top half.
 656                          */
 657                         rgn->base = base;
 658                         rgn->size -= base - rbase;
 659                         type->total_size -= base - rbase;
 660                         memblock_insert_region(type, idx, rbase, base - rbase,
 661                                                memblock_get_region_node(rgn),
 662                                                rgn->flags);
 663                 } else if (rend > end) {
 664                         /*
 665                          * @rgn intersects from above.  Split and redo the
 666                          * current region - the new bottom half.
 667                          */
 668                         rgn->base = end;
 669                         rgn->size -= end - rbase;
 670                         type->total_size -= end - rbase;
 671                         memblock_insert_region(type, idx--, rbase, end - rbase,
 672                                                memblock_get_region_node(rgn),
 673                                                rgn->flags);
 674                 } else {
 675                         /* @rgn is fully contained, record it */
 676                         if (!*end_rgn)
 677                                 *start_rgn = idx;
 678                         *end_rgn = idx + 1;
 679                 }
 680         }
 681
 682         return 0;
 683 }
 684
 685 static int __init_memblock memblock_remove_range(struct memblock_type *type,
 686                                           phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 687 {
 688         int start_rgn, end_rgn;
 689         int i, ret;
 690
 691         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
 692         if (ret)
 693                 return ret;
 694
 695         for (i = end_rgn - 1; i >= start_rgn; i--)
 696                 memblock_remove_region(type, i);
 697         return 0;
 698 }
 699
 700 int __init_memblock memblock_remove(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 701 {
 702         phys_addr_t end = base + size - 1;
 703
 704         memblock_dbg("memblock_remove: [%pa-%pa] %pS\n",
 705                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
 706
 707         return memblock_remove_range(&memblock.memory, base, size);
 708 }
 709
 710
 711 int __init_memblock memblock_free(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 712 {
 713         phys_addr_t end = base + size - 1;
 714
 715         memblock_dbg("   memblock_free: [%pa-%pa] %pF\n",
 716                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
 717
 718         kmemleak_free_part_phys(base, size);
 719         return memblock_remove_range(&memblock.reserved, base, size);
 720 }
 721
 722 int __init_memblock memblock_reserve(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 723 {
 724         phys_addr_t end = base + size - 1;
 725
 726         memblock_dbg("memblock_reserve: [%pa-%pa] %pF\n",
 727                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
 728
 729         return memblock_add_range(&memblock.reserved, base, size, MAX_NUMNODES, 0);
 730 }
 731
 732 /**
 733  *
 734  * This function isolates region [@base, @base + @size), and sets/clears flag
 735  *
 736  * Return 0 on success, -errno on failure.
 737  */
 738 static int __init_memblock memblock_setclr_flag(phys_addr_t base,
 739                                 phys_addr_t size, int set, int flag)
 740 {
 741         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
 742         int i, ret, start_rgn, end_rgn;
 743
 744         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
 745         if (ret)
 746                 return ret;
 747
 748         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++)
 749                 if (set)
 750                         memblock_set_region_flags(&type->regions[i], flag);
 751                 else
 752                         memblock_clear_region_flags(&type->regions[i], flag);
 753
 754         memblock_merge_regions(type);
 755         return 0;
 756 }
 757
 758 /**
 759  * memblock_mark_hotplug - Mark hotpluggable memory with flag MEMBLOCK_HOTPLUG.
 760  * @base: the base phys addr of the region
 761  * @size: the size of the region
 762  *
 763  * Return 0 on success, -errno on failure.
 764  */
 765 int __init_memblock memblock_mark_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 766 {
 767         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_HOTPLUG);
 768 }
 769
 770 /**
 771  * memblock_clear_hotplug - Clear flag MEMBLOCK_HOTPLUG for a specified region.
 772  * @base: the base phys addr of the region
 773  * @size: the size of the region
 774  *
 775  * Return 0 on success, -errno on failure.
 776  */
 777 int __init_memblock memblock_clear_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 778 {
 779         return memblock_setclr_flag(base, size, 0, MEMBLOCK_HOTPLUG);
 780 }
 781
 782 /**
 783  * memblock_mark_mirror - Mark mirrored memory with flag MEMBLOCK_MIRROR.
 784  * @base: the base phys addr of the region
 785  * @size: the size of the region
 786  *
 787  * Return 0 on success, -errno on failure.
 788  */
 789 int __init_memblock memblock_mark_mirror(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 790 {
 791         system_has_some_mirror = true;
 792
 793         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_MIRROR);
 794 }
 795
 796 /**
 797  * memblock_mark_nomap - Mark a memory region with flag MEMBLOCK_NOMAP.
 798  * @base: the base phys addr of the region
 799  * @size: the size of the region
 800  *
 801  * Return 0 on success, -errno on failure.
 802  */
 803 int __init_memblock memblock_mark_nomap(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 804 {
 805         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_NOMAP);
 806 }
 807
 808 /**
 809  * memblock_clear_nomap - Clear flag MEMBLOCK_NOMAP for a specified region.
 810  * @base: the base phys addr of the region
 811  * @size: the size of the region
 812  *
 813  * Return 0 on success, -errno on failure.
 814  */
 815 int __init_memblock memblock_clear_nomap(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 816 {
 817         return memblock_setclr_flag(base, size, 0, MEMBLOCK_NOMAP);
 818 }
 819
 820 /**
 821  * __next_reserved_mem_region - next function for for_each_reserved_region()
 822  * @idx: pointer to u64 loop variable
 823  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the region, can be %NULL
 824  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the region, can be %NULL
 825  *
 826  * Iterate over all reserved memory regions.
 827  */
 828 void __init_memblock __next_reserved_mem_region(u64 *idx,
 829                                            phys_addr_t *out_start,
 830                                            phys_addr_t *out_end)
 831 {
 832         struct memblock_type *type = &memblock.reserved;
 833
 834         if (*idx < type->cnt) {
 835                 struct memblock_region *r = &type->regions[*idx];
 836                 phys_addr_t base = r->base;
 837                 phys_addr_t size = r->size;
 838
 839                 if (out_start)
 840                         *out_start = base;
 841                 if (out_end)
 842                         *out_end = base + size - 1;
 843
 844                 *idx += 1;
 845                 return;
 846         }
 847
 848         /* signal end of iteration */
 849         *idx = ULLONG_MAX;
 850 }
 851
 852 /**
 853  * __next__mem_range - next function for for_each_free_mem_range() etc.
 854  * @idx: pointer to u64 loop variable
 855  * @nid: node selector, %NUMA_NO_NODE for all nodes
 856  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
 857  * @type_a: pointer to memblock_type from where the range is taken
 858  * @type_b: pointer to memblock_type which excludes memory from being taken
 859  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
 860  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
 861  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
 862  *
 863  * Find the first area from *@idx which matches @nid, fill the out
 864  * parameters, and update *@idx for the next iteration.  The lower 32bit of
 865  * *@idx contains index into type_a and the upper 32bit indexes the
 866  * areas before each region in type_b.  For example, if type_b regions
 867  * look like the following,
 868  *
 869  *      0:[0-16), 1:[32-48), 2:[128-130)
 870  *
 871  * The upper 32bit indexes the following regions.
 872  *
 873  *      0:[0-0), 1:[16-32), 2:[48-128), 3:[130-MAX)
 874  *
 875  * As both region arrays are sorted, the function advances the two indices
 876  * in lockstep and returns each intersection.
 877  */
 878 void __init_memblock __next_mem_range(u64 *idx, int nid, ulong flags,
 879                                       struct memblock_type *type_a,
 880                                       struct memblock_type *type_b,
 881                                       phys_addr_t *out_start,
 882                                       phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
 883 {
 884         int idx_a = *idx & 0xffffffff;
 885         int idx_b = *idx >> 32;
 886
 887         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES,
 888         "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
 889                 nid = NUMA_NO_NODE;
 890
 891         for (; idx_a < type_a->cnt; idx_a++) {
 892                 struct memblock_region *m = &type_a->regions[idx_a];
 893
 894                 phys_addr_t m_start = m->base;
 895                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
 896                 int         m_nid = memblock_get_region_node(m);
 897
 898                 /* only memory regions are associated with nodes, check it */
 899                 if (nid != NUMA_NO_NODE && nid != m_nid)
 900                         continue;
 901
 902                 /* skip hotpluggable memory regions if needed */
 903                 if (movable_node_is_enabled() && memblock_is_hotpluggable(m))
 904                         continue;
 905
 906                 /* if we want mirror memory skip non-mirror memory regions */
 907                 if ((flags & MEMBLOCK_MIRROR) && !memblock_is_mirror(m))
 908                         continue;
 909
 910                 /* skip nomap memory unless we were asked for it explicitly */
 911                 if (!(flags & MEMBLOCK_NOMAP) && memblock_is_nomap(m))
 912                         continue;
 913
 914                 if (!type_b) {
 915                         if (out_start)
 916                                 *out_start = m_start;
 917                         if (out_end)
 918                                 *out_end = m_end;
 919                         if (out_nid)
 920                                 *out_nid = m_nid;
 921                         idx_a++;
 922                         *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
 923                         return;
 924                 }
 925
 926                 /* scan areas before each reservation */
 927                 for (; idx_b < type_b->cnt + 1; idx_b++) {
 928                         struct memblock_region *r;
 929                         phys_addr_t r_start;
 930                         phys_addr_t r_end;
 931
 932                         r = &type_b->regions[idx_b];
 933                         r_start = idx_b ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
 934                         r_end = idx_b < type_b->cnt ?
 935                                 r->base : PHYS_ADDR_MAX;
 936
 937                         /*
 938                          * if idx_b advanced past idx_a,
 939                          * break out to advance idx_a
 940                          */
 941                         if (r_start >= m_end)
 942                                 break;
 943                         /* if the two regions intersect, we're done */
 944                         if (m_start < r_end) {
 945                                 if (out_start)
 946                                         *out_start =
 947                                                 max(m_start, r_start);
 948                                 if (out_end)
 949                                         *out_end = min(m_end, r_end);
 950                                 if (out_nid)
 951                                         *out_nid = m_nid;
 952                                 /*
 953                                  * The region which ends first is
 954                                  * advanced for the next iteration.
 955                                  */
 956                                 if (m_end <= r_end)
 957                                         idx_a++;
 958                                 else
 959                                         idx_b++;
 960                                 *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
 961                                 return;
 962                         }
 963                 }
 964         }
 965
 966         /* signal end of iteration */
 967         *idx = ULLONG_MAX;
 968 }
 969
 970 /**
 971  * __next_mem_range_rev - generic next function for for_each_*_range_rev()
 972  *
 973  * Finds the next range from type_a which is not marked as unsuitable
 974  * in type_b.
 975  *
 976  * @idx: pointer to u64 loop variable
 977  * @nid: node selector, %NUMA_NO_NODE for all nodes
 978  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
 979  * @type_a: pointer to memblock_type from where the range is taken
 980  * @type_b: pointer to memblock_type which excludes memory from being taken
 981  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
 982  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
 983  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
 984  *
 985  * Reverse of __next_mem_range().
 986  */
 987 void __init_memblock __next_mem_range_rev(u64 *idx, int nid, ulong flags,
 988                                           struct memblock_type *type_a,
 989                                           struct memblock_type *type_b,
 990                                           phys_addr_t *out_start,
 991                                           phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
 992 {
 993         int idx_a = *idx & 0xffffffff;
 994         int idx_b = *idx >> 32;
 995
 996         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES, "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
 997                 nid = NUMA_NO_NODE;
 998
 999         if (*idx == (u64)ULLONG_MAX) {
1000                 idx_a = type_a->cnt - 1;
1001                 if (type_b != NULL)
1002                         idx_b = type_b->cnt;
1003                 else
1004                         idx_b = 0;
1005         }
1006
1007         for (; idx_a >= 0; idx_a--) {
1008                 struct memblock_region *m = &type_a->regions[idx_a];
1009
1010                 phys_addr_t m_start = m->base;
1011                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
1012                 int m_nid = memblock_get_region_node(m);
1013
1014                 /* only memory regions are associated with nodes, check it */
1015                 if (nid != NUMA_NO_NODE && nid != m_nid)
1016                         continue;
1017
1018                 /* skip hotpluggable memory regions if needed */
1019                 if (movable_node_is_enabled() && memblock_is_hotpluggable(m))
1020                         continue;
1021
1022                 /* if we want mirror memory skip non-mirror memory regions */
1023                 if ((flags & MEMBLOCK_MIRROR) && !memblock_is_mirror(m))
1024                         continue;
1025
1026                 /* skip nomap memory unless we were asked for it explicitly */
1027                 if (!(flags & MEMBLOCK_NOMAP) && memblock_is_nomap(m))
1028                         continue;
1029
1030                 if (!type_b) {
1031                         if (out_start)
1032                                 *out_start = m_start;
1033                         if (out_end)
1034                                 *out_end = m_end;
1035                         if (out_nid)
1036                                 *out_nid = m_nid;
1037                         idx_a--;
1038                         *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1039                         return;
1040                 }
1041
1042                 /* scan areas before each reservation */
1043                 for (; idx_b >= 0; idx_b--) {
1044                         struct memblock_region *r;
1045                         phys_addr_t r_start;
1046                         phys_addr_t r_end;
1047
1048                         r = &type_b->regions[idx_b];
1049                         r_start = idx_b ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
1050                         r_end = idx_b < type_b->cnt ?
1051                                 r->base : PHYS_ADDR_MAX;
1052                         /*
1053                          * if idx_b advanced past idx_a,
1054                          * break out to advance idx_a
1055                          */
1056
1057                         if (r_end <= m_start)
1058                                 break;
1059                         /* if the two regions intersect, we're done */
1060                         if (m_end > r_start) {
1061                                 if (out_start)
1062                                         *out_start = max(m_start, r_start);
1063                                 if (out_end)
1064                                         *out_end = min(m_end, r_end);
1065                                 if (out_nid)
1066                                         *out_nid = m_nid;
1067                                 if (m_start >= r_start)
1068                                         idx_a--;
1069                                 else
1070                                         idx_b--;
1071                                 *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1072                                 return;
1073                         }
1074                 }
1075         }
1076         /* signal end of iteration */
1077         *idx = ULLONG_MAX;
1078 }
1079
1080 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1081 /*
1082  * Common iterator interface used to define for_each_mem_range().
1083  */
1084 void __init_memblock __next_mem_pfn_range(int *idx, int nid,
1085                                 unsigned long *out_start_pfn,
1086                                 unsigned long *out_end_pfn, int *out_nid)
1087 {
1088         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
1089         struct memblock_region *r;
1090
1091         while (++*idx < type->cnt) {
1092                 r = &type->regions[*idx];
1093
1094                 if (PFN_UP(r->base) >= PFN_DOWN(r->base + r->size))
1095                         continue;
1096                 if (nid == MAX_NUMNODES || nid == r->nid)
1097                         break;
1098         }
1099         if (*idx >= type->cnt) {
1100                 *idx = -1;
1101                 return;
1102         }
1103
1104         if (out_start_pfn)
1105                 *out_start_pfn = PFN_UP(r->base);
1106         if (out_end_pfn)
1107                 *out_end_pfn = PFN_DOWN(r->base + r->size);
1108         if (out_nid)
1109                 *out_nid = r->nid;
1110 }
1111
1112 /**
1113  * memblock_set_node - set node ID on memblock regions
1114  * @base: base of area to set node ID for
1115  * @size: size of area to set node ID for
1116  * @type: memblock type to set node ID for
1117  * @nid: node ID to set
1118  *
1119  * Set the nid of memblock @type regions in [@base,@base+@size) to @nid.
1120  * Regions which cross the area boundaries are split as necessary.
1121  *
1122  * RETURNS:
1123  * 0 on success, -errno on failure.
1124  */
1125 int __init_memblock memblock_set_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
1126                                       struct memblock_type *type, int nid)
1127 {
1128         int start_rgn, end_rgn;
1129         int i, ret;
1130
1131         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
1132         if (ret)
1133                 return ret;
1134
1135         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++)
1136                 memblock_set_region_node(&type->regions[i], nid);
1137
1138         memblock_merge_regions(type);
1139         return 0;
1140 }
1141 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
1142
1143 static phys_addr_t __init memblock_alloc_range_nid(phys_addr_t size,
1144                                         phys_addr_t align, phys_addr_t start,
1145                                         phys_addr_t end, int nid, ulong flags)
1146 {
1147         phys_addr_t found;
1148
1149         if (!align)
1150                 align = SMP_CACHE_BYTES;
1151
1152         found = memblock_find_in_range_node(size, align, start, end, nid,
1153                                             flags);
1154         if (found && !memblock_reserve(found, size)) {
1155                 /*
1156                  * The min_count is set to 0 so that memblock allocations are
1157                  * never reported as leaks.
1158                  */
1159                 kmemleak_alloc_phys(found, size, 0, 0);
1160                 return found;
1161         }
1162         return 0;
1163 }
1164
1165 phys_addr_t __init memblock_alloc_range(phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1166                                         phys_addr_t start, phys_addr_t end,
1167                                         ulong flags)
1168 {
1169         return memblock_alloc_range_nid(size, align, start, end, NUMA_NO_NODE,
1170                                         flags);
1171 }
1172
1173 phys_addr_t __init memblock_alloc_base_nid(phys_addr_t size,
1174                                         phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr,
1175                                         int nid, ulong flags)
1176 {
1177         return memblock_alloc_range_nid(size, align, 0, max_addr, nid, flags);
1178 }
1179
1180 phys_addr_t __init memblock_alloc_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
1181 {
1182         ulong flags = choose_memblock_flags();
1183         phys_addr_t ret;
1184
1185 again:
1186         ret = memblock_alloc_base_nid(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE,
1187                                       nid, flags);
1188
1189         if (!ret && (flags & MEMBLOCK_MIRROR)) {
1190                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
1191                 goto again;
1192         }
1193         return ret;
1194 }
1195
1196 phys_addr_t __init __memblock_alloc_base(phys_addr_t size, phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr)
1197 {
1198         return memblock_alloc_base_nid(size, align, max_addr, NUMA_NO_NODE,
1199                                        MEMBLOCK_NONE);
1200 }
1201
1202 phys_addr_t __init memblock_alloc_base(phys_addr_t size, phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr)
1203 {
1204         phys_addr_t alloc;
1205
1206         alloc = __memblock_alloc_base(size, align, max_addr);
1207
1208         if (alloc == 0)
1209                 panic("ERROR: Failed to allocate %pa bytes below %pa.\n",
1210                       &size, &max_addr);
1211
1212         return alloc;
1213 }
1214
1215 phys_addr_t __init memblock_alloc(phys_addr_t size, phys_addr_t align)
1216 {
1217         return memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
1218 }
1219
1220 phys_addr_t __init memblock_alloc_try_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
1221 {
1222         phys_addr_t res = memblock_alloc_nid(size, align, nid);
1223
1224         if (res)
1225                 return res;
1226         return memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
1227 }
1228
1229 #if defined(CONFIG_NO_BOOTMEM)
1230 /**
1231  * memblock_virt_alloc_internal - allocate boot memory block
1232  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1233  * @align: alignment of the region and block's size
1234  * @min_addr: the lower bound of the memory region to allocate (phys address)
1235  * @max_addr: the upper bound of the memory region to allocate (phys address)
1236  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1237  *
1238  * The @min_addr limit is dropped if it can not be satisfied and the allocation
1239  * will fall back to memory below @min_addr. Also, allocation may fall back
1240  * to any node in the system if the specified node can not
1241  * hold the requested memory.
1242  *
1243  * The allocation is performed from memory region limited by
1244  * memblock.current_limit if @max_addr == %BOOTMEM_ALLOC_ACCESSIBLE.
1245  *
1246  * The memory block is aligned on SMP_CACHE_BYTES if @align == 0.
1247  *
1248  * The phys address of allocated boot memory block is converted to virtual and
1249  * allocated memory is reset to 0.
1250  *
1251  * In addition, function sets the min_count to 0 using kmemleak_alloc for
1252  * allocated boot memory block, so that it is never reported as leaks.
1253  *
1254  * RETURNS:
1255  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1256  */
1257 static void * __init memblock_virt_alloc_internal(
1258                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1259                                 phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1260                                 int nid)
1261 {
1262         phys_addr_t alloc;
1263         void *ptr;
1264         ulong flags = choose_memblock_flags();
1265
1266         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES, "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
1267                 nid = NUMA_NO_NODE;
1268
1269         /*
1270          * Detect any accidental use of these APIs after slab is ready, as at
1271          * this moment memblock may be deinitialized already and its
1272          * internal data may be destroyed (after execution of free_all_bootmem)
1273          */
1274         if (WARN_ON_ONCE(slab_is_available()))
1275                 return kzalloc_node(size, GFP_NOWAIT, nid);
1276
1277         if (!align)
1278                 align = SMP_CACHE_BYTES;
1279
1280         if (max_addr > memblock.current_limit)
1281                 max_addr = memblock.current_limit;
1282 again:
1283         alloc = memblock_find_in_range_node(size, align, min_addr, max_addr,
1284                                             nid, flags);
1285         if (alloc && !memblock_reserve(alloc, size))
1286                 goto done;
1287
1288         if (nid != NUMA_NO_NODE) {
1289                 alloc = memblock_find_in_range_node(size, align, min_addr,
1290                                                     max_addr, NUMA_NO_NODE,
1291                                                     flags);
1292                 if (alloc && !memblock_reserve(alloc, size))
1293                         goto done;
1294         }
1295
1296         if (min_addr) {
1297                 min_addr = 0;
1298                 goto again;
1299         }
1300
1301         if (flags & MEMBLOCK_MIRROR) {
1302                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
1303                 pr_warn("Could not allocate %pap bytes of mirrored memory\n",
1304                         &size);
1305                 goto again;
1306         }
1307
1308         return NULL;
1309 done:
1310         ptr = phys_to_virt(alloc);
1311
1312         /*
1313          * The min_count is set to 0 so that bootmem allocated blocks
1314          * are never reported as leaks. This is because many of these blocks
1315          * are only referred via the physical address which is not
1316          * looked up by kmemleak.
1317          */
1318         kmemleak_alloc(ptr, size, 0, 0);
1319
1320         return ptr;
1321 }
1322
1323 /**
1324  * memblock_virt_alloc_try_nid_raw - allocate boot memory block without zeroing
1325  * memory and without panicking
1326  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1327  * @align: alignment of the region and block's size
1328  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1329  *        is preferred (phys address)
1330  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1331  *            is preferred (phys address), or %BOOTMEM_ALLOC_ACCESSIBLE to
1332  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1333  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1334  *
1335  * Public function, provides additional debug information (including caller
1336  * info), if enabled. Does not zero allocated memory, does not panic if request
1337  * cannot be satisfied.
1338  *
1339  * RETURNS:
1340  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1341  */
1342 void * __init memblock_virt_alloc_try_nid_raw(
1343                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1344                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1345                         int nid)
1346 {
1347         void *ptr;
1348
1349         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=0x%llx max_addr=0x%llx %pF\n",
1350                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, (u64)min_addr,
1351                      (u64)max_addr, (void *)_RET_IP_);
1352
1353         ptr = memblock_virt_alloc_internal(size, align,
1354                                            min_addr, max_addr, nid);
1355 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1356         if (ptr && size > 0)
1357                 memset(ptr, PAGE_POISON_PATTERN, size);
1358 #endif
1359         return ptr;
1360 }
1361
1362 /**
1363  * memblock_virt_alloc_try_nid_nopanic - allocate boot memory block
1364  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1365  * @align: alignment of the region and block's size
1366  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1367  *        is preferred (phys address)
1368  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1369  *            is preferred (phys address), or %BOOTMEM_ALLOC_ACCESSIBLE to
1370  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1371  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1372  *
1373  * Public function, provides additional debug information (including caller
1374  * info), if enabled. This function zeroes the allocated memory.
1375  *
1376  * RETURNS:
1377  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1378  */
1379 void * __init memblock_virt_alloc_try_nid_nopanic(
1380                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1381                                 phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1382                                 int nid)
1383 {
1384         void *ptr;
1385
1386         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=0x%llx max_addr=0x%llx %pF\n",
1387                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, (u64)min_addr,
1388                      (u64)max_addr, (void *)_RET_IP_);
1389
1390         ptr = memblock_virt_alloc_internal(size, align,
1391                                            min_addr, max_addr, nid);
1392         if (ptr)
1393                 memset(ptr, 0, size);
1394         return ptr;
1395 }
1396
1397 /**
1398  * memblock_virt_alloc_try_nid - allocate boot memory block with panicking
1399  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1400  * @align: alignment of the region and block's size
1401  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1402  *        is preferred (phys address)
1403  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1404  *            is preferred (phys address), or %BOOTMEM_ALLOC_ACCESSIBLE to
1405  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1406  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1407  *
1408  * Public panicking version of memblock_virt_alloc_try_nid_nopanic()
1409  * which provides debug information (including caller info), if enabled,
1410  * and panics if the request can not be satisfied.
1411  *
1412  * RETURNS:
1413  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1414  */
1415 void * __init memblock_virt_alloc_try_nid(
1416                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1417                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1418                         int nid)
1419 {
1420         void *ptr;
1421
1422         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=0x%llx max_addr=0x%llx %pF\n",
1423                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, (u64)min_addr,
1424                      (u64)max_addr, (void *)_RET_IP_);
1425         ptr = memblock_virt_alloc_internal(size, align,
1426                                            min_addr, max_addr, nid);
1427         if (ptr) {
1428                 memset(ptr, 0, size);
1429                 return ptr;
1430         }
1431
1432         panic("%s: Failed to allocate %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=0x%llx max_addr=0x%llx\n",
1433               __func__, (u64)size, (u64)align, nid, (u64)min_addr,
1434               (u64)max_addr);
1435         return NULL;
1436 }
1437 #endif
1438
1439 /**
1440  * __memblock_free_early - free boot memory block
1441  * @base: phys starting address of the  boot memory block
1442  * @size: size of the boot memory block in bytes
1443  *
1444  * Free boot memory block previously allocated by memblock_virt_alloc_xx() API.
1445  * The freeing memory will not be released to the buddy allocator.
1446  */
1447 void __init __memblock_free_early(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1448 {
1449         memblock_dbg("%s: [%#016llx-%#016llx] %pF\n",
1450                      __func__, (u64)base, (u64)base + size - 1,
1451                      (void *)_RET_IP_);
1452         kmemleak_free_part_phys(base, size);
1453         memblock_remove_range(&memblock.reserved, base, size);
1454 }
1455
1456 /*
1457  * __memblock_free_late - free bootmem block pages directly to buddy allocator
1458  * @addr: phys starting address of the  boot memory block
1459  * @size: size of the boot memory block in bytes
1460  *
1461  * This is only useful when the bootmem allocator has already been torn
1462  * down, but we are still initializing the system.  Pages are released directly
1463  * to the buddy allocator, no bootmem metadata is updated because it is gone.
1464  */
1465 void __init __memblock_free_late(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1466 {
1467         u64 cursor, end;
1468
1469         memblock_dbg("%s: [%#016llx-%#016llx] %pF\n",
1470                      __func__, (u64)base, (u64)base + size - 1,
1471                      (void *)_RET_IP_);
1472         kmemleak_free_part_phys(base, size);
1473         cursor = PFN_UP(base);
1474         end = PFN_DOWN(base + size);
1475
1476         for (; cursor < end; cursor++) {
1477                 __free_pages_bootmem(pfn_to_page(cursor), cursor, 0);
1478                 totalram_pages++;
1479         }
1480 }
1481
1482 /*
1483  * Remaining API functions
1484  */
1485
1486 phys_addr_t __init_memblock memblock_phys_mem_size(void)
1487 {
1488         return memblock.memory.total_size;
1489 }
1490
1491 phys_addr_t __init_memblock memblock_reserved_size(void)
1492 {
1493         return memblock.reserved.total_size;
1494 }
1495
1496 phys_addr_t __init memblock_mem_size(unsigned long limit_pfn)
1497 {
1498         unsigned long pages = 0;
1499         struct memblock_region *r;
1500         unsigned long start_pfn, end_pfn;
1501
1502         for_each_memblock(memory, r) {
1503                 start_pfn = memblock_region_memory_base_pfn(r);
1504                 end_pfn = memblock_region_memory_end_pfn(r);
1505                 start_pfn = min_t(unsigned long, start_pfn, limit_pfn);
1506                 end_pfn = min_t(unsigned long, end_pfn, limit_pfn);
1507                 pages += end_pfn - start_pfn;
1508         }
1509
1510         return PFN_PHYS(pages);
1511 }
1512
1513 /* lowest address */
1514 phys_addr_t __init_memblock memblock_start_of_DRAM(void)
1515 {
1516         return memblock.memory.regions[0].base;
1517 }
1518
1519 phys_addr_t __init_memblock memblock_end_of_DRAM(void)
1520 {
1521         int idx = memblock.memory.cnt - 1;
1522
1523         return (memblock.memory.regions[idx].base + memblock.memory.regions[idx].size);
1524 }
1525
1526 static phys_addr_t __init_memblock __find_max_addr(phys_addr_t limit)
1527 {
1528         phys_addr_t max_addr = PHYS_ADDR_MAX;
1529         struct memblock_region *r;
1530
1531         /*
1532          * translate the memory @limit size into the max address within one of
1533          * the memory memblock regions, if the @limit exceeds the total size
1534          * of those regions, max_addr will keep original value PHYS_ADDR_MAX
1535          */
1536         for_each_memblock(memory, r) {
1537                 if (limit <= r->size) {
1538                         max_addr = r->base + limit;
1539                         break;
1540                 }
1541                 limit -= r->size;
1542         }
1543
1544         return max_addr;
1545 }
1546
1547 void __init memblock_enforce_memory_limit(phys_addr_t limit)
1548 {
1549         phys_addr_t max_addr = PHYS_ADDR_MAX;
1550
1551         if (!limit)
1552                 return;
1553
1554         max_addr = __find_max_addr(limit);
1555
1556         /* @limit exceeds the total size of the memory, do nothing */
1557         if (max_addr == PHYS_ADDR_MAX)
1558                 return;
1559
1560         /* truncate both memory and reserved regions */
1561         memblock_remove_range(&memblock.memory, max_addr,
1562                               PHYS_ADDR_MAX);
1563         memblock_remove_range(&memblock.reserved, max_addr,
1564                               PHYS_ADDR_MAX);
1565 }
1566
1567 void __init memblock_cap_memory_range(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1568 {
1569         int start_rgn, end_rgn;
1570         int i, ret;
1571
1572         if (!size)
1573                 return;
1574
1575         ret = memblock_isolate_range(&memblock.memory, base, size,
1576                                                 &start_rgn, &end_rgn);
1577         if (ret)
1578                 return;
1579
1580         /* remove all the MAP regions */
1581         for (i = memblock.memory.cnt - 1; i >= end_rgn; i--)
1582                 if (!memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]))
1583                         memblock_remove_region(&memblock.memory, i);
1584
1585         for (i = start_rgn - 1; i >= 0; i--)
1586                 if (!memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]))
1587                         memblock_remove_region(&memblock.memory, i);
1588
1589         /* truncate the reserved regions */
1590         memblock_remove_range(&memblock.reserved, 0, base);
1591         memblock_remove_range(&memblock.reserved,
1592                         base + size, PHYS_ADDR_MAX);
1593 }
1594
1595 void __init memblock_mem_limit_remove_map(phys_addr_t limit)
1596 {
1597         phys_addr_t max_addr;
1598
1599         if (!limit)
1600                 return;
1601
1602         max_addr = __find_max_addr(limit);
1603
1604         /* @limit exceeds the total size of the memory, do nothing */
1605         if (max_addr == PHYS_ADDR_MAX)
1606                 return;
1607
1608         memblock_cap_memory_range(0, max_addr);
1609 }
1610
1611 static int __init_memblock memblock_search(struct memblock_type *type, phys_addr_t addr)
1612 {
1613         unsigned int left = 0, right = type->cnt;
1614
1615         do {
1616                 unsigned int mid = (right + left) / 2;
1617
1618                 if (addr < type->regions[mid].base)
1619                         right = mid;
1620                 else if (addr >= (type->regions[mid].base +
1621                                   type->regions[mid].size))
1622                         left = mid + 1;
1623                 else
1624                         return mid;
1625         } while (left < right);
1626         return -1;
1627 }
1628
1629 bool __init memblock_is_reserved(phys_addr_t addr)
1630 {
1631         return memblock_search(&memblock.reserved, addr) != -1;
1632 }
1633
1634 bool __init_memblock memblock_is_memory(phys_addr_t addr)
1635 {
1636         return memblock_search(&memblock.memory, addr) != -1;
1637 }
1638
1639 bool __init_memblock memblock_is_map_memory(phys_addr_t addr)
1640 {
1641         int i = memblock_search(&memblock.memory, addr);
1642
1643         if (i == -1)
1644                 return false;
1645         return !memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]);
1646 }
1647
1648 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1649 int __init_memblock memblock_search_pfn_nid(unsigned long pfn,
1650                          unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
1651 {
1652         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
1653         int mid = memblock_search(type, PFN_PHYS(pfn));
1654
1655         if (mid == -1)
1656                 return -1;
1657
1658         *start_pfn = PFN_DOWN(type->regions[mid].base);
1659         *end_pfn = PFN_DOWN(type->regions[mid].base + type->regions[mid].size);
1660
1661         return type->regions[mid].nid;
1662 }
1663 #endif
1664
1665 /**
1666  * memblock_is_region_memory - check if a region is a subset of memory
1667  * @base: base of region to check
1668  * @size: size of region to check
1669  *
1670  * Check if the region [@base, @base+@size) is a subset of a memory block.
1671  *
1672  * RETURNS:
1673  * 0 if false, non-zero if true
1674  */
1675 bool __init_memblock memblock_is_region_memory(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1676 {
1677         int idx = memblock_search(&memblock.memory, base);
1678         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
1679
1680         if (idx == -1)
1681                 return false;
1682         return (memblock.memory.regions[idx].base +
1683                  memblock.memory.regions[idx].size) >= end;
1684 }
1685
1686 /**
1687  * memblock_is_region_reserved - check if a region intersects reserved memory
1688  * @base: base of region to check
1689  * @size: size of region to check
1690  *
1691  * Check if the region [@base, @base+@size) intersects a reserved memory block.
1692  *
1693  * RETURNS:
1694  * True if they intersect, false if not.
1695  */
1696 bool __init_memblock memblock_is_region_reserved(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1697 {
1698         memblock_cap_size(base, &size);
1699         return memblock_overlaps_region(&memblock.reserved, base, size);
1700 }
1701
1702 void __init_memblock memblock_trim_memory(phys_addr_t align)
1703 {
1704         phys_addr_t start, end, orig_start, orig_end;
1705         struct memblock_region *r;
1706
1707         for_each_memblock(memory, r) {
1708                 orig_start = r->base;
1709                 orig_end = r->base + r->size;
1710                 start = round_up(orig_start, align);
1711                 end = round_down(orig_end, align);
1712
1713                 if (start == orig_start && end == orig_end)
1714                         continue;
1715
1716                 if (start < end) {
1717                         r->base = start;
1718                         r->size = end - start;
1719                 } else {
1720                         memblock_remove_region(&memblock.memory,
1721                                                r - memblock.memory.regions);
1722                         r--;
1723                 }
1724         }
1725 }
1726
1727 void __init_memblock memblock_set_current_limit(phys_addr_t limit)
1728 {
1729         memblock.current_limit = limit;
1730 }
1731
1732 phys_addr_t __init_memblock memblock_get_current_limit(void)
1733 {
1734         return memblock.current_limit;
1735 }
1736
1737 static void __init_memblock memblock_dump(struct memblock_type *type)
1738 {
1739         phys_addr_t base, end, size;
1740         unsigned long flags;
1741         int idx;
1742         struct memblock_region *rgn;
1743
1744         pr_info(" %s.cnt  = 0x%lx\n", type->name, type->cnt);
1745
1746         for_each_memblock_type(idx, type, rgn) {
1747                 char nid_buf[32] = "";
1748
1749                 base = rgn->base;
1750                 size = rgn->size;
1751                 end = base + size - 1;
1752                 flags = rgn->flags;
1753 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1754                 if (memblock_get_region_node(rgn) != MAX_NUMNODES)
1755                         snprintf(nid_buf, sizeof(nid_buf), " on node %d",
1756                                  memblock_get_region_node(rgn));
1757 #endif
1758                 pr_info(" %s[%#x]\t[%pa-%pa], %pa bytes%s flags: %#lx\n",
1759                         type->name, idx, &base, &end, &size, nid_buf, flags);
1760         }
1761 }
1762
1763 void __init_memblock __memblock_dump_all(void)
1764 {
1765         pr_info("MEMBLOCK configuration:\n");
1766         pr_info(" memory size = %pa reserved size = %pa\n",
1767                 &memblock.memory.total_size,
1768                 &memblock.reserved.total_size);
1769
1770         memblock_dump(&memblock.memory);
1771         memblock_dump(&memblock.reserved);
1772 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
1773         memblock_dump(&memblock.physmem);
1774 #endif
1775 }
1776
1777 void __init memblock_allow_resize(void)
1778 {
1779         memblock_can_resize = 1;
1780 }
1781
1782 static int __init early_memblock(char *p)
1783 {
1784         if (p && strstr(p, "debug"))
1785                 memblock_debug = 1;
1786         return 0;
1787 }
1788 early_param("memblock", early_memblock);
1789
1790 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && !defined(CONFIG_ARCH_DISCARD_MEMBLOCK)
1791
1792 static int memblock_debug_show(struct seq_file *m, void *private)
1793 {
1794         struct memblock_type *type = m->private;
1795         struct memblock_region *reg;
1796         int i;
1797         phys_addr_t end;
1798
1799         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
1800                 reg = &type->regions[i];
1801                 end = reg->base + reg->size - 1;
1802
1803                 seq_printf(m, "%4d: ", i);
1804                 seq_printf(m, "%pa..%pa\n", &reg->base, &end);
1805         }
1806         return 0;
1807 }
1808 DEFINE_SHOW_ATTRIBUTE(memblock_debug);
1809
1810 static int __init memblock_init_debugfs(void)
1811 {
1812         struct dentry *root = debugfs_create_dir("memblock", NULL);
1813         if (!root)
1814                 return -ENXIO;
1815         debugfs_create_file("memory", 0444, root,
1816                             &memblock.memory, &memblock_debug_fops);
1817         debugfs_create_file("reserved", 0444, root,
1818                             &memblock.reserved, &memblock_debug_fops);
1819 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
1820         debugfs_create_file("physmem", 0444, root,
1821                             &memblock.physmem, &memblock_debug_fops);
1822 #endif
1823
1824         return 0;
1825 }
1826 __initcall(memblock_init_debugfs);
1827
1828 #endif /* CONFIG_DEBUG_FS */