arch/x86/mm/memblock.c

   1 #include <linux/kernel.h>
   2 #include <linux/types.h>
   3 #include <linux/init.h>
   4 #include <linux/bitops.h>
   5 #include <linux/memblock.h>
   6 #include <linux/bootmem.h>
   7 #include <linux/mm.h>
   8 #include <linux/range.h>
   9
  10 /* Check for already reserved areas */
  11 static inline bool __init bad_addr_size(u64 *addrp, u64 *sizep, u64 align)
  12 {
  13         struct memblock_region *r;
  14         u64 addr = *addrp, last;
  15         u64 size = *sizep;
  16         bool changed = false;
  17
  18 again:
  19         last = addr + size;
  20         for_each_memblock(reserved, r) {
  21                 if (last > r->base && addr < r->base) {
  22                         size = r->base - addr;
  23                         changed = true;
  24                         goto again;
  25                 }
  26                 if (last > (r->base + r->size) && addr < (r->base + r->size)) {
  27                         addr = round_up(r->base + r->size, align);
  28                         size = last - addr;
  29                         changed = true;
  30                         goto again;
  31                 }
  32                 if (last <= (r->base + r->size) && addr >= r->base) {
  33                         (*sizep)++;
  34                         return false;
  35                 }
  36         }
  37         if (changed) {
  38                 *addrp = addr;
  39                 *sizep = size;
  40         }
  41         return changed;
  42 }
  43
  44 static u64 __init __memblock_x86_find_in_range_size(u64 ei_start, u64 ei_last, u64 start,
  45                          u64 *sizep, u64 align)
  46 {
  47         u64 addr, last;
  48
  49         addr = round_up(ei_start, align);
  50         if (addr < start)
  51                 addr = round_up(start, align);
  52         if (addr >= ei_last)
  53                 goto out;
  54         *sizep = ei_last - addr;
  55         while (bad_addr_size(&addr, sizep, align) && addr + *sizep <= ei_last)
  56                 ;
  57         last = addr + *sizep;
  58         if (last > ei_last)
  59                 goto out;
  60
  61         return addr;
  62
  63 out:
  64         return MEMBLOCK_ERROR;
  65 }
  66
  67 /*
  68  * Find next free range after start, and size is returned in *sizep
  69  */
  70 u64 __init memblock_x86_find_in_range_size(u64 start, u64 *sizep, u64 align)
  71 {
  72         struct memblock_region *r;
  73
  74         for_each_memblock(memory, r) {
  75                 u64 ei_start = r->base;
  76                 u64 ei_last = ei_start + r->size;
  77                 u64 addr;
  78
  79                 addr = __memblock_x86_find_in_range_size(ei_start, ei_last, start,
  80                                          sizep, align);
  81
  82                 if (addr != MEMBLOCK_ERROR)
  83                         return addr;
  84         }
  85
  86         return MEMBLOCK_ERROR;
  87 }
  88
  89 static __init struct range *find_range_array(int count)
  90 {
  91         u64 end, size, mem;
  92         struct range *range;
  93
  94         size = sizeof(struct range) * count;
  95         end = memblock.current_limit;
  96
  97         mem = memblock_find_in_range(0, end, size, sizeof(struct range));
  98         if (mem == MEMBLOCK_ERROR)
  99                 panic("can not find more space for range array");
 100
 101         /*
 102          * This range is tempoaray, so don't reserve it, it will not be
 103          * overlapped because We will not alloccate new buffer before
 104          * We discard this one
 105          */
 106         range = __va(mem);
 107         memset(range, 0, size);
 108
 109         return range;
 110 }
 111
 112 #ifdef CONFIG_NO_BOOTMEM
 113 static void __init memblock_x86_subtract_reserved(struct range *range, int az)
 114 {
 115         u64 final_start, final_end;
 116         struct memblock_region *r;
 117
 118         /* Take out region array itself at first*/
 119         memblock_free_reserved_regions();
 120
 121         pr_info("Subtract (%ld early reservations)\n", memblock.reserved.cnt);
 122
 123         for_each_memblock(reserved, r) {
 124                 pr_info("  [%010llx-%010llx]\n", (u64)r->base, (u64)r->base + r->size - 1);
 125                 final_start = PFN_DOWN(r->base);
 126                 final_end = PFN_UP(r->base + r->size);
 127                 if (final_start >= final_end)
 128                         continue;
 129                 subtract_range(range, az, final_start, final_end);
 130         }
 131
 132         /* Put region array back ? */
 133         memblock_reserve_reserved_regions();
 134 }
 135
 136 struct count_data {
 137         int nr;
 138 };
 139
 140 static int __init count_work_fn(unsigned long start_pfn,
 141                                 unsigned long end_pfn, void *datax)
 142 {
 143         struct count_data *data = datax;
 144
 145         data->nr++;
 146
 147         return 0;
 148 }
 149
 150 static int __init count_early_node_map(int nodeid)
 151 {
 152         struct count_data data;
 153
 154         data.nr = 0;
 155         work_with_active_regions(nodeid, count_work_fn, &data);
 156
 157         return data.nr;
 158 }
 159
 160 int __init get_free_all_memory_range(struct range **rangep, int nodeid)
 161 {
 162         int count;
 163         struct range *range;
 164         int nr_range;
 165
 166         count = (memblock.reserved.cnt + count_early_node_map(nodeid)) * 2;
 167
 168         range = find_range_array(count);
 169         nr_range = 0;
 170
 171         /*
 172          * Use early_node_map[] and memblock.reserved.region to get range array
 173          * at first
 174          */
 175         nr_range = add_from_early_node_map(range, count, nr_range, nodeid);
 176 #ifdef CONFIG_X86_32
 177         subtract_range(range, count, max_low_pfn, -1ULL);
 178 #endif
 179         memblock_x86_subtract_reserved(range, count);
 180         nr_range = clean_sort_range(range, count);
 181
 182         *rangep = range;
 183         return nr_range;
 184 }
 185 #else
 186 void __init memblock_x86_to_bootmem(u64 start, u64 end)
 187 {
 188         int count;
 189         u64 final_start, final_end;
 190         struct memblock_region *r;
 191
 192         /* Take out region array itself */
 193         memblock_free_reserved_regions();
 194
 195         count  = memblock.reserved.cnt;
 196         pr_info("(%d early reservations) ==> bootmem [%010llx-%010llx]\n", count, start, end - 1);
 197         for_each_memblock(reserved, r) {
 198                 pr_info("  [%010llx-%010llx] ", (u64)r->base, (u64)r->base + r->size - 1);
 199                 final_start = max(start, r->base);
 200                 final_end = min(end, r->base + r->size);
 201                 if (final_start >= final_end) {
 202                         pr_cont("\n");
 203                         continue;
 204                 }
 205                 pr_cont(" ==> [%010llx-%010llx]\n", final_start, final_end - 1);
 206                 reserve_bootmem_generic(final_start, final_end - final_start, BOOTMEM_DEFAULT);
 207         }
 208
 209         /* Put region array back ? */
 210         memblock_reserve_reserved_regions();
 211 }
 212 #endif
 213
 214 static u64 __init __memblock_x86_memory_in_range(u64 addr, u64 limit, bool get_free)
 215 {
 216         int i, count;
 217         struct range *range;
 218         int nr_range;
 219         u64 final_start, final_end;
 220         u64 free_size;
 221         struct memblock_region *r;
 222
 223         count = (memblock.reserved.cnt + memblock.memory.cnt) * 2;
 224
 225         range = find_range_array(count);
 226         nr_range = 0;
 227
 228         addr = PFN_UP(addr);
 229         limit = PFN_DOWN(limit);
 230
 231         for_each_memblock(memory, r) {
 232                 final_start = PFN_UP(r->base);
 233                 final_end = PFN_DOWN(r->base + r->size);
 234                 if (final_start >= final_end)
 235                         continue;
 236                 if (final_start >= limit || final_end <= addr)
 237                         continue;
 238
 239                 nr_range = add_range(range, count, nr_range, final_start, final_end);
 240         }
 241         subtract_range(range, count, 0, addr);
 242         subtract_range(range, count, limit, -1ULL);
 243
 244         /* Subtract memblock.reserved.region in range ? */
 245         if (!get_free)
 246                 goto sort_and_count_them;
 247         for_each_memblock(reserved, r) {
 248                 final_start = PFN_DOWN(r->base);
 249                 final_end = PFN_UP(r->base + r->size);
 250                 if (final_start >= final_end)
 251                         continue;
 252                 if (final_start >= limit || final_end <= addr)
 253                         continue;
 254
 255                 subtract_range(range, count, final_start, final_end);
 256         }
 257
 258 sort_and_count_them:
 259         nr_range = clean_sort_range(range, count);
 260
 261         free_size = 0;
 262         for (i = 0; i < nr_range; i++)
 263                 free_size += range[i].end - range[i].start;
 264
 265         return free_size << PAGE_SHIFT;
 266 }
 267
 268 u64 __init memblock_x86_free_memory_in_range(u64 addr, u64 limit)
 269 {
 270         return __memblock_x86_memory_in_range(addr, limit, true);
 271 }
 272
 273 u64 __init memblock_x86_memory_in_range(u64 addr, u64 limit)
 274 {
 275         return __memblock_x86_memory_in_range(addr, limit, false);
 276 }
 277
 278 void __init memblock_x86_reserve_range(u64 start, u64 end, char *name)
 279 {
 280         if (start == end)
 281                 return;
 282
 283         if (WARN_ONCE(start > end, "memblock_x86_reserve_range: wrong range [%#llx, %#llx]\n", start, end))
 284                 return;
 285
 286         memblock_reserve(start, end - start);
 287 }
 288
 289 void __init memblock_x86_free_range(u64 start, u64 end)
 290 {
 291         if (start == end)
 292                 return;
 293
 294         if (WARN_ONCE(start > end, "memblock_x86_free_range: wrong range [%#llx, %#llx]\n", start, end))
 295                 return;
 296
 297         memblock_free(start, end - start);
 298 }
 299
 300 /*
 301  * Need to call this function after memblock_x86_register_active_regions,
 302  * so early_node_map[] is filled already.
 303  */
 304 u64 __init memblock_x86_find_in_range_node(int nid, u64 start, u64 end, u64 size, u64 align)
 305 {
 306         u64 addr;
 307         addr = find_memory_core_early(nid, size, align, start, end);
 308         if (addr != MEMBLOCK_ERROR)
 309                 return addr;
 310
 311         /* Fallback, should already have start end within node range */
 312         return memblock_find_in_range(start, end, size, align);
 313 }
 314
 315 /*
 316  * Finds an active region in the address range from start_pfn to last_pfn and
 317  * returns its range in ei_startpfn and ei_endpfn for the memblock entry.
 318  */
 319 static int __init memblock_x86_find_active_region(const struct memblock_region *ei,
 320                                   unsigned long start_pfn,
 321                                   unsigned long last_pfn,
 322                                   unsigned long *ei_startpfn,
 323                                   unsigned long *ei_endpfn)
 324 {
 325         u64 align = PAGE_SIZE;
 326
 327         *ei_startpfn = round_up(ei->base, align) >> PAGE_SHIFT;
 328         *ei_endpfn = round_down(ei->base + ei->size, align) >> PAGE_SHIFT;
 329
 330         /* Skip map entries smaller than a page */
 331         if (*ei_startpfn >= *ei_endpfn)
 332                 return 0;
 333
 334         /* Skip if map is outside the node */
 335         if (*ei_endpfn <= start_pfn || *ei_startpfn >= last_pfn)
 336                 return 0;
 337
 338         /* Check for overlaps */
 339         if (*ei_startpfn < start_pfn)
 340                 *ei_startpfn = start_pfn;
 341         if (*ei_endpfn > last_pfn)
 342                 *ei_endpfn = last_pfn;
 343
 344         return 1;
 345 }
 346
 347 /* Walk the memblock.memory map and register active regions within a node */
 348 void __init memblock_x86_register_active_regions(int nid, unsigned long start_pfn,
 349                                          unsigned long last_pfn)
 350 {
 351         unsigned long ei_startpfn;
 352         unsigned long ei_endpfn;
 353         struct memblock_region *r;
 354
 355         for_each_memblock(memory, r)
 356                 if (memblock_x86_find_active_region(r, start_pfn, last_pfn,
 357                                            &ei_startpfn, &ei_endpfn))
 358                         add_active_range(nid, ei_startpfn, ei_endpfn);
 359 }
 360
 361 /*
 362  * Find the hole size (in bytes) in the memory range.
 363  * @start: starting address of the memory range to scan
 364  * @end: ending address of the memory range to scan
 365  */
 366 u64 __init memblock_x86_hole_size(u64 start, u64 end)
 367 {
 368         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
 369         unsigned long last_pfn = end >> PAGE_SHIFT;
 370         unsigned long ei_startpfn, ei_endpfn, ram = 0;
 371         struct memblock_region *r;
 372
 373         for_each_memblock(memory, r)
 374                 if (memblock_x86_find_active_region(r, start_pfn, last_pfn,
 375                                            &ei_startpfn, &ei_endpfn))
 376                         ram += ei_endpfn - ei_startpfn;
 377
 378         return end - start - ((u64)ram << PAGE_SHIFT);
 379 }