mm/bootmem.c

   1 /*
   2  *  bootmem - A boot-time physical memory allocator and configurator
   3  *
   4  *  Copyright (C) 1999 Ingo Molnar
   5  *                1999 Kanoj Sarcar, SGI
   6  *                2008 Johannes Weiner
   7  *
   8  * Access to this subsystem has to be serialized externally (which is true
   9  * for the boot process anyway).
  10  */
  11 #include <linux/init.h>
  12 #include <linux/pfn.h>
  13 #include <linux/slab.h>
  14 #include <linux/bootmem.h>
  15 #include <linux/module.h>
  16 #include <linux/kmemleak.h>
  17 #include <linux/range.h>
  18
  19 #include <asm/bug.h>
  20 #include <asm/io.h>
  21 #include <asm/processor.h>
  22
  23 #include "internal.h"
  24
  25 unsigned long max_low_pfn;
  26 unsigned long min_low_pfn;
  27 unsigned long max_pfn;
  28
  29 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
  30 /*
  31  * If we have booted due to a crash, max_pfn will be a very low value. We need
  32  * to know the amount of memory that the previous kernel used.
  33  */
  34 unsigned long saved_max_pfn;
  35 #endif
  36
  37 #ifndef CONFIG_NO_BOOTMEM
  38 bootmem_data_t bootmem_node_data[MAX_NUMNODES] __initdata;
  39
  40 static struct list_head bdata_list __initdata = LIST_HEAD_INIT(bdata_list);
  41
  42 static int bootmem_debug;
  43
  44 static int __init bootmem_debug_setup(char *buf)
  45 {
  46         bootmem_debug = 1;
  47         return 0;
  48 }
  49 early_param("bootmem_debug", bootmem_debug_setup);
  50
  51 #define bdebug(fmt, args...) ({                         \
  52         if (unlikely(bootmem_debug))                    \
  53                 printk(KERN_INFO                        \
  54                         "bootmem::%s " fmt,             \
  55                         __func__, ## args);             \
  56 })
  57
  58 static unsigned long __init bootmap_bytes(unsigned long pages)
  59 {
  60         unsigned long bytes = (pages + 7) / 8;
  61
  62         return ALIGN(bytes, sizeof(long));
  63 }
  64
  65 /**
  66  * bootmem_bootmap_pages - calculate bitmap size in pages
  67  * @pages: number of pages the bitmap has to represent
  68  */
  69 unsigned long __init bootmem_bootmap_pages(unsigned long pages)
  70 {
  71         unsigned long bytes = bootmap_bytes(pages);
  72
  73         return PAGE_ALIGN(bytes) >> PAGE_SHIFT;
  74 }
  75
  76 /*
  77  * link bdata in order
  78  */
  79 static void __init link_bootmem(bootmem_data_t *bdata)
  80 {
  81         struct list_head *iter;
  82
  83         list_for_each(iter, &bdata_list) {
  84                 bootmem_data_t *ent;
  85
  86                 ent = list_entry(iter, bootmem_data_t, list);
  87                 if (bdata->node_min_pfn < ent->node_min_pfn)
  88                         break;
  89         }
  90         list_add_tail(&bdata->list, iter);
  91 }
  92
  93 /*
  94  * Called once to set up the allocator itself.
  95  */
  96 static unsigned long __init init_bootmem_core(bootmem_data_t *bdata,
  97         unsigned long mapstart, unsigned long start, unsigned long end)
  98 {
  99         unsigned long mapsize;
 100
 101         mminit_validate_memmodel_limits(&start, &end);
 102         bdata->node_bootmem_map = phys_to_virt(PFN_PHYS(mapstart));
 103         bdata->node_min_pfn = start;
 104         bdata->node_low_pfn = end;
 105         link_bootmem(bdata);
 106
 107         /*
 108          * Initially all pages are reserved - setup_arch() has to
 109          * register free RAM areas explicitly.
 110          */
 111         mapsize = bootmap_bytes(end - start);
 112         memset(bdata->node_bootmem_map, 0xff, mapsize);
 113
 114         bdebug("nid=%td start=%lx map=%lx end=%lx mapsize=%lx\n",
 115                 bdata - bootmem_node_data, start, mapstart, end, mapsize);
 116
 117         return mapsize;
 118 }
 119
 120 /**
 121  * init_bootmem_node - register a node as boot memory
 122  * @pgdat: node to register
 123  * @freepfn: pfn where the bitmap for this node is to be placed
 124  * @startpfn: first pfn on the node
 125  * @endpfn: first pfn after the node
 126  *
 127  * Returns the number of bytes needed to hold the bitmap for this node.
 128  */
 129 unsigned long __init init_bootmem_node(pg_data_t *pgdat, unsigned long freepfn,
 130                                 unsigned long startpfn, unsigned long endpfn)
 131 {
 132         return init_bootmem_core(pgdat->bdata, freepfn, startpfn, endpfn);
 133 }
 134
 135 /**
 136  * init_bootmem - register boot memory
 137  * @start: pfn where the bitmap is to be placed
 138  * @pages: number of available physical pages
 139  *
 140  * Returns the number of bytes needed to hold the bitmap.
 141  */
 142 unsigned long __init init_bootmem(unsigned long start, unsigned long pages)
 143 {
 144         max_low_pfn = pages;
 145         min_low_pfn = start;
 146         return init_bootmem_core(NODE_DATA(0)->bdata, start, 0, pages);
 147 }
 148 #endif
 149 /*
 150  * free_bootmem_late - free bootmem pages directly to page allocator
 151  * @addr: starting address of the range
 152  * @size: size of the range in bytes
 153  *
 154  * This is only useful when the bootmem allocator has already been torn
 155  * down, but we are still initializing the system.  Pages are given directly
 156  * to the page allocator, no bootmem metadata is updated because it is gone.
 157  */
 158 void __init free_bootmem_late(unsigned long addr, unsigned long size)
 159 {
 160         unsigned long cursor, end;
 161
 162         kmemleak_free_part(__va(addr), size);
 163
 164         cursor = PFN_UP(addr);
 165         end = PFN_DOWN(addr + size);
 166
 167         for (; cursor < end; cursor++) {
 168                 __free_pages_bootmem(pfn_to_page(cursor), 0);
 169                 totalram_pages++;
 170         }
 171 }
 172
 173 #ifdef CONFIG_NO_BOOTMEM
 174 static void __init __free_pages_memory(unsigned long start, unsigned long end)
 175 {
 176         int i;
 177         unsigned long start_aligned, end_aligned;
 178         int order = ilog2(BITS_PER_LONG);
 179
 180         start_aligned = (start + (BITS_PER_LONG - 1)) & ~(BITS_PER_LONG - 1);
 181         end_aligned = end & ~(BITS_PER_LONG - 1);
 182
 183         if (end_aligned <= start_aligned) {
 184                 for (i = start; i < end; i++)
 185                         __free_pages_bootmem(pfn_to_page(i), 0);
 186
 187                 return;
 188         }
 189
 190         for (i = start; i < start_aligned; i++)
 191                 __free_pages_bootmem(pfn_to_page(i), 0);
 192
 193         for (i = start_aligned; i < end_aligned; i += BITS_PER_LONG)
 194                 __free_pages_bootmem(pfn_to_page(i), order);
 195
 196         for (i = end_aligned; i < end; i++)
 197                 __free_pages_bootmem(pfn_to_page(i), 0);
 198 }
 199
 200 unsigned long __init free_all_memory_core_early(int nodeid)
 201 {
 202         int i;
 203         u64 start, end;
 204         unsigned long count = 0;
 205         struct range *range = NULL;
 206         int nr_range;
 207
 208         nr_range = get_free_all_memory_range(&range, nodeid);
 209
 210         for (i = 0; i < nr_range; i++) {
 211                 start = range[i].start;
 212                 end = range[i].end;
 213                 count += end - start;
 214                 __free_pages_memory(start, end);
 215         }
 216
 217         return count;
 218 }
 219 #else
 220 static unsigned long __init free_all_bootmem_core(bootmem_data_t *bdata)
 221 {
 222         int aligned;
 223         struct page *page;
 224         unsigned long start, end, pages, count = 0;
 225
 226         if (!bdata->node_bootmem_map)
 227                 return 0;
 228
 229         start = bdata->node_min_pfn;
 230         end = bdata->node_low_pfn;
 231
 232         /*
 233          * If the start is aligned to the machines wordsize, we might
 234          * be able to free pages in bulks of that order.
 235          */
 236         aligned = !(start & (BITS_PER_LONG - 1));
 237
 238         bdebug("nid=%td start=%lx end=%lx aligned=%d\n",
 239                 bdata - bootmem_node_data, start, end, aligned);
 240
 241         while (start < end) {
 242                 unsigned long *map, idx, vec;
 243
 244                 map = bdata->node_bootmem_map;
 245                 idx = start - bdata->node_min_pfn;
 246                 vec = ~map[idx / BITS_PER_LONG];
 247
 248                 if (aligned && vec == ~0UL && start + BITS_PER_LONG < end) {
 249                         int order = ilog2(BITS_PER_LONG);
 250
 251                         __free_pages_bootmem(pfn_to_page(start), order);
 252                         count += BITS_PER_LONG;
 253                 } else {
 254                         unsigned long off = 0;
 255
 256                         while (vec && off < BITS_PER_LONG) {
 257                                 if (vec & 1) {
 258                                         page = pfn_to_page(start + off);
 259                                         __free_pages_bootmem(page, 0);
 260                                         count++;
 261                                 }
 262                                 vec >>= 1;
 263                                 off++;
 264                         }
 265                 }
 266                 start += BITS_PER_LONG;
 267         }
 268
 269         page = virt_to_page(bdata->node_bootmem_map);
 270         pages = bdata->node_low_pfn - bdata->node_min_pfn;
 271         pages = bootmem_bootmap_pages(pages);
 272         count += pages;
 273         while (pages--)
 274                 __free_pages_bootmem(page++, 0);
 275
 276         bdebug("nid=%td released=%lx\n", bdata - bootmem_node_data, count);
 277
 278         return count;
 279 }
 280 #endif
 281
 282 /**
 283  * free_all_bootmem_node - release a node's free pages to the buddy allocator
 284  * @pgdat: node to be released
 285  *
 286  * Returns the number of pages actually released.
 287  */
 288 unsigned long __init free_all_bootmem_node(pg_data_t *pgdat)
 289 {
 290         register_page_bootmem_info_node(pgdat);
 291 #ifdef CONFIG_NO_BOOTMEM
 292         /* free_all_memory_core_early(MAX_NUMNODES) will be called later */
 293         return 0;
 294 #else
 295         return free_all_bootmem_core(pgdat->bdata);
 296 #endif
 297 }
 298
 299 /**
 300  * free_all_bootmem - release free pages to the buddy allocator
 301  *
 302  * Returns the number of pages actually released.
 303  */
 304 unsigned long __init free_all_bootmem(void)
 305 {
 306 #ifdef CONFIG_NO_BOOTMEM
 307         /*
 308          * We need to use MAX_NUMNODES instead of NODE_DATA(0)->node_id
 309          *  because in some case like Node0 doesnt have RAM installed
 310          *  low ram will be on Node1
 311          * Use MAX_NUMNODES will make sure all ranges in early_node_map[]
 312          *  will be used instead of only Node0 related
 313          */
 314         return free_all_memory_core_early(MAX_NUMNODES);
 315 #else
 316         unsigned long total_pages = 0;
 317         bootmem_data_t *bdata;
 318
 319         list_for_each_entry(bdata, &bdata_list, list)
 320                 total_pages += free_all_bootmem_core(bdata);
 321
 322         return total_pages;
 323 #endif
 324 }
 325
 326 #ifndef CONFIG_NO_BOOTMEM
 327 static void __init __free(bootmem_data_t *bdata,
 328                         unsigned long sidx, unsigned long eidx)
 329 {
 330         unsigned long idx;
 331
 332         bdebug("nid=%td start=%lx end=%lx\n", bdata - bootmem_node_data,
 333                 sidx + bdata->node_min_pfn,
 334                 eidx + bdata->node_min_pfn);
 335
 336         if (bdata->hint_idx > sidx)
 337                 bdata->hint_idx = sidx;
 338
 339         for (idx = sidx; idx < eidx; idx++)
 340                 if (!test_and_clear_bit(idx, bdata->node_bootmem_map))
 341                         BUG();
 342 }
 343
 344 static int __init __reserve(bootmem_data_t *bdata, unsigned long sidx,
 345                         unsigned long eidx, int flags)
 346 {
 347         unsigned long idx;
 348         int exclusive = flags & BOOTMEM_EXCLUSIVE;
 349
 350         bdebug("nid=%td start=%lx end=%lx flags=%x\n",
 351                 bdata - bootmem_node_data,
 352                 sidx + bdata->node_min_pfn,
 353                 eidx + bdata->node_min_pfn,
 354                 flags);
 355
 356         for (idx = sidx; idx < eidx; idx++)
 357                 if (test_and_set_bit(idx, bdata->node_bootmem_map)) {
 358                         if (exclusive) {
 359                                 __free(bdata, sidx, idx);
 360                                 return -EBUSY;
 361                         }
 362                         bdebug("silent double reserve of PFN %lx\n",
 363                                 idx + bdata->node_min_pfn);
 364                 }
 365         return 0;
 366 }
 367
 368 static int __init mark_bootmem_node(bootmem_data_t *bdata,
 369                                 unsigned long start, unsigned long end,
 370                                 int reserve, int flags)
 371 {
 372         unsigned long sidx, eidx;
 373
 374         bdebug("nid=%td start=%lx end=%lx reserve=%d flags=%x\n",
 375                 bdata - bootmem_node_data, start, end, reserve, flags);
 376
 377         BUG_ON(start < bdata->node_min_pfn);
 378         BUG_ON(end > bdata->node_low_pfn);
 379
 380         sidx = start - bdata->node_min_pfn;
 381         eidx = end - bdata->node_min_pfn;
 382
 383         if (reserve)
 384                 return __reserve(bdata, sidx, eidx, flags);
 385         else
 386                 __free(bdata, sidx, eidx);
 387         return 0;
 388 }
 389
 390 static int __init mark_bootmem(unsigned long start, unsigned long end,
 391                                 int reserve, int flags)
 392 {
 393         unsigned long pos;
 394         bootmem_data_t *bdata;
 395
 396         pos = start;
 397         list_for_each_entry(bdata, &bdata_list, list) {
 398                 int err;
 399                 unsigned long max;
 400
 401                 if (pos < bdata->node_min_pfn ||
 402                     pos >= bdata->node_low_pfn) {
 403                         BUG_ON(pos != start);
 404                         continue;
 405                 }
 406
 407                 max = min(bdata->node_low_pfn, end);
 408
 409                 err = mark_bootmem_node(bdata, pos, max, reserve, flags);
 410                 if (reserve && err) {
 411                         mark_bootmem(start, pos, 0, 0);
 412                         return err;
 413                 }
 414
 415                 if (max == end)
 416                         return 0;
 417                 pos = bdata->node_low_pfn;
 418         }
 419         BUG();
 420 }
 421 #endif
 422
 423 /**
 424  * free_bootmem_node - mark a page range as usable
 425  * @pgdat: node the range resides on
 426  * @physaddr: starting address of the range
 427  * @size: size of the range in bytes
 428  *
 429  * Partial pages will be considered reserved and left as they are.
 430  *
 431  * The range must reside completely on the specified node.
 432  */
 433 void __init free_bootmem_node(pg_data_t *pgdat, unsigned long physaddr,
 434                               unsigned long size)
 435 {
 436 #ifdef CONFIG_NO_BOOTMEM
 437         free_early(physaddr, physaddr + size);
 438 #else
 439         unsigned long start, end;
 440
 441         kmemleak_free_part(__va(physaddr), size);
 442
 443         start = PFN_UP(physaddr);
 444         end = PFN_DOWN(physaddr + size);
 445
 446         mark_bootmem_node(pgdat->bdata, start, end, 0, 0);
 447 #endif
 448 }
 449
 450 /**
 451  * free_bootmem - mark a page range as usable
 452  * @addr: starting address of the range
 453  * @size: size of the range in bytes
 454  *
 455  * Partial pages will be considered reserved and left as they are.
 456  *
 457  * The range must be contiguous but may span node boundaries.
 458  */
 459 void __init free_bootmem(unsigned long addr, unsigned long size)
 460 {
 461 #ifdef CONFIG_NO_BOOTMEM
 462         free_early(addr, addr + size);
 463 #else
 464         unsigned long start, end;
 465
 466         kmemleak_free_part(__va(addr), size);
 467
 468         start = PFN_UP(addr);
 469         end = PFN_DOWN(addr + size);
 470
 471         mark_bootmem(start, end, 0, 0);
 472 #endif
 473 }
 474
 475 /**
 476  * reserve_bootmem_node - mark a page range as reserved
 477  * @pgdat: node the range resides on
 478  * @physaddr: starting address of the range
 479  * @size: size of the range in bytes
 480  * @flags: reservation flags (see linux/bootmem.h)
 481  *
 482  * Partial pages will be reserved.
 483  *
 484  * The range must reside completely on the specified node.
 485  */
 486 int __init reserve_bootmem_node(pg_data_t *pgdat, unsigned long physaddr,
 487                                  unsigned long size, int flags)
 488 {
 489 #ifdef CONFIG_NO_BOOTMEM
 490         panic("no bootmem");
 491         return 0;
 492 #else
 493         unsigned long start, end;
 494
 495         start = PFN_DOWN(physaddr);
 496         end = PFN_UP(physaddr + size);
 497
 498         return mark_bootmem_node(pgdat->bdata, start, end, 1, flags);
 499 #endif
 500 }
 501
 502 /**
 503  * reserve_bootmem - mark a page range as usable
 504  * @addr: starting address of the range
 505  * @size: size of the range in bytes
 506  * @flags: reservation flags (see linux/bootmem.h)
 507  *
 508  * Partial pages will be reserved.
 509  *
 510  * The range must be contiguous but may span node boundaries.
 511  */
 512 int __init reserve_bootmem(unsigned long addr, unsigned long size,
 513                             int flags)
 514 {
 515 #ifdef CONFIG_NO_BOOTMEM
 516         panic("no bootmem");
 517         return 0;
 518 #else
 519         unsigned long start, end;
 520
 521         start = PFN_DOWN(addr);
 522         end = PFN_UP(addr + size);
 523
 524         return mark_bootmem(start, end, 1, flags);
 525 #endif
 526 }
 527
 528 #ifndef CONFIG_NO_BOOTMEM
 529 int __weak __init reserve_bootmem_generic(unsigned long phys, unsigned long len,
 530                                    int flags)
 531 {
 532         return reserve_bootmem(phys, len, flags);
 533 }
 534
 535 static unsigned long __init align_idx(struct bootmem_data *bdata,
 536                                       unsigned long idx, unsigned long step)
 537 {
 538         unsigned long base = bdata->node_min_pfn;
 539
 540         /*
 541          * Align the index with respect to the node start so that the
 542          * combination of both satisfies the requested alignment.
 543          */
 544
 545         return ALIGN(base + idx, step) - base;
 546 }
 547
 548 static unsigned long __init align_off(struct bootmem_data *bdata,
 549                                       unsigned long off, unsigned long align)
 550 {
 551         unsigned long base = PFN_PHYS(bdata->node_min_pfn);
 552
 553         /* Same as align_idx for byte offsets */
 554
 555         return ALIGN(base + off, align) - base;
 556 }
 557
 558 static void * __init alloc_bootmem_core(struct bootmem_data *bdata,
 559                                         unsigned long size, unsigned long align,
 560                                         unsigned long goal, unsigned long limit)
 561 {
 562         unsigned long fallback = 0;
 563         unsigned long min, max, start, sidx, midx, step;
 564
 565         bdebug("nid=%td size=%lx [%lu pages] align=%lx goal=%lx limit=%lx\n",
 566                 bdata - bootmem_node_data, size, PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT,
 567                 align, goal, limit);
 568
 569         BUG_ON(!size);
 570         BUG_ON(align & (align - 1));
 571         BUG_ON(limit && goal + size > limit);
 572
 573         if (!bdata->node_bootmem_map)
 574                 return NULL;
 575
 576         min = bdata->node_min_pfn;
 577         max = bdata->node_low_pfn;
 578
 579         goal >>= PAGE_SHIFT;
 580         limit >>= PAGE_SHIFT;
 581
 582         if (limit && max > limit)
 583                 max = limit;
 584         if (max <= min)
 585                 return NULL;
 586
 587         step = max(align >> PAGE_SHIFT, 1UL);
 588
 589         if (goal && min < goal && goal < max)
 590                 start = ALIGN(goal, step);
 591         else
 592                 start = ALIGN(min, step);
 593
 594         sidx = start - bdata->node_min_pfn;
 595         midx = max - bdata->node_min_pfn;
 596
 597         if (bdata->hint_idx > sidx) {
 598                 /*
 599                  * Handle the valid case of sidx being zero and still
 600                  * catch the fallback below.
 601                  */
 602                 fallback = sidx + 1;
 603                 sidx = align_idx(bdata, bdata->hint_idx, step);
 604         }
 605
 606         while (1) {
 607                 int merge;
 608                 void *region;
 609                 unsigned long eidx, i, start_off, end_off;
 610 find_block:
 611                 sidx = find_next_zero_bit(bdata->node_bootmem_map, midx, sidx);
 612                 sidx = align_idx(bdata, sidx, step);
 613                 eidx = sidx + PFN_UP(size);
 614
 615                 if (sidx >= midx || eidx > midx)
 616                         break;
 617
 618                 for (i = sidx; i < eidx; i++)
 619                         if (test_bit(i, bdata->node_bootmem_map)) {
 620                                 sidx = align_idx(bdata, i, step);
 621                                 if (sidx == i)
 622                                         sidx += step;
 623                                 goto find_block;
 624                         }
 625
 626                 if (bdata->last_end_off & (PAGE_SIZE - 1) &&
 627                                 PFN_DOWN(bdata->last_end_off) + 1 == sidx)
 628                         start_off = align_off(bdata, bdata->last_end_off, align);
 629                 else
 630                         start_off = PFN_PHYS(sidx);
 631
 632                 merge = PFN_DOWN(start_off) < sidx;
 633                 end_off = start_off + size;
 634
 635                 bdata->last_end_off = end_off;
 636                 bdata->hint_idx = PFN_UP(end_off);
 637
 638                 /*
 639                  * Reserve the area now:
 640                  */
 641                 if (__reserve(bdata, PFN_DOWN(start_off) + merge,
 642                                 PFN_UP(end_off), BOOTMEM_EXCLUSIVE))
 643                         BUG();
 644
 645                 region = phys_to_virt(PFN_PHYS(bdata->node_min_pfn) +
 646                                 start_off);
 647                 memset(region, 0, size);
 648                 /*
 649                  * The min_count is set to 0 so that bootmem allocated blocks
 650                  * are never reported as leaks.
 651                  */
 652                 kmemleak_alloc(region, size, 0, 0);
 653                 return region;
 654         }
 655
 656         if (fallback) {
 657                 sidx = align_idx(bdata, fallback - 1, step);
 658                 fallback = 0;
 659                 goto find_block;
 660         }
 661
 662         return NULL;
 663 }
 664
 665 static void * __init alloc_arch_preferred_bootmem(bootmem_data_t *bdata,
 666                                         unsigned long size, unsigned long align,
 667                                         unsigned long goal, unsigned long limit)
 668 {
 669         if (WARN_ON_ONCE(slab_is_available()))
 670                 return kzalloc(size, GFP_NOWAIT);
 671
 672 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_BOOTMEM
 673         {
 674                 bootmem_data_t *p_bdata;
 675
 676                 p_bdata = bootmem_arch_preferred_node(bdata, size, align,
 677                                                         goal, limit);
 678                 if (p_bdata)
 679                         return alloc_bootmem_core(p_bdata, size, align,
 680                                                         goal, limit);
 681         }
 682 #endif
 683         return NULL;
 684 }
 685 #endif
 686
 687 static void * __init ___alloc_bootmem_nopanic(unsigned long size,
 688                                         unsigned long align,
 689                                         unsigned long goal,
 690                                         unsigned long limit)
 691 {
 692 #ifdef CONFIG_NO_BOOTMEM
 693         void *ptr;
 694
 695         if (WARN_ON_ONCE(slab_is_available()))
 696                 return kzalloc(size, GFP_NOWAIT);
 697
 698 restart:
 699
 700         ptr = __alloc_memory_core_early(MAX_NUMNODES, size, align, goal, limit);
 701
 702         if (ptr)
 703                 return ptr;
 704
 705         if (goal != 0) {
 706                 goal = 0;
 707                 goto restart;
 708         }
 709
 710         return NULL;
 711 #else
 712         bootmem_data_t *bdata;
 713         void *region;
 714
 715 restart:
 716         region = alloc_arch_preferred_bootmem(NULL, size, align, goal, limit);
 717         if (region)
 718                 return region;
 719
 720         list_for_each_entry(bdata, &bdata_list, list) {
 721                 if (goal && bdata->node_low_pfn <= PFN_DOWN(goal))
 722                         continue;
 723                 if (limit && bdata->node_min_pfn >= PFN_DOWN(limit))
 724                         break;
 725
 726                 region = alloc_bootmem_core(bdata, size, align, goal, limit);
 727                 if (region)
 728                         return region;
 729         }
 730
 731         if (goal) {
 732                 goal = 0;
 733                 goto restart;
 734         }
 735
 736         return NULL;
 737 #endif
 738 }
 739
 740 /**
 741  * __alloc_bootmem_nopanic - allocate boot memory without panicking
 742  * @size: size of the request in bytes
 743  * @align: alignment of the region
 744  * @goal: preferred starting address of the region
 745  *
 746  * The goal is dropped if it can not be satisfied and the allocation will
 747  * fall back to memory below @goal.
 748  *
 749  * Allocation may happen on any node in the system.
 750  *
 751  * Returns NULL on failure.
 752  */
 753 void * __init __alloc_bootmem_nopanic(unsigned long size, unsigned long align,
 754                                         unsigned long goal)
 755 {
 756         unsigned long limit = 0;
 757
 758 #ifdef CONFIG_NO_BOOTMEM
 759         limit = -1UL;
 760 #endif
 761
 762         return ___alloc_bootmem_nopanic(size, align, goal, limit);
 763 }
 764
 765 static void * __init ___alloc_bootmem(unsigned long size, unsigned long align,
 766                                         unsigned long goal, unsigned long limit)
 767 {
 768         void *mem = ___alloc_bootmem_nopanic(size, align, goal, limit);
 769
 770         if (mem)
 771                 return mem;
 772         /*
 773          * Whoops, we cannot satisfy the allocation request.
 774          */
 775         printk(KERN_ALERT "bootmem alloc of %lu bytes failed!\n", size);
 776         panic("Out of memory");
 777         return NULL;
 778 }
 779
 780 /**
 781  * __alloc_bootmem - allocate boot memory
 782  * @size: size of the request in bytes
 783  * @align: alignment of the region
 784  * @goal: preferred starting address of the region
 785  *
 786  * The goal is dropped if it can not be satisfied and the allocation will
 787  * fall back to memory below @goal.
 788  *
 789  * Allocation may happen on any node in the system.
 790  *
 791  * The function panics if the request can not be satisfied.
 792  */
 793 void * __init __alloc_bootmem(unsigned long size, unsigned long align,
 794                               unsigned long goal)
 795 {
 796         unsigned long limit = 0;
 797
 798 #ifdef CONFIG_NO_BOOTMEM
 799         limit = -1UL;
 800 #endif
 801
 802         return ___alloc_bootmem(size, align, goal, limit);
 803 }
 804
 805 #ifndef CONFIG_NO_BOOTMEM
 806 static void * __init ___alloc_bootmem_node(bootmem_data_t *bdata,
 807                                 unsigned long size, unsigned long align,
 808                                 unsigned long goal, unsigned long limit)
 809 {
 810         void *ptr;
 811
 812         ptr = alloc_arch_preferred_bootmem(bdata, size, align, goal, limit);
 813         if (ptr)
 814                 return ptr;
 815
 816         ptr = alloc_bootmem_core(bdata, size, align, goal, limit);
 817         if (ptr)
 818                 return ptr;
 819
 820         return ___alloc_bootmem(size, align, goal, limit);
 821 }
 822 #endif
 823
 824 /**
 825  * __alloc_bootmem_node - allocate boot memory from a specific node
 826  * @pgdat: node to allocate from
 827  * @size: size of the request in bytes
 828  * @align: alignment of the region
 829  * @goal: preferred starting address of the region
 830  *
 831  * The goal is dropped if it can not be satisfied and the allocation will
 832  * fall back to memory below @goal.
 833  *
 834  * Allocation may fall back to any node in the system if the specified node
 835  * can not hold the requested memory.
 836  *
 837  * The function panics if the request can not be satisfied.
 838  */
 839 void * __init __alloc_bootmem_node(pg_data_t *pgdat, unsigned long size,
 840                                    unsigned long align, unsigned long goal)
 841 {
 842         void *ptr;
 843
 844         if (WARN_ON_ONCE(slab_is_available()))
 845                 return kzalloc_node(size, GFP_NOWAIT, pgdat->node_id);
 846
 847 #ifdef CONFIG_NO_BOOTMEM
 848         ptr = __alloc_memory_core_early(pgdat->node_id, size, align,
 849                                          goal, -1ULL);
 850         if (ptr)
 851                 return ptr;
 852
 853         ptr = __alloc_memory_core_early(MAX_NUMNODES, size, align,
 854                                          goal, -1ULL);
 855 #else
 856         ptr = ___alloc_bootmem_node(pgdat->bdata, size, align, goal, 0);
 857 #endif
 858
 859         return ptr;
 860 }
 861
 862 void * __init __alloc_bootmem_node_high(pg_data_t *pgdat, unsigned long size,
 863                                    unsigned long align, unsigned long goal)
 864 {
 865 #ifdef MAX_DMA32_PFN
 866         unsigned long end_pfn;
 867
 868         if (WARN_ON_ONCE(slab_is_available()))
 869                 return kzalloc_node(size, GFP_NOWAIT, pgdat->node_id);
 870
 871         /* update goal according ...MAX_DMA32_PFN */
 872         end_pfn = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
 873
 874         if (end_pfn > MAX_DMA32_PFN + (128 >> (20 - PAGE_SHIFT)) &&
 875             (goal >> PAGE_SHIFT) < MAX_DMA32_PFN) {
 876                 void *ptr;
 877                 unsigned long new_goal;
 878
 879                 new_goal = MAX_DMA32_PFN << PAGE_SHIFT;
 880 #ifdef CONFIG_NO_BOOTMEM
 881                 ptr =  __alloc_memory_core_early(pgdat->node_id, size, align,
 882                                                  new_goal, -1ULL);
 883 #else
 884                 ptr = alloc_bootmem_core(pgdat->bdata, size, align,
 885                                                  new_goal, 0);
 886 #endif
 887                 if (ptr)
 888                         return ptr;
 889         }
 890 #endif
 891
 892         return __alloc_bootmem_node(pgdat, size, align, goal);
 893
 894 }
 895
 896 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
 897 /**
 898  * alloc_bootmem_section - allocate boot memory from a specific section
 899  * @size: size of the request in bytes
 900  * @section_nr: sparse map section to allocate from
 901  *
 902  * Return NULL on failure.
 903  */
 904 void * __init alloc_bootmem_section(unsigned long size,
 905                                     unsigned long section_nr)
 906 {
 907 #ifdef CONFIG_NO_BOOTMEM
 908         unsigned long pfn, goal, limit;
 909
 910         pfn = section_nr_to_pfn(section_nr);
 911         goal = pfn << PAGE_SHIFT;
 912         limit = section_nr_to_pfn(section_nr + 1) << PAGE_SHIFT;
 913
 914         return __alloc_memory_core_early(early_pfn_to_nid(pfn), size,
 915                                          SMP_CACHE_BYTES, goal, limit);
 916 #else
 917         bootmem_data_t *bdata;
 918         unsigned long pfn, goal, limit;
 919
 920         pfn = section_nr_to_pfn(section_nr);
 921         goal = pfn << PAGE_SHIFT;
 922         limit = section_nr_to_pfn(section_nr + 1) << PAGE_SHIFT;
 923         bdata = &bootmem_node_data[early_pfn_to_nid(pfn)];
 924
 925         return alloc_bootmem_core(bdata, size, SMP_CACHE_BYTES, goal, limit);
 926 #endif
 927 }
 928 #endif
 929
 930 void * __init __alloc_bootmem_node_nopanic(pg_data_t *pgdat, unsigned long size,
 931                                    unsigned long align, unsigned long goal)
 932 {
 933         void *ptr;
 934
 935         if (WARN_ON_ONCE(slab_is_available()))
 936                 return kzalloc_node(size, GFP_NOWAIT, pgdat->node_id);
 937
 938 #ifdef CONFIG_NO_BOOTMEM
 939         ptr =  __alloc_memory_core_early(pgdat->node_id, size, align,
 940                                                  goal, -1ULL);
 941 #else
 942         ptr = alloc_arch_preferred_bootmem(pgdat->bdata, size, align, goal, 0);
 943         if (ptr)
 944                 return ptr;
 945
 946         ptr = alloc_bootmem_core(pgdat->bdata, size, align, goal, 0);
 947 #endif
 948         if (ptr)
 949                 return ptr;
 950
 951         return __alloc_bootmem_nopanic(size, align, goal);
 952 }
 953
 954 #ifndef ARCH_LOW_ADDRESS_LIMIT
 955 #define ARCH_LOW_ADDRESS_LIMIT  0xffffffffUL
 956 #endif
 957
 958 /**
 959  * __alloc_bootmem_low - allocate low boot memory
 960  * @size: size of the request in bytes
 961  * @align: alignment of the region
 962  * @goal: preferred starting address of the region
 963  *
 964  * The goal is dropped if it can not be satisfied and the allocation will
 965  * fall back to memory below @goal.
 966  *
 967  * Allocation may happen on any node in the system.
 968  *
 969  * The function panics if the request can not be satisfied.
 970  */
 971 void * __init __alloc_bootmem_low(unsigned long size, unsigned long align,
 972                                   unsigned long goal)
 973 {
 974         return ___alloc_bootmem(size, align, goal, ARCH_LOW_ADDRESS_LIMIT);
 975 }
 976
 977 /**
 978  * __alloc_bootmem_low_node - allocate low boot memory from a specific node
 979  * @pgdat: node to allocate from
 980  * @size: size of the request in bytes
 981  * @align: alignment of the region
 982  * @goal: preferred starting address of the region
 983  *
 984  * The goal is dropped if it can not be satisfied and the allocation will
 985  * fall back to memory below @goal.
 986  *
 987  * Allocation may fall back to any node in the system if the specified node
 988  * can not hold the requested memory.
 989  *
 990  * The function panics if the request can not be satisfied.
 991  */
 992 void * __init __alloc_bootmem_low_node(pg_data_t *pgdat, unsigned long size,
 993                                        unsigned long align, unsigned long goal)
 994 {
 995         void *ptr;
 996
 997         if (WARN_ON_ONCE(slab_is_available()))
 998                 return kzalloc_node(size, GFP_NOWAIT, pgdat->node_id);
 999
1000 #ifdef CONFIG_NO_BOOTMEM
1001         ptr = __alloc_memory_core_early(pgdat->node_id, size, align,
1002                                 goal, ARCH_LOW_ADDRESS_LIMIT);
1003         if (ptr)
1004                 return ptr;
1005         ptr = __alloc_memory_core_early(MAX_NUMNODES, size, align,
1006                                 goal, ARCH_LOW_ADDRESS_LIMIT);
1007 #else
1008         ptr = ___alloc_bootmem_node(pgdat->bdata, size, align,
1009                                 goal, ARCH_LOW_ADDRESS_LIMIT);
1010 #endif
1011         return ptr;
1012 }