mm/memblock.c

   1 /*
   2  * Procedures for maintaining information about logical memory blocks.
   3  *
   4  * Peter Bergner, IBM Corp.     June 2001.
   5  * Copyright (C) 2001 Peter Bergner.
   6  *
   7  *      This program is free software; you can redistribute it and/or
   8  *      modify it under the terms of the GNU General Public License
   9  *      as published by the Free Software Foundation; either version
  10  *      2 of the License, or (at your option) any later version.
  11  */
  12
  13 #include <linux/kernel.h>
  14 #include <linux/slab.h>
  15 #include <linux/init.h>
  16 #include <linux/bitops.h>
  17 #include <linux/poison.h>
  18 #include <linux/pfn.h>
  19 #include <linux/debugfs.h>
  20 #include <linux/seq_file.h>
  21 #include <linux/memblock.h>
  22
  23 #include <asm/sections.h>
  24 #include <linux/io.h>
  25
  26 #include "internal.h"
  27
  28 static struct memblock_region memblock_memory_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS] __initdata_memblock;
  29 static struct memblock_region memblock_reserved_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS] __initdata_memblock;
  30 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
  31 static struct memblock_region memblock_physmem_init_regions[INIT_PHYSMEM_REGIONS] __initdata_memblock;
  32 #endif
  33
  34 struct memblock memblock __initdata_memblock = {
  35         .memory.regions         = memblock_memory_init_regions,
  36         .memory.cnt             = 1,    /* empty dummy entry */
  37         .memory.max             = INIT_MEMBLOCK_REGIONS,
  38
  39         .reserved.regions       = memblock_reserved_init_regions,
  40         .reserved.cnt           = 1,    /* empty dummy entry */
  41         .reserved.max           = INIT_MEMBLOCK_REGIONS,
  42
  43 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
  44         .physmem.regions        = memblock_physmem_init_regions,
  45         .physmem.cnt            = 1,    /* empty dummy entry */
  46         .physmem.max            = INIT_PHYSMEM_REGIONS,
  47 #endif
  48
  49         .bottom_up              = false,
  50         .current_limit          = MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE,
  51 };
  52
  53 int memblock_debug __initdata_memblock;
  54 #ifdef CONFIG_MOVABLE_NODE
  55 bool movable_node_enabled __initdata_memblock = false;
  56 #endif
  57 static bool system_has_some_mirror __initdata_memblock = false;
  58 static int memblock_can_resize __initdata_memblock;
  59 static int memblock_memory_in_slab __initdata_memblock = 0;
  60 static int memblock_reserved_in_slab __initdata_memblock = 0;
  61
  62 ulong __init_memblock choose_memblock_flags(void)
  63 {
  64         return system_has_some_mirror ? MEMBLOCK_MIRROR : MEMBLOCK_NONE;
  65 }
  66
  67 /* inline so we don't get a warning when pr_debug is compiled out */
  68 static __init_memblock const char *
  69 memblock_type_name(struct memblock_type *type)
  70 {
  71         if (type == &memblock.memory)
  72                 return "memory";
  73         else if (type == &memblock.reserved)
  74                 return "reserved";
  75         else
  76                 return "unknown";
  77 }
  78
  79 /* adjust *@size so that (@base + *@size) doesn't overflow, return new size */
  80 static inline phys_addr_t memblock_cap_size(phys_addr_t base, phys_addr_t *size)
  81 {
  82         return *size = min(*size, (phys_addr_t)ULLONG_MAX - base);
  83 }
  84
  85 /*
  86  * Address comparison utilities
  87  */
  88 static unsigned long __init_memblock memblock_addrs_overlap(phys_addr_t base1, phys_addr_t size1,
  89                                        phys_addr_t base2, phys_addr_t size2)
  90 {
  91         return ((base1 < (base2 + size2)) && (base2 < (base1 + size1)));
  92 }
  93
  94 bool __init_memblock memblock_overlaps_region(struct memblock_type *type,
  95                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size)
  96 {
  97         unsigned long i;
  98
  99         for (i = 0; i < type->cnt; i++)
 100                 if (memblock_addrs_overlap(base, size, type->regions[i].base,
 101                                            type->regions[i].size))
 102                         break;
 103         return i < type->cnt;
 104 }
 105
 106 /*
 107  * __memblock_find_range_bottom_up - find free area utility in bottom-up
 108  * @start: start of candidate range
 109  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_{ANYWHERE|ACCESSIBLE}
 110  * @size: size of free area to find
 111  * @align: alignment of free area to find
 112  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
 113  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
 114  *
 115  * Utility called from memblock_find_in_range_node(), find free area bottom-up.
 116  *
 117  * RETURNS:
 118  * Found address on success, 0 on failure.
 119  */
 120 static phys_addr_t __init_memblock
 121 __memblock_find_range_bottom_up(phys_addr_t start, phys_addr_t end,
 122                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid,
 123                                 ulong flags)
 124 {
 125         phys_addr_t this_start, this_end, cand;
 126         u64 i;
 127
 128         for_each_free_mem_range(i, nid, flags, &this_start, &this_end, NULL) {
 129                 this_start = clamp(this_start, start, end);
 130                 this_end = clamp(this_end, start, end);
 131
 132                 cand = round_up(this_start, align);
 133                 if (cand < this_end && this_end - cand >= size)
 134                         return cand;
 135         }
 136
 137         return 0;
 138 }
 139
 140 /**
 141  * __memblock_find_range_top_down - find free area utility, in top-down
 142  * @start: start of candidate range
 143  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_{ANYWHERE|ACCESSIBLE}
 144  * @size: size of free area to find
 145  * @align: alignment of free area to find
 146  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
 147  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
 148  *
 149  * Utility called from memblock_find_in_range_node(), find free area top-down.
 150  *
 151  * RETURNS:
 152  * Found address on success, 0 on failure.
 153  */
 154 static phys_addr_t __init_memblock
 155 __memblock_find_range_top_down(phys_addr_t start, phys_addr_t end,
 156                                phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid,
 157                                ulong flags)
 158 {
 159         phys_addr_t this_start, this_end, cand;
 160         u64 i;
 161
 162         for_each_free_mem_range_reverse(i, nid, flags, &this_start, &this_end,
 163                                         NULL) {
 164                 this_start = clamp(this_start, start, end);
 165                 this_end = clamp(this_end, start, end);
 166
 167                 if (this_end < size)
 168                         continue;
 169
 170                 cand = round_down(this_end - size, align);
 171                 if (cand >= this_start)
 172                         return cand;
 173         }
 174
 175         return 0;
 176 }
 177
 178 /**
 179  * memblock_find_in_range_node - find free area in given range and node
 180  * @size: size of free area to find
 181  * @align: alignment of free area to find
 182  * @start: start of candidate range
 183  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_{ANYWHERE|ACCESSIBLE}
 184  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
 185  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
 186  *
 187  * Find @size free area aligned to @align in the specified range and node.
 188  *
 189  * When allocation direction is bottom-up, the @start should be greater
 190  * than the end of the kernel image. Otherwise, it will be trimmed. The
 191  * reason is that we want the bottom-up allocation just near the kernel
 192  * image so it is highly likely that the allocated memory and the kernel
 193  * will reside in the same node.
 194  *
 195  * If bottom-up allocation failed, will try to allocate memory top-down.
 196  *
 197  * RETURNS:
 198  * Found address on success, 0 on failure.
 199  */
 200 phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range_node(phys_addr_t size,
 201                                         phys_addr_t align, phys_addr_t start,
 202                                         phys_addr_t end, int nid, ulong flags)
 203 {
 204         phys_addr_t kernel_end, ret;
 205
 206         /* pump up @end */
 207         if (end == MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE)
 208                 end = memblock.current_limit;
 209
 210         /* avoid allocating the first page */
 211         start = max_t(phys_addr_t, start, PAGE_SIZE);
 212         end = max(start, end);
 213         kernel_end = __pa_symbol(_end);
 214
 215         /*
 216          * try bottom-up allocation only when bottom-up mode
 217          * is set and @end is above the kernel image.
 218          */
 219         if (memblock_bottom_up() && end > kernel_end) {
 220                 phys_addr_t bottom_up_start;
 221
 222                 /* make sure we will allocate above the kernel */
 223                 bottom_up_start = max(start, kernel_end);
 224
 225                 /* ok, try bottom-up allocation first */
 226                 ret = __memblock_find_range_bottom_up(bottom_up_start, end,
 227                                                       size, align, nid, flags);
 228                 if (ret)
 229                         return ret;
 230
 231                 /*
 232                  * we always limit bottom-up allocation above the kernel,
 233                  * but top-down allocation doesn't have the limit, so
 234                  * retrying top-down allocation may succeed when bottom-up
 235                  * allocation failed.
 236                  *
 237                  * bottom-up allocation is expected to be fail very rarely,
 238                  * so we use WARN_ONCE() here to see the stack trace if
 239                  * fail happens.
 240                  */
 241                 WARN_ONCE(1, "memblock: bottom-up allocation failed, memory hotunplug may be affected\n");
 242         }
 243
 244         return __memblock_find_range_top_down(start, end, size, align, nid,
 245                                               flags);
 246 }
 247
 248 /**
 249  * memblock_find_in_range - find free area in given range
 250  * @start: start of candidate range
 251  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_{ANYWHERE|ACCESSIBLE}
 252  * @size: size of free area to find
 253  * @align: alignment of free area to find
 254  *
 255  * Find @size free area aligned to @align in the specified range.
 256  *
 257  * RETURNS:
 258  * Found address on success, 0 on failure.
 259  */
 260 phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range(phys_addr_t start,
 261                                         phys_addr_t end, phys_addr_t size,
 262                                         phys_addr_t align)
 263 {
 264         phys_addr_t ret;
 265         ulong flags = choose_memblock_flags();
 266
 267 again:
 268         ret = memblock_find_in_range_node(size, align, start, end,
 269                                             NUMA_NO_NODE, flags);
 270
 271         if (!ret && (flags & MEMBLOCK_MIRROR)) {
 272                 pr_warn("Could not allocate %pap bytes of mirrored memory\n",
 273                         &size);
 274                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
 275                 goto again;
 276         }
 277
 278         return ret;
 279 }
 280
 281 static void __init_memblock memblock_remove_region(struct memblock_type *type, unsigned long r)
 282 {
 283         type->total_size -= type->regions[r].size;
 284         memmove(&type->regions[r], &type->regions[r + 1],
 285                 (type->cnt - (r + 1)) * sizeof(type->regions[r]));
 286         type->cnt--;
 287
 288         /* Special case for empty arrays */
 289         if (type->cnt == 0) {
 290                 WARN_ON(type->total_size != 0);
 291                 type->cnt = 1;
 292                 type->regions[0].base = 0;
 293                 type->regions[0].size = 0;
 294                 type->regions[0].flags = 0;
 295                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], MAX_NUMNODES);
 296         }
 297 }
 298
 299 #ifdef CONFIG_ARCH_DISCARD_MEMBLOCK
 300
 301 phys_addr_t __init_memblock get_allocated_memblock_reserved_regions_info(
 302                                         phys_addr_t *addr)
 303 {
 304         if (memblock.reserved.regions == memblock_reserved_init_regions)
 305                 return 0;
 306
 307         *addr = __pa(memblock.reserved.regions);
 308
 309         return PAGE_ALIGN(sizeof(struct memblock_region) *
 310                           memblock.reserved.max);
 311 }
 312
 313 phys_addr_t __init_memblock get_allocated_memblock_memory_regions_info(
 314                                         phys_addr_t *addr)
 315 {
 316         if (memblock.memory.regions == memblock_memory_init_regions)
 317                 return 0;
 318
 319         *addr = __pa(memblock.memory.regions);
 320
 321         return PAGE_ALIGN(sizeof(struct memblock_region) *
 322                           memblock.memory.max);
 323 }
 324
 325 #endif
 326
 327 /**
 328  * memblock_double_array - double the size of the memblock regions array
 329  * @type: memblock type of the regions array being doubled
 330  * @new_area_start: starting address of memory range to avoid overlap with
 331  * @new_area_size: size of memory range to avoid overlap with
 332  *
 333  * Double the size of the @type regions array. If memblock is being used to
 334  * allocate memory for a new reserved regions array and there is a previously
 335  * allocated memory range [@new_area_start,@new_area_start+@new_area_size]
 336  * waiting to be reserved, ensure the memory used by the new array does
 337  * not overlap.
 338  *
 339  * RETURNS:
 340  * 0 on success, -1 on failure.
 341  */
 342 static int __init_memblock memblock_double_array(struct memblock_type *type,
 343                                                 phys_addr_t new_area_start,
 344                                                 phys_addr_t new_area_size)
 345 {
 346         struct memblock_region *new_array, *old_array;
 347         phys_addr_t old_alloc_size, new_alloc_size;
 348         phys_addr_t old_size, new_size, addr;
 349         int use_slab = slab_is_available();
 350         int *in_slab;
 351
 352         /* We don't allow resizing until we know about the reserved regions
 353          * of memory that aren't suitable for allocation
 354          */
 355         if (!memblock_can_resize)
 356                 return -1;
 357
 358         /* Calculate new doubled size */
 359         old_size = type->max * sizeof(struct memblock_region);
 360         new_size = old_size << 1;
 361         /*
 362          * We need to allocated new one align to PAGE_SIZE,
 363          *   so we can free them completely later.
 364          */
 365         old_alloc_size = PAGE_ALIGN(old_size);
 366         new_alloc_size = PAGE_ALIGN(new_size);
 367
 368         /* Retrieve the slab flag */
 369         if (type == &memblock.memory)
 370                 in_slab = &memblock_memory_in_slab;
 371         else
 372                 in_slab = &memblock_reserved_in_slab;
 373
 374         /* Try to find some space for it.
 375          *
 376          * WARNING: We assume that either slab_is_available() and we use it or
 377          * we use MEMBLOCK for allocations. That means that this is unsafe to
 378          * use when bootmem is currently active (unless bootmem itself is
 379          * implemented on top of MEMBLOCK which isn't the case yet)
 380          *
 381          * This should however not be an issue for now, as we currently only
 382          * call into MEMBLOCK while it's still active, or much later when slab
 383          * is active for memory hotplug operations
 384          */
 385         if (use_slab) {
 386                 new_array = kmalloc(new_size, GFP_KERNEL);
 387                 addr = new_array ? __pa(new_array) : 0;
 388         } else {
 389                 /* only exclude range when trying to double reserved.regions */
 390                 if (type != &memblock.reserved)
 391                         new_area_start = new_area_size = 0;
 392
 393                 addr = memblock_find_in_range(new_area_start + new_area_size,
 394                                                 memblock.current_limit,
 395                                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
 396                 if (!addr && new_area_size)
 397                         addr = memblock_find_in_range(0,
 398                                 min(new_area_start, memblock.current_limit),
 399                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
 400
 401                 new_array = addr ? __va(addr) : NULL;
 402         }
 403         if (!addr) {
 404                 pr_err("memblock: Failed to double %s array from %ld to %ld entries !\n",
 405                        memblock_type_name(type), type->max, type->max * 2);
 406                 return -1;
 407         }
 408
 409         memblock_dbg("memblock: %s is doubled to %ld at [%#010llx-%#010llx]",
 410                         memblock_type_name(type), type->max * 2, (u64)addr,
 411                         (u64)addr + new_size - 1);
 412
 413         /*
 414          * Found space, we now need to move the array over before we add the
 415          * reserved region since it may be our reserved array itself that is
 416          * full.
 417          */
 418         memcpy(new_array, type->regions, old_size);
 419         memset(new_array + type->max, 0, old_size);
 420         old_array = type->regions;
 421         type->regions = new_array;
 422         type->max <<= 1;
 423
 424         /* Free old array. We needn't free it if the array is the static one */
 425         if (*in_slab)
 426                 kfree(old_array);
 427         else if (old_array != memblock_memory_init_regions &&
 428                  old_array != memblock_reserved_init_regions)
 429                 memblock_free(__pa(old_array), old_alloc_size);
 430
 431         /*
 432          * Reserve the new array if that comes from the memblock.  Otherwise, we
 433          * needn't do it
 434          */
 435         if (!use_slab)
 436                 BUG_ON(memblock_reserve(addr, new_alloc_size));
 437
 438         /* Update slab flag */
 439         *in_slab = use_slab;
 440
 441         return 0;
 442 }
 443
 444 /**
 445  * memblock_merge_regions - merge neighboring compatible regions
 446  * @type: memblock type to scan
 447  *
 448  * Scan @type and merge neighboring compatible regions.
 449  */
 450 static void __init_memblock memblock_merge_regions(struct memblock_type *type)
 451 {
 452         int i = 0;
 453
 454         /* cnt never goes below 1 */
 455         while (i < type->cnt - 1) {
 456                 struct memblock_region *this = &type->regions[i];
 457                 struct memblock_region *next = &type->regions[i + 1];
 458
 459                 if (this->base + this->size != next->base ||
 460                     memblock_get_region_node(this) !=
 461                     memblock_get_region_node(next) ||
 462                     this->flags != next->flags) {
 463                         BUG_ON(this->base + this->size > next->base);
 464                         i++;
 465                         continue;
 466                 }
 467
 468                 this->size += next->size;
 469                 /* move forward from next + 1, index of which is i + 2 */
 470                 memmove(next, next + 1, (type->cnt - (i + 2)) * sizeof(*next));
 471                 type->cnt--;
 472         }
 473 }
 474
 475 /**
 476  * memblock_insert_region - insert new memblock region
 477  * @type:       memblock type to insert into
 478  * @idx:        index for the insertion point
 479  * @base:       base address of the new region
 480  * @size:       size of the new region
 481  * @nid:        node id of the new region
 482  * @flags:      flags of the new region
 483  *
 484  * Insert new memblock region [@base,@base+@size) into @type at @idx.
 485  * @type must already have extra room to accomodate the new region.
 486  */
 487 static void __init_memblock memblock_insert_region(struct memblock_type *type,
 488                                                    int idx, phys_addr_t base,
 489                                                    phys_addr_t size,
 490                                                    int nid, unsigned long flags)
 491 {
 492         struct memblock_region *rgn = &type->regions[idx];
 493
 494         BUG_ON(type->cnt >= type->max);
 495         memmove(rgn + 1, rgn, (type->cnt - idx) * sizeof(*rgn));
 496         rgn->base = base;
 497         rgn->size = size;
 498         rgn->flags = flags;
 499         memblock_set_region_node(rgn, nid);
 500         type->cnt++;
 501         type->total_size += size;
 502 }
 503
 504 /**
 505  * memblock_add_range - add new memblock region
 506  * @type: memblock type to add new region into
 507  * @base: base address of the new region
 508  * @size: size of the new region
 509  * @nid: nid of the new region
 510  * @flags: flags of the new region
 511  *
 512  * Add new memblock region [@base,@base+@size) into @type.  The new region
 513  * is allowed to overlap with existing ones - overlaps don't affect already
 514  * existing regions.  @type is guaranteed to be minimal (all neighbouring
 515  * compatible regions are merged) after the addition.
 516  *
 517  * RETURNS:
 518  * 0 on success, -errno on failure.
 519  */
 520 int __init_memblock memblock_add_range(struct memblock_type *type,
 521                                 phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 522                                 int nid, unsigned long flags)
 523 {
 524         bool insert = false;
 525         phys_addr_t obase = base;
 526         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
 527         int idx, nr_new;
 528         struct memblock_region *rgn;
 529
 530         if (!size)
 531                 return 0;
 532
 533         /* special case for empty array */
 534         if (type->regions[0].size == 0) {
 535                 WARN_ON(type->cnt != 1 || type->total_size);
 536                 type->regions[0].base = base;
 537                 type->regions[0].size = size;
 538                 type->regions[0].flags = flags;
 539                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], nid);
 540                 type->total_size = size;
 541                 return 0;
 542         }
 543 repeat:
 544         /*
 545          * The following is executed twice.  Once with %false @insert and
 546          * then with %true.  The first counts the number of regions needed
 547          * to accomodate the new area.  The second actually inserts them.
 548          */
 549         base = obase;
 550         nr_new = 0;
 551
 552         for_each_memblock_type(type, rgn) {
 553                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
 554                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
 555
 556                 if (rbase >= end)
 557                         break;
 558                 if (rend <= base)
 559                         continue;
 560                 /*
 561                  * @rgn overlaps.  If it separates the lower part of new
 562                  * area, insert that portion.
 563                  */
 564                 if (rbase > base) {
 565 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
 566                         WARN_ON(nid != memblock_get_region_node(rgn));
 567 #endif
 568                         WARN_ON(flags != rgn->flags);
 569                         nr_new++;
 570                         if (insert)
 571                                 memblock_insert_region(type, idx++, base,
 572                                                        rbase - base, nid,
 573                                                        flags);
 574                 }
 575                 /* area below @rend is dealt with, forget about it */
 576                 base = min(rend, end);
 577         }
 578
 579         /* insert the remaining portion */
 580         if (base < end) {
 581                 nr_new++;
 582                 if (insert)
 583                         memblock_insert_region(type, idx, base, end - base,
 584                                                nid, flags);
 585         }
 586
 587         if (!nr_new)
 588                 return 0;
 589
 590         /*
 591          * If this was the first round, resize array and repeat for actual
 592          * insertions; otherwise, merge and return.
 593          */
 594         if (!insert) {
 595                 while (type->cnt + nr_new > type->max)
 596                         if (memblock_double_array(type, obase, size) < 0)
 597                                 return -ENOMEM;
 598                 insert = true;
 599                 goto repeat;
 600         } else {
 601                 memblock_merge_regions(type);
 602                 return 0;
 603         }
 604 }
 605
 606 int __init_memblock memblock_add_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 607                                        int nid)
 608 {
 609         return memblock_add_range(&memblock.memory, base, size, nid, 0);
 610 }
 611
 612 int __init_memblock memblock_add(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 613 {
 614         memblock_dbg("memblock_add: [%#016llx-%#016llx] flags %#02lx %pF\n",
 615                      (unsigned long long)base,
 616                      (unsigned long long)base + size - 1,
 617                      0UL, (void *)_RET_IP_);
 618
 619         return memblock_add_range(&memblock.memory, base, size, MAX_NUMNODES, 0);
 620 }
 621
 622 /**
 623  * memblock_isolate_range - isolate given range into disjoint memblocks
 624  * @type: memblock type to isolate range for
 625  * @base: base of range to isolate
 626  * @size: size of range to isolate
 627  * @start_rgn: out parameter for the start of isolated region
 628  * @end_rgn: out parameter for the end of isolated region
 629  *
 630  * Walk @type and ensure that regions don't cross the boundaries defined by
 631  * [@base,@base+@size).  Crossing regions are split at the boundaries,
 632  * which may create at most two more regions.  The index of the first
 633  * region inside the range is returned in *@start_rgn and end in *@end_rgn.
 634  *
 635  * RETURNS:
 636  * 0 on success, -errno on failure.
 637  */
 638 static int __init_memblock memblock_isolate_range(struct memblock_type *type,
 639                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 640                                         int *start_rgn, int *end_rgn)
 641 {
 642         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
 643         int idx;
 644         struct memblock_region *rgn;
 645
 646         *start_rgn = *end_rgn = 0;
 647
 648         if (!size)
 649                 return 0;
 650
 651         /* we'll create at most two more regions */
 652         while (type->cnt + 2 > type->max)
 653                 if (memblock_double_array(type, base, size) < 0)
 654                         return -ENOMEM;
 655
 656         for_each_memblock_type(type, rgn) {
 657                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
 658                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
 659
 660                 if (rbase >= end)
 661                         break;
 662                 if (rend <= base)
 663                         continue;
 664
 665                 if (rbase < base) {
 666                         /*
 667                          * @rgn intersects from below.  Split and continue
 668                          * to process the next region - the new top half.
 669                          */
 670                         rgn->base = base;
 671                         rgn->size -= base - rbase;
 672                         type->total_size -= base - rbase;
 673                         memblock_insert_region(type, idx, rbase, base - rbase,
 674                                                memblock_get_region_node(rgn),
 675                                                rgn->flags);
 676                 } else if (rend > end) {
 677                         /*
 678                          * @rgn intersects from above.  Split and redo the
 679                          * current region - the new bottom half.
 680                          */
 681                         rgn->base = end;
 682                         rgn->size -= end - rbase;
 683                         type->total_size -= end - rbase;
 684                         memblock_insert_region(type, idx--, rbase, end - rbase,
 685                                                memblock_get_region_node(rgn),
 686                                                rgn->flags);
 687                 } else {
 688                         /* @rgn is fully contained, record it */
 689                         if (!*end_rgn)
 690                                 *start_rgn = idx;
 691                         *end_rgn = idx + 1;
 692                 }
 693         }
 694
 695         return 0;
 696 }
 697
 698 static int __init_memblock memblock_remove_range(struct memblock_type *type,
 699                                           phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 700 {
 701         int start_rgn, end_rgn;
 702         int i, ret;
 703
 704         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
 705         if (ret)
 706                 return ret;
 707
 708         for (i = end_rgn - 1; i >= start_rgn; i--)
 709                 memblock_remove_region(type, i);
 710         return 0;
 711 }
 712
 713 int __init_memblock memblock_remove(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 714 {
 715         return memblock_remove_range(&memblock.memory, base, size);
 716 }
 717
 718
 719 int __init_memblock memblock_free(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 720 {
 721         memblock_dbg("   memblock_free: [%#016llx-%#016llx] %pF\n",
 722                      (unsigned long long)base,
 723                      (unsigned long long)base + size - 1,
 724                      (void *)_RET_IP_);
 725
 726         kmemleak_free_part(__va(base), size);
 727         return memblock_remove_range(&memblock.reserved, base, size);
 728 }
 729
 730 int __init_memblock memblock_reserve(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 731 {
 732         memblock_dbg("memblock_reserve: [%#016llx-%#016llx] flags %#02lx %pF\n",
 733                      (unsigned long long)base,
 734                      (unsigned long long)base + size - 1,
 735                      0UL, (void *)_RET_IP_);
 736
 737         return memblock_add_range(&memblock.reserved, base, size, MAX_NUMNODES, 0);
 738 }
 739
 740 /**
 741  *
 742  * This function isolates region [@base, @base + @size), and sets/clears flag
 743  *
 744  * Return 0 on success, -errno on failure.
 745  */
 746 static int __init_memblock memblock_setclr_flag(phys_addr_t base,
 747                                 phys_addr_t size, int set, int flag)
 748 {
 749         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
 750         int i, ret, start_rgn, end_rgn;
 751
 752         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
 753         if (ret)
 754                 return ret;
 755
 756         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++)
 757                 if (set)
 758                         memblock_set_region_flags(&type->regions[i], flag);
 759                 else
 760                         memblock_clear_region_flags(&type->regions[i], flag);
 761
 762         memblock_merge_regions(type);
 763         return 0;
 764 }
 765
 766 /**
 767  * memblock_mark_hotplug - Mark hotpluggable memory with flag MEMBLOCK_HOTPLUG.
 768  * @base: the base phys addr of the region
 769  * @size: the size of the region
 770  *
 771  * Return 0 on success, -errno on failure.
 772  */
 773 int __init_memblock memblock_mark_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 774 {
 775         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_HOTPLUG);
 776 }
 777
 778 /**
 779  * memblock_clear_hotplug - Clear flag MEMBLOCK_HOTPLUG for a specified region.
 780  * @base: the base phys addr of the region
 781  * @size: the size of the region
 782  *
 783  * Return 0 on success, -errno on failure.
 784  */
 785 int __init_memblock memblock_clear_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 786 {
 787         return memblock_setclr_flag(base, size, 0, MEMBLOCK_HOTPLUG);
 788 }
 789
 790 /**
 791  * memblock_mark_mirror - Mark mirrored memory with flag MEMBLOCK_MIRROR.
 792  * @base: the base phys addr of the region
 793  * @size: the size of the region
 794  *
 795  * Return 0 on success, -errno on failure.
 796  */
 797 int __init_memblock memblock_mark_mirror(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 798 {
 799         system_has_some_mirror = true;
 800
 801         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_MIRROR);
 802 }
 803
 804 /**
 805  * memblock_mark_nomap - Mark a memory region with flag MEMBLOCK_NOMAP.
 806  * @base: the base phys addr of the region
 807  * @size: the size of the region
 808  *
 809  * Return 0 on success, -errno on failure.
 810  */
 811 int __init_memblock memblock_mark_nomap(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 812 {
 813         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_NOMAP);
 814 }
 815
 816 /**
 817  * __next_reserved_mem_region - next function for for_each_reserved_region()
 818  * @idx: pointer to u64 loop variable
 819  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the region, can be %NULL
 820  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the region, can be %NULL
 821  *
 822  * Iterate over all reserved memory regions.
 823  */
 824 void __init_memblock __next_reserved_mem_region(u64 *idx,
 825                                            phys_addr_t *out_start,
 826                                            phys_addr_t *out_end)
 827 {
 828         struct memblock_type *type = &memblock.reserved;
 829
 830         if (*idx < type->cnt) {
 831                 struct memblock_region *r = &type->regions[*idx];
 832                 phys_addr_t base = r->base;
 833                 phys_addr_t size = r->size;
 834
 835                 if (out_start)
 836                         *out_start = base;
 837                 if (out_end)
 838                         *out_end = base + size - 1;
 839
 840                 *idx += 1;
 841                 return;
 842         }
 843
 844         /* signal end of iteration */
 845         *idx = ULLONG_MAX;
 846 }
 847
 848 /**
 849  * __next__mem_range - next function for for_each_free_mem_range() etc.
 850  * @idx: pointer to u64 loop variable
 851  * @nid: node selector, %NUMA_NO_NODE for all nodes
 852  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
 853  * @type_a: pointer to memblock_type from where the range is taken
 854  * @type_b: pointer to memblock_type which excludes memory from being taken
 855  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
 856  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
 857  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
 858  *
 859  * Find the first area from *@idx which matches @nid, fill the out
 860  * parameters, and update *@idx for the next iteration.  The lower 32bit of
 861  * *@idx contains index into type_a and the upper 32bit indexes the
 862  * areas before each region in type_b.  For example, if type_b regions
 863  * look like the following,
 864  *
 865  *      0:[0-16), 1:[32-48), 2:[128-130)
 866  *
 867  * The upper 32bit indexes the following regions.
 868  *
 869  *      0:[0-0), 1:[16-32), 2:[48-128), 3:[130-MAX)
 870  *
 871  * As both region arrays are sorted, the function advances the two indices
 872  * in lockstep and returns each intersection.
 873  */
 874 void __init_memblock __next_mem_range(u64 *idx, int nid, ulong flags,
 875                                       struct memblock_type *type_a,
 876                                       struct memblock_type *type_b,
 877                                       phys_addr_t *out_start,
 878                                       phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
 879 {
 880         int idx_a = *idx & 0xffffffff;
 881         int idx_b = *idx >> 32;
 882
 883         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES,
 884         "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
 885                 nid = NUMA_NO_NODE;
 886
 887         for (; idx_a < type_a->cnt; idx_a++) {
 888                 struct memblock_region *m = &type_a->regions[idx_a];
 889
 890                 phys_addr_t m_start = m->base;
 891                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
 892                 int         m_nid = memblock_get_region_node(m);
 893
 894                 /* only memory regions are associated with nodes, check it */
 895                 if (nid != NUMA_NO_NODE && nid != m_nid)
 896                         continue;
 897
 898                 /* skip hotpluggable memory regions if needed */
 899                 if (movable_node_is_enabled() && memblock_is_hotpluggable(m))
 900                         continue;
 901
 902                 /* if we want mirror memory skip non-mirror memory regions */
 903                 if ((flags & MEMBLOCK_MIRROR) && !memblock_is_mirror(m))
 904                         continue;
 905
 906                 /* skip nomap memory unless we were asked for it explicitly */
 907                 if (!(flags & MEMBLOCK_NOMAP) && memblock_is_nomap(m))
 908                         continue;
 909
 910                 if (!type_b) {
 911                         if (out_start)
 912                                 *out_start = m_start;
 913                         if (out_end)
 914                                 *out_end = m_end;
 915                         if (out_nid)
 916                                 *out_nid = m_nid;
 917                         idx_a++;
 918                         *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
 919                         return;
 920                 }
 921
 922                 /* scan areas before each reservation */
 923                 for (; idx_b < type_b->cnt + 1; idx_b++) {
 924                         struct memblock_region *r;
 925                         phys_addr_t r_start;
 926                         phys_addr_t r_end;
 927
 928                         r = &type_b->regions[idx_b];
 929                         r_start = idx_b ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
 930                         r_end = idx_b < type_b->cnt ?
 931                                 r->base : ULLONG_MAX;
 932
 933                         /*
 934                          * if idx_b advanced past idx_a,
 935                          * break out to advance idx_a
 936                          */
 937                         if (r_start >= m_end)
 938                                 break;
 939                         /* if the two regions intersect, we're done */
 940                         if (m_start < r_end) {
 941                                 if (out_start)
 942                                         *out_start =
 943                                                 max(m_start, r_start);
 944                                 if (out_end)
 945                                         *out_end = min(m_end, r_end);
 946                                 if (out_nid)
 947                                         *out_nid = m_nid;
 948                                 /*
 949                                  * The region which ends first is
 950                                  * advanced for the next iteration.
 951                                  */
 952                                 if (m_end <= r_end)
 953                                         idx_a++;
 954                                 else
 955                                         idx_b++;
 956                                 *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
 957                                 return;
 958                         }
 959                 }
 960         }
 961
 962         /* signal end of iteration */
 963         *idx = ULLONG_MAX;
 964 }
 965
 966 /**
 967  * __next_mem_range_rev - generic next function for for_each_*_range_rev()
 968  *
 969  * Finds the next range from type_a which is not marked as unsuitable
 970  * in type_b.
 971  *
 972  * @idx: pointer to u64 loop variable
 973  * @nid: node selector, %NUMA_NO_NODE for all nodes
 974  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
 975  * @type_a: pointer to memblock_type from where the range is taken
 976  * @type_b: pointer to memblock_type which excludes memory from being taken
 977  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
 978  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
 979  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
 980  *
 981  * Reverse of __next_mem_range().
 982  */
 983 void __init_memblock __next_mem_range_rev(u64 *idx, int nid, ulong flags,
 984                                           struct memblock_type *type_a,
 985                                           struct memblock_type *type_b,
 986                                           phys_addr_t *out_start,
 987                                           phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
 988 {
 989         int idx_a = *idx & 0xffffffff;
 990         int idx_b = *idx >> 32;
 991
 992         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES, "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
 993                 nid = NUMA_NO_NODE;
 994
 995         if (*idx == (u64)ULLONG_MAX) {
 996                 idx_a = type_a->cnt - 1;
 997                 idx_b = type_b->cnt;
 998         }
 999
1000         for (; idx_a >= 0; idx_a--) {
1001                 struct memblock_region *m = &type_a->regions[idx_a];
1002
1003                 phys_addr_t m_start = m->base;
1004                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
1005                 int m_nid = memblock_get_region_node(m);
1006
1007                 /* only memory regions are associated with nodes, check it */
1008                 if (nid != NUMA_NO_NODE && nid != m_nid)
1009                         continue;
1010
1011                 /* skip hotpluggable memory regions if needed */
1012                 if (movable_node_is_enabled() && memblock_is_hotpluggable(m))
1013                         continue;
1014
1015                 /* if we want mirror memory skip non-mirror memory regions */
1016                 if ((flags & MEMBLOCK_MIRROR) && !memblock_is_mirror(m))
1017                         continue;
1018
1019                 /* skip nomap memory unless we were asked for it explicitly */
1020                 if (!(flags & MEMBLOCK_NOMAP) && memblock_is_nomap(m))
1021                         continue;
1022
1023                 if (!type_b) {
1024                         if (out_start)
1025                                 *out_start = m_start;
1026                         if (out_end)
1027                                 *out_end = m_end;
1028                         if (out_nid)
1029                                 *out_nid = m_nid;
1030                         idx_a--;
1031                         *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1032                         return;
1033                 }
1034
1035                 /* scan areas before each reservation */
1036                 for (; idx_b >= 0; idx_b--) {
1037                         struct memblock_region *r;
1038                         phys_addr_t r_start;
1039                         phys_addr_t r_end;
1040
1041                         r = &type_b->regions[idx_b];
1042                         r_start = idx_b ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
1043                         r_end = idx_b < type_b->cnt ?
1044                                 r->base : ULLONG_MAX;
1045                         /*
1046                          * if idx_b advanced past idx_a,
1047                          * break out to advance idx_a
1048                          */
1049
1050                         if (r_end <= m_start)
1051                                 break;
1052                         /* if the two regions intersect, we're done */
1053                         if (m_end > r_start) {
1054                                 if (out_start)
1055                                         *out_start = max(m_start, r_start);
1056                                 if (out_end)
1057                                         *out_end = min(m_end, r_end);
1058                                 if (out_nid)
1059                                         *out_nid = m_nid;
1060                                 if (m_start >= r_start)
1061                                         idx_a--;
1062                                 else
1063                                         idx_b--;
1064                                 *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1065                                 return;
1066                         }
1067                 }
1068         }
1069         /* signal end of iteration */
1070         *idx = ULLONG_MAX;
1071 }
1072
1073 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1074 /*
1075  * Common iterator interface used to define for_each_mem_range().
1076  */
1077 void __init_memblock __next_mem_pfn_range(int *idx, int nid,
1078                                 unsigned long *out_start_pfn,
1079                                 unsigned long *out_end_pfn, int *out_nid)
1080 {
1081         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
1082         struct memblock_region *r;
1083
1084         while (++*idx < type->cnt) {
1085                 r = &type->regions[*idx];
1086
1087                 if (PFN_UP(r->base) >= PFN_DOWN(r->base + r->size))
1088                         continue;
1089                 if (nid == MAX_NUMNODES || nid == r->nid)
1090                         break;
1091         }
1092         if (*idx >= type->cnt) {
1093                 *idx = -1;
1094                 return;
1095         }
1096
1097         if (out_start_pfn)
1098                 *out_start_pfn = PFN_UP(r->base);
1099         if (out_end_pfn)
1100                 *out_end_pfn = PFN_DOWN(r->base + r->size);
1101         if (out_nid)
1102                 *out_nid = r->nid;
1103 }
1104
1105 /**
1106  * memblock_set_node - set node ID on memblock regions
1107  * @base: base of area to set node ID for
1108  * @size: size of area to set node ID for
1109  * @type: memblock type to set node ID for
1110  * @nid: node ID to set
1111  *
1112  * Set the nid of memblock @type regions in [@base,@base+@size) to @nid.
1113  * Regions which cross the area boundaries are split as necessary.
1114  *
1115  * RETURNS:
1116  * 0 on success, -errno on failure.
1117  */
1118 int __init_memblock memblock_set_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
1119                                       struct memblock_type *type, int nid)
1120 {
1121         int start_rgn, end_rgn;
1122         int i, ret;
1123
1124         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
1125         if (ret)
1126                 return ret;
1127
1128         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++)
1129                 memblock_set_region_node(&type->regions[i], nid);
1130
1131         memblock_merge_regions(type);
1132         return 0;
1133 }
1134 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
1135
1136 static phys_addr_t __init memblock_alloc_range_nid(phys_addr_t size,
1137                                         phys_addr_t align, phys_addr_t start,
1138                                         phys_addr_t end, int nid, ulong flags)
1139 {
1140         phys_addr_t found;
1141
1142         if (!align)
1143                 align = SMP_CACHE_BYTES;
1144
1145         found = memblock_find_in_range_node(size, align, start, end, nid,
1146                                             flags);
1147         if (found && !memblock_reserve(found, size)) {
1148                 /*
1149                  * The min_count is set to 0 so that memblock allocations are
1150                  * never reported as leaks.
1151                  */
1152                 kmemleak_alloc(__va(found), size, 0, 0);
1153                 return found;
1154         }
1155         return 0;
1156 }
1157
1158 phys_addr_t __init memblock_alloc_range(phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1159                                         phys_addr_t start, phys_addr_t end,
1160                                         ulong flags)
1161 {
1162         return memblock_alloc_range_nid(size, align, start, end, NUMA_NO_NODE,
1163                                         flags);
1164 }
1165
1166 static phys_addr_t __init memblock_alloc_base_nid(phys_addr_t size,
1167                                         phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr,
1168                                         int nid, ulong flags)
1169 {
1170         return memblock_alloc_range_nid(size, align, 0, max_addr, nid, flags);
1171 }
1172
1173 phys_addr_t __init memblock_alloc_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
1174 {
1175         ulong flags = choose_memblock_flags();
1176         phys_addr_t ret;
1177
1178 again:
1179         ret = memblock_alloc_base_nid(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE,
1180                                       nid, flags);
1181
1182         if (!ret && (flags & MEMBLOCK_MIRROR)) {
1183                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
1184                 goto again;
1185         }
1186         return ret;
1187 }
1188
1189 phys_addr_t __init __memblock_alloc_base(phys_addr_t size, phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr)
1190 {
1191         return memblock_alloc_base_nid(size, align, max_addr, NUMA_NO_NODE,
1192                                        MEMBLOCK_NONE);
1193 }
1194
1195 phys_addr_t __init memblock_alloc_base(phys_addr_t size, phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr)
1196 {
1197         phys_addr_t alloc;
1198
1199         alloc = __memblock_alloc_base(size, align, max_addr);
1200
1201         if (alloc == 0)
1202                 panic("ERROR: Failed to allocate 0x%llx bytes below 0x%llx.\n",
1203                       (unsigned long long) size, (unsigned long long) max_addr);
1204
1205         return alloc;
1206 }
1207
1208 phys_addr_t __init memblock_alloc(phys_addr_t size, phys_addr_t align)
1209 {
1210         return memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
1211 }
1212
1213 phys_addr_t __init memblock_alloc_try_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
1214 {
1215         phys_addr_t res = memblock_alloc_nid(size, align, nid);
1216
1217         if (res)
1218                 return res;
1219         return memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
1220 }
1221
1222 /**
1223  * memblock_virt_alloc_internal - allocate boot memory block
1224  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1225  * @align: alignment of the region and block's size
1226  * @min_addr: the lower bound of the memory region to allocate (phys address)
1227  * @max_addr: the upper bound of the memory region to allocate (phys address)
1228  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1229  *
1230  * The @min_addr limit is dropped if it can not be satisfied and the allocation
1231  * will fall back to memory below @min_addr. Also, allocation may fall back
1232  * to any node in the system if the specified node can not
1233  * hold the requested memory.
1234  *
1235  * The allocation is performed from memory region limited by
1236  * memblock.current_limit if @max_addr == %BOOTMEM_ALLOC_ACCESSIBLE.
1237  *
1238  * The memory block is aligned on SMP_CACHE_BYTES if @align == 0.
1239  *
1240  * The phys address of allocated boot memory block is converted to virtual and
1241  * allocated memory is reset to 0.
1242  *
1243  * In addition, function sets the min_count to 0 using kmemleak_alloc for
1244  * allocated boot memory block, so that it is never reported as leaks.
1245  *
1246  * RETURNS:
1247  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1248  */
1249 static void * __init memblock_virt_alloc_internal(
1250                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1251                                 phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1252                                 int nid)
1253 {
1254         phys_addr_t alloc;
1255         void *ptr;
1256         ulong flags = choose_memblock_flags();
1257
1258         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES, "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
1259                 nid = NUMA_NO_NODE;
1260
1261         /*
1262          * Detect any accidental use of these APIs after slab is ready, as at
1263          * this moment memblock may be deinitialized already and its
1264          * internal data may be destroyed (after execution of free_all_bootmem)
1265          */
1266         if (WARN_ON_ONCE(slab_is_available()))
1267                 return kzalloc_node(size, GFP_NOWAIT, nid);
1268
1269         if (!align)
1270                 align = SMP_CACHE_BYTES;
1271
1272         if (max_addr > memblock.current_limit)
1273                 max_addr = memblock.current_limit;
1274
1275 again:
1276         alloc = memblock_find_in_range_node(size, align, min_addr, max_addr,
1277                                             nid, flags);
1278         if (alloc)
1279                 goto done;
1280
1281         if (nid != NUMA_NO_NODE) {
1282                 alloc = memblock_find_in_range_node(size, align, min_addr,
1283                                                     max_addr, NUMA_NO_NODE,
1284                                                     flags);
1285                 if (alloc)
1286                         goto done;
1287         }
1288
1289         if (min_addr) {
1290                 min_addr = 0;
1291                 goto again;
1292         }
1293
1294         if (flags & MEMBLOCK_MIRROR) {
1295                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
1296                 pr_warn("Could not allocate %pap bytes of mirrored memory\n",
1297                         &size);
1298                 goto again;
1299         }
1300
1301         return NULL;
1302 done:
1303         memblock_reserve(alloc, size);
1304         ptr = phys_to_virt(alloc);
1305         memset(ptr, 0, size);
1306
1307         /*
1308          * The min_count is set to 0 so that bootmem allocated blocks
1309          * are never reported as leaks. This is because many of these blocks
1310          * are only referred via the physical address which is not
1311          * looked up by kmemleak.
1312          */
1313         kmemleak_alloc(ptr, size, 0, 0);
1314
1315         return ptr;
1316 }
1317
1318 /**
1319  * memblock_virt_alloc_try_nid_nopanic - allocate boot memory block
1320  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1321  * @align: alignment of the region and block's size
1322  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1323  *        is preferred (phys address)
1324  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1325  *            is preferred (phys address), or %BOOTMEM_ALLOC_ACCESSIBLE to
1326  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1327  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1328  *
1329  * Public version of _memblock_virt_alloc_try_nid_nopanic() which provides
1330  * additional debug information (including caller info), if enabled.
1331  *
1332  * RETURNS:
1333  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1334  */
1335 void * __init memblock_virt_alloc_try_nid_nopanic(
1336                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1337                                 phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1338                                 int nid)
1339 {
1340         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=0x%llx max_addr=0x%llx %pF\n",
1341                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, (u64)min_addr,
1342                      (u64)max_addr, (void *)_RET_IP_);
1343         return memblock_virt_alloc_internal(size, align, min_addr,
1344                                              max_addr, nid);
1345 }
1346
1347 /**
1348  * memblock_virt_alloc_try_nid - allocate boot memory block with panicking
1349  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1350  * @align: alignment of the region and block's size
1351  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1352  *        is preferred (phys address)
1353  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1354  *            is preferred (phys address), or %BOOTMEM_ALLOC_ACCESSIBLE to
1355  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1356  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1357  *
1358  * Public panicking version of _memblock_virt_alloc_try_nid_nopanic()
1359  * which provides debug information (including caller info), if enabled,
1360  * and panics if the request can not be satisfied.
1361  *
1362  * RETURNS:
1363  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1364  */
1365 void * __init memblock_virt_alloc_try_nid(
1366                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1367                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1368                         int nid)
1369 {
1370         void *ptr;
1371
1372         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=0x%llx max_addr=0x%llx %pF\n",
1373                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, (u64)min_addr,
1374                      (u64)max_addr, (void *)_RET_IP_);
1375         ptr = memblock_virt_alloc_internal(size, align,
1376                                            min_addr, max_addr, nid);
1377         if (ptr)
1378                 return ptr;
1379
1380         panic("%s: Failed to allocate %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=0x%llx max_addr=0x%llx\n",
1381               __func__, (u64)size, (u64)align, nid, (u64)min_addr,
1382               (u64)max_addr);
1383         return NULL;
1384 }
1385
1386 /**
1387  * __memblock_free_early - free boot memory block
1388  * @base: phys starting address of the  boot memory block
1389  * @size: size of the boot memory block in bytes
1390  *
1391  * Free boot memory block previously allocated by memblock_virt_alloc_xx() API.
1392  * The freeing memory will not be released to the buddy allocator.
1393  */
1394 void __init __memblock_free_early(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1395 {
1396         memblock_dbg("%s: [%#016llx-%#016llx] %pF\n",
1397                      __func__, (u64)base, (u64)base + size - 1,
1398                      (void *)_RET_IP_);
1399         kmemleak_free_part(__va(base), size);
1400         memblock_remove_range(&memblock.reserved, base, size);
1401 }
1402
1403 /*
1404  * __memblock_free_late - free bootmem block pages directly to buddy allocator
1405  * @addr: phys starting address of the  boot memory block
1406  * @size: size of the boot memory block in bytes
1407  *
1408  * This is only useful when the bootmem allocator has already been torn
1409  * down, but we are still initializing the system.  Pages are released directly
1410  * to the buddy allocator, no bootmem metadata is updated because it is gone.
1411  */
1412 void __init __memblock_free_late(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1413 {
1414         u64 cursor, end;
1415
1416         memblock_dbg("%s: [%#016llx-%#016llx] %pF\n",
1417                      __func__, (u64)base, (u64)base + size - 1,
1418                      (void *)_RET_IP_);
1419         kmemleak_free_part(__va(base), size);
1420         cursor = PFN_UP(base);
1421         end = PFN_DOWN(base + size);
1422
1423         for (; cursor < end; cursor++) {
1424                 __free_pages_bootmem(pfn_to_page(cursor), cursor, 0);
1425                 totalram_pages++;
1426         }
1427 }
1428
1429 /*
1430  * Remaining API functions
1431  */
1432
1433 phys_addr_t __init_memblock memblock_phys_mem_size(void)
1434 {
1435         return memblock.memory.total_size;
1436 }
1437
1438 phys_addr_t __init memblock_mem_size(unsigned long limit_pfn)
1439 {
1440         unsigned long pages = 0;
1441         struct memblock_region *r;
1442         unsigned long start_pfn, end_pfn;
1443
1444         for_each_memblock(memory, r) {
1445                 start_pfn = memblock_region_memory_base_pfn(r);
1446                 end_pfn = memblock_region_memory_end_pfn(r);
1447                 start_pfn = min_t(unsigned long, start_pfn, limit_pfn);
1448                 end_pfn = min_t(unsigned long, end_pfn, limit_pfn);
1449                 pages += end_pfn - start_pfn;
1450         }
1451
1452         return PFN_PHYS(pages);
1453 }
1454
1455 /* lowest address */
1456 phys_addr_t __init_memblock memblock_start_of_DRAM(void)
1457 {
1458         return memblock.memory.regions[0].base;
1459 }
1460
1461 phys_addr_t __init_memblock memblock_end_of_DRAM(void)
1462 {
1463         int idx = memblock.memory.cnt - 1;
1464
1465         return (memblock.memory.regions[idx].base + memblock.memory.regions[idx].size);
1466 }
1467
1468 static phys_addr_t __init_memblock __find_max_addr(phys_addr_t limit)
1469 {
1470         phys_addr_t max_addr = (phys_addr_t)ULLONG_MAX;
1471         struct memblock_region *r;
1472
1473         /*
1474          * translate the memory @limit size into the max address within one of
1475          * the memory memblock regions, if the @limit exceeds the total size
1476          * of those regions, max_addr will keep original value ULLONG_MAX
1477          */
1478         for_each_memblock(memory, r) {
1479                 if (limit <= r->size) {
1480                         max_addr = r->base + limit;
1481                         break;
1482                 }
1483                 limit -= r->size;
1484         }
1485
1486         return max_addr;
1487 }
1488
1489 void __init memblock_enforce_memory_limit(phys_addr_t limit)
1490 {
1491         phys_addr_t max_addr = (phys_addr_t)ULLONG_MAX;
1492
1493         if (!limit)
1494                 return;
1495
1496         max_addr = __find_max_addr(limit);
1497
1498         /* @limit exceeds the total size of the memory, do nothing */
1499         if (max_addr == (phys_addr_t)ULLONG_MAX)
1500                 return;
1501
1502         /* truncate both memory and reserved regions */
1503         memblock_remove_range(&memblock.memory, max_addr,
1504                               (phys_addr_t)ULLONG_MAX);
1505         memblock_remove_range(&memblock.reserved, max_addr,
1506                               (phys_addr_t)ULLONG_MAX);
1507 }
1508
1509 void __init memblock_mem_limit_remove_map(phys_addr_t limit)
1510 {
1511         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
1512         phys_addr_t max_addr;
1513         int i, ret, start_rgn, end_rgn;
1514
1515         if (!limit)
1516                 return;
1517
1518         max_addr = __find_max_addr(limit);
1519
1520         /* @limit exceeds the total size of the memory, do nothing */
1521         if (max_addr == (phys_addr_t)ULLONG_MAX)
1522                 return;
1523
1524         ret = memblock_isolate_range(type, max_addr, (phys_addr_t)ULLONG_MAX,
1525                                 &start_rgn, &end_rgn);
1526         if (ret)
1527                 return;
1528
1529         /* remove all the MAP regions above the limit */
1530         for (i = end_rgn - 1; i >= start_rgn; i--) {
1531                 if (!memblock_is_nomap(&type->regions[i]))
1532                         memblock_remove_region(type, i);
1533         }
1534         /* truncate the reserved regions */
1535         memblock_remove_range(&memblock.reserved, max_addr,
1536                               (phys_addr_t)ULLONG_MAX);
1537 }
1538
1539 static int __init_memblock memblock_search(struct memblock_type *type, phys_addr_t addr)
1540 {
1541         unsigned int left = 0, right = type->cnt;
1542
1543         do {
1544                 unsigned int mid = (right + left) / 2;
1545
1546                 if (addr < type->regions[mid].base)
1547                         right = mid;
1548                 else if (addr >= (type->regions[mid].base +
1549                                   type->regions[mid].size))
1550                         left = mid + 1;
1551                 else
1552                         return mid;
1553         } while (left < right);
1554         return -1;
1555 }
1556
1557 bool __init memblock_is_reserved(phys_addr_t addr)
1558 {
1559         return memblock_search(&memblock.reserved, addr) != -1;
1560 }
1561
1562 bool __init_memblock memblock_is_memory(phys_addr_t addr)
1563 {
1564         return memblock_search(&memblock.memory, addr) != -1;
1565 }
1566
1567 int __init_memblock memblock_is_map_memory(phys_addr_t addr)
1568 {
1569         int i = memblock_search(&memblock.memory, addr);
1570
1571         if (i == -1)
1572                 return false;
1573         return !memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]);
1574 }
1575
1576 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1577 int __init_memblock memblock_search_pfn_nid(unsigned long pfn,
1578                          unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
1579 {
1580         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
1581         int mid = memblock_search(type, PFN_PHYS(pfn));
1582
1583         if (mid == -1)
1584                 return -1;
1585
1586         *start_pfn = PFN_DOWN(type->regions[mid].base);
1587         *end_pfn = PFN_DOWN(type->regions[mid].base + type->regions[mid].size);
1588
1589         return type->regions[mid].nid;
1590 }
1591 #endif
1592
1593 /**
1594  * memblock_is_region_memory - check if a region is a subset of memory
1595  * @base: base of region to check
1596  * @size: size of region to check
1597  *
1598  * Check if the region [@base, @base+@size) is a subset of a memory block.
1599  *
1600  * RETURNS:
1601  * 0 if false, non-zero if true
1602  */
1603 int __init_memblock memblock_is_region_memory(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1604 {
1605         int idx = memblock_search(&memblock.memory, base);
1606         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
1607
1608         if (idx == -1)
1609                 return 0;
1610         return memblock.memory.regions[idx].base <= base &&
1611                 (memblock.memory.regions[idx].base +
1612                  memblock.memory.regions[idx].size) >= end;
1613 }
1614
1615 /**
1616  * memblock_is_region_reserved - check if a region intersects reserved memory
1617  * @base: base of region to check
1618  * @size: size of region to check
1619  *
1620  * Check if the region [@base, @base+@size) intersects a reserved memory block.
1621  *
1622  * RETURNS:
1623  * True if they intersect, false if not.
1624  */
1625 bool __init_memblock memblock_is_region_reserved(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1626 {
1627         memblock_cap_size(base, &size);
1628         return memblock_overlaps_region(&memblock.reserved, base, size);
1629 }
1630
1631 void __init_memblock memblock_trim_memory(phys_addr_t align)
1632 {
1633         phys_addr_t start, end, orig_start, orig_end;
1634         struct memblock_region *r;
1635
1636         for_each_memblock(memory, r) {
1637                 orig_start = r->base;
1638                 orig_end = r->base + r->size;
1639                 start = round_up(orig_start, align);
1640                 end = round_down(orig_end, align);
1641
1642                 if (start == orig_start && end == orig_end)
1643                         continue;
1644
1645                 if (start < end) {
1646                         r->base = start;
1647                         r->size = end - start;
1648                 } else {
1649                         memblock_remove_region(&memblock.memory,
1650                                                r - memblock.memory.regions);
1651                         r--;
1652                 }
1653         }
1654 }
1655
1656 void __init_memblock memblock_set_current_limit(phys_addr_t limit)
1657 {
1658         memblock.current_limit = limit;
1659 }
1660
1661 phys_addr_t __init_memblock memblock_get_current_limit(void)
1662 {
1663         return memblock.current_limit;
1664 }
1665
1666 static void __init_memblock memblock_dump(struct memblock_type *type, char *name)
1667 {
1668         unsigned long long base, size;
1669         unsigned long flags;
1670         int idx;
1671         struct memblock_region *rgn;
1672
1673         pr_info(" %s.cnt  = 0x%lx\n", name, type->cnt);
1674
1675         for_each_memblock_type(type, rgn) {
1676                 char nid_buf[32] = "";
1677
1678                 base = rgn->base;
1679                 size = rgn->size;
1680                 flags = rgn->flags;
1681 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1682                 if (memblock_get_region_node(rgn) != MAX_NUMNODES)
1683                         snprintf(nid_buf, sizeof(nid_buf), " on node %d",
1684                                  memblock_get_region_node(rgn));
1685 #endif
1686                 pr_info(" %s[%#x]\t[%#016llx-%#016llx], %#llx bytes%s flags: %#lx\n",
1687                         name, idx, base, base + size - 1, size, nid_buf, flags);
1688         }
1689 }
1690
1691 void __init_memblock __memblock_dump_all(void)
1692 {
1693         pr_info("MEMBLOCK configuration:\n");
1694         pr_info(" memory size = %#llx reserved size = %#llx\n",
1695                 (unsigned long long)memblock.memory.total_size,
1696                 (unsigned long long)memblock.reserved.total_size);
1697
1698         memblock_dump(&memblock.memory, "memory");
1699         memblock_dump(&memblock.reserved, "reserved");
1700 }
1701
1702 void __init memblock_allow_resize(void)
1703 {
1704         memblock_can_resize = 1;
1705 }
1706
1707 static int __init early_memblock(char *p)
1708 {
1709         if (p && strstr(p, "debug"))
1710                 memblock_debug = 1;
1711         return 0;
1712 }
1713 early_param("memblock", early_memblock);
1714
1715 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && !defined(CONFIG_ARCH_DISCARD_MEMBLOCK)
1716
1717 static int memblock_debug_show(struct seq_file *m, void *private)
1718 {
1719         struct memblock_type *type = m->private;
1720         struct memblock_region *reg;
1721         int i;
1722
1723         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
1724                 reg = &type->regions[i];
1725                 seq_printf(m, "%4d: ", i);
1726                 if (sizeof(phys_addr_t) == 4)
1727                         seq_printf(m, "0x%08lx..0x%08lx\n",
1728                                    (unsigned long)reg->base,
1729                                    (unsigned long)(reg->base + reg->size - 1));
1730                 else
1731                         seq_printf(m, "0x%016llx..0x%016llx\n",
1732                                    (unsigned long long)reg->base,
1733                                    (unsigned long long)(reg->base + reg->size - 1));
1734
1735         }
1736         return 0;
1737 }
1738
1739 static int memblock_debug_open(struct inode *inode, struct file *file)
1740 {
1741         return single_open(file, memblock_debug_show, inode->i_private);
1742 }
1743
1744 static const struct file_operations memblock_debug_fops = {
1745         .open = memblock_debug_open,
1746         .read = seq_read,
1747         .llseek = seq_lseek,
1748         .release = single_release,
1749 };
1750
1751 static int __init memblock_init_debugfs(void)
1752 {
1753         struct dentry *root = debugfs_create_dir("memblock", NULL);
1754         if (!root)
1755                 return -ENXIO;
1756         debugfs_create_file("memory", S_IRUGO, root, &memblock.memory, &memblock_debug_fops);
1757         debugfs_create_file("reserved", S_IRUGO, root, &memblock.reserved, &memblock_debug_fops);
1758 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
1759         debugfs_create_file("physmem", S_IRUGO, root, &memblock.physmem, &memblock_debug_fops);
1760 #endif
1761
1762         return 0;
1763 }
1764 __initcall(memblock_init_debugfs);
1765
1766 #endif /* CONFIG_DEBUG_FS */