Merge tag 'mips_5.8' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/mips/linux
[linux-2.6-microblaze.git] / include / linux / memblock.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later */
2 #ifndef _LINUX_MEMBLOCK_H
3 #define _LINUX_MEMBLOCK_H
4 #ifdef __KERNEL__
5
6 /*
7  * Logical memory blocks.
8  *
9  * Copyright (C) 2001 Peter Bergner, IBM Corp.
10  */
11
12 #include <linux/init.h>
13 #include <linux/mm.h>
14 #include <asm/dma.h>
15
16 extern unsigned long max_low_pfn;
17 extern unsigned long min_low_pfn;
18
19 /*
20  * highest page
21  */
22 extern unsigned long max_pfn;
23 /*
24  * highest possible page
25  */
26 extern unsigned long long max_possible_pfn;
27
28 /**
29  * enum memblock_flags - definition of memory region attributes
30  * @MEMBLOCK_NONE: no special request
31  * @MEMBLOCK_HOTPLUG: hotpluggable region
32  * @MEMBLOCK_MIRROR: mirrored region
33  * @MEMBLOCK_NOMAP: don't add to kernel direct mapping
34  */
35 enum memblock_flags {
36         MEMBLOCK_NONE           = 0x0,  /* No special request */
37         MEMBLOCK_HOTPLUG        = 0x1,  /* hotpluggable region */
38         MEMBLOCK_MIRROR         = 0x2,  /* mirrored region */
39         MEMBLOCK_NOMAP          = 0x4,  /* don't add to kernel direct mapping */
40 };
41
42 /**
43  * struct memblock_region - represents a memory region
44  * @base: physical address of the region
45  * @size: size of the region
46  * @flags: memory region attributes
47  * @nid: NUMA node id
48  */
49 struct memblock_region {
50         phys_addr_t base;
51         phys_addr_t size;
52         enum memblock_flags flags;
53 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
54         int nid;
55 #endif
56 };
57
58 /**
59  * struct memblock_type - collection of memory regions of certain type
60  * @cnt: number of regions
61  * @max: size of the allocated array
62  * @total_size: size of all regions
63  * @regions: array of regions
64  * @name: the memory type symbolic name
65  */
66 struct memblock_type {
67         unsigned long cnt;
68         unsigned long max;
69         phys_addr_t total_size;
70         struct memblock_region *regions;
71         char *name;
72 };
73
74 /**
75  * struct memblock - memblock allocator metadata
76  * @bottom_up: is bottom up direction?
77  * @current_limit: physical address of the current allocation limit
78  * @memory: usabe memory regions
79  * @reserved: reserved memory regions
80  * @physmem: all physical memory
81  */
82 struct memblock {
83         bool bottom_up;  /* is bottom up direction? */
84         phys_addr_t current_limit;
85         struct memblock_type memory;
86         struct memblock_type reserved;
87 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
88         struct memblock_type physmem;
89 #endif
90 };
91
92 extern struct memblock memblock;
93 extern int memblock_debug;
94
95 #ifndef CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK
96 #define __init_memblock __meminit
97 #define __initdata_memblock __meminitdata
98 void memblock_discard(void);
99 #else
100 #define __init_memblock
101 #define __initdata_memblock
102 static inline void memblock_discard(void) {}
103 #endif
104
105 #define memblock_dbg(fmt, ...) \
106         if (memblock_debug) printk(KERN_INFO pr_fmt(fmt), ##__VA_ARGS__)
107
108 phys_addr_t memblock_find_in_range(phys_addr_t start, phys_addr_t end,
109                                    phys_addr_t size, phys_addr_t align);
110 void memblock_allow_resize(void);
111 int memblock_add_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size, int nid);
112 int memblock_add(phys_addr_t base, phys_addr_t size);
113 int memblock_remove(phys_addr_t base, phys_addr_t size);
114 int memblock_free(phys_addr_t base, phys_addr_t size);
115 int memblock_reserve(phys_addr_t base, phys_addr_t size);
116 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
117 int memblock_physmem_add(phys_addr_t base, phys_addr_t size);
118 #endif
119 void memblock_trim_memory(phys_addr_t align);
120 bool memblock_overlaps_region(struct memblock_type *type,
121                               phys_addr_t base, phys_addr_t size);
122 int memblock_mark_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size);
123 int memblock_clear_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size);
124 int memblock_mark_mirror(phys_addr_t base, phys_addr_t size);
125 int memblock_mark_nomap(phys_addr_t base, phys_addr_t size);
126 int memblock_clear_nomap(phys_addr_t base, phys_addr_t size);
127
128 unsigned long memblock_free_all(void);
129 void reset_node_managed_pages(pg_data_t *pgdat);
130 void reset_all_zones_managed_pages(void);
131
132 /* Low level functions */
133 void __next_mem_range(u64 *idx, int nid, enum memblock_flags flags,
134                       struct memblock_type *type_a,
135                       struct memblock_type *type_b, phys_addr_t *out_start,
136                       phys_addr_t *out_end, int *out_nid);
137
138 void __next_mem_range_rev(u64 *idx, int nid, enum memblock_flags flags,
139                           struct memblock_type *type_a,
140                           struct memblock_type *type_b, phys_addr_t *out_start,
141                           phys_addr_t *out_end, int *out_nid);
142
143 void __next_reserved_mem_region(u64 *idx, phys_addr_t *out_start,
144                                 phys_addr_t *out_end);
145
146 void __memblock_free_late(phys_addr_t base, phys_addr_t size);
147
148 /**
149  * for_each_mem_range - iterate through memblock areas from type_a and not
150  * included in type_b. Or just type_a if type_b is NULL.
151  * @i: u64 used as loop variable
152  * @type_a: ptr to memblock_type to iterate
153  * @type_b: ptr to memblock_type which excludes from the iteration
154  * @nid: node selector, %NUMA_NO_NODE for all nodes
155  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
156  * @p_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
157  * @p_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
158  * @p_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
159  */
160 #define for_each_mem_range(i, type_a, type_b, nid, flags,               \
161                            p_start, p_end, p_nid)                       \
162         for (i = 0, __next_mem_range(&i, nid, flags, type_a, type_b,    \
163                                      p_start, p_end, p_nid);            \
164              i != (u64)ULLONG_MAX;                                      \
165              __next_mem_range(&i, nid, flags, type_a, type_b,           \
166                               p_start, p_end, p_nid))
167
168 /**
169  * for_each_mem_range_rev - reverse iterate through memblock areas from
170  * type_a and not included in type_b. Or just type_a if type_b is NULL.
171  * @i: u64 used as loop variable
172  * @type_a: ptr to memblock_type to iterate
173  * @type_b: ptr to memblock_type which excludes from the iteration
174  * @nid: node selector, %NUMA_NO_NODE for all nodes
175  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
176  * @p_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
177  * @p_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
178  * @p_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
179  */
180 #define for_each_mem_range_rev(i, type_a, type_b, nid, flags,           \
181                                p_start, p_end, p_nid)                   \
182         for (i = (u64)ULLONG_MAX,                                       \
183                      __next_mem_range_rev(&i, nid, flags, type_a, type_b,\
184                                           p_start, p_end, p_nid);       \
185              i != (u64)ULLONG_MAX;                                      \
186              __next_mem_range_rev(&i, nid, flags, type_a, type_b,       \
187                                   p_start, p_end, p_nid))
188
189 /**
190  * for_each_reserved_mem_region - iterate over all reserved memblock areas
191  * @i: u64 used as loop variable
192  * @p_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
193  * @p_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
194  *
195  * Walks over reserved areas of memblock. Available as soon as memblock
196  * is initialized.
197  */
198 #define for_each_reserved_mem_region(i, p_start, p_end)                 \
199         for (i = 0UL, __next_reserved_mem_region(&i, p_start, p_end);   \
200              i != (u64)ULLONG_MAX;                                      \
201              __next_reserved_mem_region(&i, p_start, p_end))
202
203 static inline bool memblock_is_hotpluggable(struct memblock_region *m)
204 {
205         return m->flags & MEMBLOCK_HOTPLUG;
206 }
207
208 static inline bool memblock_is_mirror(struct memblock_region *m)
209 {
210         return m->flags & MEMBLOCK_MIRROR;
211 }
212
213 static inline bool memblock_is_nomap(struct memblock_region *m)
214 {
215         return m->flags & MEMBLOCK_NOMAP;
216 }
217
218 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
219 int memblock_search_pfn_nid(unsigned long pfn, unsigned long *start_pfn,
220                             unsigned long  *end_pfn);
221 void __next_mem_pfn_range(int *idx, int nid, unsigned long *out_start_pfn,
222                           unsigned long *out_end_pfn, int *out_nid);
223
224 /**
225  * for_each_mem_pfn_range - early memory pfn range iterator
226  * @i: an integer used as loop variable
227  * @nid: node selector, %MAX_NUMNODES for all nodes
228  * @p_start: ptr to ulong for start pfn of the range, can be %NULL
229  * @p_end: ptr to ulong for end pfn of the range, can be %NULL
230  * @p_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
231  *
232  * Walks over configured memory ranges.
233  */
234 #define for_each_mem_pfn_range(i, nid, p_start, p_end, p_nid)           \
235         for (i = -1, __next_mem_pfn_range(&i, nid, p_start, p_end, p_nid); \
236              i >= 0; __next_mem_pfn_range(&i, nid, p_start, p_end, p_nid))
237 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
238
239 #ifdef CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT
240 void __next_mem_pfn_range_in_zone(u64 *idx, struct zone *zone,
241                                   unsigned long *out_spfn,
242                                   unsigned long *out_epfn);
243 /**
244  * for_each_free_mem_range_in_zone - iterate through zone specific free
245  * memblock areas
246  * @i: u64 used as loop variable
247  * @zone: zone in which all of the memory blocks reside
248  * @p_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
249  * @p_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
250  *
251  * Walks over free (memory && !reserved) areas of memblock in a specific
252  * zone. Available once memblock and an empty zone is initialized. The main
253  * assumption is that the zone start, end, and pgdat have been associated.
254  * This way we can use the zone to determine NUMA node, and if a given part
255  * of the memblock is valid for the zone.
256  */
257 #define for_each_free_mem_pfn_range_in_zone(i, zone, p_start, p_end)    \
258         for (i = 0,                                                     \
259              __next_mem_pfn_range_in_zone(&i, zone, p_start, p_end);    \
260              i != U64_MAX;                                      \
261              __next_mem_pfn_range_in_zone(&i, zone, p_start, p_end))
262
263 /**
264  * for_each_free_mem_range_in_zone_from - iterate through zone specific
265  * free memblock areas from a given point
266  * @i: u64 used as loop variable
267  * @zone: zone in which all of the memory blocks reside
268  * @p_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
269  * @p_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
270  *
271  * Walks over free (memory && !reserved) areas of memblock in a specific
272  * zone, continuing from current position. Available as soon as memblock is
273  * initialized.
274  */
275 #define for_each_free_mem_pfn_range_in_zone_from(i, zone, p_start, p_end) \
276         for (; i != U64_MAX;                                      \
277              __next_mem_pfn_range_in_zone(&i, zone, p_start, p_end))
278 #endif /* CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT */
279
280 /**
281  * for_each_free_mem_range - iterate through free memblock areas
282  * @i: u64 used as loop variable
283  * @nid: node selector, %NUMA_NO_NODE for all nodes
284  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
285  * @p_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
286  * @p_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
287  * @p_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
288  *
289  * Walks over free (memory && !reserved) areas of memblock.  Available as
290  * soon as memblock is initialized.
291  */
292 #define for_each_free_mem_range(i, nid, flags, p_start, p_end, p_nid)   \
293         for_each_mem_range(i, &memblock.memory, &memblock.reserved,     \
294                            nid, flags, p_start, p_end, p_nid)
295
296 /**
297  * for_each_free_mem_range_reverse - rev-iterate through free memblock areas
298  * @i: u64 used as loop variable
299  * @nid: node selector, %NUMA_NO_NODE for all nodes
300  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
301  * @p_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
302  * @p_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
303  * @p_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
304  *
305  * Walks over free (memory && !reserved) areas of memblock in reverse
306  * order.  Available as soon as memblock is initialized.
307  */
308 #define for_each_free_mem_range_reverse(i, nid, flags, p_start, p_end,  \
309                                         p_nid)                          \
310         for_each_mem_range_rev(i, &memblock.memory, &memblock.reserved, \
311                                nid, flags, p_start, p_end, p_nid)
312
313 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
314 int memblock_set_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
315                       struct memblock_type *type, int nid);
316
317 static inline void memblock_set_region_node(struct memblock_region *r, int nid)
318 {
319         r->nid = nid;
320 }
321
322 static inline int memblock_get_region_node(const struct memblock_region *r)
323 {
324         return r->nid;
325 }
326 #else
327 static inline void memblock_set_region_node(struct memblock_region *r, int nid)
328 {
329 }
330
331 static inline int memblock_get_region_node(const struct memblock_region *r)
332 {
333         return 0;
334 }
335 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
336
337 /* Flags for memblock allocation APIs */
338 #define MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE (~(phys_addr_t)0)
339 #define MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE       0
340 #define MEMBLOCK_ALLOC_KASAN            1
341
342 /* We are using top down, so it is safe to use 0 here */
343 #define MEMBLOCK_LOW_LIMIT 0
344
345 #ifndef ARCH_LOW_ADDRESS_LIMIT
346 #define ARCH_LOW_ADDRESS_LIMIT  0xffffffffUL
347 #endif
348
349 phys_addr_t memblock_phys_alloc_range(phys_addr_t size, phys_addr_t align,
350                                       phys_addr_t start, phys_addr_t end);
351 phys_addr_t memblock_alloc_range_nid(phys_addr_t size,
352                                       phys_addr_t align, phys_addr_t start,
353                                       phys_addr_t end, int nid, bool exact_nid);
354 phys_addr_t memblock_phys_alloc_try_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid);
355
356 static inline phys_addr_t memblock_phys_alloc(phys_addr_t size,
357                                               phys_addr_t align)
358 {
359         return memblock_phys_alloc_range(size, align, 0,
360                                          MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
361 }
362
363 void *memblock_alloc_exact_nid_raw(phys_addr_t size, phys_addr_t align,
364                                  phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
365                                  int nid);
366 void *memblock_alloc_try_nid_raw(phys_addr_t size, phys_addr_t align,
367                                  phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
368                                  int nid);
369 void *memblock_alloc_try_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align,
370                              phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
371                              int nid);
372
373 static inline void * __init memblock_alloc(phys_addr_t size,  phys_addr_t align)
374 {
375         return memblock_alloc_try_nid(size, align, MEMBLOCK_LOW_LIMIT,
376                                       MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE, NUMA_NO_NODE);
377 }
378
379 static inline void * __init memblock_alloc_raw(phys_addr_t size,
380                                                phys_addr_t align)
381 {
382         return memblock_alloc_try_nid_raw(size, align, MEMBLOCK_LOW_LIMIT,
383                                           MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE,
384                                           NUMA_NO_NODE);
385 }
386
387 static inline void * __init memblock_alloc_from(phys_addr_t size,
388                                                 phys_addr_t align,
389                                                 phys_addr_t min_addr)
390 {
391         return memblock_alloc_try_nid(size, align, min_addr,
392                                       MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE, NUMA_NO_NODE);
393 }
394
395 static inline void * __init memblock_alloc_low(phys_addr_t size,
396                                                phys_addr_t align)
397 {
398         return memblock_alloc_try_nid(size, align, MEMBLOCK_LOW_LIMIT,
399                                       ARCH_LOW_ADDRESS_LIMIT, NUMA_NO_NODE);
400 }
401
402 static inline void * __init memblock_alloc_node(phys_addr_t size,
403                                                 phys_addr_t align, int nid)
404 {
405         return memblock_alloc_try_nid(size, align, MEMBLOCK_LOW_LIMIT,
406                                       MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE, nid);
407 }
408
409 static inline void __init memblock_free_early(phys_addr_t base,
410                                               phys_addr_t size)
411 {
412         memblock_free(base, size);
413 }
414
415 static inline void __init memblock_free_early_nid(phys_addr_t base,
416                                                   phys_addr_t size, int nid)
417 {
418         memblock_free(base, size);
419 }
420
421 static inline void __init memblock_free_late(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
422 {
423         __memblock_free_late(base, size);
424 }
425
426 /*
427  * Set the allocation direction to bottom-up or top-down.
428  */
429 static inline void __init memblock_set_bottom_up(bool enable)
430 {
431         memblock.bottom_up = enable;
432 }
433
434 /*
435  * Check if the allocation direction is bottom-up or not.
436  * if this is true, that said, memblock will allocate memory
437  * in bottom-up direction.
438  */
439 static inline bool memblock_bottom_up(void)
440 {
441         return memblock.bottom_up;
442 }
443
444 phys_addr_t memblock_phys_mem_size(void);
445 phys_addr_t memblock_reserved_size(void);
446 phys_addr_t memblock_mem_size(unsigned long limit_pfn);
447 phys_addr_t memblock_start_of_DRAM(void);
448 phys_addr_t memblock_end_of_DRAM(void);
449 void memblock_enforce_memory_limit(phys_addr_t memory_limit);
450 void memblock_cap_memory_range(phys_addr_t base, phys_addr_t size);
451 void memblock_mem_limit_remove_map(phys_addr_t limit);
452 bool memblock_is_memory(phys_addr_t addr);
453 bool memblock_is_map_memory(phys_addr_t addr);
454 bool memblock_is_region_memory(phys_addr_t base, phys_addr_t size);
455 bool memblock_is_reserved(phys_addr_t addr);
456 bool memblock_is_region_reserved(phys_addr_t base, phys_addr_t size);
457
458 extern void __memblock_dump_all(void);
459
460 static inline void memblock_dump_all(void)
461 {
462         if (memblock_debug)
463                 __memblock_dump_all();
464 }
465
466 /**
467  * memblock_set_current_limit - Set the current allocation limit to allow
468  *                         limiting allocations to what is currently
469  *                         accessible during boot
470  * @limit: New limit value (physical address)
471  */
472 void memblock_set_current_limit(phys_addr_t limit);
473
474
475 phys_addr_t memblock_get_current_limit(void);
476
477 /*
478  * pfn conversion functions
479  *
480  * While the memory MEMBLOCKs should always be page aligned, the reserved
481  * MEMBLOCKs may not be. This accessor attempt to provide a very clear
482  * idea of what they return for such non aligned MEMBLOCKs.
483  */
484
485 /**
486  * memblock_region_memory_base_pfn - get the lowest pfn of the memory region
487  * @reg: memblock_region structure
488  *
489  * Return: the lowest pfn intersecting with the memory region
490  */
491 static inline unsigned long memblock_region_memory_base_pfn(const struct memblock_region *reg)
492 {
493         return PFN_UP(reg->base);
494 }
495
496 /**
497  * memblock_region_memory_end_pfn - get the end pfn of the memory region
498  * @reg: memblock_region structure
499  *
500  * Return: the end_pfn of the reserved region
501  */
502 static inline unsigned long memblock_region_memory_end_pfn(const struct memblock_region *reg)
503 {
504         return PFN_DOWN(reg->base + reg->size);
505 }
506
507 /**
508  * memblock_region_reserved_base_pfn - get the lowest pfn of the reserved region
509  * @reg: memblock_region structure
510  *
511  * Return: the lowest pfn intersecting with the reserved region
512  */
513 static inline unsigned long memblock_region_reserved_base_pfn(const struct memblock_region *reg)
514 {
515         return PFN_DOWN(reg->base);
516 }
517
518 /**
519  * memblock_region_reserved_end_pfn - get the end pfn of the reserved region
520  * @reg: memblock_region structure
521  *
522  * Return: the end_pfn of the reserved region
523  */
524 static inline unsigned long memblock_region_reserved_end_pfn(const struct memblock_region *reg)
525 {
526         return PFN_UP(reg->base + reg->size);
527 }
528
529 #define for_each_memblock(memblock_type, region)                                        \
530         for (region = memblock.memblock_type.regions;                                   \
531              region < (memblock.memblock_type.regions + memblock.memblock_type.cnt);    \
532              region++)
533
534 #define for_each_memblock_type(i, memblock_type, rgn)                   \
535         for (i = 0, rgn = &memblock_type->regions[0];                   \
536              i < memblock_type->cnt;                                    \
537              i++, rgn = &memblock_type->regions[i])
538
539 extern void *alloc_large_system_hash(const char *tablename,
540                                      unsigned long bucketsize,
541                                      unsigned long numentries,
542                                      int scale,
543                                      int flags,
544                                      unsigned int *_hash_shift,
545                                      unsigned int *_hash_mask,
546                                      unsigned long low_limit,
547                                      unsigned long high_limit);
548
549 #define HASH_EARLY      0x00000001      /* Allocating during early boot? */
550 #define HASH_SMALL      0x00000002      /* sub-page allocation allowed, min
551                                          * shift passed via *_hash_shift */
552 #define HASH_ZERO       0x00000004      /* Zero allocated hash table */
553
554 /* Only NUMA needs hash distribution. 64bit NUMA architectures have
555  * sufficient vmalloc space.
556  */
557 #ifdef CONFIG_NUMA
558 #define HASHDIST_DEFAULT IS_ENABLED(CONFIG_64BIT)
559 extern int hashdist;            /* Distribute hashes across NUMA nodes? */
560 #else
561 #define hashdist (0)
562 #endif
563
564 #ifdef CONFIG_MEMTEST
565 extern void early_memtest(phys_addr_t start, phys_addr_t end);
566 #else
567 static inline void early_memtest(phys_addr_t start, phys_addr_t end)
568 {
569 }
570 #endif
571
572 #endif /* __KERNEL__ */
573
574 #endif /* _LINUX_MEMBLOCK_H */