Merge tag 'char-misc-6.0-rc1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/gregkh...
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / memblock.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /*
3  * Procedures for maintaining information about logical memory blocks.
4  *
5  * Peter Bergner, IBM Corp.     June 2001.
6  * Copyright (C) 2001 Peter Bergner.
7  */
8
9 #include <linux/kernel.h>
10 #include <linux/slab.h>
11 #include <linux/init.h>
12 #include <linux/bitops.h>
13 #include <linux/poison.h>
14 #include <linux/pfn.h>
15 #include <linux/debugfs.h>
16 #include <linux/kmemleak.h>
17 #include <linux/seq_file.h>
18 #include <linux/memblock.h>
19
20 #include <asm/sections.h>
21 #include <linux/io.h>
22
23 #include "internal.h"
24
25 #define INIT_MEMBLOCK_REGIONS                   128
26 #define INIT_PHYSMEM_REGIONS                    4
27
28 #ifndef INIT_MEMBLOCK_RESERVED_REGIONS
29 # define INIT_MEMBLOCK_RESERVED_REGIONS         INIT_MEMBLOCK_REGIONS
30 #endif
31
32 /**
33  * DOC: memblock overview
34  *
35  * Memblock is a method of managing memory regions during the early
36  * boot period when the usual kernel memory allocators are not up and
37  * running.
38  *
39  * Memblock views the system memory as collections of contiguous
40  * regions. There are several types of these collections:
41  *
42  * * ``memory`` - describes the physical memory available to the
43  *   kernel; this may differ from the actual physical memory installed
44  *   in the system, for instance when the memory is restricted with
45  *   ``mem=`` command line parameter
46  * * ``reserved`` - describes the regions that were allocated
47  * * ``physmem`` - describes the actual physical memory available during
48  *   boot regardless of the possible restrictions and memory hot(un)plug;
49  *   the ``physmem`` type is only available on some architectures.
50  *
51  * Each region is represented by struct memblock_region that
52  * defines the region extents, its attributes and NUMA node id on NUMA
53  * systems. Every memory type is described by the struct memblock_type
54  * which contains an array of memory regions along with
55  * the allocator metadata. The "memory" and "reserved" types are nicely
56  * wrapped with struct memblock. This structure is statically
57  * initialized at build time. The region arrays are initially sized to
58  * %INIT_MEMBLOCK_REGIONS for "memory" and %INIT_MEMBLOCK_RESERVED_REGIONS
59  * for "reserved". The region array for "physmem" is initially sized to
60  * %INIT_PHYSMEM_REGIONS.
61  * The memblock_allow_resize() enables automatic resizing of the region
62  * arrays during addition of new regions. This feature should be used
63  * with care so that memory allocated for the region array will not
64  * overlap with areas that should be reserved, for example initrd.
65  *
66  * The early architecture setup should tell memblock what the physical
67  * memory layout is by using memblock_add() or memblock_add_node()
68  * functions. The first function does not assign the region to a NUMA
69  * node and it is appropriate for UMA systems. Yet, it is possible to
70  * use it on NUMA systems as well and assign the region to a NUMA node
71  * later in the setup process using memblock_set_node(). The
72  * memblock_add_node() performs such an assignment directly.
73  *
74  * Once memblock is setup the memory can be allocated using one of the
75  * API variants:
76  *
77  * * memblock_phys_alloc*() - these functions return the **physical**
78  *   address of the allocated memory
79  * * memblock_alloc*() - these functions return the **virtual** address
80  *   of the allocated memory.
81  *
82  * Note, that both API variants use implicit assumptions about allowed
83  * memory ranges and the fallback methods. Consult the documentation
84  * of memblock_alloc_internal() and memblock_alloc_range_nid()
85  * functions for more elaborate description.
86  *
87  * As the system boot progresses, the architecture specific mem_init()
88  * function frees all the memory to the buddy page allocator.
89  *
90  * Unless an architecture enables %CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK, the
91  * memblock data structures (except "physmem") will be discarded after the
92  * system initialization completes.
93  */
94
95 #ifndef CONFIG_NUMA
96 struct pglist_data __refdata contig_page_data;
97 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
98 #endif
99
100 unsigned long max_low_pfn;
101 unsigned long min_low_pfn;
102 unsigned long max_pfn;
103 unsigned long long max_possible_pfn;
104
105 static struct memblock_region memblock_memory_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS] __initdata_memblock;
106 static struct memblock_region memblock_reserved_init_regions[INIT_MEMBLOCK_RESERVED_REGIONS] __initdata_memblock;
107 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
108 static struct memblock_region memblock_physmem_init_regions[INIT_PHYSMEM_REGIONS];
109 #endif
110
111 struct memblock memblock __initdata_memblock = {
112         .memory.regions         = memblock_memory_init_regions,
113         .memory.cnt             = 1,    /* empty dummy entry */
114         .memory.max             = INIT_MEMBLOCK_REGIONS,
115         .memory.name            = "memory",
116
117         .reserved.regions       = memblock_reserved_init_regions,
118         .reserved.cnt           = 1,    /* empty dummy entry */
119         .reserved.max           = INIT_MEMBLOCK_RESERVED_REGIONS,
120         .reserved.name          = "reserved",
121
122         .bottom_up              = false,
123         .current_limit          = MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE,
124 };
125
126 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
127 struct memblock_type physmem = {
128         .regions                = memblock_physmem_init_regions,
129         .cnt                    = 1,    /* empty dummy entry */
130         .max                    = INIT_PHYSMEM_REGIONS,
131         .name                   = "physmem",
132 };
133 #endif
134
135 /*
136  * keep a pointer to &memblock.memory in the text section to use it in
137  * __next_mem_range() and its helpers.
138  *  For architectures that do not keep memblock data after init, this
139  * pointer will be reset to NULL at memblock_discard()
140  */
141 static __refdata struct memblock_type *memblock_memory = &memblock.memory;
142
143 #define for_each_memblock_type(i, memblock_type, rgn)                   \
144         for (i = 0, rgn = &memblock_type->regions[0];                   \
145              i < memblock_type->cnt;                                    \
146              i++, rgn = &memblock_type->regions[i])
147
148 #define memblock_dbg(fmt, ...)                                          \
149         do {                                                            \
150                 if (memblock_debug)                                     \
151                         pr_info(fmt, ##__VA_ARGS__);                    \
152         } while (0)
153
154 static int memblock_debug __initdata_memblock;
155 static bool system_has_some_mirror __initdata_memblock = false;
156 static int memblock_can_resize __initdata_memblock;
157 static int memblock_memory_in_slab __initdata_memblock = 0;
158 static int memblock_reserved_in_slab __initdata_memblock = 0;
159
160 static enum memblock_flags __init_memblock choose_memblock_flags(void)
161 {
162         return system_has_some_mirror ? MEMBLOCK_MIRROR : MEMBLOCK_NONE;
163 }
164
165 /* adjust *@size so that (@base + *@size) doesn't overflow, return new size */
166 static inline phys_addr_t memblock_cap_size(phys_addr_t base, phys_addr_t *size)
167 {
168         return *size = min(*size, PHYS_ADDR_MAX - base);
169 }
170
171 /*
172  * Address comparison utilities
173  */
174 static unsigned long __init_memblock memblock_addrs_overlap(phys_addr_t base1, phys_addr_t size1,
175                                        phys_addr_t base2, phys_addr_t size2)
176 {
177         return ((base1 < (base2 + size2)) && (base2 < (base1 + size1)));
178 }
179
180 bool __init_memblock memblock_overlaps_region(struct memblock_type *type,
181                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size)
182 {
183         unsigned long i;
184
185         memblock_cap_size(base, &size);
186
187         for (i = 0; i < type->cnt; i++)
188                 if (memblock_addrs_overlap(base, size, type->regions[i].base,
189                                            type->regions[i].size))
190                         break;
191         return i < type->cnt;
192 }
193
194 /**
195  * __memblock_find_range_bottom_up - find free area utility in bottom-up
196  * @start: start of candidate range
197  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE or
198  *       %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE
199  * @size: size of free area to find
200  * @align: alignment of free area to find
201  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
202  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
203  *
204  * Utility called from memblock_find_in_range_node(), find free area bottom-up.
205  *
206  * Return:
207  * Found address on success, 0 on failure.
208  */
209 static phys_addr_t __init_memblock
210 __memblock_find_range_bottom_up(phys_addr_t start, phys_addr_t end,
211                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid,
212                                 enum memblock_flags flags)
213 {
214         phys_addr_t this_start, this_end, cand;
215         u64 i;
216
217         for_each_free_mem_range(i, nid, flags, &this_start, &this_end, NULL) {
218                 this_start = clamp(this_start, start, end);
219                 this_end = clamp(this_end, start, end);
220
221                 cand = round_up(this_start, align);
222                 if (cand < this_end && this_end - cand >= size)
223                         return cand;
224         }
225
226         return 0;
227 }
228
229 /**
230  * __memblock_find_range_top_down - find free area utility, in top-down
231  * @start: start of candidate range
232  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE or
233  *       %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE
234  * @size: size of free area to find
235  * @align: alignment of free area to find
236  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
237  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
238  *
239  * Utility called from memblock_find_in_range_node(), find free area top-down.
240  *
241  * Return:
242  * Found address on success, 0 on failure.
243  */
244 static phys_addr_t __init_memblock
245 __memblock_find_range_top_down(phys_addr_t start, phys_addr_t end,
246                                phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid,
247                                enum memblock_flags flags)
248 {
249         phys_addr_t this_start, this_end, cand;
250         u64 i;
251
252         for_each_free_mem_range_reverse(i, nid, flags, &this_start, &this_end,
253                                         NULL) {
254                 this_start = clamp(this_start, start, end);
255                 this_end = clamp(this_end, start, end);
256
257                 if (this_end < size)
258                         continue;
259
260                 cand = round_down(this_end - size, align);
261                 if (cand >= this_start)
262                         return cand;
263         }
264
265         return 0;
266 }
267
268 /**
269  * memblock_find_in_range_node - find free area in given range and node
270  * @size: size of free area to find
271  * @align: alignment of free area to find
272  * @start: start of candidate range
273  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE or
274  *       %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE
275  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
276  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
277  *
278  * Find @size free area aligned to @align in the specified range and node.
279  *
280  * Return:
281  * Found address on success, 0 on failure.
282  */
283 static phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range_node(phys_addr_t size,
284                                         phys_addr_t align, phys_addr_t start,
285                                         phys_addr_t end, int nid,
286                                         enum memblock_flags flags)
287 {
288         /* pump up @end */
289         if (end == MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE ||
290             end == MEMBLOCK_ALLOC_NOLEAKTRACE)
291                 end = memblock.current_limit;
292
293         /* avoid allocating the first page */
294         start = max_t(phys_addr_t, start, PAGE_SIZE);
295         end = max(start, end);
296
297         if (memblock_bottom_up())
298                 return __memblock_find_range_bottom_up(start, end, size, align,
299                                                        nid, flags);
300         else
301                 return __memblock_find_range_top_down(start, end, size, align,
302                                                       nid, flags);
303 }
304
305 /**
306  * memblock_find_in_range - find free area in given range
307  * @start: start of candidate range
308  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE or
309  *       %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE
310  * @size: size of free area to find
311  * @align: alignment of free area to find
312  *
313  * Find @size free area aligned to @align in the specified range.
314  *
315  * Return:
316  * Found address on success, 0 on failure.
317  */
318 static phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range(phys_addr_t start,
319                                         phys_addr_t end, phys_addr_t size,
320                                         phys_addr_t align)
321 {
322         phys_addr_t ret;
323         enum memblock_flags flags = choose_memblock_flags();
324
325 again:
326         ret = memblock_find_in_range_node(size, align, start, end,
327                                             NUMA_NO_NODE, flags);
328
329         if (!ret && (flags & MEMBLOCK_MIRROR)) {
330                 pr_warn_ratelimited("Could not allocate %pap bytes of mirrored memory\n",
331                         &size);
332                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
333                 goto again;
334         }
335
336         return ret;
337 }
338
339 static void __init_memblock memblock_remove_region(struct memblock_type *type, unsigned long r)
340 {
341         type->total_size -= type->regions[r].size;
342         memmove(&type->regions[r], &type->regions[r + 1],
343                 (type->cnt - (r + 1)) * sizeof(type->regions[r]));
344         type->cnt--;
345
346         /* Special case for empty arrays */
347         if (type->cnt == 0) {
348                 WARN_ON(type->total_size != 0);
349                 type->cnt = 1;
350                 type->regions[0].base = 0;
351                 type->regions[0].size = 0;
352                 type->regions[0].flags = 0;
353                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], MAX_NUMNODES);
354         }
355 }
356
357 #ifndef CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK
358 /**
359  * memblock_discard - discard memory and reserved arrays if they were allocated
360  */
361 void __init memblock_discard(void)
362 {
363         phys_addr_t addr, size;
364
365         if (memblock.reserved.regions != memblock_reserved_init_regions) {
366                 addr = __pa(memblock.reserved.regions);
367                 size = PAGE_ALIGN(sizeof(struct memblock_region) *
368                                   memblock.reserved.max);
369                 if (memblock_reserved_in_slab)
370                         kfree(memblock.reserved.regions);
371                 else
372                         memblock_free_late(addr, size);
373         }
374
375         if (memblock.memory.regions != memblock_memory_init_regions) {
376                 addr = __pa(memblock.memory.regions);
377                 size = PAGE_ALIGN(sizeof(struct memblock_region) *
378                                   memblock.memory.max);
379                 if (memblock_memory_in_slab)
380                         kfree(memblock.memory.regions);
381                 else
382                         memblock_free_late(addr, size);
383         }
384
385         memblock_memory = NULL;
386 }
387 #endif
388
389 /**
390  * memblock_double_array - double the size of the memblock regions array
391  * @type: memblock type of the regions array being doubled
392  * @new_area_start: starting address of memory range to avoid overlap with
393  * @new_area_size: size of memory range to avoid overlap with
394  *
395  * Double the size of the @type regions array. If memblock is being used to
396  * allocate memory for a new reserved regions array and there is a previously
397  * allocated memory range [@new_area_start, @new_area_start + @new_area_size]
398  * waiting to be reserved, ensure the memory used by the new array does
399  * not overlap.
400  *
401  * Return:
402  * 0 on success, -1 on failure.
403  */
404 static int __init_memblock memblock_double_array(struct memblock_type *type,
405                                                 phys_addr_t new_area_start,
406                                                 phys_addr_t new_area_size)
407 {
408         struct memblock_region *new_array, *old_array;
409         phys_addr_t old_alloc_size, new_alloc_size;
410         phys_addr_t old_size, new_size, addr, new_end;
411         int use_slab = slab_is_available();
412         int *in_slab;
413
414         /* We don't allow resizing until we know about the reserved regions
415          * of memory that aren't suitable for allocation
416          */
417         if (!memblock_can_resize)
418                 return -1;
419
420         /* Calculate new doubled size */
421         old_size = type->max * sizeof(struct memblock_region);
422         new_size = old_size << 1;
423         /*
424          * We need to allocated new one align to PAGE_SIZE,
425          *   so we can free them completely later.
426          */
427         old_alloc_size = PAGE_ALIGN(old_size);
428         new_alloc_size = PAGE_ALIGN(new_size);
429
430         /* Retrieve the slab flag */
431         if (type == &memblock.memory)
432                 in_slab = &memblock_memory_in_slab;
433         else
434                 in_slab = &memblock_reserved_in_slab;
435
436         /* Try to find some space for it */
437         if (use_slab) {
438                 new_array = kmalloc(new_size, GFP_KERNEL);
439                 addr = new_array ? __pa(new_array) : 0;
440         } else {
441                 /* only exclude range when trying to double reserved.regions */
442                 if (type != &memblock.reserved)
443                         new_area_start = new_area_size = 0;
444
445                 addr = memblock_find_in_range(new_area_start + new_area_size,
446                                                 memblock.current_limit,
447                                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
448                 if (!addr && new_area_size)
449                         addr = memblock_find_in_range(0,
450                                 min(new_area_start, memblock.current_limit),
451                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
452
453                 new_array = addr ? __va(addr) : NULL;
454         }
455         if (!addr) {
456                 pr_err("memblock: Failed to double %s array from %ld to %ld entries !\n",
457                        type->name, type->max, type->max * 2);
458                 return -1;
459         }
460
461         new_end = addr + new_size - 1;
462         memblock_dbg("memblock: %s is doubled to %ld at [%pa-%pa]",
463                         type->name, type->max * 2, &addr, &new_end);
464
465         /*
466          * Found space, we now need to move the array over before we add the
467          * reserved region since it may be our reserved array itself that is
468          * full.
469          */
470         memcpy(new_array, type->regions, old_size);
471         memset(new_array + type->max, 0, old_size);
472         old_array = type->regions;
473         type->regions = new_array;
474         type->max <<= 1;
475
476         /* Free old array. We needn't free it if the array is the static one */
477         if (*in_slab)
478                 kfree(old_array);
479         else if (old_array != memblock_memory_init_regions &&
480                  old_array != memblock_reserved_init_regions)
481                 memblock_free(old_array, old_alloc_size);
482
483         /*
484          * Reserve the new array if that comes from the memblock.  Otherwise, we
485          * needn't do it
486          */
487         if (!use_slab)
488                 BUG_ON(memblock_reserve(addr, new_alloc_size));
489
490         /* Update slab flag */
491         *in_slab = use_slab;
492
493         return 0;
494 }
495
496 /**
497  * memblock_merge_regions - merge neighboring compatible regions
498  * @type: memblock type to scan
499  *
500  * Scan @type and merge neighboring compatible regions.
501  */
502 static void __init_memblock memblock_merge_regions(struct memblock_type *type)
503 {
504         int i = 0;
505
506         /* cnt never goes below 1 */
507         while (i < type->cnt - 1) {
508                 struct memblock_region *this = &type->regions[i];
509                 struct memblock_region *next = &type->regions[i + 1];
510
511                 if (this->base + this->size != next->base ||
512                     memblock_get_region_node(this) !=
513                     memblock_get_region_node(next) ||
514                     this->flags != next->flags) {
515                         BUG_ON(this->base + this->size > next->base);
516                         i++;
517                         continue;
518                 }
519
520                 this->size += next->size;
521                 /* move forward from next + 1, index of which is i + 2 */
522                 memmove(next, next + 1, (type->cnt - (i + 2)) * sizeof(*next));
523                 type->cnt--;
524         }
525 }
526
527 /**
528  * memblock_insert_region - insert new memblock region
529  * @type:       memblock type to insert into
530  * @idx:        index for the insertion point
531  * @base:       base address of the new region
532  * @size:       size of the new region
533  * @nid:        node id of the new region
534  * @flags:      flags of the new region
535  *
536  * Insert new memblock region [@base, @base + @size) into @type at @idx.
537  * @type must already have extra room to accommodate the new region.
538  */
539 static void __init_memblock memblock_insert_region(struct memblock_type *type,
540                                                    int idx, phys_addr_t base,
541                                                    phys_addr_t size,
542                                                    int nid,
543                                                    enum memblock_flags flags)
544 {
545         struct memblock_region *rgn = &type->regions[idx];
546
547         BUG_ON(type->cnt >= type->max);
548         memmove(rgn + 1, rgn, (type->cnt - idx) * sizeof(*rgn));
549         rgn->base = base;
550         rgn->size = size;
551         rgn->flags = flags;
552         memblock_set_region_node(rgn, nid);
553         type->cnt++;
554         type->total_size += size;
555 }
556
557 /**
558  * memblock_add_range - add new memblock region
559  * @type: memblock type to add new region into
560  * @base: base address of the new region
561  * @size: size of the new region
562  * @nid: nid of the new region
563  * @flags: flags of the new region
564  *
565  * Add new memblock region [@base, @base + @size) into @type.  The new region
566  * is allowed to overlap with existing ones - overlaps don't affect already
567  * existing regions.  @type is guaranteed to be minimal (all neighbouring
568  * compatible regions are merged) after the addition.
569  *
570  * Return:
571  * 0 on success, -errno on failure.
572  */
573 static int __init_memblock memblock_add_range(struct memblock_type *type,
574                                 phys_addr_t base, phys_addr_t size,
575                                 int nid, enum memblock_flags flags)
576 {
577         bool insert = false;
578         phys_addr_t obase = base;
579         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
580         int idx, nr_new;
581         struct memblock_region *rgn;
582
583         if (!size)
584                 return 0;
585
586         /* special case for empty array */
587         if (type->regions[0].size == 0) {
588                 WARN_ON(type->cnt != 1 || type->total_size);
589                 type->regions[0].base = base;
590                 type->regions[0].size = size;
591                 type->regions[0].flags = flags;
592                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], nid);
593                 type->total_size = size;
594                 return 0;
595         }
596 repeat:
597         /*
598          * The following is executed twice.  Once with %false @insert and
599          * then with %true.  The first counts the number of regions needed
600          * to accommodate the new area.  The second actually inserts them.
601          */
602         base = obase;
603         nr_new = 0;
604
605         for_each_memblock_type(idx, type, rgn) {
606                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
607                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
608
609                 if (rbase >= end)
610                         break;
611                 if (rend <= base)
612                         continue;
613                 /*
614                  * @rgn overlaps.  If it separates the lower part of new
615                  * area, insert that portion.
616                  */
617                 if (rbase > base) {
618 #ifdef CONFIG_NUMA
619                         WARN_ON(nid != memblock_get_region_node(rgn));
620 #endif
621                         WARN_ON(flags != rgn->flags);
622                         nr_new++;
623                         if (insert)
624                                 memblock_insert_region(type, idx++, base,
625                                                        rbase - base, nid,
626                                                        flags);
627                 }
628                 /* area below @rend is dealt with, forget about it */
629                 base = min(rend, end);
630         }
631
632         /* insert the remaining portion */
633         if (base < end) {
634                 nr_new++;
635                 if (insert)
636                         memblock_insert_region(type, idx, base, end - base,
637                                                nid, flags);
638         }
639
640         if (!nr_new)
641                 return 0;
642
643         /*
644          * If this was the first round, resize array and repeat for actual
645          * insertions; otherwise, merge and return.
646          */
647         if (!insert) {
648                 while (type->cnt + nr_new > type->max)
649                         if (memblock_double_array(type, obase, size) < 0)
650                                 return -ENOMEM;
651                 insert = true;
652                 goto repeat;
653         } else {
654                 memblock_merge_regions(type);
655                 return 0;
656         }
657 }
658
659 /**
660  * memblock_add_node - add new memblock region within a NUMA node
661  * @base: base address of the new region
662  * @size: size of the new region
663  * @nid: nid of the new region
664  * @flags: flags of the new region
665  *
666  * Add new memblock region [@base, @base + @size) to the "memory"
667  * type. See memblock_add_range() description for mode details
668  *
669  * Return:
670  * 0 on success, -errno on failure.
671  */
672 int __init_memblock memblock_add_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
673                                       int nid, enum memblock_flags flags)
674 {
675         phys_addr_t end = base + size - 1;
676
677         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] nid=%d flags=%x %pS\n", __func__,
678                      &base, &end, nid, flags, (void *)_RET_IP_);
679
680         return memblock_add_range(&memblock.memory, base, size, nid, flags);
681 }
682
683 /**
684  * memblock_add - add new memblock region
685  * @base: base address of the new region
686  * @size: size of the new region
687  *
688  * Add new memblock region [@base, @base + @size) to the "memory"
689  * type. See memblock_add_range() description for mode details
690  *
691  * Return:
692  * 0 on success, -errno on failure.
693  */
694 int __init_memblock memblock_add(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
695 {
696         phys_addr_t end = base + size - 1;
697
698         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
699                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
700
701         return memblock_add_range(&memblock.memory, base, size, MAX_NUMNODES, 0);
702 }
703
704 /**
705  * memblock_isolate_range - isolate given range into disjoint memblocks
706  * @type: memblock type to isolate range for
707  * @base: base of range to isolate
708  * @size: size of range to isolate
709  * @start_rgn: out parameter for the start of isolated region
710  * @end_rgn: out parameter for the end of isolated region
711  *
712  * Walk @type and ensure that regions don't cross the boundaries defined by
713  * [@base, @base + @size).  Crossing regions are split at the boundaries,
714  * which may create at most two more regions.  The index of the first
715  * region inside the range is returned in *@start_rgn and end in *@end_rgn.
716  *
717  * Return:
718  * 0 on success, -errno on failure.
719  */
720 static int __init_memblock memblock_isolate_range(struct memblock_type *type,
721                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size,
722                                         int *start_rgn, int *end_rgn)
723 {
724         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
725         int idx;
726         struct memblock_region *rgn;
727
728         *start_rgn = *end_rgn = 0;
729
730         if (!size)
731                 return 0;
732
733         /* we'll create at most two more regions */
734         while (type->cnt + 2 > type->max)
735                 if (memblock_double_array(type, base, size) < 0)
736                         return -ENOMEM;
737
738         for_each_memblock_type(idx, type, rgn) {
739                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
740                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
741
742                 if (rbase >= end)
743                         break;
744                 if (rend <= base)
745                         continue;
746
747                 if (rbase < base) {
748                         /*
749                          * @rgn intersects from below.  Split and continue
750                          * to process the next region - the new top half.
751                          */
752                         rgn->base = base;
753                         rgn->size -= base - rbase;
754                         type->total_size -= base - rbase;
755                         memblock_insert_region(type, idx, rbase, base - rbase,
756                                                memblock_get_region_node(rgn),
757                                                rgn->flags);
758                 } else if (rend > end) {
759                         /*
760                          * @rgn intersects from above.  Split and redo the
761                          * current region - the new bottom half.
762                          */
763                         rgn->base = end;
764                         rgn->size -= end - rbase;
765                         type->total_size -= end - rbase;
766                         memblock_insert_region(type, idx--, rbase, end - rbase,
767                                                memblock_get_region_node(rgn),
768                                                rgn->flags);
769                 } else {
770                         /* @rgn is fully contained, record it */
771                         if (!*end_rgn)
772                                 *start_rgn = idx;
773                         *end_rgn = idx + 1;
774                 }
775         }
776
777         return 0;
778 }
779
780 static int __init_memblock memblock_remove_range(struct memblock_type *type,
781                                           phys_addr_t base, phys_addr_t size)
782 {
783         int start_rgn, end_rgn;
784         int i, ret;
785
786         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
787         if (ret)
788                 return ret;
789
790         for (i = end_rgn - 1; i >= start_rgn; i--)
791                 memblock_remove_region(type, i);
792         return 0;
793 }
794
795 int __init_memblock memblock_remove(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
796 {
797         phys_addr_t end = base + size - 1;
798
799         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
800                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
801
802         return memblock_remove_range(&memblock.memory, base, size);
803 }
804
805 /**
806  * memblock_free - free boot memory allocation
807  * @ptr: starting address of the  boot memory allocation
808  * @size: size of the boot memory block in bytes
809  *
810  * Free boot memory block previously allocated by memblock_alloc_xx() API.
811  * The freeing memory will not be released to the buddy allocator.
812  */
813 void __init_memblock memblock_free(void *ptr, size_t size)
814 {
815         if (ptr)
816                 memblock_phys_free(__pa(ptr), size);
817 }
818
819 /**
820  * memblock_phys_free - free boot memory block
821  * @base: phys starting address of the  boot memory block
822  * @size: size of the boot memory block in bytes
823  *
824  * Free boot memory block previously allocated by memblock_alloc_xx() API.
825  * The freeing memory will not be released to the buddy allocator.
826  */
827 int __init_memblock memblock_phys_free(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
828 {
829         phys_addr_t end = base + size - 1;
830
831         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
832                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
833
834         kmemleak_free_part_phys(base, size);
835         return memblock_remove_range(&memblock.reserved, base, size);
836 }
837
838 int __init_memblock memblock_reserve(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
839 {
840         phys_addr_t end = base + size - 1;
841
842         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
843                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
844
845         return memblock_add_range(&memblock.reserved, base, size, MAX_NUMNODES, 0);
846 }
847
848 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
849 int __init_memblock memblock_physmem_add(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
850 {
851         phys_addr_t end = base + size - 1;
852
853         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
854                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
855
856         return memblock_add_range(&physmem, base, size, MAX_NUMNODES, 0);
857 }
858 #endif
859
860 /**
861  * memblock_setclr_flag - set or clear flag for a memory region
862  * @base: base address of the region
863  * @size: size of the region
864  * @set: set or clear the flag
865  * @flag: the flag to update
866  *
867  * This function isolates region [@base, @base + @size), and sets/clears flag
868  *
869  * Return: 0 on success, -errno on failure.
870  */
871 static int __init_memblock memblock_setclr_flag(phys_addr_t base,
872                                 phys_addr_t size, int set, int flag)
873 {
874         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
875         int i, ret, start_rgn, end_rgn;
876
877         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
878         if (ret)
879                 return ret;
880
881         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++) {
882                 struct memblock_region *r = &type->regions[i];
883
884                 if (set)
885                         r->flags |= flag;
886                 else
887                         r->flags &= ~flag;
888         }
889
890         memblock_merge_regions(type);
891         return 0;
892 }
893
894 /**
895  * memblock_mark_hotplug - Mark hotpluggable memory with flag MEMBLOCK_HOTPLUG.
896  * @base: the base phys addr of the region
897  * @size: the size of the region
898  *
899  * Return: 0 on success, -errno on failure.
900  */
901 int __init_memblock memblock_mark_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
902 {
903         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_HOTPLUG);
904 }
905
906 /**
907  * memblock_clear_hotplug - Clear flag MEMBLOCK_HOTPLUG for a specified region.
908  * @base: the base phys addr of the region
909  * @size: the size of the region
910  *
911  * Return: 0 on success, -errno on failure.
912  */
913 int __init_memblock memblock_clear_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
914 {
915         return memblock_setclr_flag(base, size, 0, MEMBLOCK_HOTPLUG);
916 }
917
918 /**
919  * memblock_mark_mirror - Mark mirrored memory with flag MEMBLOCK_MIRROR.
920  * @base: the base phys addr of the region
921  * @size: the size of the region
922  *
923  * Return: 0 on success, -errno on failure.
924  */
925 int __init_memblock memblock_mark_mirror(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
926 {
927         if (!mirrored_kernelcore)
928                 return 0;
929
930         system_has_some_mirror = true;
931
932         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_MIRROR);
933 }
934
935 /**
936  * memblock_mark_nomap - Mark a memory region with flag MEMBLOCK_NOMAP.
937  * @base: the base phys addr of the region
938  * @size: the size of the region
939  *
940  * The memory regions marked with %MEMBLOCK_NOMAP will not be added to the
941  * direct mapping of the physical memory. These regions will still be
942  * covered by the memory map. The struct page representing NOMAP memory
943  * frames in the memory map will be PageReserved()
944  *
945  * Note: if the memory being marked %MEMBLOCK_NOMAP was allocated from
946  * memblock, the caller must inform kmemleak to ignore that memory
947  *
948  * Return: 0 on success, -errno on failure.
949  */
950 int __init_memblock memblock_mark_nomap(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
951 {
952         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_NOMAP);
953 }
954
955 /**
956  * memblock_clear_nomap - Clear flag MEMBLOCK_NOMAP for a specified region.
957  * @base: the base phys addr of the region
958  * @size: the size of the region
959  *
960  * Return: 0 on success, -errno on failure.
961  */
962 int __init_memblock memblock_clear_nomap(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
963 {
964         return memblock_setclr_flag(base, size, 0, MEMBLOCK_NOMAP);
965 }
966
967 static bool should_skip_region(struct memblock_type *type,
968                                struct memblock_region *m,
969                                int nid, int flags)
970 {
971         int m_nid = memblock_get_region_node(m);
972
973         /* we never skip regions when iterating memblock.reserved or physmem */
974         if (type != memblock_memory)
975                 return false;
976
977         /* only memory regions are associated with nodes, check it */
978         if (nid != NUMA_NO_NODE && nid != m_nid)
979                 return true;
980
981         /* skip hotpluggable memory regions if needed */
982         if (movable_node_is_enabled() && memblock_is_hotpluggable(m) &&
983             !(flags & MEMBLOCK_HOTPLUG))
984                 return true;
985
986         /* if we want mirror memory skip non-mirror memory regions */
987         if ((flags & MEMBLOCK_MIRROR) && !memblock_is_mirror(m))
988                 return true;
989
990         /* skip nomap memory unless we were asked for it explicitly */
991         if (!(flags & MEMBLOCK_NOMAP) && memblock_is_nomap(m))
992                 return true;
993
994         /* skip driver-managed memory unless we were asked for it explicitly */
995         if (!(flags & MEMBLOCK_DRIVER_MANAGED) && memblock_is_driver_managed(m))
996                 return true;
997
998         return false;
999 }
1000
1001 /**
1002  * __next_mem_range - next function for for_each_free_mem_range() etc.
1003  * @idx: pointer to u64 loop variable
1004  * @nid: node selector, %NUMA_NO_NODE for all nodes
1005  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
1006  * @type_a: pointer to memblock_type from where the range is taken
1007  * @type_b: pointer to memblock_type which excludes memory from being taken
1008  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
1009  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
1010  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
1011  *
1012  * Find the first area from *@idx which matches @nid, fill the out
1013  * parameters, and update *@idx for the next iteration.  The lower 32bit of
1014  * *@idx contains index into type_a and the upper 32bit indexes the
1015  * areas before each region in type_b.  For example, if type_b regions
1016  * look like the following,
1017  *
1018  *      0:[0-16), 1:[32-48), 2:[128-130)
1019  *
1020  * The upper 32bit indexes the following regions.
1021  *
1022  *      0:[0-0), 1:[16-32), 2:[48-128), 3:[130-MAX)
1023  *
1024  * As both region arrays are sorted, the function advances the two indices
1025  * in lockstep and returns each intersection.
1026  */
1027 void __next_mem_range(u64 *idx, int nid, enum memblock_flags flags,
1028                       struct memblock_type *type_a,
1029                       struct memblock_type *type_b, phys_addr_t *out_start,
1030                       phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
1031 {
1032         int idx_a = *idx & 0xffffffff;
1033         int idx_b = *idx >> 32;
1034
1035         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES,
1036         "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
1037                 nid = NUMA_NO_NODE;
1038
1039         for (; idx_a < type_a->cnt; idx_a++) {
1040                 struct memblock_region *m = &type_a->regions[idx_a];
1041
1042                 phys_addr_t m_start = m->base;
1043                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
1044                 int         m_nid = memblock_get_region_node(m);
1045
1046                 if (should_skip_region(type_a, m, nid, flags))
1047                         continue;
1048
1049                 if (!type_b) {
1050                         if (out_start)
1051                                 *out_start = m_start;
1052                         if (out_end)
1053                                 *out_end = m_end;
1054                         if (out_nid)
1055                                 *out_nid = m_nid;
1056                         idx_a++;
1057                         *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1058                         return;
1059                 }
1060
1061                 /* scan areas before each reservation */
1062                 for (; idx_b < type_b->cnt + 1; idx_b++) {
1063                         struct memblock_region *r;
1064                         phys_addr_t r_start;
1065                         phys_addr_t r_end;
1066
1067                         r = &type_b->regions[idx_b];
1068                         r_start = idx_b ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
1069                         r_end = idx_b < type_b->cnt ?
1070                                 r->base : PHYS_ADDR_MAX;
1071
1072                         /*
1073                          * if idx_b advanced past idx_a,
1074                          * break out to advance idx_a
1075                          */
1076                         if (r_start >= m_end)
1077                                 break;
1078                         /* if the two regions intersect, we're done */
1079                         if (m_start < r_end) {
1080                                 if (out_start)
1081                                         *out_start =
1082                                                 max(m_start, r_start);
1083                                 if (out_end)
1084                                         *out_end = min(m_end, r_end);
1085                                 if (out_nid)
1086                                         *out_nid = m_nid;
1087                                 /*
1088                                  * The region which ends first is
1089                                  * advanced for the next iteration.
1090                                  */
1091                                 if (m_end <= r_end)
1092                                         idx_a++;
1093                                 else
1094                                         idx_b++;
1095                                 *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1096                                 return;
1097                         }
1098                 }
1099         }
1100
1101         /* signal end of iteration */
1102         *idx = ULLONG_MAX;
1103 }
1104
1105 /**
1106  * __next_mem_range_rev - generic next function for for_each_*_range_rev()
1107  *
1108  * @idx: pointer to u64 loop variable
1109  * @nid: node selector, %NUMA_NO_NODE for all nodes
1110  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
1111  * @type_a: pointer to memblock_type from where the range is taken
1112  * @type_b: pointer to memblock_type which excludes memory from being taken
1113  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
1114  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
1115  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
1116  *
1117  * Finds the next range from type_a which is not marked as unsuitable
1118  * in type_b.
1119  *
1120  * Reverse of __next_mem_range().
1121  */
1122 void __init_memblock __next_mem_range_rev(u64 *idx, int nid,
1123                                           enum memblock_flags flags,
1124                                           struct memblock_type *type_a,
1125                                           struct memblock_type *type_b,
1126                                           phys_addr_t *out_start,
1127                                           phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
1128 {
1129         int idx_a = *idx & 0xffffffff;
1130         int idx_b = *idx >> 32;
1131
1132         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES, "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
1133                 nid = NUMA_NO_NODE;
1134
1135         if (*idx == (u64)ULLONG_MAX) {
1136                 idx_a = type_a->cnt - 1;
1137                 if (type_b != NULL)
1138                         idx_b = type_b->cnt;
1139                 else
1140                         idx_b = 0;
1141         }
1142
1143         for (; idx_a >= 0; idx_a--) {
1144                 struct memblock_region *m = &type_a->regions[idx_a];
1145
1146                 phys_addr_t m_start = m->base;
1147                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
1148                 int m_nid = memblock_get_region_node(m);
1149
1150                 if (should_skip_region(type_a, m, nid, flags))
1151                         continue;
1152
1153                 if (!type_b) {
1154                         if (out_start)
1155                                 *out_start = m_start;
1156                         if (out_end)
1157                                 *out_end = m_end;
1158                         if (out_nid)
1159                                 *out_nid = m_nid;
1160                         idx_a--;
1161                         *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1162                         return;
1163                 }
1164
1165                 /* scan areas before each reservation */
1166                 for (; idx_b >= 0; idx_b--) {
1167                         struct memblock_region *r;
1168                         phys_addr_t r_start;
1169                         phys_addr_t r_end;
1170
1171                         r = &type_b->regions[idx_b];
1172                         r_start = idx_b ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
1173                         r_end = idx_b < type_b->cnt ?
1174                                 r->base : PHYS_ADDR_MAX;
1175                         /*
1176                          * if idx_b advanced past idx_a,
1177                          * break out to advance idx_a
1178                          */
1179
1180                         if (r_end <= m_start)
1181                                 break;
1182                         /* if the two regions intersect, we're done */
1183                         if (m_end > r_start) {
1184                                 if (out_start)
1185                                         *out_start = max(m_start, r_start);
1186                                 if (out_end)
1187                                         *out_end = min(m_end, r_end);
1188                                 if (out_nid)
1189                                         *out_nid = m_nid;
1190                                 if (m_start >= r_start)
1191                                         idx_a--;
1192                                 else
1193                                         idx_b--;
1194                                 *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1195                                 return;
1196                         }
1197                 }
1198         }
1199         /* signal end of iteration */
1200         *idx = ULLONG_MAX;
1201 }
1202
1203 /*
1204  * Common iterator interface used to define for_each_mem_pfn_range().
1205  */
1206 void __init_memblock __next_mem_pfn_range(int *idx, int nid,
1207                                 unsigned long *out_start_pfn,
1208                                 unsigned long *out_end_pfn, int *out_nid)
1209 {
1210         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
1211         struct memblock_region *r;
1212         int r_nid;
1213
1214         while (++*idx < type->cnt) {
1215                 r = &type->regions[*idx];
1216                 r_nid = memblock_get_region_node(r);
1217
1218                 if (PFN_UP(r->base) >= PFN_DOWN(r->base + r->size))
1219                         continue;
1220                 if (nid == MAX_NUMNODES || nid == r_nid)
1221                         break;
1222         }
1223         if (*idx >= type->cnt) {
1224                 *idx = -1;
1225                 return;
1226         }
1227
1228         if (out_start_pfn)
1229                 *out_start_pfn = PFN_UP(r->base);
1230         if (out_end_pfn)
1231                 *out_end_pfn = PFN_DOWN(r->base + r->size);
1232         if (out_nid)
1233                 *out_nid = r_nid;
1234 }
1235
1236 /**
1237  * memblock_set_node - set node ID on memblock regions
1238  * @base: base of area to set node ID for
1239  * @size: size of area to set node ID for
1240  * @type: memblock type to set node ID for
1241  * @nid: node ID to set
1242  *
1243  * Set the nid of memblock @type regions in [@base, @base + @size) to @nid.
1244  * Regions which cross the area boundaries are split as necessary.
1245  *
1246  * Return:
1247  * 0 on success, -errno on failure.
1248  */
1249 int __init_memblock memblock_set_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
1250                                       struct memblock_type *type, int nid)
1251 {
1252 #ifdef CONFIG_NUMA
1253         int start_rgn, end_rgn;
1254         int i, ret;
1255
1256         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
1257         if (ret)
1258                 return ret;
1259
1260         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++)
1261                 memblock_set_region_node(&type->regions[i], nid);
1262
1263         memblock_merge_regions(type);
1264 #endif
1265         return 0;
1266 }
1267
1268 #ifdef CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT
1269 /**
1270  * __next_mem_pfn_range_in_zone - iterator for for_each_*_range_in_zone()
1271  *
1272  * @idx: pointer to u64 loop variable
1273  * @zone: zone in which all of the memory blocks reside
1274  * @out_spfn: ptr to ulong for start pfn of the range, can be %NULL
1275  * @out_epfn: ptr to ulong for end pfn of the range, can be %NULL
1276  *
1277  * This function is meant to be a zone/pfn specific wrapper for the
1278  * for_each_mem_range type iterators. Specifically they are used in the
1279  * deferred memory init routines and as such we were duplicating much of
1280  * this logic throughout the code. So instead of having it in multiple
1281  * locations it seemed like it would make more sense to centralize this to
1282  * one new iterator that does everything they need.
1283  */
1284 void __init_memblock
1285 __next_mem_pfn_range_in_zone(u64 *idx, struct zone *zone,
1286                              unsigned long *out_spfn, unsigned long *out_epfn)
1287 {
1288         int zone_nid = zone_to_nid(zone);
1289         phys_addr_t spa, epa;
1290
1291         __next_mem_range(idx, zone_nid, MEMBLOCK_NONE,
1292                          &memblock.memory, &memblock.reserved,
1293                          &spa, &epa, NULL);
1294
1295         while (*idx != U64_MAX) {
1296                 unsigned long epfn = PFN_DOWN(epa);
1297                 unsigned long spfn = PFN_UP(spa);
1298
1299                 /*
1300                  * Verify the end is at least past the start of the zone and
1301                  * that we have at least one PFN to initialize.
1302                  */
1303                 if (zone->zone_start_pfn < epfn && spfn < epfn) {
1304                         /* if we went too far just stop searching */
1305                         if (zone_end_pfn(zone) <= spfn) {
1306                                 *idx = U64_MAX;
1307                                 break;
1308                         }
1309
1310                         if (out_spfn)
1311                                 *out_spfn = max(zone->zone_start_pfn, spfn);
1312                         if (out_epfn)
1313                                 *out_epfn = min(zone_end_pfn(zone), epfn);
1314
1315                         return;
1316                 }
1317
1318                 __next_mem_range(idx, zone_nid, MEMBLOCK_NONE,
1319                                  &memblock.memory, &memblock.reserved,
1320                                  &spa, &epa, NULL);
1321         }
1322
1323         /* signal end of iteration */
1324         if (out_spfn)
1325                 *out_spfn = ULONG_MAX;
1326         if (out_epfn)
1327                 *out_epfn = 0;
1328 }
1329
1330 #endif /* CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT */
1331
1332 /**
1333  * memblock_alloc_range_nid - allocate boot memory block
1334  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1335  * @align: alignment of the region and block's size
1336  * @start: the lower bound of the memory region to allocate (phys address)
1337  * @end: the upper bound of the memory region to allocate (phys address)
1338  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1339  * @exact_nid: control the allocation fall back to other nodes
1340  *
1341  * The allocation is performed from memory region limited by
1342  * memblock.current_limit if @end == %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE.
1343  *
1344  * If the specified node can not hold the requested memory and @exact_nid
1345  * is false, the allocation falls back to any node in the system.
1346  *
1347  * For systems with memory mirroring, the allocation is attempted first
1348  * from the regions with mirroring enabled and then retried from any
1349  * memory region.
1350  *
1351  * In addition, function sets the min_count to 0 using kmemleak_alloc_phys for
1352  * allocated boot memory block, so that it is never reported as leaks.
1353  *
1354  * Return:
1355  * Physical address of allocated memory block on success, %0 on failure.
1356  */
1357 phys_addr_t __init memblock_alloc_range_nid(phys_addr_t size,
1358                                         phys_addr_t align, phys_addr_t start,
1359                                         phys_addr_t end, int nid,
1360                                         bool exact_nid)
1361 {
1362         enum memblock_flags flags = choose_memblock_flags();
1363         phys_addr_t found;
1364
1365         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES, "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
1366                 nid = NUMA_NO_NODE;
1367
1368         if (!align) {
1369                 /* Can't use WARNs this early in boot on powerpc */
1370                 dump_stack();
1371                 align = SMP_CACHE_BYTES;
1372         }
1373
1374 again:
1375         found = memblock_find_in_range_node(size, align, start, end, nid,
1376                                             flags);
1377         if (found && !memblock_reserve(found, size))
1378                 goto done;
1379
1380         if (nid != NUMA_NO_NODE && !exact_nid) {
1381                 found = memblock_find_in_range_node(size, align, start,
1382                                                     end, NUMA_NO_NODE,
1383                                                     flags);
1384                 if (found && !memblock_reserve(found, size))
1385                         goto done;
1386         }
1387
1388         if (flags & MEMBLOCK_MIRROR) {
1389                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
1390                 pr_warn_ratelimited("Could not allocate %pap bytes of mirrored memory\n",
1391                         &size);
1392                 goto again;
1393         }
1394
1395         return 0;
1396
1397 done:
1398         /*
1399          * Skip kmemleak for those places like kasan_init() and
1400          * early_pgtable_alloc() due to high volume.
1401          */
1402         if (end != MEMBLOCK_ALLOC_NOLEAKTRACE)
1403                 /*
1404                  * The min_count is set to 0 so that memblock allocated
1405                  * blocks are never reported as leaks. This is because many
1406                  * of these blocks are only referred via the physical
1407                  * address which is not looked up by kmemleak.
1408                  */
1409                 kmemleak_alloc_phys(found, size, 0, 0);
1410
1411         return found;
1412 }
1413
1414 /**
1415  * memblock_phys_alloc_range - allocate a memory block inside specified range
1416  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1417  * @align: alignment of the region and block's size
1418  * @start: the lower bound of the memory region to allocate (physical address)
1419  * @end: the upper bound of the memory region to allocate (physical address)
1420  *
1421  * Allocate @size bytes in the between @start and @end.
1422  *
1423  * Return: physical address of the allocated memory block on success,
1424  * %0 on failure.
1425  */
1426 phys_addr_t __init memblock_phys_alloc_range(phys_addr_t size,
1427                                              phys_addr_t align,
1428                                              phys_addr_t start,
1429                                              phys_addr_t end)
1430 {
1431         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx from=%pa max_addr=%pa %pS\n",
1432                      __func__, (u64)size, (u64)align, &start, &end,
1433                      (void *)_RET_IP_);
1434         return memblock_alloc_range_nid(size, align, start, end, NUMA_NO_NODE,
1435                                         false);
1436 }
1437
1438 /**
1439  * memblock_phys_alloc_try_nid - allocate a memory block from specified NUMA node
1440  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1441  * @align: alignment of the region and block's size
1442  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1443  *
1444  * Allocates memory block from the specified NUMA node. If the node
1445  * has no available memory, attempts to allocated from any node in the
1446  * system.
1447  *
1448  * Return: physical address of the allocated memory block on success,
1449  * %0 on failure.
1450  */
1451 phys_addr_t __init memblock_phys_alloc_try_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
1452 {
1453         return memblock_alloc_range_nid(size, align, 0,
1454                                         MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE, nid, false);
1455 }
1456
1457 /**
1458  * memblock_alloc_internal - allocate boot memory block
1459  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1460  * @align: alignment of the region and block's size
1461  * @min_addr: the lower bound of the memory region to allocate (phys address)
1462  * @max_addr: the upper bound of the memory region to allocate (phys address)
1463  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1464  * @exact_nid: control the allocation fall back to other nodes
1465  *
1466  * Allocates memory block using memblock_alloc_range_nid() and
1467  * converts the returned physical address to virtual.
1468  *
1469  * The @min_addr limit is dropped if it can not be satisfied and the allocation
1470  * will fall back to memory below @min_addr. Other constraints, such
1471  * as node and mirrored memory will be handled again in
1472  * memblock_alloc_range_nid().
1473  *
1474  * Return:
1475  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1476  */
1477 static void * __init memblock_alloc_internal(
1478                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1479                                 phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1480                                 int nid, bool exact_nid)
1481 {
1482         phys_addr_t alloc;
1483
1484         /*
1485          * Detect any accidental use of these APIs after slab is ready, as at
1486          * this moment memblock may be deinitialized already and its
1487          * internal data may be destroyed (after execution of memblock_free_all)
1488          */
1489         if (WARN_ON_ONCE(slab_is_available()))
1490                 return kzalloc_node(size, GFP_NOWAIT, nid);
1491
1492         if (max_addr > memblock.current_limit)
1493                 max_addr = memblock.current_limit;
1494
1495         alloc = memblock_alloc_range_nid(size, align, min_addr, max_addr, nid,
1496                                         exact_nid);
1497
1498         /* retry allocation without lower limit */
1499         if (!alloc && min_addr)
1500                 alloc = memblock_alloc_range_nid(size, align, 0, max_addr, nid,
1501                                                 exact_nid);
1502
1503         if (!alloc)
1504                 return NULL;
1505
1506         return phys_to_virt(alloc);
1507 }
1508
1509 /**
1510  * memblock_alloc_exact_nid_raw - allocate boot memory block on the exact node
1511  * without zeroing memory
1512  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1513  * @align: alignment of the region and block's size
1514  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1515  *        is preferred (phys address)
1516  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1517  *            is preferred (phys address), or %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE to
1518  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1519  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1520  *
1521  * Public function, provides additional debug information (including caller
1522  * info), if enabled. Does not zero allocated memory.
1523  *
1524  * Return:
1525  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1526  */
1527 void * __init memblock_alloc_exact_nid_raw(
1528                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1529                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1530                         int nid)
1531 {
1532         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=%pa max_addr=%pa %pS\n",
1533                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, &min_addr,
1534                      &max_addr, (void *)_RET_IP_);
1535
1536         return memblock_alloc_internal(size, align, min_addr, max_addr, nid,
1537                                        true);
1538 }
1539
1540 /**
1541  * memblock_alloc_try_nid_raw - allocate boot memory block without zeroing
1542  * memory and without panicking
1543  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1544  * @align: alignment of the region and block's size
1545  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1546  *        is preferred (phys address)
1547  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1548  *            is preferred (phys address), or %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE to
1549  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1550  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1551  *
1552  * Public function, provides additional debug information (including caller
1553  * info), if enabled. Does not zero allocated memory, does not panic if request
1554  * cannot be satisfied.
1555  *
1556  * Return:
1557  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1558  */
1559 void * __init memblock_alloc_try_nid_raw(
1560                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1561                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1562                         int nid)
1563 {
1564         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=%pa max_addr=%pa %pS\n",
1565                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, &min_addr,
1566                      &max_addr, (void *)_RET_IP_);
1567
1568         return memblock_alloc_internal(size, align, min_addr, max_addr, nid,
1569                                        false);
1570 }
1571
1572 /**
1573  * memblock_alloc_try_nid - allocate boot memory block
1574  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1575  * @align: alignment of the region and block's size
1576  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1577  *        is preferred (phys address)
1578  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1579  *            is preferred (phys address), or %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE to
1580  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1581  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1582  *
1583  * Public function, provides additional debug information (including caller
1584  * info), if enabled. This function zeroes the allocated memory.
1585  *
1586  * Return:
1587  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1588  */
1589 void * __init memblock_alloc_try_nid(
1590                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1591                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1592                         int nid)
1593 {
1594         void *ptr;
1595
1596         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=%pa max_addr=%pa %pS\n",
1597                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, &min_addr,
1598                      &max_addr, (void *)_RET_IP_);
1599         ptr = memblock_alloc_internal(size, align,
1600                                            min_addr, max_addr, nid, false);
1601         if (ptr)
1602                 memset(ptr, 0, size);
1603
1604         return ptr;
1605 }
1606
1607 /**
1608  * memblock_free_late - free pages directly to buddy allocator
1609  * @base: phys starting address of the  boot memory block
1610  * @size: size of the boot memory block in bytes
1611  *
1612  * This is only useful when the memblock allocator has already been torn
1613  * down, but we are still initializing the system.  Pages are released directly
1614  * to the buddy allocator.
1615  */
1616 void __init memblock_free_late(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1617 {
1618         phys_addr_t cursor, end;
1619
1620         end = base + size - 1;
1621         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n",
1622                      __func__, &base, &end, (void *)_RET_IP_);
1623         kmemleak_free_part_phys(base, size);
1624         cursor = PFN_UP(base);
1625         end = PFN_DOWN(base + size);
1626
1627         for (; cursor < end; cursor++) {
1628                 memblock_free_pages(pfn_to_page(cursor), cursor, 0);
1629                 totalram_pages_inc();
1630         }
1631 }
1632
1633 /*
1634  * Remaining API functions
1635  */
1636
1637 phys_addr_t __init_memblock memblock_phys_mem_size(void)
1638 {
1639         return memblock.memory.total_size;
1640 }
1641
1642 phys_addr_t __init_memblock memblock_reserved_size(void)
1643 {
1644         return memblock.reserved.total_size;
1645 }
1646
1647 /* lowest address */
1648 phys_addr_t __init_memblock memblock_start_of_DRAM(void)
1649 {
1650         return memblock.memory.regions[0].base;
1651 }
1652
1653 phys_addr_t __init_memblock memblock_end_of_DRAM(void)
1654 {
1655         int idx = memblock.memory.cnt - 1;
1656
1657         return (memblock.memory.regions[idx].base + memblock.memory.regions[idx].size);
1658 }
1659
1660 static phys_addr_t __init_memblock __find_max_addr(phys_addr_t limit)
1661 {
1662         phys_addr_t max_addr = PHYS_ADDR_MAX;
1663         struct memblock_region *r;
1664
1665         /*
1666          * translate the memory @limit size into the max address within one of
1667          * the memory memblock regions, if the @limit exceeds the total size
1668          * of those regions, max_addr will keep original value PHYS_ADDR_MAX
1669          */
1670         for_each_mem_region(r) {
1671                 if (limit <= r->size) {
1672                         max_addr = r->base + limit;
1673                         break;
1674                 }
1675                 limit -= r->size;
1676         }
1677
1678         return max_addr;
1679 }
1680
1681 void __init memblock_enforce_memory_limit(phys_addr_t limit)
1682 {
1683         phys_addr_t max_addr;
1684
1685         if (!limit)
1686                 return;
1687
1688         max_addr = __find_max_addr(limit);
1689
1690         /* @limit exceeds the total size of the memory, do nothing */
1691         if (max_addr == PHYS_ADDR_MAX)
1692                 return;
1693
1694         /* truncate both memory and reserved regions */
1695         memblock_remove_range(&memblock.memory, max_addr,
1696                               PHYS_ADDR_MAX);
1697         memblock_remove_range(&memblock.reserved, max_addr,
1698                               PHYS_ADDR_MAX);
1699 }
1700
1701 void __init memblock_cap_memory_range(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1702 {
1703         int start_rgn, end_rgn;
1704         int i, ret;
1705
1706         if (!size)
1707                 return;
1708
1709         if (!memblock_memory->total_size) {
1710                 pr_warn("%s: No memory registered yet\n", __func__);
1711                 return;
1712         }
1713
1714         ret = memblock_isolate_range(&memblock.memory, base, size,
1715                                                 &start_rgn, &end_rgn);
1716         if (ret)
1717                 return;
1718
1719         /* remove all the MAP regions */
1720         for (i = memblock.memory.cnt - 1; i >= end_rgn; i--)
1721                 if (!memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]))
1722                         memblock_remove_region(&memblock.memory, i);
1723
1724         for (i = start_rgn - 1; i >= 0; i--)
1725                 if (!memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]))
1726                         memblock_remove_region(&memblock.memory, i);
1727
1728         /* truncate the reserved regions */
1729         memblock_remove_range(&memblock.reserved, 0, base);
1730         memblock_remove_range(&memblock.reserved,
1731                         base + size, PHYS_ADDR_MAX);
1732 }
1733
1734 void __init memblock_mem_limit_remove_map(phys_addr_t limit)
1735 {
1736         phys_addr_t max_addr;
1737
1738         if (!limit)
1739                 return;
1740
1741         max_addr = __find_max_addr(limit);
1742
1743         /* @limit exceeds the total size of the memory, do nothing */
1744         if (max_addr == PHYS_ADDR_MAX)
1745                 return;
1746
1747         memblock_cap_memory_range(0, max_addr);
1748 }
1749
1750 static int __init_memblock memblock_search(struct memblock_type *type, phys_addr_t addr)
1751 {
1752         unsigned int left = 0, right = type->cnt;
1753
1754         do {
1755                 unsigned int mid = (right + left) / 2;
1756
1757                 if (addr < type->regions[mid].base)
1758                         right = mid;
1759                 else if (addr >= (type->regions[mid].base +
1760                                   type->regions[mid].size))
1761                         left = mid + 1;
1762                 else
1763                         return mid;
1764         } while (left < right);
1765         return -1;
1766 }
1767
1768 bool __init_memblock memblock_is_reserved(phys_addr_t addr)
1769 {
1770         return memblock_search(&memblock.reserved, addr) != -1;
1771 }
1772
1773 bool __init_memblock memblock_is_memory(phys_addr_t addr)
1774 {
1775         return memblock_search(&memblock.memory, addr) != -1;
1776 }
1777
1778 bool __init_memblock memblock_is_map_memory(phys_addr_t addr)
1779 {
1780         int i = memblock_search(&memblock.memory, addr);
1781
1782         if (i == -1)
1783                 return false;
1784         return !memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]);
1785 }
1786
1787 int __init_memblock memblock_search_pfn_nid(unsigned long pfn,
1788                          unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
1789 {
1790         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
1791         int mid = memblock_search(type, PFN_PHYS(pfn));
1792
1793         if (mid == -1)
1794                 return -1;
1795
1796         *start_pfn = PFN_DOWN(type->regions[mid].base);
1797         *end_pfn = PFN_DOWN(type->regions[mid].base + type->regions[mid].size);
1798
1799         return memblock_get_region_node(&type->regions[mid]);
1800 }
1801
1802 /**
1803  * memblock_is_region_memory - check if a region is a subset of memory
1804  * @base: base of region to check
1805  * @size: size of region to check
1806  *
1807  * Check if the region [@base, @base + @size) is a subset of a memory block.
1808  *
1809  * Return:
1810  * 0 if false, non-zero if true
1811  */
1812 bool __init_memblock memblock_is_region_memory(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1813 {
1814         int idx = memblock_search(&memblock.memory, base);
1815         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
1816
1817         if (idx == -1)
1818                 return false;
1819         return (memblock.memory.regions[idx].base +
1820                  memblock.memory.regions[idx].size) >= end;
1821 }
1822
1823 /**
1824  * memblock_is_region_reserved - check if a region intersects reserved memory
1825  * @base: base of region to check
1826  * @size: size of region to check
1827  *
1828  * Check if the region [@base, @base + @size) intersects a reserved
1829  * memory block.
1830  *
1831  * Return:
1832  * True if they intersect, false if not.
1833  */
1834 bool __init_memblock memblock_is_region_reserved(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1835 {
1836         return memblock_overlaps_region(&memblock.reserved, base, size);
1837 }
1838
1839 void __init_memblock memblock_trim_memory(phys_addr_t align)
1840 {
1841         phys_addr_t start, end, orig_start, orig_end;
1842         struct memblock_region *r;
1843
1844         for_each_mem_region(r) {
1845                 orig_start = r->base;
1846                 orig_end = r->base + r->size;
1847                 start = round_up(orig_start, align);
1848                 end = round_down(orig_end, align);
1849
1850                 if (start == orig_start && end == orig_end)
1851                         continue;
1852
1853                 if (start < end) {
1854                         r->base = start;
1855                         r->size = end - start;
1856                 } else {
1857                         memblock_remove_region(&memblock.memory,
1858                                                r - memblock.memory.regions);
1859                         r--;
1860                 }
1861         }
1862 }
1863
1864 void __init_memblock memblock_set_current_limit(phys_addr_t limit)
1865 {
1866         memblock.current_limit = limit;
1867 }
1868
1869 phys_addr_t __init_memblock memblock_get_current_limit(void)
1870 {
1871         return memblock.current_limit;
1872 }
1873
1874 static void __init_memblock memblock_dump(struct memblock_type *type)
1875 {
1876         phys_addr_t base, end, size;
1877         enum memblock_flags flags;
1878         int idx;
1879         struct memblock_region *rgn;
1880
1881         pr_info(" %s.cnt  = 0x%lx\n", type->name, type->cnt);
1882
1883         for_each_memblock_type(idx, type, rgn) {
1884                 char nid_buf[32] = "";
1885
1886                 base = rgn->base;
1887                 size = rgn->size;
1888                 end = base + size - 1;
1889                 flags = rgn->flags;
1890 #ifdef CONFIG_NUMA
1891                 if (memblock_get_region_node(rgn) != MAX_NUMNODES)
1892                         snprintf(nid_buf, sizeof(nid_buf), " on node %d",
1893                                  memblock_get_region_node(rgn));
1894 #endif
1895                 pr_info(" %s[%#x]\t[%pa-%pa], %pa bytes%s flags: %#x\n",
1896                         type->name, idx, &base, &end, &size, nid_buf, flags);
1897         }
1898 }
1899
1900 static void __init_memblock __memblock_dump_all(void)
1901 {
1902         pr_info("MEMBLOCK configuration:\n");
1903         pr_info(" memory size = %pa reserved size = %pa\n",
1904                 &memblock.memory.total_size,
1905                 &memblock.reserved.total_size);
1906
1907         memblock_dump(&memblock.memory);
1908         memblock_dump(&memblock.reserved);
1909 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
1910         memblock_dump(&physmem);
1911 #endif
1912 }
1913
1914 void __init_memblock memblock_dump_all(void)
1915 {
1916         if (memblock_debug)
1917                 __memblock_dump_all();
1918 }
1919
1920 void __init memblock_allow_resize(void)
1921 {
1922         memblock_can_resize = 1;
1923 }
1924
1925 static int __init early_memblock(char *p)
1926 {
1927         if (p && strstr(p, "debug"))
1928                 memblock_debug = 1;
1929         return 0;
1930 }
1931 early_param("memblock", early_memblock);
1932
1933 static void __init free_memmap(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1934 {
1935         struct page *start_pg, *end_pg;
1936         phys_addr_t pg, pgend;
1937
1938         /*
1939          * Convert start_pfn/end_pfn to a struct page pointer.
1940          */
1941         start_pg = pfn_to_page(start_pfn - 1) + 1;
1942         end_pg = pfn_to_page(end_pfn - 1) + 1;
1943
1944         /*
1945          * Convert to physical addresses, and round start upwards and end
1946          * downwards.
1947          */
1948         pg = PAGE_ALIGN(__pa(start_pg));
1949         pgend = __pa(end_pg) & PAGE_MASK;
1950
1951         /*
1952          * If there are free pages between these, free the section of the
1953          * memmap array.
1954          */
1955         if (pg < pgend)
1956                 memblock_phys_free(pg, pgend - pg);
1957 }
1958
1959 /*
1960  * The mem_map array can get very big.  Free the unused area of the memory map.
1961  */
1962 static void __init free_unused_memmap(void)
1963 {
1964         unsigned long start, end, prev_end = 0;
1965         int i;
1966
1967         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_ARCH_PFN_VALID) ||
1968             IS_ENABLED(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP))
1969                 return;
1970
1971         /*
1972          * This relies on each bank being in address order.
1973          * The banks are sorted previously in bootmem_init().
1974          */
1975         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start, &end, NULL) {
1976 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
1977                 /*
1978                  * Take care not to free memmap entries that don't exist
1979                  * due to SPARSEMEM sections which aren't present.
1980                  */
1981                 start = min(start, ALIGN(prev_end, PAGES_PER_SECTION));
1982 #endif
1983                 /*
1984                  * Align down here since many operations in VM subsystem
1985                  * presume that there are no holes in the memory map inside
1986                  * a pageblock
1987                  */
1988                 start = round_down(start, pageblock_nr_pages);
1989
1990                 /*
1991                  * If we had a previous bank, and there is a space
1992                  * between the current bank and the previous, free it.
1993                  */
1994                 if (prev_end && prev_end < start)
1995                         free_memmap(prev_end, start);
1996
1997                 /*
1998                  * Align up here since many operations in VM subsystem
1999                  * presume that there are no holes in the memory map inside
2000                  * a pageblock
2001                  */
2002                 prev_end = ALIGN(end, pageblock_nr_pages);
2003         }
2004
2005 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
2006         if (!IS_ALIGNED(prev_end, PAGES_PER_SECTION)) {
2007                 prev_end = ALIGN(end, pageblock_nr_pages);
2008                 free_memmap(prev_end, ALIGN(prev_end, PAGES_PER_SECTION));
2009         }
2010 #endif
2011 }
2012
2013 static void __init __free_pages_memory(unsigned long start, unsigned long end)
2014 {
2015         int order;
2016
2017         while (start < end) {
2018                 order = min(MAX_ORDER - 1UL, __ffs(start));
2019
2020                 while (start + (1UL << order) > end)
2021                         order--;
2022
2023                 memblock_free_pages(pfn_to_page(start), start, order);
2024
2025                 start += (1UL << order);
2026         }
2027 }
2028
2029 static unsigned long __init __free_memory_core(phys_addr_t start,
2030                                  phys_addr_t end)
2031 {
2032         unsigned long start_pfn = PFN_UP(start);
2033         unsigned long end_pfn = min_t(unsigned long,
2034                                       PFN_DOWN(end), max_low_pfn);
2035
2036         if (start_pfn >= end_pfn)
2037                 return 0;
2038
2039         __free_pages_memory(start_pfn, end_pfn);
2040
2041         return end_pfn - start_pfn;
2042 }
2043
2044 static void __init memmap_init_reserved_pages(void)
2045 {
2046         struct memblock_region *region;
2047         phys_addr_t start, end;
2048         u64 i;
2049
2050         /* initialize struct pages for the reserved regions */
2051         for_each_reserved_mem_range(i, &start, &end)
2052                 reserve_bootmem_region(start, end);
2053
2054         /* and also treat struct pages for the NOMAP regions as PageReserved */
2055         for_each_mem_region(region) {
2056                 if (memblock_is_nomap(region)) {
2057                         start = region->base;
2058                         end = start + region->size;
2059                         reserve_bootmem_region(start, end);
2060                 }
2061         }
2062 }
2063
2064 static unsigned long __init free_low_memory_core_early(void)
2065 {
2066         unsigned long count = 0;
2067         phys_addr_t start, end;
2068         u64 i;
2069
2070         memblock_clear_hotplug(0, -1);
2071
2072         memmap_init_reserved_pages();
2073
2074         /*
2075          * We need to use NUMA_NO_NODE instead of NODE_DATA(0)->node_id
2076          *  because in some case like Node0 doesn't have RAM installed
2077          *  low ram will be on Node1
2078          */
2079         for_each_free_mem_range(i, NUMA_NO_NODE, MEMBLOCK_NONE, &start, &end,
2080                                 NULL)
2081                 count += __free_memory_core(start, end);
2082
2083         return count;
2084 }
2085
2086 static int reset_managed_pages_done __initdata;
2087
2088 void reset_node_managed_pages(pg_data_t *pgdat)
2089 {
2090         struct zone *z;
2091
2092         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
2093                 atomic_long_set(&z->managed_pages, 0);
2094 }
2095
2096 void __init reset_all_zones_managed_pages(void)
2097 {
2098         struct pglist_data *pgdat;
2099
2100         if (reset_managed_pages_done)
2101                 return;
2102
2103         for_each_online_pgdat(pgdat)
2104                 reset_node_managed_pages(pgdat);
2105
2106         reset_managed_pages_done = 1;
2107 }
2108
2109 /**
2110  * memblock_free_all - release free pages to the buddy allocator
2111  */
2112 void __init memblock_free_all(void)
2113 {
2114         unsigned long pages;
2115
2116         free_unused_memmap();
2117         reset_all_zones_managed_pages();
2118
2119         pages = free_low_memory_core_early();
2120         totalram_pages_add(pages);
2121 }
2122
2123 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && defined(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK)
2124
2125 static int memblock_debug_show(struct seq_file *m, void *private)
2126 {
2127         struct memblock_type *type = m->private;
2128         struct memblock_region *reg;
2129         int i;
2130         phys_addr_t end;
2131
2132         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
2133                 reg = &type->regions[i];
2134                 end = reg->base + reg->size - 1;
2135
2136                 seq_printf(m, "%4d: ", i);
2137                 seq_printf(m, "%pa..%pa\n", &reg->base, &end);
2138         }
2139         return 0;
2140 }
2141 DEFINE_SHOW_ATTRIBUTE(memblock_debug);
2142
2143 static int __init memblock_init_debugfs(void)
2144 {
2145         struct dentry *root = debugfs_create_dir("memblock", NULL);
2146
2147         debugfs_create_file("memory", 0444, root,
2148                             &memblock.memory, &memblock_debug_fops);
2149         debugfs_create_file("reserved", 0444, root,
2150                             &memblock.reserved, &memblock_debug_fops);
2151 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
2152         debugfs_create_file("physmem", 0444, root, &physmem,
2153                             &memblock_debug_fops);
2154 #endif
2155
2156         return 0;
2157 }
2158 __initcall(memblock_init_debugfs);
2159
2160 #endif /* CONFIG_DEBUG_FS */