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 #ifndef INIT_MEMBLOCK_MEMORY_REGIONS
  33 #define INIT_MEMBLOCK_MEMORY_REGIONS            INIT_MEMBLOCK_REGIONS
  34 #endif
  35
  36 /**
  37  * DOC: memblock overview
  38  *
  39  * Memblock is a method of managing memory regions during the early
  40  * boot period when the usual kernel memory allocators are not up and
  41  * running.
  42  *
  43  * Memblock views the system memory as collections of contiguous
  44  * regions. There are several types of these collections:
  45  *
  46  * * ``memory`` - describes the physical memory available to the
  47  *   kernel; this may differ from the actual physical memory installed
  48  *   in the system, for instance when the memory is restricted with
  49  *   ``mem=`` command line parameter
  50  * * ``reserved`` - describes the regions that were allocated
  51  * * ``physmem`` - describes the actual physical memory available during
  52  *   boot regardless of the possible restrictions and memory hot(un)plug;
  53  *   the ``physmem`` type is only available on some architectures.
  54  *
  55  * Each region is represented by struct memblock_region that
  56  * defines the region extents, its attributes and NUMA node id on NUMA
  57  * systems. Every memory type is described by the struct memblock_type
  58  * which contains an array of memory regions along with
  59  * the allocator metadata. The "memory" and "reserved" types are nicely
  60  * wrapped with struct memblock. This structure is statically
  61  * initialized at build time. The region arrays are initially sized to
  62  * %INIT_MEMBLOCK_MEMORY_REGIONS for "memory" and
  63  * %INIT_MEMBLOCK_RESERVED_REGIONS for "reserved". The region array
  64  * for "physmem" is initially sized to %INIT_PHYSMEM_REGIONS.
  65  * The memblock_allow_resize() enables automatic resizing of the region
  66  * arrays during addition of new regions. This feature should be used
  67  * with care so that memory allocated for the region array will not
  68  * overlap with areas that should be reserved, for example initrd.
  69  *
  70  * The early architecture setup should tell memblock what the physical
  71  * memory layout is by using memblock_add() or memblock_add_node()
  72  * functions. The first function does not assign the region to a NUMA
  73  * node and it is appropriate for UMA systems. Yet, it is possible to
  74  * use it on NUMA systems as well and assign the region to a NUMA node
  75  * later in the setup process using memblock_set_node(). The
  76  * memblock_add_node() performs such an assignment directly.
  77  *
  78  * Once memblock is setup the memory can be allocated using one of the
  79  * API variants:
  80  *
  81  * * memblock_phys_alloc*() - these functions return the **physical**
  82  *   address of the allocated memory
  83  * * memblock_alloc*() - these functions return the **virtual** address
  84  *   of the allocated memory.
  85  *
  86  * Note, that both API variants use implicit assumptions about allowed
  87  * memory ranges and the fallback methods. Consult the documentation
  88  * of memblock_alloc_internal() and memblock_alloc_range_nid()
  89  * functions for more elaborate description.
  90  *
  91  * As the system boot progresses, the architecture specific mem_init()
  92  * function frees all the memory to the buddy page allocator.
  93  *
  94  * Unless an architecture enables %CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK, the
  95  * memblock data structures (except "physmem") will be discarded after the
  96  * system initialization completes.
  97  */
  98
  99 #ifndef CONFIG_NUMA
 100 struct pglist_data __refdata contig_page_data;
 101 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
 102 #endif
 103
 104 unsigned long max_low_pfn;
 105 unsigned long min_low_pfn;
 106 unsigned long max_pfn;
 107 unsigned long long max_possible_pfn;
 108
 109 static struct memblock_region memblock_memory_init_regions[INIT_MEMBLOCK_MEMORY_REGIONS] __initdata_memblock;
 110 static struct memblock_region memblock_reserved_init_regions[INIT_MEMBLOCK_RESERVED_REGIONS] __initdata_memblock;
 111 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
 112 static struct memblock_region memblock_physmem_init_regions[INIT_PHYSMEM_REGIONS];
 113 #endif
 114
 115 struct memblock memblock __initdata_memblock = {
 116         .memory.regions         = memblock_memory_init_regions,
 117         .memory.cnt             = 1,    /* empty dummy entry */
 118         .memory.max             = INIT_MEMBLOCK_MEMORY_REGIONS,
 119         .memory.name            = "memory",
 120
 121         .reserved.regions       = memblock_reserved_init_regions,
 122         .reserved.cnt           = 1,    /* empty dummy entry */
 123         .reserved.max           = INIT_MEMBLOCK_RESERVED_REGIONS,
 124         .reserved.name          = "reserved",
 125
 126         .bottom_up              = false,
 127         .current_limit          = MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE,
 128 };
 129
 130 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
 131 struct memblock_type physmem = {
 132         .regions                = memblock_physmem_init_regions,
 133         .cnt                    = 1,    /* empty dummy entry */
 134         .max                    = INIT_PHYSMEM_REGIONS,
 135         .name                   = "physmem",
 136 };
 137 #endif
 138
 139 /*
 140  * keep a pointer to &memblock.memory in the text section to use it in
 141  * __next_mem_range() and its helpers.
 142  *  For architectures that do not keep memblock data after init, this
 143  * pointer will be reset to NULL at memblock_discard()
 144  */
 145 static __refdata struct memblock_type *memblock_memory = &memblock.memory;
 146
 147 #define for_each_memblock_type(i, memblock_type, rgn)                   \
 148         for (i = 0, rgn = &memblock_type->regions[0];                   \
 149              i < memblock_type->cnt;                                    \
 150              i++, rgn = &memblock_type->regions[i])
 151
 152 #define memblock_dbg(fmt, ...)                                          \
 153         do {                                                            \
 154                 if (memblock_debug)                                     \
 155                         pr_info(fmt, ##__VA_ARGS__);                    \
 156         } while (0)
 157
 158 static int memblock_debug __initdata_memblock;
 159 static bool system_has_some_mirror __initdata_memblock = false;
 160 static int memblock_can_resize __initdata_memblock;
 161 static int memblock_memory_in_slab __initdata_memblock = 0;
 162 static int memblock_reserved_in_slab __initdata_memblock = 0;
 163
 164 static enum memblock_flags __init_memblock choose_memblock_flags(void)
 165 {
 166         return system_has_some_mirror ? MEMBLOCK_MIRROR : MEMBLOCK_NONE;
 167 }
 168
 169 /* adjust *@size so that (@base + *@size) doesn't overflow, return new size */
 170 static inline phys_addr_t memblock_cap_size(phys_addr_t base, phys_addr_t *size)
 171 {
 172         return *size = min(*size, PHYS_ADDR_MAX - base);
 173 }
 174
 175 /*
 176  * Address comparison utilities
 177  */
 178 static unsigned long __init_memblock memblock_addrs_overlap(phys_addr_t base1, phys_addr_t size1,
 179                                        phys_addr_t base2, phys_addr_t size2)
 180 {
 181         return ((base1 < (base2 + size2)) && (base2 < (base1 + size1)));
 182 }
 183
 184 bool __init_memblock memblock_overlaps_region(struct memblock_type *type,
 185                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 186 {
 187         unsigned long i;
 188
 189         memblock_cap_size(base, &size);
 190
 191         for (i = 0; i < type->cnt; i++)
 192                 if (memblock_addrs_overlap(base, size, type->regions[i].base,
 193                                            type->regions[i].size))
 194                         break;
 195         return i < type->cnt;
 196 }
 197
 198 /**
 199  * __memblock_find_range_bottom_up - find free area utility in bottom-up
 200  * @start: start of candidate range
 201  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE or
 202  *       %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE
 203  * @size: size of free area to find
 204  * @align: alignment of free area to find
 205  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
 206  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
 207  *
 208  * Utility called from memblock_find_in_range_node(), find free area bottom-up.
 209  *
 210  * Return:
 211  * Found address on success, 0 on failure.
 212  */
 213 static phys_addr_t __init_memblock
 214 __memblock_find_range_bottom_up(phys_addr_t start, phys_addr_t end,
 215                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid,
 216                                 enum memblock_flags flags)
 217 {
 218         phys_addr_t this_start, this_end, cand;
 219         u64 i;
 220
 221         for_each_free_mem_range(i, nid, flags, &this_start, &this_end, NULL) {
 222                 this_start = clamp(this_start, start, end);
 223                 this_end = clamp(this_end, start, end);
 224
 225                 cand = round_up(this_start, align);
 226                 if (cand < this_end && this_end - cand >= size)
 227                         return cand;
 228         }
 229
 230         return 0;
 231 }
 232
 233 /**
 234  * __memblock_find_range_top_down - find free area utility, in top-down
 235  * @start: start of candidate range
 236  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE or
 237  *       %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE
 238  * @size: size of free area to find
 239  * @align: alignment of free area to find
 240  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
 241  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
 242  *
 243  * Utility called from memblock_find_in_range_node(), find free area top-down.
 244  *
 245  * Return:
 246  * Found address on success, 0 on failure.
 247  */
 248 static phys_addr_t __init_memblock
 249 __memblock_find_range_top_down(phys_addr_t start, phys_addr_t end,
 250                                phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid,
 251                                enum memblock_flags flags)
 252 {
 253         phys_addr_t this_start, this_end, cand;
 254         u64 i;
 255
 256         for_each_free_mem_range_reverse(i, nid, flags, &this_start, &this_end,
 257                                         NULL) {
 258                 this_start = clamp(this_start, start, end);
 259                 this_end = clamp(this_end, start, end);
 260
 261                 if (this_end < size)
 262                         continue;
 263
 264                 cand = round_down(this_end - size, align);
 265                 if (cand >= this_start)
 266                         return cand;
 267         }
 268
 269         return 0;
 270 }
 271
 272 /**
 273  * memblock_find_in_range_node - find free area in given range and node
 274  * @size: size of free area to find
 275  * @align: alignment of free area to find
 276  * @start: start of candidate range
 277  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE or
 278  *       %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE
 279  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
 280  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
 281  *
 282  * Find @size free area aligned to @align in the specified range and node.
 283  *
 284  * Return:
 285  * Found address on success, 0 on failure.
 286  */
 287 static phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range_node(phys_addr_t size,
 288                                         phys_addr_t align, phys_addr_t start,
 289                                         phys_addr_t end, int nid,
 290                                         enum memblock_flags flags)
 291 {
 292         /* pump up @end */
 293         if (end == MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE ||
 294             end == MEMBLOCK_ALLOC_NOLEAKTRACE)
 295                 end = memblock.current_limit;
 296
 297         /* avoid allocating the first page */
 298         start = max_t(phys_addr_t, start, PAGE_SIZE);
 299         end = max(start, end);
 300
 301         if (memblock_bottom_up())
 302                 return __memblock_find_range_bottom_up(start, end, size, align,
 303                                                        nid, flags);
 304         else
 305                 return __memblock_find_range_top_down(start, end, size, align,
 306                                                       nid, flags);
 307 }
 308
 309 /**
 310  * memblock_find_in_range - find free area in given range
 311  * @start: start of candidate range
 312  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE or
 313  *       %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE
 314  * @size: size of free area to find
 315  * @align: alignment of free area to find
 316  *
 317  * Find @size free area aligned to @align in the specified range.
 318  *
 319  * Return:
 320  * Found address on success, 0 on failure.
 321  */
 322 static phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range(phys_addr_t start,
 323                                         phys_addr_t end, phys_addr_t size,
 324                                         phys_addr_t align)
 325 {
 326         phys_addr_t ret;
 327         enum memblock_flags flags = choose_memblock_flags();
 328
 329 again:
 330         ret = memblock_find_in_range_node(size, align, start, end,
 331                                             NUMA_NO_NODE, flags);
 332
 333         if (!ret && (flags & MEMBLOCK_MIRROR)) {
 334                 pr_warn_ratelimited("Could not allocate %pap bytes of mirrored memory\n",
 335                         &size);
 336                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
 337                 goto again;
 338         }
 339
 340         return ret;
 341 }
 342
 343 static void __init_memblock memblock_remove_region(struct memblock_type *type, unsigned long r)
 344 {
 345         type->total_size -= type->regions[r].size;
 346         memmove(&type->regions[r], &type->regions[r + 1],
 347                 (type->cnt - (r + 1)) * sizeof(type->regions[r]));
 348         type->cnt--;
 349
 350         /* Special case for empty arrays */
 351         if (type->cnt == 0) {
 352                 WARN_ON(type->total_size != 0);
 353                 type->cnt = 1;
 354                 type->regions[0].base = 0;
 355                 type->regions[0].size = 0;
 356                 type->regions[0].flags = 0;
 357                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], MAX_NUMNODES);
 358         }
 359 }
 360
 361 #ifndef CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK
 362 /**
 363  * memblock_discard - discard memory and reserved arrays if they were allocated
 364  */
 365 void __init memblock_discard(void)
 366 {
 367         phys_addr_t addr, size;
 368
 369         if (memblock.reserved.regions != memblock_reserved_init_regions) {
 370                 addr = __pa(memblock.reserved.regions);
 371                 size = PAGE_ALIGN(sizeof(struct memblock_region) *
 372                                   memblock.reserved.max);
 373                 if (memblock_reserved_in_slab)
 374                         kfree(memblock.reserved.regions);
 375                 else
 376                         memblock_free_late(addr, size);
 377         }
 378
 379         if (memblock.memory.regions != memblock_memory_init_regions) {
 380                 addr = __pa(memblock.memory.regions);
 381                 size = PAGE_ALIGN(sizeof(struct memblock_region) *
 382                                   memblock.memory.max);
 383                 if (memblock_memory_in_slab)
 384                         kfree(memblock.memory.regions);
 385                 else
 386                         memblock_free_late(addr, size);
 387         }
 388
 389         memblock_memory = NULL;
 390 }
 391 #endif
 392
 393 /**
 394  * memblock_double_array - double the size of the memblock regions array
 395  * @type: memblock type of the regions array being doubled
 396  * @new_area_start: starting address of memory range to avoid overlap with
 397  * @new_area_size: size of memory range to avoid overlap with
 398  *
 399  * Double the size of the @type regions array. If memblock is being used to
 400  * allocate memory for a new reserved regions array and there is a previously
 401  * allocated memory range [@new_area_start, @new_area_start + @new_area_size]
 402  * waiting to be reserved, ensure the memory used by the new array does
 403  * not overlap.
 404  *
 405  * Return:
 406  * 0 on success, -1 on failure.
 407  */
 408 static int __init_memblock memblock_double_array(struct memblock_type *type,
 409                                                 phys_addr_t new_area_start,
 410                                                 phys_addr_t new_area_size)
 411 {
 412         struct memblock_region *new_array, *old_array;
 413         phys_addr_t old_alloc_size, new_alloc_size;
 414         phys_addr_t old_size, new_size, addr, new_end;
 415         int use_slab = slab_is_available();
 416         int *in_slab;
 417
 418         /* We don't allow resizing until we know about the reserved regions
 419          * of memory that aren't suitable for allocation
 420          */
 421         if (!memblock_can_resize)
 422                 return -1;
 423
 424         /* Calculate new doubled size */
 425         old_size = type->max * sizeof(struct memblock_region);
 426         new_size = old_size << 1;
 427         /*
 428          * We need to allocated new one align to PAGE_SIZE,
 429          *   so we can free them completely later.
 430          */
 431         old_alloc_size = PAGE_ALIGN(old_size);
 432         new_alloc_size = PAGE_ALIGN(new_size);
 433
 434         /* Retrieve the slab flag */
 435         if (type == &memblock.memory)
 436                 in_slab = &memblock_memory_in_slab;
 437         else
 438                 in_slab = &memblock_reserved_in_slab;
 439
 440         /* Try to find some space for it */
 441         if (use_slab) {
 442                 new_array = kmalloc(new_size, GFP_KERNEL);
 443                 addr = new_array ? __pa(new_array) : 0;
 444         } else {
 445                 /* only exclude range when trying to double reserved.regions */
 446                 if (type != &memblock.reserved)
 447                         new_area_start = new_area_size = 0;
 448
 449                 addr = memblock_find_in_range(new_area_start + new_area_size,
 450                                                 memblock.current_limit,
 451                                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
 452                 if (!addr && new_area_size)
 453                         addr = memblock_find_in_range(0,
 454                                 min(new_area_start, memblock.current_limit),
 455                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
 456
 457                 new_array = addr ? __va(addr) : NULL;
 458         }
 459         if (!addr) {
 460                 pr_err("memblock: Failed to double %s array from %ld to %ld entries !\n",
 461                        type->name, type->max, type->max * 2);
 462                 return -1;
 463         }
 464
 465         new_end = addr + new_size - 1;
 466         memblock_dbg("memblock: %s is doubled to %ld at [%pa-%pa]",
 467                         type->name, type->max * 2, &addr, &new_end);
 468
 469         /*
 470          * Found space, we now need to move the array over before we add the
 471          * reserved region since it may be our reserved array itself that is
 472          * full.
 473          */
 474         memcpy(new_array, type->regions, old_size);
 475         memset(new_array + type->max, 0, old_size);
 476         old_array = type->regions;
 477         type->regions = new_array;
 478         type->max <<= 1;
 479
 480         /* Free old array. We needn't free it if the array is the static one */
 481         if (*in_slab)
 482                 kfree(old_array);
 483         else if (old_array != memblock_memory_init_regions &&
 484                  old_array != memblock_reserved_init_regions)
 485                 memblock_free(old_array, old_alloc_size);
 486
 487         /*
 488          * Reserve the new array if that comes from the memblock.  Otherwise, we
 489          * needn't do it
 490          */
 491         if (!use_slab)
 492                 BUG_ON(memblock_reserve(addr, new_alloc_size));
 493
 494         /* Update slab flag */
 495         *in_slab = use_slab;
 496
 497         return 0;
 498 }
 499
 500 /**
 501  * memblock_merge_regions - merge neighboring compatible regions
 502  * @type: memblock type to scan
 503  *
 504  * Scan @type and merge neighboring compatible regions.
 505  */
 506 static void __init_memblock memblock_merge_regions(struct memblock_type *type)
 507 {
 508         int i = 0;
 509
 510         /* cnt never goes below 1 */
 511         while (i < type->cnt - 1) {
 512                 struct memblock_region *this = &type->regions[i];
 513                 struct memblock_region *next = &type->regions[i + 1];
 514
 515                 if (this->base + this->size != next->base ||
 516                     memblock_get_region_node(this) !=
 517                     memblock_get_region_node(next) ||
 518                     this->flags != next->flags) {
 519                         BUG_ON(this->base + this->size > next->base);
 520                         i++;
 521                         continue;
 522                 }
 523
 524                 this->size += next->size;
 525                 /* move forward from next + 1, index of which is i + 2 */
 526                 memmove(next, next + 1, (type->cnt - (i + 2)) * sizeof(*next));
 527                 type->cnt--;
 528         }
 529 }
 530
 531 /**
 532  * memblock_insert_region - insert new memblock region
 533  * @type:       memblock type to insert into
 534  * @idx:        index for the insertion point
 535  * @base:       base address of the new region
 536  * @size:       size of the new region
 537  * @nid:        node id of the new region
 538  * @flags:      flags of the new region
 539  *
 540  * Insert new memblock region [@base, @base + @size) into @type at @idx.
 541  * @type must already have extra room to accommodate the new region.
 542  */
 543 static void __init_memblock memblock_insert_region(struct memblock_type *type,
 544                                                    int idx, phys_addr_t base,
 545                                                    phys_addr_t size,
 546                                                    int nid,
 547                                                    enum memblock_flags flags)
 548 {
 549         struct memblock_region *rgn = &type->regions[idx];
 550
 551         BUG_ON(type->cnt >= type->max);
 552         memmove(rgn + 1, rgn, (type->cnt - idx) * sizeof(*rgn));
 553         rgn->base = base;
 554         rgn->size = size;
 555         rgn->flags = flags;
 556         memblock_set_region_node(rgn, nid);
 557         type->cnt++;
 558         type->total_size += size;
 559 }
 560
 561 /**
 562  * memblock_add_range - add new memblock region
 563  * @type: memblock type to add new region into
 564  * @base: base address of the new region
 565  * @size: size of the new region
 566  * @nid: nid of the new region
 567  * @flags: flags of the new region
 568  *
 569  * Add new memblock region [@base, @base + @size) into @type.  The new region
 570  * is allowed to overlap with existing ones - overlaps don't affect already
 571  * existing regions.  @type is guaranteed to be minimal (all neighbouring
 572  * compatible regions are merged) after the addition.
 573  *
 574  * Return:
 575  * 0 on success, -errno on failure.
 576  */
 577 static int __init_memblock memblock_add_range(struct memblock_type *type,
 578                                 phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 579                                 int nid, enum memblock_flags flags)
 580 {
 581         bool insert = false;
 582         phys_addr_t obase = base;
 583         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
 584         int idx, nr_new;
 585         struct memblock_region *rgn;
 586
 587         if (!size)
 588                 return 0;
 589
 590         /* special case for empty array */
 591         if (type->regions[0].size == 0) {
 592                 WARN_ON(type->cnt != 1 || type->total_size);
 593                 type->regions[0].base = base;
 594                 type->regions[0].size = size;
 595                 type->regions[0].flags = flags;
 596                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], nid);
 597                 type->total_size = size;
 598                 return 0;
 599         }
 600 repeat:
 601         /*
 602          * The following is executed twice.  Once with %false @insert and
 603          * then with %true.  The first counts the number of regions needed
 604          * to accommodate the new area.  The second actually inserts them.
 605          */
 606         base = obase;
 607         nr_new = 0;
 608
 609         for_each_memblock_type(idx, type, rgn) {
 610                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
 611                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
 612
 613                 if (rbase >= end)
 614                         break;
 615                 if (rend <= base)
 616                         continue;
 617                 /*
 618                  * @rgn overlaps.  If it separates the lower part of new
 619                  * area, insert that portion.
 620                  */
 621                 if (rbase > base) {
 622 #ifdef CONFIG_NUMA
 623                         WARN_ON(nid != memblock_get_region_node(rgn));
 624 #endif
 625                         WARN_ON(flags != rgn->flags);
 626                         nr_new++;
 627                         if (insert)
 628                                 memblock_insert_region(type, idx++, base,
 629                                                        rbase - base, nid,
 630                                                        flags);
 631                 }
 632                 /* area below @rend is dealt with, forget about it */
 633                 base = min(rend, end);
 634         }
 635
 636         /* insert the remaining portion */
 637         if (base < end) {
 638                 nr_new++;
 639                 if (insert)
 640                         memblock_insert_region(type, idx, base, end - base,
 641                                                nid, flags);
 642         }
 643
 644         if (!nr_new)
 645                 return 0;
 646
 647         /*
 648          * If this was the first round, resize array and repeat for actual
 649          * insertions; otherwise, merge and return.
 650          */
 651         if (!insert) {
 652                 while (type->cnt + nr_new > type->max)
 653                         if (memblock_double_array(type, obase, size) < 0)
 654                                 return -ENOMEM;
 655                 insert = true;
 656                 goto repeat;
 657         } else {
 658                 memblock_merge_regions(type);
 659                 return 0;
 660         }
 661 }
 662
 663 /**
 664  * memblock_add_node - add new memblock region within a NUMA node
 665  * @base: base address of the new region
 666  * @size: size of the new region
 667  * @nid: nid of the new region
 668  * @flags: flags of the new region
 669  *
 670  * Add new memblock region [@base, @base + @size) to the "memory"
 671  * type. See memblock_add_range() description for mode details
 672  *
 673  * Return:
 674  * 0 on success, -errno on failure.
 675  */
 676 int __init_memblock memblock_add_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 677                                       int nid, enum memblock_flags flags)
 678 {
 679         phys_addr_t end = base + size - 1;
 680
 681         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] nid=%d flags=%x %pS\n", __func__,
 682                      &base, &end, nid, flags, (void *)_RET_IP_);
 683
 684         return memblock_add_range(&memblock.memory, base, size, nid, flags);
 685 }
 686
 687 /**
 688  * memblock_add - add new memblock region
 689  * @base: base address of the new region
 690  * @size: size of the new region
 691  *
 692  * Add new memblock region [@base, @base + @size) to the "memory"
 693  * type. See memblock_add_range() description for mode details
 694  *
 695  * Return:
 696  * 0 on success, -errno on failure.
 697  */
 698 int __init_memblock memblock_add(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 699 {
 700         phys_addr_t end = base + size - 1;
 701
 702         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
 703                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
 704
 705         return memblock_add_range(&memblock.memory, base, size, MAX_NUMNODES, 0);
 706 }
 707
 708 /**
 709  * memblock_isolate_range - isolate given range into disjoint memblocks
 710  * @type: memblock type to isolate range for
 711  * @base: base of range to isolate
 712  * @size: size of range to isolate
 713  * @start_rgn: out parameter for the start of isolated region
 714  * @end_rgn: out parameter for the end of isolated region
 715  *
 716  * Walk @type and ensure that regions don't cross the boundaries defined by
 717  * [@base, @base + @size).  Crossing regions are split at the boundaries,
 718  * which may create at most two more regions.  The index of the first
 719  * region inside the range is returned in *@start_rgn and end in *@end_rgn.
 720  *
 721  * Return:
 722  * 0 on success, -errno on failure.
 723  */
 724 static int __init_memblock memblock_isolate_range(struct memblock_type *type,
 725                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 726                                         int *start_rgn, int *end_rgn)
 727 {
 728         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
 729         int idx;
 730         struct memblock_region *rgn;
 731
 732         *start_rgn = *end_rgn = 0;
 733
 734         if (!size)
 735                 return 0;
 736
 737         /* we'll create at most two more regions */
 738         while (type->cnt + 2 > type->max)
 739                 if (memblock_double_array(type, base, size) < 0)
 740                         return -ENOMEM;
 741
 742         for_each_memblock_type(idx, type, rgn) {
 743                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
 744                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
 745
 746                 if (rbase >= end)
 747                         break;
 748                 if (rend <= base)
 749                         continue;
 750
 751                 if (rbase < base) {
 752                         /*
 753                          * @rgn intersects from below.  Split and continue
 754                          * to process the next region - the new top half.
 755                          */
 756                         rgn->base = base;
 757                         rgn->size -= base - rbase;
 758                         type->total_size -= base - rbase;
 759                         memblock_insert_region(type, idx, rbase, base - rbase,
 760                                                memblock_get_region_node(rgn),
 761                                                rgn->flags);
 762                 } else if (rend > end) {
 763                         /*
 764                          * @rgn intersects from above.  Split and redo the
 765                          * current region - the new bottom half.
 766                          */
 767                         rgn->base = end;
 768                         rgn->size -= end - rbase;
 769                         type->total_size -= end - rbase;
 770                         memblock_insert_region(type, idx--, rbase, end - rbase,
 771                                                memblock_get_region_node(rgn),
 772                                                rgn->flags);
 773                 } else {
 774                         /* @rgn is fully contained, record it */
 775                         if (!*end_rgn)
 776                                 *start_rgn = idx;
 777                         *end_rgn = idx + 1;
 778                 }
 779         }
 780
 781         return 0;
 782 }
 783
 784 static int __init_memblock memblock_remove_range(struct memblock_type *type,
 785                                           phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 786 {
 787         int start_rgn, end_rgn;
 788         int i, ret;
 789
 790         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
 791         if (ret)
 792                 return ret;
 793
 794         for (i = end_rgn - 1; i >= start_rgn; i--)
 795                 memblock_remove_region(type, i);
 796         return 0;
 797 }
 798
 799 int __init_memblock memblock_remove(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 800 {
 801         phys_addr_t end = base + size - 1;
 802
 803         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
 804                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
 805
 806         return memblock_remove_range(&memblock.memory, base, size);
 807 }
 808
 809 /**
 810  * memblock_free - free boot memory allocation
 811  * @ptr: starting address of the  boot memory allocation
 812  * @size: size of the boot memory block in bytes
 813  *
 814  * Free boot memory block previously allocated by memblock_alloc_xx() API.
 815  * The freeing memory will not be released to the buddy allocator.
 816  */
 817 void __init_memblock memblock_free(void *ptr, size_t size)
 818 {
 819         if (ptr)
 820                 memblock_phys_free(__pa(ptr), size);
 821 }
 822
 823 /**
 824  * memblock_phys_free - free boot memory block
 825  * @base: phys starting address of the  boot memory block
 826  * @size: size of the boot memory block in bytes
 827  *
 828  * Free boot memory block previously allocated by memblock_alloc_xx() API.
 829  * The freeing memory will not be released to the buddy allocator.
 830  */
 831 int __init_memblock memblock_phys_free(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 832 {
 833         phys_addr_t end = base + size - 1;
 834
 835         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
 836                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
 837
 838         kmemleak_free_part_phys(base, size);
 839         return memblock_remove_range(&memblock.reserved, base, size);
 840 }
 841
 842 int __init_memblock memblock_reserve(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 843 {
 844         phys_addr_t end = base + size - 1;
 845
 846         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
 847                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
 848
 849         return memblock_add_range(&memblock.reserved, base, size, MAX_NUMNODES, 0);
 850 }
 851
 852 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
 853 int __init_memblock memblock_physmem_add(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 854 {
 855         phys_addr_t end = base + size - 1;
 856
 857         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
 858                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
 859
 860         return memblock_add_range(&physmem, base, size, MAX_NUMNODES, 0);
 861 }
 862 #endif
 863
 864 /**
 865  * memblock_setclr_flag - set or clear flag for a memory region
 866  * @base: base address of the region
 867  * @size: size of the region
 868  * @set: set or clear the flag
 869  * @flag: the flag to update
 870  *
 871  * This function isolates region [@base, @base + @size), and sets/clears flag
 872  *
 873  * Return: 0 on success, -errno on failure.
 874  */
 875 static int __init_memblock memblock_setclr_flag(phys_addr_t base,
 876                                 phys_addr_t size, int set, int flag)
 877 {
 878         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
 879         int i, ret, start_rgn, end_rgn;
 880
 881         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
 882         if (ret)
 883                 return ret;
 884
 885         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++) {
 886                 struct memblock_region *r = &type->regions[i];
 887
 888                 if (set)
 889                         r->flags |= flag;
 890                 else
 891                         r->flags &= ~flag;
 892         }
 893
 894         memblock_merge_regions(type);
 895         return 0;
 896 }
 897
 898 /**
 899  * memblock_mark_hotplug - Mark hotpluggable memory with flag MEMBLOCK_HOTPLUG.
 900  * @base: the base phys addr of the region
 901  * @size: the size of the region
 902  *
 903  * Return: 0 on success, -errno on failure.
 904  */
 905 int __init_memblock memblock_mark_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 906 {
 907         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_HOTPLUG);
 908 }
 909
 910 /**
 911  * memblock_clear_hotplug - Clear flag MEMBLOCK_HOTPLUG for a specified region.
 912  * @base: the base phys addr of the region
 913  * @size: the size of the region
 914  *
 915  * Return: 0 on success, -errno on failure.
 916  */
 917 int __init_memblock memblock_clear_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 918 {
 919         return memblock_setclr_flag(base, size, 0, MEMBLOCK_HOTPLUG);
 920 }
 921
 922 /**
 923  * memblock_mark_mirror - Mark mirrored memory with flag MEMBLOCK_MIRROR.
 924  * @base: the base phys addr of the region
 925  * @size: the size of the region
 926  *
 927  * Return: 0 on success, -errno on failure.
 928  */
 929 int __init_memblock memblock_mark_mirror(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 930 {
 931         if (!mirrored_kernelcore)
 932                 return 0;
 933
 934         system_has_some_mirror = true;
 935
 936         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_MIRROR);
 937 }
 938
 939 /**
 940  * memblock_mark_nomap - Mark a memory region with flag MEMBLOCK_NOMAP.
 941  * @base: the base phys addr of the region
 942  * @size: the size of the region
 943  *
 944  * The memory regions marked with %MEMBLOCK_NOMAP will not be added to the
 945  * direct mapping of the physical memory. These regions will still be
 946  * covered by the memory map. The struct page representing NOMAP memory
 947  * frames in the memory map will be PageReserved()
 948  *
 949  * Note: if the memory being marked %MEMBLOCK_NOMAP was allocated from
 950  * memblock, the caller must inform kmemleak to ignore that memory
 951  *
 952  * Return: 0 on success, -errno on failure.
 953  */
 954 int __init_memblock memblock_mark_nomap(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 955 {
 956         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_NOMAP);
 957 }
 958
 959 /**
 960  * memblock_clear_nomap - Clear flag MEMBLOCK_NOMAP for a specified region.
 961  * @base: the base phys addr of the region
 962  * @size: the size of the region
 963  *
 964  * Return: 0 on success, -errno on failure.
 965  */
 966 int __init_memblock memblock_clear_nomap(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 967 {
 968         return memblock_setclr_flag(base, size, 0, MEMBLOCK_NOMAP);
 969 }
 970
 971 static bool should_skip_region(struct memblock_type *type,
 972                                struct memblock_region *m,
 973                                int nid, int flags)
 974 {
 975         int m_nid = memblock_get_region_node(m);
 976
 977         /* we never skip regions when iterating memblock.reserved or physmem */
 978         if (type != memblock_memory)
 979                 return false;
 980
 981         /* only memory regions are associated with nodes, check it */
 982         if (nid != NUMA_NO_NODE && nid != m_nid)
 983                 return true;
 984
 985         /* skip hotpluggable memory regions if needed */
 986         if (movable_node_is_enabled() && memblock_is_hotpluggable(m) &&
 987             !(flags & MEMBLOCK_HOTPLUG))
 988                 return true;
 989
 990         /* if we want mirror memory skip non-mirror memory regions */
 991         if ((flags & MEMBLOCK_MIRROR) && !memblock_is_mirror(m))
 992                 return true;
 993
 994         /* skip nomap memory unless we were asked for it explicitly */
 995         if (!(flags & MEMBLOCK_NOMAP) && memblock_is_nomap(m))
 996                 return true;
 997
 998         /* skip driver-managed memory unless we were asked for it explicitly */
 999         if (!(flags & MEMBLOCK_DRIVER_MANAGED) && memblock_is_driver_managed(m))
1000                 return true;
1001
1002         return false;
1003 }
1004
1005 /**
1006  * __next_mem_range - next function for for_each_free_mem_range() etc.
1007  * @idx: pointer to u64 loop variable
1008  * @nid: node selector, %NUMA_NO_NODE for all nodes
1009  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
1010  * @type_a: pointer to memblock_type from where the range is taken
1011  * @type_b: pointer to memblock_type which excludes memory from being taken
1012  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
1013  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
1014  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
1015  *
1016  * Find the first area from *@idx which matches @nid, fill the out
1017  * parameters, and update *@idx for the next iteration.  The lower 32bit of
1018  * *@idx contains index into type_a and the upper 32bit indexes the
1019  * areas before each region in type_b.  For example, if type_b regions
1020  * look like the following,
1021  *
1022  *      0:[0-16), 1:[32-48), 2:[128-130)
1023  *
1024  * The upper 32bit indexes the following regions.
1025  *
1026  *      0:[0-0), 1:[16-32), 2:[48-128), 3:[130-MAX)
1027  *
1028  * As both region arrays are sorted, the function advances the two indices
1029  * in lockstep and returns each intersection.
1030  */
1031 void __next_mem_range(u64 *idx, int nid, enum memblock_flags flags,
1032                       struct memblock_type *type_a,
1033                       struct memblock_type *type_b, phys_addr_t *out_start,
1034                       phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
1035 {
1036         int idx_a = *idx & 0xffffffff;
1037         int idx_b = *idx >> 32;
1038
1039         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES,
1040         "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
1041                 nid = NUMA_NO_NODE;
1042
1043         for (; idx_a < type_a->cnt; idx_a++) {
1044                 struct memblock_region *m = &type_a->regions[idx_a];
1045
1046                 phys_addr_t m_start = m->base;
1047                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
1048                 int         m_nid = memblock_get_region_node(m);
1049
1050                 if (should_skip_region(type_a, m, nid, flags))
1051                         continue;
1052
1053                 if (!type_b) {
1054                         if (out_start)
1055                                 *out_start = m_start;
1056                         if (out_end)
1057                                 *out_end = m_end;
1058                         if (out_nid)
1059                                 *out_nid = m_nid;
1060                         idx_a++;
1061                         *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1062                         return;
1063                 }
1064
1065                 /* scan areas before each reservation */
1066                 for (; idx_b < type_b->cnt + 1; idx_b++) {
1067                         struct memblock_region *r;
1068                         phys_addr_t r_start;
1069                         phys_addr_t r_end;
1070
1071                         r = &type_b->regions[idx_b];
1072                         r_start = idx_b ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
1073                         r_end = idx_b < type_b->cnt ?
1074                                 r->base : PHYS_ADDR_MAX;
1075
1076                         /*
1077                          * if idx_b advanced past idx_a,
1078                          * break out to advance idx_a
1079                          */
1080                         if (r_start >= m_end)
1081                                 break;
1082                         /* if the two regions intersect, we're done */
1083                         if (m_start < r_end) {
1084                                 if (out_start)
1085                                         *out_start =
1086                                                 max(m_start, r_start);
1087                                 if (out_end)
1088                                         *out_end = min(m_end, r_end);
1089                                 if (out_nid)
1090                                         *out_nid = m_nid;
1091                                 /*
1092                                  * The region which ends first is
1093                                  * advanced for the next iteration.
1094                                  */
1095                                 if (m_end <= r_end)
1096                                         idx_a++;
1097                                 else
1098                                         idx_b++;
1099                                 *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1100                                 return;
1101                         }
1102                 }
1103         }
1104
1105         /* signal end of iteration */
1106         *idx = ULLONG_MAX;
1107 }
1108
1109 /**
1110  * __next_mem_range_rev - generic next function for for_each_*_range_rev()
1111  *
1112  * @idx: pointer to u64 loop variable
1113  * @nid: node selector, %NUMA_NO_NODE for all nodes
1114  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
1115  * @type_a: pointer to memblock_type from where the range is taken
1116  * @type_b: pointer to memblock_type which excludes memory from being taken
1117  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
1118  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
1119  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
1120  *
1121  * Finds the next range from type_a which is not marked as unsuitable
1122  * in type_b.
1123  *
1124  * Reverse of __next_mem_range().
1125  */
1126 void __init_memblock __next_mem_range_rev(u64 *idx, int nid,
1127                                           enum memblock_flags flags,
1128                                           struct memblock_type *type_a,
1129                                           struct memblock_type *type_b,
1130                                           phys_addr_t *out_start,
1131                                           phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
1132 {
1133         int idx_a = *idx & 0xffffffff;
1134         int idx_b = *idx >> 32;
1135
1136         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES, "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
1137                 nid = NUMA_NO_NODE;
1138
1139         if (*idx == (u64)ULLONG_MAX) {
1140                 idx_a = type_a->cnt - 1;
1141                 if (type_b != NULL)
1142                         idx_b = type_b->cnt;
1143                 else
1144                         idx_b = 0;
1145         }
1146
1147         for (; idx_a >= 0; idx_a--) {
1148                 struct memblock_region *m = &type_a->regions[idx_a];
1149
1150                 phys_addr_t m_start = m->base;
1151                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
1152                 int m_nid = memblock_get_region_node(m);
1153
1154                 if (should_skip_region(type_a, m, nid, flags))
1155                         continue;
1156
1157                 if (!type_b) {
1158                         if (out_start)
1159                                 *out_start = m_start;
1160                         if (out_end)
1161                                 *out_end = m_end;
1162                         if (out_nid)
1163                                 *out_nid = m_nid;
1164                         idx_a--;
1165                         *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1166                         return;
1167                 }
1168
1169                 /* scan areas before each reservation */
1170                 for (; idx_b >= 0; idx_b--) {
1171                         struct memblock_region *r;
1172                         phys_addr_t r_start;
1173                         phys_addr_t r_end;
1174
1175                         r = &type_b->regions[idx_b];
1176                         r_start = idx_b ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
1177                         r_end = idx_b < type_b->cnt ?
1178                                 r->base : PHYS_ADDR_MAX;
1179                         /*
1180                          * if idx_b advanced past idx_a,
1181                          * break out to advance idx_a
1182                          */
1183
1184                         if (r_end <= m_start)
1185                                 break;
1186                         /* if the two regions intersect, we're done */
1187                         if (m_end > r_start) {
1188                                 if (out_start)
1189                                         *out_start = max(m_start, r_start);
1190                                 if (out_end)
1191                                         *out_end = min(m_end, r_end);
1192                                 if (out_nid)
1193                                         *out_nid = m_nid;
1194                                 if (m_start >= r_start)
1195                                         idx_a--;
1196                                 else
1197                                         idx_b--;
1198                                 *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1199                                 return;
1200                         }
1201                 }
1202         }
1203         /* signal end of iteration */
1204         *idx = ULLONG_MAX;
1205 }
1206
1207 /*
1208  * Common iterator interface used to define for_each_mem_pfn_range().
1209  */
1210 void __init_memblock __next_mem_pfn_range(int *idx, int nid,
1211                                 unsigned long *out_start_pfn,
1212                                 unsigned long *out_end_pfn, int *out_nid)
1213 {
1214         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
1215         struct memblock_region *r;
1216         int r_nid;
1217
1218         while (++*idx < type->cnt) {
1219                 r = &type->regions[*idx];
1220                 r_nid = memblock_get_region_node(r);
1221
1222                 if (PFN_UP(r->base) >= PFN_DOWN(r->base + r->size))
1223                         continue;
1224                 if (nid == MAX_NUMNODES || nid == r_nid)
1225                         break;
1226         }
1227         if (*idx >= type->cnt) {
1228                 *idx = -1;
1229                 return;
1230         }
1231
1232         if (out_start_pfn)
1233                 *out_start_pfn = PFN_UP(r->base);
1234         if (out_end_pfn)
1235                 *out_end_pfn = PFN_DOWN(r->base + r->size);
1236         if (out_nid)
1237                 *out_nid = r_nid;
1238 }
1239
1240 /**
1241  * memblock_set_node - set node ID on memblock regions
1242  * @base: base of area to set node ID for
1243  * @size: size of area to set node ID for
1244  * @type: memblock type to set node ID for
1245  * @nid: node ID to set
1246  *
1247  * Set the nid of memblock @type regions in [@base, @base + @size) to @nid.
1248  * Regions which cross the area boundaries are split as necessary.
1249  *
1250  * Return:
1251  * 0 on success, -errno on failure.
1252  */
1253 int __init_memblock memblock_set_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
1254                                       struct memblock_type *type, int nid)
1255 {
1256 #ifdef CONFIG_NUMA
1257         int start_rgn, end_rgn;
1258         int i, ret;
1259
1260         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
1261         if (ret)
1262                 return ret;
1263
1264         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++)
1265                 memblock_set_region_node(&type->regions[i], nid);
1266
1267         memblock_merge_regions(type);
1268 #endif
1269         return 0;
1270 }
1271
1272 #ifdef CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT
1273 /**
1274  * __next_mem_pfn_range_in_zone - iterator for for_each_*_range_in_zone()
1275  *
1276  * @idx: pointer to u64 loop variable
1277  * @zone: zone in which all of the memory blocks reside
1278  * @out_spfn: ptr to ulong for start pfn of the range, can be %NULL
1279  * @out_epfn: ptr to ulong for end pfn of the range, can be %NULL
1280  *
1281  * This function is meant to be a zone/pfn specific wrapper for the
1282  * for_each_mem_range type iterators. Specifically they are used in the
1283  * deferred memory init routines and as such we were duplicating much of
1284  * this logic throughout the code. So instead of having it in multiple
1285  * locations it seemed like it would make more sense to centralize this to
1286  * one new iterator that does everything they need.
1287  */
1288 void __init_memblock
1289 __next_mem_pfn_range_in_zone(u64 *idx, struct zone *zone,
1290                              unsigned long *out_spfn, unsigned long *out_epfn)
1291 {
1292         int zone_nid = zone_to_nid(zone);
1293         phys_addr_t spa, epa;
1294
1295         __next_mem_range(idx, zone_nid, MEMBLOCK_NONE,
1296                          &memblock.memory, &memblock.reserved,
1297                          &spa, &epa, NULL);
1298
1299         while (*idx != U64_MAX) {
1300                 unsigned long epfn = PFN_DOWN(epa);
1301                 unsigned long spfn = PFN_UP(spa);
1302
1303                 /*
1304                  * Verify the end is at least past the start of the zone and
1305                  * that we have at least one PFN to initialize.
1306                  */
1307                 if (zone->zone_start_pfn < epfn && spfn < epfn) {
1308                         /* if we went too far just stop searching */
1309                         if (zone_end_pfn(zone) <= spfn) {
1310                                 *idx = U64_MAX;
1311                                 break;
1312                         }
1313
1314                         if (out_spfn)
1315                                 *out_spfn = max(zone->zone_start_pfn, spfn);
1316                         if (out_epfn)
1317                                 *out_epfn = min(zone_end_pfn(zone), epfn);
1318
1319                         return;
1320                 }
1321
1322                 __next_mem_range(idx, zone_nid, MEMBLOCK_NONE,
1323                                  &memblock.memory, &memblock.reserved,
1324                                  &spa, &epa, NULL);
1325         }
1326
1327         /* signal end of iteration */
1328         if (out_spfn)
1329                 *out_spfn = ULONG_MAX;
1330         if (out_epfn)
1331                 *out_epfn = 0;
1332 }
1333
1334 #endif /* CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT */
1335
1336 /**
1337  * memblock_alloc_range_nid - allocate boot memory block
1338  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1339  * @align: alignment of the region and block's size
1340  * @start: the lower bound of the memory region to allocate (phys address)
1341  * @end: the upper bound of the memory region to allocate (phys address)
1342  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1343  * @exact_nid: control the allocation fall back to other nodes
1344  *
1345  * The allocation is performed from memory region limited by
1346  * memblock.current_limit if @end == %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE.
1347  *
1348  * If the specified node can not hold the requested memory and @exact_nid
1349  * is false, the allocation falls back to any node in the system.
1350  *
1351  * For systems with memory mirroring, the allocation is attempted first
1352  * from the regions with mirroring enabled and then retried from any
1353  * memory region.
1354  *
1355  * In addition, function using kmemleak_alloc_phys for allocated boot
1356  * memory block, it is never reported as leaks.
1357  *
1358  * Return:
1359  * Physical address of allocated memory block on success, %0 on failure.
1360  */
1361 phys_addr_t __init memblock_alloc_range_nid(phys_addr_t size,
1362                                         phys_addr_t align, phys_addr_t start,
1363                                         phys_addr_t end, int nid,
1364                                         bool exact_nid)
1365 {
1366         enum memblock_flags flags = choose_memblock_flags();
1367         phys_addr_t found;
1368
1369         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES, "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
1370                 nid = NUMA_NO_NODE;
1371
1372         if (!align) {
1373                 /* Can't use WARNs this early in boot on powerpc */
1374                 dump_stack();
1375                 align = SMP_CACHE_BYTES;
1376         }
1377
1378 again:
1379         found = memblock_find_in_range_node(size, align, start, end, nid,
1380                                             flags);
1381         if (found && !memblock_reserve(found, size))
1382                 goto done;
1383
1384         if (nid != NUMA_NO_NODE && !exact_nid) {
1385                 found = memblock_find_in_range_node(size, align, start,
1386                                                     end, NUMA_NO_NODE,
1387                                                     flags);
1388                 if (found && !memblock_reserve(found, size))
1389                         goto done;
1390         }
1391
1392         if (flags & MEMBLOCK_MIRROR) {
1393                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
1394                 pr_warn_ratelimited("Could not allocate %pap bytes of mirrored memory\n",
1395                         &size);
1396                 goto again;
1397         }
1398
1399         return 0;
1400
1401 done:
1402         /*
1403          * Skip kmemleak for those places like kasan_init() and
1404          * early_pgtable_alloc() due to high volume.
1405          */
1406         if (end != MEMBLOCK_ALLOC_NOLEAKTRACE)
1407                 /*
1408                  * Memblock allocated blocks are never reported as
1409                  * leaks. This is because many of these blocks are
1410                  * only referred via the physical address which is
1411                  * not looked up by kmemleak.
1412                  */
1413                 kmemleak_alloc_phys(found, size, 0);
1414
1415         return found;
1416 }
1417
1418 /**
1419  * memblock_phys_alloc_range - allocate a memory block inside specified range
1420  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1421  * @align: alignment of the region and block's size
1422  * @start: the lower bound of the memory region to allocate (physical address)
1423  * @end: the upper bound of the memory region to allocate (physical address)
1424  *
1425  * Allocate @size bytes in the between @start and @end.
1426  *
1427  * Return: physical address of the allocated memory block on success,
1428  * %0 on failure.
1429  */
1430 phys_addr_t __init memblock_phys_alloc_range(phys_addr_t size,
1431                                              phys_addr_t align,
1432                                              phys_addr_t start,
1433                                              phys_addr_t end)
1434 {
1435         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx from=%pa max_addr=%pa %pS\n",
1436                      __func__, (u64)size, (u64)align, &start, &end,
1437                      (void *)_RET_IP_);
1438         return memblock_alloc_range_nid(size, align, start, end, NUMA_NO_NODE,
1439                                         false);
1440 }
1441
1442 /**
1443  * memblock_phys_alloc_try_nid - allocate a memory block from specified NUMA node
1444  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1445  * @align: alignment of the region and block's size
1446  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1447  *
1448  * Allocates memory block from the specified NUMA node. If the node
1449  * has no available memory, attempts to allocated from any node in the
1450  * system.
1451  *
1452  * Return: physical address of the allocated memory block on success,
1453  * %0 on failure.
1454  */
1455 phys_addr_t __init memblock_phys_alloc_try_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
1456 {
1457         return memblock_alloc_range_nid(size, align, 0,
1458                                         MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE, nid, false);
1459 }
1460
1461 /**
1462  * memblock_alloc_internal - allocate boot memory block
1463  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1464  * @align: alignment of the region and block's size
1465  * @min_addr: the lower bound of the memory region to allocate (phys address)
1466  * @max_addr: the upper bound of the memory region to allocate (phys address)
1467  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1468  * @exact_nid: control the allocation fall back to other nodes
1469  *
1470  * Allocates memory block using memblock_alloc_range_nid() and
1471  * converts the returned physical address to virtual.
1472  *
1473  * The @min_addr limit is dropped if it can not be satisfied and the allocation
1474  * will fall back to memory below @min_addr. Other constraints, such
1475  * as node and mirrored memory will be handled again in
1476  * memblock_alloc_range_nid().
1477  *
1478  * Return:
1479  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1480  */
1481 static void * __init memblock_alloc_internal(
1482                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1483                                 phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1484                                 int nid, bool exact_nid)
1485 {
1486         phys_addr_t alloc;
1487
1488         /*
1489          * Detect any accidental use of these APIs after slab is ready, as at
1490          * this moment memblock may be deinitialized already and its
1491          * internal data may be destroyed (after execution of memblock_free_all)
1492          */
1493         if (WARN_ON_ONCE(slab_is_available()))
1494                 return kzalloc_node(size, GFP_NOWAIT, nid);
1495
1496         if (max_addr > memblock.current_limit)
1497                 max_addr = memblock.current_limit;
1498
1499         alloc = memblock_alloc_range_nid(size, align, min_addr, max_addr, nid,
1500                                         exact_nid);
1501
1502         /* retry allocation without lower limit */
1503         if (!alloc && min_addr)
1504                 alloc = memblock_alloc_range_nid(size, align, 0, max_addr, nid,
1505                                                 exact_nid);
1506
1507         if (!alloc)
1508                 return NULL;
1509
1510         return phys_to_virt(alloc);
1511 }
1512
1513 /**
1514  * memblock_alloc_exact_nid_raw - allocate boot memory block on the exact node
1515  * without zeroing memory
1516  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1517  * @align: alignment of the region and block's size
1518  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1519  *        is preferred (phys address)
1520  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1521  *            is preferred (phys address), or %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE to
1522  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1523  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1524  *
1525  * Public function, provides additional debug information (including caller
1526  * info), if enabled. Does not zero allocated memory.
1527  *
1528  * Return:
1529  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1530  */
1531 void * __init memblock_alloc_exact_nid_raw(
1532                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1533                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1534                         int nid)
1535 {
1536         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=%pa max_addr=%pa %pS\n",
1537                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, &min_addr,
1538                      &max_addr, (void *)_RET_IP_);
1539
1540         return memblock_alloc_internal(size, align, min_addr, max_addr, nid,
1541                                        true);
1542 }
1543
1544 /**
1545  * memblock_alloc_try_nid_raw - allocate boot memory block without zeroing
1546  * memory and without panicking
1547  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1548  * @align: alignment of the region and block's size
1549  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1550  *        is preferred (phys address)
1551  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1552  *            is preferred (phys address), or %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE to
1553  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1554  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1555  *
1556  * Public function, provides additional debug information (including caller
1557  * info), if enabled. Does not zero allocated memory, does not panic if request
1558  * cannot be satisfied.
1559  *
1560  * Return:
1561  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1562  */
1563 void * __init memblock_alloc_try_nid_raw(
1564                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1565                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1566                         int nid)
1567 {
1568         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=%pa max_addr=%pa %pS\n",
1569                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, &min_addr,
1570                      &max_addr, (void *)_RET_IP_);
1571
1572         return memblock_alloc_internal(size, align, min_addr, max_addr, nid,
1573                                        false);
1574 }
1575
1576 /**
1577  * memblock_alloc_try_nid - allocate boot memory block
1578  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1579  * @align: alignment of the region and block's size
1580  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1581  *        is preferred (phys address)
1582  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1583  *            is preferred (phys address), or %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE to
1584  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1585  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1586  *
1587  * Public function, provides additional debug information (including caller
1588  * info), if enabled. This function zeroes the allocated memory.
1589  *
1590  * Return:
1591  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1592  */
1593 void * __init memblock_alloc_try_nid(
1594                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1595                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1596                         int nid)
1597 {
1598         void *ptr;
1599
1600         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=%pa max_addr=%pa %pS\n",
1601                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, &min_addr,
1602                      &max_addr, (void *)_RET_IP_);
1603         ptr = memblock_alloc_internal(size, align,
1604                                            min_addr, max_addr, nid, false);
1605         if (ptr)
1606                 memset(ptr, 0, size);
1607
1608         return ptr;
1609 }
1610
1611 /**
1612  * memblock_free_late - free pages directly to buddy allocator
1613  * @base: phys starting address of the  boot memory block
1614  * @size: size of the boot memory block in bytes
1615  *
1616  * This is only useful when the memblock allocator has already been torn
1617  * down, but we are still initializing the system.  Pages are released directly
1618  * to the buddy allocator.
1619  */
1620 void __init memblock_free_late(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1621 {
1622         phys_addr_t cursor, end;
1623
1624         end = base + size - 1;
1625         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n",
1626                      __func__, &base, &end, (void *)_RET_IP_);
1627         kmemleak_free_part_phys(base, size);
1628         cursor = PFN_UP(base);
1629         end = PFN_DOWN(base + size);
1630
1631         for (; cursor < end; cursor++) {
1632                 memblock_free_pages(pfn_to_page(cursor), cursor, 0);
1633                 totalram_pages_inc();
1634         }
1635 }
1636
1637 /*
1638  * Remaining API functions
1639  */
1640
1641 phys_addr_t __init_memblock memblock_phys_mem_size(void)
1642 {
1643         return memblock.memory.total_size;
1644 }
1645
1646 phys_addr_t __init_memblock memblock_reserved_size(void)
1647 {
1648         return memblock.reserved.total_size;
1649 }
1650
1651 /* lowest address */
1652 phys_addr_t __init_memblock memblock_start_of_DRAM(void)
1653 {
1654         return memblock.memory.regions[0].base;
1655 }
1656
1657 phys_addr_t __init_memblock memblock_end_of_DRAM(void)
1658 {
1659         int idx = memblock.memory.cnt - 1;
1660
1661         return (memblock.memory.regions[idx].base + memblock.memory.regions[idx].size);
1662 }
1663
1664 static phys_addr_t __init_memblock __find_max_addr(phys_addr_t limit)
1665 {
1666         phys_addr_t max_addr = PHYS_ADDR_MAX;
1667         struct memblock_region *r;
1668
1669         /*
1670          * translate the memory @limit size into the max address within one of
1671          * the memory memblock regions, if the @limit exceeds the total size
1672          * of those regions, max_addr will keep original value PHYS_ADDR_MAX
1673          */
1674         for_each_mem_region(r) {
1675                 if (limit <= r->size) {
1676                         max_addr = r->base + limit;
1677                         break;
1678                 }
1679                 limit -= r->size;
1680         }
1681
1682         return max_addr;
1683 }
1684
1685 void __init memblock_enforce_memory_limit(phys_addr_t limit)
1686 {
1687         phys_addr_t max_addr;
1688
1689         if (!limit)
1690                 return;
1691
1692         max_addr = __find_max_addr(limit);
1693
1694         /* @limit exceeds the total size of the memory, do nothing */
1695         if (max_addr == PHYS_ADDR_MAX)
1696                 return;
1697
1698         /* truncate both memory and reserved regions */
1699         memblock_remove_range(&memblock.memory, max_addr,
1700                               PHYS_ADDR_MAX);
1701         memblock_remove_range(&memblock.reserved, max_addr,
1702                               PHYS_ADDR_MAX);
1703 }
1704
1705 void __init memblock_cap_memory_range(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1706 {
1707         int start_rgn, end_rgn;
1708         int i, ret;
1709
1710         if (!size)
1711                 return;
1712
1713         if (!memblock_memory->total_size) {
1714                 pr_warn("%s: No memory registered yet\n", __func__);
1715                 return;
1716         }
1717
1718         ret = memblock_isolate_range(&memblock.memory, base, size,
1719                                                 &start_rgn, &end_rgn);
1720         if (ret)
1721                 return;
1722
1723         /* remove all the MAP regions */
1724         for (i = memblock.memory.cnt - 1; i >= end_rgn; i--)
1725                 if (!memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]))
1726                         memblock_remove_region(&memblock.memory, i);
1727
1728         for (i = start_rgn - 1; i >= 0; i--)
1729                 if (!memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]))
1730                         memblock_remove_region(&memblock.memory, i);
1731
1732         /* truncate the reserved regions */
1733         memblock_remove_range(&memblock.reserved, 0, base);
1734         memblock_remove_range(&memblock.reserved,
1735                         base + size, PHYS_ADDR_MAX);
1736 }
1737
1738 void __init memblock_mem_limit_remove_map(phys_addr_t limit)
1739 {
1740         phys_addr_t max_addr;
1741
1742         if (!limit)
1743                 return;
1744
1745         max_addr = __find_max_addr(limit);
1746
1747         /* @limit exceeds the total size of the memory, do nothing */
1748         if (max_addr == PHYS_ADDR_MAX)
1749                 return;
1750
1751         memblock_cap_memory_range(0, max_addr);
1752 }
1753
1754 static int __init_memblock memblock_search(struct memblock_type *type, phys_addr_t addr)
1755 {
1756         unsigned int left = 0, right = type->cnt;
1757
1758         do {
1759                 unsigned int mid = (right + left) / 2;
1760
1761                 if (addr < type->regions[mid].base)
1762                         right = mid;
1763                 else if (addr >= (type->regions[mid].base +
1764                                   type->regions[mid].size))
1765                         left = mid + 1;
1766                 else
1767                         return mid;
1768         } while (left < right);
1769         return -1;
1770 }
1771
1772 bool __init_memblock memblock_is_reserved(phys_addr_t addr)
1773 {
1774         return memblock_search(&memblock.reserved, addr) != -1;
1775 }
1776
1777 bool __init_memblock memblock_is_memory(phys_addr_t addr)
1778 {
1779         return memblock_search(&memblock.memory, addr) != -1;
1780 }
1781
1782 bool __init_memblock memblock_is_map_memory(phys_addr_t addr)
1783 {
1784         int i = memblock_search(&memblock.memory, addr);
1785
1786         if (i == -1)
1787                 return false;
1788         return !memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]);
1789 }
1790
1791 int __init_memblock memblock_search_pfn_nid(unsigned long pfn,
1792                          unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
1793 {
1794         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
1795         int mid = memblock_search(type, PFN_PHYS(pfn));
1796
1797         if (mid == -1)
1798                 return -1;
1799
1800         *start_pfn = PFN_DOWN(type->regions[mid].base);
1801         *end_pfn = PFN_DOWN(type->regions[mid].base + type->regions[mid].size);
1802
1803         return memblock_get_region_node(&type->regions[mid]);
1804 }
1805
1806 /**
1807  * memblock_is_region_memory - check if a region is a subset of memory
1808  * @base: base of region to check
1809  * @size: size of region to check
1810  *
1811  * Check if the region [@base, @base + @size) is a subset of a memory block.
1812  *
1813  * Return:
1814  * 0 if false, non-zero if true
1815  */
1816 bool __init_memblock memblock_is_region_memory(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1817 {
1818         int idx = memblock_search(&memblock.memory, base);
1819         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
1820
1821         if (idx == -1)
1822                 return false;
1823         return (memblock.memory.regions[idx].base +
1824                  memblock.memory.regions[idx].size) >= end;
1825 }
1826
1827 /**
1828  * memblock_is_region_reserved - check if a region intersects reserved memory
1829  * @base: base of region to check
1830  * @size: size of region to check
1831  *
1832  * Check if the region [@base, @base + @size) intersects a reserved
1833  * memory block.
1834  *
1835  * Return:
1836  * True if they intersect, false if not.
1837  */
1838 bool __init_memblock memblock_is_region_reserved(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1839 {
1840         return memblock_overlaps_region(&memblock.reserved, base, size);
1841 }
1842
1843 void __init_memblock memblock_trim_memory(phys_addr_t align)
1844 {
1845         phys_addr_t start, end, orig_start, orig_end;
1846         struct memblock_region *r;
1847
1848         for_each_mem_region(r) {
1849                 orig_start = r->base;
1850                 orig_end = r->base + r->size;
1851                 start = round_up(orig_start, align);
1852                 end = round_down(orig_end, align);
1853
1854                 if (start == orig_start && end == orig_end)
1855                         continue;
1856
1857                 if (start < end) {
1858                         r->base = start;
1859                         r->size = end - start;
1860                 } else {
1861                         memblock_remove_region(&memblock.memory,
1862                                                r - memblock.memory.regions);
1863                         r--;
1864                 }
1865         }
1866 }
1867
1868 void __init_memblock memblock_set_current_limit(phys_addr_t limit)
1869 {
1870         memblock.current_limit = limit;
1871 }
1872
1873 phys_addr_t __init_memblock memblock_get_current_limit(void)
1874 {
1875         return memblock.current_limit;
1876 }
1877
1878 static void __init_memblock memblock_dump(struct memblock_type *type)
1879 {
1880         phys_addr_t base, end, size;
1881         enum memblock_flags flags;
1882         int idx;
1883         struct memblock_region *rgn;
1884
1885         pr_info(" %s.cnt  = 0x%lx\n", type->name, type->cnt);
1886
1887         for_each_memblock_type(idx, type, rgn) {
1888                 char nid_buf[32] = "";
1889
1890                 base = rgn->base;
1891                 size = rgn->size;
1892                 end = base + size - 1;
1893                 flags = rgn->flags;
1894 #ifdef CONFIG_NUMA
1895                 if (memblock_get_region_node(rgn) != MAX_NUMNODES)
1896                         snprintf(nid_buf, sizeof(nid_buf), " on node %d",
1897                                  memblock_get_region_node(rgn));
1898 #endif
1899                 pr_info(" %s[%#x]\t[%pa-%pa], %pa bytes%s flags: %#x\n",
1900                         type->name, idx, &base, &end, &size, nid_buf, flags);
1901         }
1902 }
1903
1904 static void __init_memblock __memblock_dump_all(void)
1905 {
1906         pr_info("MEMBLOCK configuration:\n");
1907         pr_info(" memory size = %pa reserved size = %pa\n",
1908                 &memblock.memory.total_size,
1909                 &memblock.reserved.total_size);
1910
1911         memblock_dump(&memblock.memory);
1912         memblock_dump(&memblock.reserved);
1913 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
1914         memblock_dump(&physmem);
1915 #endif
1916 }
1917
1918 void __init_memblock memblock_dump_all(void)
1919 {
1920         if (memblock_debug)
1921                 __memblock_dump_all();
1922 }
1923
1924 void __init memblock_allow_resize(void)
1925 {
1926         memblock_can_resize = 1;
1927 }
1928
1929 static int __init early_memblock(char *p)
1930 {
1931         if (p && strstr(p, "debug"))
1932                 memblock_debug = 1;
1933         return 0;
1934 }
1935 early_param("memblock", early_memblock);
1936
1937 static void __init free_memmap(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1938 {
1939         struct page *start_pg, *end_pg;
1940         phys_addr_t pg, pgend;
1941
1942         /*
1943          * Convert start_pfn/end_pfn to a struct page pointer.
1944          */
1945         start_pg = pfn_to_page(start_pfn - 1) + 1;
1946         end_pg = pfn_to_page(end_pfn - 1) + 1;
1947
1948         /*
1949          * Convert to physical addresses, and round start upwards and end
1950          * downwards.
1951          */
1952         pg = PAGE_ALIGN(__pa(start_pg));
1953         pgend = __pa(end_pg) & PAGE_MASK;
1954
1955         /*
1956          * If there are free pages between these, free the section of the
1957          * memmap array.
1958          */
1959         if (pg < pgend)
1960                 memblock_phys_free(pg, pgend - pg);
1961 }
1962
1963 /*
1964  * The mem_map array can get very big.  Free the unused area of the memory map.
1965  */
1966 static void __init free_unused_memmap(void)
1967 {
1968         unsigned long start, end, prev_end = 0;
1969         int i;
1970
1971         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_ARCH_PFN_VALID) ||
1972             IS_ENABLED(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP))
1973                 return;
1974
1975         /*
1976          * This relies on each bank being in address order.
1977          * The banks are sorted previously in bootmem_init().
1978          */
1979         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start, &end, NULL) {
1980 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
1981                 /*
1982                  * Take care not to free memmap entries that don't exist
1983                  * due to SPARSEMEM sections which aren't present.
1984                  */
1985                 start = min(start, ALIGN(prev_end, PAGES_PER_SECTION));
1986 #endif
1987                 /*
1988                  * Align down here since many operations in VM subsystem
1989                  * presume that there are no holes in the memory map inside
1990                  * a pageblock
1991                  */
1992                 start = round_down(start, pageblock_nr_pages);
1993
1994                 /*
1995                  * If we had a previous bank, and there is a space
1996                  * between the current bank and the previous, free it.
1997                  */
1998                 if (prev_end && prev_end < start)
1999                         free_memmap(prev_end, start);
2000
2001                 /*
2002                  * Align up here since many operations in VM subsystem
2003                  * presume that there are no holes in the memory map inside
2004                  * a pageblock
2005                  */
2006                 prev_end = ALIGN(end, pageblock_nr_pages);
2007         }
2008
2009 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
2010         if (!IS_ALIGNED(prev_end, PAGES_PER_SECTION)) {
2011                 prev_end = ALIGN(end, pageblock_nr_pages);
2012                 free_memmap(prev_end, ALIGN(prev_end, PAGES_PER_SECTION));
2013         }
2014 #endif
2015 }
2016
2017 static void __init __free_pages_memory(unsigned long start, unsigned long end)
2018 {
2019         int order;
2020
2021         while (start < end) {
2022                 order = min(MAX_ORDER - 1UL, __ffs(start));
2023
2024                 while (start + (1UL << order) > end)
2025                         order--;
2026
2027                 memblock_free_pages(pfn_to_page(start), start, order);
2028
2029                 start += (1UL << order);
2030         }
2031 }
2032
2033 static unsigned long __init __free_memory_core(phys_addr_t start,
2034                                  phys_addr_t end)
2035 {
2036         unsigned long start_pfn = PFN_UP(start);
2037         unsigned long end_pfn = min_t(unsigned long,
2038                                       PFN_DOWN(end), max_low_pfn);
2039
2040         if (start_pfn >= end_pfn)
2041                 return 0;
2042
2043         __free_pages_memory(start_pfn, end_pfn);
2044
2045         return end_pfn - start_pfn;
2046 }
2047
2048 static void __init memmap_init_reserved_pages(void)
2049 {
2050         struct memblock_region *region;
2051         phys_addr_t start, end;
2052         u64 i;
2053
2054         /* initialize struct pages for the reserved regions */
2055         for_each_reserved_mem_range(i, &start, &end)
2056                 reserve_bootmem_region(start, end);
2057
2058         /* and also treat struct pages for the NOMAP regions as PageReserved */
2059         for_each_mem_region(region) {
2060                 if (memblock_is_nomap(region)) {
2061                         start = region->base;
2062                         end = start + region->size;
2063                         reserve_bootmem_region(start, end);
2064                 }
2065         }
2066 }
2067
2068 static unsigned long __init free_low_memory_core_early(void)
2069 {
2070         unsigned long count = 0;
2071         phys_addr_t start, end;
2072         u64 i;
2073
2074         memblock_clear_hotplug(0, -1);
2075
2076         memmap_init_reserved_pages();
2077
2078         /*
2079          * We need to use NUMA_NO_NODE instead of NODE_DATA(0)->node_id
2080          *  because in some case like Node0 doesn't have RAM installed
2081          *  low ram will be on Node1
2082          */
2083         for_each_free_mem_range(i, NUMA_NO_NODE, MEMBLOCK_NONE, &start, &end,
2084                                 NULL)
2085                 count += __free_memory_core(start, end);
2086
2087         return count;
2088 }
2089
2090 static int reset_managed_pages_done __initdata;
2091
2092 void reset_node_managed_pages(pg_data_t *pgdat)
2093 {
2094         struct zone *z;
2095
2096         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
2097                 atomic_long_set(&z->managed_pages, 0);
2098 }
2099
2100 void __init reset_all_zones_managed_pages(void)
2101 {
2102         struct pglist_data *pgdat;
2103
2104         if (reset_managed_pages_done)
2105                 return;
2106
2107         for_each_online_pgdat(pgdat)
2108                 reset_node_managed_pages(pgdat);
2109
2110         reset_managed_pages_done = 1;
2111 }
2112
2113 /**
2114  * memblock_free_all - release free pages to the buddy allocator
2115  */
2116 void __init memblock_free_all(void)
2117 {
2118         unsigned long pages;
2119
2120         free_unused_memmap();
2121         reset_all_zones_managed_pages();
2122
2123         pages = free_low_memory_core_early();
2124         totalram_pages_add(pages);
2125 }
2126
2127 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && defined(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK)
2128
2129 static int memblock_debug_show(struct seq_file *m, void *private)
2130 {
2131         struct memblock_type *type = m->private;
2132         struct memblock_region *reg;
2133         int i;
2134         phys_addr_t end;
2135
2136         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
2137                 reg = &type->regions[i];
2138                 end = reg->base + reg->size - 1;
2139
2140                 seq_printf(m, "%4d: ", i);
2141                 seq_printf(m, "%pa..%pa\n", &reg->base, &end);
2142         }
2143         return 0;
2144 }
2145 DEFINE_SHOW_ATTRIBUTE(memblock_debug);
2146
2147 static int __init memblock_init_debugfs(void)
2148 {
2149         struct dentry *root = debugfs_create_dir("memblock", NULL);
2150
2151         debugfs_create_file("memory", 0444, root,
2152                             &memblock.memory, &memblock_debug_fops);
2153         debugfs_create_file("reserved", 0444, root,
2154                             &memblock.reserved, &memblock_debug_fops);
2155 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
2156         debugfs_create_file("physmem", 0444, root, &physmem,
2157                             &memblock_debug_fops);
2158 #endif
2159
2160         return 0;
2161 }
2162 __initcall(memblock_init_debugfs);
2163
2164 #endif /* CONFIG_DEBUG_FS */