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