mm/memblock.c

   1 /*
   2  * Procedures for maintaining information about logical memory blocks.
   3  *
   4  * Peter Bergner, IBM Corp.     June 2001.
   5  * Copyright (C) 2001 Peter Bergner.
   6  *
   7  *      This program is free software; you can redistribute it and/or
   8  *      modify it under the terms of the GNU General Public License
   9  *      as published by the Free Software Foundation; either version
  10  *      2 of the License, or (at your option) any later version.
  11  */
  12
  13 #include <linux/kernel.h>
  14 #include <linux/slab.h>
  15 #include <linux/init.h>
  16 #include <linux/bitops.h>
  17 #include <linux/poison.h>
  18 #include <linux/pfn.h>
  19 #include <linux/debugfs.h>
  20 #include <linux/kmemleak.h>
  21 #include <linux/seq_file.h>
  22 #include <linux/memblock.h>
  23
  24 #include <asm/sections.h>
  25 #include <linux/io.h>
  26
  27 #include "internal.h"
  28
  29 static struct memblock_region memblock_memory_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS] __initdata_memblock;
  30 static struct memblock_region memblock_reserved_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS] __initdata_memblock;
  31 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
  32 static struct memblock_region memblock_physmem_init_regions[INIT_PHYSMEM_REGIONS] __initdata_memblock;
  33 #endif
  34
  35 struct memblock memblock __initdata_memblock = {
  36         .memory.regions         = memblock_memory_init_regions,
  37         .memory.cnt             = 1,    /* empty dummy entry */
  38         .memory.max             = INIT_MEMBLOCK_REGIONS,
  39         .memory.name            = "memory",
  40
  41         .reserved.regions       = memblock_reserved_init_regions,
  42         .reserved.cnt           = 1,    /* empty dummy entry */
  43         .reserved.max           = INIT_MEMBLOCK_REGIONS,
  44         .reserved.name          = "reserved",
  45
  46 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
  47         .physmem.regions        = memblock_physmem_init_regions,
  48         .physmem.cnt            = 1,    /* empty dummy entry */
  49         .physmem.max            = INIT_PHYSMEM_REGIONS,
  50         .physmem.name           = "physmem",
  51 #endif
  52
  53         .bottom_up              = false,
  54         .current_limit          = MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE,
  55 };
  56
  57 int memblock_debug __initdata_memblock;
  58 static bool system_has_some_mirror __initdata_memblock = false;
  59 static int memblock_can_resize __initdata_memblock;
  60 static int memblock_memory_in_slab __initdata_memblock = 0;
  61 static int memblock_reserved_in_slab __initdata_memblock = 0;
  62
  63 ulong __init_memblock choose_memblock_flags(void)
  64 {
  65         return system_has_some_mirror ? MEMBLOCK_MIRROR : MEMBLOCK_NONE;
  66 }
  67
  68 /* adjust *@size so that (@base + *@size) doesn't overflow, return new size */
  69 static inline phys_addr_t memblock_cap_size(phys_addr_t base, phys_addr_t *size)
  70 {
  71         return *size = min(*size, PHYS_ADDR_MAX - base);
  72 }
  73
  74 /*
  75  * Address comparison utilities
  76  */
  77 static unsigned long __init_memblock memblock_addrs_overlap(phys_addr_t base1, phys_addr_t size1,
  78                                        phys_addr_t base2, phys_addr_t size2)
  79 {
  80         return ((base1 < (base2 + size2)) && (base2 < (base1 + size1)));
  81 }
  82
  83 bool __init_memblock memblock_overlaps_region(struct memblock_type *type,
  84                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size)
  85 {
  86         unsigned long i;
  87
  88         for (i = 0; i < type->cnt; i++)
  89                 if (memblock_addrs_overlap(base, size, type->regions[i].base,
  90                                            type->regions[i].size))
  91                         break;
  92         return i < type->cnt;
  93 }
  94
  95 /*
  96  * __memblock_find_range_bottom_up - find free area utility in bottom-up
  97  * @start: start of candidate range
  98  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_{ANYWHERE|ACCESSIBLE}
  99  * @size: size of free area to find
 100  * @align: alignment of free area to find
 101  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
 102  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
 103  *
 104  * Utility called from memblock_find_in_range_node(), find free area bottom-up.
 105  *
 106  * RETURNS:
 107  * Found address on success, 0 on failure.
 108  */
 109 static phys_addr_t __init_memblock
 110 __memblock_find_range_bottom_up(phys_addr_t start, phys_addr_t end,
 111                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid,
 112                                 ulong flags)
 113 {
 114         phys_addr_t this_start, this_end, cand;
 115         u64 i;
 116
 117         for_each_free_mem_range(i, nid, flags, &this_start, &this_end, NULL) {
 118                 this_start = clamp(this_start, start, end);
 119                 this_end = clamp(this_end, start, end);
 120
 121                 cand = round_up(this_start, align);
 122                 if (cand < this_end && this_end - cand >= size)
 123                         return cand;
 124         }
 125
 126         return 0;
 127 }
 128
 129 /**
 130  * __memblock_find_range_top_down - find free area utility, in top-down
 131  * @start: start of candidate range
 132  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_{ANYWHERE|ACCESSIBLE}
 133  * @size: size of free area to find
 134  * @align: alignment of free area to find
 135  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
 136  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
 137  *
 138  * Utility called from memblock_find_in_range_node(), find free area top-down.
 139  *
 140  * RETURNS:
 141  * Found address on success, 0 on failure.
 142  */
 143 static phys_addr_t __init_memblock
 144 __memblock_find_range_top_down(phys_addr_t start, phys_addr_t end,
 145                                phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid,
 146                                ulong flags)
 147 {
 148         phys_addr_t this_start, this_end, cand;
 149         u64 i;
 150
 151         for_each_free_mem_range_reverse(i, nid, flags, &this_start, &this_end,
 152                                         NULL) {
 153                 this_start = clamp(this_start, start, end);
 154                 this_end = clamp(this_end, start, end);
 155
 156                 if (this_end < size)
 157                         continue;
 158
 159                 cand = round_down(this_end - size, align);
 160                 if (cand >= this_start)
 161                         return cand;
 162         }
 163
 164         return 0;
 165 }
 166
 167 /**
 168  * memblock_find_in_range_node - find free area in given range and node
 169  * @size: size of free area to find
 170  * @align: alignment of free area to find
 171  * @start: start of candidate range
 172  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_{ANYWHERE|ACCESSIBLE}
 173  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
 174  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
 175  *
 176  * Find @size free area aligned to @align in the specified range and node.
 177  *
 178  * When allocation direction is bottom-up, the @start should be greater
 179  * than the end of the kernel image. Otherwise, it will be trimmed. The
 180  * reason is that we want the bottom-up allocation just near the kernel
 181  * image so it is highly likely that the allocated memory and the kernel
 182  * will reside in the same node.
 183  *
 184  * If bottom-up allocation failed, will try to allocate memory top-down.
 185  *
 186  * RETURNS:
 187  * Found address on success, 0 on failure.
 188  */
 189 phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range_node(phys_addr_t size,
 190                                         phys_addr_t align, phys_addr_t start,
 191                                         phys_addr_t end, int nid, ulong flags)
 192 {
 193         phys_addr_t kernel_end, ret;
 194
 195         /* pump up @end */
 196         if (end == MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE)
 197                 end = memblock.current_limit;
 198
 199         /* avoid allocating the first page */
 200         start = max_t(phys_addr_t, start, PAGE_SIZE);
 201         end = max(start, end);
 202         kernel_end = __pa_symbol(_end);
 203
 204         /*
 205          * try bottom-up allocation only when bottom-up mode
 206          * is set and @end is above the kernel image.
 207          */
 208         if (memblock_bottom_up() && end > kernel_end) {
 209                 phys_addr_t bottom_up_start;
 210
 211                 /* make sure we will allocate above the kernel */
 212                 bottom_up_start = max(start, kernel_end);
 213
 214                 /* ok, try bottom-up allocation first */
 215                 ret = __memblock_find_range_bottom_up(bottom_up_start, end,
 216                                                       size, align, nid, flags);
 217                 if (ret)
 218                         return ret;
 219
 220                 /*
 221                  * we always limit bottom-up allocation above the kernel,
 222                  * but top-down allocation doesn't have the limit, so
 223                  * retrying top-down allocation may succeed when bottom-up
 224                  * allocation failed.
 225                  *
 226                  * bottom-up allocation is expected to be fail very rarely,
 227                  * so we use WARN_ONCE() here to see the stack trace if
 228                  * fail happens.
 229                  */
 230                 WARN_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE),
 231                           "memblock: bottom-up allocation failed, memory hotremove may be affected\n");
 232         }
 233
 234         return __memblock_find_range_top_down(start, end, size, align, nid,
 235                                               flags);
 236 }
 237
 238 /**
 239  * memblock_find_in_range - find free area in given range
 240  * @start: start of candidate range
 241  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_{ANYWHERE|ACCESSIBLE}
 242  * @size: size of free area to find
 243  * @align: alignment of free area to find
 244  *
 245  * Find @size free area aligned to @align in the specified range.
 246  *
 247  * RETURNS:
 248  * Found address on success, 0 on failure.
 249  */
 250 phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range(phys_addr_t start,
 251                                         phys_addr_t end, phys_addr_t size,
 252                                         phys_addr_t align)
 253 {
 254         phys_addr_t ret;
 255         ulong flags = choose_memblock_flags();
 256
 257 again:
 258         ret = memblock_find_in_range_node(size, align, start, end,
 259                                             NUMA_NO_NODE, flags);
 260
 261         if (!ret && (flags & MEMBLOCK_MIRROR)) {
 262                 pr_warn("Could not allocate %pap bytes of mirrored memory\n",
 263                         &size);
 264                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
 265                 goto again;
 266         }
 267
 268         return ret;
 269 }
 270
 271 static void __init_memblock memblock_remove_region(struct memblock_type *type, unsigned long r)
 272 {
 273         type->total_size -= type->regions[r].size;
 274         memmove(&type->regions[r], &type->regions[r + 1],
 275                 (type->cnt - (r + 1)) * sizeof(type->regions[r]));
 276         type->cnt--;
 277
 278         /* Special case for empty arrays */
 279         if (type->cnt == 0) {
 280                 WARN_ON(type->total_size != 0);
 281                 type->cnt = 1;
 282                 type->regions[0].base = 0;
 283                 type->regions[0].size = 0;
 284                 type->regions[0].flags = 0;
 285                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], MAX_NUMNODES);
 286         }
 287 }
 288
 289 #ifdef CONFIG_ARCH_DISCARD_MEMBLOCK
 290 /**
 291  * Discard memory and reserved arrays if they were allocated
 292  */
 293 void __init memblock_discard(void)
 294 {
 295         phys_addr_t addr, size;
 296
 297         if (memblock.reserved.regions != memblock_reserved_init_regions) {
 298                 addr = __pa(memblock.reserved.regions);
 299                 size = PAGE_ALIGN(sizeof(struct memblock_region) *
 300                                   memblock.reserved.max);
 301                 __memblock_free_late(addr, size);
 302         }
 303
 304         if (memblock.memory.regions != memblock_memory_init_regions) {
 305                 addr = __pa(memblock.memory.regions);
 306                 size = PAGE_ALIGN(sizeof(struct memblock_region) *
 307                                   memblock.memory.max);
 308                 __memblock_free_late(addr, size);
 309         }
 310 }
 311 #endif
 312
 313 /**
 314  * memblock_double_array - double the size of the memblock regions array
 315  * @type: memblock type of the regions array being doubled
 316  * @new_area_start: starting address of memory range to avoid overlap with
 317  * @new_area_size: size of memory range to avoid overlap with
 318  *
 319  * Double the size of the @type regions array. If memblock is being used to
 320  * allocate memory for a new reserved regions array and there is a previously
 321  * allocated memory range [@new_area_start,@new_area_start+@new_area_size]
 322  * waiting to be reserved, ensure the memory used by the new array does
 323  * not overlap.
 324  *
 325  * RETURNS:
 326  * 0 on success, -1 on failure.
 327  */
 328 static int __init_memblock memblock_double_array(struct memblock_type *type,
 329                                                 phys_addr_t new_area_start,
 330                                                 phys_addr_t new_area_size)
 331 {
 332         struct memblock_region *new_array, *old_array;
 333         phys_addr_t old_alloc_size, new_alloc_size;
 334         phys_addr_t old_size, new_size, addr;
 335         int use_slab = slab_is_available();
 336         int *in_slab;
 337
 338         /* We don't allow resizing until we know about the reserved regions
 339          * of memory that aren't suitable for allocation
 340          */
 341         if (!memblock_can_resize)
 342                 return -1;
 343
 344         /* Calculate new doubled size */
 345         old_size = type->max * sizeof(struct memblock_region);
 346         new_size = old_size << 1;
 347         /*
 348          * We need to allocated new one align to PAGE_SIZE,
 349          *   so we can free them completely later.
 350          */
 351         old_alloc_size = PAGE_ALIGN(old_size);
 352         new_alloc_size = PAGE_ALIGN(new_size);
 353
 354         /* Retrieve the slab flag */
 355         if (type == &memblock.memory)
 356                 in_slab = &memblock_memory_in_slab;
 357         else
 358                 in_slab = &memblock_reserved_in_slab;
 359
 360         /* Try to find some space for it.
 361          *
 362          * WARNING: We assume that either slab_is_available() and we use it or
 363          * we use MEMBLOCK for allocations. That means that this is unsafe to
 364          * use when bootmem is currently active (unless bootmem itself is
 365          * implemented on top of MEMBLOCK which isn't the case yet)
 366          *
 367          * This should however not be an issue for now, as we currently only
 368          * call into MEMBLOCK while it's still active, or much later when slab
 369          * is active for memory hotplug operations
 370          */
 371         if (use_slab) {
 372                 new_array = kmalloc(new_size, GFP_KERNEL);
 373                 addr = new_array ? __pa(new_array) : 0;
 374         } else {
 375                 /* only exclude range when trying to double reserved.regions */
 376                 if (type != &memblock.reserved)
 377                         new_area_start = new_area_size = 0;
 378
 379                 addr = memblock_find_in_range(new_area_start + new_area_size,
 380                                                 memblock.current_limit,
 381                                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
 382                 if (!addr && new_area_size)
 383                         addr = memblock_find_in_range(0,
 384                                 min(new_area_start, memblock.current_limit),
 385                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
 386
 387                 new_array = addr ? __va(addr) : NULL;
 388         }
 389         if (!addr) {
 390                 pr_err("memblock: Failed to double %s array from %ld to %ld entries !\n",
 391                        type->name, type->max, type->max * 2);
 392                 return -1;
 393         }
 394
 395         memblock_dbg("memblock: %s is doubled to %ld at [%#010llx-%#010llx]",
 396                         type->name, type->max * 2, (u64)addr,
 397                         (u64)addr + new_size - 1);
 398
 399         /*
 400          * Found space, we now need to move the array over before we add the
 401          * reserved region since it may be our reserved array itself that is
 402          * full.
 403          */
 404         memcpy(new_array, type->regions, old_size);
 405         memset(new_array + type->max, 0, old_size);
 406         old_array = type->regions;
 407         type->regions = new_array;
 408         type->max <<= 1;
 409
 410         /* Free old array. We needn't free it if the array is the static one */
 411         if (*in_slab)
 412                 kfree(old_array);
 413         else if (old_array != memblock_memory_init_regions &&
 414                  old_array != memblock_reserved_init_regions)
 415                 memblock_free(__pa(old_array), old_alloc_size);
 416
 417         /*
 418          * Reserve the new array if that comes from the memblock.  Otherwise, we
 419          * needn't do it
 420          */
 421         if (!use_slab)
 422                 BUG_ON(memblock_reserve(addr, new_alloc_size));
 423
 424         /* Update slab flag */
 425         *in_slab = use_slab;
 426
 427         return 0;
 428 }
 429
 430 /**
 431  * memblock_merge_regions - merge neighboring compatible regions
 432  * @type: memblock type to scan
 433  *
 434  * Scan @type and merge neighboring compatible regions.
 435  */
 436 static void __init_memblock memblock_merge_regions(struct memblock_type *type)
 437 {
 438         int i = 0;
 439
 440         /* cnt never goes below 1 */
 441         while (i < type->cnt - 1) {
 442                 struct memblock_region *this = &type->regions[i];
 443                 struct memblock_region *next = &type->regions[i + 1];
 444
 445                 if (this->base + this->size != next->base ||
 446                     memblock_get_region_node(this) !=
 447                     memblock_get_region_node(next) ||
 448                     this->flags != next->flags) {
 449                         BUG_ON(this->base + this->size > next->base);
 450                         i++;
 451                         continue;
 452                 }
 453
 454                 this->size += next->size;
 455                 /* move forward from next + 1, index of which is i + 2 */
 456                 memmove(next, next + 1, (type->cnt - (i + 2)) * sizeof(*next));
 457                 type->cnt--;
 458         }
 459 }
 460
 461 /**
 462  * memblock_insert_region - insert new memblock region
 463  * @type:       memblock type to insert into
 464  * @idx:        index for the insertion point
 465  * @base:       base address of the new region
 466  * @size:       size of the new region
 467  * @nid:        node id of the new region
 468  * @flags:      flags of the new region
 469  *
 470  * Insert new memblock region [@base,@base+@size) into @type at @idx.
 471  * @type must already have extra room to accommodate the new region.
 472  */
 473 static void __init_memblock memblock_insert_region(struct memblock_type *type,
 474                                                    int idx, phys_addr_t base,
 475                                                    phys_addr_t size,
 476                                                    int nid, unsigned long flags)
 477 {
 478         struct memblock_region *rgn = &type->regions[idx];
 479
 480         BUG_ON(type->cnt >= type->max);
 481         memmove(rgn + 1, rgn, (type->cnt - idx) * sizeof(*rgn));
 482         rgn->base = base;
 483         rgn->size = size;
 484         rgn->flags = flags;
 485         memblock_set_region_node(rgn, nid);
 486         type->cnt++;
 487         type->total_size += size;
 488 }
 489
 490 /**
 491  * memblock_add_range - add new memblock region
 492  * @type: memblock type to add new region into
 493  * @base: base address of the new region
 494  * @size: size of the new region
 495  * @nid: nid of the new region
 496  * @flags: flags of the new region
 497  *
 498  * Add new memblock region [@base,@base+@size) into @type.  The new region
 499  * is allowed to overlap with existing ones - overlaps don't affect already
 500  * existing regions.  @type is guaranteed to be minimal (all neighbouring
 501  * compatible regions are merged) after the addition.
 502  *
 503  * RETURNS:
 504  * 0 on success, -errno on failure.
 505  */
 506 int __init_memblock memblock_add_range(struct memblock_type *type,
 507                                 phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 508                                 int nid, unsigned long flags)
 509 {
 510         bool insert = false;
 511         phys_addr_t obase = base;
 512         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
 513         int idx, nr_new;
 514         struct memblock_region *rgn;
 515
 516         if (!size)
 517                 return 0;
 518
 519         /* special case for empty array */
 520         if (type->regions[0].size == 0) {
 521                 WARN_ON(type->cnt != 1 || type->total_size);
 522                 type->regions[0].base = base;
 523                 type->regions[0].size = size;
 524                 type->regions[0].flags = flags;
 525                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], nid);
 526                 type->total_size = size;
 527                 return 0;
 528         }
 529 repeat:
 530         /*
 531          * The following is executed twice.  Once with %false @insert and
 532          * then with %true.  The first counts the number of regions needed
 533          * to accommodate the new area.  The second actually inserts them.
 534          */
 535         base = obase;
 536         nr_new = 0;
 537
 538         for_each_memblock_type(idx, type, rgn) {
 539                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
 540                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
 541
 542                 if (rbase >= end)
 543                         break;
 544                 if (rend <= base)
 545                         continue;
 546                 /*
 547                  * @rgn overlaps.  If it separates the lower part of new
 548                  * area, insert that portion.
 549                  */
 550                 if (rbase > base) {
 551 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
 552                         WARN_ON(nid != memblock_get_region_node(rgn));
 553 #endif
 554                         WARN_ON(flags != rgn->flags);
 555                         nr_new++;
 556                         if (insert)
 557                                 memblock_insert_region(type, idx++, base,
 558                                                        rbase - base, nid,
 559                                                        flags);
 560                 }
 561                 /* area below @rend is dealt with, forget about it */
 562                 base = min(rend, end);
 563         }
 564
 565         /* insert the remaining portion */
 566         if (base < end) {
 567                 nr_new++;
 568                 if (insert)
 569                         memblock_insert_region(type, idx, base, end - base,
 570                                                nid, flags);
 571         }
 572
 573         if (!nr_new)
 574                 return 0;
 575
 576         /*
 577          * If this was the first round, resize array and repeat for actual
 578          * insertions; otherwise, merge and return.
 579          */
 580         if (!insert) {
 581                 while (type->cnt + nr_new > type->max)
 582                         if (memblock_double_array(type, obase, size) < 0)
 583                                 return -ENOMEM;
 584                 insert = true;
 585                 goto repeat;
 586         } else {
 587                 memblock_merge_regions(type);
 588                 return 0;
 589         }
 590 }
 591
 592 int __init_memblock memblock_add_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 593                                        int nid)
 594 {
 595         return memblock_add_range(&memblock.memory, base, size, nid, 0);
 596 }
 597
 598 int __init_memblock memblock_add(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 599 {
 600         phys_addr_t end = base + size - 1;
 601
 602         memblock_dbg("memblock_add: [%pa-%pa] %pF\n",
 603                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
 604
 605         return memblock_add_range(&memblock.memory, base, size, MAX_NUMNODES, 0);
 606 }
 607
 608 /**
 609  * memblock_isolate_range - isolate given range into disjoint memblocks
 610  * @type: memblock type to isolate range for
 611  * @base: base of range to isolate
 612  * @size: size of range to isolate
 613  * @start_rgn: out parameter for the start of isolated region
 614  * @end_rgn: out parameter for the end of isolated region
 615  *
 616  * Walk @type and ensure that regions don't cross the boundaries defined by
 617  * [@base,@base+@size).  Crossing regions are split at the boundaries,
 618  * which may create at most two more regions.  The index of the first
 619  * region inside the range is returned in *@start_rgn and end in *@end_rgn.
 620  *
 621  * RETURNS:
 622  * 0 on success, -errno on failure.
 623  */
 624 static int __init_memblock memblock_isolate_range(struct memblock_type *type,
 625                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 626                                         int *start_rgn, int *end_rgn)
 627 {
 628         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
 629         int idx;
 630         struct memblock_region *rgn;
 631
 632         *start_rgn = *end_rgn = 0;
 633
 634         if (!size)
 635                 return 0;
 636
 637         /* we'll create at most two more regions */
 638         while (type->cnt + 2 > type->max)
 639                 if (memblock_double_array(type, base, size) < 0)
 640                         return -ENOMEM;
 641
 642         for_each_memblock_type(idx, type, rgn) {
 643                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
 644                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
 645
 646                 if (rbase >= end)
 647                         break;
 648                 if (rend <= base)
 649                         continue;
 650
 651                 if (rbase < base) {
 652                         /*
 653                          * @rgn intersects from below.  Split and continue
 654                          * to process the next region - the new top half.
 655                          */
 656                         rgn->base = base;
 657                         rgn->size -= base - rbase;
 658                         type->total_size -= base - rbase;
 659                         memblock_insert_region(type, idx, rbase, base - rbase,
 660                                                memblock_get_region_node(rgn),
 661                                                rgn->flags);
 662                 } else if (rend > end) {
 663                         /*
 664                          * @rgn intersects from above.  Split and redo the
 665                          * current region - the new bottom half.
 666                          */
 667                         rgn->base = end;
 668                         rgn->size -= end - rbase;
 669                         type->total_size -= end - rbase;
 670                         memblock_insert_region(type, idx--, rbase, end - rbase,
 671                                                memblock_get_region_node(rgn),
 672                                                rgn->flags);
 673                 } else {
 674                         /* @rgn is fully contained, record it */
 675                         if (!*end_rgn)
 676                                 *start_rgn = idx;
 677                         *end_rgn = idx + 1;
 678                 }
 679         }
 680
 681         return 0;
 682 }
 683
 684 static int __init_memblock memblock_remove_range(struct memblock_type *type,
 685                                           phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 686 {
 687         int start_rgn, end_rgn;
 688         int i, ret;
 689
 690         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
 691         if (ret)
 692                 return ret;
 693
 694         for (i = end_rgn - 1; i >= start_rgn; i--)
 695                 memblock_remove_region(type, i);
 696         return 0;
 697 }
 698
 699 int __init_memblock memblock_remove(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 700 {
 701         phys_addr_t end = base + size - 1;
 702
 703         memblock_dbg("memblock_remove: [%pa-%pa] %pS\n",
 704                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
 705
 706         return memblock_remove_range(&memblock.memory, base, size);
 707 }
 708
 709
 710 int __init_memblock memblock_free(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 711 {
 712         phys_addr_t end = base + size - 1;
 713
 714         memblock_dbg("   memblock_free: [%pa-%pa] %pF\n",
 715                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
 716
 717         kmemleak_free_part_phys(base, size);
 718         return memblock_remove_range(&memblock.reserved, base, size);
 719 }
 720
 721 int __init_memblock memblock_reserve(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 722 {
 723         phys_addr_t end = base + size - 1;
 724
 725         memblock_dbg("memblock_reserve: [%pa-%pa] %pF\n",
 726                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
 727
 728         return memblock_add_range(&memblock.reserved, base, size, MAX_NUMNODES, 0);
 729 }
 730
 731 /**
 732  *
 733  * This function isolates region [@base, @base + @size), and sets/clears flag
 734  *
 735  * Return 0 on success, -errno on failure.
 736  */
 737 static int __init_memblock memblock_setclr_flag(phys_addr_t base,
 738                                 phys_addr_t size, int set, int flag)
 739 {
 740         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
 741         int i, ret, start_rgn, end_rgn;
 742
 743         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
 744         if (ret)
 745                 return ret;
 746
 747         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++)
 748                 if (set)
 749                         memblock_set_region_flags(&type->regions[i], flag);
 750                 else
 751                         memblock_clear_region_flags(&type->regions[i], flag);
 752
 753         memblock_merge_regions(type);
 754         return 0;
 755 }
 756
 757 /**
 758  * memblock_mark_hotplug - Mark hotpluggable memory with flag MEMBLOCK_HOTPLUG.
 759  * @base: the base phys addr of the region
 760  * @size: the size of the region
 761  *
 762  * Return 0 on success, -errno on failure.
 763  */
 764 int __init_memblock memblock_mark_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 765 {
 766         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_HOTPLUG);
 767 }
 768
 769 /**
 770  * memblock_clear_hotplug - Clear flag MEMBLOCK_HOTPLUG for a specified region.
 771  * @base: the base phys addr of the region
 772  * @size: the size of the region
 773  *
 774  * Return 0 on success, -errno on failure.
 775  */
 776 int __init_memblock memblock_clear_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 777 {
 778         return memblock_setclr_flag(base, size, 0, MEMBLOCK_HOTPLUG);
 779 }
 780
 781 /**
 782  * memblock_mark_mirror - Mark mirrored memory with flag MEMBLOCK_MIRROR.
 783  * @base: the base phys addr of the region
 784  * @size: the size of the region
 785  *
 786  * Return 0 on success, -errno on failure.
 787  */
 788 int __init_memblock memblock_mark_mirror(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 789 {
 790         system_has_some_mirror = true;
 791
 792         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_MIRROR);
 793 }
 794
 795 /**
 796  * memblock_mark_nomap - Mark a memory region with flag MEMBLOCK_NOMAP.
 797  * @base: the base phys addr of the region
 798  * @size: the size of the region
 799  *
 800  * Return 0 on success, -errno on failure.
 801  */
 802 int __init_memblock memblock_mark_nomap(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 803 {
 804         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_NOMAP);
 805 }
 806
 807 /**
 808  * memblock_clear_nomap - Clear flag MEMBLOCK_NOMAP for a specified region.
 809  * @base: the base phys addr of the region
 810  * @size: the size of the region
 811  *
 812  * Return 0 on success, -errno on failure.
 813  */
 814 int __init_memblock memblock_clear_nomap(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 815 {
 816         return memblock_setclr_flag(base, size, 0, MEMBLOCK_NOMAP);
 817 }
 818
 819 /**
 820  * __next_reserved_mem_region - next function for for_each_reserved_region()
 821  * @idx: pointer to u64 loop variable
 822  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the region, can be %NULL
 823  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the region, can be %NULL
 824  *
 825  * Iterate over all reserved memory regions.
 826  */
 827 void __init_memblock __next_reserved_mem_region(u64 *idx,
 828                                            phys_addr_t *out_start,
 829                                            phys_addr_t *out_end)
 830 {
 831         struct memblock_type *type = &memblock.reserved;
 832
 833         if (*idx < type->cnt) {
 834                 struct memblock_region *r = &type->regions[*idx];
 835                 phys_addr_t base = r->base;
 836                 phys_addr_t size = r->size;
 837
 838                 if (out_start)
 839                         *out_start = base;
 840                 if (out_end)
 841                         *out_end = base + size - 1;
 842
 843                 *idx += 1;
 844                 return;
 845         }
 846
 847         /* signal end of iteration */
 848         *idx = ULLONG_MAX;
 849 }
 850
 851 /**
 852  * __next__mem_range - next function for for_each_free_mem_range() etc.
 853  * @idx: pointer to u64 loop variable
 854  * @nid: node selector, %NUMA_NO_NODE for all nodes
 855  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
 856  * @type_a: pointer to memblock_type from where the range is taken
 857  * @type_b: pointer to memblock_type which excludes memory from being taken
 858  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
 859  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
 860  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
 861  *
 862  * Find the first area from *@idx which matches @nid, fill the out
 863  * parameters, and update *@idx for the next iteration.  The lower 32bit of
 864  * *@idx contains index into type_a and the upper 32bit indexes the
 865  * areas before each region in type_b.  For example, if type_b regions
 866  * look like the following,
 867  *
 868  *      0:[0-16), 1:[32-48), 2:[128-130)
 869  *
 870  * The upper 32bit indexes the following regions.
 871  *
 872  *      0:[0-0), 1:[16-32), 2:[48-128), 3:[130-MAX)
 873  *
 874  * As both region arrays are sorted, the function advances the two indices
 875  * in lockstep and returns each intersection.
 876  */
 877 void __init_memblock __next_mem_range(u64 *idx, int nid, ulong flags,
 878                                       struct memblock_type *type_a,
 879                                       struct memblock_type *type_b,
 880                                       phys_addr_t *out_start,
 881                                       phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
 882 {
 883         int idx_a = *idx & 0xffffffff;
 884         int idx_b = *idx >> 32;
 885
 886         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES,
 887         "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
 888                 nid = NUMA_NO_NODE;
 889
 890         for (; idx_a < type_a->cnt; idx_a++) {
 891                 struct memblock_region *m = &type_a->regions[idx_a];
 892
 893                 phys_addr_t m_start = m->base;
 894                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
 895                 int         m_nid = memblock_get_region_node(m);
 896
 897                 /* only memory regions are associated with nodes, check it */
 898                 if (nid != NUMA_NO_NODE && nid != m_nid)
 899                         continue;
 900
 901                 /* skip hotpluggable memory regions if needed */
 902                 if (movable_node_is_enabled() && memblock_is_hotpluggable(m))
 903                         continue;
 904
 905                 /* if we want mirror memory skip non-mirror memory regions */
 906                 if ((flags & MEMBLOCK_MIRROR) && !memblock_is_mirror(m))
 907                         continue;
 908
 909                 /* skip nomap memory unless we were asked for it explicitly */
 910                 if (!(flags & MEMBLOCK_NOMAP) && memblock_is_nomap(m))
 911                         continue;
 912
 913                 if (!type_b) {
 914                         if (out_start)
 915                                 *out_start = m_start;
 916                         if (out_end)
 917                                 *out_end = m_end;
 918                         if (out_nid)
 919                                 *out_nid = m_nid;
 920                         idx_a++;
 921                         *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
 922                         return;
 923                 }
 924
 925                 /* scan areas before each reservation */
 926                 for (; idx_b < type_b->cnt + 1; idx_b++) {
 927                         struct memblock_region *r;
 928                         phys_addr_t r_start;
 929                         phys_addr_t r_end;
 930
 931                         r = &type_b->regions[idx_b];
 932                         r_start = idx_b ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
 933                         r_end = idx_b < type_b->cnt ?
 934                                 r->base : PHYS_ADDR_MAX;
 935
 936                         /*
 937                          * if idx_b advanced past idx_a,
 938                          * break out to advance idx_a
 939                          */
 940                         if (r_start >= m_end)
 941                                 break;
 942                         /* if the two regions intersect, we're done */
 943                         if (m_start < r_end) {
 944                                 if (out_start)
 945                                         *out_start =
 946                                                 max(m_start, r_start);
 947                                 if (out_end)
 948                                         *out_end = min(m_end, r_end);
 949                                 if (out_nid)
 950                                         *out_nid = m_nid;
 951                                 /*
 952                                  * The region which ends first is
 953                                  * advanced for the next iteration.
 954                                  */
 955                                 if (m_end <= r_end)
 956                                         idx_a++;
 957                                 else
 958                                         idx_b++;
 959                                 *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
 960                                 return;
 961                         }
 962                 }
 963         }
 964
 965         /* signal end of iteration */
 966         *idx = ULLONG_MAX;
 967 }
 968
 969 /**
 970  * __next_mem_range_rev - generic next function for for_each_*_range_rev()
 971  *
 972  * Finds the next range from type_a which is not marked as unsuitable
 973  * in type_b.
 974  *
 975  * @idx: pointer to u64 loop variable
 976  * @nid: node selector, %NUMA_NO_NODE for all nodes
 977  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
 978  * @type_a: pointer to memblock_type from where the range is taken
 979  * @type_b: pointer to memblock_type which excludes memory from being taken
 980  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
 981  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
 982  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
 983  *
 984  * Reverse of __next_mem_range().
 985  */
 986 void __init_memblock __next_mem_range_rev(u64 *idx, int nid, ulong flags,
 987                                           struct memblock_type *type_a,
 988                                           struct memblock_type *type_b,
 989                                           phys_addr_t *out_start,
 990                                           phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
 991 {
 992         int idx_a = *idx & 0xffffffff;
 993         int idx_b = *idx >> 32;
 994
 995         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES, "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
 996                 nid = NUMA_NO_NODE;
 997
 998         if (*idx == (u64)ULLONG_MAX) {
 999                 idx_a = type_a->cnt - 1;
1000                 if (type_b != NULL)
1001                         idx_b = type_b->cnt;
1002                 else
1003                         idx_b = 0;
1004         }
1005
1006         for (; idx_a >= 0; idx_a--) {
1007                 struct memblock_region *m = &type_a->regions[idx_a];
1008
1009                 phys_addr_t m_start = m->base;
1010                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
1011                 int m_nid = memblock_get_region_node(m);
1012
1013                 /* only memory regions are associated with nodes, check it */
1014                 if (nid != NUMA_NO_NODE && nid != m_nid)
1015                         continue;
1016
1017                 /* skip hotpluggable memory regions if needed */
1018                 if (movable_node_is_enabled() && memblock_is_hotpluggable(m))
1019                         continue;
1020
1021                 /* if we want mirror memory skip non-mirror memory regions */
1022                 if ((flags & MEMBLOCK_MIRROR) && !memblock_is_mirror(m))
1023                         continue;
1024
1025                 /* skip nomap memory unless we were asked for it explicitly */
1026                 if (!(flags & MEMBLOCK_NOMAP) && memblock_is_nomap(m))
1027                         continue;
1028
1029                 if (!type_b) {
1030                         if (out_start)
1031                                 *out_start = m_start;
1032                         if (out_end)
1033                                 *out_end = m_end;
1034                         if (out_nid)
1035                                 *out_nid = m_nid;
1036                         idx_a--;
1037                         *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1038                         return;
1039                 }
1040
1041                 /* scan areas before each reservation */
1042                 for (; idx_b >= 0; idx_b--) {
1043                         struct memblock_region *r;
1044                         phys_addr_t r_start;
1045                         phys_addr_t r_end;
1046
1047                         r = &type_b->regions[idx_b];
1048                         r_start = idx_b ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
1049                         r_end = idx_b < type_b->cnt ?
1050                                 r->base : PHYS_ADDR_MAX;
1051                         /*
1052                          * if idx_b advanced past idx_a,
1053                          * break out to advance idx_a
1054                          */
1055
1056                         if (r_end <= m_start)
1057                                 break;
1058                         /* if the two regions intersect, we're done */
1059                         if (m_end > r_start) {
1060                                 if (out_start)
1061                                         *out_start = max(m_start, r_start);
1062                                 if (out_end)
1063                                         *out_end = min(m_end, r_end);
1064                                 if (out_nid)
1065                                         *out_nid = m_nid;
1066                                 if (m_start >= r_start)
1067                                         idx_a--;
1068                                 else
1069                                         idx_b--;
1070                                 *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1071                                 return;
1072                         }
1073                 }
1074         }
1075         /* signal end of iteration */
1076         *idx = ULLONG_MAX;
1077 }
1078
1079 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1080 /*
1081  * Common iterator interface used to define for_each_mem_range().
1082  */
1083 void __init_memblock __next_mem_pfn_range(int *idx, int nid,
1084                                 unsigned long *out_start_pfn,
1085                                 unsigned long *out_end_pfn, int *out_nid)
1086 {
1087         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
1088         struct memblock_region *r;
1089
1090         while (++*idx < type->cnt) {
1091                 r = &type->regions[*idx];
1092
1093                 if (PFN_UP(r->base) >= PFN_DOWN(r->base + r->size))
1094                         continue;
1095                 if (nid == MAX_NUMNODES || nid == r->nid)
1096                         break;
1097         }
1098         if (*idx >= type->cnt) {
1099                 *idx = -1;
1100                 return;
1101         }
1102
1103         if (out_start_pfn)
1104                 *out_start_pfn = PFN_UP(r->base);
1105         if (out_end_pfn)
1106                 *out_end_pfn = PFN_DOWN(r->base + r->size);
1107         if (out_nid)
1108                 *out_nid = r->nid;
1109 }
1110
1111 /**
1112  * memblock_set_node - set node ID on memblock regions
1113  * @base: base of area to set node ID for
1114  * @size: size of area to set node ID for
1115  * @type: memblock type to set node ID for
1116  * @nid: node ID to set
1117  *
1118  * Set the nid of memblock @type regions in [@base,@base+@size) to @nid.
1119  * Regions which cross the area boundaries are split as necessary.
1120  *
1121  * RETURNS:
1122  * 0 on success, -errno on failure.
1123  */
1124 int __init_memblock memblock_set_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
1125                                       struct memblock_type *type, int nid)
1126 {
1127         int start_rgn, end_rgn;
1128         int i, ret;
1129
1130         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
1131         if (ret)
1132                 return ret;
1133
1134         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++)
1135                 memblock_set_region_node(&type->regions[i], nid);
1136
1137         memblock_merge_regions(type);
1138         return 0;
1139 }
1140 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
1141
1142 static phys_addr_t __init memblock_alloc_range_nid(phys_addr_t size,
1143                                         phys_addr_t align, phys_addr_t start,
1144                                         phys_addr_t end, int nid, ulong flags)
1145 {
1146         phys_addr_t found;
1147
1148         if (!align)
1149                 align = SMP_CACHE_BYTES;
1150
1151         found = memblock_find_in_range_node(size, align, start, end, nid,
1152                                             flags);
1153         if (found && !memblock_reserve(found, size)) {
1154                 /*
1155                  * The min_count is set to 0 so that memblock allocations are
1156                  * never reported as leaks.
1157                  */
1158                 kmemleak_alloc_phys(found, size, 0, 0);
1159                 return found;
1160         }
1161         return 0;
1162 }
1163
1164 phys_addr_t __init memblock_alloc_range(phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1165                                         phys_addr_t start, phys_addr_t end,
1166                                         ulong flags)
1167 {
1168         return memblock_alloc_range_nid(size, align, start, end, NUMA_NO_NODE,
1169                                         flags);
1170 }
1171
1172 phys_addr_t __init memblock_alloc_base_nid(phys_addr_t size,
1173                                         phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr,
1174                                         int nid, ulong flags)
1175 {
1176         return memblock_alloc_range_nid(size, align, 0, max_addr, nid, flags);
1177 }
1178
1179 phys_addr_t __init memblock_alloc_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
1180 {
1181         ulong flags = choose_memblock_flags();
1182         phys_addr_t ret;
1183
1184 again:
1185         ret = memblock_alloc_base_nid(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE,
1186                                       nid, flags);
1187
1188         if (!ret && (flags & MEMBLOCK_MIRROR)) {
1189                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
1190                 goto again;
1191         }
1192         return ret;
1193 }
1194
1195 phys_addr_t __init __memblock_alloc_base(phys_addr_t size, phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr)
1196 {
1197         return memblock_alloc_base_nid(size, align, max_addr, NUMA_NO_NODE,
1198                                        MEMBLOCK_NONE);
1199 }
1200
1201 phys_addr_t __init memblock_alloc_base(phys_addr_t size, phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr)
1202 {
1203         phys_addr_t alloc;
1204
1205         alloc = __memblock_alloc_base(size, align, max_addr);
1206
1207         if (alloc == 0)
1208                 panic("ERROR: Failed to allocate %pa bytes below %pa.\n",
1209                       &size, &max_addr);
1210
1211         return alloc;
1212 }
1213
1214 phys_addr_t __init memblock_alloc(phys_addr_t size, phys_addr_t align)
1215 {
1216         return memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
1217 }
1218
1219 phys_addr_t __init memblock_alloc_try_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
1220 {
1221         phys_addr_t res = memblock_alloc_nid(size, align, nid);
1222
1223         if (res)
1224                 return res;
1225         return memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
1226 }
1227
1228 /**
1229  * memblock_virt_alloc_internal - allocate boot memory block
1230  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1231  * @align: alignment of the region and block's size
1232  * @min_addr: the lower bound of the memory region to allocate (phys address)
1233  * @max_addr: the upper bound of the memory region to allocate (phys address)
1234  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1235  *
1236  * The @min_addr limit is dropped if it can not be satisfied and the allocation
1237  * will fall back to memory below @min_addr. Also, allocation may fall back
1238  * to any node in the system if the specified node can not
1239  * hold the requested memory.
1240  *
1241  * The allocation is performed from memory region limited by
1242  * memblock.current_limit if @max_addr == %BOOTMEM_ALLOC_ACCESSIBLE.
1243  *
1244  * The memory block is aligned on SMP_CACHE_BYTES if @align == 0.
1245  *
1246  * The phys address of allocated boot memory block is converted to virtual and
1247  * allocated memory is reset to 0.
1248  *
1249  * In addition, function sets the min_count to 0 using kmemleak_alloc for
1250  * allocated boot memory block, so that it is never reported as leaks.
1251  *
1252  * RETURNS:
1253  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1254  */
1255 static void * __init memblock_virt_alloc_internal(
1256                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1257                                 phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1258                                 int nid)
1259 {
1260         phys_addr_t alloc;
1261         void *ptr;
1262         ulong flags = choose_memblock_flags();
1263
1264         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES, "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
1265                 nid = NUMA_NO_NODE;
1266
1267         /*
1268          * Detect any accidental use of these APIs after slab is ready, as at
1269          * this moment memblock may be deinitialized already and its
1270          * internal data may be destroyed (after execution of free_all_bootmem)
1271          */
1272         if (WARN_ON_ONCE(slab_is_available()))
1273                 return kzalloc_node(size, GFP_NOWAIT, nid);
1274
1275         if (!align)
1276                 align = SMP_CACHE_BYTES;
1277
1278         if (max_addr > memblock.current_limit)
1279                 max_addr = memblock.current_limit;
1280 again:
1281         alloc = memblock_find_in_range_node(size, align, min_addr, max_addr,
1282                                             nid, flags);
1283         if (alloc && !memblock_reserve(alloc, size))
1284                 goto done;
1285
1286         if (nid != NUMA_NO_NODE) {
1287                 alloc = memblock_find_in_range_node(size, align, min_addr,
1288                                                     max_addr, NUMA_NO_NODE,
1289                                                     flags);
1290                 if (alloc && !memblock_reserve(alloc, size))
1291                         goto done;
1292         }
1293
1294         if (min_addr) {
1295                 min_addr = 0;
1296                 goto again;
1297         }
1298
1299         if (flags & MEMBLOCK_MIRROR) {
1300                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
1301                 pr_warn("Could not allocate %pap bytes of mirrored memory\n",
1302                         &size);
1303                 goto again;
1304         }
1305
1306         return NULL;
1307 done:
1308         ptr = phys_to_virt(alloc);
1309
1310         /*
1311          * The min_count is set to 0 so that bootmem allocated blocks
1312          * are never reported as leaks. This is because many of these blocks
1313          * are only referred via the physical address which is not
1314          * looked up by kmemleak.
1315          */
1316         kmemleak_alloc(ptr, size, 0, 0);
1317
1318         return ptr;
1319 }
1320
1321 /**
1322  * memblock_virt_alloc_try_nid_raw - allocate boot memory block without zeroing
1323  * memory and without panicking
1324  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1325  * @align: alignment of the region and block's size
1326  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1327  *        is preferred (phys address)
1328  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1329  *            is preferred (phys address), or %BOOTMEM_ALLOC_ACCESSIBLE to
1330  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1331  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1332  *
1333  * Public function, provides additional debug information (including caller
1334  * info), if enabled. Does not zero allocated memory, does not panic if request
1335  * cannot be satisfied.
1336  *
1337  * RETURNS:
1338  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1339  */
1340 void * __init memblock_virt_alloc_try_nid_raw(
1341                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1342                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1343                         int nid)
1344 {
1345         void *ptr;
1346
1347         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=0x%llx max_addr=0x%llx %pF\n",
1348                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, (u64)min_addr,
1349                      (u64)max_addr, (void *)_RET_IP_);
1350
1351         ptr = memblock_virt_alloc_internal(size, align,
1352                                            min_addr, max_addr, nid);
1353 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1354         if (ptr && size > 0)
1355                 memset(ptr, PAGE_POISON_PATTERN, size);
1356 #endif
1357         return ptr;
1358 }
1359
1360 /**
1361  * memblock_virt_alloc_try_nid_nopanic - allocate boot memory block
1362  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1363  * @align: alignment of the region and block's size
1364  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1365  *        is preferred (phys address)
1366  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1367  *            is preferred (phys address), or %BOOTMEM_ALLOC_ACCESSIBLE to
1368  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1369  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1370  *
1371  * Public function, provides additional debug information (including caller
1372  * info), if enabled. This function zeroes the allocated memory.
1373  *
1374  * RETURNS:
1375  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1376  */
1377 void * __init memblock_virt_alloc_try_nid_nopanic(
1378                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1379                                 phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1380                                 int nid)
1381 {
1382         void *ptr;
1383
1384         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=0x%llx max_addr=0x%llx %pF\n",
1385                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, (u64)min_addr,
1386                      (u64)max_addr, (void *)_RET_IP_);
1387
1388         ptr = memblock_virt_alloc_internal(size, align,
1389                                            min_addr, max_addr, nid);
1390         if (ptr)
1391                 memset(ptr, 0, size);
1392         return ptr;
1393 }
1394
1395 /**
1396  * memblock_virt_alloc_try_nid - allocate boot memory block with panicking
1397  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1398  * @align: alignment of the region and block's size
1399  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1400  *        is preferred (phys address)
1401  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1402  *            is preferred (phys address), or %BOOTMEM_ALLOC_ACCESSIBLE to
1403  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1404  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1405  *
1406  * Public panicking version of memblock_virt_alloc_try_nid_nopanic()
1407  * which provides debug information (including caller info), if enabled,
1408  * and panics if the request can not be satisfied.
1409  *
1410  * RETURNS:
1411  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1412  */
1413 void * __init memblock_virt_alloc_try_nid(
1414                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1415                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1416                         int nid)
1417 {
1418         void *ptr;
1419
1420         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=0x%llx max_addr=0x%llx %pF\n",
1421                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, (u64)min_addr,
1422                      (u64)max_addr, (void *)_RET_IP_);
1423         ptr = memblock_virt_alloc_internal(size, align,
1424                                            min_addr, max_addr, nid);
1425         if (ptr) {
1426                 memset(ptr, 0, size);
1427                 return ptr;
1428         }
1429
1430         panic("%s: Failed to allocate %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=0x%llx max_addr=0x%llx\n",
1431               __func__, (u64)size, (u64)align, nid, (u64)min_addr,
1432               (u64)max_addr);
1433         return NULL;
1434 }
1435
1436 /**
1437  * __memblock_free_early - free boot memory block
1438  * @base: phys starting address of the  boot memory block
1439  * @size: size of the boot memory block in bytes
1440  *
1441  * Free boot memory block previously allocated by memblock_virt_alloc_xx() API.
1442  * The freeing memory will not be released to the buddy allocator.
1443  */
1444 void __init __memblock_free_early(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1445 {
1446         memblock_dbg("%s: [%#016llx-%#016llx] %pF\n",
1447                      __func__, (u64)base, (u64)base + size - 1,
1448                      (void *)_RET_IP_);
1449         kmemleak_free_part_phys(base, size);
1450         memblock_remove_range(&memblock.reserved, base, size);
1451 }
1452
1453 /*
1454  * __memblock_free_late - free bootmem block pages directly to buddy allocator
1455  * @addr: phys starting address of the  boot memory block
1456  * @size: size of the boot memory block in bytes
1457  *
1458  * This is only useful when the bootmem allocator has already been torn
1459  * down, but we are still initializing the system.  Pages are released directly
1460  * to the buddy allocator, no bootmem metadata is updated because it is gone.
1461  */
1462 void __init __memblock_free_late(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1463 {
1464         u64 cursor, end;
1465
1466         memblock_dbg("%s: [%#016llx-%#016llx] %pF\n",
1467                      __func__, (u64)base, (u64)base + size - 1,
1468                      (void *)_RET_IP_);
1469         kmemleak_free_part_phys(base, size);
1470         cursor = PFN_UP(base);
1471         end = PFN_DOWN(base + size);
1472
1473         for (; cursor < end; cursor++) {
1474                 __free_pages_bootmem(pfn_to_page(cursor), cursor, 0);
1475                 totalram_pages++;
1476         }
1477 }
1478
1479 /*
1480  * Remaining API functions
1481  */
1482
1483 phys_addr_t __init_memblock memblock_phys_mem_size(void)
1484 {
1485         return memblock.memory.total_size;
1486 }
1487
1488 phys_addr_t __init_memblock memblock_reserved_size(void)
1489 {
1490         return memblock.reserved.total_size;
1491 }
1492
1493 phys_addr_t __init memblock_mem_size(unsigned long limit_pfn)
1494 {
1495         unsigned long pages = 0;
1496         struct memblock_region *r;
1497         unsigned long start_pfn, end_pfn;
1498
1499         for_each_memblock(memory, r) {
1500                 start_pfn = memblock_region_memory_base_pfn(r);
1501                 end_pfn = memblock_region_memory_end_pfn(r);
1502                 start_pfn = min_t(unsigned long, start_pfn, limit_pfn);
1503                 end_pfn = min_t(unsigned long, end_pfn, limit_pfn);
1504                 pages += end_pfn - start_pfn;
1505         }
1506
1507         return PFN_PHYS(pages);
1508 }
1509
1510 /* lowest address */
1511 phys_addr_t __init_memblock memblock_start_of_DRAM(void)
1512 {
1513         return memblock.memory.regions[0].base;
1514 }
1515
1516 phys_addr_t __init_memblock memblock_end_of_DRAM(void)
1517 {
1518         int idx = memblock.memory.cnt - 1;
1519
1520         return (memblock.memory.regions[idx].base + memblock.memory.regions[idx].size);
1521 }
1522
1523 static phys_addr_t __init_memblock __find_max_addr(phys_addr_t limit)
1524 {
1525         phys_addr_t max_addr = PHYS_ADDR_MAX;
1526         struct memblock_region *r;
1527
1528         /*
1529          * translate the memory @limit size into the max address within one of
1530          * the memory memblock regions, if the @limit exceeds the total size
1531          * of those regions, max_addr will keep original value PHYS_ADDR_MAX
1532          */
1533         for_each_memblock(memory, r) {
1534                 if (limit <= r->size) {
1535                         max_addr = r->base + limit;
1536                         break;
1537                 }
1538                 limit -= r->size;
1539         }
1540
1541         return max_addr;
1542 }
1543
1544 void __init memblock_enforce_memory_limit(phys_addr_t limit)
1545 {
1546         phys_addr_t max_addr = PHYS_ADDR_MAX;
1547
1548         if (!limit)
1549                 return;
1550
1551         max_addr = __find_max_addr(limit);
1552
1553         /* @limit exceeds the total size of the memory, do nothing */
1554         if (max_addr == PHYS_ADDR_MAX)
1555                 return;
1556
1557         /* truncate both memory and reserved regions */
1558         memblock_remove_range(&memblock.memory, max_addr,
1559                               PHYS_ADDR_MAX);
1560         memblock_remove_range(&memblock.reserved, max_addr,
1561                               PHYS_ADDR_MAX);
1562 }
1563
1564 void __init memblock_cap_memory_range(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1565 {
1566         int start_rgn, end_rgn;
1567         int i, ret;
1568
1569         if (!size)
1570                 return;
1571
1572         ret = memblock_isolate_range(&memblock.memory, base, size,
1573                                                 &start_rgn, &end_rgn);
1574         if (ret)
1575                 return;
1576
1577         /* remove all the MAP regions */
1578         for (i = memblock.memory.cnt - 1; i >= end_rgn; i--)
1579                 if (!memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]))
1580                         memblock_remove_region(&memblock.memory, i);
1581
1582         for (i = start_rgn - 1; i >= 0; i--)
1583                 if (!memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]))
1584                         memblock_remove_region(&memblock.memory, i);
1585
1586         /* truncate the reserved regions */
1587         memblock_remove_range(&memblock.reserved, 0, base);
1588         memblock_remove_range(&memblock.reserved,
1589                         base + size, PHYS_ADDR_MAX);
1590 }
1591
1592 void __init memblock_mem_limit_remove_map(phys_addr_t limit)
1593 {
1594         phys_addr_t max_addr;
1595
1596         if (!limit)
1597                 return;
1598
1599         max_addr = __find_max_addr(limit);
1600
1601         /* @limit exceeds the total size of the memory, do nothing */
1602         if (max_addr == PHYS_ADDR_MAX)
1603                 return;
1604
1605         memblock_cap_memory_range(0, max_addr);
1606 }
1607
1608 static int __init_memblock memblock_search(struct memblock_type *type, phys_addr_t addr)
1609 {
1610         unsigned int left = 0, right = type->cnt;
1611
1612         do {
1613                 unsigned int mid = (right + left) / 2;
1614
1615                 if (addr < type->regions[mid].base)
1616                         right = mid;
1617                 else if (addr >= (type->regions[mid].base +
1618                                   type->regions[mid].size))
1619                         left = mid + 1;
1620                 else
1621                         return mid;
1622         } while (left < right);
1623         return -1;
1624 }
1625
1626 bool __init memblock_is_reserved(phys_addr_t addr)
1627 {
1628         return memblock_search(&memblock.reserved, addr) != -1;
1629 }
1630
1631 bool __init_memblock memblock_is_memory(phys_addr_t addr)
1632 {
1633         return memblock_search(&memblock.memory, addr) != -1;
1634 }
1635
1636 bool __init_memblock memblock_is_map_memory(phys_addr_t addr)
1637 {
1638         int i = memblock_search(&memblock.memory, addr);
1639
1640         if (i == -1)
1641                 return false;
1642         return !memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]);
1643 }
1644
1645 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1646 int __init_memblock memblock_search_pfn_nid(unsigned long pfn,
1647                          unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
1648 {
1649         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
1650         int mid = memblock_search(type, PFN_PHYS(pfn));
1651
1652         if (mid == -1)
1653                 return -1;
1654
1655         *start_pfn = PFN_DOWN(type->regions[mid].base);
1656         *end_pfn = PFN_DOWN(type->regions[mid].base + type->regions[mid].size);
1657
1658         return type->regions[mid].nid;
1659 }
1660 #endif
1661
1662 /**
1663  * memblock_is_region_memory - check if a region is a subset of memory
1664  * @base: base of region to check
1665  * @size: size of region to check
1666  *
1667  * Check if the region [@base, @base+@size) is a subset of a memory block.
1668  *
1669  * RETURNS:
1670  * 0 if false, non-zero if true
1671  */
1672 bool __init_memblock memblock_is_region_memory(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1673 {
1674         int idx = memblock_search(&memblock.memory, base);
1675         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
1676
1677         if (idx == -1)
1678                 return false;
1679         return (memblock.memory.regions[idx].base +
1680                  memblock.memory.regions[idx].size) >= end;
1681 }
1682
1683 /**
1684  * memblock_is_region_reserved - check if a region intersects reserved memory
1685  * @base: base of region to check
1686  * @size: size of region to check
1687  *
1688  * Check if the region [@base, @base+@size) intersects a reserved memory block.
1689  *
1690  * RETURNS:
1691  * True if they intersect, false if not.
1692  */
1693 bool __init_memblock memblock_is_region_reserved(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1694 {
1695         memblock_cap_size(base, &size);
1696         return memblock_overlaps_region(&memblock.reserved, base, size);
1697 }
1698
1699 void __init_memblock memblock_trim_memory(phys_addr_t align)
1700 {
1701         phys_addr_t start, end, orig_start, orig_end;
1702         struct memblock_region *r;
1703
1704         for_each_memblock(memory, r) {
1705                 orig_start = r->base;
1706                 orig_end = r->base + r->size;
1707                 start = round_up(orig_start, align);
1708                 end = round_down(orig_end, align);
1709
1710                 if (start == orig_start && end == orig_end)
1711                         continue;
1712
1713                 if (start < end) {
1714                         r->base = start;
1715                         r->size = end - start;
1716                 } else {
1717                         memblock_remove_region(&memblock.memory,
1718                                                r - memblock.memory.regions);
1719                         r--;
1720                 }
1721         }
1722 }
1723
1724 void __init_memblock memblock_set_current_limit(phys_addr_t limit)
1725 {
1726         memblock.current_limit = limit;
1727 }
1728
1729 phys_addr_t __init_memblock memblock_get_current_limit(void)
1730 {
1731         return memblock.current_limit;
1732 }
1733
1734 static void __init_memblock memblock_dump(struct memblock_type *type)
1735 {
1736         phys_addr_t base, end, size;
1737         unsigned long flags;
1738         int idx;
1739         struct memblock_region *rgn;
1740
1741         pr_info(" %s.cnt  = 0x%lx\n", type->name, type->cnt);
1742
1743         for_each_memblock_type(idx, type, rgn) {
1744                 char nid_buf[32] = "";
1745
1746                 base = rgn->base;
1747                 size = rgn->size;
1748                 end = base + size - 1;
1749                 flags = rgn->flags;
1750 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1751                 if (memblock_get_region_node(rgn) != MAX_NUMNODES)
1752                         snprintf(nid_buf, sizeof(nid_buf), " on node %d",
1753                                  memblock_get_region_node(rgn));
1754 #endif
1755                 pr_info(" %s[%#x]\t[%pa-%pa], %pa bytes%s flags: %#lx\n",
1756                         type->name, idx, &base, &end, &size, nid_buf, flags);
1757         }
1758 }
1759
1760 void __init_memblock __memblock_dump_all(void)
1761 {
1762         pr_info("MEMBLOCK configuration:\n");
1763         pr_info(" memory size = %pa reserved size = %pa\n",
1764                 &memblock.memory.total_size,
1765                 &memblock.reserved.total_size);
1766
1767         memblock_dump(&memblock.memory);
1768         memblock_dump(&memblock.reserved);
1769 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
1770         memblock_dump(&memblock.physmem);
1771 #endif
1772 }
1773
1774 void __init memblock_allow_resize(void)
1775 {
1776         memblock_can_resize = 1;
1777 }
1778
1779 static int __init early_memblock(char *p)
1780 {
1781         if (p && strstr(p, "debug"))
1782                 memblock_debug = 1;
1783         return 0;
1784 }
1785 early_param("memblock", early_memblock);
1786
1787 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && !defined(CONFIG_ARCH_DISCARD_MEMBLOCK)
1788
1789 static int memblock_debug_show(struct seq_file *m, void *private)
1790 {
1791         struct memblock_type *type = m->private;
1792         struct memblock_region *reg;
1793         int i;
1794         phys_addr_t end;
1795
1796         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
1797                 reg = &type->regions[i];
1798                 end = reg->base + reg->size - 1;
1799
1800                 seq_printf(m, "%4d: ", i);
1801                 seq_printf(m, "%pa..%pa\n", &reg->base, &end);
1802         }
1803         return 0;
1804 }
1805 DEFINE_SHOW_ATTRIBUTE(memblock_debug);
1806
1807 static int __init memblock_init_debugfs(void)
1808 {
1809         struct dentry *root = debugfs_create_dir("memblock", NULL);
1810         if (!root)
1811                 return -ENXIO;
1812         debugfs_create_file("memory", 0444, root,
1813                             &memblock.memory, &memblock_debug_fops);
1814         debugfs_create_file("reserved", 0444, root,
1815                             &memblock.reserved, &memblock_debug_fops);
1816 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
1817         debugfs_create_file("physmem", 0444, root,
1818                             &memblock.physmem, &memblock_debug_fops);
1819 #endif
1820
1821         return 0;
1822 }
1823 __initcall(memblock_init_debugfs);
1824
1825 #endif /* CONFIG_DEBUG_FS */