Merge 5.17-rc6 into char-misc-next
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / memblock.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /*
3  * Procedures for maintaining information about logical memory blocks.
4  *
5  * Peter Bergner, IBM Corp.     June 2001.
6  * Copyright (C) 2001 Peter Bergner.
7  */
8
9 #include <linux/kernel.h>
10 #include <linux/slab.h>
11 #include <linux/init.h>
12 #include <linux/bitops.h>
13 #include <linux/poison.h>
14 #include <linux/pfn.h>
15 #include <linux/debugfs.h>
16 #include <linux/kmemleak.h>
17 #include <linux/seq_file.h>
18 #include <linux/memblock.h>
19
20 #include <asm/sections.h>
21 #include <linux/io.h>
22
23 #include "internal.h"
24
25 #define INIT_MEMBLOCK_REGIONS                   128
26 #define INIT_PHYSMEM_REGIONS                    4
27
28 #ifndef INIT_MEMBLOCK_RESERVED_REGIONS
29 # define INIT_MEMBLOCK_RESERVED_REGIONS         INIT_MEMBLOCK_REGIONS
30 #endif
31
32 /**
33  * DOC: memblock overview
34  *
35  * Memblock is a method of managing memory regions during the early
36  * boot period when the usual kernel memory allocators are not up and
37  * running.
38  *
39  * Memblock views the system memory as collections of contiguous
40  * regions. There are several types of these collections:
41  *
42  * * ``memory`` - describes the physical memory available to the
43  *   kernel; this may differ from the actual physical memory installed
44  *   in the system, for instance when the memory is restricted with
45  *   ``mem=`` command line parameter
46  * * ``reserved`` - describes the regions that were allocated
47  * * ``physmem`` - describes the actual physical memory available during
48  *   boot regardless of the possible restrictions and memory hot(un)plug;
49  *   the ``physmem`` type is only available on some architectures.
50  *
51  * Each region is represented by struct memblock_region that
52  * defines the region extents, its attributes and NUMA node id on NUMA
53  * systems. Every memory type is described by the struct memblock_type
54  * which contains an array of memory regions along with
55  * the allocator metadata. The "memory" and "reserved" types are nicely
56  * wrapped with struct memblock. This structure is statically
57  * initialized at build time. The region arrays are initially sized to
58  * %INIT_MEMBLOCK_REGIONS for "memory" and %INIT_MEMBLOCK_RESERVED_REGIONS
59  * for "reserved". The region array for "physmem" is initially sized to
60  * %INIT_PHYSMEM_REGIONS.
61  * The memblock_allow_resize() enables automatic resizing of the region
62  * arrays during addition of new regions. This feature should be used
63  * with care so that memory allocated for the region array will not
64  * overlap with areas that should be reserved, for example initrd.
65  *
66  * The early architecture setup should tell memblock what the physical
67  * memory layout is by using memblock_add() or memblock_add_node()
68  * functions. The first function does not assign the region to a NUMA
69  * node and it is appropriate for UMA systems. Yet, it is possible to
70  * use it on NUMA systems as well and assign the region to a NUMA node
71  * later in the setup process using memblock_set_node(). The
72  * memblock_add_node() performs such an assignment directly.
73  *
74  * Once memblock is setup the memory can be allocated using one of the
75  * API variants:
76  *
77  * * memblock_phys_alloc*() - these functions return the **physical**
78  *   address of the allocated memory
79  * * memblock_alloc*() - these functions return the **virtual** address
80  *   of the allocated memory.
81  *
82  * Note, that both API variants use implicit assumptions about allowed
83  * memory ranges and the fallback methods. Consult the documentation
84  * of memblock_alloc_internal() and memblock_alloc_range_nid()
85  * functions for more elaborate description.
86  *
87  * As the system boot progresses, the architecture specific mem_init()
88  * function frees all the memory to the buddy page allocator.
89  *
90  * Unless an architecture enables %CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK, the
91  * memblock data structures (except "physmem") will be discarded after the
92  * system initialization completes.
93  */
94
95 #ifndef CONFIG_NUMA
96 struct pglist_data __refdata contig_page_data;
97 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
98 #endif
99
100 unsigned long max_low_pfn;
101 unsigned long min_low_pfn;
102 unsigned long max_pfn;
103 unsigned long long max_possible_pfn;
104
105 static struct memblock_region memblock_memory_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS] __initdata_memblock;
106 static struct memblock_region memblock_reserved_init_regions[INIT_MEMBLOCK_RESERVED_REGIONS] __initdata_memblock;
107 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
108 static struct memblock_region memblock_physmem_init_regions[INIT_PHYSMEM_REGIONS];
109 #endif
110
111 struct memblock memblock __initdata_memblock = {
112         .memory.regions         = memblock_memory_init_regions,
113         .memory.cnt             = 1,    /* empty dummy entry */
114         .memory.max             = INIT_MEMBLOCK_REGIONS,
115         .memory.name            = "memory",
116
117         .reserved.regions       = memblock_reserved_init_regions,
118         .reserved.cnt           = 1,    /* empty dummy entry */
119         .reserved.max           = INIT_MEMBLOCK_RESERVED_REGIONS,
120         .reserved.name          = "reserved",
121
122         .bottom_up              = false,
123         .current_limit          = MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE,
124 };
125
126 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
127 struct memblock_type physmem = {
128         .regions                = memblock_physmem_init_regions,
129         .cnt                    = 1,    /* empty dummy entry */
130         .max                    = INIT_PHYSMEM_REGIONS,
131         .name                   = "physmem",
132 };
133 #endif
134
135 /*
136  * keep a pointer to &memblock.memory in the text section to use it in
137  * __next_mem_range() and its helpers.
138  *  For architectures that do not keep memblock data after init, this
139  * pointer will be reset to NULL at memblock_discard()
140  */
141 static __refdata struct memblock_type *memblock_memory = &memblock.memory;
142
143 #define for_each_memblock_type(i, memblock_type, rgn)                   \
144         for (i = 0, rgn = &memblock_type->regions[0];                   \
145              i < memblock_type->cnt;                                    \
146              i++, rgn = &memblock_type->regions[i])
147
148 #define memblock_dbg(fmt, ...)                                          \
149         do {                                                            \
150                 if (memblock_debug)                                     \
151                         pr_info(fmt, ##__VA_ARGS__);                    \
152         } while (0)
153
154 static int memblock_debug __initdata_memblock;
155 static bool system_has_some_mirror __initdata_memblock = false;
156 static int memblock_can_resize __initdata_memblock;
157 static int memblock_memory_in_slab __initdata_memblock = 0;
158 static int memblock_reserved_in_slab __initdata_memblock = 0;
159
160 static enum memblock_flags __init_memblock choose_memblock_flags(void)
161 {
162         return system_has_some_mirror ? MEMBLOCK_MIRROR : MEMBLOCK_NONE;
163 }
164
165 /* adjust *@size so that (@base + *@size) doesn't overflow, return new size */
166 static inline phys_addr_t memblock_cap_size(phys_addr_t base, phys_addr_t *size)
167 {
168         return *size = min(*size, PHYS_ADDR_MAX - base);
169 }
170
171 /*
172  * Address comparison utilities
173  */
174 static unsigned long __init_memblock memblock_addrs_overlap(phys_addr_t base1, phys_addr_t size1,
175                                        phys_addr_t base2, phys_addr_t size2)
176 {
177         return ((base1 < (base2 + size2)) && (base2 < (base1 + size1)));
178 }
179
180 bool __init_memblock memblock_overlaps_region(struct memblock_type *type,
181                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size)
182 {
183         unsigned long i;
184
185         memblock_cap_size(base, &size);
186
187         for (i = 0; i < type->cnt; i++)
188                 if (memblock_addrs_overlap(base, size, type->regions[i].base,
189                                            type->regions[i].size))
190                         break;
191         return i < type->cnt;
192 }
193
194 /**
195  * __memblock_find_range_bottom_up - find free area utility in bottom-up
196  * @start: start of candidate range
197  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE or
198  *       %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE
199  * @size: size of free area to find
200  * @align: alignment of free area to find
201  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
202  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
203  *
204  * Utility called from memblock_find_in_range_node(), find free area bottom-up.
205  *
206  * Return:
207  * Found address on success, 0 on failure.
208  */
209 static phys_addr_t __init_memblock
210 __memblock_find_range_bottom_up(phys_addr_t start, phys_addr_t end,
211                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid,
212                                 enum memblock_flags flags)
213 {
214         phys_addr_t this_start, this_end, cand;
215         u64 i;
216
217         for_each_free_mem_range(i, nid, flags, &this_start, &this_end, NULL) {
218                 this_start = clamp(this_start, start, end);
219                 this_end = clamp(this_end, start, end);
220
221                 cand = round_up(this_start, align);
222                 if (cand < this_end && this_end - cand >= size)
223                         return cand;
224         }
225
226         return 0;
227 }
228
229 /**
230  * __memblock_find_range_top_down - find free area utility, in top-down
231  * @start: start of candidate range
232  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE or
233  *       %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE
234  * @size: size of free area to find
235  * @align: alignment of free area to find
236  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
237  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
238  *
239  * Utility called from memblock_find_in_range_node(), find free area top-down.
240  *
241  * Return:
242  * Found address on success, 0 on failure.
243  */
244 static phys_addr_t __init_memblock
245 __memblock_find_range_top_down(phys_addr_t start, phys_addr_t end,
246                                phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid,
247                                enum memblock_flags flags)
248 {
249         phys_addr_t this_start, this_end, cand;
250         u64 i;
251
252         for_each_free_mem_range_reverse(i, nid, flags, &this_start, &this_end,
253                                         NULL) {
254                 this_start = clamp(this_start, start, end);
255                 this_end = clamp(this_end, start, end);
256
257                 if (this_end < size)
258                         continue;
259
260                 cand = round_down(this_end - size, align);
261                 if (cand >= this_start)
262                         return cand;
263         }
264
265         return 0;
266 }
267
268 /**
269  * memblock_find_in_range_node - find free area in given range and node
270  * @size: size of free area to find
271  * @align: alignment of free area to find
272  * @start: start of candidate range
273  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE or
274  *       %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE
275  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
276  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
277  *
278  * Find @size free area aligned to @align in the specified range and node.
279  *
280  * Return:
281  * Found address on success, 0 on failure.
282  */
283 static phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range_node(phys_addr_t size,
284                                         phys_addr_t align, phys_addr_t start,
285                                         phys_addr_t end, int nid,
286                                         enum memblock_flags flags)
287 {
288         /* pump up @end */
289         if (end == MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE ||
290             end == MEMBLOCK_ALLOC_NOLEAKTRACE)
291                 end = memblock.current_limit;
292
293         /* avoid allocating the first page */
294         start = max_t(phys_addr_t, start, PAGE_SIZE);
295         end = max(start, end);
296
297         if (memblock_bottom_up())
298                 return __memblock_find_range_bottom_up(start, end, size, align,
299                                                        nid, flags);
300         else
301                 return __memblock_find_range_top_down(start, end, size, align,
302                                                       nid, flags);
303 }
304
305 /**
306  * memblock_find_in_range - find free area in given range
307  * @start: start of candidate range
308  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE or
309  *       %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE
310  * @size: size of free area to find
311  * @align: alignment of free area to find
312  *
313  * Find @size free area aligned to @align in the specified range.
314  *
315  * Return:
316  * Found address on success, 0 on failure.
317  */
318 static phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range(phys_addr_t start,
319                                         phys_addr_t end, phys_addr_t size,
320                                         phys_addr_t align)
321 {
322         phys_addr_t ret;
323         enum memblock_flags flags = choose_memblock_flags();
324
325 again:
326         ret = memblock_find_in_range_node(size, align, start, end,
327                                             NUMA_NO_NODE, flags);
328
329         if (!ret && (flags & MEMBLOCK_MIRROR)) {
330                 pr_warn("Could not allocate %pap bytes of mirrored memory\n",
331                         &size);
332                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
333                 goto again;
334         }
335
336         return ret;
337 }
338
339 static void __init_memblock memblock_remove_region(struct memblock_type *type, unsigned long r)
340 {
341         type->total_size -= type->regions[r].size;
342         memmove(&type->regions[r], &type->regions[r + 1],
343                 (type->cnt - (r + 1)) * sizeof(type->regions[r]));
344         type->cnt--;
345
346         /* Special case for empty arrays */
347         if (type->cnt == 0) {
348                 WARN_ON(type->total_size != 0);
349                 type->cnt = 1;
350                 type->regions[0].base = 0;
351                 type->regions[0].size = 0;
352                 type->regions[0].flags = 0;
353                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], MAX_NUMNODES);
354         }
355 }
356
357 #ifndef CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK
358 /**
359  * memblock_discard - discard memory and reserved arrays if they were allocated
360  */
361 void __init memblock_discard(void)
362 {
363         phys_addr_t addr, size;
364
365         if (memblock.reserved.regions != memblock_reserved_init_regions) {
366                 addr = __pa(memblock.reserved.regions);
367                 size = PAGE_ALIGN(sizeof(struct memblock_region) *
368                                   memblock.reserved.max);
369                 if (memblock_reserved_in_slab)
370                         kfree(memblock.reserved.regions);
371                 else
372                         memblock_free_late(addr, size);
373         }
374
375         if (memblock.memory.regions != memblock_memory_init_regions) {
376                 addr = __pa(memblock.memory.regions);
377                 size = PAGE_ALIGN(sizeof(struct memblock_region) *
378                                   memblock.memory.max);
379                 if (memblock_memory_in_slab)
380                         kfree(memblock.memory.regions);
381                 else
382                         memblock_free_late(addr, size);
383         }
384
385         memblock_memory = NULL;
386 }
387 #endif
388
389 /**
390  * memblock_double_array - double the size of the memblock regions array
391  * @type: memblock type of the regions array being doubled
392  * @new_area_start: starting address of memory range to avoid overlap with
393  * @new_area_size: size of memory range to avoid overlap with
394  *
395  * Double the size of the @type regions array. If memblock is being used to
396  * allocate memory for a new reserved regions array and there is a previously
397  * allocated memory range [@new_area_start, @new_area_start + @new_area_size]
398  * waiting to be reserved, ensure the memory used by the new array does
399  * not overlap.
400  *
401  * Return:
402  * 0 on success, -1 on failure.
403  */
404 static int __init_memblock memblock_double_array(struct memblock_type *type,
405                                                 phys_addr_t new_area_start,
406                                                 phys_addr_t new_area_size)
407 {
408         struct memblock_region *new_array, *old_array;
409         phys_addr_t old_alloc_size, new_alloc_size;
410         phys_addr_t old_size, new_size, addr, new_end;
411         int use_slab = slab_is_available();
412         int *in_slab;
413
414         /* We don't allow resizing until we know about the reserved regions
415          * of memory that aren't suitable for allocation
416          */
417         if (!memblock_can_resize)
418                 return -1;
419
420         /* Calculate new doubled size */
421         old_size = type->max * sizeof(struct memblock_region);
422         new_size = old_size << 1;
423         /*
424          * We need to allocated new one align to PAGE_SIZE,
425          *   so we can free them completely later.
426          */
427         old_alloc_size = PAGE_ALIGN(old_size);
428         new_alloc_size = PAGE_ALIGN(new_size);
429
430         /* Retrieve the slab flag */
431         if (type == &memblock.memory)
432                 in_slab = &memblock_memory_in_slab;
433         else
434                 in_slab = &memblock_reserved_in_slab;
435
436         /* Try to find some space for it */
437         if (use_slab) {
438                 new_array = kmalloc(new_size, GFP_KERNEL);
439                 addr = new_array ? __pa(new_array) : 0;
440         } else {
441                 /* only exclude range when trying to double reserved.regions */
442                 if (type != &memblock.reserved)
443                         new_area_start = new_area_size = 0;
444
445                 addr = memblock_find_in_range(new_area_start + new_area_size,
446                                                 memblock.current_limit,
447                                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
448                 if (!addr && new_area_size)
449                         addr = memblock_find_in_range(0,
450                                 min(new_area_start, memblock.current_limit),
451                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
452
453                 new_array = addr ? __va(addr) : NULL;
454         }
455         if (!addr) {
456                 pr_err("memblock: Failed to double %s array from %ld to %ld entries !\n",
457                        type->name, type->max, type->max * 2);
458                 return -1;
459         }
460
461         new_end = addr + new_size - 1;
462         memblock_dbg("memblock: %s is doubled to %ld at [%pa-%pa]",
463                         type->name, type->max * 2, &addr, &new_end);
464
465         /*
466          * Found space, we now need to move the array over before we add the
467          * reserved region since it may be our reserved array itself that is
468          * full.
469          */
470         memcpy(new_array, type->regions, old_size);
471         memset(new_array + type->max, 0, old_size);
472         old_array = type->regions;
473         type->regions = new_array;
474         type->max <<= 1;
475
476         /* Free old array. We needn't free it if the array is the static one */
477         if (*in_slab)
478                 kfree(old_array);
479         else if (old_array != memblock_memory_init_regions &&
480                  old_array != memblock_reserved_init_regions)
481                 memblock_free(old_array, old_alloc_size);
482
483         /*
484          * Reserve the new array if that comes from the memblock.  Otherwise, we
485          * needn't do it
486          */
487         if (!use_slab)
488                 BUG_ON(memblock_reserve(addr, new_alloc_size));
489
490         /* Update slab flag */
491         *in_slab = use_slab;
492
493         return 0;
494 }
495
496 /**
497  * memblock_merge_regions - merge neighboring compatible regions
498  * @type: memblock type to scan
499  *
500  * Scan @type and merge neighboring compatible regions.
501  */
502 static void __init_memblock memblock_merge_regions(struct memblock_type *type)
503 {
504         int i = 0;
505
506         /* cnt never goes below 1 */
507         while (i < type->cnt - 1) {
508                 struct memblock_region *this = &type->regions[i];
509                 struct memblock_region *next = &type->regions[i + 1];
510
511                 if (this->base + this->size != next->base ||
512                     memblock_get_region_node(this) !=
513                     memblock_get_region_node(next) ||
514                     this->flags != next->flags) {
515                         BUG_ON(this->base + this->size > next->base);
516                         i++;
517                         continue;
518                 }
519
520                 this->size += next->size;
521                 /* move forward from next + 1, index of which is i + 2 */
522                 memmove(next, next + 1, (type->cnt - (i + 2)) * sizeof(*next));
523                 type->cnt--;
524         }
525 }
526
527 /**
528  * memblock_insert_region - insert new memblock region
529  * @type:       memblock type to insert into
530  * @idx:        index for the insertion point
531  * @base:       base address of the new region
532  * @size:       size of the new region
533  * @nid:        node id of the new region
534  * @flags:      flags of the new region
535  *
536  * Insert new memblock region [@base, @base + @size) into @type at @idx.
537  * @type must already have extra room to accommodate the new region.
538  */
539 static void __init_memblock memblock_insert_region(struct memblock_type *type,
540                                                    int idx, phys_addr_t base,
541                                                    phys_addr_t size,
542                                                    int nid,
543                                                    enum memblock_flags flags)
544 {
545         struct memblock_region *rgn = &type->regions[idx];
546
547         BUG_ON(type->cnt >= type->max);
548         memmove(rgn + 1, rgn, (type->cnt - idx) * sizeof(*rgn));
549         rgn->base = base;
550         rgn->size = size;
551         rgn->flags = flags;
552         memblock_set_region_node(rgn, nid);
553         type->cnt++;
554         type->total_size += size;
555 }
556
557 /**
558  * memblock_add_range - add new memblock region
559  * @type: memblock type to add new region into
560  * @base: base address of the new region
561  * @size: size of the new region
562  * @nid: nid of the new region
563  * @flags: flags of the new region
564  *
565  * Add new memblock region [@base, @base + @size) into @type.  The new region
566  * is allowed to overlap with existing ones - overlaps don't affect already
567  * existing regions.  @type is guaranteed to be minimal (all neighbouring
568  * compatible regions are merged) after the addition.
569  *
570  * Return:
571  * 0 on success, -errno on failure.
572  */
573 static int __init_memblock memblock_add_range(struct memblock_type *type,
574                                 phys_addr_t base, phys_addr_t size,
575                                 int nid, enum memblock_flags flags)
576 {
577         bool insert = false;
578         phys_addr_t obase = base;
579         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
580         int idx, nr_new;
581         struct memblock_region *rgn;
582
583         if (!size)
584                 return 0;
585
586         /* special case for empty array */
587         if (type->regions[0].size == 0) {
588                 WARN_ON(type->cnt != 1 || type->total_size);
589                 type->regions[0].base = base;
590                 type->regions[0].size = size;
591                 type->regions[0].flags = flags;
592                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], nid);
593                 type->total_size = size;
594                 return 0;
595         }
596 repeat:
597         /*
598          * The following is executed twice.  Once with %false @insert and
599          * then with %true.  The first counts the number of regions needed
600          * to accommodate the new area.  The second actually inserts them.
601          */
602         base = obase;
603         nr_new = 0;
604
605         for_each_memblock_type(idx, type, rgn) {
606                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
607                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
608
609                 if (rbase >= end)
610                         break;
611                 if (rend <= base)
612                         continue;
613                 /*
614                  * @rgn overlaps.  If it separates the lower part of new
615                  * area, insert that portion.
616                  */
617                 if (rbase > base) {
618 #ifdef CONFIG_NUMA
619                         WARN_ON(nid != memblock_get_region_node(rgn));
620 #endif
621                         WARN_ON(flags != rgn->flags);
622                         nr_new++;
623                         if (insert)
624                                 memblock_insert_region(type, idx++, base,
625                                                        rbase - base, nid,
626                                                        flags);
627                 }
628                 /* area below @rend is dealt with, forget about it */
629                 base = min(rend, end);
630         }
631
632         /* insert the remaining portion */
633         if (base < end) {
634                 nr_new++;
635                 if (insert)
636                         memblock_insert_region(type, idx, base, end - base,
637                                                nid, flags);
638         }
639
640         if (!nr_new)
641                 return 0;
642
643         /*
644          * If this was the first round, resize array and repeat for actual
645          * insertions; otherwise, merge and return.
646          */
647         if (!insert) {
648                 while (type->cnt + nr_new > type->max)
649                         if (memblock_double_array(type, obase, size) < 0)
650                                 return -ENOMEM;
651                 insert = true;
652                 goto repeat;
653         } else {
654                 memblock_merge_regions(type);
655                 return 0;
656         }
657 }
658
659 /**
660  * memblock_add_node - add new memblock region within a NUMA node
661  * @base: base address of the new region
662  * @size: size of the new region
663  * @nid: nid of the new region
664  * @flags: flags of the new region
665  *
666  * Add new memblock region [@base, @base + @size) to the "memory"
667  * type. See memblock_add_range() description for mode details
668  *
669  * Return:
670  * 0 on success, -errno on failure.
671  */
672 int __init_memblock memblock_add_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
673                                       int nid, enum memblock_flags flags)
674 {
675         phys_addr_t end = base + size - 1;
676
677         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] nid=%d flags=%x %pS\n", __func__,
678                      &base, &end, nid, flags, (void *)_RET_IP_);
679
680         return memblock_add_range(&memblock.memory, base, size, nid, flags);
681 }
682
683 /**
684  * memblock_add - add new memblock region
685  * @base: base address of the new region
686  * @size: size of the new region
687  *
688  * Add new memblock region [@base, @base + @size) to the "memory"
689  * type. See memblock_add_range() description for mode details
690  *
691  * Return:
692  * 0 on success, -errno on failure.
693  */
694 int __init_memblock memblock_add(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
695 {
696         phys_addr_t end = base + size - 1;
697
698         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
699                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
700
701         return memblock_add_range(&memblock.memory, base, size, MAX_NUMNODES, 0);
702 }
703
704 /**
705  * memblock_isolate_range - isolate given range into disjoint memblocks
706  * @type: memblock type to isolate range for
707  * @base: base of range to isolate
708  * @size: size of range to isolate
709  * @start_rgn: out parameter for the start of isolated region
710  * @end_rgn: out parameter for the end of isolated region
711  *
712  * Walk @type and ensure that regions don't cross the boundaries defined by
713  * [@base, @base + @size).  Crossing regions are split at the boundaries,
714  * which may create at most two more regions.  The index of the first
715  * region inside the range is returned in *@start_rgn and end in *@end_rgn.
716  *
717  * Return:
718  * 0 on success, -errno on failure.
719  */
720 static int __init_memblock memblock_isolate_range(struct memblock_type *type,
721                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size,
722                                         int *start_rgn, int *end_rgn)
723 {
724         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
725         int idx;
726         struct memblock_region *rgn;
727
728         *start_rgn = *end_rgn = 0;
729
730         if (!size)
731                 return 0;
732
733         /* we'll create at most two more regions */
734         while (type->cnt + 2 > type->max)
735                 if (memblock_double_array(type, base, size) < 0)
736                         return -ENOMEM;
737
738         for_each_memblock_type(idx, type, rgn) {
739                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
740                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
741
742                 if (rbase >= end)
743                         break;
744                 if (rend <= base)
745                         continue;
746
747                 if (rbase < base) {
748                         /*
749                          * @rgn intersects from below.  Split and continue
750                          * to process the next region - the new top half.
751                          */
752                         rgn->base = base;
753                         rgn->size -= base - rbase;
754                         type->total_size -= base - rbase;
755                         memblock_insert_region(type, idx, rbase, base - rbase,
756                                                memblock_get_region_node(rgn),
757                                                rgn->flags);
758                 } else if (rend > end) {
759                         /*
760                          * @rgn intersects from above.  Split and redo the
761                          * current region - the new bottom half.
762                          */
763                         rgn->base = end;
764                         rgn->size -= end - rbase;
765                         type->total_size -= end - rbase;
766                         memblock_insert_region(type, idx--, rbase, end - rbase,
767                                                memblock_get_region_node(rgn),
768                                                rgn->flags);
769                 } else {
770                         /* @rgn is fully contained, record it */
771                         if (!*end_rgn)
772                                 *start_rgn = idx;
773                         *end_rgn = idx + 1;
774                 }
775         }
776
777         return 0;
778 }
779
780 static int __init_memblock memblock_remove_range(struct memblock_type *type,
781                                           phys_addr_t base, phys_addr_t size)
782 {
783         int start_rgn, end_rgn;
784         int i, ret;
785
786         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
787         if (ret)
788                 return ret;
789
790         for (i = end_rgn - 1; i >= start_rgn; i--)
791                 memblock_remove_region(type, i);
792         return 0;
793 }
794
795 int __init_memblock memblock_remove(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
796 {
797         phys_addr_t end = base + size - 1;
798
799         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
800                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
801
802         return memblock_remove_range(&memblock.memory, base, size);
803 }
804
805 /**
806  * memblock_free - free boot memory allocation
807  * @ptr: starting address of the  boot memory allocation
808  * @size: size of the boot memory block in bytes
809  *
810  * Free boot memory block previously allocated by memblock_alloc_xx() API.
811  * The freeing memory will not be released to the buddy allocator.
812  */
813 void __init_memblock memblock_free(void *ptr, size_t size)
814 {
815         if (ptr)
816                 memblock_phys_free(__pa(ptr), size);
817 }
818
819 /**
820  * memblock_phys_free - free boot memory block
821  * @base: phys starting address of the  boot memory block
822  * @size: size of the boot memory block in bytes
823  *
824  * Free boot memory block previously allocated by memblock_alloc_xx() API.
825  * The freeing memory will not be released to the buddy allocator.
826  */
827 int __init_memblock memblock_phys_free(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
828 {
829         phys_addr_t end = base + size - 1;
830
831         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
832                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
833
834         kmemleak_free_part_phys(base, size);
835         return memblock_remove_range(&memblock.reserved, base, size);
836 }
837
838 int __init_memblock memblock_reserve(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
839 {
840         phys_addr_t end = base + size - 1;
841
842         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
843                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
844
845         return memblock_add_range(&memblock.reserved, base, size, MAX_NUMNODES, 0);
846 }
847
848 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
849 int __init_memblock memblock_physmem_add(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
850 {
851         phys_addr_t end = base + size - 1;
852
853         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
854                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
855
856         return memblock_add_range(&physmem, base, size, MAX_NUMNODES, 0);
857 }
858 #endif
859
860 /**
861  * memblock_setclr_flag - set or clear flag for a memory region
862  * @base: base address of the region
863  * @size: size of the region
864  * @set: set or clear the flag
865  * @flag: the flag to update
866  *
867  * This function isolates region [@base, @base + @size), and sets/clears flag
868  *
869  * Return: 0 on success, -errno on failure.
870  */
871 static int __init_memblock memblock_setclr_flag(phys_addr_t base,
872                                 phys_addr_t size, int set, int flag)
873 {
874         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
875         int i, ret, start_rgn, end_rgn;
876
877         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
878         if (ret)
879                 return ret;
880
881         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++) {
882                 struct memblock_region *r = &type->regions[i];
883
884                 if (set)
885                         r->flags |= flag;
886                 else
887                         r->flags &= ~flag;
888         }
889
890         memblock_merge_regions(type);
891         return 0;
892 }
893
894 /**
895  * memblock_mark_hotplug - Mark hotpluggable memory with flag MEMBLOCK_HOTPLUG.
896  * @base: the base phys addr of the region
897  * @size: the size of the region
898  *
899  * Return: 0 on success, -errno on failure.
900  */
901 int __init_memblock memblock_mark_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
902 {
903         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_HOTPLUG);
904 }
905
906 /**
907  * memblock_clear_hotplug - Clear flag MEMBLOCK_HOTPLUG for a specified region.
908  * @base: the base phys addr of the region
909  * @size: the size of the region
910  *
911  * Return: 0 on success, -errno on failure.
912  */
913 int __init_memblock memblock_clear_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
914 {
915         return memblock_setclr_flag(base, size, 0, MEMBLOCK_HOTPLUG);
916 }
917
918 /**
919  * memblock_mark_mirror - Mark mirrored memory with flag MEMBLOCK_MIRROR.
920  * @base: the base phys addr of the region
921  * @size: the size of the region
922  *
923  * Return: 0 on success, -errno on failure.
924  */
925 int __init_memblock memblock_mark_mirror(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
926 {
927         system_has_some_mirror = true;
928
929         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_MIRROR);
930 }
931
932 /**
933  * memblock_mark_nomap - Mark a memory region with flag MEMBLOCK_NOMAP.
934  * @base: the base phys addr of the region
935  * @size: the size of the region
936  *
937  * The memory regions marked with %MEMBLOCK_NOMAP will not be added to the
938  * direct mapping of the physical memory. These regions will still be
939  * covered by the memory map. The struct page representing NOMAP memory
940  * frames in the memory map will be PageReserved()
941  *
942  * Note: if the memory being marked %MEMBLOCK_NOMAP was allocated from
943  * memblock, the caller must inform kmemleak to ignore that memory
944  *
945  * Return: 0 on success, -errno on failure.
946  */
947 int __init_memblock memblock_mark_nomap(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
948 {
949         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_NOMAP);
950 }
951
952 /**
953  * memblock_clear_nomap - Clear flag MEMBLOCK_NOMAP for a specified region.
954  * @base: the base phys addr of the region
955  * @size: the size of the region
956  *
957  * Return: 0 on success, -errno on failure.
958  */
959 int __init_memblock memblock_clear_nomap(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
960 {
961         return memblock_setclr_flag(base, size, 0, MEMBLOCK_NOMAP);
962 }
963
964 static bool should_skip_region(struct memblock_type *type,
965                                struct memblock_region *m,
966                                int nid, int flags)
967 {
968         int m_nid = memblock_get_region_node(m);
969
970         /* we never skip regions when iterating memblock.reserved or physmem */
971         if (type != memblock_memory)
972                 return false;
973
974         /* only memory regions are associated with nodes, check it */
975         if (nid != NUMA_NO_NODE && nid != m_nid)
976                 return true;
977
978         /* skip hotpluggable memory regions if needed */
979         if (movable_node_is_enabled() && memblock_is_hotpluggable(m) &&
980             !(flags & MEMBLOCK_HOTPLUG))
981                 return true;
982
983         /* if we want mirror memory skip non-mirror memory regions */
984         if ((flags & MEMBLOCK_MIRROR) && !memblock_is_mirror(m))
985                 return true;
986
987         /* skip nomap memory unless we were asked for it explicitly */
988         if (!(flags & MEMBLOCK_NOMAP) && memblock_is_nomap(m))
989                 return true;
990
991         /* skip driver-managed memory unless we were asked for it explicitly */
992         if (!(flags & MEMBLOCK_DRIVER_MANAGED) && memblock_is_driver_managed(m))
993                 return true;
994
995         return false;
996 }
997
998 /**
999  * __next_mem_range - next function for for_each_free_mem_range() etc.
1000  * @idx: pointer to u64 loop variable
1001  * @nid: node selector, %NUMA_NO_NODE for all nodes
1002  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
1003  * @type_a: pointer to memblock_type from where the range is taken
1004  * @type_b: pointer to memblock_type which excludes memory from being taken
1005  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
1006  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
1007  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
1008  *
1009  * Find the first area from *@idx which matches @nid, fill the out
1010  * parameters, and update *@idx for the next iteration.  The lower 32bit of
1011  * *@idx contains index into type_a and the upper 32bit indexes the
1012  * areas before each region in type_b.  For example, if type_b regions
1013  * look like the following,
1014  *
1015  *      0:[0-16), 1:[32-48), 2:[128-130)
1016  *
1017  * The upper 32bit indexes the following regions.
1018  *
1019  *      0:[0-0), 1:[16-32), 2:[48-128), 3:[130-MAX)
1020  *
1021  * As both region arrays are sorted, the function advances the two indices
1022  * in lockstep and returns each intersection.
1023  */
1024 void __next_mem_range(u64 *idx, int nid, enum memblock_flags flags,
1025                       struct memblock_type *type_a,
1026                       struct memblock_type *type_b, phys_addr_t *out_start,
1027                       phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
1028 {
1029         int idx_a = *idx & 0xffffffff;
1030         int idx_b = *idx >> 32;
1031
1032         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES,
1033         "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
1034                 nid = NUMA_NO_NODE;
1035
1036         for (; idx_a < type_a->cnt; idx_a++) {
1037                 struct memblock_region *m = &type_a->regions[idx_a];
1038
1039                 phys_addr_t m_start = m->base;
1040                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
1041                 int         m_nid = memblock_get_region_node(m);
1042
1043                 if (should_skip_region(type_a, m, nid, flags))
1044                         continue;
1045
1046                 if (!type_b) {
1047                         if (out_start)
1048                                 *out_start = m_start;
1049                         if (out_end)
1050                                 *out_end = m_end;
1051                         if (out_nid)
1052                                 *out_nid = m_nid;
1053                         idx_a++;
1054                         *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1055                         return;
1056                 }
1057
1058                 /* scan areas before each reservation */
1059                 for (; idx_b < type_b->cnt + 1; idx_b++) {
1060                         struct memblock_region *r;
1061                         phys_addr_t r_start;
1062                         phys_addr_t r_end;
1063
1064                         r = &type_b->regions[idx_b];
1065                         r_start = idx_b ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
1066                         r_end = idx_b < type_b->cnt ?
1067                                 r->base : PHYS_ADDR_MAX;
1068
1069                         /*
1070                          * if idx_b advanced past idx_a,
1071                          * break out to advance idx_a
1072                          */
1073                         if (r_start >= m_end)
1074                                 break;
1075                         /* if the two regions intersect, we're done */
1076                         if (m_start < r_end) {
1077                                 if (out_start)
1078                                         *out_start =
1079                                                 max(m_start, r_start);
1080                                 if (out_end)
1081                                         *out_end = min(m_end, r_end);
1082                                 if (out_nid)
1083                                         *out_nid = m_nid;
1084                                 /*
1085                                  * The region which ends first is
1086                                  * advanced for the next iteration.
1087                                  */
1088                                 if (m_end <= r_end)
1089                                         idx_a++;
1090                                 else
1091                                         idx_b++;
1092                                 *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1093                                 return;
1094                         }
1095                 }
1096         }
1097
1098         /* signal end of iteration */
1099         *idx = ULLONG_MAX;
1100 }
1101
1102 /**
1103  * __next_mem_range_rev - generic next function for for_each_*_range_rev()
1104  *
1105  * @idx: pointer to u64 loop variable
1106  * @nid: node selector, %NUMA_NO_NODE for all nodes
1107  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
1108  * @type_a: pointer to memblock_type from where the range is taken
1109  * @type_b: pointer to memblock_type which excludes memory from being taken
1110  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
1111  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
1112  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
1113  *
1114  * Finds the next range from type_a which is not marked as unsuitable
1115  * in type_b.
1116  *
1117  * Reverse of __next_mem_range().
1118  */
1119 void __init_memblock __next_mem_range_rev(u64 *idx, int nid,
1120                                           enum memblock_flags flags,
1121                                           struct memblock_type *type_a,
1122                                           struct memblock_type *type_b,
1123                                           phys_addr_t *out_start,
1124                                           phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
1125 {
1126         int idx_a = *idx & 0xffffffff;
1127         int idx_b = *idx >> 32;
1128
1129         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES, "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
1130                 nid = NUMA_NO_NODE;
1131
1132         if (*idx == (u64)ULLONG_MAX) {
1133                 idx_a = type_a->cnt - 1;
1134                 if (type_b != NULL)
1135                         idx_b = type_b->cnt;
1136                 else
1137                         idx_b = 0;
1138         }
1139
1140         for (; idx_a >= 0; idx_a--) {
1141                 struct memblock_region *m = &type_a->regions[idx_a];
1142
1143                 phys_addr_t m_start = m->base;
1144                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
1145                 int m_nid = memblock_get_region_node(m);
1146
1147                 if (should_skip_region(type_a, m, nid, flags))
1148                         continue;
1149
1150                 if (!type_b) {
1151                         if (out_start)
1152                                 *out_start = m_start;
1153                         if (out_end)
1154                                 *out_end = m_end;
1155                         if (out_nid)
1156                                 *out_nid = m_nid;
1157                         idx_a--;
1158                         *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1159                         return;
1160                 }
1161
1162                 /* scan areas before each reservation */
1163                 for (; idx_b >= 0; idx_b--) {
1164                         struct memblock_region *r;
1165                         phys_addr_t r_start;
1166                         phys_addr_t r_end;
1167
1168                         r = &type_b->regions[idx_b];
1169                         r_start = idx_b ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
1170                         r_end = idx_b < type_b->cnt ?
1171                                 r->base : PHYS_ADDR_MAX;
1172                         /*
1173                          * if idx_b advanced past idx_a,
1174                          * break out to advance idx_a
1175                          */
1176
1177                         if (r_end <= m_start)
1178                                 break;
1179                         /* if the two regions intersect, we're done */
1180                         if (m_end > r_start) {
1181                                 if (out_start)
1182                                         *out_start = max(m_start, r_start);
1183                                 if (out_end)
1184                                         *out_end = min(m_end, r_end);
1185                                 if (out_nid)
1186                                         *out_nid = m_nid;
1187                                 if (m_start >= r_start)
1188                                         idx_a--;
1189                                 else
1190                                         idx_b--;
1191                                 *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1192                                 return;
1193                         }
1194                 }
1195         }
1196         /* signal end of iteration */
1197         *idx = ULLONG_MAX;
1198 }
1199
1200 /*
1201  * Common iterator interface used to define for_each_mem_pfn_range().
1202  */
1203 void __init_memblock __next_mem_pfn_range(int *idx, int nid,
1204                                 unsigned long *out_start_pfn,
1205                                 unsigned long *out_end_pfn, int *out_nid)
1206 {
1207         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
1208         struct memblock_region *r;
1209         int r_nid;
1210
1211         while (++*idx < type->cnt) {
1212                 r = &type->regions[*idx];
1213                 r_nid = memblock_get_region_node(r);
1214
1215                 if (PFN_UP(r->base) >= PFN_DOWN(r->base + r->size))
1216                         continue;
1217                 if (nid == MAX_NUMNODES || nid == r_nid)
1218                         break;
1219         }
1220         if (*idx >= type->cnt) {
1221                 *idx = -1;
1222                 return;
1223         }
1224
1225         if (out_start_pfn)
1226                 *out_start_pfn = PFN_UP(r->base);
1227         if (out_end_pfn)
1228                 *out_end_pfn = PFN_DOWN(r->base + r->size);
1229         if (out_nid)
1230                 *out_nid = r_nid;
1231 }
1232
1233 /**
1234  * memblock_set_node - set node ID on memblock regions
1235  * @base: base of area to set node ID for
1236  * @size: size of area to set node ID for
1237  * @type: memblock type to set node ID for
1238  * @nid: node ID to set
1239  *
1240  * Set the nid of memblock @type regions in [@base, @base + @size) to @nid.
1241  * Regions which cross the area boundaries are split as necessary.
1242  *
1243  * Return:
1244  * 0 on success, -errno on failure.
1245  */
1246 int __init_memblock memblock_set_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
1247                                       struct memblock_type *type, int nid)
1248 {
1249 #ifdef CONFIG_NUMA
1250         int start_rgn, end_rgn;
1251         int i, ret;
1252
1253         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
1254         if (ret)
1255                 return ret;
1256
1257         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++)
1258                 memblock_set_region_node(&type->regions[i], nid);
1259
1260         memblock_merge_regions(type);
1261 #endif
1262         return 0;
1263 }
1264
1265 #ifdef CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT
1266 /**
1267  * __next_mem_pfn_range_in_zone - iterator for for_each_*_range_in_zone()
1268  *
1269  * @idx: pointer to u64 loop variable
1270  * @zone: zone in which all of the memory blocks reside
1271  * @out_spfn: ptr to ulong for start pfn of the range, can be %NULL
1272  * @out_epfn: ptr to ulong for end pfn of the range, can be %NULL
1273  *
1274  * This function is meant to be a zone/pfn specific wrapper for the
1275  * for_each_mem_range type iterators. Specifically they are used in the
1276  * deferred memory init routines and as such we were duplicating much of
1277  * this logic throughout the code. So instead of having it in multiple
1278  * locations it seemed like it would make more sense to centralize this to
1279  * one new iterator that does everything they need.
1280  */
1281 void __init_memblock
1282 __next_mem_pfn_range_in_zone(u64 *idx, struct zone *zone,
1283                              unsigned long *out_spfn, unsigned long *out_epfn)
1284 {
1285         int zone_nid = zone_to_nid(zone);
1286         phys_addr_t spa, epa;
1287         int nid;
1288
1289         __next_mem_range(idx, zone_nid, MEMBLOCK_NONE,
1290                          &memblock.memory, &memblock.reserved,
1291                          &spa, &epa, &nid);
1292
1293         while (*idx != U64_MAX) {
1294                 unsigned long epfn = PFN_DOWN(epa);
1295                 unsigned long spfn = PFN_UP(spa);
1296
1297                 /*
1298                  * Verify the end is at least past the start of the zone and
1299                  * that we have at least one PFN to initialize.
1300                  */
1301                 if (zone->zone_start_pfn < epfn && spfn < epfn) {
1302                         /* if we went too far just stop searching */
1303                         if (zone_end_pfn(zone) <= spfn) {
1304                                 *idx = U64_MAX;
1305                                 break;
1306                         }
1307
1308                         if (out_spfn)
1309                                 *out_spfn = max(zone->zone_start_pfn, spfn);
1310                         if (out_epfn)
1311                                 *out_epfn = min(zone_end_pfn(zone), epfn);
1312
1313                         return;
1314                 }
1315
1316                 __next_mem_range(idx, zone_nid, MEMBLOCK_NONE,
1317                                  &memblock.memory, &memblock.reserved,
1318                                  &spa, &epa, &nid);
1319         }
1320
1321         /* signal end of iteration */
1322         if (out_spfn)
1323                 *out_spfn = ULONG_MAX;
1324         if (out_epfn)
1325                 *out_epfn = 0;
1326 }
1327
1328 #endif /* CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT */
1329
1330 /**
1331  * memblock_alloc_range_nid - allocate boot memory block
1332  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1333  * @align: alignment of the region and block's size
1334  * @start: the lower bound of the memory region to allocate (phys address)
1335  * @end: the upper bound of the memory region to allocate (phys address)
1336  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1337  * @exact_nid: control the allocation fall back to other nodes
1338  *
1339  * The allocation is performed from memory region limited by
1340  * memblock.current_limit if @end == %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE.
1341  *
1342  * If the specified node can not hold the requested memory and @exact_nid
1343  * is false, the allocation falls back to any node in the system.
1344  *
1345  * For systems with memory mirroring, the allocation is attempted first
1346  * from the regions with mirroring enabled and then retried from any
1347  * memory region.
1348  *
1349  * In addition, function sets the min_count to 0 using kmemleak_alloc_phys for
1350  * allocated boot memory block, so that it is never reported as leaks.
1351  *
1352  * Return:
1353  * Physical address of allocated memory block on success, %0 on failure.
1354  */
1355 phys_addr_t __init memblock_alloc_range_nid(phys_addr_t size,
1356                                         phys_addr_t align, phys_addr_t start,
1357                                         phys_addr_t end, int nid,
1358                                         bool exact_nid)
1359 {
1360         enum memblock_flags flags = choose_memblock_flags();
1361         phys_addr_t found;
1362
1363         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES, "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
1364                 nid = NUMA_NO_NODE;
1365
1366         if (!align) {
1367                 /* Can't use WARNs this early in boot on powerpc */
1368                 dump_stack();
1369                 align = SMP_CACHE_BYTES;
1370         }
1371
1372 again:
1373         found = memblock_find_in_range_node(size, align, start, end, nid,
1374                                             flags);
1375         if (found && !memblock_reserve(found, size))
1376                 goto done;
1377
1378         if (nid != NUMA_NO_NODE && !exact_nid) {
1379                 found = memblock_find_in_range_node(size, align, start,
1380                                                     end, NUMA_NO_NODE,
1381                                                     flags);
1382                 if (found && !memblock_reserve(found, size))
1383                         goto done;
1384         }
1385
1386         if (flags & MEMBLOCK_MIRROR) {
1387                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
1388                 pr_warn("Could not allocate %pap bytes of mirrored memory\n",
1389                         &size);
1390                 goto again;
1391         }
1392
1393         return 0;
1394
1395 done:
1396         /*
1397          * Skip kmemleak for those places like kasan_init() and
1398          * early_pgtable_alloc() due to high volume.
1399          */
1400         if (end != MEMBLOCK_ALLOC_NOLEAKTRACE)
1401                 /*
1402                  * The min_count is set to 0 so that memblock allocated
1403                  * blocks are never reported as leaks. This is because many
1404                  * of these blocks are only referred via the physical
1405                  * address which is not looked up by kmemleak.
1406                  */
1407                 kmemleak_alloc_phys(found, size, 0, 0);
1408
1409         return found;
1410 }
1411
1412 /**
1413  * memblock_phys_alloc_range - allocate a memory block inside specified range
1414  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1415  * @align: alignment of the region and block's size
1416  * @start: the lower bound of the memory region to allocate (physical address)
1417  * @end: the upper bound of the memory region to allocate (physical address)
1418  *
1419  * Allocate @size bytes in the between @start and @end.
1420  *
1421  * Return: physical address of the allocated memory block on success,
1422  * %0 on failure.
1423  */
1424 phys_addr_t __init memblock_phys_alloc_range(phys_addr_t size,
1425                                              phys_addr_t align,
1426                                              phys_addr_t start,
1427                                              phys_addr_t end)
1428 {
1429         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx from=%pa max_addr=%pa %pS\n",
1430                      __func__, (u64)size, (u64)align, &start, &end,
1431                      (void *)_RET_IP_);
1432         return memblock_alloc_range_nid(size, align, start, end, NUMA_NO_NODE,
1433                                         false);
1434 }
1435
1436 /**
1437  * memblock_phys_alloc_try_nid - allocate a memory block from specified NUMA node
1438  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1439  * @align: alignment of the region and block's size
1440  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1441  *
1442  * Allocates memory block from the specified NUMA node. If the node
1443  * has no available memory, attempts to allocated from any node in the
1444  * system.
1445  *
1446  * Return: physical address of the allocated memory block on success,
1447  * %0 on failure.
1448  */
1449 phys_addr_t __init memblock_phys_alloc_try_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
1450 {
1451         return memblock_alloc_range_nid(size, align, 0,
1452                                         MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE, nid, false);
1453 }
1454
1455 /**
1456  * memblock_alloc_internal - allocate boot memory block
1457  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1458  * @align: alignment of the region and block's size
1459  * @min_addr: the lower bound of the memory region to allocate (phys address)
1460  * @max_addr: the upper bound of the memory region to allocate (phys address)
1461  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1462  * @exact_nid: control the allocation fall back to other nodes
1463  *
1464  * Allocates memory block using memblock_alloc_range_nid() and
1465  * converts the returned physical address to virtual.
1466  *
1467  * The @min_addr limit is dropped if it can not be satisfied and the allocation
1468  * will fall back to memory below @min_addr. Other constraints, such
1469  * as node and mirrored memory will be handled again in
1470  * memblock_alloc_range_nid().
1471  *
1472  * Return:
1473  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1474  */
1475 static void * __init memblock_alloc_internal(
1476                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1477                                 phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1478                                 int nid, bool exact_nid)
1479 {
1480         phys_addr_t alloc;
1481
1482         /*
1483          * Detect any accidental use of these APIs after slab is ready, as at
1484          * this moment memblock may be deinitialized already and its
1485          * internal data may be destroyed (after execution of memblock_free_all)
1486          */
1487         if (WARN_ON_ONCE(slab_is_available()))
1488                 return kzalloc_node(size, GFP_NOWAIT, nid);
1489
1490         if (max_addr > memblock.current_limit)
1491                 max_addr = memblock.current_limit;
1492
1493         alloc = memblock_alloc_range_nid(size, align, min_addr, max_addr, nid,
1494                                         exact_nid);
1495
1496         /* retry allocation without lower limit */
1497         if (!alloc && min_addr)
1498                 alloc = memblock_alloc_range_nid(size, align, 0, max_addr, nid,
1499                                                 exact_nid);
1500
1501         if (!alloc)
1502                 return NULL;
1503
1504         return phys_to_virt(alloc);
1505 }
1506
1507 /**
1508  * memblock_alloc_exact_nid_raw - allocate boot memory block on the exact node
1509  * without zeroing memory
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.
1521  *
1522  * Return:
1523  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1524  */
1525 void * __init memblock_alloc_exact_nid_raw(
1526                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1527                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1528                         int nid)
1529 {
1530         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=%pa max_addr=%pa %pS\n",
1531                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, &min_addr,
1532                      &max_addr, (void *)_RET_IP_);
1533
1534         return memblock_alloc_internal(size, align, min_addr, max_addr, nid,
1535                                        true);
1536 }
1537
1538 /**
1539  * memblock_alloc_try_nid_raw - allocate boot memory block without zeroing
1540  * memory and without panicking
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. Does not zero allocated memory, does not panic if request
1552  * cannot be satisfied.
1553  *
1554  * Return:
1555  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1556  */
1557 void * __init memblock_alloc_try_nid_raw(
1558                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1559                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1560                         int nid)
1561 {
1562         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=%pa max_addr=%pa %pS\n",
1563                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, &min_addr,
1564                      &max_addr, (void *)_RET_IP_);
1565
1566         return memblock_alloc_internal(size, align, min_addr, max_addr, nid,
1567                                        false);
1568 }
1569
1570 /**
1571  * memblock_alloc_try_nid - allocate boot memory block
1572  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1573  * @align: alignment of the region and block's size
1574  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1575  *        is preferred (phys address)
1576  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1577  *            is preferred (phys address), or %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE to
1578  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1579  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1580  *
1581  * Public function, provides additional debug information (including caller
1582  * info), if enabled. This function zeroes the allocated memory.
1583  *
1584  * Return:
1585  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1586  */
1587 void * __init memblock_alloc_try_nid(
1588                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1589                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1590                         int nid)
1591 {
1592         void *ptr;
1593
1594         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=%pa max_addr=%pa %pS\n",
1595                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, &min_addr,
1596                      &max_addr, (void *)_RET_IP_);
1597         ptr = memblock_alloc_internal(size, align,
1598                                            min_addr, max_addr, nid, false);
1599         if (ptr)
1600                 memset(ptr, 0, size);
1601
1602         return ptr;
1603 }
1604
1605 /**
1606  * memblock_free_late - free pages directly to buddy allocator
1607  * @base: phys starting address of the  boot memory block
1608  * @size: size of the boot memory block in bytes
1609  *
1610  * This is only useful when the memblock allocator has already been torn
1611  * down, but we are still initializing the system.  Pages are released directly
1612  * to the buddy allocator.
1613  */
1614 void __init memblock_free_late(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1615 {
1616         phys_addr_t cursor, end;
1617
1618         end = base + size - 1;
1619         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n",
1620                      __func__, &base, &end, (void *)_RET_IP_);
1621         kmemleak_free_part_phys(base, size);
1622         cursor = PFN_UP(base);
1623         end = PFN_DOWN(base + size);
1624
1625         for (; cursor < end; cursor++) {
1626                 memblock_free_pages(pfn_to_page(cursor), cursor, 0);
1627                 totalram_pages_inc();
1628         }
1629 }
1630
1631 /*
1632  * Remaining API functions
1633  */
1634
1635 phys_addr_t __init_memblock memblock_phys_mem_size(void)
1636 {
1637         return memblock.memory.total_size;
1638 }
1639
1640 phys_addr_t __init_memblock memblock_reserved_size(void)
1641 {
1642         return memblock.reserved.total_size;
1643 }
1644
1645 /* lowest address */
1646 phys_addr_t __init_memblock memblock_start_of_DRAM(void)
1647 {
1648         return memblock.memory.regions[0].base;
1649 }
1650
1651 phys_addr_t __init_memblock memblock_end_of_DRAM(void)
1652 {
1653         int idx = memblock.memory.cnt - 1;
1654
1655         return (memblock.memory.regions[idx].base + memblock.memory.regions[idx].size);
1656 }
1657
1658 static phys_addr_t __init_memblock __find_max_addr(phys_addr_t limit)
1659 {
1660         phys_addr_t max_addr = PHYS_ADDR_MAX;
1661         struct memblock_region *r;
1662
1663         /*
1664          * translate the memory @limit size into the max address within one of
1665          * the memory memblock regions, if the @limit exceeds the total size
1666          * of those regions, max_addr will keep original value PHYS_ADDR_MAX
1667          */
1668         for_each_mem_region(r) {
1669                 if (limit <= r->size) {
1670                         max_addr = r->base + limit;
1671                         break;
1672                 }
1673                 limit -= r->size;
1674         }
1675
1676         return max_addr;
1677 }
1678
1679 void __init memblock_enforce_memory_limit(phys_addr_t limit)
1680 {
1681         phys_addr_t max_addr;
1682
1683         if (!limit)
1684                 return;
1685
1686         max_addr = __find_max_addr(limit);
1687
1688         /* @limit exceeds the total size of the memory, do nothing */
1689         if (max_addr == PHYS_ADDR_MAX)
1690                 return;
1691
1692         /* truncate both memory and reserved regions */
1693         memblock_remove_range(&memblock.memory, max_addr,
1694                               PHYS_ADDR_MAX);
1695         memblock_remove_range(&memblock.reserved, max_addr,
1696                               PHYS_ADDR_MAX);
1697 }
1698
1699 void __init memblock_cap_memory_range(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1700 {
1701         int start_rgn, end_rgn;
1702         int i, ret;
1703
1704         if (!size)
1705                 return;
1706
1707         if (!memblock_memory->total_size) {
1708                 pr_warn("%s: No memory registered yet\n", __func__);
1709                 return;
1710         }
1711
1712         ret = memblock_isolate_range(&memblock.memory, base, size,
1713                                                 &start_rgn, &end_rgn);
1714         if (ret)
1715                 return;
1716
1717         /* remove all the MAP regions */
1718         for (i = memblock.memory.cnt - 1; i >= end_rgn; i--)
1719                 if (!memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]))
1720                         memblock_remove_region(&memblock.memory, i);
1721
1722         for (i = start_rgn - 1; i >= 0; i--)
1723                 if (!memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]))
1724                         memblock_remove_region(&memblock.memory, i);
1725
1726         /* truncate the reserved regions */
1727         memblock_remove_range(&memblock.reserved, 0, base);
1728         memblock_remove_range(&memblock.reserved,
1729                         base + size, PHYS_ADDR_MAX);
1730 }
1731
1732 void __init memblock_mem_limit_remove_map(phys_addr_t limit)
1733 {
1734         phys_addr_t max_addr;
1735
1736         if (!limit)
1737                 return;
1738
1739         max_addr = __find_max_addr(limit);
1740
1741         /* @limit exceeds the total size of the memory, do nothing */
1742         if (max_addr == PHYS_ADDR_MAX)
1743                 return;
1744
1745         memblock_cap_memory_range(0, max_addr);
1746 }
1747
1748 static int __init_memblock memblock_search(struct memblock_type *type, phys_addr_t addr)
1749 {
1750         unsigned int left = 0, right = type->cnt;
1751
1752         do {
1753                 unsigned int mid = (right + left) / 2;
1754
1755                 if (addr < type->regions[mid].base)
1756                         right = mid;
1757                 else if (addr >= (type->regions[mid].base +
1758                                   type->regions[mid].size))
1759                         left = mid + 1;
1760                 else
1761                         return mid;
1762         } while (left < right);
1763         return -1;
1764 }
1765
1766 bool __init_memblock memblock_is_reserved(phys_addr_t addr)
1767 {
1768         return memblock_search(&memblock.reserved, addr) != -1;
1769 }
1770
1771 bool __init_memblock memblock_is_memory(phys_addr_t addr)
1772 {
1773         return memblock_search(&memblock.memory, addr) != -1;
1774 }
1775
1776 bool __init_memblock memblock_is_map_memory(phys_addr_t addr)
1777 {
1778         int i = memblock_search(&memblock.memory, addr);
1779
1780         if (i == -1)
1781                 return false;
1782         return !memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]);
1783 }
1784
1785 int __init_memblock memblock_search_pfn_nid(unsigned long pfn,
1786                          unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
1787 {
1788         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
1789         int mid = memblock_search(type, PFN_PHYS(pfn));
1790
1791         if (mid == -1)
1792                 return -1;
1793
1794         *start_pfn = PFN_DOWN(type->regions[mid].base);
1795         *end_pfn = PFN_DOWN(type->regions[mid].base + type->regions[mid].size);
1796
1797         return memblock_get_region_node(&type->regions[mid]);
1798 }
1799
1800 /**
1801  * memblock_is_region_memory - check if a region is a subset of memory
1802  * @base: base of region to check
1803  * @size: size of region to check
1804  *
1805  * Check if the region [@base, @base + @size) is a subset of a memory block.
1806  *
1807  * Return:
1808  * 0 if false, non-zero if true
1809  */
1810 bool __init_memblock memblock_is_region_memory(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1811 {
1812         int idx = memblock_search(&memblock.memory, base);
1813         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
1814
1815         if (idx == -1)
1816                 return false;
1817         return (memblock.memory.regions[idx].base +
1818                  memblock.memory.regions[idx].size) >= end;
1819 }
1820
1821 /**
1822  * memblock_is_region_reserved - check if a region intersects reserved memory
1823  * @base: base of region to check
1824  * @size: size of region to check
1825  *
1826  * Check if the region [@base, @base + @size) intersects a reserved
1827  * memory block.
1828  *
1829  * Return:
1830  * True if they intersect, false if not.
1831  */
1832 bool __init_memblock memblock_is_region_reserved(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1833 {
1834         return memblock_overlaps_region(&memblock.reserved, base, size);
1835 }
1836
1837 void __init_memblock memblock_trim_memory(phys_addr_t align)
1838 {
1839         phys_addr_t start, end, orig_start, orig_end;
1840         struct memblock_region *r;
1841
1842         for_each_mem_region(r) {
1843                 orig_start = r->base;
1844                 orig_end = r->base + r->size;
1845                 start = round_up(orig_start, align);
1846                 end = round_down(orig_end, align);
1847
1848                 if (start == orig_start && end == orig_end)
1849                         continue;
1850
1851                 if (start < end) {
1852                         r->base = start;
1853                         r->size = end - start;
1854                 } else {
1855                         memblock_remove_region(&memblock.memory,
1856                                                r - memblock.memory.regions);
1857                         r--;
1858                 }
1859         }
1860 }
1861
1862 void __init_memblock memblock_set_current_limit(phys_addr_t limit)
1863 {
1864         memblock.current_limit = limit;
1865 }
1866
1867 phys_addr_t __init_memblock memblock_get_current_limit(void)
1868 {
1869         return memblock.current_limit;
1870 }
1871
1872 static void __init_memblock memblock_dump(struct memblock_type *type)
1873 {
1874         phys_addr_t base, end, size;
1875         enum memblock_flags flags;
1876         int idx;
1877         struct memblock_region *rgn;
1878
1879         pr_info(" %s.cnt  = 0x%lx\n", type->name, type->cnt);
1880
1881         for_each_memblock_type(idx, type, rgn) {
1882                 char nid_buf[32] = "";
1883
1884                 base = rgn->base;
1885                 size = rgn->size;
1886                 end = base + size - 1;
1887                 flags = rgn->flags;
1888 #ifdef CONFIG_NUMA
1889                 if (memblock_get_region_node(rgn) != MAX_NUMNODES)
1890                         snprintf(nid_buf, sizeof(nid_buf), " on node %d",
1891                                  memblock_get_region_node(rgn));
1892 #endif
1893                 pr_info(" %s[%#x]\t[%pa-%pa], %pa bytes%s flags: %#x\n",
1894                         type->name, idx, &base, &end, &size, nid_buf, flags);
1895         }
1896 }
1897
1898 static void __init_memblock __memblock_dump_all(void)
1899 {
1900         pr_info("MEMBLOCK configuration:\n");
1901         pr_info(" memory size = %pa reserved size = %pa\n",
1902                 &memblock.memory.total_size,
1903                 &memblock.reserved.total_size);
1904
1905         memblock_dump(&memblock.memory);
1906         memblock_dump(&memblock.reserved);
1907 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
1908         memblock_dump(&physmem);
1909 #endif
1910 }
1911
1912 void __init_memblock memblock_dump_all(void)
1913 {
1914         if (memblock_debug)
1915                 __memblock_dump_all();
1916 }
1917
1918 void __init memblock_allow_resize(void)
1919 {
1920         memblock_can_resize = 1;
1921 }
1922
1923 static int __init early_memblock(char *p)
1924 {
1925         if (p && strstr(p, "debug"))
1926                 memblock_debug = 1;
1927         return 0;
1928 }
1929 early_param("memblock", early_memblock);
1930
1931 static void __init free_memmap(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
1932 {
1933         struct page *start_pg, *end_pg;
1934         phys_addr_t pg, pgend;
1935
1936         /*
1937          * Convert start_pfn/end_pfn to a struct page pointer.
1938          */
1939         start_pg = pfn_to_page(start_pfn - 1) + 1;
1940         end_pg = pfn_to_page(end_pfn - 1) + 1;
1941
1942         /*
1943          * Convert to physical addresses, and round start upwards and end
1944          * downwards.
1945          */
1946         pg = PAGE_ALIGN(__pa(start_pg));
1947         pgend = __pa(end_pg) & PAGE_MASK;
1948
1949         /*
1950          * If there are free pages between these, free the section of the
1951          * memmap array.
1952          */
1953         if (pg < pgend)
1954                 memblock_phys_free(pg, pgend - pg);
1955 }
1956
1957 /*
1958  * The mem_map array can get very big.  Free the unused area of the memory map.
1959  */
1960 static void __init free_unused_memmap(void)
1961 {
1962         unsigned long start, end, prev_end = 0;
1963         int i;
1964
1965         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_ARCH_PFN_VALID) ||
1966             IS_ENABLED(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP))
1967                 return;
1968
1969         /*
1970          * This relies on each bank being in address order.
1971          * The banks are sorted previously in bootmem_init().
1972          */
1973         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start, &end, NULL) {
1974 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
1975                 /*
1976                  * Take care not to free memmap entries that don't exist
1977                  * due to SPARSEMEM sections which aren't present.
1978                  */
1979                 start = min(start, ALIGN(prev_end, PAGES_PER_SECTION));
1980 #endif
1981                 /*
1982                  * Align down here since many operations in VM subsystem
1983                  * presume that there are no holes in the memory map inside
1984                  * a pageblock
1985                  */
1986                 start = round_down(start, pageblock_nr_pages);
1987
1988                 /*
1989                  * If we had a previous bank, and there is a space
1990                  * between the current bank and the previous, free it.
1991                  */
1992                 if (prev_end && prev_end < start)
1993                         free_memmap(prev_end, start);
1994
1995                 /*
1996                  * Align up here since many operations in VM subsystem
1997                  * presume that there are no holes in the memory map inside
1998                  * a pageblock
1999                  */
2000                 prev_end = ALIGN(end, pageblock_nr_pages);
2001         }
2002
2003 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
2004         if (!IS_ALIGNED(prev_end, PAGES_PER_SECTION)) {
2005                 prev_end = ALIGN(end, pageblock_nr_pages);
2006                 free_memmap(prev_end, ALIGN(prev_end, PAGES_PER_SECTION));
2007         }
2008 #endif
2009 }
2010
2011 static void __init __free_pages_memory(unsigned long start, unsigned long end)
2012 {
2013         int order;
2014
2015         while (start < end) {
2016                 order = min(MAX_ORDER - 1UL, __ffs(start));
2017
2018                 while (start + (1UL << order) > end)
2019                         order--;
2020
2021                 memblock_free_pages(pfn_to_page(start), start, order);
2022
2023                 start += (1UL << order);
2024         }
2025 }
2026
2027 static unsigned long __init __free_memory_core(phys_addr_t start,
2028                                  phys_addr_t end)
2029 {
2030         unsigned long start_pfn = PFN_UP(start);
2031         unsigned long end_pfn = min_t(unsigned long,
2032                                       PFN_DOWN(end), max_low_pfn);
2033
2034         if (start_pfn >= end_pfn)
2035                 return 0;
2036
2037         __free_pages_memory(start_pfn, end_pfn);
2038
2039         return end_pfn - start_pfn;
2040 }
2041
2042 static void __init memmap_init_reserved_pages(void)
2043 {
2044         struct memblock_region *region;
2045         phys_addr_t start, end;
2046         u64 i;
2047
2048         /* initialize struct pages for the reserved regions */
2049         for_each_reserved_mem_range(i, &start, &end)
2050                 reserve_bootmem_region(start, end);
2051
2052         /* and also treat struct pages for the NOMAP regions as PageReserved */
2053         for_each_mem_region(region) {
2054                 if (memblock_is_nomap(region)) {
2055                         start = region->base;
2056                         end = start + region->size;
2057                         reserve_bootmem_region(start, end);
2058                 }
2059         }
2060 }
2061
2062 static unsigned long __init free_low_memory_core_early(void)
2063 {
2064         unsigned long count = 0;
2065         phys_addr_t start, end;
2066         u64 i;
2067
2068         memblock_clear_hotplug(0, -1);
2069
2070         memmap_init_reserved_pages();
2071
2072         /*
2073          * We need to use NUMA_NO_NODE instead of NODE_DATA(0)->node_id
2074          *  because in some case like Node0 doesn't have RAM installed
2075          *  low ram will be on Node1
2076          */
2077         for_each_free_mem_range(i, NUMA_NO_NODE, MEMBLOCK_NONE, &start, &end,
2078                                 NULL)
2079                 count += __free_memory_core(start, end);
2080
2081         return count;
2082 }
2083
2084 static int reset_managed_pages_done __initdata;
2085
2086 void reset_node_managed_pages(pg_data_t *pgdat)
2087 {
2088         struct zone *z;
2089
2090         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
2091                 atomic_long_set(&z->managed_pages, 0);
2092 }
2093
2094 void __init reset_all_zones_managed_pages(void)
2095 {
2096         struct pglist_data *pgdat;
2097
2098         if (reset_managed_pages_done)
2099                 return;
2100
2101         for_each_online_pgdat(pgdat)
2102                 reset_node_managed_pages(pgdat);
2103
2104         reset_managed_pages_done = 1;
2105 }
2106
2107 /**
2108  * memblock_free_all - release free pages to the buddy allocator
2109  */
2110 void __init memblock_free_all(void)
2111 {
2112         unsigned long pages;
2113
2114         free_unused_memmap();
2115         reset_all_zones_managed_pages();
2116
2117         pages = free_low_memory_core_early();
2118         totalram_pages_add(pages);
2119 }
2120
2121 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && defined(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK)
2122
2123 static int memblock_debug_show(struct seq_file *m, void *private)
2124 {
2125         struct memblock_type *type = m->private;
2126         struct memblock_region *reg;
2127         int i;
2128         phys_addr_t end;
2129
2130         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
2131                 reg = &type->regions[i];
2132                 end = reg->base + reg->size - 1;
2133
2134                 seq_printf(m, "%4d: ", i);
2135                 seq_printf(m, "%pa..%pa\n", &reg->base, &end);
2136         }
2137         return 0;
2138 }
2139 DEFINE_SHOW_ATTRIBUTE(memblock_debug);
2140
2141 static int __init memblock_init_debugfs(void)
2142 {
2143         struct dentry *root = debugfs_create_dir("memblock", NULL);
2144
2145         debugfs_create_file("memory", 0444, root,
2146                             &memblock.memory, &memblock_debug_fops);
2147         debugfs_create_file("reserved", 0444, root,
2148                             &memblock.reserved, &memblock_debug_fops);
2149 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
2150         debugfs_create_file("physmem", 0444, root, &physmem,
2151                             &memblock_debug_fops);
2152 #endif
2153
2154         return 0;
2155 }
2156 __initcall(memblock_init_debugfs);
2157
2158 #endif /* CONFIG_DEBUG_FS */