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