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