Merge tag 'cpufreq-arm-updates-6.9-2' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[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 #ifndef INIT_MEMBLOCK_MEMORY_REGIONS
33 #define INIT_MEMBLOCK_MEMORY_REGIONS            INIT_MEMBLOCK_REGIONS
34 #endif
35
36 /**
37  * DOC: memblock overview
38  *
39  * Memblock is a method of managing memory regions during the early
40  * boot period when the usual kernel memory allocators are not up and
41  * running.
42  *
43  * Memblock views the system memory as collections of contiguous
44  * regions. There are several types of these collections:
45  *
46  * * ``memory`` - describes the physical memory available to the
47  *   kernel; this may differ from the actual physical memory installed
48  *   in the system, for instance when the memory is restricted with
49  *   ``mem=`` command line parameter
50  * * ``reserved`` - describes the regions that were allocated
51  * * ``physmem`` - describes the actual physical memory available during
52  *   boot regardless of the possible restrictions and memory hot(un)plug;
53  *   the ``physmem`` type is only available on some architectures.
54  *
55  * Each region is represented by struct memblock_region that
56  * defines the region extents, its attributes and NUMA node id on NUMA
57  * systems. Every memory type is described by the struct memblock_type
58  * which contains an array of memory regions along with
59  * the allocator metadata. The "memory" and "reserved" types are nicely
60  * wrapped with struct memblock. This structure is statically
61  * initialized at build time. The region arrays are initially sized to
62  * %INIT_MEMBLOCK_MEMORY_REGIONS for "memory" and
63  * %INIT_MEMBLOCK_RESERVED_REGIONS for "reserved". The region array
64  * for "physmem" is initially sized to %INIT_PHYSMEM_REGIONS.
65  * The memblock_allow_resize() enables automatic resizing of the region
66  * arrays during addition of new regions. This feature should be used
67  * with care so that memory allocated for the region array will not
68  * overlap with areas that should be reserved, for example initrd.
69  *
70  * The early architecture setup should tell memblock what the physical
71  * memory layout is by using memblock_add() or memblock_add_node()
72  * functions. The first function does not assign the region to a NUMA
73  * node and it is appropriate for UMA systems. Yet, it is possible to
74  * use it on NUMA systems as well and assign the region to a NUMA node
75  * later in the setup process using memblock_set_node(). The
76  * memblock_add_node() performs such an assignment directly.
77  *
78  * Once memblock is setup the memory can be allocated using one of the
79  * API variants:
80  *
81  * * memblock_phys_alloc*() - these functions return the **physical**
82  *   address of the allocated memory
83  * * memblock_alloc*() - these functions return the **virtual** address
84  *   of the allocated memory.
85  *
86  * Note, that both API variants use implicit assumptions about allowed
87  * memory ranges and the fallback methods. Consult the documentation
88  * of memblock_alloc_internal() and memblock_alloc_range_nid()
89  * functions for more elaborate description.
90  *
91  * As the system boot progresses, the architecture specific mem_init()
92  * function frees all the memory to the buddy page allocator.
93  *
94  * Unless an architecture enables %CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK, the
95  * memblock data structures (except "physmem") will be discarded after the
96  * system initialization completes.
97  */
98
99 #ifndef CONFIG_NUMA
100 struct pglist_data __refdata contig_page_data;
101 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
102 #endif
103
104 unsigned long max_low_pfn;
105 unsigned long min_low_pfn;
106 unsigned long max_pfn;
107 unsigned long long max_possible_pfn;
108
109 static struct memblock_region memblock_memory_init_regions[INIT_MEMBLOCK_MEMORY_REGIONS] __initdata_memblock;
110 static struct memblock_region memblock_reserved_init_regions[INIT_MEMBLOCK_RESERVED_REGIONS] __initdata_memblock;
111 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
112 static struct memblock_region memblock_physmem_init_regions[INIT_PHYSMEM_REGIONS];
113 #endif
114
115 struct memblock memblock __initdata_memblock = {
116         .memory.regions         = memblock_memory_init_regions,
117         .memory.cnt             = 1,    /* empty dummy entry */
118         .memory.max             = INIT_MEMBLOCK_MEMORY_REGIONS,
119         .memory.name            = "memory",
120
121         .reserved.regions       = memblock_reserved_init_regions,
122         .reserved.cnt           = 1,    /* empty dummy entry */
123         .reserved.max           = INIT_MEMBLOCK_RESERVED_REGIONS,
124         .reserved.name          = "reserved",
125
126         .bottom_up              = false,
127         .current_limit          = MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE,
128 };
129
130 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
131 struct memblock_type physmem = {
132         .regions                = memblock_physmem_init_regions,
133         .cnt                    = 1,    /* empty dummy entry */
134         .max                    = INIT_PHYSMEM_REGIONS,
135         .name                   = "physmem",
136 };
137 #endif
138
139 /*
140  * keep a pointer to &memblock.memory in the text section to use it in
141  * __next_mem_range() and its helpers.
142  *  For architectures that do not keep memblock data after init, this
143  * pointer will be reset to NULL at memblock_discard()
144  */
145 static __refdata struct memblock_type *memblock_memory = &memblock.memory;
146
147 #define for_each_memblock_type(i, memblock_type, rgn)                   \
148         for (i = 0, rgn = &memblock_type->regions[0];                   \
149              i < memblock_type->cnt;                                    \
150              i++, rgn = &memblock_type->regions[i])
151
152 #define memblock_dbg(fmt, ...)                                          \
153         do {                                                            \
154                 if (memblock_debug)                                     \
155                         pr_info(fmt, ##__VA_ARGS__);                    \
156         } while (0)
157
158 static int memblock_debug __initdata_memblock;
159 static bool system_has_some_mirror __initdata_memblock;
160 static int memblock_can_resize __initdata_memblock;
161 static int memblock_memory_in_slab __initdata_memblock;
162 static int memblock_reserved_in_slab __initdata_memblock;
163
164 bool __init_memblock memblock_has_mirror(void)
165 {
166         return system_has_some_mirror;
167 }
168
169 static enum memblock_flags __init_memblock choose_memblock_flags(void)
170 {
171         return system_has_some_mirror ? MEMBLOCK_MIRROR : MEMBLOCK_NONE;
172 }
173
174 /* adjust *@size so that (@base + *@size) doesn't overflow, return new size */
175 static inline phys_addr_t memblock_cap_size(phys_addr_t base, phys_addr_t *size)
176 {
177         return *size = min(*size, PHYS_ADDR_MAX - base);
178 }
179
180 /*
181  * Address comparison utilities
182  */
183 unsigned long __init_memblock
184 memblock_addrs_overlap(phys_addr_t base1, phys_addr_t size1, phys_addr_t base2,
185                        phys_addr_t size2)
186 {
187         return ((base1 < (base2 + size2)) && (base2 < (base1 + size1)));
188 }
189
190 bool __init_memblock memblock_overlaps_region(struct memblock_type *type,
191                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size)
192 {
193         unsigned long i;
194
195         memblock_cap_size(base, &size);
196
197         for (i = 0; i < type->cnt; i++)
198                 if (memblock_addrs_overlap(base, size, type->regions[i].base,
199                                            type->regions[i].size))
200                         break;
201         return i < type->cnt;
202 }
203
204 /**
205  * __memblock_find_range_bottom_up - find free area utility in bottom-up
206  * @start: start of candidate range
207  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE or
208  *       %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE
209  * @size: size of free area to find
210  * @align: alignment of free area to find
211  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
212  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
213  *
214  * Utility called from memblock_find_in_range_node(), find free area bottom-up.
215  *
216  * Return:
217  * Found address on success, 0 on failure.
218  */
219 static phys_addr_t __init_memblock
220 __memblock_find_range_bottom_up(phys_addr_t start, phys_addr_t end,
221                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid,
222                                 enum memblock_flags flags)
223 {
224         phys_addr_t this_start, this_end, cand;
225         u64 i;
226
227         for_each_free_mem_range(i, nid, flags, &this_start, &this_end, NULL) {
228                 this_start = clamp(this_start, start, end);
229                 this_end = clamp(this_end, start, end);
230
231                 cand = round_up(this_start, align);
232                 if (cand < this_end && this_end - cand >= size)
233                         return cand;
234         }
235
236         return 0;
237 }
238
239 /**
240  * __memblock_find_range_top_down - find free area utility, in top-down
241  * @start: start of candidate range
242  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE or
243  *       %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE
244  * @size: size of free area to find
245  * @align: alignment of free area to find
246  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
247  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
248  *
249  * Utility called from memblock_find_in_range_node(), find free area top-down.
250  *
251  * Return:
252  * Found address on success, 0 on failure.
253  */
254 static phys_addr_t __init_memblock
255 __memblock_find_range_top_down(phys_addr_t start, phys_addr_t end,
256                                phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid,
257                                enum memblock_flags flags)
258 {
259         phys_addr_t this_start, this_end, cand;
260         u64 i;
261
262         for_each_free_mem_range_reverse(i, nid, flags, &this_start, &this_end,
263                                         NULL) {
264                 this_start = clamp(this_start, start, end);
265                 this_end = clamp(this_end, start, end);
266
267                 if (this_end < size)
268                         continue;
269
270                 cand = round_down(this_end - size, align);
271                 if (cand >= this_start)
272                         return cand;
273         }
274
275         return 0;
276 }
277
278 /**
279  * memblock_find_in_range_node - find free area in given range and node
280  * @size: size of free area to find
281  * @align: alignment of free area to find
282  * @start: start of candidate range
283  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE or
284  *       %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE
285  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
286  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
287  *
288  * Find @size free area aligned to @align in the specified range and node.
289  *
290  * Return:
291  * Found address on success, 0 on failure.
292  */
293 static phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range_node(phys_addr_t size,
294                                         phys_addr_t align, phys_addr_t start,
295                                         phys_addr_t end, int nid,
296                                         enum memblock_flags flags)
297 {
298         /* pump up @end */
299         if (end == MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE ||
300             end == MEMBLOCK_ALLOC_NOLEAKTRACE)
301                 end = memblock.current_limit;
302
303         /* avoid allocating the first page */
304         start = max_t(phys_addr_t, start, PAGE_SIZE);
305         end = max(start, end);
306
307         if (memblock_bottom_up())
308                 return __memblock_find_range_bottom_up(start, end, size, align,
309                                                        nid, flags);
310         else
311                 return __memblock_find_range_top_down(start, end, size, align,
312                                                       nid, flags);
313 }
314
315 /**
316  * memblock_find_in_range - find free area in given range
317  * @start: start of candidate range
318  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE or
319  *       %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE
320  * @size: size of free area to find
321  * @align: alignment of free area to find
322  *
323  * Find @size free area aligned to @align in the specified range.
324  *
325  * Return:
326  * Found address on success, 0 on failure.
327  */
328 static phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range(phys_addr_t start,
329                                         phys_addr_t end, phys_addr_t size,
330                                         phys_addr_t align)
331 {
332         phys_addr_t ret;
333         enum memblock_flags flags = choose_memblock_flags();
334
335 again:
336         ret = memblock_find_in_range_node(size, align, start, end,
337                                             NUMA_NO_NODE, flags);
338
339         if (!ret && (flags & MEMBLOCK_MIRROR)) {
340                 pr_warn_ratelimited("Could not allocate %pap bytes of mirrored memory\n",
341                         &size);
342                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
343                 goto again;
344         }
345
346         return ret;
347 }
348
349 static void __init_memblock memblock_remove_region(struct memblock_type *type, unsigned long r)
350 {
351         type->total_size -= type->regions[r].size;
352         memmove(&type->regions[r], &type->regions[r + 1],
353                 (type->cnt - (r + 1)) * sizeof(type->regions[r]));
354         type->cnt--;
355
356         /* Special case for empty arrays */
357         if (type->cnt == 0) {
358                 WARN_ON(type->total_size != 0);
359                 type->cnt = 1;
360                 type->regions[0].base = 0;
361                 type->regions[0].size = 0;
362                 type->regions[0].flags = 0;
363                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], MAX_NUMNODES);
364         }
365 }
366
367 #ifndef CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK
368 /**
369  * memblock_discard - discard memory and reserved arrays if they were allocated
370  */
371 void __init memblock_discard(void)
372 {
373         phys_addr_t addr, size;
374
375         if (memblock.reserved.regions != memblock_reserved_init_regions) {
376                 addr = __pa(memblock.reserved.regions);
377                 size = PAGE_ALIGN(sizeof(struct memblock_region) *
378                                   memblock.reserved.max);
379                 if (memblock_reserved_in_slab)
380                         kfree(memblock.reserved.regions);
381                 else
382                         memblock_free_late(addr, size);
383         }
384
385         if (memblock.memory.regions != memblock_memory_init_regions) {
386                 addr = __pa(memblock.memory.regions);
387                 size = PAGE_ALIGN(sizeof(struct memblock_region) *
388                                   memblock.memory.max);
389                 if (memblock_memory_in_slab)
390                         kfree(memblock.memory.regions);
391                 else
392                         memblock_free_late(addr, size);
393         }
394
395         memblock_memory = NULL;
396 }
397 #endif
398
399 /**
400  * memblock_double_array - double the size of the memblock regions array
401  * @type: memblock type of the regions array being doubled
402  * @new_area_start: starting address of memory range to avoid overlap with
403  * @new_area_size: size of memory range to avoid overlap with
404  *
405  * Double the size of the @type regions array. If memblock is being used to
406  * allocate memory for a new reserved regions array and there is a previously
407  * allocated memory range [@new_area_start, @new_area_start + @new_area_size]
408  * waiting to be reserved, ensure the memory used by the new array does
409  * not overlap.
410  *
411  * Return:
412  * 0 on success, -1 on failure.
413  */
414 static int __init_memblock memblock_double_array(struct memblock_type *type,
415                                                 phys_addr_t new_area_start,
416                                                 phys_addr_t new_area_size)
417 {
418         struct memblock_region *new_array, *old_array;
419         phys_addr_t old_alloc_size, new_alloc_size;
420         phys_addr_t old_size, new_size, addr, new_end;
421         int use_slab = slab_is_available();
422         int *in_slab;
423
424         /* We don't allow resizing until we know about the reserved regions
425          * of memory that aren't suitable for allocation
426          */
427         if (!memblock_can_resize)
428                 panic("memblock: cannot resize %s array\n", type->name);
429
430         /* Calculate new doubled size */
431         old_size = type->max * sizeof(struct memblock_region);
432         new_size = old_size << 1;
433         /*
434          * We need to allocated new one align to PAGE_SIZE,
435          *   so we can free them completely later.
436          */
437         old_alloc_size = PAGE_ALIGN(old_size);
438         new_alloc_size = PAGE_ALIGN(new_size);
439
440         /* Retrieve the slab flag */
441         if (type == &memblock.memory)
442                 in_slab = &memblock_memory_in_slab;
443         else
444                 in_slab = &memblock_reserved_in_slab;
445
446         /* Try to find some space for it */
447         if (use_slab) {
448                 new_array = kmalloc(new_size, GFP_KERNEL);
449                 addr = new_array ? __pa(new_array) : 0;
450         } else {
451                 /* only exclude range when trying to double reserved.regions */
452                 if (type != &memblock.reserved)
453                         new_area_start = new_area_size = 0;
454
455                 addr = memblock_find_in_range(new_area_start + new_area_size,
456                                                 memblock.current_limit,
457                                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
458                 if (!addr && new_area_size)
459                         addr = memblock_find_in_range(0,
460                                 min(new_area_start, memblock.current_limit),
461                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
462
463                 new_array = addr ? __va(addr) : NULL;
464         }
465         if (!addr) {
466                 pr_err("memblock: Failed to double %s array from %ld to %ld entries !\n",
467                        type->name, type->max, type->max * 2);
468                 return -1;
469         }
470
471         new_end = addr + new_size - 1;
472         memblock_dbg("memblock: %s is doubled to %ld at [%pa-%pa]",
473                         type->name, type->max * 2, &addr, &new_end);
474
475         /*
476          * Found space, we now need to move the array over before we add the
477          * reserved region since it may be our reserved array itself that is
478          * full.
479          */
480         memcpy(new_array, type->regions, old_size);
481         memset(new_array + type->max, 0, old_size);
482         old_array = type->regions;
483         type->regions = new_array;
484         type->max <<= 1;
485
486         /* Free old array. We needn't free it if the array is the static one */
487         if (*in_slab)
488                 kfree(old_array);
489         else if (old_array != memblock_memory_init_regions &&
490                  old_array != memblock_reserved_init_regions)
491                 memblock_free(old_array, old_alloc_size);
492
493         /*
494          * Reserve the new array if that comes from the memblock.  Otherwise, we
495          * needn't do it
496          */
497         if (!use_slab)
498                 BUG_ON(memblock_reserve(addr, new_alloc_size));
499
500         /* Update slab flag */
501         *in_slab = use_slab;
502
503         return 0;
504 }
505
506 /**
507  * memblock_merge_regions - merge neighboring compatible regions
508  * @type: memblock type to scan
509  * @start_rgn: start scanning from (@start_rgn - 1)
510  * @end_rgn: end scanning at (@end_rgn - 1)
511  * Scan @type and merge neighboring compatible regions in [@start_rgn - 1, @end_rgn)
512  */
513 static void __init_memblock memblock_merge_regions(struct memblock_type *type,
514                                                    unsigned long start_rgn,
515                                                    unsigned long end_rgn)
516 {
517         int i = 0;
518         if (start_rgn)
519                 i = start_rgn - 1;
520         end_rgn = min(end_rgn, type->cnt - 1);
521         while (i < end_rgn) {
522                 struct memblock_region *this = &type->regions[i];
523                 struct memblock_region *next = &type->regions[i + 1];
524
525                 if (this->base + this->size != next->base ||
526                     memblock_get_region_node(this) !=
527                     memblock_get_region_node(next) ||
528                     this->flags != next->flags) {
529                         BUG_ON(this->base + this->size > next->base);
530                         i++;
531                         continue;
532                 }
533
534                 this->size += next->size;
535                 /* move forward from next + 1, index of which is i + 2 */
536                 memmove(next, next + 1, (type->cnt - (i + 2)) * sizeof(*next));
537                 type->cnt--;
538                 end_rgn--;
539         }
540 }
541
542 /**
543  * memblock_insert_region - insert new memblock region
544  * @type:       memblock type to insert into
545  * @idx:        index for the insertion point
546  * @base:       base address of the new region
547  * @size:       size of the new region
548  * @nid:        node id of the new region
549  * @flags:      flags of the new region
550  *
551  * Insert new memblock region [@base, @base + @size) into @type at @idx.
552  * @type must already have extra room to accommodate the new region.
553  */
554 static void __init_memblock memblock_insert_region(struct memblock_type *type,
555                                                    int idx, phys_addr_t base,
556                                                    phys_addr_t size,
557                                                    int nid,
558                                                    enum memblock_flags flags)
559 {
560         struct memblock_region *rgn = &type->regions[idx];
561
562         BUG_ON(type->cnt >= type->max);
563         memmove(rgn + 1, rgn, (type->cnt - idx) * sizeof(*rgn));
564         rgn->base = base;
565         rgn->size = size;
566         rgn->flags = flags;
567         memblock_set_region_node(rgn, nid);
568         type->cnt++;
569         type->total_size += size;
570 }
571
572 /**
573  * memblock_add_range - add new memblock region
574  * @type: memblock type to add new region into
575  * @base: base address of the new region
576  * @size: size of the new region
577  * @nid: nid of the new region
578  * @flags: flags of the new region
579  *
580  * Add new memblock region [@base, @base + @size) into @type.  The new region
581  * is allowed to overlap with existing ones - overlaps don't affect already
582  * existing regions.  @type is guaranteed to be minimal (all neighbouring
583  * compatible regions are merged) after the addition.
584  *
585  * Return:
586  * 0 on success, -errno on failure.
587  */
588 static int __init_memblock memblock_add_range(struct memblock_type *type,
589                                 phys_addr_t base, phys_addr_t size,
590                                 int nid, enum memblock_flags flags)
591 {
592         bool insert = false;
593         phys_addr_t obase = base;
594         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
595         int idx, nr_new, start_rgn = -1, end_rgn;
596         struct memblock_region *rgn;
597
598         if (!size)
599                 return 0;
600
601         /* special case for empty array */
602         if (type->regions[0].size == 0) {
603                 WARN_ON(type->cnt != 1 || type->total_size);
604                 type->regions[0].base = base;
605                 type->regions[0].size = size;
606                 type->regions[0].flags = flags;
607                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], nid);
608                 type->total_size = size;
609                 return 0;
610         }
611
612         /*
613          * The worst case is when new range overlaps all existing regions,
614          * then we'll need type->cnt + 1 empty regions in @type. So if
615          * type->cnt * 2 + 1 is less than or equal to type->max, we know
616          * that there is enough empty regions in @type, and we can insert
617          * regions directly.
618          */
619         if (type->cnt * 2 + 1 <= type->max)
620                 insert = true;
621
622 repeat:
623         /*
624          * The following is executed twice.  Once with %false @insert and
625          * then with %true.  The first counts the number of regions needed
626          * to accommodate the new area.  The second actually inserts them.
627          */
628         base = obase;
629         nr_new = 0;
630
631         for_each_memblock_type(idx, type, rgn) {
632                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
633                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
634
635                 if (rbase >= end)
636                         break;
637                 if (rend <= base)
638                         continue;
639                 /*
640                  * @rgn overlaps.  If it separates the lower part of new
641                  * area, insert that portion.
642                  */
643                 if (rbase > base) {
644 #ifdef CONFIG_NUMA
645                         WARN_ON(nid != memblock_get_region_node(rgn));
646 #endif
647                         WARN_ON(flags != rgn->flags);
648                         nr_new++;
649                         if (insert) {
650                                 if (start_rgn == -1)
651                                         start_rgn = idx;
652                                 end_rgn = idx + 1;
653                                 memblock_insert_region(type, idx++, base,
654                                                        rbase - base, nid,
655                                                        flags);
656                         }
657                 }
658                 /* area below @rend is dealt with, forget about it */
659                 base = min(rend, end);
660         }
661
662         /* insert the remaining portion */
663         if (base < end) {
664                 nr_new++;
665                 if (insert) {
666                         if (start_rgn == -1)
667                                 start_rgn = idx;
668                         end_rgn = idx + 1;
669                         memblock_insert_region(type, idx, base, end - base,
670                                                nid, flags);
671                 }
672         }
673
674         if (!nr_new)
675                 return 0;
676
677         /*
678          * If this was the first round, resize array and repeat for actual
679          * insertions; otherwise, merge and return.
680          */
681         if (!insert) {
682                 while (type->cnt + nr_new > type->max)
683                         if (memblock_double_array(type, obase, size) < 0)
684                                 return -ENOMEM;
685                 insert = true;
686                 goto repeat;
687         } else {
688                 memblock_merge_regions(type, start_rgn, end_rgn);
689                 return 0;
690         }
691 }
692
693 /**
694  * memblock_add_node - add new memblock region within a NUMA node
695  * @base: base address of the new region
696  * @size: size of the new region
697  * @nid: nid of the new region
698  * @flags: flags of the new region
699  *
700  * Add new memblock region [@base, @base + @size) to the "memory"
701  * type. See memblock_add_range() description for mode details
702  *
703  * Return:
704  * 0 on success, -errno on failure.
705  */
706 int __init_memblock memblock_add_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
707                                       int nid, enum memblock_flags flags)
708 {
709         phys_addr_t end = base + size - 1;
710
711         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] nid=%d flags=%x %pS\n", __func__,
712                      &base, &end, nid, flags, (void *)_RET_IP_);
713
714         return memblock_add_range(&memblock.memory, base, size, nid, flags);
715 }
716
717 /**
718  * memblock_add - add new memblock region
719  * @base: base address of the new region
720  * @size: size of the new region
721  *
722  * Add new memblock region [@base, @base + @size) to the "memory"
723  * type. See memblock_add_range() description for mode details
724  *
725  * Return:
726  * 0 on success, -errno on failure.
727  */
728 int __init_memblock memblock_add(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
729 {
730         phys_addr_t end = base + size - 1;
731
732         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
733                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
734
735         return memblock_add_range(&memblock.memory, base, size, MAX_NUMNODES, 0);
736 }
737
738 /**
739  * memblock_validate_numa_coverage - check if amount of memory with
740  * no node ID assigned is less than a threshold
741  * @threshold_bytes: maximal number of pages that can have unassigned node
742  * ID (in bytes).
743  *
744  * A buggy firmware may report memory that does not belong to any node.
745  * Check if amount of such memory is below @threshold_bytes.
746  *
747  * Return: true on success, false on failure.
748  */
749 bool __init_memblock memblock_validate_numa_coverage(unsigned long threshold_bytes)
750 {
751         unsigned long nr_pages = 0;
752         unsigned long start_pfn, end_pfn, mem_size_mb;
753         int nid, i;
754
755         /* calculate lose page */
756         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start_pfn, &end_pfn, &nid) {
757                 if (nid == NUMA_NO_NODE)
758                         nr_pages += end_pfn - start_pfn;
759         }
760
761         if ((nr_pages << PAGE_SHIFT) >= threshold_bytes) {
762                 mem_size_mb = memblock_phys_mem_size() >> 20;
763                 pr_err("NUMA: no nodes coverage for %luMB of %luMB RAM\n",
764                        (nr_pages << PAGE_SHIFT) >> 20, mem_size_mb);
765                 return false;
766         }
767
768         return true;
769 }
770
771
772 /**
773  * memblock_isolate_range - isolate given range into disjoint memblocks
774  * @type: memblock type to isolate range for
775  * @base: base of range to isolate
776  * @size: size of range to isolate
777  * @start_rgn: out parameter for the start of isolated region
778  * @end_rgn: out parameter for the end of isolated region
779  *
780  * Walk @type and ensure that regions don't cross the boundaries defined by
781  * [@base, @base + @size).  Crossing regions are split at the boundaries,
782  * which may create at most two more regions.  The index of the first
783  * region inside the range is returned in *@start_rgn and end in *@end_rgn.
784  *
785  * Return:
786  * 0 on success, -errno on failure.
787  */
788 static int __init_memblock memblock_isolate_range(struct memblock_type *type,
789                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size,
790                                         int *start_rgn, int *end_rgn)
791 {
792         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
793         int idx;
794         struct memblock_region *rgn;
795
796         *start_rgn = *end_rgn = 0;
797
798         if (!size)
799                 return 0;
800
801         /* we'll create at most two more regions */
802         while (type->cnt + 2 > type->max)
803                 if (memblock_double_array(type, base, size) < 0)
804                         return -ENOMEM;
805
806         for_each_memblock_type(idx, type, rgn) {
807                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
808                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
809
810                 if (rbase >= end)
811                         break;
812                 if (rend <= base)
813                         continue;
814
815                 if (rbase < base) {
816                         /*
817                          * @rgn intersects from below.  Split and continue
818                          * to process the next region - the new top half.
819                          */
820                         rgn->base = base;
821                         rgn->size -= base - rbase;
822                         type->total_size -= base - rbase;
823                         memblock_insert_region(type, idx, rbase, base - rbase,
824                                                memblock_get_region_node(rgn),
825                                                rgn->flags);
826                 } else if (rend > end) {
827                         /*
828                          * @rgn intersects from above.  Split and redo the
829                          * current region - the new bottom half.
830                          */
831                         rgn->base = end;
832                         rgn->size -= end - rbase;
833                         type->total_size -= end - rbase;
834                         memblock_insert_region(type, idx--, rbase, end - rbase,
835                                                memblock_get_region_node(rgn),
836                                                rgn->flags);
837                 } else {
838                         /* @rgn is fully contained, record it */
839                         if (!*end_rgn)
840                                 *start_rgn = idx;
841                         *end_rgn = idx + 1;
842                 }
843         }
844
845         return 0;
846 }
847
848 static int __init_memblock memblock_remove_range(struct memblock_type *type,
849                                           phys_addr_t base, phys_addr_t size)
850 {
851         int start_rgn, end_rgn;
852         int i, ret;
853
854         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
855         if (ret)
856                 return ret;
857
858         for (i = end_rgn - 1; i >= start_rgn; i--)
859                 memblock_remove_region(type, i);
860         return 0;
861 }
862
863 int __init_memblock memblock_remove(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
864 {
865         phys_addr_t end = base + size - 1;
866
867         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
868                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
869
870         return memblock_remove_range(&memblock.memory, base, size);
871 }
872
873 /**
874  * memblock_free - free boot memory allocation
875  * @ptr: starting address of the  boot memory allocation
876  * @size: size of the boot memory block in bytes
877  *
878  * Free boot memory block previously allocated by memblock_alloc_xx() API.
879  * The freeing memory will not be released to the buddy allocator.
880  */
881 void __init_memblock memblock_free(void *ptr, size_t size)
882 {
883         if (ptr)
884                 memblock_phys_free(__pa(ptr), size);
885 }
886
887 /**
888  * memblock_phys_free - free boot memory block
889  * @base: phys starting address of the  boot memory block
890  * @size: size of the boot memory block in bytes
891  *
892  * Free boot memory block previously allocated by memblock_phys_alloc_xx() API.
893  * The freeing memory will not be released to the buddy allocator.
894  */
895 int __init_memblock memblock_phys_free(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
896 {
897         phys_addr_t end = base + size - 1;
898
899         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
900                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
901
902         kmemleak_free_part_phys(base, size);
903         return memblock_remove_range(&memblock.reserved, base, size);
904 }
905
906 int __init_memblock memblock_reserve(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
907 {
908         phys_addr_t end = base + size - 1;
909
910         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
911                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
912
913         return memblock_add_range(&memblock.reserved, base, size, MAX_NUMNODES, 0);
914 }
915
916 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
917 int __init_memblock memblock_physmem_add(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
918 {
919         phys_addr_t end = base + size - 1;
920
921         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
922                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
923
924         return memblock_add_range(&physmem, base, size, MAX_NUMNODES, 0);
925 }
926 #endif
927
928 /**
929  * memblock_setclr_flag - set or clear flag for a memory region
930  * @type: memblock type to set/clear flag for
931  * @base: base address of the region
932  * @size: size of the region
933  * @set: set or clear the flag
934  * @flag: the flag to update
935  *
936  * This function isolates region [@base, @base + @size), and sets/clears flag
937  *
938  * Return: 0 on success, -errno on failure.
939  */
940 static int __init_memblock memblock_setclr_flag(struct memblock_type *type,
941                                 phys_addr_t base, phys_addr_t size, int set, int flag)
942 {
943         int i, ret, start_rgn, end_rgn;
944
945         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
946         if (ret)
947                 return ret;
948
949         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++) {
950                 struct memblock_region *r = &type->regions[i];
951
952                 if (set)
953                         r->flags |= flag;
954                 else
955                         r->flags &= ~flag;
956         }
957
958         memblock_merge_regions(type, start_rgn, end_rgn);
959         return 0;
960 }
961
962 /**
963  * memblock_mark_hotplug - Mark hotpluggable memory with flag MEMBLOCK_HOTPLUG.
964  * @base: the base phys addr of the region
965  * @size: the size of the region
966  *
967  * Return: 0 on success, -errno on failure.
968  */
969 int __init_memblock memblock_mark_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
970 {
971         return memblock_setclr_flag(&memblock.memory, base, size, 1, MEMBLOCK_HOTPLUG);
972 }
973
974 /**
975  * memblock_clear_hotplug - Clear flag MEMBLOCK_HOTPLUG for a specified region.
976  * @base: the base phys addr of the region
977  * @size: the size of the region
978  *
979  * Return: 0 on success, -errno on failure.
980  */
981 int __init_memblock memblock_clear_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
982 {
983         return memblock_setclr_flag(&memblock.memory, base, size, 0, MEMBLOCK_HOTPLUG);
984 }
985
986 /**
987  * memblock_mark_mirror - Mark mirrored memory with flag MEMBLOCK_MIRROR.
988  * @base: the base phys addr of the region
989  * @size: the size of the region
990  *
991  * Return: 0 on success, -errno on failure.
992  */
993 int __init_memblock memblock_mark_mirror(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
994 {
995         if (!mirrored_kernelcore)
996                 return 0;
997
998         system_has_some_mirror = true;
999
1000         return memblock_setclr_flag(&memblock.memory, base, size, 1, MEMBLOCK_MIRROR);
1001 }
1002
1003 /**
1004  * memblock_mark_nomap - Mark a memory region with flag MEMBLOCK_NOMAP.
1005  * @base: the base phys addr of the region
1006  * @size: the size of the region
1007  *
1008  * The memory regions marked with %MEMBLOCK_NOMAP will not be added to the
1009  * direct mapping of the physical memory. These regions will still be
1010  * covered by the memory map. The struct page representing NOMAP memory
1011  * frames in the memory map will be PageReserved()
1012  *
1013  * Note: if the memory being marked %MEMBLOCK_NOMAP was allocated from
1014  * memblock, the caller must inform kmemleak to ignore that memory
1015  *
1016  * Return: 0 on success, -errno on failure.
1017  */
1018 int __init_memblock memblock_mark_nomap(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1019 {
1020         return memblock_setclr_flag(&memblock.memory, base, size, 1, MEMBLOCK_NOMAP);
1021 }
1022
1023 /**
1024  * memblock_clear_nomap - Clear flag MEMBLOCK_NOMAP for a specified region.
1025  * @base: the base phys addr of the region
1026  * @size: the size of the region
1027  *
1028  * Return: 0 on success, -errno on failure.
1029  */
1030 int __init_memblock memblock_clear_nomap(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1031 {
1032         return memblock_setclr_flag(&memblock.memory, base, size, 0, MEMBLOCK_NOMAP);
1033 }
1034
1035 /**
1036  * memblock_reserved_mark_noinit - Mark a reserved memory region with flag
1037  * MEMBLOCK_RSRV_NOINIT which results in the struct pages not being initialized
1038  * for this region.
1039  * @base: the base phys addr of the region
1040  * @size: the size of the region
1041  *
1042  * struct pages will not be initialized for reserved memory regions marked with
1043  * %MEMBLOCK_RSRV_NOINIT.
1044  *
1045  * Return: 0 on success, -errno on failure.
1046  */
1047 int __init_memblock memblock_reserved_mark_noinit(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1048 {
1049         return memblock_setclr_flag(&memblock.reserved, base, size, 1,
1050                                     MEMBLOCK_RSRV_NOINIT);
1051 }
1052
1053 static bool should_skip_region(struct memblock_type *type,
1054                                struct memblock_region *m,
1055                                int nid, int flags)
1056 {
1057         int m_nid = memblock_get_region_node(m);
1058
1059         /* we never skip regions when iterating memblock.reserved or physmem */
1060         if (type != memblock_memory)
1061                 return false;
1062
1063         /* only memory regions are associated with nodes, check it */
1064         if (nid != NUMA_NO_NODE && nid != m_nid)
1065                 return true;
1066
1067         /* skip hotpluggable memory regions if needed */
1068         if (movable_node_is_enabled() && memblock_is_hotpluggable(m) &&
1069             !(flags & MEMBLOCK_HOTPLUG))
1070                 return true;
1071
1072         /* if we want mirror memory skip non-mirror memory regions */
1073         if ((flags & MEMBLOCK_MIRROR) && !memblock_is_mirror(m))
1074                 return true;
1075
1076         /* skip nomap memory unless we were asked for it explicitly */
1077         if (!(flags & MEMBLOCK_NOMAP) && memblock_is_nomap(m))
1078                 return true;
1079
1080         /* skip driver-managed memory unless we were asked for it explicitly */
1081         if (!(flags & MEMBLOCK_DRIVER_MANAGED) && memblock_is_driver_managed(m))
1082                 return true;
1083
1084         return false;
1085 }
1086
1087 /**
1088  * __next_mem_range - next function for for_each_free_mem_range() etc.
1089  * @idx: pointer to u64 loop variable
1090  * @nid: node selector, %NUMA_NO_NODE for all nodes
1091  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
1092  * @type_a: pointer to memblock_type from where the range is taken
1093  * @type_b: pointer to memblock_type which excludes memory from being taken
1094  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
1095  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
1096  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
1097  *
1098  * Find the first area from *@idx which matches @nid, fill the out
1099  * parameters, and update *@idx for the next iteration.  The lower 32bit of
1100  * *@idx contains index into type_a and the upper 32bit indexes the
1101  * areas before each region in type_b.  For example, if type_b regions
1102  * look like the following,
1103  *
1104  *      0:[0-16), 1:[32-48), 2:[128-130)
1105  *
1106  * The upper 32bit indexes the following regions.
1107  *
1108  *      0:[0-0), 1:[16-32), 2:[48-128), 3:[130-MAX)
1109  *
1110  * As both region arrays are sorted, the function advances the two indices
1111  * in lockstep and returns each intersection.
1112  */
1113 void __next_mem_range(u64 *idx, int nid, enum memblock_flags flags,
1114                       struct memblock_type *type_a,
1115                       struct memblock_type *type_b, phys_addr_t *out_start,
1116                       phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
1117 {
1118         int idx_a = *idx & 0xffffffff;
1119         int idx_b = *idx >> 32;
1120
1121         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES,
1122         "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
1123                 nid = NUMA_NO_NODE;
1124
1125         for (; idx_a < type_a->cnt; idx_a++) {
1126                 struct memblock_region *m = &type_a->regions[idx_a];
1127
1128                 phys_addr_t m_start = m->base;
1129                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
1130                 int         m_nid = memblock_get_region_node(m);
1131
1132                 if (should_skip_region(type_a, m, nid, flags))
1133                         continue;
1134
1135                 if (!type_b) {
1136                         if (out_start)
1137                                 *out_start = m_start;
1138                         if (out_end)
1139                                 *out_end = m_end;
1140                         if (out_nid)
1141                                 *out_nid = m_nid;
1142                         idx_a++;
1143                         *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1144                         return;
1145                 }
1146
1147                 /* scan areas before each reservation */
1148                 for (; idx_b < type_b->cnt + 1; idx_b++) {
1149                         struct memblock_region *r;
1150                         phys_addr_t r_start;
1151                         phys_addr_t r_end;
1152
1153                         r = &type_b->regions[idx_b];
1154                         r_start = idx_b ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
1155                         r_end = idx_b < type_b->cnt ?
1156                                 r->base : PHYS_ADDR_MAX;
1157
1158                         /*
1159                          * if idx_b advanced past idx_a,
1160                          * break out to advance idx_a
1161                          */
1162                         if (r_start >= m_end)
1163                                 break;
1164                         /* if the two regions intersect, we're done */
1165                         if (m_start < r_end) {
1166                                 if (out_start)
1167                                         *out_start =
1168                                                 max(m_start, r_start);
1169                                 if (out_end)
1170                                         *out_end = min(m_end, r_end);
1171                                 if (out_nid)
1172                                         *out_nid = m_nid;
1173                                 /*
1174                                  * The region which ends first is
1175                                  * advanced for the next iteration.
1176                                  */
1177                                 if (m_end <= r_end)
1178                                         idx_a++;
1179                                 else
1180                                         idx_b++;
1181                                 *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1182                                 return;
1183                         }
1184                 }
1185         }
1186
1187         /* signal end of iteration */
1188         *idx = ULLONG_MAX;
1189 }
1190
1191 /**
1192  * __next_mem_range_rev - generic next function for for_each_*_range_rev()
1193  *
1194  * @idx: pointer to u64 loop variable
1195  * @nid: node selector, %NUMA_NO_NODE for all nodes
1196  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
1197  * @type_a: pointer to memblock_type from where the range is taken
1198  * @type_b: pointer to memblock_type which excludes memory from being taken
1199  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
1200  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
1201  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
1202  *
1203  * Finds the next range from type_a which is not marked as unsuitable
1204  * in type_b.
1205  *
1206  * Reverse of __next_mem_range().
1207  */
1208 void __init_memblock __next_mem_range_rev(u64 *idx, int nid,
1209                                           enum memblock_flags flags,
1210                                           struct memblock_type *type_a,
1211                                           struct memblock_type *type_b,
1212                                           phys_addr_t *out_start,
1213                                           phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
1214 {
1215         int idx_a = *idx & 0xffffffff;
1216         int idx_b = *idx >> 32;
1217
1218         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES, "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
1219                 nid = NUMA_NO_NODE;
1220
1221         if (*idx == (u64)ULLONG_MAX) {
1222                 idx_a = type_a->cnt - 1;
1223                 if (type_b != NULL)
1224                         idx_b = type_b->cnt;
1225                 else
1226                         idx_b = 0;
1227         }
1228
1229         for (; idx_a >= 0; idx_a--) {
1230                 struct memblock_region *m = &type_a->regions[idx_a];
1231
1232                 phys_addr_t m_start = m->base;
1233                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
1234                 int m_nid = memblock_get_region_node(m);
1235
1236                 if (should_skip_region(type_a, m, nid, flags))
1237                         continue;
1238
1239                 if (!type_b) {
1240                         if (out_start)
1241                                 *out_start = m_start;
1242                         if (out_end)
1243                                 *out_end = m_end;
1244                         if (out_nid)
1245                                 *out_nid = m_nid;
1246                         idx_a--;
1247                         *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1248                         return;
1249                 }
1250
1251                 /* scan areas before each reservation */
1252                 for (; idx_b >= 0; idx_b--) {
1253                         struct memblock_region *r;
1254                         phys_addr_t r_start;
1255                         phys_addr_t r_end;
1256
1257                         r = &type_b->regions[idx_b];
1258                         r_start = idx_b ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
1259                         r_end = idx_b < type_b->cnt ?
1260                                 r->base : PHYS_ADDR_MAX;
1261                         /*
1262                          * if idx_b advanced past idx_a,
1263                          * break out to advance idx_a
1264                          */
1265
1266                         if (r_end <= m_start)
1267                                 break;
1268                         /* if the two regions intersect, we're done */
1269                         if (m_end > r_start) {
1270                                 if (out_start)
1271                                         *out_start = max(m_start, r_start);
1272                                 if (out_end)
1273                                         *out_end = min(m_end, r_end);
1274                                 if (out_nid)
1275                                         *out_nid = m_nid;
1276                                 if (m_start >= r_start)
1277                                         idx_a--;
1278                                 else
1279                                         idx_b--;
1280                                 *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1281                                 return;
1282                         }
1283                 }
1284         }
1285         /* signal end of iteration */
1286         *idx = ULLONG_MAX;
1287 }
1288
1289 /*
1290  * Common iterator interface used to define for_each_mem_pfn_range().
1291  */
1292 void __init_memblock __next_mem_pfn_range(int *idx, int nid,
1293                                 unsigned long *out_start_pfn,
1294                                 unsigned long *out_end_pfn, int *out_nid)
1295 {
1296         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
1297         struct memblock_region *r;
1298         int r_nid;
1299
1300         while (++*idx < type->cnt) {
1301                 r = &type->regions[*idx];
1302                 r_nid = memblock_get_region_node(r);
1303
1304                 if (PFN_UP(r->base) >= PFN_DOWN(r->base + r->size))
1305                         continue;
1306                 if (nid == MAX_NUMNODES || nid == r_nid)
1307                         break;
1308         }
1309         if (*idx >= type->cnt) {
1310                 *idx = -1;
1311                 return;
1312         }
1313
1314         if (out_start_pfn)
1315                 *out_start_pfn = PFN_UP(r->base);
1316         if (out_end_pfn)
1317                 *out_end_pfn = PFN_DOWN(r->base + r->size);
1318         if (out_nid)
1319                 *out_nid = r_nid;
1320 }
1321
1322 /**
1323  * memblock_set_node - set node ID on memblock regions
1324  * @base: base of area to set node ID for
1325  * @size: size of area to set node ID for
1326  * @type: memblock type to set node ID for
1327  * @nid: node ID to set
1328  *
1329  * Set the nid of memblock @type regions in [@base, @base + @size) to @nid.
1330  * Regions which cross the area boundaries are split as necessary.
1331  *
1332  * Return:
1333  * 0 on success, -errno on failure.
1334  */
1335 int __init_memblock memblock_set_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
1336                                       struct memblock_type *type, int nid)
1337 {
1338 #ifdef CONFIG_NUMA
1339         int start_rgn, end_rgn;
1340         int i, ret;
1341
1342         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
1343         if (ret)
1344                 return ret;
1345
1346         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++)
1347                 memblock_set_region_node(&type->regions[i], nid);
1348
1349         memblock_merge_regions(type, start_rgn, end_rgn);
1350 #endif
1351         return 0;
1352 }
1353
1354 #ifdef CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT
1355 /**
1356  * __next_mem_pfn_range_in_zone - iterator for for_each_*_range_in_zone()
1357  *
1358  * @idx: pointer to u64 loop variable
1359  * @zone: zone in which all of the memory blocks reside
1360  * @out_spfn: ptr to ulong for start pfn of the range, can be %NULL
1361  * @out_epfn: ptr to ulong for end pfn of the range, can be %NULL
1362  *
1363  * This function is meant to be a zone/pfn specific wrapper for the
1364  * for_each_mem_range type iterators. Specifically they are used in the
1365  * deferred memory init routines and as such we were duplicating much of
1366  * this logic throughout the code. So instead of having it in multiple
1367  * locations it seemed like it would make more sense to centralize this to
1368  * one new iterator that does everything they need.
1369  */
1370 void __init_memblock
1371 __next_mem_pfn_range_in_zone(u64 *idx, struct zone *zone,
1372                              unsigned long *out_spfn, unsigned long *out_epfn)
1373 {
1374         int zone_nid = zone_to_nid(zone);
1375         phys_addr_t spa, epa;
1376
1377         __next_mem_range(idx, zone_nid, MEMBLOCK_NONE,
1378                          &memblock.memory, &memblock.reserved,
1379                          &spa, &epa, NULL);
1380
1381         while (*idx != U64_MAX) {
1382                 unsigned long epfn = PFN_DOWN(epa);
1383                 unsigned long spfn = PFN_UP(spa);
1384
1385                 /*
1386                  * Verify the end is at least past the start of the zone and
1387                  * that we have at least one PFN to initialize.
1388                  */
1389                 if (zone->zone_start_pfn < epfn && spfn < epfn) {
1390                         /* if we went too far just stop searching */
1391                         if (zone_end_pfn(zone) <= spfn) {
1392                                 *idx = U64_MAX;
1393                                 break;
1394                         }
1395
1396                         if (out_spfn)
1397                                 *out_spfn = max(zone->zone_start_pfn, spfn);
1398                         if (out_epfn)
1399                                 *out_epfn = min(zone_end_pfn(zone), epfn);
1400
1401                         return;
1402                 }
1403
1404                 __next_mem_range(idx, zone_nid, MEMBLOCK_NONE,
1405                                  &memblock.memory, &memblock.reserved,
1406                                  &spa, &epa, NULL);
1407         }
1408
1409         /* signal end of iteration */
1410         if (out_spfn)
1411                 *out_spfn = ULONG_MAX;
1412         if (out_epfn)
1413                 *out_epfn = 0;
1414 }
1415
1416 #endif /* CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT */
1417
1418 /**
1419  * memblock_alloc_range_nid - allocate boot memory block
1420  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1421  * @align: alignment of the region and block's size
1422  * @start: the lower bound of the memory region to allocate (phys address)
1423  * @end: the upper bound of the memory region to allocate (phys address)
1424  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1425  * @exact_nid: control the allocation fall back to other nodes
1426  *
1427  * The allocation is performed from memory region limited by
1428  * memblock.current_limit if @end == %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE.
1429  *
1430  * If the specified node can not hold the requested memory and @exact_nid
1431  * is false, the allocation falls back to any node in the system.
1432  *
1433  * For systems with memory mirroring, the allocation is attempted first
1434  * from the regions with mirroring enabled and then retried from any
1435  * memory region.
1436  *
1437  * In addition, function using kmemleak_alloc_phys for allocated boot
1438  * memory block, it is never reported as leaks.
1439  *
1440  * Return:
1441  * Physical address of allocated memory block on success, %0 on failure.
1442  */
1443 phys_addr_t __init memblock_alloc_range_nid(phys_addr_t size,
1444                                         phys_addr_t align, phys_addr_t start,
1445                                         phys_addr_t end, int nid,
1446                                         bool exact_nid)
1447 {
1448         enum memblock_flags flags = choose_memblock_flags();
1449         phys_addr_t found;
1450
1451         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES, "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
1452                 nid = NUMA_NO_NODE;
1453
1454         if (!align) {
1455                 /* Can't use WARNs this early in boot on powerpc */
1456                 dump_stack();
1457                 align = SMP_CACHE_BYTES;
1458         }
1459
1460 again:
1461         found = memblock_find_in_range_node(size, align, start, end, nid,
1462                                             flags);
1463         if (found && !memblock_reserve(found, size))
1464                 goto done;
1465
1466         if (nid != NUMA_NO_NODE && !exact_nid) {
1467                 found = memblock_find_in_range_node(size, align, start,
1468                                                     end, NUMA_NO_NODE,
1469                                                     flags);
1470                 if (found && !memblock_reserve(found, size))
1471                         goto done;
1472         }
1473
1474         if (flags & MEMBLOCK_MIRROR) {
1475                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
1476                 pr_warn_ratelimited("Could not allocate %pap bytes of mirrored memory\n",
1477                         &size);
1478                 goto again;
1479         }
1480
1481         return 0;
1482
1483 done:
1484         /*
1485          * Skip kmemleak for those places like kasan_init() and
1486          * early_pgtable_alloc() due to high volume.
1487          */
1488         if (end != MEMBLOCK_ALLOC_NOLEAKTRACE)
1489                 /*
1490                  * Memblock allocated blocks are never reported as
1491                  * leaks. This is because many of these blocks are
1492                  * only referred via the physical address which is
1493                  * not looked up by kmemleak.
1494                  */
1495                 kmemleak_alloc_phys(found, size, 0);
1496
1497         /*
1498          * Some Virtual Machine platforms, such as Intel TDX or AMD SEV-SNP,
1499          * require memory to be accepted before it can be used by the
1500          * guest.
1501          *
1502          * Accept the memory of the allocated buffer.
1503          */
1504         accept_memory(found, found + size);
1505
1506         return found;
1507 }
1508
1509 /**
1510  * memblock_phys_alloc_range - allocate a memory block inside specified range
1511  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1512  * @align: alignment of the region and block's size
1513  * @start: the lower bound of the memory region to allocate (physical address)
1514  * @end: the upper bound of the memory region to allocate (physical address)
1515  *
1516  * Allocate @size bytes in the between @start and @end.
1517  *
1518  * Return: physical address of the allocated memory block on success,
1519  * %0 on failure.
1520  */
1521 phys_addr_t __init memblock_phys_alloc_range(phys_addr_t size,
1522                                              phys_addr_t align,
1523                                              phys_addr_t start,
1524                                              phys_addr_t end)
1525 {
1526         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx from=%pa max_addr=%pa %pS\n",
1527                      __func__, (u64)size, (u64)align, &start, &end,
1528                      (void *)_RET_IP_);
1529         return memblock_alloc_range_nid(size, align, start, end, NUMA_NO_NODE,
1530                                         false);
1531 }
1532
1533 /**
1534  * memblock_phys_alloc_try_nid - allocate a memory block from specified NUMA node
1535  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1536  * @align: alignment of the region and block's size
1537  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1538  *
1539  * Allocates memory block from the specified NUMA node. If the node
1540  * has no available memory, attempts to allocated from any node in the
1541  * system.
1542  *
1543  * Return: physical address of the allocated memory block on success,
1544  * %0 on failure.
1545  */
1546 phys_addr_t __init memblock_phys_alloc_try_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
1547 {
1548         return memblock_alloc_range_nid(size, align, 0,
1549                                         MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE, nid, false);
1550 }
1551
1552 /**
1553  * memblock_alloc_internal - allocate boot memory block
1554  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1555  * @align: alignment of the region and block's size
1556  * @min_addr: the lower bound of the memory region to allocate (phys address)
1557  * @max_addr: the upper bound of the memory region to allocate (phys address)
1558  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1559  * @exact_nid: control the allocation fall back to other nodes
1560  *
1561  * Allocates memory block using memblock_alloc_range_nid() and
1562  * converts the returned physical address to virtual.
1563  *
1564  * The @min_addr limit is dropped if it can not be satisfied and the allocation
1565  * will fall back to memory below @min_addr. Other constraints, such
1566  * as node and mirrored memory will be handled again in
1567  * memblock_alloc_range_nid().
1568  *
1569  * Return:
1570  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1571  */
1572 static void * __init memblock_alloc_internal(
1573                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1574                                 phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1575                                 int nid, bool exact_nid)
1576 {
1577         phys_addr_t alloc;
1578
1579         /*
1580          * Detect any accidental use of these APIs after slab is ready, as at
1581          * this moment memblock may be deinitialized already and its
1582          * internal data may be destroyed (after execution of memblock_free_all)
1583          */
1584         if (WARN_ON_ONCE(slab_is_available()))
1585                 return kzalloc_node(size, GFP_NOWAIT, nid);
1586
1587         if (max_addr > memblock.current_limit)
1588                 max_addr = memblock.current_limit;
1589
1590         alloc = memblock_alloc_range_nid(size, align, min_addr, max_addr, nid,
1591                                         exact_nid);
1592
1593         /* retry allocation without lower limit */
1594         if (!alloc && min_addr)
1595                 alloc = memblock_alloc_range_nid(size, align, 0, max_addr, nid,
1596                                                 exact_nid);
1597
1598         if (!alloc)
1599                 return NULL;
1600
1601         return phys_to_virt(alloc);
1602 }
1603
1604 /**
1605  * memblock_alloc_exact_nid_raw - allocate boot memory block on the exact node
1606  * without zeroing memory
1607  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1608  * @align: alignment of the region and block's size
1609  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1610  *        is preferred (phys address)
1611  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1612  *            is preferred (phys address), or %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE to
1613  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1614  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1615  *
1616  * Public function, provides additional debug information (including caller
1617  * info), if enabled. Does not zero allocated memory.
1618  *
1619  * Return:
1620  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1621  */
1622 void * __init memblock_alloc_exact_nid_raw(
1623                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1624                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1625                         int nid)
1626 {
1627         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=%pa max_addr=%pa %pS\n",
1628                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, &min_addr,
1629                      &max_addr, (void *)_RET_IP_);
1630
1631         return memblock_alloc_internal(size, align, min_addr, max_addr, nid,
1632                                        true);
1633 }
1634
1635 /**
1636  * memblock_alloc_try_nid_raw - allocate boot memory block without zeroing
1637  * memory and without panicking
1638  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1639  * @align: alignment of the region and block's size
1640  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1641  *        is preferred (phys address)
1642  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1643  *            is preferred (phys address), or %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE to
1644  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1645  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1646  *
1647  * Public function, provides additional debug information (including caller
1648  * info), if enabled. Does not zero allocated memory, does not panic if request
1649  * cannot be satisfied.
1650  *
1651  * Return:
1652  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1653  */
1654 void * __init memblock_alloc_try_nid_raw(
1655                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1656                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1657                         int nid)
1658 {
1659         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=%pa max_addr=%pa %pS\n",
1660                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, &min_addr,
1661                      &max_addr, (void *)_RET_IP_);
1662
1663         return memblock_alloc_internal(size, align, min_addr, max_addr, nid,
1664                                        false);
1665 }
1666
1667 /**
1668  * memblock_alloc_try_nid - allocate boot memory block
1669  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1670  * @align: alignment of the region and block's size
1671  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1672  *        is preferred (phys address)
1673  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1674  *            is preferred (phys address), or %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE to
1675  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1676  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1677  *
1678  * Public function, provides additional debug information (including caller
1679  * info), if enabled. This function zeroes the allocated memory.
1680  *
1681  * Return:
1682  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1683  */
1684 void * __init memblock_alloc_try_nid(
1685                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1686                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1687                         int nid)
1688 {
1689         void *ptr;
1690
1691         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=%pa max_addr=%pa %pS\n",
1692                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, &min_addr,
1693                      &max_addr, (void *)_RET_IP_);
1694         ptr = memblock_alloc_internal(size, align,
1695                                            min_addr, max_addr, nid, false);
1696         if (ptr)
1697                 memset(ptr, 0, size);
1698
1699         return ptr;
1700 }
1701
1702 /**
1703  * memblock_free_late - free pages directly to buddy allocator
1704  * @base: phys starting address of the  boot memory block
1705  * @size: size of the boot memory block in bytes
1706  *
1707  * This is only useful when the memblock allocator has already been torn
1708  * down, but we are still initializing the system.  Pages are released directly
1709  * to the buddy allocator.
1710  */
1711 void __init memblock_free_late(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1712 {
1713         phys_addr_t cursor, end;
1714
1715         end = base + size - 1;
1716         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n",
1717                      __func__, &base, &end, (void *)_RET_IP_);
1718         kmemleak_free_part_phys(base, size);
1719         cursor = PFN_UP(base);
1720         end = PFN_DOWN(base + size);
1721
1722         for (; cursor < end; cursor++) {
1723                 memblock_free_pages(pfn_to_page(cursor), cursor, 0);
1724                 totalram_pages_inc();
1725         }
1726 }
1727
1728 /*
1729  * Remaining API functions
1730  */
1731
1732 phys_addr_t __init_memblock memblock_phys_mem_size(void)
1733 {
1734         return memblock.memory.total_size;
1735 }
1736
1737 phys_addr_t __init_memblock memblock_reserved_size(void)
1738 {
1739         return memblock.reserved.total_size;
1740 }
1741
1742 /* lowest address */
1743 phys_addr_t __init_memblock memblock_start_of_DRAM(void)
1744 {
1745         return memblock.memory.regions[0].base;
1746 }
1747
1748 phys_addr_t __init_memblock memblock_end_of_DRAM(void)
1749 {
1750         int idx = memblock.memory.cnt - 1;
1751
1752         return (memblock.memory.regions[idx].base + memblock.memory.regions[idx].size);
1753 }
1754
1755 static phys_addr_t __init_memblock __find_max_addr(phys_addr_t limit)
1756 {
1757         phys_addr_t max_addr = PHYS_ADDR_MAX;
1758         struct memblock_region *r;
1759
1760         /*
1761          * translate the memory @limit size into the max address within one of
1762          * the memory memblock regions, if the @limit exceeds the total size
1763          * of those regions, max_addr will keep original value PHYS_ADDR_MAX
1764          */
1765         for_each_mem_region(r) {
1766                 if (limit <= r->size) {
1767                         max_addr = r->base + limit;
1768                         break;
1769                 }
1770                 limit -= r->size;
1771         }
1772
1773         return max_addr;
1774 }
1775
1776 void __init memblock_enforce_memory_limit(phys_addr_t limit)
1777 {
1778         phys_addr_t max_addr;
1779
1780         if (!limit)
1781                 return;
1782
1783         max_addr = __find_max_addr(limit);
1784
1785         /* @limit exceeds the total size of the memory, do nothing */
1786         if (max_addr == PHYS_ADDR_MAX)
1787                 return;
1788
1789         /* truncate both memory and reserved regions */
1790         memblock_remove_range(&memblock.memory, max_addr,
1791                               PHYS_ADDR_MAX);
1792         memblock_remove_range(&memblock.reserved, max_addr,
1793                               PHYS_ADDR_MAX);
1794 }
1795
1796 void __init memblock_cap_memory_range(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1797 {
1798         int start_rgn, end_rgn;
1799         int i, ret;
1800
1801         if (!size)
1802                 return;
1803
1804         if (!memblock_memory->total_size) {
1805                 pr_warn("%s: No memory registered yet\n", __func__);
1806                 return;
1807         }
1808
1809         ret = memblock_isolate_range(&memblock.memory, base, size,
1810                                                 &start_rgn, &end_rgn);
1811         if (ret)
1812                 return;
1813
1814         /* remove all the MAP regions */
1815         for (i = memblock.memory.cnt - 1; i >= end_rgn; i--)
1816                 if (!memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]))
1817                         memblock_remove_region(&memblock.memory, i);
1818
1819         for (i = start_rgn - 1; i >= 0; i--)
1820                 if (!memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]))
1821                         memblock_remove_region(&memblock.memory, i);
1822
1823         /* truncate the reserved regions */
1824         memblock_remove_range(&memblock.reserved, 0, base);
1825         memblock_remove_range(&memblock.reserved,
1826                         base + size, PHYS_ADDR_MAX);
1827 }
1828
1829 void __init memblock_mem_limit_remove_map(phys_addr_t limit)
1830 {
1831         phys_addr_t max_addr;
1832
1833         if (!limit)
1834                 return;
1835
1836         max_addr = __find_max_addr(limit);
1837
1838         /* @limit exceeds the total size of the memory, do nothing */
1839         if (max_addr == PHYS_ADDR_MAX)
1840                 return;
1841
1842         memblock_cap_memory_range(0, max_addr);
1843 }
1844
1845 static int __init_memblock memblock_search(struct memblock_type *type, phys_addr_t addr)
1846 {
1847         unsigned int left = 0, right = type->cnt;
1848
1849         do {
1850                 unsigned int mid = (right + left) / 2;
1851
1852                 if (addr < type->regions[mid].base)
1853                         right = mid;
1854                 else if (addr >= (type->regions[mid].base +
1855                                   type->regions[mid].size))
1856                         left = mid + 1;
1857                 else
1858                         return mid;
1859         } while (left < right);
1860         return -1;
1861 }
1862
1863 bool __init_memblock memblock_is_reserved(phys_addr_t addr)
1864 {
1865         return memblock_search(&memblock.reserved, addr) != -1;
1866 }
1867
1868 bool __init_memblock memblock_is_memory(phys_addr_t addr)
1869 {
1870         return memblock_search(&memblock.memory, addr) != -1;
1871 }
1872
1873 bool __init_memblock memblock_is_map_memory(phys_addr_t addr)
1874 {
1875         int i = memblock_search(&memblock.memory, addr);
1876
1877         if (i == -1)
1878                 return false;
1879         return !memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]);
1880 }
1881
1882 int __init_memblock memblock_search_pfn_nid(unsigned long pfn,
1883                          unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
1884 {
1885         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
1886         int mid = memblock_search(type, PFN_PHYS(pfn));
1887
1888         if (mid == -1)
1889                 return NUMA_NO_NODE;
1890
1891         *start_pfn = PFN_DOWN(type->regions[mid].base);
1892         *end_pfn = PFN_DOWN(type->regions[mid].base + type->regions[mid].size);
1893
1894         return memblock_get_region_node(&type->regions[mid]);
1895 }
1896
1897 /**
1898  * memblock_is_region_memory - check if a region is a subset of memory
1899  * @base: base of region to check
1900  * @size: size of region to check
1901  *
1902  * Check if the region [@base, @base + @size) is a subset of a memory block.
1903  *
1904  * Return:
1905  * 0 if false, non-zero if true
1906  */
1907 bool __init_memblock memblock_is_region_memory(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1908 {
1909         int idx = memblock_search(&memblock.memory, base);
1910         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
1911
1912         if (idx == -1)
1913                 return false;
1914         return (memblock.memory.regions[idx].base +
1915                  memblock.memory.regions[idx].size) >= end;
1916 }
1917
1918 /**
1919  * memblock_is_region_reserved - check if a region intersects reserved memory
1920  * @base: base of region to check
1921  * @size: size of region to check
1922  *
1923  * Check if the region [@base, @base + @size) intersects a reserved
1924  * memory block.
1925  *
1926  * Return:
1927  * True if they intersect, false if not.
1928  */
1929 bool __init_memblock memblock_is_region_reserved(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1930 {
1931         return memblock_overlaps_region(&memblock.reserved, base, size);
1932 }
1933
1934 void __init_memblock memblock_trim_memory(phys_addr_t align)
1935 {
1936         phys_addr_t start, end, orig_start, orig_end;
1937         struct memblock_region *r;
1938
1939         for_each_mem_region(r) {
1940                 orig_start = r->base;
1941                 orig_end = r->base + r->size;
1942                 start = round_up(orig_start, align);
1943                 end = round_down(orig_end, align);
1944
1945                 if (start == orig_start && end == orig_end)
1946                         continue;
1947
1948                 if (start < end) {
1949                         r->base = start;
1950                         r->size = end - start;
1951                 } else {
1952                         memblock_remove_region(&memblock.memory,
1953                                                r - memblock.memory.regions);
1954                         r--;
1955                 }
1956         }
1957 }
1958
1959 void __init_memblock memblock_set_current_limit(phys_addr_t limit)
1960 {
1961         memblock.current_limit = limit;
1962 }
1963
1964 phys_addr_t __init_memblock memblock_get_current_limit(void)
1965 {
1966         return memblock.current_limit;
1967 }
1968
1969 static void __init_memblock memblock_dump(struct memblock_type *type)
1970 {
1971         phys_addr_t base, end, size;
1972         enum memblock_flags flags;
1973         int idx;
1974         struct memblock_region *rgn;
1975
1976         pr_info(" %s.cnt  = 0x%lx\n", type->name, type->cnt);
1977
1978         for_each_memblock_type(idx, type, rgn) {
1979                 char nid_buf[32] = "";
1980
1981                 base = rgn->base;
1982                 size = rgn->size;
1983                 end = base + size - 1;
1984                 flags = rgn->flags;
1985 #ifdef CONFIG_NUMA
1986                 if (memblock_get_region_node(rgn) != MAX_NUMNODES)
1987                         snprintf(nid_buf, sizeof(nid_buf), " on node %d",
1988                                  memblock_get_region_node(rgn));
1989 #endif
1990                 pr_info(" %s[%#x]\t[%pa-%pa], %pa bytes%s flags: %#x\n",
1991                         type->name, idx, &base, &end, &size, nid_buf, flags);
1992         }
1993 }
1994
1995 static void __init_memblock __memblock_dump_all(void)
1996 {
1997         pr_info("MEMBLOCK configuration:\n");
1998         pr_info(" memory size = %pa reserved size = %pa\n",
1999                 &memblock.memory.total_size,
2000                 &memblock.reserved.total_size);
2001
2002         memblock_dump(&memblock.memory);
2003         memblock_dump(&memblock.reserved);
2004 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
2005         memblock_dump(&physmem);
2006 #endif
2007 }
2008
2009 void __init_memblock memblock_dump_all(void)
2010 {
2011         if (memblock_debug)
2012                 __memblock_dump_all();
2013 }
2014
2015 void __init memblock_allow_resize(void)
2016 {
2017         memblock_can_resize = 1;
2018 }
2019
2020 static int __init early_memblock(char *p)
2021 {
2022         if (p && strstr(p, "debug"))
2023                 memblock_debug = 1;
2024         return 0;
2025 }
2026 early_param("memblock", early_memblock);
2027
2028 static void __init free_memmap(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
2029 {
2030         struct page *start_pg, *end_pg;
2031         phys_addr_t pg, pgend;
2032
2033         /*
2034          * Convert start_pfn/end_pfn to a struct page pointer.
2035          */
2036         start_pg = pfn_to_page(start_pfn - 1) + 1;
2037         end_pg = pfn_to_page(end_pfn - 1) + 1;
2038
2039         /*
2040          * Convert to physical addresses, and round start upwards and end
2041          * downwards.
2042          */
2043         pg = PAGE_ALIGN(__pa(start_pg));
2044         pgend = __pa(end_pg) & PAGE_MASK;
2045
2046         /*
2047          * If there are free pages between these, free the section of the
2048          * memmap array.
2049          */
2050         if (pg < pgend)
2051                 memblock_phys_free(pg, pgend - pg);
2052 }
2053
2054 /*
2055  * The mem_map array can get very big.  Free the unused area of the memory map.
2056  */
2057 static void __init free_unused_memmap(void)
2058 {
2059         unsigned long start, end, prev_end = 0;
2060         int i;
2061
2062         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_ARCH_PFN_VALID) ||
2063             IS_ENABLED(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP))
2064                 return;
2065
2066         /*
2067          * This relies on each bank being in address order.
2068          * The banks are sorted previously in bootmem_init().
2069          */
2070         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start, &end, NULL) {
2071 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
2072                 /*
2073                  * Take care not to free memmap entries that don't exist
2074                  * due to SPARSEMEM sections which aren't present.
2075                  */
2076                 start = min(start, ALIGN(prev_end, PAGES_PER_SECTION));
2077 #endif
2078                 /*
2079                  * Align down here since many operations in VM subsystem
2080                  * presume that there are no holes in the memory map inside
2081                  * a pageblock
2082                  */
2083                 start = pageblock_start_pfn(start);
2084
2085                 /*
2086                  * If we had a previous bank, and there is a space
2087                  * between the current bank and the previous, free it.
2088                  */
2089                 if (prev_end && prev_end < start)
2090                         free_memmap(prev_end, start);
2091
2092                 /*
2093                  * Align up here since many operations in VM subsystem
2094                  * presume that there are no holes in the memory map inside
2095                  * a pageblock
2096                  */
2097                 prev_end = pageblock_align(end);
2098         }
2099
2100 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
2101         if (!IS_ALIGNED(prev_end, PAGES_PER_SECTION)) {
2102                 prev_end = pageblock_align(end);
2103                 free_memmap(prev_end, ALIGN(prev_end, PAGES_PER_SECTION));
2104         }
2105 #endif
2106 }
2107
2108 static void __init __free_pages_memory(unsigned long start, unsigned long end)
2109 {
2110         int order;
2111
2112         while (start < end) {
2113                 /*
2114                  * Free the pages in the largest chunks alignment allows.
2115                  *
2116                  * __ffs() behaviour is undefined for 0. start == 0 is
2117                  * MAX_PAGE_ORDER-aligned, set order to MAX_PAGE_ORDER for
2118                  * the case.
2119                  */
2120                 if (start)
2121                         order = min_t(int, MAX_PAGE_ORDER, __ffs(start));
2122                 else
2123                         order = MAX_PAGE_ORDER;
2124
2125                 while (start + (1UL << order) > end)
2126                         order--;
2127
2128                 memblock_free_pages(pfn_to_page(start), start, order);
2129
2130                 start += (1UL << order);
2131         }
2132 }
2133
2134 static unsigned long __init __free_memory_core(phys_addr_t start,
2135                                  phys_addr_t end)
2136 {
2137         unsigned long start_pfn = PFN_UP(start);
2138         unsigned long end_pfn = min_t(unsigned long,
2139                                       PFN_DOWN(end), max_low_pfn);
2140
2141         if (start_pfn >= end_pfn)
2142                 return 0;
2143
2144         __free_pages_memory(start_pfn, end_pfn);
2145
2146         return end_pfn - start_pfn;
2147 }
2148
2149 static void __init memmap_init_reserved_pages(void)
2150 {
2151         struct memblock_region *region;
2152         phys_addr_t start, end;
2153         int nid;
2154
2155         /*
2156          * set nid on all reserved pages and also treat struct
2157          * pages for the NOMAP regions as PageReserved
2158          */
2159         for_each_mem_region(region) {
2160                 nid = memblock_get_region_node(region);
2161                 start = region->base;
2162                 end = start + region->size;
2163
2164                 if (memblock_is_nomap(region))
2165                         reserve_bootmem_region(start, end, nid);
2166
2167                 memblock_set_node(start, end, &memblock.reserved, nid);
2168         }
2169
2170         /*
2171          * initialize struct pages for reserved regions that don't have
2172          * the MEMBLOCK_RSRV_NOINIT flag set
2173          */
2174         for_each_reserved_mem_region(region) {
2175                 if (!memblock_is_reserved_noinit(region)) {
2176                         nid = memblock_get_region_node(region);
2177                         start = region->base;
2178                         end = start + region->size;
2179
2180                         if (nid == NUMA_NO_NODE || nid >= MAX_NUMNODES)
2181                                 nid = early_pfn_to_nid(PFN_DOWN(start));
2182
2183                         reserve_bootmem_region(start, end, nid);
2184                 }
2185         }
2186 }
2187
2188 static unsigned long __init free_low_memory_core_early(void)
2189 {
2190         unsigned long count = 0;
2191         phys_addr_t start, end;
2192         u64 i;
2193
2194         memblock_clear_hotplug(0, -1);
2195
2196         memmap_init_reserved_pages();
2197
2198         /*
2199          * We need to use NUMA_NO_NODE instead of NODE_DATA(0)->node_id
2200          *  because in some case like Node0 doesn't have RAM installed
2201          *  low ram will be on Node1
2202          */
2203         for_each_free_mem_range(i, NUMA_NO_NODE, MEMBLOCK_NONE, &start, &end,
2204                                 NULL)
2205                 count += __free_memory_core(start, end);
2206
2207         return count;
2208 }
2209
2210 static int reset_managed_pages_done __initdata;
2211
2212 static void __init reset_node_managed_pages(pg_data_t *pgdat)
2213 {
2214         struct zone *z;
2215
2216         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
2217                 atomic_long_set(&z->managed_pages, 0);
2218 }
2219
2220 void __init reset_all_zones_managed_pages(void)
2221 {
2222         struct pglist_data *pgdat;
2223
2224         if (reset_managed_pages_done)
2225                 return;
2226
2227         for_each_online_pgdat(pgdat)
2228                 reset_node_managed_pages(pgdat);
2229
2230         reset_managed_pages_done = 1;
2231 }
2232
2233 /**
2234  * memblock_free_all - release free pages to the buddy allocator
2235  */
2236 void __init memblock_free_all(void)
2237 {
2238         unsigned long pages;
2239
2240         free_unused_memmap();
2241         reset_all_zones_managed_pages();
2242
2243         pages = free_low_memory_core_early();
2244         totalram_pages_add(pages);
2245 }
2246
2247 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && defined(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK)
2248 static const char * const flagname[] = {
2249         [ilog2(MEMBLOCK_HOTPLUG)] = "HOTPLUG",
2250         [ilog2(MEMBLOCK_MIRROR)] = "MIRROR",
2251         [ilog2(MEMBLOCK_NOMAP)] = "NOMAP",
2252         [ilog2(MEMBLOCK_DRIVER_MANAGED)] = "DRV_MNG",
2253         [ilog2(MEMBLOCK_RSRV_NOINIT)] = "RSV_NIT",
2254 };
2255
2256 static int memblock_debug_show(struct seq_file *m, void *private)
2257 {
2258         struct memblock_type *type = m->private;
2259         struct memblock_region *reg;
2260         int i, j, nid;
2261         unsigned int count = ARRAY_SIZE(flagname);
2262         phys_addr_t end;
2263
2264         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
2265                 reg = &type->regions[i];
2266                 end = reg->base + reg->size - 1;
2267                 nid = memblock_get_region_node(reg);
2268
2269                 seq_printf(m, "%4d: ", i);
2270                 seq_printf(m, "%pa..%pa ", &reg->base, &end);
2271                 if (nid != MAX_NUMNODES)
2272                         seq_printf(m, "%4d ", nid);
2273                 else
2274                         seq_printf(m, "%4c ", 'x');
2275                 if (reg->flags) {
2276                         for (j = 0; j < count; j++) {
2277                                 if (reg->flags & (1U << j)) {
2278                                         seq_printf(m, "%s\n", flagname[j]);
2279                                         break;
2280                                 }
2281                         }
2282                         if (j == count)
2283                                 seq_printf(m, "%s\n", "UNKNOWN");
2284                 } else {
2285                         seq_printf(m, "%s\n", "NONE");
2286                 }
2287         }
2288         return 0;
2289 }
2290 DEFINE_SHOW_ATTRIBUTE(memblock_debug);
2291
2292 static int __init memblock_init_debugfs(void)
2293 {
2294         struct dentry *root = debugfs_create_dir("memblock", NULL);
2295
2296         debugfs_create_file("memory", 0444, root,
2297                             &memblock.memory, &memblock_debug_fops);
2298         debugfs_create_file("reserved", 0444, root,
2299                             &memblock.reserved, &memblock_debug_fops);
2300 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
2301         debugfs_create_file("physmem", 0444, root, &physmem,
2302                             &memblock_debug_fops);
2303 #endif
2304
2305         return 0;
2306 }
2307 __initcall(memblock_init_debugfs);
2308
2309 #endif /* CONFIG_DEBUG_FS */