]> git.karo-electronics.de Git - mv-sheeva.git/blob - mm/memblock.c
8715f09434dfd18a7851b800698777e9941933f9
[mv-sheeva.git] / mm / memblock.c
1 /*
2  * Procedures for maintaining information about logical memory blocks.
3  *
4  * Peter Bergner, IBM Corp.     June 2001.
5  * Copyright (C) 2001 Peter Bergner.
6  *
7  *      This program is free software; you can redistribute it and/or
8  *      modify it under the terms of the GNU General Public License
9  *      as published by the Free Software Foundation; either version
10  *      2 of the License, or (at your option) any later version.
11  */
12
13 #include <linux/kernel.h>
14 #include <linux/slab.h>
15 #include <linux/init.h>
16 #include <linux/bitops.h>
17 #include <linux/poison.h>
18 #include <linux/memblock.h>
19
20 struct memblock memblock;
21
22 static int memblock_debug, memblock_can_resize;
23 static struct memblock_region memblock_memory_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS + 1];
24 static struct memblock_region memblock_reserved_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS + 1];
25
26 #define MEMBLOCK_ERROR  (~(phys_addr_t)0)
27
28 /* inline so we don't get a warning when pr_debug is compiled out */
29 static inline const char *memblock_type_name(struct memblock_type *type)
30 {
31         if (type == &memblock.memory)
32                 return "memory";
33         else if (type == &memblock.reserved)
34                 return "reserved";
35         else
36                 return "unknown";
37 }
38
39 /*
40  * Address comparison utilities
41  */
42
43 static phys_addr_t memblock_align_down(phys_addr_t addr, phys_addr_t size)
44 {
45         return addr & ~(size - 1);
46 }
47
48 static phys_addr_t memblock_align_up(phys_addr_t addr, phys_addr_t size)
49 {
50         return (addr + (size - 1)) & ~(size - 1);
51 }
52
53 static unsigned long memblock_addrs_overlap(phys_addr_t base1, phys_addr_t size1,
54                                        phys_addr_t base2, phys_addr_t size2)
55 {
56         return ((base1 < (base2 + size2)) && (base2 < (base1 + size1)));
57 }
58
59 static long memblock_addrs_adjacent(phys_addr_t base1, phys_addr_t size1,
60                                phys_addr_t base2, phys_addr_t size2)
61 {
62         if (base2 == base1 + size1)
63                 return 1;
64         else if (base1 == base2 + size2)
65                 return -1;
66
67         return 0;
68 }
69
70 static long memblock_regions_adjacent(struct memblock_type *type,
71                                  unsigned long r1, unsigned long r2)
72 {
73         phys_addr_t base1 = type->regions[r1].base;
74         phys_addr_t size1 = type->regions[r1].size;
75         phys_addr_t base2 = type->regions[r2].base;
76         phys_addr_t size2 = type->regions[r2].size;
77
78         return memblock_addrs_adjacent(base1, size1, base2, size2);
79 }
80
81 long memblock_overlaps_region(struct memblock_type *type, phys_addr_t base, phys_addr_t size)
82 {
83         unsigned long i;
84
85         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
86                 phys_addr_t rgnbase = type->regions[i].base;
87                 phys_addr_t rgnsize = type->regions[i].size;
88                 if (memblock_addrs_overlap(base, size, rgnbase, rgnsize))
89                         break;
90         }
91
92         return (i < type->cnt) ? i : -1;
93 }
94
95 /*
96  * Find, allocate, deallocate or reserve unreserved regions. All allocations
97  * are top-down.
98  */
99
100 static phys_addr_t __init memblock_find_region(phys_addr_t start, phys_addr_t end,
101                                           phys_addr_t size, phys_addr_t align)
102 {
103         phys_addr_t base, res_base;
104         long j;
105
106         base = memblock_align_down((end - size), align);
107         while (start <= base) {
108                 j = memblock_overlaps_region(&memblock.reserved, base, size);
109                 if (j < 0)
110                         return base;
111                 res_base = memblock.reserved.regions[j].base;
112                 if (res_base < size)
113                         break;
114                 base = memblock_align_down(res_base - size, align);
115         }
116
117         return MEMBLOCK_ERROR;
118 }
119
120 static phys_addr_t __init memblock_find_base(phys_addr_t size, phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr)
121 {
122         long i;
123         phys_addr_t base = 0;
124         phys_addr_t res_base;
125
126         BUG_ON(0 == size);
127
128         size = memblock_align_up(size, align);
129
130         /* Pump up max_addr */
131         if (max_addr == MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE)
132                 max_addr = memblock.current_limit;
133
134         /* We do a top-down search, this tends to limit memory
135          * fragmentation by keeping early boot allocs near the
136          * top of memory
137          */
138         for (i = memblock.memory.cnt - 1; i >= 0; i--) {
139                 phys_addr_t memblockbase = memblock.memory.regions[i].base;
140                 phys_addr_t memblocksize = memblock.memory.regions[i].size;
141
142                 if (memblocksize < size)
143                         continue;
144                 base = min(memblockbase + memblocksize, max_addr);
145                 res_base = memblock_find_region(memblockbase, base, size, align);
146                 if (res_base != MEMBLOCK_ERROR)
147                         return res_base;
148         }
149         return MEMBLOCK_ERROR;
150 }
151
152 static void memblock_remove_region(struct memblock_type *type, unsigned long r)
153 {
154         unsigned long i;
155
156         for (i = r; i < type->cnt - 1; i++) {
157                 type->regions[i].base = type->regions[i + 1].base;
158                 type->regions[i].size = type->regions[i + 1].size;
159         }
160         type->cnt--;
161 }
162
163 /* Assumption: base addr of region 1 < base addr of region 2 */
164 static void memblock_coalesce_regions(struct memblock_type *type,
165                 unsigned long r1, unsigned long r2)
166 {
167         type->regions[r1].size += type->regions[r2].size;
168         memblock_remove_region(type, r2);
169 }
170
171 /* Defined below but needed now */
172 static long memblock_add_region(struct memblock_type *type, phys_addr_t base, phys_addr_t size);
173
174 static int memblock_double_array(struct memblock_type *type)
175 {
176         struct memblock_region *new_array, *old_array;
177         phys_addr_t old_size, new_size, addr;
178         int use_slab = slab_is_available();
179
180         /* We don't allow resizing until we know about the reserved regions
181          * of memory that aren't suitable for allocation
182          */
183         if (!memblock_can_resize)
184                 return -1;
185
186         pr_debug("memblock: %s array full, doubling...", memblock_type_name(type));
187
188         /* Calculate new doubled size */
189         old_size = type->max * sizeof(struct memblock_region);
190         new_size = old_size << 1;
191
192         /* Try to find some space for it.
193          *
194          * WARNING: We assume that either slab_is_available() and we use it or
195          * we use MEMBLOCK for allocations. That means that this is unsafe to use
196          * when bootmem is currently active (unless bootmem itself is implemented
197          * on top of MEMBLOCK which isn't the case yet)
198          *
199          * This should however not be an issue for now, as we currently only
200          * call into MEMBLOCK while it's still active, or much later when slab is
201          * active for memory hotplug operations
202          */
203         if (use_slab) {
204                 new_array = kmalloc(new_size, GFP_KERNEL);
205                 addr = new_array == NULL ? MEMBLOCK_ERROR : __pa(new_array);
206         } else
207                 addr = memblock_find_base(new_size, sizeof(phys_addr_t), MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
208         if (addr == MEMBLOCK_ERROR) {
209                 pr_err("memblock: Failed to double %s array from %ld to %ld entries !\n",
210                        memblock_type_name(type), type->max, type->max * 2);
211                 return -1;
212         }
213         new_array = __va(addr);
214
215         /* Found space, we now need to move the array over before
216          * we add the reserved region since it may be our reserved
217          * array itself that is full.
218          */
219         memcpy(new_array, type->regions, old_size);
220         memset(new_array + type->max, 0, old_size);
221         old_array = type->regions;
222         type->regions = new_array;
223         type->max <<= 1;
224
225         /* If we use SLAB that's it, we are done */
226         if (use_slab)
227                 return 0;
228
229         /* Add the new reserved region now. Should not fail ! */
230         BUG_ON(memblock_add_region(&memblock.reserved, addr, new_size) < 0);
231
232         /* If the array wasn't our static init one, then free it. We only do
233          * that before SLAB is available as later on, we don't know whether
234          * to use kfree or free_bootmem_pages(). Shouldn't be a big deal
235          * anyways
236          */
237         if (old_array != memblock_memory_init_regions &&
238             old_array != memblock_reserved_init_regions)
239                 memblock_free(__pa(old_array), old_size);
240
241         return 0;
242 }
243
244 extern int __weak memblock_memory_can_coalesce(phys_addr_t addr1, phys_addr_t size1,
245                                           phys_addr_t addr2, phys_addr_t size2)
246 {
247         return 1;
248 }
249
250 static long memblock_add_region(struct memblock_type *type, phys_addr_t base, phys_addr_t size)
251 {
252         unsigned long coalesced = 0;
253         long adjacent, i;
254
255         if ((type->cnt == 1) && (type->regions[0].size == 0)) {
256                 type->regions[0].base = base;
257                 type->regions[0].size = size;
258                 return 0;
259         }
260
261         /* First try and coalesce this MEMBLOCK with another. */
262         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
263                 phys_addr_t rgnbase = type->regions[i].base;
264                 phys_addr_t rgnsize = type->regions[i].size;
265
266                 if ((rgnbase == base) && (rgnsize == size))
267                         /* Already have this region, so we're done */
268                         return 0;
269
270                 adjacent = memblock_addrs_adjacent(base, size, rgnbase, rgnsize);
271                 /* Check if arch allows coalescing */
272                 if (adjacent != 0 && type == &memblock.memory &&
273                     !memblock_memory_can_coalesce(base, size, rgnbase, rgnsize))
274                         break;
275                 if (adjacent > 0) {
276                         type->regions[i].base -= size;
277                         type->regions[i].size += size;
278                         coalesced++;
279                         break;
280                 } else if (adjacent < 0) {
281                         type->regions[i].size += size;
282                         coalesced++;
283                         break;
284                 }
285         }
286
287         /* If we plugged a hole, we may want to also coalesce with the
288          * next region
289          */
290         if ((i < type->cnt - 1) && memblock_regions_adjacent(type, i, i+1) &&
291             ((type != &memblock.memory || memblock_memory_can_coalesce(type->regions[i].base,
292                                                              type->regions[i].size,
293                                                              type->regions[i+1].base,
294                                                              type->regions[i+1].size)))) {
295                 memblock_coalesce_regions(type, i, i+1);
296                 coalesced++;
297         }
298
299         if (coalesced)
300                 return coalesced;
301
302         /* If we are out of space, we fail. It's too late to resize the array
303          * but then this shouldn't have happened in the first place.
304          */
305         if (WARN_ON(type->cnt >= type->max))
306                 return -1;
307
308         /* Couldn't coalesce the MEMBLOCK, so add it to the sorted table. */
309         for (i = type->cnt - 1; i >= 0; i--) {
310                 if (base < type->regions[i].base) {
311                         type->regions[i+1].base = type->regions[i].base;
312                         type->regions[i+1].size = type->regions[i].size;
313                 } else {
314                         type->regions[i+1].base = base;
315                         type->regions[i+1].size = size;
316                         break;
317                 }
318         }
319
320         if (base < type->regions[0].base) {
321                 type->regions[0].base = base;
322                 type->regions[0].size = size;
323         }
324         type->cnt++;
325
326         /* The array is full ? Try to resize it. If that fails, we undo
327          * our allocation and return an error
328          */
329         if (type->cnt == type->max && memblock_double_array(type)) {
330                 type->cnt--;
331                 return -1;
332         }
333
334         return 0;
335 }
336
337 long memblock_add(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
338 {
339         return memblock_add_region(&memblock.memory, base, size);
340
341 }
342
343 static long __memblock_remove(struct memblock_type *type, phys_addr_t base, phys_addr_t size)
344 {
345         phys_addr_t rgnbegin, rgnend;
346         phys_addr_t end = base + size;
347         int i;
348
349         rgnbegin = rgnend = 0; /* supress gcc warnings */
350
351         /* Find the region where (base, size) belongs to */
352         for (i=0; i < type->cnt; i++) {
353                 rgnbegin = type->regions[i].base;
354                 rgnend = rgnbegin + type->regions[i].size;
355
356                 if ((rgnbegin <= base) && (end <= rgnend))
357                         break;
358         }
359
360         /* Didn't find the region */
361         if (i == type->cnt)
362                 return -1;
363
364         /* Check to see if we are removing entire region */
365         if ((rgnbegin == base) && (rgnend == end)) {
366                 memblock_remove_region(type, i);
367                 return 0;
368         }
369
370         /* Check to see if region is matching at the front */
371         if (rgnbegin == base) {
372                 type->regions[i].base = end;
373                 type->regions[i].size -= size;
374                 return 0;
375         }
376
377         /* Check to see if the region is matching at the end */
378         if (rgnend == end) {
379                 type->regions[i].size -= size;
380                 return 0;
381         }
382
383         /*
384          * We need to split the entry -  adjust the current one to the
385          * beginging of the hole and add the region after hole.
386          */
387         type->regions[i].size = base - type->regions[i].base;
388         return memblock_add_region(type, end, rgnend - end);
389 }
390
391 long memblock_remove(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
392 {
393         return __memblock_remove(&memblock.memory, base, size);
394 }
395
396 long __init memblock_free(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
397 {
398         return __memblock_remove(&memblock.reserved, base, size);
399 }
400
401 long __init memblock_reserve(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
402 {
403         struct memblock_type *_rgn = &memblock.reserved;
404
405         BUG_ON(0 == size);
406
407         return memblock_add_region(_rgn, base, size);
408 }
409
410 phys_addr_t __init __memblock_alloc_base(phys_addr_t size, phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr)
411 {
412         phys_addr_t found;
413
414         /* We align the size to limit fragmentation. Without this, a lot of
415          * small allocs quickly eat up the whole reserve array on sparc
416          */
417         size = memblock_align_up(size, align);
418
419         found = memblock_find_base(size, align, max_addr);
420         if (found != MEMBLOCK_ERROR &&
421             memblock_add_region(&memblock.reserved, found, size) >= 0)
422                 return found;
423
424         return 0;
425 }
426
427 phys_addr_t __init memblock_alloc_base(phys_addr_t size, phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr)
428 {
429         phys_addr_t alloc;
430
431         alloc = __memblock_alloc_base(size, align, max_addr);
432
433         if (alloc == 0)
434                 panic("ERROR: Failed to allocate 0x%llx bytes below 0x%llx.\n",
435                       (unsigned long long) size, (unsigned long long) max_addr);
436
437         return alloc;
438 }
439
440 phys_addr_t __init memblock_alloc(phys_addr_t size, phys_addr_t align)
441 {
442         return memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
443 }
444
445
446 /*
447  * Additional node-local allocators. Search for node memory is bottom up
448  * and walks memblock regions within that node bottom-up as well, but allocation
449  * within an memblock region is top-down.
450  */
451
452 phys_addr_t __weak __init memblock_nid_range(phys_addr_t start, phys_addr_t end, int *nid)
453 {
454         *nid = 0;
455
456         return end;
457 }
458
459 static phys_addr_t __init memblock_alloc_nid_region(struct memblock_region *mp,
460                                                phys_addr_t size,
461                                                phys_addr_t align, int nid)
462 {
463         phys_addr_t start, end;
464
465         start = mp->base;
466         end = start + mp->size;
467
468         start = memblock_align_up(start, align);
469         while (start < end) {
470                 phys_addr_t this_end;
471                 int this_nid;
472
473                 this_end = memblock_nid_range(start, end, &this_nid);
474                 if (this_nid == nid) {
475                         phys_addr_t ret = memblock_find_region(start, this_end, size, align);
476                         if (ret != MEMBLOCK_ERROR &&
477                             memblock_add_region(&memblock.reserved, ret, size) >= 0)
478                                 return ret;
479                 }
480                 start = this_end;
481         }
482
483         return MEMBLOCK_ERROR;
484 }
485
486 phys_addr_t __init memblock_alloc_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
487 {
488         struct memblock_type *mem = &memblock.memory;
489         int i;
490
491         BUG_ON(0 == size);
492
493         /* We align the size to limit fragmentation. Without this, a lot of
494          * small allocs quickly eat up the whole reserve array on sparc
495          */
496         size = memblock_align_up(size, align);
497
498         /* We do a bottom-up search for a region with the right
499          * nid since that's easier considering how memblock_nid_range()
500          * works
501          */
502         for (i = 0; i < mem->cnt; i++) {
503                 phys_addr_t ret = memblock_alloc_nid_region(&mem->regions[i],
504                                                size, align, nid);
505                 if (ret != MEMBLOCK_ERROR)
506                         return ret;
507         }
508
509         return memblock_alloc(size, align);
510 }
511
512 /* You must call memblock_analyze() before this. */
513 phys_addr_t __init memblock_phys_mem_size(void)
514 {
515         return memblock.memory_size;
516 }
517
518 phys_addr_t memblock_end_of_DRAM(void)
519 {
520         int idx = memblock.memory.cnt - 1;
521
522         return (memblock.memory.regions[idx].base + memblock.memory.regions[idx].size);
523 }
524
525 /* You must call memblock_analyze() after this. */
526 void __init memblock_enforce_memory_limit(phys_addr_t memory_limit)
527 {
528         unsigned long i;
529         phys_addr_t limit;
530         struct memblock_region *p;
531
532         if (!memory_limit)
533                 return;
534
535         /* Truncate the memblock regions to satisfy the memory limit. */
536         limit = memory_limit;
537         for (i = 0; i < memblock.memory.cnt; i++) {
538                 if (limit > memblock.memory.regions[i].size) {
539                         limit -= memblock.memory.regions[i].size;
540                         continue;
541                 }
542
543                 memblock.memory.regions[i].size = limit;
544                 memblock.memory.cnt = i + 1;
545                 break;
546         }
547
548         memory_limit = memblock_end_of_DRAM();
549
550         /* And truncate any reserves above the limit also. */
551         for (i = 0; i < memblock.reserved.cnt; i++) {
552                 p = &memblock.reserved.regions[i];
553
554                 if (p->base > memory_limit)
555                         p->size = 0;
556                 else if ((p->base + p->size) > memory_limit)
557                         p->size = memory_limit - p->base;
558
559                 if (p->size == 0) {
560                         memblock_remove_region(&memblock.reserved, i);
561                         i--;
562                 }
563         }
564 }
565
566 static int memblock_search(struct memblock_type *type, phys_addr_t addr)
567 {
568         unsigned int left = 0, right = type->cnt;
569
570         do {
571                 unsigned int mid = (right + left) / 2;
572
573                 if (addr < type->regions[mid].base)
574                         right = mid;
575                 else if (addr >= (type->regions[mid].base +
576                                   type->regions[mid].size))
577                         left = mid + 1;
578                 else
579                         return mid;
580         } while (left < right);
581         return -1;
582 }
583
584 int __init memblock_is_reserved(phys_addr_t addr)
585 {
586         return memblock_search(&memblock.reserved, addr) != -1;
587 }
588
589 int memblock_is_memory(phys_addr_t addr)
590 {
591         return memblock_search(&memblock.memory, addr) != -1;
592 }
593
594 int memblock_is_region_memory(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
595 {
596         int idx = memblock_search(&memblock.reserved, base);
597
598         if (idx == -1)
599                 return 0;
600         return memblock.reserved.regions[idx].base <= base &&
601                 (memblock.reserved.regions[idx].base +
602                  memblock.reserved.regions[idx].size) >= (base + size);
603 }
604
605 int memblock_is_region_reserved(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
606 {
607         return memblock_overlaps_region(&memblock.reserved, base, size) >= 0;
608 }
609
610
611 void __init memblock_set_current_limit(phys_addr_t limit)
612 {
613         memblock.current_limit = limit;
614 }
615
616 static void memblock_dump(struct memblock_type *region, char *name)
617 {
618         unsigned long long base, size;
619         int i;
620
621         pr_info(" %s.cnt  = 0x%lx\n", name, region->cnt);
622
623         for (i = 0; i < region->cnt; i++) {
624                 base = region->regions[i].base;
625                 size = region->regions[i].size;
626
627                 pr_info(" %s[0x%x]\t0x%016llx - 0x%016llx, 0x%llx bytes\n",
628                     name, i, base, base + size - 1, size);
629         }
630 }
631
632 void memblock_dump_all(void)
633 {
634         if (!memblock_debug)
635                 return;
636
637         pr_info("MEMBLOCK configuration:\n");
638         pr_info(" memory size = 0x%llx\n", (unsigned long long)memblock.memory_size);
639
640         memblock_dump(&memblock.memory, "memory");
641         memblock_dump(&memblock.reserved, "reserved");
642 }
643
644 void __init memblock_analyze(void)
645 {
646         int i;
647
648         /* Check marker in the unused last array entry */
649         WARN_ON(memblock_memory_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS].base
650                 != (phys_addr_t)RED_INACTIVE);
651         WARN_ON(memblock_reserved_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS].base
652                 != (phys_addr_t)RED_INACTIVE);
653
654         memblock.memory_size = 0;
655
656         for (i = 0; i < memblock.memory.cnt; i++)
657                 memblock.memory_size += memblock.memory.regions[i].size;
658
659         /* We allow resizing from there */
660         memblock_can_resize = 1;
661 }
662
663 void __init memblock_init(void)
664 {
665         /* Hookup the initial arrays */
666         memblock.memory.regions = memblock_memory_init_regions;
667         memblock.memory.max             = INIT_MEMBLOCK_REGIONS;
668         memblock.reserved.regions       = memblock_reserved_init_regions;
669         memblock.reserved.max   = INIT_MEMBLOCK_REGIONS;
670
671         /* Write a marker in the unused last array entry */
672         memblock.memory.regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS].base = (phys_addr_t)RED_INACTIVE;
673         memblock.reserved.regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS].base = (phys_addr_t)RED_INACTIVE;
674
675         /* Create a dummy zero size MEMBLOCK which will get coalesced away later.
676          * This simplifies the memblock_add() code below...
677          */
678         memblock.memory.regions[0].base = 0;
679         memblock.memory.regions[0].size = 0;
680         memblock.memory.cnt = 1;
681
682         /* Ditto. */
683         memblock.reserved.regions[0].base = 0;
684         memblock.reserved.regions[0].size = 0;
685         memblock.reserved.cnt = 1;
686
687         memblock.current_limit = MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE;
688 }
689
690 static int __init early_memblock(char *p)
691 {
692         if (p && strstr(p, "debug"))
693                 memblock_debug = 1;
694         return 0;
695 }
696 early_param("memblock", early_memblock);
697