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/pfn.h>
  19 #include <linux/debugfs.h>
  20 #include <linux/seq_file.h>
  21 #include <linux/memblock.h>
  22
  23 struct memblock memblock __initdata_memblock;
  24
  25 int memblock_debug __initdata_memblock;
  26 int memblock_can_resize __initdata_memblock;
  27 static struct memblock_region memblock_memory_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS + 1] __initdata_memblock;
  28 static struct memblock_region memblock_reserved_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS + 1] __initdata_memblock;
  29
  30 /* inline so we don't get a warning when pr_debug is compiled out */
  31 static inline const char *memblock_type_name(struct memblock_type *type)
  32 {
  33         if (type == &memblock.memory)
  34                 return "memory";
  35         else if (type == &memblock.reserved)
  36                 return "reserved";
  37         else
  38                 return "unknown";
  39 }
  40
  41 /*
  42  * Address comparison utilities
  43  */
  44 static unsigned long __init_memblock memblock_addrs_overlap(phys_addr_t base1, phys_addr_t size1,
  45                                        phys_addr_t base2, phys_addr_t size2)
  46 {
  47         return ((base1 < (base2 + size2)) && (base2 < (base1 + size1)));
  48 }
  49
  50 static long __init_memblock memblock_overlaps_region(struct memblock_type *type,
  51                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size)
  52 {
  53         unsigned long i;
  54
  55         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
  56                 phys_addr_t rgnbase = type->regions[i].base;
  57                 phys_addr_t rgnsize = type->regions[i].size;
  58                 if (memblock_addrs_overlap(base, size, rgnbase, rgnsize))
  59                         break;
  60         }
  61
  62         return (i < type->cnt) ? i : -1;
  63 }
  64
  65 /*
  66  * Find, allocate, deallocate or reserve unreserved regions. All allocations
  67  * are top-down.
  68  */
  69
  70 static phys_addr_t __init_memblock memblock_find_region(phys_addr_t start, phys_addr_t end,
  71                                           phys_addr_t size, phys_addr_t align)
  72 {
  73         phys_addr_t base, res_base;
  74         long j;
  75
  76         /* In case, huge size is requested */
  77         if (end < size)
  78                 return 0;
  79
  80         base = round_down(end - size, align);
  81
  82         /* Prevent allocations returning 0 as it's also used to
  83          * indicate an allocation failure
  84          */
  85         if (start == 0)
  86                 start = PAGE_SIZE;
  87
  88         while (start <= base) {
  89                 j = memblock_overlaps_region(&memblock.reserved, base, size);
  90                 if (j < 0)
  91                         return base;
  92                 res_base = memblock.reserved.regions[j].base;
  93                 if (res_base < size)
  94                         break;
  95                 base = round_down(res_base - size, align);
  96         }
  97
  98         return 0;
  99 }
 100
 101 /*
 102  * Find a free area with specified alignment in a specific range.
 103  */
 104 phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range(phys_addr_t start, phys_addr_t end,
 105                                         phys_addr_t size, phys_addr_t align)
 106 {
 107         long i;
 108
 109         BUG_ON(0 == size);
 110
 111         /* Pump up max_addr */
 112         if (end == MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE)
 113                 end = memblock.current_limit;
 114
 115         /* We do a top-down search, this tends to limit memory
 116          * fragmentation by keeping early boot allocs near the
 117          * top of memory
 118          */
 119         for (i = memblock.memory.cnt - 1; i >= 0; i--) {
 120                 phys_addr_t memblockbase = memblock.memory.regions[i].base;
 121                 phys_addr_t memblocksize = memblock.memory.regions[i].size;
 122                 phys_addr_t bottom, top, found;
 123
 124                 if (memblocksize < size)
 125                         continue;
 126                 if ((memblockbase + memblocksize) <= start)
 127                         break;
 128                 bottom = max(memblockbase, start);
 129                 top = min(memblockbase + memblocksize, end);
 130                 if (bottom >= top)
 131                         continue;
 132                 found = memblock_find_region(bottom, top, size, align);
 133                 if (found)
 134                         return found;
 135         }
 136         return 0;
 137 }
 138
 139 /*
 140  * Free memblock.reserved.regions
 141  */
 142 int __init_memblock memblock_free_reserved_regions(void)
 143 {
 144         if (memblock.reserved.regions == memblock_reserved_init_regions)
 145                 return 0;
 146
 147         return memblock_free(__pa(memblock.reserved.regions),
 148                  sizeof(struct memblock_region) * memblock.reserved.max);
 149 }
 150
 151 /*
 152  * Reserve memblock.reserved.regions
 153  */
 154 int __init_memblock memblock_reserve_reserved_regions(void)
 155 {
 156         if (memblock.reserved.regions == memblock_reserved_init_regions)
 157                 return 0;
 158
 159         return memblock_reserve(__pa(memblock.reserved.regions),
 160                  sizeof(struct memblock_region) * memblock.reserved.max);
 161 }
 162
 163 static void __init_memblock memblock_remove_region(struct memblock_type *type, unsigned long r)
 164 {
 165         memmove(&type->regions[r], &type->regions[r + 1],
 166                 (type->cnt - (r + 1)) * sizeof(type->regions[r]));
 167         type->cnt--;
 168
 169         /* Special case for empty arrays */
 170         if (type->cnt == 0) {
 171                 type->cnt = 1;
 172                 type->regions[0].base = 0;
 173                 type->regions[0].size = 0;
 174                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], MAX_NUMNODES);
 175         }
 176 }
 177
 178 static int __init_memblock memblock_double_array(struct memblock_type *type)
 179 {
 180         struct memblock_region *new_array, *old_array;
 181         phys_addr_t old_size, new_size, addr;
 182         int use_slab = slab_is_available();
 183
 184         /* We don't allow resizing until we know about the reserved regions
 185          * of memory that aren't suitable for allocation
 186          */
 187         if (!memblock_can_resize)
 188                 return -1;
 189
 190         /* Calculate new doubled size */
 191         old_size = type->max * sizeof(struct memblock_region);
 192         new_size = old_size << 1;
 193
 194         /* Try to find some space for it.
 195          *
 196          * WARNING: We assume that either slab_is_available() and we use it or
 197          * we use MEMBLOCK for allocations. That means that this is unsafe to use
 198          * when bootmem is currently active (unless bootmem itself is implemented
 199          * on top of MEMBLOCK which isn't the case yet)
 200          *
 201          * This should however not be an issue for now, as we currently only
 202          * call into MEMBLOCK while it's still active, or much later when slab is
 203          * active for memory hotplug operations
 204          */
 205         if (use_slab) {
 206                 new_array = kmalloc(new_size, GFP_KERNEL);
 207                 addr = new_array ? __pa(new_array) : 0;
 208         } else
 209                 addr = memblock_find_in_range(0, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE, new_size, sizeof(phys_addr_t));
 210         if (!addr) {
 211                 pr_err("memblock: Failed to double %s array from %ld to %ld entries !\n",
 212                        memblock_type_name(type), type->max, type->max * 2);
 213                 return -1;
 214         }
 215         new_array = __va(addr);
 216
 217         memblock_dbg("memblock: %s array is doubled to %ld at [%#010llx-%#010llx]",
 218                  memblock_type_name(type), type->max * 2, (u64)addr, (u64)addr + new_size - 1);
 219
 220         /* Found space, we now need to move the array over before
 221          * we add the reserved region since it may be our reserved
 222          * array itself that is full.
 223          */
 224         memcpy(new_array, type->regions, old_size);
 225         memset(new_array + type->max, 0, old_size);
 226         old_array = type->regions;
 227         type->regions = new_array;
 228         type->max <<= 1;
 229
 230         /* If we use SLAB that's it, we are done */
 231         if (use_slab)
 232                 return 0;
 233
 234         /* Add the new reserved region now. Should not fail ! */
 235         BUG_ON(memblock_reserve(addr, new_size));
 236
 237         /* If the array wasn't our static init one, then free it. We only do
 238          * that before SLAB is available as later on, we don't know whether
 239          * to use kfree or free_bootmem_pages(). Shouldn't be a big deal
 240          * anyways
 241          */
 242         if (old_array != memblock_memory_init_regions &&
 243             old_array != memblock_reserved_init_regions)
 244                 memblock_free(__pa(old_array), old_size);
 245
 246         return 0;
 247 }
 248
 249 /**
 250  * memblock_merge_regions - merge neighboring compatible regions
 251  * @type: memblock type to scan
 252  *
 253  * Scan @type and merge neighboring compatible regions.
 254  */
 255 static void __init_memblock memblock_merge_regions(struct memblock_type *type)
 256 {
 257         int i = 0;
 258
 259         /* cnt never goes below 1 */
 260         while (i < type->cnt - 1) {
 261                 struct memblock_region *this = &type->regions[i];
 262                 struct memblock_region *next = &type->regions[i + 1];
 263
 264                 if (this->base + this->size != next->base ||
 265                     memblock_get_region_node(this) !=
 266                     memblock_get_region_node(next)) {
 267                         BUG_ON(this->base + this->size > next->base);
 268                         i++;
 269                         continue;
 270                 }
 271
 272                 this->size += next->size;
 273                 memmove(next, next + 1, (type->cnt - (i + 1)) * sizeof(*next));
 274                 type->cnt--;
 275         }
 276 }
 277
 278 /**
 279  * memblock_insert_region - insert new memblock region
 280  * @type: memblock type to insert into
 281  * @idx: index for the insertion point
 282  * @base: base address of the new region
 283  * @size: size of the new region
 284  *
 285  * Insert new memblock region [@base,@base+@size) into @type at @idx.
 286  * @type must already have extra room to accomodate the new region.
 287  */
 288 static void __init_memblock memblock_insert_region(struct memblock_type *type,
 289                                                    int idx, phys_addr_t base,
 290                                                    phys_addr_t size, int nid)
 291 {
 292         struct memblock_region *rgn = &type->regions[idx];
 293
 294         BUG_ON(type->cnt >= type->max);
 295         memmove(rgn + 1, rgn, (type->cnt - idx) * sizeof(*rgn));
 296         rgn->base = base;
 297         rgn->size = size;
 298         memblock_set_region_node(rgn, nid);
 299         type->cnt++;
 300 }
 301
 302 /**
 303  * memblock_add_region - add new memblock region
 304  * @type: memblock type to add new region into
 305  * @base: base address of the new region
 306  * @size: size of the new region
 307  *
 308  * Add new memblock region [@base,@base+@size) into @type.  The new region
 309  * is allowed to overlap with existing ones - overlaps don't affect already
 310  * existing regions.  @type is guaranteed to be minimal (all neighbouring
 311  * compatible regions are merged) after the addition.
 312  *
 313  * RETURNS:
 314  * 0 on success, -errno on failure.
 315  */
 316 static int __init_memblock memblock_add_region(struct memblock_type *type,
 317                                                phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 318 {
 319         bool insert = false;
 320         phys_addr_t obase = base, end = base + size;
 321         int i, nr_new;
 322
 323         /* special case for empty array */
 324         if (type->regions[0].size == 0) {
 325                 WARN_ON(type->cnt != 1);
 326                 type->regions[0].base = base;
 327                 type->regions[0].size = size;
 328                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], MAX_NUMNODES);
 329                 return 0;
 330         }
 331 repeat:
 332         /*
 333          * The following is executed twice.  Once with %false @insert and
 334          * then with %true.  The first counts the number of regions needed
 335          * to accomodate the new area.  The second actually inserts them.
 336          */
 337         base = obase;
 338         nr_new = 0;
 339
 340         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
 341                 struct memblock_region *rgn = &type->regions[i];
 342                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
 343                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
 344
 345                 if (rbase >= end)
 346                         break;
 347                 if (rend <= base)
 348                         continue;
 349                 /*
 350                  * @rgn overlaps.  If it separates the lower part of new
 351                  * area, insert that portion.
 352                  */
 353                 if (rbase > base) {
 354                         nr_new++;
 355                         if (insert)
 356                                 memblock_insert_region(type, i++, base,
 357                                                 rbase - base, MAX_NUMNODES);
 358                 }
 359                 /* area below @rend is dealt with, forget about it */
 360                 base = min(rend, end);
 361         }
 362
 363         /* insert the remaining portion */
 364         if (base < end) {
 365                 nr_new++;
 366                 if (insert)
 367                         memblock_insert_region(type, i, base, end - base,
 368                                                MAX_NUMNODES);
 369         }
 370
 371         /*
 372          * If this was the first round, resize array and repeat for actual
 373          * insertions; otherwise, merge and return.
 374          */
 375         if (!insert) {
 376                 while (type->cnt + nr_new > type->max)
 377                         if (memblock_double_array(type) < 0)
 378                                 return -ENOMEM;
 379                 insert = true;
 380                 goto repeat;
 381         } else {
 382                 memblock_merge_regions(type);
 383                 return 0;
 384         }
 385 }
 386
 387 int __init_memblock memblock_add(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 388 {
 389         return memblock_add_region(&memblock.memory, base, size);
 390 }
 391
 392 static int __init_memblock __memblock_remove(struct memblock_type *type,
 393                                              phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 394 {
 395         phys_addr_t end = base + size;
 396         int i;
 397
 398         /* Walk through the array for collisions */
 399         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
 400                 struct memblock_region *rgn = &type->regions[i];
 401                 phys_addr_t rend = rgn->base + rgn->size;
 402
 403                 /* Nothing more to do, exit */
 404                 if (rgn->base > end || rgn->size == 0)
 405                         break;
 406
 407                 /* If we fully enclose the block, drop it */
 408                 if (base <= rgn->base && end >= rend) {
 409                         memblock_remove_region(type, i--);
 410                         continue;
 411                 }
 412
 413                 /* If we are fully enclosed within a block
 414                  * then we need to split it and we are done
 415                  */
 416                 if (base > rgn->base && end < rend) {
 417                         rgn->size = base - rgn->base;
 418                         if (!memblock_add_region(type, end, rend - end))
 419                                 return 0;
 420                         /* Failure to split is bad, we at least
 421                          * restore the block before erroring
 422                          */
 423                         rgn->size = rend - rgn->base;
 424                         WARN_ON(1);
 425                         return -1;
 426                 }
 427
 428                 /* Check if we need to trim the bottom of a block */
 429                 if (rgn->base < end && rend > end) {
 430                         rgn->size -= end - rgn->base;
 431                         rgn->base = end;
 432                         break;
 433                 }
 434
 435                 /* And check if we need to trim the top of a block */
 436                 if (base < rend)
 437                         rgn->size -= rend - base;
 438
 439         }
 440         return 0;
 441 }
 442
 443 int __init_memblock memblock_remove(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 444 {
 445         return __memblock_remove(&memblock.memory, base, size);
 446 }
 447
 448 int __init_memblock memblock_free(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 449 {
 450         memblock_dbg("   memblock_free: [%#016llx-%#016llx] %pF\n",
 451                      (unsigned long long)base,
 452                      (unsigned long long)base + size,
 453                      (void *)_RET_IP_);
 454
 455         return __memblock_remove(&memblock.reserved, base, size);
 456 }
 457
 458 int __init_memblock memblock_reserve(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 459 {
 460         struct memblock_type *_rgn = &memblock.reserved;
 461
 462         memblock_dbg("memblock_reserve: [%#016llx-%#016llx] %pF\n",
 463                      (unsigned long long)base,
 464                      (unsigned long long)base + size,
 465                      (void *)_RET_IP_);
 466         BUG_ON(0 == size);
 467
 468         return memblock_add_region(_rgn, base, size);
 469 }
 470
 471 /**
 472  * __next_free_mem_range - next function for for_each_free_mem_range()
 473  * @idx: pointer to u64 loop variable
 474  * @nid: nid: node selector, %MAX_NUMNODES for all nodes
 475  * @p_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
 476  * @p_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
 477  * @p_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
 478  *
 479  * Find the first free area from *@idx which matches @nid, fill the out
 480  * parameters, and update *@idx for the next iteration.  The lower 32bit of
 481  * *@idx contains index into memory region and the upper 32bit indexes the
 482  * areas before each reserved region.  For example, if reserved regions
 483  * look like the following,
 484  *
 485  *      0:[0-16), 1:[32-48), 2:[128-130)
 486  *
 487  * The upper 32bit indexes the following regions.
 488  *
 489  *      0:[0-0), 1:[16-32), 2:[48-128), 3:[130-MAX)
 490  *
 491  * As both region arrays are sorted, the function advances the two indices
 492  * in lockstep and returns each intersection.
 493  */
 494 void __init_memblock __next_free_mem_range(u64 *idx, int nid,
 495                                            phys_addr_t *out_start,
 496                                            phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
 497 {
 498         struct memblock_type *mem = &memblock.memory;
 499         struct memblock_type *rsv = &memblock.reserved;
 500         int mi = *idx & 0xffffffff;
 501         int ri = *idx >> 32;
 502
 503         for ( ; mi < mem->cnt; mi++) {
 504                 struct memblock_region *m = &mem->regions[mi];
 505                 phys_addr_t m_start = m->base;
 506                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
 507
 508                 /* only memory regions are associated with nodes, check it */
 509                 if (nid != MAX_NUMNODES && nid != memblock_get_region_node(m))
 510                         continue;
 511
 512                 /* scan areas before each reservation for intersection */
 513                 for ( ; ri < rsv->cnt + 1; ri++) {
 514                         struct memblock_region *r = &rsv->regions[ri];
 515                         phys_addr_t r_start = ri ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
 516                         phys_addr_t r_end = ri < rsv->cnt ? r->base : ULLONG_MAX;
 517
 518                         /* if ri advanced past mi, break out to advance mi */
 519                         if (r_start >= m_end)
 520                                 break;
 521                         /* if the two regions intersect, we're done */
 522                         if (m_start < r_end) {
 523                                 if (out_start)
 524                                         *out_start = max(m_start, r_start);
 525                                 if (out_end)
 526                                         *out_end = min(m_end, r_end);
 527                                 if (out_nid)
 528                                         *out_nid = memblock_get_region_node(m);
 529                                 /*
 530                                  * The region which ends first is advanced
 531                                  * for the next iteration.
 532                                  */
 533                                 if (m_end <= r_end)
 534                                         mi++;
 535                                 else
 536                                         ri++;
 537                                 *idx = (u32)mi | (u64)ri << 32;
 538                                 return;
 539                         }
 540                 }
 541         }
 542
 543         /* signal end of iteration */
 544         *idx = ULLONG_MAX;
 545 }
 546
 547 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
 548 /*
 549  * Common iterator interface used to define for_each_mem_range().
 550  */
 551 void __init_memblock __next_mem_pfn_range(int *idx, int nid,
 552                                 unsigned long *out_start_pfn,
 553                                 unsigned long *out_end_pfn, int *out_nid)
 554 {
 555         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
 556         struct memblock_region *r;
 557
 558         while (++*idx < type->cnt) {
 559                 r = &type->regions[*idx];
 560
 561                 if (PFN_UP(r->base) >= PFN_DOWN(r->base + r->size))
 562                         continue;
 563                 if (nid == MAX_NUMNODES || nid == r->nid)
 564                         break;
 565         }
 566         if (*idx >= type->cnt) {
 567                 *idx = -1;
 568                 return;
 569         }
 570
 571         if (out_start_pfn)
 572                 *out_start_pfn = PFN_UP(r->base);
 573         if (out_end_pfn)
 574                 *out_end_pfn = PFN_DOWN(r->base + r->size);
 575         if (out_nid)
 576                 *out_nid = r->nid;
 577 }
 578
 579 /**
 580  * memblock_set_node - set node ID on memblock regions
 581  * @base: base of area to set node ID for
 582  * @size: size of area to set node ID for
 583  * @nid: node ID to set
 584  *
 585  * Set the nid of memblock memory regions in [@base,@base+@size) to @nid.
 586  * Regions which cross the area boundaries are split as necessary.
 587  *
 588  * RETURNS:
 589  * 0 on success, -errno on failure.
 590  */
 591 int __init_memblock memblock_set_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 592                                       int nid)
 593 {
 594         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
 595         phys_addr_t end = base + size;
 596         int i;
 597
 598         /* we'll create at most two more regions */
 599         while (type->cnt + 2 > type->max)
 600                 if (memblock_double_array(type) < 0)
 601                         return -ENOMEM;
 602
 603         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
 604                 struct memblock_region *rgn = &type->regions[i];
 605                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
 606                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
 607
 608                 if (rbase >= end)
 609                         break;
 610                 if (rend <= base)
 611                         continue;
 612
 613                 if (rbase < base) {
 614                         /*
 615                          * @rgn intersects from below.  Split and continue
 616                          * to process the next region - the new top half.
 617                          */
 618                         rgn->base = base;
 619                         rgn->size = rend - rgn->base;
 620                         memblock_insert_region(type, i, rbase, base - rbase,
 621                                                rgn->nid);
 622                 } else if (rend > end) {
 623                         /*
 624                          * @rgn intersects from above.  Split and redo the
 625                          * current region - the new bottom half.
 626                          */
 627                         rgn->base = end;
 628                         rgn->size = rend - rgn->base;
 629                         memblock_insert_region(type, i--, rbase, end - rbase,
 630                                                rgn->nid);
 631                 } else {
 632                         /* @rgn is fully contained, set ->nid */
 633                         rgn->nid = nid;
 634                 }
 635         }
 636
 637         memblock_merge_regions(type);
 638         return 0;
 639 }
 640 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
 641
 642 phys_addr_t __init __memblock_alloc_base(phys_addr_t size, phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr)
 643 {
 644         phys_addr_t found;
 645
 646         /* We align the size to limit fragmentation. Without this, a lot of
 647          * small allocs quickly eat up the whole reserve array on sparc
 648          */
 649         size = round_up(size, align);
 650
 651         found = memblock_find_in_range(0, max_addr, size, align);
 652         if (found && !memblock_reserve(found, size))
 653                 return found;
 654
 655         return 0;
 656 }
 657
 658 phys_addr_t __init memblock_alloc_base(phys_addr_t size, phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr)
 659 {
 660         phys_addr_t alloc;
 661
 662         alloc = __memblock_alloc_base(size, align, max_addr);
 663
 664         if (alloc == 0)
 665                 panic("ERROR: Failed to allocate 0x%llx bytes below 0x%llx.\n",
 666                       (unsigned long long) size, (unsigned long long) max_addr);
 667
 668         return alloc;
 669 }
 670
 671 phys_addr_t __init memblock_alloc(phys_addr_t size, phys_addr_t align)
 672 {
 673         return memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
 674 }
 675
 676
 677 /*
 678  * Additional node-local top-down allocators.
 679  *
 680  * WARNING: Only available after early_node_map[] has been populated,
 681  * on some architectures, that is after all the calls to add_active_range()
 682  * have been done to populate it.
 683  */
 684
 685 static phys_addr_t __init memblock_nid_range_rev(phys_addr_t start,
 686                                                  phys_addr_t end, int *nid)
 687 {
 688 #ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
 689         unsigned long start_pfn, end_pfn;
 690         int i;
 691
 692         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start_pfn, &end_pfn, nid)
 693                 if (end > PFN_PHYS(start_pfn) && end <= PFN_PHYS(end_pfn))
 694                         return max(start, PFN_PHYS(start_pfn));
 695 #endif
 696         *nid = 0;
 697         return start;
 698 }
 699
 700 phys_addr_t __init memblock_find_in_range_node(phys_addr_t start,
 701                                                phys_addr_t end,
 702                                                phys_addr_t size,
 703                                                phys_addr_t align, int nid)
 704 {
 705         struct memblock_type *mem = &memblock.memory;
 706         int i;
 707
 708         BUG_ON(0 == size);
 709
 710         /* Pump up max_addr */
 711         if (end == MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE)
 712                 end = memblock.current_limit;
 713
 714         for (i = mem->cnt - 1; i >= 0; i--) {
 715                 struct memblock_region *r = &mem->regions[i];
 716                 phys_addr_t base = max(start, r->base);
 717                 phys_addr_t top = min(end, r->base + r->size);
 718
 719                 while (base < top) {
 720                         phys_addr_t tbase, ret;
 721                         int tnid;
 722
 723                         tbase = memblock_nid_range_rev(base, top, &tnid);
 724                         if (nid == MAX_NUMNODES || tnid == nid) {
 725                                 ret = memblock_find_region(tbase, top, size, align);
 726                                 if (ret)
 727                                         return ret;
 728                         }
 729                         top = tbase;
 730                 }
 731         }
 732
 733         return 0;
 734 }
 735
 736 phys_addr_t __init memblock_alloc_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
 737 {
 738         phys_addr_t found;
 739
 740         /*
 741          * We align the size to limit fragmentation. Without this, a lot of
 742          * small allocs quickly eat up the whole reserve array on sparc
 743          */
 744         size = round_up(size, align);
 745
 746         found = memblock_find_in_range_node(0, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE,
 747                                             size, align, nid);
 748         if (found && !memblock_reserve(found, size))
 749                 return found;
 750
 751         return 0;
 752 }
 753
 754 phys_addr_t __init memblock_alloc_try_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
 755 {
 756         phys_addr_t res = memblock_alloc_nid(size, align, nid);
 757
 758         if (res)
 759                 return res;
 760         return memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
 761 }
 762
 763
 764 /*
 765  * Remaining API functions
 766  */
 767
 768 /* You must call memblock_analyze() before this. */
 769 phys_addr_t __init memblock_phys_mem_size(void)
 770 {
 771         return memblock.memory_size;
 772 }
 773
 774 /* lowest address */
 775 phys_addr_t __init_memblock memblock_start_of_DRAM(void)
 776 {
 777         return memblock.memory.regions[0].base;
 778 }
 779
 780 phys_addr_t __init_memblock memblock_end_of_DRAM(void)
 781 {
 782         int idx = memblock.memory.cnt - 1;
 783
 784         return (memblock.memory.regions[idx].base + memblock.memory.regions[idx].size);
 785 }
 786
 787 /* You must call memblock_analyze() after this. */
 788 void __init memblock_enforce_memory_limit(phys_addr_t memory_limit)
 789 {
 790         unsigned long i;
 791         phys_addr_t limit;
 792         struct memblock_region *p;
 793
 794         if (!memory_limit)
 795                 return;
 796
 797         /* Truncate the memblock regions to satisfy the memory limit. */
 798         limit = memory_limit;
 799         for (i = 0; i < memblock.memory.cnt; i++) {
 800                 if (limit > memblock.memory.regions[i].size) {
 801                         limit -= memblock.memory.regions[i].size;
 802                         continue;
 803                 }
 804
 805                 memblock.memory.regions[i].size = limit;
 806                 memblock.memory.cnt = i + 1;
 807                 break;
 808         }
 809
 810         memory_limit = memblock_end_of_DRAM();
 811
 812         /* And truncate any reserves above the limit also. */
 813         for (i = 0; i < memblock.reserved.cnt; i++) {
 814                 p = &memblock.reserved.regions[i];
 815
 816                 if (p->base > memory_limit)
 817                         p->size = 0;
 818                 else if ((p->base + p->size) > memory_limit)
 819                         p->size = memory_limit - p->base;
 820
 821                 if (p->size == 0) {
 822                         memblock_remove_region(&memblock.reserved, i);
 823                         i--;
 824                 }
 825         }
 826 }
 827
 828 static int __init_memblock memblock_search(struct memblock_type *type, phys_addr_t addr)
 829 {
 830         unsigned int left = 0, right = type->cnt;
 831
 832         do {
 833                 unsigned int mid = (right + left) / 2;
 834
 835                 if (addr < type->regions[mid].base)
 836                         right = mid;
 837                 else if (addr >= (type->regions[mid].base +
 838                                   type->regions[mid].size))
 839                         left = mid + 1;
 840                 else
 841                         return mid;
 842         } while (left < right);
 843         return -1;
 844 }
 845
 846 int __init memblock_is_reserved(phys_addr_t addr)
 847 {
 848         return memblock_search(&memblock.reserved, addr) != -1;
 849 }
 850
 851 int __init_memblock memblock_is_memory(phys_addr_t addr)
 852 {
 853         return memblock_search(&memblock.memory, addr) != -1;
 854 }
 855
 856 int __init_memblock memblock_is_region_memory(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 857 {
 858         int idx = memblock_search(&memblock.memory, base);
 859
 860         if (idx == -1)
 861                 return 0;
 862         return memblock.memory.regions[idx].base <= base &&
 863                 (memblock.memory.regions[idx].base +
 864                  memblock.memory.regions[idx].size) >= (base + size);
 865 }
 866
 867 int __init_memblock memblock_is_region_reserved(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 868 {
 869         return memblock_overlaps_region(&memblock.reserved, base, size) >= 0;
 870 }
 871
 872
 873 void __init_memblock memblock_set_current_limit(phys_addr_t limit)
 874 {
 875         memblock.current_limit = limit;
 876 }
 877
 878 static void __init_memblock memblock_dump(struct memblock_type *type, char *name)
 879 {
 880         unsigned long long base, size;
 881         int i;
 882
 883         pr_info(" %s.cnt  = 0x%lx\n", name, type->cnt);
 884
 885         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
 886                 struct memblock_region *rgn = &type->regions[i];
 887                 char nid_buf[32] = "";
 888
 889                 base = rgn->base;
 890                 size = rgn->size;
 891 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
 892                 if (memblock_get_region_node(rgn) != MAX_NUMNODES)
 893                         snprintf(nid_buf, sizeof(nid_buf), " on node %d",
 894                                  memblock_get_region_node(rgn));
 895 #endif
 896                 pr_info(" %s[%#x]\t[%#016llx-%#016llx], %#llx bytes%s\n",
 897                         name, i, base, base + size - 1, size, nid_buf);
 898         }
 899 }
 900
 901 void __init_memblock __memblock_dump_all(void)
 902 {
 903         pr_info("MEMBLOCK configuration:\n");
 904         pr_info(" memory size = 0x%llx\n", (unsigned long long)memblock.memory_size);
 905
 906         memblock_dump(&memblock.memory, "memory");
 907         memblock_dump(&memblock.reserved, "reserved");
 908 }
 909
 910 void __init memblock_analyze(void)
 911 {
 912         int i;
 913
 914         /* Check marker in the unused last array entry */
 915         WARN_ON(memblock_memory_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS].base
 916                 != MEMBLOCK_INACTIVE);
 917         WARN_ON(memblock_reserved_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS].base
 918                 != MEMBLOCK_INACTIVE);
 919
 920         memblock.memory_size = 0;
 921
 922         for (i = 0; i < memblock.memory.cnt; i++)
 923                 memblock.memory_size += memblock.memory.regions[i].size;
 924
 925         /* We allow resizing from there */
 926         memblock_can_resize = 1;
 927 }
 928
 929 void __init memblock_init(void)
 930 {
 931         static int init_done __initdata = 0;
 932
 933         if (init_done)
 934                 return;
 935         init_done = 1;
 936
 937         /* Hookup the initial arrays */
 938         memblock.memory.regions = memblock_memory_init_regions;
 939         memblock.memory.max             = INIT_MEMBLOCK_REGIONS;
 940         memblock.reserved.regions       = memblock_reserved_init_regions;
 941         memblock.reserved.max   = INIT_MEMBLOCK_REGIONS;
 942
 943         /* Write a marker in the unused last array entry */
 944         memblock.memory.regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS].base = MEMBLOCK_INACTIVE;
 945         memblock.reserved.regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS].base = MEMBLOCK_INACTIVE;
 946
 947         /* Create a dummy zero size MEMBLOCK which will get coalesced away later.
 948          * This simplifies the memblock_add() code below...
 949          */
 950         memblock.memory.regions[0].base = 0;
 951         memblock.memory.regions[0].size = 0;
 952         memblock_set_region_node(&memblock.memory.regions[0], MAX_NUMNODES);
 953         memblock.memory.cnt = 1;
 954
 955         /* Ditto. */
 956         memblock.reserved.regions[0].base = 0;
 957         memblock.reserved.regions[0].size = 0;
 958         memblock_set_region_node(&memblock.reserved.regions[0], MAX_NUMNODES);
 959         memblock.reserved.cnt = 1;
 960
 961         memblock.current_limit = MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE;
 962 }
 963
 964 static int __init early_memblock(char *p)
 965 {
 966         if (p && strstr(p, "debug"))
 967                 memblock_debug = 1;
 968         return 0;
 969 }
 970 early_param("memblock", early_memblock);
 971
 972 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && !defined(CONFIG_ARCH_DISCARD_MEMBLOCK)
 973
 974 static int memblock_debug_show(struct seq_file *m, void *private)
 975 {
 976         struct memblock_type *type = m->private;
 977         struct memblock_region *reg;
 978         int i;
 979
 980         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
 981                 reg = &type->regions[i];
 982                 seq_printf(m, "%4d: ", i);
 983                 if (sizeof(phys_addr_t) == 4)
 984                         seq_printf(m, "0x%08lx..0x%08lx\n",
 985                                    (unsigned long)reg->base,
 986                                    (unsigned long)(reg->base + reg->size - 1));
 987                 else
 988                         seq_printf(m, "0x%016llx..0x%016llx\n",
 989                                    (unsigned long long)reg->base,
 990                                    (unsigned long long)(reg->base + reg->size - 1));
 991
 992         }
 993         return 0;
 994 }
 995
 996 static int memblock_debug_open(struct inode *inode, struct file *file)
 997 {
 998         return single_open(file, memblock_debug_show, inode->i_private);
 999 }
1000
1001 static const struct file_operations memblock_debug_fops = {
1002         .open = memblock_debug_open,
1003         .read = seq_read,
1004         .llseek = seq_lseek,
1005         .release = single_release,
1006 };
1007
1008 static int __init memblock_init_debugfs(void)
1009 {
1010         struct dentry *root = debugfs_create_dir("memblock", NULL);
1011         if (!root)
1012                 return -ENXIO;
1013         debugfs_create_file("memory", S_IRUGO, root, &memblock.memory, &memblock_debug_fops);
1014         debugfs_create_file("reserved", S_IRUGO, root, &memblock.reserved, &memblock_debug_fops);
1015
1016         return 0;
1017 }
1018 __initcall(memblock_init_debugfs);
1019
1020 #endif /* CONFIG_DEBUG_FS */