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 #include <asm-generic/sections.h>
  24 #include <linux/io.h>
  25
  26 #include "internal.h"
  27
  28 static struct memblock_region memblock_memory_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS] __initdata_memblock;
  29 static struct memblock_region memblock_reserved_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS] __initdata_memblock;
  30 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
  31 static struct memblock_region memblock_physmem_init_regions[INIT_PHYSMEM_REGIONS] __initdata_memblock;
  32 #endif
  33
  34 struct memblock memblock __initdata_memblock = {
  35         .memory.regions         = memblock_memory_init_regions,
  36         .memory.cnt             = 1,    /* empty dummy entry */
  37         .memory.max             = INIT_MEMBLOCK_REGIONS,
  38
  39         .reserved.regions       = memblock_reserved_init_regions,
  40         .reserved.cnt           = 1,    /* empty dummy entry */
  41         .reserved.max           = INIT_MEMBLOCK_REGIONS,
  42
  43 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
  44         .physmem.regions        = memblock_physmem_init_regions,
  45         .physmem.cnt            = 1,    /* empty dummy entry */
  46         .physmem.max            = INIT_PHYSMEM_REGIONS,
  47 #endif
  48
  49         .bottom_up              = false,
  50         .current_limit          = MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE,
  51 };
  52
  53 int memblock_debug __initdata_memblock;
  54 #ifdef CONFIG_MOVABLE_NODE
  55 bool movable_node_enabled __initdata_memblock = false;
  56 #endif
  57 static bool system_has_some_mirror __initdata_memblock = false;
  58 static int memblock_can_resize __initdata_memblock;
  59 static int memblock_memory_in_slab __initdata_memblock = 0;
  60 static int memblock_reserved_in_slab __initdata_memblock = 0;
  61
  62 ulong __init_memblock choose_memblock_flags(void)
  63 {
  64         return system_has_some_mirror ? MEMBLOCK_MIRROR : MEMBLOCK_NONE;
  65 }
  66
  67 /* inline so we don't get a warning when pr_debug is compiled out */
  68 static __init_memblock const char *
  69 memblock_type_name(struct memblock_type *type)
  70 {
  71         if (type == &memblock.memory)
  72                 return "memory";
  73         else if (type == &memblock.reserved)
  74                 return "reserved";
  75         else
  76                 return "unknown";
  77 }
  78
  79 /* adjust *@size so that (@base + *@size) doesn't overflow, return new size */
  80 static inline phys_addr_t memblock_cap_size(phys_addr_t base, phys_addr_t *size)
  81 {
  82         return *size = min(*size, (phys_addr_t)ULLONG_MAX - base);
  83 }
  84
  85 /*
  86  * Address comparison utilities
  87  */
  88 static unsigned long __init_memblock memblock_addrs_overlap(phys_addr_t base1, phys_addr_t size1,
  89                                        phys_addr_t base2, phys_addr_t size2)
  90 {
  91         return ((base1 < (base2 + size2)) && (base2 < (base1 + size1)));
  92 }
  93
  94 bool __init_memblock memblock_overlaps_region(struct memblock_type *type,
  95                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size)
  96 {
  97         unsigned long i;
  98
  99         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
 100                 phys_addr_t rgnbase = type->regions[i].base;
 101                 phys_addr_t rgnsize = type->regions[i].size;
 102                 if (memblock_addrs_overlap(base, size, rgnbase, rgnsize))
 103                         break;
 104         }
 105
 106         return i < type->cnt;
 107 }
 108
 109 /*
 110  * __memblock_find_range_bottom_up - find free area utility in bottom-up
 111  * @start: start of candidate range
 112  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_{ANYWHERE|ACCESSIBLE}
 113  * @size: size of free area to find
 114  * @align: alignment of free area to find
 115  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
 116  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
 117  *
 118  * Utility called from memblock_find_in_range_node(), find free area bottom-up.
 119  *
 120  * RETURNS:
 121  * Found address on success, 0 on failure.
 122  */
 123 static phys_addr_t __init_memblock
 124 __memblock_find_range_bottom_up(phys_addr_t start, phys_addr_t end,
 125                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid,
 126                                 ulong flags)
 127 {
 128         phys_addr_t this_start, this_end, cand;
 129         u64 i;
 130
 131         for_each_free_mem_range(i, nid, flags, &this_start, &this_end, NULL) {
 132                 this_start = clamp(this_start, start, end);
 133                 this_end = clamp(this_end, start, end);
 134
 135                 cand = round_up(this_start, align);
 136                 if (cand < this_end && this_end - cand >= size)
 137                         return cand;
 138         }
 139
 140         return 0;
 141 }
 142
 143 /**
 144  * __memblock_find_range_top_down - find free area utility, in top-down
 145  * @start: start of candidate range
 146  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_{ANYWHERE|ACCESSIBLE}
 147  * @size: size of free area to find
 148  * @align: alignment of free area to find
 149  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
 150  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
 151  *
 152  * Utility called from memblock_find_in_range_node(), find free area top-down.
 153  *
 154  * RETURNS:
 155  * Found address on success, 0 on failure.
 156  */
 157 static phys_addr_t __init_memblock
 158 __memblock_find_range_top_down(phys_addr_t start, phys_addr_t end,
 159                                phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid,
 160                                ulong flags)
 161 {
 162         phys_addr_t this_start, this_end, cand;
 163         u64 i;
 164
 165         for_each_free_mem_range_reverse(i, nid, flags, &this_start, &this_end,
 166                                         NULL) {
 167                 this_start = clamp(this_start, start, end);
 168                 this_end = clamp(this_end, start, end);
 169
 170                 if (this_end < size)
 171                         continue;
 172
 173                 cand = round_down(this_end - size, align);
 174                 if (cand >= this_start)
 175                         return cand;
 176         }
 177
 178         return 0;
 179 }
 180
 181 /**
 182  * memblock_find_in_range_node - find free area in given range and node
 183  * @size: size of free area to find
 184  * @align: alignment of free area to find
 185  * @start: start of candidate range
 186  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_{ANYWHERE|ACCESSIBLE}
 187  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
 188  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
 189  *
 190  * Find @size free area aligned to @align in the specified range and node.
 191  *
 192  * When allocation direction is bottom-up, the @start should be greater
 193  * than the end of the kernel image. Otherwise, it will be trimmed. The
 194  * reason is that we want the bottom-up allocation just near the kernel
 195  * image so it is highly likely that the allocated memory and the kernel
 196  * will reside in the same node.
 197  *
 198  * If bottom-up allocation failed, will try to allocate memory top-down.
 199  *
 200  * RETURNS:
 201  * Found address on success, 0 on failure.
 202  */
 203 phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range_node(phys_addr_t size,
 204                                         phys_addr_t align, phys_addr_t start,
 205                                         phys_addr_t end, int nid, ulong flags)
 206 {
 207         phys_addr_t kernel_end, ret;
 208
 209         /* pump up @end */
 210         if (end == MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE)
 211                 end = memblock.current_limit;
 212
 213         /* avoid allocating the first page */
 214         start = max_t(phys_addr_t, start, PAGE_SIZE);
 215         end = max(start, end);
 216         kernel_end = __pa_symbol(_end);
 217
 218         /*
 219          * try bottom-up allocation only when bottom-up mode
 220          * is set and @end is above the kernel image.
 221          */
 222         if (memblock_bottom_up() && end > kernel_end) {
 223                 phys_addr_t bottom_up_start;
 224
 225                 /* make sure we will allocate above the kernel */
 226                 bottom_up_start = max(start, kernel_end);
 227
 228                 /* ok, try bottom-up allocation first */
 229                 ret = __memblock_find_range_bottom_up(bottom_up_start, end,
 230                                                       size, align, nid, flags);
 231                 if (ret)
 232                         return ret;
 233
 234                 /*
 235                  * we always limit bottom-up allocation above the kernel,
 236                  * but top-down allocation doesn't have the limit, so
 237                  * retrying top-down allocation may succeed when bottom-up
 238                  * allocation failed.
 239                  *
 240                  * bottom-up allocation is expected to be fail very rarely,
 241                  * so we use WARN_ONCE() here to see the stack trace if
 242                  * fail happens.
 243                  */
 244                 WARN_ONCE(1, "memblock: bottom-up allocation failed, "
 245                              "memory hotunplug may be affected\n");
 246         }
 247
 248         return __memblock_find_range_top_down(start, end, size, align, nid,
 249                                               flags);
 250 }
 251
 252 /**
 253  * memblock_find_in_range - find free area in given range
 254  * @start: start of candidate range
 255  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_{ANYWHERE|ACCESSIBLE}
 256  * @size: size of free area to find
 257  * @align: alignment of free area to find
 258  *
 259  * Find @size free area aligned to @align in the specified range.
 260  *
 261  * RETURNS:
 262  * Found address on success, 0 on failure.
 263  */
 264 phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range(phys_addr_t start,
 265                                         phys_addr_t end, phys_addr_t size,
 266                                         phys_addr_t align)
 267 {
 268         phys_addr_t ret;
 269         ulong flags = choose_memblock_flags();
 270
 271 again:
 272         ret = memblock_find_in_range_node(size, align, start, end,
 273                                             NUMA_NO_NODE, flags);
 274
 275         if (!ret && (flags & MEMBLOCK_MIRROR)) {
 276                 pr_warn("Could not allocate %pap bytes of mirrored memory\n",
 277                         &size);
 278                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
 279                 goto again;
 280         }
 281
 282         return ret;
 283 }
 284
 285 static void __init_memblock memblock_remove_region(struct memblock_type *type, unsigned long r)
 286 {
 287         type->total_size -= type->regions[r].size;
 288         memmove(&type->regions[r], &type->regions[r + 1],
 289                 (type->cnt - (r + 1)) * sizeof(type->regions[r]));
 290         type->cnt--;
 291
 292         /* Special case for empty arrays */
 293         if (type->cnt == 0) {
 294                 WARN_ON(type->total_size != 0);
 295                 type->cnt = 1;
 296                 type->regions[0].base = 0;
 297                 type->regions[0].size = 0;
 298                 type->regions[0].flags = 0;
 299                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], MAX_NUMNODES);
 300         }
 301 }
 302
 303 #ifdef CONFIG_ARCH_DISCARD_MEMBLOCK
 304
 305 phys_addr_t __init_memblock get_allocated_memblock_reserved_regions_info(
 306                                         phys_addr_t *addr)
 307 {
 308         if (memblock.reserved.regions == memblock_reserved_init_regions)
 309                 return 0;
 310
 311         *addr = __pa(memblock.reserved.regions);
 312
 313         return PAGE_ALIGN(sizeof(struct memblock_region) *
 314                           memblock.reserved.max);
 315 }
 316
 317 phys_addr_t __init_memblock get_allocated_memblock_memory_regions_info(
 318                                         phys_addr_t *addr)
 319 {
 320         if (memblock.memory.regions == memblock_memory_init_regions)
 321                 return 0;
 322
 323         *addr = __pa(memblock.memory.regions);
 324
 325         return PAGE_ALIGN(sizeof(struct memblock_region) *
 326                           memblock.memory.max);
 327 }
 328
 329 #endif
 330
 331 /**
 332  * memblock_double_array - double the size of the memblock regions array
 333  * @type: memblock type of the regions array being doubled
 334  * @new_area_start: starting address of memory range to avoid overlap with
 335  * @new_area_size: size of memory range to avoid overlap with
 336  *
 337  * Double the size of the @type regions array. If memblock is being used to
 338  * allocate memory for a new reserved regions array and there is a previously
 339  * allocated memory range [@new_area_start,@new_area_start+@new_area_size]
 340  * waiting to be reserved, ensure the memory used by the new array does
 341  * not overlap.
 342  *
 343  * RETURNS:
 344  * 0 on success, -1 on failure.
 345  */
 346 static int __init_memblock memblock_double_array(struct memblock_type *type,
 347                                                 phys_addr_t new_area_start,
 348                                                 phys_addr_t new_area_size)
 349 {
 350         struct memblock_region *new_array, *old_array;
 351         phys_addr_t old_alloc_size, new_alloc_size;
 352         phys_addr_t old_size, new_size, addr;
 353         int use_slab = slab_is_available();
 354         int *in_slab;
 355
 356         /* We don't allow resizing until we know about the reserved regions
 357          * of memory that aren't suitable for allocation
 358          */
 359         if (!memblock_can_resize)
 360                 return -1;
 361
 362         /* Calculate new doubled size */
 363         old_size = type->max * sizeof(struct memblock_region);
 364         new_size = old_size << 1;
 365         /*
 366          * We need to allocated new one align to PAGE_SIZE,
 367          *   so we can free them completely later.
 368          */
 369         old_alloc_size = PAGE_ALIGN(old_size);
 370         new_alloc_size = PAGE_ALIGN(new_size);
 371
 372         /* Retrieve the slab flag */
 373         if (type == &memblock.memory)
 374                 in_slab = &memblock_memory_in_slab;
 375         else
 376                 in_slab = &memblock_reserved_in_slab;
 377
 378         /* Try to find some space for it.
 379          *
 380          * WARNING: We assume that either slab_is_available() and we use it or
 381          * we use MEMBLOCK for allocations. That means that this is unsafe to
 382          * use when bootmem is currently active (unless bootmem itself is
 383          * implemented on top of MEMBLOCK which isn't the case yet)
 384          *
 385          * This should however not be an issue for now, as we currently only
 386          * call into MEMBLOCK while it's still active, or much later when slab
 387          * is active for memory hotplug operations
 388          */
 389         if (use_slab) {
 390                 new_array = kmalloc(new_size, GFP_KERNEL);
 391                 addr = new_array ? __pa(new_array) : 0;
 392         } else {
 393                 /* only exclude range when trying to double reserved.regions */
 394                 if (type != &memblock.reserved)
 395                         new_area_start = new_area_size = 0;
 396
 397                 addr = memblock_find_in_range(new_area_start + new_area_size,
 398                                                 memblock.current_limit,
 399                                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
 400                 if (!addr && new_area_size)
 401                         addr = memblock_find_in_range(0,
 402                                 min(new_area_start, memblock.current_limit),
 403                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
 404
 405                 new_array = addr ? __va(addr) : NULL;
 406         }
 407         if (!addr) {
 408                 pr_err("memblock: Failed to double %s array from %ld to %ld entries !\n",
 409                        memblock_type_name(type), type->max, type->max * 2);
 410                 return -1;
 411         }
 412
 413         memblock_dbg("memblock: %s is doubled to %ld at [%#010llx-%#010llx]",
 414                         memblock_type_name(type), type->max * 2, (u64)addr,
 415                         (u64)addr + new_size - 1);
 416
 417         /*
 418          * Found space, we now need to move the array over before we add the
 419          * reserved region since it may be our reserved array itself that is
 420          * full.
 421          */
 422         memcpy(new_array, type->regions, old_size);
 423         memset(new_array + type->max, 0, old_size);
 424         old_array = type->regions;
 425         type->regions = new_array;
 426         type->max <<= 1;
 427
 428         /* Free old array. We needn't free it if the array is the static one */
 429         if (*in_slab)
 430                 kfree(old_array);
 431         else if (old_array != memblock_memory_init_regions &&
 432                  old_array != memblock_reserved_init_regions)
 433                 memblock_free(__pa(old_array), old_alloc_size);
 434
 435         /*
 436          * Reserve the new array if that comes from the memblock.  Otherwise, we
 437          * needn't do it
 438          */
 439         if (!use_slab)
 440                 BUG_ON(memblock_reserve(addr, new_alloc_size));
 441
 442         /* Update slab flag */
 443         *in_slab = use_slab;
 444
 445         return 0;
 446 }
 447
 448 /**
 449  * memblock_merge_regions - merge neighboring compatible regions
 450  * @type: memblock type to scan
 451  *
 452  * Scan @type and merge neighboring compatible regions.
 453  */
 454 static void __init_memblock memblock_merge_regions(struct memblock_type *type)
 455 {
 456         int i = 0;
 457
 458         /* cnt never goes below 1 */
 459         while (i < type->cnt - 1) {
 460                 struct memblock_region *this = &type->regions[i];
 461                 struct memblock_region *next = &type->regions[i + 1];
 462
 463                 if (this->base + this->size != next->base ||
 464                     memblock_get_region_node(this) !=
 465                     memblock_get_region_node(next) ||
 466                     this->flags != next->flags) {
 467                         BUG_ON(this->base + this->size > next->base);
 468                         i++;
 469                         continue;
 470                 }
 471
 472                 this->size += next->size;
 473                 /* move forward from next + 1, index of which is i + 2 */
 474                 memmove(next, next + 1, (type->cnt - (i + 2)) * sizeof(*next));
 475                 type->cnt--;
 476         }
 477 }
 478
 479 /**
 480  * memblock_insert_region - insert new memblock region
 481  * @type:       memblock type to insert into
 482  * @idx:        index for the insertion point
 483  * @base:       base address of the new region
 484  * @size:       size of the new region
 485  * @nid:        node id of the new region
 486  * @flags:      flags of the new region
 487  *
 488  * Insert new memblock region [@base,@base+@size) into @type at @idx.
 489  * @type must already have extra room to accomodate the new region.
 490  */
 491 static void __init_memblock memblock_insert_region(struct memblock_type *type,
 492                                                    int idx, phys_addr_t base,
 493                                                    phys_addr_t size,
 494                                                    int nid, unsigned long flags)
 495 {
 496         struct memblock_region *rgn = &type->regions[idx];
 497
 498         BUG_ON(type->cnt >= type->max);
 499         memmove(rgn + 1, rgn, (type->cnt - idx) * sizeof(*rgn));
 500         rgn->base = base;
 501         rgn->size = size;
 502         rgn->flags = flags;
 503         memblock_set_region_node(rgn, nid);
 504         type->cnt++;
 505         type->total_size += size;
 506 }
 507
 508 /**
 509  * memblock_add_range - add new memblock region
 510  * @type: memblock type to add new region into
 511  * @base: base address of the new region
 512  * @size: size of the new region
 513  * @nid: nid of the new region
 514  * @flags: flags of the new region
 515  *
 516  * Add new memblock region [@base,@base+@size) into @type.  The new region
 517  * is allowed to overlap with existing ones - overlaps don't affect already
 518  * existing regions.  @type is guaranteed to be minimal (all neighbouring
 519  * compatible regions are merged) after the addition.
 520  *
 521  * RETURNS:
 522  * 0 on success, -errno on failure.
 523  */
 524 int __init_memblock memblock_add_range(struct memblock_type *type,
 525                                 phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 526                                 int nid, unsigned long flags)
 527 {
 528         bool insert = false;
 529         phys_addr_t obase = base;
 530         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
 531         int i, nr_new;
 532
 533         if (!size)
 534                 return 0;
 535
 536         /* special case for empty array */
 537         if (type->regions[0].size == 0) {
 538                 WARN_ON(type->cnt != 1 || type->total_size);
 539                 type->regions[0].base = base;
 540                 type->regions[0].size = size;
 541                 type->regions[0].flags = flags;
 542                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], nid);
 543                 type->total_size = size;
 544                 return 0;
 545         }
 546 repeat:
 547         /*
 548          * The following is executed twice.  Once with %false @insert and
 549          * then with %true.  The first counts the number of regions needed
 550          * to accomodate the new area.  The second actually inserts them.
 551          */
 552         base = obase;
 553         nr_new = 0;
 554
 555         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
 556                 struct memblock_region *rgn = &type->regions[i];
 557                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
 558                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
 559
 560                 if (rbase >= end)
 561                         break;
 562                 if (rend <= base)
 563                         continue;
 564                 /*
 565                  * @rgn overlaps.  If it separates the lower part of new
 566                  * area, insert that portion.
 567                  */
 568                 if (rbase > base) {
 569 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
 570                         WARN_ON(nid != memblock_get_region_node(rgn));
 571 #endif
 572                         WARN_ON(flags != rgn->flags);
 573                         nr_new++;
 574                         if (insert)
 575                                 memblock_insert_region(type, i++, base,
 576                                                        rbase - base, nid,
 577                                                        flags);
 578                 }
 579                 /* area below @rend is dealt with, forget about it */
 580                 base = min(rend, end);
 581         }
 582
 583         /* insert the remaining portion */
 584         if (base < end) {
 585                 nr_new++;
 586                 if (insert)
 587                         memblock_insert_region(type, i, base, end - base,
 588                                                nid, flags);
 589         }
 590
 591         /*
 592          * If this was the first round, resize array and repeat for actual
 593          * insertions; otherwise, merge and return.
 594          */
 595         if (!insert) {
 596                 while (type->cnt + nr_new > type->max)
 597                         if (memblock_double_array(type, obase, size) < 0)
 598                                 return -ENOMEM;
 599                 insert = true;
 600                 goto repeat;
 601         } else {
 602                 memblock_merge_regions(type);
 603                 return 0;
 604         }
 605 }
 606
 607 int __init_memblock memblock_add_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 608                                        int nid)
 609 {
 610         return memblock_add_range(&memblock.memory, base, size, nid, 0);
 611 }
 612
 613 static int __init_memblock memblock_add_region(phys_addr_t base,
 614                                                 phys_addr_t size,
 615                                                 int nid,
 616                                                 unsigned long flags)
 617 {
 618         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
 619
 620         memblock_dbg("memblock_add: [%#016llx-%#016llx] flags %#02lx %pF\n",
 621                      (unsigned long long)base,
 622                      (unsigned long long)base + size - 1,
 623                      flags, (void *)_RET_IP_);
 624
 625         return memblock_add_range(type, base, size, nid, flags);
 626 }
 627
 628 int __init_memblock memblock_add(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 629 {
 630         return memblock_add_region(base, size, MAX_NUMNODES, 0);
 631 }
 632
 633 /**
 634  * memblock_isolate_range - isolate given range into disjoint memblocks
 635  * @type: memblock type to isolate range for
 636  * @base: base of range to isolate
 637  * @size: size of range to isolate
 638  * @start_rgn: out parameter for the start of isolated region
 639  * @end_rgn: out parameter for the end of isolated region
 640  *
 641  * Walk @type and ensure that regions don't cross the boundaries defined by
 642  * [@base,@base+@size).  Crossing regions are split at the boundaries,
 643  * which may create at most two more regions.  The index of the first
 644  * region inside the range is returned in *@start_rgn and end in *@end_rgn.
 645  *
 646  * RETURNS:
 647  * 0 on success, -errno on failure.
 648  */
 649 static int __init_memblock memblock_isolate_range(struct memblock_type *type,
 650                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 651                                         int *start_rgn, int *end_rgn)
 652 {
 653         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
 654         int i;
 655
 656         *start_rgn = *end_rgn = 0;
 657
 658         if (!size)
 659                 return 0;
 660
 661         /* we'll create at most two more regions */
 662         while (type->cnt + 2 > type->max)
 663                 if (memblock_double_array(type, base, size) < 0)
 664                         return -ENOMEM;
 665
 666         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
 667                 struct memblock_region *rgn = &type->regions[i];
 668                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
 669                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
 670
 671                 if (rbase >= end)
 672                         break;
 673                 if (rend <= base)
 674                         continue;
 675
 676                 if (rbase < base) {
 677                         /*
 678                          * @rgn intersects from below.  Split and continue
 679                          * to process the next region - the new top half.
 680                          */
 681                         rgn->base = base;
 682                         rgn->size -= base - rbase;
 683                         type->total_size -= base - rbase;
 684                         memblock_insert_region(type, i, rbase, base - rbase,
 685                                                memblock_get_region_node(rgn),
 686                                                rgn->flags);
 687                 } else if (rend > end) {
 688                         /*
 689                          * @rgn intersects from above.  Split and redo the
 690                          * current region - the new bottom half.
 691                          */
 692                         rgn->base = end;
 693                         rgn->size -= end - rbase;
 694                         type->total_size -= end - rbase;
 695                         memblock_insert_region(type, i--, rbase, end - rbase,
 696                                                memblock_get_region_node(rgn),
 697                                                rgn->flags);
 698                 } else {
 699                         /* @rgn is fully contained, record it */
 700                         if (!*end_rgn)
 701                                 *start_rgn = i;
 702                         *end_rgn = i + 1;
 703                 }
 704         }
 705
 706         return 0;
 707 }
 708
 709 static int __init_memblock memblock_remove_range(struct memblock_type *type,
 710                                           phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 711 {
 712         int start_rgn, end_rgn;
 713         int i, ret;
 714
 715         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
 716         if (ret)
 717                 return ret;
 718
 719         for (i = end_rgn - 1; i >= start_rgn; i--)
 720                 memblock_remove_region(type, i);
 721         return 0;
 722 }
 723
 724 int __init_memblock memblock_remove(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 725 {
 726         return memblock_remove_range(&memblock.memory, base, size);
 727 }
 728
 729
 730 int __init_memblock memblock_free(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 731 {
 732         memblock_dbg("   memblock_free: [%#016llx-%#016llx] %pF\n",
 733                      (unsigned long long)base,
 734                      (unsigned long long)base + size - 1,
 735                      (void *)_RET_IP_);
 736
 737         kmemleak_free_part(__va(base), size);
 738         return memblock_remove_range(&memblock.reserved, base, size);
 739 }
 740
 741 static int __init_memblock memblock_reserve_region(phys_addr_t base,
 742                                                    phys_addr_t size,
 743                                                    int nid,
 744                                                    unsigned long flags)
 745 {
 746         struct memblock_type *type = &memblock.reserved;
 747
 748         memblock_dbg("memblock_reserve: [%#016llx-%#016llx] flags %#02lx %pF\n",
 749                      (unsigned long long)base,
 750                      (unsigned long long)base + size - 1,
 751                      flags, (void *)_RET_IP_);
 752
 753         return memblock_add_range(type, base, size, nid, flags);
 754 }
 755
 756 int __init_memblock memblock_reserve(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 757 {
 758         return memblock_reserve_region(base, size, MAX_NUMNODES, 0);
 759 }
 760
 761 /**
 762  *
 763  * This function isolates region [@base, @base + @size), and sets/clears flag
 764  *
 765  * Return 0 on success, -errno on failure.
 766  */
 767 static int __init_memblock memblock_setclr_flag(phys_addr_t base,
 768                                 phys_addr_t size, int set, int flag)
 769 {
 770         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
 771         int i, ret, start_rgn, end_rgn;
 772
 773         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
 774         if (ret)
 775                 return ret;
 776
 777         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++)
 778                 if (set)
 779                         memblock_set_region_flags(&type->regions[i], flag);
 780                 else
 781                         memblock_clear_region_flags(&type->regions[i], flag);
 782
 783         memblock_merge_regions(type);
 784         return 0;
 785 }
 786
 787 /**
 788  * memblock_mark_hotplug - Mark hotpluggable memory with flag MEMBLOCK_HOTPLUG.
 789  * @base: the base phys addr of the region
 790  * @size: the size of the region
 791  *
 792  * Return 0 on success, -errno on failure.
 793  */
 794 int __init_memblock memblock_mark_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 795 {
 796         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_HOTPLUG);
 797 }
 798
 799 /**
 800  * memblock_clear_hotplug - Clear flag MEMBLOCK_HOTPLUG for a specified region.
 801  * @base: the base phys addr of the region
 802  * @size: the size of the region
 803  *
 804  * Return 0 on success, -errno on failure.
 805  */
 806 int __init_memblock memblock_clear_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 807 {
 808         return memblock_setclr_flag(base, size, 0, MEMBLOCK_HOTPLUG);
 809 }
 810
 811 /**
 812  * memblock_mark_mirror - Mark mirrored memory with flag MEMBLOCK_MIRROR.
 813  * @base: the base phys addr of the region
 814  * @size: the size of the region
 815  *
 816  * Return 0 on success, -errno on failure.
 817  */
 818 int __init_memblock memblock_mark_mirror(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 819 {
 820         system_has_some_mirror = true;
 821
 822         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_MIRROR);
 823 }
 824
 825 /**
 826  * memblock_mark_nomap - Mark a memory region with flag MEMBLOCK_NOMAP.
 827  * @base: the base phys addr of the region
 828  * @size: the size of the region
 829  *
 830  * Return 0 on success, -errno on failure.
 831  */
 832 int __init_memblock memblock_mark_nomap(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 833 {
 834         return memblock_setclr_flag(base, size, 1, MEMBLOCK_NOMAP);
 835 }
 836
 837 /**
 838  * memblock_clear_nomap - Clear flag MEMBLOCK_NOMAP for a specified region.
 839  * @base: the base phys addr of the region
 840  * @size: the size of the region
 841  *
 842  * Return 0 on success, -errno on failure.
 843  */
 844 int __init_memblock memblock_clear_nomap(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 845 {
 846         return memblock_setclr_flag(base, size, 0, MEMBLOCK_NOMAP);
 847 }
 848
 849 /**
 850  * __next_reserved_mem_region - next function for for_each_reserved_region()
 851  * @idx: pointer to u64 loop variable
 852  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the region, can be %NULL
 853  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the region, can be %NULL
 854  *
 855  * Iterate over all reserved memory regions.
 856  */
 857 void __init_memblock __next_reserved_mem_region(u64 *idx,
 858                                            phys_addr_t *out_start,
 859                                            phys_addr_t *out_end)
 860 {
 861         struct memblock_type *type = &memblock.reserved;
 862
 863         if (*idx >= 0 && *idx < type->cnt) {
 864                 struct memblock_region *r = &type->regions[*idx];
 865                 phys_addr_t base = r->base;
 866                 phys_addr_t size = r->size;
 867
 868                 if (out_start)
 869                         *out_start = base;
 870                 if (out_end)
 871                         *out_end = base + size - 1;
 872
 873                 *idx += 1;
 874                 return;
 875         }
 876
 877         /* signal end of iteration */
 878         *idx = ULLONG_MAX;
 879 }
 880
 881 /**
 882  * __next__mem_range - next function for for_each_free_mem_range() etc.
 883  * @idx: pointer to u64 loop variable
 884  * @nid: node selector, %NUMA_NO_NODE for all nodes
 885  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
 886  * @type_a: pointer to memblock_type from where the range is taken
 887  * @type_b: pointer to memblock_type which excludes memory from being taken
 888  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
 889  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
 890  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
 891  *
 892  * Find the first area from *@idx which matches @nid, fill the out
 893  * parameters, and update *@idx for the next iteration.  The lower 32bit of
 894  * *@idx contains index into type_a and the upper 32bit indexes the
 895  * areas before each region in type_b.  For example, if type_b regions
 896  * look like the following,
 897  *
 898  *      0:[0-16), 1:[32-48), 2:[128-130)
 899  *
 900  * The upper 32bit indexes the following regions.
 901  *
 902  *      0:[0-0), 1:[16-32), 2:[48-128), 3:[130-MAX)
 903  *
 904  * As both region arrays are sorted, the function advances the two indices
 905  * in lockstep and returns each intersection.
 906  */
 907 void __init_memblock __next_mem_range(u64 *idx, int nid, ulong flags,
 908                                       struct memblock_type *type_a,
 909                                       struct memblock_type *type_b,
 910                                       phys_addr_t *out_start,
 911                                       phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
 912 {
 913         int idx_a = *idx & 0xffffffff;
 914         int idx_b = *idx >> 32;
 915
 916         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES,
 917         "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
 918                 nid = NUMA_NO_NODE;
 919
 920         for (; idx_a < type_a->cnt; idx_a++) {
 921                 struct memblock_region *m = &type_a->regions[idx_a];
 922
 923                 phys_addr_t m_start = m->base;
 924                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
 925                 int         m_nid = memblock_get_region_node(m);
 926
 927                 /* only memory regions are associated with nodes, check it */
 928                 if (nid != NUMA_NO_NODE && nid != m_nid)
 929                         continue;
 930
 931                 /* skip hotpluggable memory regions if needed */
 932                 if (movable_node_is_enabled() && memblock_is_hotpluggable(m))
 933                         continue;
 934
 935                 /* if we want mirror memory skip non-mirror memory regions */
 936                 if ((flags & MEMBLOCK_MIRROR) && !memblock_is_mirror(m))
 937                         continue;
 938
 939                 /* skip nomap memory unless we were asked for it explicitly */
 940                 if (!(flags & MEMBLOCK_NOMAP) && memblock_is_nomap(m))
 941                         continue;
 942
 943                 if (!type_b) {
 944                         if (out_start)
 945                                 *out_start = m_start;
 946                         if (out_end)
 947                                 *out_end = m_end;
 948                         if (out_nid)
 949                                 *out_nid = m_nid;
 950                         idx_a++;
 951                         *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
 952                         return;
 953                 }
 954
 955                 /* scan areas before each reservation */
 956                 for (; idx_b < type_b->cnt + 1; idx_b++) {
 957                         struct memblock_region *r;
 958                         phys_addr_t r_start;
 959                         phys_addr_t r_end;
 960
 961                         r = &type_b->regions[idx_b];
 962                         r_start = idx_b ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
 963                         r_end = idx_b < type_b->cnt ?
 964                                 r->base : ULLONG_MAX;
 965
 966                         /*
 967                          * if idx_b advanced past idx_a,
 968                          * break out to advance idx_a
 969                          */
 970                         if (r_start >= m_end)
 971                                 break;
 972                         /* if the two regions intersect, we're done */
 973                         if (m_start < r_end) {
 974                                 if (out_start)
 975                                         *out_start =
 976                                                 max(m_start, r_start);
 977                                 if (out_end)
 978                                         *out_end = min(m_end, r_end);
 979                                 if (out_nid)
 980                                         *out_nid = m_nid;
 981                                 /*
 982                                  * The region which ends first is
 983                                  * advanced for the next iteration.
 984                                  */
 985                                 if (m_end <= r_end)
 986                                         idx_a++;
 987                                 else
 988                                         idx_b++;
 989                                 *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
 990                                 return;
 991                         }
 992                 }
 993         }
 994
 995         /* signal end of iteration */
 996         *idx = ULLONG_MAX;
 997 }
 998
 999 /**
1000  * __next_mem_range_rev - generic next function for for_each_*_range_rev()
1001  *
1002  * Finds the next range from type_a which is not marked as unsuitable
1003  * in type_b.
1004  *
1005  * @idx: pointer to u64 loop variable
1006  * @nid: node selector, %NUMA_NO_NODE for all nodes
1007  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
1008  * @type_a: pointer to memblock_type from where the range is taken
1009  * @type_b: pointer to memblock_type which excludes memory from being taken
1010  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
1011  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
1012  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
1013  *
1014  * Reverse of __next_mem_range().
1015  */
1016 void __init_memblock __next_mem_range_rev(u64 *idx, int nid, ulong flags,
1017                                           struct memblock_type *type_a,
1018                                           struct memblock_type *type_b,
1019                                           phys_addr_t *out_start,
1020                                           phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
1021 {
1022         int idx_a = *idx & 0xffffffff;
1023         int idx_b = *idx >> 32;
1024
1025         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES, "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
1026                 nid = NUMA_NO_NODE;
1027
1028         if (*idx == (u64)ULLONG_MAX) {
1029                 idx_a = type_a->cnt - 1;
1030                 idx_b = type_b->cnt;
1031         }
1032
1033         for (; idx_a >= 0; idx_a--) {
1034                 struct memblock_region *m = &type_a->regions[idx_a];
1035
1036                 phys_addr_t m_start = m->base;
1037                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
1038                 int m_nid = memblock_get_region_node(m);
1039
1040                 /* only memory regions are associated with nodes, check it */
1041                 if (nid != NUMA_NO_NODE && nid != m_nid)
1042                         continue;
1043
1044                 /* skip hotpluggable memory regions if needed */
1045                 if (movable_node_is_enabled() && memblock_is_hotpluggable(m))
1046                         continue;
1047
1048                 /* if we want mirror memory skip non-mirror memory regions */
1049                 if ((flags & MEMBLOCK_MIRROR) && !memblock_is_mirror(m))
1050                         continue;
1051
1052                 /* skip nomap memory unless we were asked for it explicitly */
1053                 if (!(flags & MEMBLOCK_NOMAP) && memblock_is_nomap(m))
1054                         continue;
1055
1056                 if (!type_b) {
1057                         if (out_start)
1058                                 *out_start = m_start;
1059                         if (out_end)
1060                                 *out_end = m_end;
1061                         if (out_nid)
1062                                 *out_nid = m_nid;
1063                         idx_a++;
1064                         *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1065                         return;
1066                 }
1067
1068                 /* scan areas before each reservation */
1069                 for (; idx_b >= 0; idx_b--) {
1070                         struct memblock_region *r;
1071                         phys_addr_t r_start;
1072                         phys_addr_t r_end;
1073
1074                         r = &type_b->regions[idx_b];
1075                         r_start = idx_b ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
1076                         r_end = idx_b < type_b->cnt ?
1077                                 r->base : ULLONG_MAX;
1078                         /*
1079                          * if idx_b advanced past idx_a,
1080                          * break out to advance idx_a
1081                          */
1082
1083                         if (r_end <= m_start)
1084                                 break;
1085                         /* if the two regions intersect, we're done */
1086                         if (m_end > r_start) {
1087                                 if (out_start)
1088                                         *out_start = max(m_start, r_start);
1089                                 if (out_end)
1090                                         *out_end = min(m_end, r_end);
1091                                 if (out_nid)
1092                                         *out_nid = m_nid;
1093                                 if (m_start >= r_start)
1094                                         idx_a--;
1095                                 else
1096                                         idx_b--;
1097                                 *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1098                                 return;
1099                         }
1100                 }
1101         }
1102         /* signal end of iteration */
1103         *idx = ULLONG_MAX;
1104 }
1105
1106 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1107 /*
1108  * Common iterator interface used to define for_each_mem_range().
1109  */
1110 void __init_memblock __next_mem_pfn_range(int *idx, int nid,
1111                                 unsigned long *out_start_pfn,
1112                                 unsigned long *out_end_pfn, int *out_nid)
1113 {
1114         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
1115         struct memblock_region *r;
1116
1117         while (++*idx < type->cnt) {
1118                 r = &type->regions[*idx];
1119
1120                 if (PFN_UP(r->base) >= PFN_DOWN(r->base + r->size))
1121                         continue;
1122                 if (nid == MAX_NUMNODES || nid == r->nid)
1123                         break;
1124         }
1125         if (*idx >= type->cnt) {
1126                 *idx = -1;
1127                 return;
1128         }
1129
1130         if (out_start_pfn)
1131                 *out_start_pfn = PFN_UP(r->base);
1132         if (out_end_pfn)
1133                 *out_end_pfn = PFN_DOWN(r->base + r->size);
1134         if (out_nid)
1135                 *out_nid = r->nid;
1136 }
1137
1138 /**
1139  * memblock_set_node - set node ID on memblock regions
1140  * @base: base of area to set node ID for
1141  * @size: size of area to set node ID for
1142  * @type: memblock type to set node ID for
1143  * @nid: node ID to set
1144  *
1145  * Set the nid of memblock @type regions in [@base,@base+@size) to @nid.
1146  * Regions which cross the area boundaries are split as necessary.
1147  *
1148  * RETURNS:
1149  * 0 on success, -errno on failure.
1150  */
1151 int __init_memblock memblock_set_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
1152                                       struct memblock_type *type, int nid)
1153 {
1154         int start_rgn, end_rgn;
1155         int i, ret;
1156
1157         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
1158         if (ret)
1159                 return ret;
1160
1161         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++)
1162                 memblock_set_region_node(&type->regions[i], nid);
1163
1164         memblock_merge_regions(type);
1165         return 0;
1166 }
1167 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
1168
1169 static phys_addr_t __init memblock_alloc_range_nid(phys_addr_t size,
1170                                         phys_addr_t align, phys_addr_t start,
1171                                         phys_addr_t end, int nid, ulong flags)
1172 {
1173         phys_addr_t found;
1174
1175         if (!align)
1176                 align = SMP_CACHE_BYTES;
1177
1178         found = memblock_find_in_range_node(size, align, start, end, nid,
1179                                             flags);
1180         if (found && !memblock_reserve(found, size)) {
1181                 /*
1182                  * The min_count is set to 0 so that memblock allocations are
1183                  * never reported as leaks.
1184                  */
1185                 kmemleak_alloc(__va(found), size, 0, 0);
1186                 return found;
1187         }
1188         return 0;
1189 }
1190
1191 phys_addr_t __init memblock_alloc_range(phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1192                                         phys_addr_t start, phys_addr_t end,
1193                                         ulong flags)
1194 {
1195         return memblock_alloc_range_nid(size, align, start, end, NUMA_NO_NODE,
1196                                         flags);
1197 }
1198
1199 static phys_addr_t __init memblock_alloc_base_nid(phys_addr_t size,
1200                                         phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr,
1201                                         int nid, ulong flags)
1202 {
1203         return memblock_alloc_range_nid(size, align, 0, max_addr, nid, flags);
1204 }
1205
1206 phys_addr_t __init memblock_alloc_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
1207 {
1208         ulong flags = choose_memblock_flags();
1209         phys_addr_t ret;
1210
1211 again:
1212         ret = memblock_alloc_base_nid(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE,
1213                                       nid, flags);
1214
1215         if (!ret && (flags & MEMBLOCK_MIRROR)) {
1216                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
1217                 goto again;
1218         }
1219         return ret;
1220 }
1221
1222 phys_addr_t __init __memblock_alloc_base(phys_addr_t size, phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr)
1223 {
1224         return memblock_alloc_base_nid(size, align, max_addr, NUMA_NO_NODE,
1225                                        MEMBLOCK_NONE);
1226 }
1227
1228 phys_addr_t __init memblock_alloc_base(phys_addr_t size, phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr)
1229 {
1230         phys_addr_t alloc;
1231
1232         alloc = __memblock_alloc_base(size, align, max_addr);
1233
1234         if (alloc == 0)
1235                 panic("ERROR: Failed to allocate 0x%llx bytes below 0x%llx.\n",
1236                       (unsigned long long) size, (unsigned long long) max_addr);
1237
1238         return alloc;
1239 }
1240
1241 phys_addr_t __init memblock_alloc(phys_addr_t size, phys_addr_t align)
1242 {
1243         return memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
1244 }
1245
1246 phys_addr_t __init memblock_alloc_try_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
1247 {
1248         phys_addr_t res = memblock_alloc_nid(size, align, nid);
1249
1250         if (res)
1251                 return res;
1252         return memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
1253 }
1254
1255 /**
1256  * memblock_virt_alloc_internal - allocate boot memory block
1257  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1258  * @align: alignment of the region and block's size
1259  * @min_addr: the lower bound of the memory region to allocate (phys address)
1260  * @max_addr: the upper bound of the memory region to allocate (phys address)
1261  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1262  *
1263  * The @min_addr limit is dropped if it can not be satisfied and the allocation
1264  * will fall back to memory below @min_addr. Also, allocation may fall back
1265  * to any node in the system if the specified node can not
1266  * hold the requested memory.
1267  *
1268  * The allocation is performed from memory region limited by
1269  * memblock.current_limit if @max_addr == %BOOTMEM_ALLOC_ACCESSIBLE.
1270  *
1271  * The memory block is aligned on SMP_CACHE_BYTES if @align == 0.
1272  *
1273  * The phys address of allocated boot memory block is converted to virtual and
1274  * allocated memory is reset to 0.
1275  *
1276  * In addition, function sets the min_count to 0 using kmemleak_alloc for
1277  * allocated boot memory block, so that it is never reported as leaks.
1278  *
1279  * RETURNS:
1280  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1281  */
1282 static void * __init memblock_virt_alloc_internal(
1283                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1284                                 phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1285                                 int nid)
1286 {
1287         phys_addr_t alloc;
1288         void *ptr;
1289         ulong flags = choose_memblock_flags();
1290
1291         if (WARN_ONCE(nid == MAX_NUMNODES, "Usage of MAX_NUMNODES is deprecated. Use NUMA_NO_NODE instead\n"))
1292                 nid = NUMA_NO_NODE;
1293
1294         /*
1295          * Detect any accidental use of these APIs after slab is ready, as at
1296          * this moment memblock may be deinitialized already and its
1297          * internal data may be destroyed (after execution of free_all_bootmem)
1298          */
1299         if (WARN_ON_ONCE(slab_is_available()))
1300                 return kzalloc_node(size, GFP_NOWAIT, nid);
1301
1302         if (!align)
1303                 align = SMP_CACHE_BYTES;
1304
1305         if (max_addr > memblock.current_limit)
1306                 max_addr = memblock.current_limit;
1307
1308 again:
1309         alloc = memblock_find_in_range_node(size, align, min_addr, max_addr,
1310                                             nid, flags);
1311         if (alloc)
1312                 goto done;
1313
1314         if (nid != NUMA_NO_NODE) {
1315                 alloc = memblock_find_in_range_node(size, align, min_addr,
1316                                                     max_addr, NUMA_NO_NODE,
1317                                                     flags);
1318                 if (alloc)
1319                         goto done;
1320         }
1321
1322         if (min_addr) {
1323                 min_addr = 0;
1324                 goto again;
1325         }
1326
1327         if (flags & MEMBLOCK_MIRROR) {
1328                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
1329                 pr_warn("Could not allocate %pap bytes of mirrored memory\n",
1330                         &size);
1331                 goto again;
1332         }
1333
1334         return NULL;
1335 done:
1336         memblock_reserve(alloc, size);
1337         ptr = phys_to_virt(alloc);
1338         memset(ptr, 0, size);
1339
1340         /*
1341          * The min_count is set to 0 so that bootmem allocated blocks
1342          * are never reported as leaks. This is because many of these blocks
1343          * are only referred via the physical address which is not
1344          * looked up by kmemleak.
1345          */
1346         kmemleak_alloc(ptr, size, 0, 0);
1347
1348         return ptr;
1349 }
1350
1351 /**
1352  * memblock_virt_alloc_try_nid_nopanic - allocate boot memory block
1353  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1354  * @align: alignment of the region and block's size
1355  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1356  *        is preferred (phys address)
1357  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1358  *            is preferred (phys address), or %BOOTMEM_ALLOC_ACCESSIBLE to
1359  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1360  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1361  *
1362  * Public version of _memblock_virt_alloc_try_nid_nopanic() which provides
1363  * additional debug information (including caller info), if enabled.
1364  *
1365  * RETURNS:
1366  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1367  */
1368 void * __init memblock_virt_alloc_try_nid_nopanic(
1369                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1370                                 phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1371                                 int nid)
1372 {
1373         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=0x%llx max_addr=0x%llx %pF\n",
1374                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, (u64)min_addr,
1375                      (u64)max_addr, (void *)_RET_IP_);
1376         return memblock_virt_alloc_internal(size, align, min_addr,
1377                                              max_addr, nid);
1378 }
1379
1380 /**
1381  * memblock_virt_alloc_try_nid - allocate boot memory block with panicking
1382  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1383  * @align: alignment of the region and block's size
1384  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1385  *        is preferred (phys address)
1386  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1387  *            is preferred (phys address), or %BOOTMEM_ALLOC_ACCESSIBLE to
1388  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1389  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1390  *
1391  * Public panicking version of _memblock_virt_alloc_try_nid_nopanic()
1392  * which provides debug information (including caller info), if enabled,
1393  * and panics if the request can not be satisfied.
1394  *
1395  * RETURNS:
1396  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1397  */
1398 void * __init memblock_virt_alloc_try_nid(
1399                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1400                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1401                         int nid)
1402 {
1403         void *ptr;
1404
1405         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=0x%llx max_addr=0x%llx %pF\n",
1406                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, (u64)min_addr,
1407                      (u64)max_addr, (void *)_RET_IP_);
1408         ptr = memblock_virt_alloc_internal(size, align,
1409                                            min_addr, max_addr, nid);
1410         if (ptr)
1411                 return ptr;
1412
1413         panic("%s: Failed to allocate %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=0x%llx max_addr=0x%llx\n",
1414               __func__, (u64)size, (u64)align, nid, (u64)min_addr,
1415               (u64)max_addr);
1416         return NULL;
1417 }
1418
1419 /**
1420  * __memblock_free_early - free boot memory block
1421  * @base: phys starting address of the  boot memory block
1422  * @size: size of the boot memory block in bytes
1423  *
1424  * Free boot memory block previously allocated by memblock_virt_alloc_xx() API.
1425  * The freeing memory will not be released to the buddy allocator.
1426  */
1427 void __init __memblock_free_early(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1428 {
1429         memblock_dbg("%s: [%#016llx-%#016llx] %pF\n",
1430                      __func__, (u64)base, (u64)base + size - 1,
1431                      (void *)_RET_IP_);
1432         kmemleak_free_part(__va(base), size);
1433         memblock_remove_range(&memblock.reserved, base, size);
1434 }
1435
1436 /*
1437  * __memblock_free_late - free bootmem block pages directly to buddy allocator
1438  * @addr: phys starting address of the  boot memory block
1439  * @size: size of the boot memory block in bytes
1440  *
1441  * This is only useful when the bootmem allocator has already been torn
1442  * down, but we are still initializing the system.  Pages are released directly
1443  * to the buddy allocator, no bootmem metadata is updated because it is gone.
1444  */
1445 void __init __memblock_free_late(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1446 {
1447         u64 cursor, end;
1448
1449         memblock_dbg("%s: [%#016llx-%#016llx] %pF\n",
1450                      __func__, (u64)base, (u64)base + size - 1,
1451                      (void *)_RET_IP_);
1452         kmemleak_free_part(__va(base), size);
1453         cursor = PFN_UP(base);
1454         end = PFN_DOWN(base + size);
1455
1456         for (; cursor < end; cursor++) {
1457                 __free_pages_bootmem(pfn_to_page(cursor), cursor, 0);
1458                 totalram_pages++;
1459         }
1460 }
1461
1462 /*
1463  * Remaining API functions
1464  */
1465
1466 phys_addr_t __init memblock_phys_mem_size(void)
1467 {
1468         return memblock.memory.total_size;
1469 }
1470
1471 phys_addr_t __init memblock_mem_size(unsigned long limit_pfn)
1472 {
1473         unsigned long pages = 0;
1474         struct memblock_region *r;
1475         unsigned long start_pfn, end_pfn;
1476
1477         for_each_memblock(memory, r) {
1478                 start_pfn = memblock_region_memory_base_pfn(r);
1479                 end_pfn = memblock_region_memory_end_pfn(r);
1480                 start_pfn = min_t(unsigned long, start_pfn, limit_pfn);
1481                 end_pfn = min_t(unsigned long, end_pfn, limit_pfn);
1482                 pages += end_pfn - start_pfn;
1483         }
1484
1485         return PFN_PHYS(pages);
1486 }
1487
1488 /* lowest address */
1489 phys_addr_t __init_memblock memblock_start_of_DRAM(void)
1490 {
1491         return memblock.memory.regions[0].base;
1492 }
1493
1494 phys_addr_t __init_memblock memblock_end_of_DRAM(void)
1495 {
1496         int idx = memblock.memory.cnt - 1;
1497
1498         return (memblock.memory.regions[idx].base + memblock.memory.regions[idx].size);
1499 }
1500
1501 static phys_addr_t __init_memblock __find_max_addr(phys_addr_t limit)
1502 {
1503         phys_addr_t max_addr = (phys_addr_t)ULLONG_MAX;
1504         struct memblock_region *r;
1505
1506         /*
1507          * translate the memory @limit size into the max address within one of
1508          * the memory memblock regions, if the @limit exceeds the total size
1509          * of those regions, max_addr will keep original value ULLONG_MAX
1510          */
1511         for_each_memblock(memory, r) {
1512                 if (limit <= r->size) {
1513                         max_addr = r->base + limit;
1514                         break;
1515                 }
1516                 limit -= r->size;
1517         }
1518
1519         return max_addr;
1520 }
1521
1522 void __init memblock_enforce_memory_limit(phys_addr_t limit)
1523 {
1524         phys_addr_t max_addr = (phys_addr_t)ULLONG_MAX;
1525
1526         if (!limit)
1527                 return;
1528
1529         max_addr = __find_max_addr(limit);
1530
1531         /* @limit exceeds the total size of the memory, do nothing */
1532         if (max_addr == (phys_addr_t)ULLONG_MAX)
1533                 return;
1534
1535         /* truncate both memory and reserved regions */
1536         memblock_remove_range(&memblock.memory, max_addr,
1537                               (phys_addr_t)ULLONG_MAX);
1538         memblock_remove_range(&memblock.reserved, max_addr,
1539                               (phys_addr_t)ULLONG_MAX);
1540 }
1541
1542 void __init memblock_cap_memory_range(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1543 {
1544         int start_rgn, end_rgn;
1545         int i, ret;
1546
1547         if (!size)
1548                 return;
1549
1550         ret = memblock_isolate_range(&memblock.memory, base, size,
1551                                                 &start_rgn, &end_rgn);
1552         if (ret)
1553                 return;
1554
1555         /* remove all the MAP regions */
1556         for (i = memblock.memory.cnt - 1; i >= end_rgn; i--)
1557                 if (!memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]))
1558                         memblock_remove_region(&memblock.memory, i);
1559
1560         for (i = start_rgn - 1; i >= 0; i--)
1561                 if (!memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]))
1562                         memblock_remove_region(&memblock.memory, i);
1563
1564         /* truncate the reserved regions */
1565         memblock_remove_range(&memblock.reserved, 0, base);
1566         memblock_remove_range(&memblock.reserved,
1567                         base + size, (phys_addr_t)ULLONG_MAX);
1568 }
1569
1570 void __init memblock_mem_limit_remove_map(phys_addr_t limit)
1571 {
1572         phys_addr_t max_addr;
1573
1574         if (!limit)
1575                 return;
1576
1577         max_addr = __find_max_addr(limit);
1578
1579         /* @limit exceeds the total size of the memory, do nothing */
1580         if (max_addr == (phys_addr_t)ULLONG_MAX)
1581                 return;
1582
1583         memblock_cap_memory_range(0, max_addr);
1584 }
1585
1586 static int __init_memblock memblock_search(struct memblock_type *type, phys_addr_t addr)
1587 {
1588         unsigned int left = 0, right = type->cnt;
1589
1590         do {
1591                 unsigned int mid = (right + left) / 2;
1592
1593                 if (addr < type->regions[mid].base)
1594                         right = mid;
1595                 else if (addr >= (type->regions[mid].base +
1596                                   type->regions[mid].size))
1597                         left = mid + 1;
1598                 else
1599                         return mid;
1600         } while (left < right);
1601         return -1;
1602 }
1603
1604 bool __init memblock_is_reserved(phys_addr_t addr)
1605 {
1606         return memblock_search(&memblock.reserved, addr) != -1;
1607 }
1608
1609 bool __init_memblock memblock_is_memory(phys_addr_t addr)
1610 {
1611         return memblock_search(&memblock.memory, addr) != -1;
1612 }
1613
1614 int __init_memblock memblock_is_map_memory(phys_addr_t addr)
1615 {
1616         int i = memblock_search(&memblock.memory, addr);
1617
1618         if (i == -1)
1619                 return false;
1620         return !memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]);
1621 }
1622
1623 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1624 int __init_memblock memblock_search_pfn_nid(unsigned long pfn,
1625                          unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
1626 {
1627         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
1628         int mid = memblock_search(type, PFN_PHYS(pfn));
1629
1630         if (mid == -1)
1631                 return -1;
1632
1633         *start_pfn = PFN_DOWN(type->regions[mid].base);
1634         *end_pfn = PFN_DOWN(type->regions[mid].base + type->regions[mid].size);
1635
1636         return type->regions[mid].nid;
1637 }
1638 #endif
1639
1640 /**
1641  * memblock_is_region_memory - check if a region is a subset of memory
1642  * @base: base of region to check
1643  * @size: size of region to check
1644  *
1645  * Check if the region [@base, @base+@size) is a subset of a memory block.
1646  *
1647  * RETURNS:
1648  * 0 if false, non-zero if true
1649  */
1650 int __init_memblock memblock_is_region_memory(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1651 {
1652         int idx = memblock_search(&memblock.memory, base);
1653         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
1654
1655         if (idx == -1)
1656                 return 0;
1657         return memblock.memory.regions[idx].base <= base &&
1658                 (memblock.memory.regions[idx].base +
1659                  memblock.memory.regions[idx].size) >= end;
1660 }
1661
1662 /**
1663  * memblock_is_region_reserved - check if a region intersects reserved memory
1664  * @base: base of region to check
1665  * @size: size of region to check
1666  *
1667  * Check if the region [@base, @base+@size) intersects a reserved memory block.
1668  *
1669  * RETURNS:
1670  * True if they intersect, false if not.
1671  */
1672 bool __init_memblock memblock_is_region_reserved(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1673 {
1674         memblock_cap_size(base, &size);
1675         return memblock_overlaps_region(&memblock.reserved, base, size);
1676 }
1677
1678 void __init_memblock memblock_trim_memory(phys_addr_t align)
1679 {
1680         phys_addr_t start, end, orig_start, orig_end;
1681         struct memblock_region *r;
1682
1683         for_each_memblock(memory, r) {
1684                 orig_start = r->base;
1685                 orig_end = r->base + r->size;
1686                 start = round_up(orig_start, align);
1687                 end = round_down(orig_end, align);
1688
1689                 if (start == orig_start && end == orig_end)
1690                         continue;
1691
1692                 if (start < end) {
1693                         r->base = start;
1694                         r->size = end - start;
1695                 } else {
1696                         memblock_remove_region(&memblock.memory,
1697                                                r - memblock.memory.regions);
1698                         r--;
1699                 }
1700         }
1701 }
1702
1703 void __init_memblock memblock_set_current_limit(phys_addr_t limit)
1704 {
1705         memblock.current_limit = limit;
1706 }
1707
1708 phys_addr_t __init_memblock memblock_get_current_limit(void)
1709 {
1710         return memblock.current_limit;
1711 }
1712
1713 static void __init_memblock memblock_dump(struct memblock_type *type, char *name)
1714 {
1715         unsigned long long base, size;
1716         unsigned long flags;
1717         int i;
1718
1719         pr_info(" %s.cnt  = 0x%lx\n", name, type->cnt);
1720
1721         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
1722                 struct memblock_region *rgn = &type->regions[i];
1723                 char nid_buf[32] = "";
1724
1725                 base = rgn->base;
1726                 size = rgn->size;
1727                 flags = rgn->flags;
1728 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
1729                 if (memblock_get_region_node(rgn) != MAX_NUMNODES)
1730                         snprintf(nid_buf, sizeof(nid_buf), " on node %d",
1731                                  memblock_get_region_node(rgn));
1732 #endif
1733                 pr_info(" %s[%#x]\t[%#016llx-%#016llx], %#llx bytes%s flags: %#lx\n",
1734                         name, i, base, base + size - 1, size, nid_buf, flags);
1735         }
1736 }
1737
1738 extern unsigned long __init_memblock
1739 memblock_reserved_memory_within(phys_addr_t start_addr, phys_addr_t end_addr)
1740 {
1741         struct memblock_type *type = &memblock.reserved;
1742         unsigned long size = 0;
1743         int idx;
1744
1745         for (idx = 0; idx < type->cnt; idx++) {
1746                 struct memblock_region *rgn = &type->regions[idx];
1747                 phys_addr_t start, end;
1748
1749                 if (rgn->base + rgn->size < start_addr)
1750                         continue;
1751                 if (rgn->base > end_addr)
1752                         continue;
1753
1754                 start = rgn->base;
1755                 end = start + rgn->size;
1756                 size += end - start;
1757         }
1758
1759         return size;
1760 }
1761
1762 void __init_memblock __memblock_dump_all(void)
1763 {
1764         pr_info("MEMBLOCK configuration:\n");
1765         pr_info(" memory size = %#llx reserved size = %#llx\n",
1766                 (unsigned long long)memblock.memory.total_size,
1767                 (unsigned long long)memblock.reserved.total_size);
1768
1769         memblock_dump(&memblock.memory, "memory");
1770         memblock_dump(&memblock.reserved, "reserved");
1771 }
1772
1773 void __init memblock_allow_resize(void)
1774 {
1775         memblock_can_resize = 1;
1776 }
1777
1778 static int __init early_memblock(char *p)
1779 {
1780         if (p && strstr(p, "debug"))
1781                 memblock_debug = 1;
1782         return 0;
1783 }
1784 early_param("memblock", early_memblock);
1785
1786 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && !defined(CONFIG_ARCH_DISCARD_MEMBLOCK)
1787
1788 static int memblock_debug_show(struct seq_file *m, void *private)
1789 {
1790         struct memblock_type *type = m->private;
1791         struct memblock_region *reg;
1792         int i;
1793
1794         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
1795                 reg = &type->regions[i];
1796                 seq_printf(m, "%4d: ", i);
1797                 if (sizeof(phys_addr_t) == 4)
1798                         seq_printf(m, "0x%08lx..0x%08lx\n",
1799                                    (unsigned long)reg->base,
1800                                    (unsigned long)(reg->base + reg->size - 1));
1801                 else
1802                         seq_printf(m, "0x%016llx..0x%016llx\n",
1803                                    (unsigned long long)reg->base,
1804                                    (unsigned long long)(reg->base + reg->size - 1));
1805
1806         }
1807         return 0;
1808 }
1809
1810 static int memblock_debug_open(struct inode *inode, struct file *file)
1811 {
1812         return single_open(file, memblock_debug_show, inode->i_private);
1813 }
1814
1815 static const struct file_operations memblock_debug_fops = {
1816         .open = memblock_debug_open,
1817         .read = seq_read,
1818         .llseek = seq_lseek,
1819         .release = single_release,
1820 };
1821
1822 static int __init memblock_init_debugfs(void)
1823 {
1824         struct dentry *root = debugfs_create_dir("memblock", NULL);
1825         if (!root)
1826                 return -ENXIO;
1827         debugfs_create_file("memory", S_IRUGO, root, &memblock.memory, &memblock_debug_fops);
1828         debugfs_create_file("reserved", S_IRUGO, root, &memblock.reserved, &memblock_debug_fops);
1829 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
1830         debugfs_create_file("physmem", S_IRUGO, root, &memblock.physmem, &memblock_debug_fops);
1831 #endif
1832
1833         return 0;
1834 }
1835 __initcall(memblock_init_debugfs);
1836
1837 #endif /* CONFIG_DEBUG_FS */