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