Merge tag 'media/v6.12-1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/mchehab...
[linux.git] / mm / memblock.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /*
3  * Procedures for maintaining information about logical memory blocks.
4  *
5  * Peter Bergner, IBM Corp.     June 2001.
6  * Copyright (C) 2001 Peter Bergner.
7  */
8
9 #include <linux/kernel.h>
10 #include <linux/slab.h>
11 #include <linux/init.h>
12 #include <linux/bitops.h>
13 #include <linux/poison.h>
14 #include <linux/pfn.h>
15 #include <linux/debugfs.h>
16 #include <linux/kmemleak.h>
17 #include <linux/seq_file.h>
18 #include <linux/memblock.h>
19
20 #include <asm/sections.h>
21 #include <linux/io.h>
22
23 #include "internal.h"
24
25 #define INIT_MEMBLOCK_REGIONS                   128
26 #define INIT_PHYSMEM_REGIONS                    4
27
28 #ifndef INIT_MEMBLOCK_RESERVED_REGIONS
29 # define INIT_MEMBLOCK_RESERVED_REGIONS         INIT_MEMBLOCK_REGIONS
30 #endif
31
32 #ifndef INIT_MEMBLOCK_MEMORY_REGIONS
33 #define INIT_MEMBLOCK_MEMORY_REGIONS            INIT_MEMBLOCK_REGIONS
34 #endif
35
36 /**
37  * DOC: memblock overview
38  *
39  * Memblock is a method of managing memory regions during the early
40  * boot period when the usual kernel memory allocators are not up and
41  * running.
42  *
43  * Memblock views the system memory as collections of contiguous
44  * regions. There are several types of these collections:
45  *
46  * * ``memory`` - describes the physical memory available to the
47  *   kernel; this may differ from the actual physical memory installed
48  *   in the system, for instance when the memory is restricted with
49  *   ``mem=`` command line parameter
50  * * ``reserved`` - describes the regions that were allocated
51  * * ``physmem`` - describes the actual physical memory available during
52  *   boot regardless of the possible restrictions and memory hot(un)plug;
53  *   the ``physmem`` type is only available on some architectures.
54  *
55  * Each region is represented by struct memblock_region that
56  * defines the region extents, its attributes and NUMA node id on NUMA
57  * systems. Every memory type is described by the struct memblock_type
58  * which contains an array of memory regions along with
59  * the allocator metadata. The "memory" and "reserved" types are nicely
60  * wrapped with struct memblock. This structure is statically
61  * initialized at build time. The region arrays are initially sized to
62  * %INIT_MEMBLOCK_MEMORY_REGIONS for "memory" and
63  * %INIT_MEMBLOCK_RESERVED_REGIONS for "reserved". The region array
64  * for "physmem" is initially sized to %INIT_PHYSMEM_REGIONS.
65  * The memblock_allow_resize() enables automatic resizing of the region
66  * arrays during addition of new regions. This feature should be used
67  * with care so that memory allocated for the region array will not
68  * overlap with areas that should be reserved, for example initrd.
69  *
70  * The early architecture setup should tell memblock what the physical
71  * memory layout is by using memblock_add() or memblock_add_node()
72  * functions. The first function does not assign the region to a NUMA
73  * node and it is appropriate for UMA systems. Yet, it is possible to
74  * use it on NUMA systems as well and assign the region to a NUMA node
75  * later in the setup process using memblock_set_node(). The
76  * memblock_add_node() performs such an assignment directly.
77  *
78  * Once memblock is setup the memory can be allocated using one of the
79  * API variants:
80  *
81  * * memblock_phys_alloc*() - these functions return the **physical**
82  *   address of the allocated memory
83  * * memblock_alloc*() - these functions return the **virtual** address
84  *   of the allocated memory.
85  *
86  * Note, that both API variants use implicit assumptions about allowed
87  * memory ranges and the fallback methods. Consult the documentation
88  * of memblock_alloc_internal() and memblock_alloc_range_nid()
89  * functions for more elaborate description.
90  *
91  * As the system boot progresses, the architecture specific mem_init()
92  * function frees all the memory to the buddy page allocator.
93  *
94  * Unless an architecture enables %CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK, the
95  * memblock data structures (except "physmem") will be discarded after the
96  * system initialization completes.
97  */
98
99 #ifndef CONFIG_NUMA
100 struct pglist_data __refdata contig_page_data;
101 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
102 #endif
103
104 unsigned long max_low_pfn;
105 unsigned long min_low_pfn;
106 unsigned long max_pfn;
107 unsigned long long max_possible_pfn;
108
109 static struct memblock_region memblock_memory_init_regions[INIT_MEMBLOCK_MEMORY_REGIONS] __initdata_memblock;
110 static struct memblock_region memblock_reserved_init_regions[INIT_MEMBLOCK_RESERVED_REGIONS] __initdata_memblock;
111 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
112 static struct memblock_region memblock_physmem_init_regions[INIT_PHYSMEM_REGIONS];
113 #endif
114
115 struct memblock memblock __initdata_memblock = {
116         .memory.regions         = memblock_memory_init_regions,
117         .memory.max             = INIT_MEMBLOCK_MEMORY_REGIONS,
118         .memory.name            = "memory",
119
120         .reserved.regions       = memblock_reserved_init_regions,
121         .reserved.max           = INIT_MEMBLOCK_RESERVED_REGIONS,
122         .reserved.name          = "reserved",
123
124         .bottom_up              = false,
125         .current_limit          = MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE,
126 };
127
128 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
129 struct memblock_type physmem = {
130         .regions                = memblock_physmem_init_regions,
131         .max                    = INIT_PHYSMEM_REGIONS,
132         .name                   = "physmem",
133 };
134 #endif
135
136 /*
137  * keep a pointer to &memblock.memory in the text section to use it in
138  * __next_mem_range() and its helpers.
139  *  For architectures that do not keep memblock data after init, this
140  * pointer will be reset to NULL at memblock_discard()
141  */
142 static __refdata struct memblock_type *memblock_memory = &memblock.memory;
143
144 #define for_each_memblock_type(i, memblock_type, rgn)                   \
145         for (i = 0, rgn = &memblock_type->regions[0];                   \
146              i < memblock_type->cnt;                                    \
147              i++, rgn = &memblock_type->regions[i])
148
149 #define memblock_dbg(fmt, ...)                                          \
150         do {                                                            \
151                 if (memblock_debug)                                     \
152                         pr_info(fmt, ##__VA_ARGS__);                    \
153         } while (0)
154
155 static int memblock_debug __initdata_memblock;
156 static bool system_has_some_mirror __initdata_memblock;
157 static int memblock_can_resize __initdata_memblock;
158 static int memblock_memory_in_slab __initdata_memblock;
159 static int memblock_reserved_in_slab __initdata_memblock;
160
161 bool __init_memblock memblock_has_mirror(void)
162 {
163         return system_has_some_mirror;
164 }
165
166 static enum memblock_flags __init_memblock choose_memblock_flags(void)
167 {
168         return system_has_some_mirror ? MEMBLOCK_MIRROR : MEMBLOCK_NONE;
169 }
170
171 /* adjust *@size so that (@base + *@size) doesn't overflow, return new size */
172 static inline phys_addr_t memblock_cap_size(phys_addr_t base, phys_addr_t *size)
173 {
174         return *size = min(*size, PHYS_ADDR_MAX - base);
175 }
176
177 /*
178  * Address comparison utilities
179  */
180 unsigned long __init_memblock
181 memblock_addrs_overlap(phys_addr_t base1, phys_addr_t size1, phys_addr_t base2,
182                        phys_addr_t size2)
183 {
184         return ((base1 < (base2 + size2)) && (base2 < (base1 + size1)));
185 }
186
187 bool __init_memblock memblock_overlaps_region(struct memblock_type *type,
188                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size)
189 {
190         unsigned long i;
191
192         memblock_cap_size(base, &size);
193
194         for (i = 0; i < type->cnt; i++)
195                 if (memblock_addrs_overlap(base, size, type->regions[i].base,
196                                            type->regions[i].size))
197                         return true;
198         return false;
199 }
200
201 /**
202  * __memblock_find_range_bottom_up - find free area utility in bottom-up
203  * @start: start of candidate range
204  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE or
205  *       %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE
206  * @size: size of free area to find
207  * @align: alignment of free area to find
208  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
209  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
210  *
211  * Utility called from memblock_find_in_range_node(), find free area bottom-up.
212  *
213  * Return:
214  * Found address on success, 0 on failure.
215  */
216 static phys_addr_t __init_memblock
217 __memblock_find_range_bottom_up(phys_addr_t start, phys_addr_t end,
218                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid,
219                                 enum memblock_flags flags)
220 {
221         phys_addr_t this_start, this_end, cand;
222         u64 i;
223
224         for_each_free_mem_range(i, nid, flags, &this_start, &this_end, NULL) {
225                 this_start = clamp(this_start, start, end);
226                 this_end = clamp(this_end, start, end);
227
228                 cand = round_up(this_start, align);
229                 if (cand < this_end && this_end - cand >= size)
230                         return cand;
231         }
232
233         return 0;
234 }
235
236 /**
237  * __memblock_find_range_top_down - find free area utility, in top-down
238  * @start: start of candidate range
239  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE or
240  *       %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE
241  * @size: size of free area to find
242  * @align: alignment of free area to find
243  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
244  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
245  *
246  * Utility called from memblock_find_in_range_node(), find free area top-down.
247  *
248  * Return:
249  * Found address on success, 0 on failure.
250  */
251 static phys_addr_t __init_memblock
252 __memblock_find_range_top_down(phys_addr_t start, phys_addr_t end,
253                                phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid,
254                                enum memblock_flags flags)
255 {
256         phys_addr_t this_start, this_end, cand;
257         u64 i;
258
259         for_each_free_mem_range_reverse(i, nid, flags, &this_start, &this_end,
260                                         NULL) {
261                 this_start = clamp(this_start, start, end);
262                 this_end = clamp(this_end, start, end);
263
264                 if (this_end < size)
265                         continue;
266
267                 cand = round_down(this_end - size, align);
268                 if (cand >= this_start)
269                         return cand;
270         }
271
272         return 0;
273 }
274
275 /**
276  * memblock_find_in_range_node - find free area in given range and node
277  * @size: size of free area to find
278  * @align: alignment of free area to find
279  * @start: start of candidate range
280  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE or
281  *       %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE
282  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
283  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
284  *
285  * Find @size free area aligned to @align in the specified range and node.
286  *
287  * Return:
288  * Found address on success, 0 on failure.
289  */
290 static phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range_node(phys_addr_t size,
291                                         phys_addr_t align, phys_addr_t start,
292                                         phys_addr_t end, int nid,
293                                         enum memblock_flags flags)
294 {
295         /* pump up @end */
296         if (end == MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE ||
297             end == MEMBLOCK_ALLOC_NOLEAKTRACE)
298                 end = memblock.current_limit;
299
300         /* avoid allocating the first page */
301         start = max_t(phys_addr_t, start, PAGE_SIZE);
302         end = max(start, end);
303
304         if (memblock_bottom_up())
305                 return __memblock_find_range_bottom_up(start, end, size, align,
306                                                        nid, flags);
307         else
308                 return __memblock_find_range_top_down(start, end, size, align,
309                                                       nid, flags);
310 }
311
312 /**
313  * memblock_find_in_range - find free area in given range
314  * @start: start of candidate range
315  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE or
316  *       %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE
317  * @size: size of free area to find
318  * @align: alignment of free area to find
319  *
320  * Find @size free area aligned to @align in the specified range.
321  *
322  * Return:
323  * Found address on success, 0 on failure.
324  */
325 static phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range(phys_addr_t start,
326                                         phys_addr_t end, phys_addr_t size,
327                                         phys_addr_t align)
328 {
329         phys_addr_t ret;
330         enum memblock_flags flags = choose_memblock_flags();
331
332 again:
333         ret = memblock_find_in_range_node(size, align, start, end,
334                                             NUMA_NO_NODE, flags);
335
336         if (!ret && (flags & MEMBLOCK_MIRROR)) {
337                 pr_warn_ratelimited("Could not allocate %pap bytes of mirrored memory\n",
338                         &size);
339                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
340                 goto again;
341         }
342
343         return ret;
344 }
345
346 static void __init_memblock memblock_remove_region(struct memblock_type *type, unsigned long r)
347 {
348         type->total_size -= type->regions[r].size;
349         memmove(&type->regions[r], &type->regions[r + 1],
350                 (type->cnt - (r + 1)) * sizeof(type->regions[r]));
351         type->cnt--;
352
353         /* Special case for empty arrays */
354         if (type->cnt == 0) {
355                 WARN_ON(type->total_size != 0);
356                 type->regions[0].base = 0;
357                 type->regions[0].size = 0;
358                 type->regions[0].flags = 0;
359                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], MAX_NUMNODES);
360         }
361 }
362
363 #ifndef CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK
364 /**
365  * memblock_discard - discard memory and reserved arrays if they were allocated
366  */
367 void __init memblock_discard(void)
368 {
369         phys_addr_t addr, size;
370
371         if (memblock.reserved.regions != memblock_reserved_init_regions) {
372                 addr = __pa(memblock.reserved.regions);
373                 size = PAGE_ALIGN(sizeof(struct memblock_region) *
374                                   memblock.reserved.max);
375                 if (memblock_reserved_in_slab)
376                         kfree(memblock.reserved.regions);
377                 else
378                         memblock_free_late(addr, size);
379         }
380
381         if (memblock.memory.regions != memblock_memory_init_regions) {
382                 addr = __pa(memblock.memory.regions);
383                 size = PAGE_ALIGN(sizeof(struct memblock_region) *
384                                   memblock.memory.max);
385                 if (memblock_memory_in_slab)
386                         kfree(memblock.memory.regions);
387                 else
388                         memblock_free_late(addr, size);
389         }
390
391         memblock_memory = NULL;
392 }
393 #endif
394
395 /**
396  * memblock_double_array - double the size of the memblock regions array
397  * @type: memblock type of the regions array being doubled
398  * @new_area_start: starting address of memory range to avoid overlap with
399  * @new_area_size: size of memory range to avoid overlap with
400  *
401  * Double the size of the @type regions array. If memblock is being used to
402  * allocate memory for a new reserved regions array and there is a previously
403  * allocated memory range [@new_area_start, @new_area_start + @new_area_size]
404  * waiting to be reserved, ensure the memory used by the new array does
405  * not overlap.
406  *
407  * Return:
408  * 0 on success, -1 on failure.
409  */
410 static int __init_memblock memblock_double_array(struct memblock_type *type,
411                                                 phys_addr_t new_area_start,
412                                                 phys_addr_t new_area_size)
413 {
414         struct memblock_region *new_array, *old_array;
415         phys_addr_t old_alloc_size, new_alloc_size;
416         phys_addr_t old_size, new_size, addr, new_end;
417         int use_slab = slab_is_available();
418         int *in_slab;
419
420         /* We don't allow resizing until we know about the reserved regions
421          * of memory that aren't suitable for allocation
422          */
423         if (!memblock_can_resize)
424                 panic("memblock: cannot resize %s array\n", type->name);
425
426         /* Calculate new doubled size */
427         old_size = type->max * sizeof(struct memblock_region);
428         new_size = old_size << 1;
429         /*
430          * We need to allocated new one align to PAGE_SIZE,
431          *   so we can free them completely later.
432          */
433         old_alloc_size = PAGE_ALIGN(old_size);
434         new_alloc_size = PAGE_ALIGN(new_size);
435
436         /* Retrieve the slab flag */
437         if (type == &memblock.memory)
438                 in_slab = &memblock_memory_in_slab;
439         else
440                 in_slab = &memblock_reserved_in_slab;
441
442         /* Try to find some space for it */
443         if (use_slab) {
444                 new_array = kmalloc(new_size, GFP_KERNEL);
445                 addr = new_array ? __pa(new_array) : 0;
446         } else {
447                 /* only exclude range when trying to double reserved.regions */
448                 if (type != &memblock.reserved)
449                         new_area_start = new_area_size = 0;
450
451                 addr = memblock_find_in_range(new_area_start + new_area_size,
452                                                 memblock.current_limit,
453                                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
454                 if (!addr && new_area_size)
455                         addr = memblock_find_in_range(0,
456                                 min(new_area_start, memblock.current_limit),
457                                 new_alloc_size, PAGE_SIZE);
458
459                 new_array = addr ? __va(addr) : NULL;
460         }
461         if (!addr) {
462                 pr_err("memblock: Failed to double %s array from %ld to %ld entries !\n",
463                        type->name, type->max, type->max * 2);
464                 return -1;
465         }
466
467         new_end = addr + new_size - 1;
468         memblock_dbg("memblock: %s is doubled to %ld at [%pa-%pa]",
469                         type->name, type->max * 2, &addr, &new_end);
470
471         /*
472          * Found space, we now need to move the array over before we add the
473          * reserved region since it may be our reserved array itself that is
474          * full.
475          */
476         memcpy(new_array, type->regions, old_size);
477         memset(new_array + type->max, 0, old_size);
478         old_array = type->regions;
479         type->regions = new_array;
480         type->max <<= 1;
481
482         /* Free old array. We needn't free it if the array is the static one */
483         if (*in_slab)
484                 kfree(old_array);
485         else if (old_array != memblock_memory_init_regions &&
486                  old_array != memblock_reserved_init_regions)
487                 memblock_free(old_array, old_alloc_size);
488
489         /*
490          * Reserve the new array if that comes from the memblock.  Otherwise, we
491          * needn't do it
492          */
493         if (!use_slab)
494                 BUG_ON(memblock_reserve(addr, new_alloc_size));
495
496         /* Update slab flag */
497         *in_slab = use_slab;
498
499         return 0;
500 }
501
502 /**
503  * memblock_merge_regions - merge neighboring compatible regions
504  * @type: memblock type to scan
505  * @start_rgn: start scanning from (@start_rgn - 1)
506  * @end_rgn: end scanning at (@end_rgn - 1)
507  * Scan @type and merge neighboring compatible regions in [@start_rgn - 1, @end_rgn)
508  */
509 static void __init_memblock memblock_merge_regions(struct memblock_type *type,
510                                                    unsigned long start_rgn,
511                                                    unsigned long end_rgn)
512 {
513         int i = 0;
514         if (start_rgn)
515                 i = start_rgn - 1;
516         end_rgn = min(end_rgn, type->cnt - 1);
517         while (i < end_rgn) {
518                 struct memblock_region *this = &type->regions[i];
519                 struct memblock_region *next = &type->regions[i + 1];
520
521                 if (this->base + this->size != next->base ||
522                     memblock_get_region_node(this) !=
523                     memblock_get_region_node(next) ||
524                     this->flags != next->flags) {
525                         BUG_ON(this->base + this->size > next->base);
526                         i++;
527                         continue;
528                 }
529
530                 this->size += next->size;
531                 /* move forward from next + 1, index of which is i + 2 */
532                 memmove(next, next + 1, (type->cnt - (i + 2)) * sizeof(*next));
533                 type->cnt--;
534                 end_rgn--;
535         }
536 }
537
538 /**
539  * memblock_insert_region - insert new memblock region
540  * @type:       memblock type to insert into
541  * @idx:        index for the insertion point
542  * @base:       base address of the new region
543  * @size:       size of the new region
544  * @nid:        node id of the new region
545  * @flags:      flags of the new region
546  *
547  * Insert new memblock region [@base, @base + @size) into @type at @idx.
548  * @type must already have extra room to accommodate the new region.
549  */
550 static void __init_memblock memblock_insert_region(struct memblock_type *type,
551                                                    int idx, phys_addr_t base,
552                                                    phys_addr_t size,
553                                                    int nid,
554                                                    enum memblock_flags flags)
555 {
556         struct memblock_region *rgn = &type->regions[idx];
557
558         BUG_ON(type->cnt >= type->max);
559         memmove(rgn + 1, rgn, (type->cnt - idx) * sizeof(*rgn));
560         rgn->base = base;
561         rgn->size = size;
562         rgn->flags = flags;
563         memblock_set_region_node(rgn, nid);
564         type->cnt++;
565         type->total_size += size;
566 }
567
568 /**
569  * memblock_add_range - add new memblock region
570  * @type: memblock type to add new region into
571  * @base: base address of the new region
572  * @size: size of the new region
573  * @nid: nid of the new region
574  * @flags: flags of the new region
575  *
576  * Add new memblock region [@base, @base + @size) into @type.  The new region
577  * is allowed to overlap with existing ones - overlaps don't affect already
578  * existing regions.  @type is guaranteed to be minimal (all neighbouring
579  * compatible regions are merged) after the addition.
580  *
581  * Return:
582  * 0 on success, -errno on failure.
583  */
584 static int __init_memblock memblock_add_range(struct memblock_type *type,
585                                 phys_addr_t base, phys_addr_t size,
586                                 int nid, enum memblock_flags flags)
587 {
588         bool insert = false;
589         phys_addr_t obase = base;
590         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
591         int idx, nr_new, start_rgn = -1, end_rgn;
592         struct memblock_region *rgn;
593
594         if (!size)
595                 return 0;
596
597         /* special case for empty array */
598         if (type->regions[0].size == 0) {
599                 WARN_ON(type->cnt != 0 || type->total_size);
600                 type->regions[0].base = base;
601                 type->regions[0].size = size;
602                 type->regions[0].flags = flags;
603                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], nid);
604                 type->total_size = size;
605                 type->cnt = 1;
606                 return 0;
607         }
608
609         /*
610          * The worst case is when new range overlaps all existing regions,
611          * then we'll need type->cnt + 1 empty regions in @type. So if
612          * type->cnt * 2 + 1 is less than or equal to type->max, we know
613          * that there is enough empty regions in @type, and we can insert
614          * regions directly.
615          */
616         if (type->cnt * 2 + 1 <= type->max)
617                 insert = true;
618
619 repeat:
620         /*
621          * The following is executed twice.  Once with %false @insert and
622          * then with %true.  The first counts the number of regions needed
623          * to accommodate the new area.  The second actually inserts them.
624          */
625         base = obase;
626         nr_new = 0;
627
628         for_each_memblock_type(idx, type, rgn) {
629                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
630                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
631
632                 if (rbase >= end)
633                         break;
634                 if (rend <= base)
635                         continue;
636                 /*
637                  * @rgn overlaps.  If it separates the lower part of new
638                  * area, insert that portion.
639                  */
640                 if (rbase > base) {
641 #ifdef CONFIG_NUMA
642                         WARN_ON(nid != memblock_get_region_node(rgn));
643 #endif
644                         WARN_ON(flags != rgn->flags);
645                         nr_new++;
646                         if (insert) {
647                                 if (start_rgn == -1)
648                                         start_rgn = idx;
649                                 end_rgn = idx + 1;
650                                 memblock_insert_region(type, idx++, base,
651                                                        rbase - base, nid,
652                                                        flags);
653                         }
654                 }
655                 /* area below @rend is dealt with, forget about it */
656                 base = min(rend, end);
657         }
658
659         /* insert the remaining portion */
660         if (base < end) {
661                 nr_new++;
662                 if (insert) {
663                         if (start_rgn == -1)
664                                 start_rgn = idx;
665                         end_rgn = idx + 1;
666                         memblock_insert_region(type, idx, base, end - base,
667                                                nid, flags);
668                 }
669         }
670
671         if (!nr_new)
672                 return 0;
673
674         /*
675          * If this was the first round, resize array and repeat for actual
676          * insertions; otherwise, merge and return.
677          */
678         if (!insert) {
679                 while (type->cnt + nr_new > type->max)
680                         if (memblock_double_array(type, obase, size) < 0)
681                                 return -ENOMEM;
682                 insert = true;
683                 goto repeat;
684         } else {
685                 memblock_merge_regions(type, start_rgn, end_rgn);
686                 return 0;
687         }
688 }
689
690 /**
691  * memblock_add_node - add new memblock region within a NUMA node
692  * @base: base address of the new region
693  * @size: size of the new region
694  * @nid: nid of the new region
695  * @flags: flags of the new region
696  *
697  * Add new memblock region [@base, @base + @size) to the "memory"
698  * type. See memblock_add_range() description for mode details
699  *
700  * Return:
701  * 0 on success, -errno on failure.
702  */
703 int __init_memblock memblock_add_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
704                                       int nid, enum memblock_flags flags)
705 {
706         phys_addr_t end = base + size - 1;
707
708         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] nid=%d flags=%x %pS\n", __func__,
709                      &base, &end, nid, flags, (void *)_RET_IP_);
710
711         return memblock_add_range(&memblock.memory, base, size, nid, flags);
712 }
713
714 /**
715  * memblock_add - add new memblock region
716  * @base: base address of the new region
717  * @size: size of the new region
718  *
719  * Add new memblock region [@base, @base + @size) to the "memory"
720  * type. See memblock_add_range() description for mode details
721  *
722  * Return:
723  * 0 on success, -errno on failure.
724  */
725 int __init_memblock memblock_add(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
726 {
727         phys_addr_t end = base + size - 1;
728
729         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
730                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
731
732         return memblock_add_range(&memblock.memory, base, size, MAX_NUMNODES, 0);
733 }
734
735 /**
736  * memblock_validate_numa_coverage - check if amount of memory with
737  * no node ID assigned is less than a threshold
738  * @threshold_bytes: maximal number of pages that can have unassigned node
739  * ID (in bytes).
740  *
741  * A buggy firmware may report memory that does not belong to any node.
742  * Check if amount of such memory is below @threshold_bytes.
743  *
744  * Return: true on success, false on failure.
745  */
746 bool __init_memblock memblock_validate_numa_coverage(unsigned long threshold_bytes)
747 {
748         unsigned long nr_pages = 0;
749         unsigned long start_pfn, end_pfn, mem_size_mb;
750         int nid, i;
751
752         /* calculate lose page */
753         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start_pfn, &end_pfn, &nid) {
754                 if (!numa_valid_node(nid))
755                         nr_pages += end_pfn - start_pfn;
756         }
757
758         if ((nr_pages << PAGE_SHIFT) >= threshold_bytes) {
759                 mem_size_mb = memblock_phys_mem_size() >> 20;
760                 pr_err("NUMA: no nodes coverage for %luMB of %luMB RAM\n",
761                        (nr_pages << PAGE_SHIFT) >> 20, mem_size_mb);
762                 return false;
763         }
764
765         return true;
766 }
767
768
769 /**
770  * memblock_isolate_range - isolate given range into disjoint memblocks
771  * @type: memblock type to isolate range for
772  * @base: base of range to isolate
773  * @size: size of range to isolate
774  * @start_rgn: out parameter for the start of isolated region
775  * @end_rgn: out parameter for the end of isolated region
776  *
777  * Walk @type and ensure that regions don't cross the boundaries defined by
778  * [@base, @base + @size).  Crossing regions are split at the boundaries,
779  * which may create at most two more regions.  The index of the first
780  * region inside the range is returned in *@start_rgn and the index of the
781  * first region after the range is returned in *@end_rgn.
782  *
783  * Return:
784  * 0 on success, -errno on failure.
785  */
786 static int __init_memblock memblock_isolate_range(struct memblock_type *type,
787                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size,
788                                         int *start_rgn, int *end_rgn)
789 {
790         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
791         int idx;
792         struct memblock_region *rgn;
793
794         *start_rgn = *end_rgn = 0;
795
796         if (!size)
797                 return 0;
798
799         /* we'll create at most two more regions */
800         while (type->cnt + 2 > type->max)
801                 if (memblock_double_array(type, base, size) < 0)
802                         return -ENOMEM;
803
804         for_each_memblock_type(idx, type, rgn) {
805                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
806                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
807
808                 if (rbase >= end)
809                         break;
810                 if (rend <= base)
811                         continue;
812
813                 if (rbase < base) {
814                         /*
815                          * @rgn intersects from below.  Split and continue
816                          * to process the next region - the new top half.
817                          */
818                         rgn->base = base;
819                         rgn->size -= base - rbase;
820                         type->total_size -= base - rbase;
821                         memblock_insert_region(type, idx, rbase, base - rbase,
822                                                memblock_get_region_node(rgn),
823                                                rgn->flags);
824                 } else if (rend > end) {
825                         /*
826                          * @rgn intersects from above.  Split and redo the
827                          * current region - the new bottom half.
828                          */
829                         rgn->base = end;
830                         rgn->size -= end - rbase;
831                         type->total_size -= end - rbase;
832                         memblock_insert_region(type, idx--, rbase, end - rbase,
833                                                memblock_get_region_node(rgn),
834                                                rgn->flags);
835                 } else {
836                         /* @rgn is fully contained, record it */
837                         if (!*end_rgn)
838                                 *start_rgn = idx;
839                         *end_rgn = idx + 1;
840                 }
841         }
842
843         return 0;
844 }
845
846 static int __init_memblock memblock_remove_range(struct memblock_type *type,
847                                           phys_addr_t base, phys_addr_t size)
848 {
849         int start_rgn, end_rgn;
850         int i, ret;
851
852         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
853         if (ret)
854                 return ret;
855
856         for (i = end_rgn - 1; i >= start_rgn; i--)
857                 memblock_remove_region(type, i);
858         return 0;
859 }
860
861 int __init_memblock memblock_remove(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
862 {
863         phys_addr_t end = base + size - 1;
864
865         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
866                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
867
868         return memblock_remove_range(&memblock.memory, base, size);
869 }
870
871 /**
872  * memblock_free - free boot memory allocation
873  * @ptr: starting address of the  boot memory allocation
874  * @size: size of the boot memory block in bytes
875  *
876  * Free boot memory block previously allocated by memblock_alloc_xx() API.
877  * The freeing memory will not be released to the buddy allocator.
878  */
879 void __init_memblock memblock_free(void *ptr, size_t size)
880 {
881         if (ptr)
882                 memblock_phys_free(__pa(ptr), size);
883 }
884
885 /**
886  * memblock_phys_free - free boot memory block
887  * @base: phys starting address of the  boot memory block
888  * @size: size of the boot memory block in bytes
889  *
890  * Free boot memory block previously allocated by memblock_phys_alloc_xx() API.
891  * The freeing memory will not be released to the buddy allocator.
892  */
893 int __init_memblock memblock_phys_free(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
894 {
895         phys_addr_t end = base + size - 1;
896
897         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
898                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
899
900         kmemleak_free_part_phys(base, size);
901         return memblock_remove_range(&memblock.reserved, base, size);
902 }
903
904 int __init_memblock memblock_reserve(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
905 {
906         phys_addr_t end = base + size - 1;
907
908         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
909                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
910
911         return memblock_add_range(&memblock.reserved, base, size, MAX_NUMNODES, 0);
912 }
913
914 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
915 int __init_memblock memblock_physmem_add(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
916 {
917         phys_addr_t end = base + size - 1;
918
919         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n", __func__,
920                      &base, &end, (void *)_RET_IP_);
921
922         return memblock_add_range(&physmem, base, size, MAX_NUMNODES, 0);
923 }
924 #endif
925
926 /**
927  * memblock_setclr_flag - set or clear flag for a memory region
928  * @type: memblock type to set/clear flag for
929  * @base: base address of the region
930  * @size: size of the region
931  * @set: set or clear the flag
932  * @flag: the flag to update
933  *
934  * This function isolates region [@base, @base + @size), and sets/clears flag
935  *
936  * Return: 0 on success, -errno on failure.
937  */
938 static int __init_memblock memblock_setclr_flag(struct memblock_type *type,
939                                 phys_addr_t base, phys_addr_t size, int set, int flag)
940 {
941         int i, ret, start_rgn, end_rgn;
942
943         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
944         if (ret)
945                 return ret;
946
947         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++) {
948                 struct memblock_region *r = &type->regions[i];
949
950                 if (set)
951                         r->flags |= flag;
952                 else
953                         r->flags &= ~flag;
954         }
955
956         memblock_merge_regions(type, start_rgn, end_rgn);
957         return 0;
958 }
959
960 /**
961  * memblock_mark_hotplug - Mark hotpluggable memory with flag MEMBLOCK_HOTPLUG.
962  * @base: the base phys addr of the region
963  * @size: the size of the region
964  *
965  * Return: 0 on success, -errno on failure.
966  */
967 int __init_memblock memblock_mark_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
968 {
969         return memblock_setclr_flag(&memblock.memory, base, size, 1, MEMBLOCK_HOTPLUG);
970 }
971
972 /**
973  * memblock_clear_hotplug - Clear flag MEMBLOCK_HOTPLUG for a specified region.
974  * @base: the base phys addr of the region
975  * @size: the size of the region
976  *
977  * Return: 0 on success, -errno on failure.
978  */
979 int __init_memblock memblock_clear_hotplug(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
980 {
981         return memblock_setclr_flag(&memblock.memory, base, size, 0, MEMBLOCK_HOTPLUG);
982 }
983
984 /**
985  * memblock_mark_mirror - Mark mirrored memory with flag MEMBLOCK_MIRROR.
986  * @base: the base phys addr of the region
987  * @size: the size of the region
988  *
989  * Return: 0 on success, -errno on failure.
990  */
991 int __init_memblock memblock_mark_mirror(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
992 {
993         if (!mirrored_kernelcore)
994                 return 0;
995
996         system_has_some_mirror = true;
997
998         return memblock_setclr_flag(&memblock.memory, base, size, 1, MEMBLOCK_MIRROR);
999 }
1000
1001 /**
1002  * memblock_mark_nomap - Mark a memory region with flag MEMBLOCK_NOMAP.
1003  * @base: the base phys addr of the region
1004  * @size: the size of the region
1005  *
1006  * The memory regions marked with %MEMBLOCK_NOMAP will not be added to the
1007  * direct mapping of the physical memory. These regions will still be
1008  * covered by the memory map. The struct page representing NOMAP memory
1009  * frames in the memory map will be PageReserved()
1010  *
1011  * Note: if the memory being marked %MEMBLOCK_NOMAP was allocated from
1012  * memblock, the caller must inform kmemleak to ignore that memory
1013  *
1014  * Return: 0 on success, -errno on failure.
1015  */
1016 int __init_memblock memblock_mark_nomap(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1017 {
1018         return memblock_setclr_flag(&memblock.memory, base, size, 1, MEMBLOCK_NOMAP);
1019 }
1020
1021 /**
1022  * memblock_clear_nomap - Clear flag MEMBLOCK_NOMAP for a specified region.
1023  * @base: the base phys addr of the region
1024  * @size: the size of the region
1025  *
1026  * Return: 0 on success, -errno on failure.
1027  */
1028 int __init_memblock memblock_clear_nomap(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1029 {
1030         return memblock_setclr_flag(&memblock.memory, base, size, 0, MEMBLOCK_NOMAP);
1031 }
1032
1033 /**
1034  * memblock_reserved_mark_noinit - Mark a reserved memory region with flag
1035  * MEMBLOCK_RSRV_NOINIT which results in the struct pages not being initialized
1036  * for this region.
1037  * @base: the base phys addr of the region
1038  * @size: the size of the region
1039  *
1040  * struct pages will not be initialized for reserved memory regions marked with
1041  * %MEMBLOCK_RSRV_NOINIT.
1042  *
1043  * Return: 0 on success, -errno on failure.
1044  */
1045 int __init_memblock memblock_reserved_mark_noinit(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1046 {
1047         return memblock_setclr_flag(&memblock.reserved, base, size, 1,
1048                                     MEMBLOCK_RSRV_NOINIT);
1049 }
1050
1051 static bool should_skip_region(struct memblock_type *type,
1052                                struct memblock_region *m,
1053                                int nid, int flags)
1054 {
1055         int m_nid = memblock_get_region_node(m);
1056
1057         /* we never skip regions when iterating memblock.reserved or physmem */
1058         if (type != memblock_memory)
1059                 return false;
1060
1061         /* only memory regions are associated with nodes, check it */
1062         if (numa_valid_node(nid) && nid != m_nid)
1063                 return true;
1064
1065         /* skip hotpluggable memory regions if needed */
1066         if (movable_node_is_enabled() && memblock_is_hotpluggable(m) &&
1067             !(flags & MEMBLOCK_HOTPLUG))
1068                 return true;
1069
1070         /* if we want mirror memory skip non-mirror memory regions */
1071         if ((flags & MEMBLOCK_MIRROR) && !memblock_is_mirror(m))
1072                 return true;
1073
1074         /* skip nomap memory unless we were asked for it explicitly */
1075         if (!(flags & MEMBLOCK_NOMAP) && memblock_is_nomap(m))
1076                 return true;
1077
1078         /* skip driver-managed memory unless we were asked for it explicitly */
1079         if (!(flags & MEMBLOCK_DRIVER_MANAGED) && memblock_is_driver_managed(m))
1080                 return true;
1081
1082         return false;
1083 }
1084
1085 /**
1086  * __next_mem_range - next function for for_each_free_mem_range() etc.
1087  * @idx: pointer to u64 loop variable
1088  * @nid: node selector, %NUMA_NO_NODE for all nodes
1089  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
1090  * @type_a: pointer to memblock_type from where the range is taken
1091  * @type_b: pointer to memblock_type which excludes memory from being taken
1092  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
1093  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
1094  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
1095  *
1096  * Find the first area from *@idx which matches @nid, fill the out
1097  * parameters, and update *@idx for the next iteration.  The lower 32bit of
1098  * *@idx contains index into type_a and the upper 32bit indexes the
1099  * areas before each region in type_b.  For example, if type_b regions
1100  * look like the following,
1101  *
1102  *      0:[0-16), 1:[32-48), 2:[128-130)
1103  *
1104  * The upper 32bit indexes the following regions.
1105  *
1106  *      0:[0-0), 1:[16-32), 2:[48-128), 3:[130-MAX)
1107  *
1108  * As both region arrays are sorted, the function advances the two indices
1109  * in lockstep and returns each intersection.
1110  */
1111 void __next_mem_range(u64 *idx, int nid, enum memblock_flags flags,
1112                       struct memblock_type *type_a,
1113                       struct memblock_type *type_b, phys_addr_t *out_start,
1114                       phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
1115 {
1116         int idx_a = *idx & 0xffffffff;
1117         int idx_b = *idx >> 32;
1118
1119         for (; idx_a < type_a->cnt; idx_a++) {
1120                 struct memblock_region *m = &type_a->regions[idx_a];
1121
1122                 phys_addr_t m_start = m->base;
1123                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
1124                 int         m_nid = memblock_get_region_node(m);
1125
1126                 if (should_skip_region(type_a, m, nid, flags))
1127                         continue;
1128
1129                 if (!type_b) {
1130                         if (out_start)
1131                                 *out_start = m_start;
1132                         if (out_end)
1133                                 *out_end = m_end;
1134                         if (out_nid)
1135                                 *out_nid = m_nid;
1136                         idx_a++;
1137                         *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1138                         return;
1139                 }
1140
1141                 /* scan areas before each reservation */
1142                 for (; idx_b < type_b->cnt + 1; idx_b++) {
1143                         struct memblock_region *r;
1144                         phys_addr_t r_start;
1145                         phys_addr_t r_end;
1146
1147                         r = &type_b->regions[idx_b];
1148                         r_start = idx_b ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
1149                         r_end = idx_b < type_b->cnt ?
1150                                 r->base : PHYS_ADDR_MAX;
1151
1152                         /*
1153                          * if idx_b advanced past idx_a,
1154                          * break out to advance idx_a
1155                          */
1156                         if (r_start >= m_end)
1157                                 break;
1158                         /* if the two regions intersect, we're done */
1159                         if (m_start < r_end) {
1160                                 if (out_start)
1161                                         *out_start =
1162                                                 max(m_start, r_start);
1163                                 if (out_end)
1164                                         *out_end = min(m_end, r_end);
1165                                 if (out_nid)
1166                                         *out_nid = m_nid;
1167                                 /*
1168                                  * The region which ends first is
1169                                  * advanced for the next iteration.
1170                                  */
1171                                 if (m_end <= r_end)
1172                                         idx_a++;
1173                                 else
1174                                         idx_b++;
1175                                 *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1176                                 return;
1177                         }
1178                 }
1179         }
1180
1181         /* signal end of iteration */
1182         *idx = ULLONG_MAX;
1183 }
1184
1185 /**
1186  * __next_mem_range_rev - generic next function for for_each_*_range_rev()
1187  *
1188  * @idx: pointer to u64 loop variable
1189  * @nid: node selector, %NUMA_NO_NODE for all nodes
1190  * @flags: pick from blocks based on memory attributes
1191  * @type_a: pointer to memblock_type from where the range is taken
1192  * @type_b: pointer to memblock_type which excludes memory from being taken
1193  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
1194  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
1195  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
1196  *
1197  * Finds the next range from type_a which is not marked as unsuitable
1198  * in type_b.
1199  *
1200  * Reverse of __next_mem_range().
1201  */
1202 void __init_memblock __next_mem_range_rev(u64 *idx, int nid,
1203                                           enum memblock_flags flags,
1204                                           struct memblock_type *type_a,
1205                                           struct memblock_type *type_b,
1206                                           phys_addr_t *out_start,
1207                                           phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
1208 {
1209         int idx_a = *idx & 0xffffffff;
1210         int idx_b = *idx >> 32;
1211
1212         if (*idx == (u64)ULLONG_MAX) {
1213                 idx_a = type_a->cnt - 1;
1214                 if (type_b != NULL)
1215                         idx_b = type_b->cnt;
1216                 else
1217                         idx_b = 0;
1218         }
1219
1220         for (; idx_a >= 0; idx_a--) {
1221                 struct memblock_region *m = &type_a->regions[idx_a];
1222
1223                 phys_addr_t m_start = m->base;
1224                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
1225                 int m_nid = memblock_get_region_node(m);
1226
1227                 if (should_skip_region(type_a, m, nid, flags))
1228                         continue;
1229
1230                 if (!type_b) {
1231                         if (out_start)
1232                                 *out_start = m_start;
1233                         if (out_end)
1234                                 *out_end = m_end;
1235                         if (out_nid)
1236                                 *out_nid = m_nid;
1237                         idx_a--;
1238                         *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1239                         return;
1240                 }
1241
1242                 /* scan areas before each reservation */
1243                 for (; idx_b >= 0; idx_b--) {
1244                         struct memblock_region *r;
1245                         phys_addr_t r_start;
1246                         phys_addr_t r_end;
1247
1248                         r = &type_b->regions[idx_b];
1249                         r_start = idx_b ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
1250                         r_end = idx_b < type_b->cnt ?
1251                                 r->base : PHYS_ADDR_MAX;
1252                         /*
1253                          * if idx_b advanced past idx_a,
1254                          * break out to advance idx_a
1255                          */
1256
1257                         if (r_end <= m_start)
1258                                 break;
1259                         /* if the two regions intersect, we're done */
1260                         if (m_end > r_start) {
1261                                 if (out_start)
1262                                         *out_start = max(m_start, r_start);
1263                                 if (out_end)
1264                                         *out_end = min(m_end, r_end);
1265                                 if (out_nid)
1266                                         *out_nid = m_nid;
1267                                 if (m_start >= r_start)
1268                                         idx_a--;
1269                                 else
1270                                         idx_b--;
1271                                 *idx = (u32)idx_a | (u64)idx_b << 32;
1272                                 return;
1273                         }
1274                 }
1275         }
1276         /* signal end of iteration */
1277         *idx = ULLONG_MAX;
1278 }
1279
1280 /*
1281  * Common iterator interface used to define for_each_mem_pfn_range().
1282  */
1283 void __init_memblock __next_mem_pfn_range(int *idx, int nid,
1284                                 unsigned long *out_start_pfn,
1285                                 unsigned long *out_end_pfn, int *out_nid)
1286 {
1287         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
1288         struct memblock_region *r;
1289         int r_nid;
1290
1291         while (++*idx < type->cnt) {
1292                 r = &type->regions[*idx];
1293                 r_nid = memblock_get_region_node(r);
1294
1295                 if (PFN_UP(r->base) >= PFN_DOWN(r->base + r->size))
1296                         continue;
1297                 if (!numa_valid_node(nid) || nid == r_nid)
1298                         break;
1299         }
1300         if (*idx >= type->cnt) {
1301                 *idx = -1;
1302                 return;
1303         }
1304
1305         if (out_start_pfn)
1306                 *out_start_pfn = PFN_UP(r->base);
1307         if (out_end_pfn)
1308                 *out_end_pfn = PFN_DOWN(r->base + r->size);
1309         if (out_nid)
1310                 *out_nid = r_nid;
1311 }
1312
1313 /**
1314  * memblock_set_node - set node ID on memblock regions
1315  * @base: base of area to set node ID for
1316  * @size: size of area to set node ID for
1317  * @type: memblock type to set node ID for
1318  * @nid: node ID to set
1319  *
1320  * Set the nid of memblock @type regions in [@base, @base + @size) to @nid.
1321  * Regions which cross the area boundaries are split as necessary.
1322  *
1323  * Return:
1324  * 0 on success, -errno on failure.
1325  */
1326 int __init_memblock memblock_set_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
1327                                       struct memblock_type *type, int nid)
1328 {
1329 #ifdef CONFIG_NUMA
1330         int start_rgn, end_rgn;
1331         int i, ret;
1332
1333         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
1334         if (ret)
1335                 return ret;
1336
1337         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++)
1338                 memblock_set_region_node(&type->regions[i], nid);
1339
1340         memblock_merge_regions(type, start_rgn, end_rgn);
1341 #endif
1342         return 0;
1343 }
1344
1345 #ifdef CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT
1346 /**
1347  * __next_mem_pfn_range_in_zone - iterator for for_each_*_range_in_zone()
1348  *
1349  * @idx: pointer to u64 loop variable
1350  * @zone: zone in which all of the memory blocks reside
1351  * @out_spfn: ptr to ulong for start pfn of the range, can be %NULL
1352  * @out_epfn: ptr to ulong for end pfn of the range, can be %NULL
1353  *
1354  * This function is meant to be a zone/pfn specific wrapper for the
1355  * for_each_mem_range type iterators. Specifically they are used in the
1356  * deferred memory init routines and as such we were duplicating much of
1357  * this logic throughout the code. So instead of having it in multiple
1358  * locations it seemed like it would make more sense to centralize this to
1359  * one new iterator that does everything they need.
1360  */
1361 void __init_memblock
1362 __next_mem_pfn_range_in_zone(u64 *idx, struct zone *zone,
1363                              unsigned long *out_spfn, unsigned long *out_epfn)
1364 {
1365         int zone_nid = zone_to_nid(zone);
1366         phys_addr_t spa, epa;
1367
1368         __next_mem_range(idx, zone_nid, MEMBLOCK_NONE,
1369                          &memblock.memory, &memblock.reserved,
1370                          &spa, &epa, NULL);
1371
1372         while (*idx != U64_MAX) {
1373                 unsigned long epfn = PFN_DOWN(epa);
1374                 unsigned long spfn = PFN_UP(spa);
1375
1376                 /*
1377                  * Verify the end is at least past the start of the zone and
1378                  * that we have at least one PFN to initialize.
1379                  */
1380                 if (zone->zone_start_pfn < epfn && spfn < epfn) {
1381                         /* if we went too far just stop searching */
1382                         if (zone_end_pfn(zone) <= spfn) {
1383                                 *idx = U64_MAX;
1384                                 break;
1385                         }
1386
1387                         if (out_spfn)
1388                                 *out_spfn = max(zone->zone_start_pfn, spfn);
1389                         if (out_epfn)
1390                                 *out_epfn = min(zone_end_pfn(zone), epfn);
1391
1392                         return;
1393                 }
1394
1395                 __next_mem_range(idx, zone_nid, MEMBLOCK_NONE,
1396                                  &memblock.memory, &memblock.reserved,
1397                                  &spa, &epa, NULL);
1398         }
1399
1400         /* signal end of iteration */
1401         if (out_spfn)
1402                 *out_spfn = ULONG_MAX;
1403         if (out_epfn)
1404                 *out_epfn = 0;
1405 }
1406
1407 #endif /* CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT */
1408
1409 /**
1410  * memblock_alloc_range_nid - allocate boot memory block
1411  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1412  * @align: alignment of the region and block's size
1413  * @start: the lower bound of the memory region to allocate (phys address)
1414  * @end: the upper bound of the memory region to allocate (phys address)
1415  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1416  * @exact_nid: control the allocation fall back to other nodes
1417  *
1418  * The allocation is performed from memory region limited by
1419  * memblock.current_limit if @end == %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE.
1420  *
1421  * If the specified node can not hold the requested memory and @exact_nid
1422  * is false, the allocation falls back to any node in the system.
1423  *
1424  * For systems with memory mirroring, the allocation is attempted first
1425  * from the regions with mirroring enabled and then retried from any
1426  * memory region.
1427  *
1428  * In addition, function using kmemleak_alloc_phys for allocated boot
1429  * memory block, it is never reported as leaks.
1430  *
1431  * Return:
1432  * Physical address of allocated memory block on success, %0 on failure.
1433  */
1434 phys_addr_t __init memblock_alloc_range_nid(phys_addr_t size,
1435                                         phys_addr_t align, phys_addr_t start,
1436                                         phys_addr_t end, int nid,
1437                                         bool exact_nid)
1438 {
1439         enum memblock_flags flags = choose_memblock_flags();
1440         phys_addr_t found;
1441
1442         /*
1443          * Detect any accidental use of these APIs after slab is ready, as at
1444          * this moment memblock may be deinitialized already and its
1445          * internal data may be destroyed (after execution of memblock_free_all)
1446          */
1447         if (WARN_ON_ONCE(slab_is_available())) {
1448                 void *vaddr = kzalloc_node(size, GFP_NOWAIT, nid);
1449
1450                 return vaddr ? virt_to_phys(vaddr) : 0;
1451         }
1452
1453         if (!align) {
1454                 /* Can't use WARNs this early in boot on powerpc */
1455                 dump_stack();
1456                 align = SMP_CACHE_BYTES;
1457         }
1458
1459 again:
1460         found = memblock_find_in_range_node(size, align, start, end, nid,
1461                                             flags);
1462         if (found && !memblock_reserve(found, size))
1463                 goto done;
1464
1465         if (numa_valid_node(nid) && !exact_nid) {
1466                 found = memblock_find_in_range_node(size, align, start,
1467                                                     end, NUMA_NO_NODE,
1468                                                     flags);
1469                 if (found && !memblock_reserve(found, size))
1470                         goto done;
1471         }
1472
1473         if (flags & MEMBLOCK_MIRROR) {
1474                 flags &= ~MEMBLOCK_MIRROR;
1475                 pr_warn_ratelimited("Could not allocate %pap bytes of mirrored memory\n",
1476                         &size);
1477                 goto again;
1478         }
1479
1480         return 0;
1481
1482 done:
1483         /*
1484          * Skip kmemleak for those places like kasan_init() and
1485          * early_pgtable_alloc() due to high volume.
1486          */
1487         if (end != MEMBLOCK_ALLOC_NOLEAKTRACE)
1488                 /*
1489                  * Memblock allocated blocks are never reported as
1490                  * leaks. This is because many of these blocks are
1491                  * only referred via the physical address which is
1492                  * not looked up by kmemleak.
1493                  */
1494                 kmemleak_alloc_phys(found, size, 0);
1495
1496         /*
1497          * Some Virtual Machine platforms, such as Intel TDX or AMD SEV-SNP,
1498          * require memory to be accepted before it can be used by the
1499          * guest.
1500          *
1501          * Accept the memory of the allocated buffer.
1502          */
1503         accept_memory(found, size);
1504
1505         return found;
1506 }
1507
1508 /**
1509  * memblock_phys_alloc_range - allocate a memory block inside specified range
1510  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1511  * @align: alignment of the region and block's size
1512  * @start: the lower bound of the memory region to allocate (physical address)
1513  * @end: the upper bound of the memory region to allocate (physical address)
1514  *
1515  * Allocate @size bytes in the between @start and @end.
1516  *
1517  * Return: physical address of the allocated memory block on success,
1518  * %0 on failure.
1519  */
1520 phys_addr_t __init memblock_phys_alloc_range(phys_addr_t size,
1521                                              phys_addr_t align,
1522                                              phys_addr_t start,
1523                                              phys_addr_t end)
1524 {
1525         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx from=%pa max_addr=%pa %pS\n",
1526                      __func__, (u64)size, (u64)align, &start, &end,
1527                      (void *)_RET_IP_);
1528         return memblock_alloc_range_nid(size, align, start, end, NUMA_NO_NODE,
1529                                         false);
1530 }
1531
1532 /**
1533  * memblock_phys_alloc_try_nid - allocate a memory block from specified NUMA node
1534  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1535  * @align: alignment of the region and block's size
1536  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1537  *
1538  * Allocates memory block from the specified NUMA node. If the node
1539  * has no available memory, attempts to allocated from any node in the
1540  * system.
1541  *
1542  * Return: physical address of the allocated memory block on success,
1543  * %0 on failure.
1544  */
1545 phys_addr_t __init memblock_phys_alloc_try_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
1546 {
1547         return memblock_alloc_range_nid(size, align, 0,
1548                                         MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE, nid, false);
1549 }
1550
1551 /**
1552  * memblock_alloc_internal - allocate boot memory block
1553  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1554  * @align: alignment of the region and block's size
1555  * @min_addr: the lower bound of the memory region to allocate (phys address)
1556  * @max_addr: the upper bound of the memory region to allocate (phys address)
1557  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1558  * @exact_nid: control the allocation fall back to other nodes
1559  *
1560  * Allocates memory block using memblock_alloc_range_nid() and
1561  * converts the returned physical address to virtual.
1562  *
1563  * The @min_addr limit is dropped if it can not be satisfied and the allocation
1564  * will fall back to memory below @min_addr. Other constraints, such
1565  * as node and mirrored memory will be handled again in
1566  * memblock_alloc_range_nid().
1567  *
1568  * Return:
1569  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1570  */
1571 static void * __init memblock_alloc_internal(
1572                                 phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1573                                 phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1574                                 int nid, bool exact_nid)
1575 {
1576         phys_addr_t alloc;
1577
1578
1579         if (max_addr > memblock.current_limit)
1580                 max_addr = memblock.current_limit;
1581
1582         alloc = memblock_alloc_range_nid(size, align, min_addr, max_addr, nid,
1583                                         exact_nid);
1584
1585         /* retry allocation without lower limit */
1586         if (!alloc && min_addr)
1587                 alloc = memblock_alloc_range_nid(size, align, 0, max_addr, nid,
1588                                                 exact_nid);
1589
1590         if (!alloc)
1591                 return NULL;
1592
1593         return phys_to_virt(alloc);
1594 }
1595
1596 /**
1597  * memblock_alloc_exact_nid_raw - allocate boot memory block on the exact node
1598  * without zeroing memory
1599  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1600  * @align: alignment of the region and block's size
1601  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1602  *        is preferred (phys address)
1603  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1604  *            is preferred (phys address), or %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE to
1605  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1606  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1607  *
1608  * Public function, provides additional debug information (including caller
1609  * info), if enabled. Does not zero allocated memory.
1610  *
1611  * Return:
1612  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1613  */
1614 void * __init memblock_alloc_exact_nid_raw(
1615                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1616                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1617                         int nid)
1618 {
1619         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=%pa max_addr=%pa %pS\n",
1620                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, &min_addr,
1621                      &max_addr, (void *)_RET_IP_);
1622
1623         return memblock_alloc_internal(size, align, min_addr, max_addr, nid,
1624                                        true);
1625 }
1626
1627 /**
1628  * memblock_alloc_try_nid_raw - allocate boot memory block without zeroing
1629  * memory and without panicking
1630  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1631  * @align: alignment of the region and block's size
1632  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1633  *        is preferred (phys address)
1634  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1635  *            is preferred (phys address), or %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE to
1636  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1637  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1638  *
1639  * Public function, provides additional debug information (including caller
1640  * info), if enabled. Does not zero allocated memory, does not panic if request
1641  * cannot be satisfied.
1642  *
1643  * Return:
1644  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1645  */
1646 void * __init memblock_alloc_try_nid_raw(
1647                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1648                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1649                         int nid)
1650 {
1651         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=%pa max_addr=%pa %pS\n",
1652                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, &min_addr,
1653                      &max_addr, (void *)_RET_IP_);
1654
1655         return memblock_alloc_internal(size, align, min_addr, max_addr, nid,
1656                                        false);
1657 }
1658
1659 /**
1660  * memblock_alloc_try_nid - allocate boot memory block
1661  * @size: size of memory block to be allocated in bytes
1662  * @align: alignment of the region and block's size
1663  * @min_addr: the lower bound of the memory region from where the allocation
1664  *        is preferred (phys address)
1665  * @max_addr: the upper bound of the memory region from where the allocation
1666  *            is preferred (phys address), or %MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE to
1667  *            allocate only from memory limited by memblock.current_limit value
1668  * @nid: nid of the free area to find, %NUMA_NO_NODE for any node
1669  *
1670  * Public function, provides additional debug information (including caller
1671  * info), if enabled. This function zeroes the allocated memory.
1672  *
1673  * Return:
1674  * Virtual address of allocated memory block on success, NULL on failure.
1675  */
1676 void * __init memblock_alloc_try_nid(
1677                         phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1678                         phys_addr_t min_addr, phys_addr_t max_addr,
1679                         int nid)
1680 {
1681         void *ptr;
1682
1683         memblock_dbg("%s: %llu bytes align=0x%llx nid=%d from=%pa max_addr=%pa %pS\n",
1684                      __func__, (u64)size, (u64)align, nid, &min_addr,
1685                      &max_addr, (void *)_RET_IP_);
1686         ptr = memblock_alloc_internal(size, align,
1687                                            min_addr, max_addr, nid, false);
1688         if (ptr)
1689                 memset(ptr, 0, size);
1690
1691         return ptr;
1692 }
1693
1694 /**
1695  * memblock_free_late - free pages directly to buddy allocator
1696  * @base: phys starting address of the  boot memory block
1697  * @size: size of the boot memory block in bytes
1698  *
1699  * This is only useful when the memblock allocator has already been torn
1700  * down, but we are still initializing the system.  Pages are released directly
1701  * to the buddy allocator.
1702  */
1703 void __init memblock_free_late(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1704 {
1705         phys_addr_t cursor, end;
1706
1707         end = base + size - 1;
1708         memblock_dbg("%s: [%pa-%pa] %pS\n",
1709                      __func__, &base, &end, (void *)_RET_IP_);
1710         kmemleak_free_part_phys(base, size);
1711         cursor = PFN_UP(base);
1712         end = PFN_DOWN(base + size);
1713
1714         for (; cursor < end; cursor++) {
1715                 memblock_free_pages(pfn_to_page(cursor), cursor, 0);
1716                 totalram_pages_inc();
1717         }
1718 }
1719
1720 /*
1721  * Remaining API functions
1722  */
1723
1724 phys_addr_t __init_memblock memblock_phys_mem_size(void)
1725 {
1726         return memblock.memory.total_size;
1727 }
1728
1729 phys_addr_t __init_memblock memblock_reserved_size(void)
1730 {
1731         return memblock.reserved.total_size;
1732 }
1733
1734 /* lowest address */
1735 phys_addr_t __init_memblock memblock_start_of_DRAM(void)
1736 {
1737         return memblock.memory.regions[0].base;
1738 }
1739
1740 phys_addr_t __init_memblock memblock_end_of_DRAM(void)
1741 {
1742         int idx = memblock.memory.cnt - 1;
1743
1744         return (memblock.memory.regions[idx].base + memblock.memory.regions[idx].size);
1745 }
1746
1747 static phys_addr_t __init_memblock __find_max_addr(phys_addr_t limit)
1748 {
1749         phys_addr_t max_addr = PHYS_ADDR_MAX;
1750         struct memblock_region *r;
1751
1752         /*
1753          * translate the memory @limit size into the max address within one of
1754          * the memory memblock regions, if the @limit exceeds the total size
1755          * of those regions, max_addr will keep original value PHYS_ADDR_MAX
1756          */
1757         for_each_mem_region(r) {
1758                 if (limit <= r->size) {
1759                         max_addr = r->base + limit;
1760                         break;
1761                 }
1762                 limit -= r->size;
1763         }
1764
1765         return max_addr;
1766 }
1767
1768 void __init memblock_enforce_memory_limit(phys_addr_t limit)
1769 {
1770         phys_addr_t max_addr;
1771
1772         if (!limit)
1773                 return;
1774
1775         max_addr = __find_max_addr(limit);
1776
1777         /* @limit exceeds the total size of the memory, do nothing */
1778         if (max_addr == PHYS_ADDR_MAX)
1779                 return;
1780
1781         /* truncate both memory and reserved regions */
1782         memblock_remove_range(&memblock.memory, max_addr,
1783                               PHYS_ADDR_MAX);
1784         memblock_remove_range(&memblock.reserved, max_addr,
1785                               PHYS_ADDR_MAX);
1786 }
1787
1788 void __init memblock_cap_memory_range(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1789 {
1790         int start_rgn, end_rgn;
1791         int i, ret;
1792
1793         if (!size)
1794                 return;
1795
1796         if (!memblock_memory->total_size) {
1797                 pr_warn("%s: No memory registered yet\n", __func__);
1798                 return;
1799         }
1800
1801         ret = memblock_isolate_range(&memblock.memory, base, size,
1802                                                 &start_rgn, &end_rgn);
1803         if (ret)
1804                 return;
1805
1806         /* remove all the MAP regions */
1807         for (i = memblock.memory.cnt - 1; i >= end_rgn; i--)
1808                 if (!memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]))
1809                         memblock_remove_region(&memblock.memory, i);
1810
1811         for (i = start_rgn - 1; i >= 0; i--)
1812                 if (!memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]))
1813                         memblock_remove_region(&memblock.memory, i);
1814
1815         /* truncate the reserved regions */
1816         memblock_remove_range(&memblock.reserved, 0, base);
1817         memblock_remove_range(&memblock.reserved,
1818                         base + size, PHYS_ADDR_MAX);
1819 }
1820
1821 void __init memblock_mem_limit_remove_map(phys_addr_t limit)
1822 {
1823         phys_addr_t max_addr;
1824
1825         if (!limit)
1826                 return;
1827
1828         max_addr = __find_max_addr(limit);
1829
1830         /* @limit exceeds the total size of the memory, do nothing */
1831         if (max_addr == PHYS_ADDR_MAX)
1832                 return;
1833
1834         memblock_cap_memory_range(0, max_addr);
1835 }
1836
1837 static int __init_memblock memblock_search(struct memblock_type *type, phys_addr_t addr)
1838 {
1839         unsigned int left = 0, right = type->cnt;
1840
1841         do {
1842                 unsigned int mid = (right + left) / 2;
1843
1844                 if (addr < type->regions[mid].base)
1845                         right = mid;
1846                 else if (addr >= (type->regions[mid].base +
1847                                   type->regions[mid].size))
1848                         left = mid + 1;
1849                 else
1850                         return mid;
1851         } while (left < right);
1852         return -1;
1853 }
1854
1855 bool __init_memblock memblock_is_reserved(phys_addr_t addr)
1856 {
1857         return memblock_search(&memblock.reserved, addr) != -1;
1858 }
1859
1860 bool __init_memblock memblock_is_memory(phys_addr_t addr)
1861 {
1862         return memblock_search(&memblock.memory, addr) != -1;
1863 }
1864
1865 bool __init_memblock memblock_is_map_memory(phys_addr_t addr)
1866 {
1867         int i = memblock_search(&memblock.memory, addr);
1868
1869         if (i == -1)
1870                 return false;
1871         return !memblock_is_nomap(&memblock.memory.regions[i]);
1872 }
1873
1874 int __init_memblock memblock_search_pfn_nid(unsigned long pfn,
1875                          unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
1876 {
1877         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
1878         int mid = memblock_search(type, PFN_PHYS(pfn));
1879
1880         if (mid == -1)
1881                 return NUMA_NO_NODE;
1882
1883         *start_pfn = PFN_DOWN(type->regions[mid].base);
1884         *end_pfn = PFN_DOWN(type->regions[mid].base + type->regions[mid].size);
1885
1886         return memblock_get_region_node(&type->regions[mid]);
1887 }
1888
1889 /**
1890  * memblock_is_region_memory - check if a region is a subset of memory
1891  * @base: base of region to check
1892  * @size: size of region to check
1893  *
1894  * Check if the region [@base, @base + @size) is a subset of a memory block.
1895  *
1896  * Return:
1897  * 0 if false, non-zero if true
1898  */
1899 bool __init_memblock memblock_is_region_memory(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1900 {
1901         int idx = memblock_search(&memblock.memory, base);
1902         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
1903
1904         if (idx == -1)
1905                 return false;
1906         return (memblock.memory.regions[idx].base +
1907                  memblock.memory.regions[idx].size) >= end;
1908 }
1909
1910 /**
1911  * memblock_is_region_reserved - check if a region intersects reserved memory
1912  * @base: base of region to check
1913  * @size: size of region to check
1914  *
1915  * Check if the region [@base, @base + @size) intersects a reserved
1916  * memory block.
1917  *
1918  * Return:
1919  * True if they intersect, false if not.
1920  */
1921 bool __init_memblock memblock_is_region_reserved(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
1922 {
1923         return memblock_overlaps_region(&memblock.reserved, base, size);
1924 }
1925
1926 void __init_memblock memblock_trim_memory(phys_addr_t align)
1927 {
1928         phys_addr_t start, end, orig_start, orig_end;
1929         struct memblock_region *r;
1930
1931         for_each_mem_region(r) {
1932                 orig_start = r->base;
1933                 orig_end = r->base + r->size;
1934                 start = round_up(orig_start, align);
1935                 end = round_down(orig_end, align);
1936
1937                 if (start == orig_start && end == orig_end)
1938                         continue;
1939
1940                 if (start < end) {
1941                         r->base = start;
1942                         r->size = end - start;
1943                 } else {
1944                         memblock_remove_region(&memblock.memory,
1945                                                r - memblock.memory.regions);
1946                         r--;
1947                 }
1948         }
1949 }
1950
1951 void __init_memblock memblock_set_current_limit(phys_addr_t limit)
1952 {
1953         memblock.current_limit = limit;
1954 }
1955
1956 phys_addr_t __init_memblock memblock_get_current_limit(void)
1957 {
1958         return memblock.current_limit;
1959 }
1960
1961 static void __init_memblock memblock_dump(struct memblock_type *type)
1962 {
1963         phys_addr_t base, end, size;
1964         enum memblock_flags flags;
1965         int idx;
1966         struct memblock_region *rgn;
1967
1968         pr_info(" %s.cnt  = 0x%lx\n", type->name, type->cnt);
1969
1970         for_each_memblock_type(idx, type, rgn) {
1971                 char nid_buf[32] = "";
1972
1973                 base = rgn->base;
1974                 size = rgn->size;
1975                 end = base + size - 1;
1976                 flags = rgn->flags;
1977 #ifdef CONFIG_NUMA
1978                 if (numa_valid_node(memblock_get_region_node(rgn)))
1979                         snprintf(nid_buf, sizeof(nid_buf), " on node %d",
1980                                  memblock_get_region_node(rgn));
1981 #endif
1982                 pr_info(" %s[%#x]\t[%pa-%pa], %pa bytes%s flags: %#x\n",
1983                         type->name, idx, &base, &end, &size, nid_buf, flags);
1984         }
1985 }
1986
1987 static void __init_memblock __memblock_dump_all(void)
1988 {
1989         pr_info("MEMBLOCK configuration:\n");
1990         pr_info(" memory size = %pa reserved size = %pa\n",
1991                 &memblock.memory.total_size,
1992                 &memblock.reserved.total_size);
1993
1994         memblock_dump(&memblock.memory);
1995         memblock_dump(&memblock.reserved);
1996 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
1997         memblock_dump(&physmem);
1998 #endif
1999 }
2000
2001 void __init_memblock memblock_dump_all(void)
2002 {
2003         if (memblock_debug)
2004                 __memblock_dump_all();
2005 }
2006
2007 void __init memblock_allow_resize(void)
2008 {
2009         memblock_can_resize = 1;
2010 }
2011
2012 static int __init early_memblock(char *p)
2013 {
2014         if (p && strstr(p, "debug"))
2015                 memblock_debug = 1;
2016         return 0;
2017 }
2018 early_param("memblock", early_memblock);
2019
2020 static void __init free_memmap(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
2021 {
2022         struct page *start_pg, *end_pg;
2023         phys_addr_t pg, pgend;
2024
2025         /*
2026          * Convert start_pfn/end_pfn to a struct page pointer.
2027          */
2028         start_pg = pfn_to_page(start_pfn - 1) + 1;
2029         end_pg = pfn_to_page(end_pfn - 1) + 1;
2030
2031         /*
2032          * Convert to physical addresses, and round start upwards and end
2033          * downwards.
2034          */
2035         pg = PAGE_ALIGN(__pa(start_pg));
2036         pgend = PAGE_ALIGN_DOWN(__pa(end_pg));
2037
2038         /*
2039          * If there are free pages between these, free the section of the
2040          * memmap array.
2041          */
2042         if (pg < pgend)
2043                 memblock_phys_free(pg, pgend - pg);
2044 }
2045
2046 /*
2047  * The mem_map array can get very big.  Free the unused area of the memory map.
2048  */
2049 static void __init free_unused_memmap(void)
2050 {
2051         unsigned long start, end, prev_end = 0;
2052         int i;
2053
2054         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_ARCH_PFN_VALID) ||
2055             IS_ENABLED(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP))
2056                 return;
2057
2058         /*
2059          * This relies on each bank being in address order.
2060          * The banks are sorted previously in bootmem_init().
2061          */
2062         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start, &end, NULL) {
2063 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
2064                 /*
2065                  * Take care not to free memmap entries that don't exist
2066                  * due to SPARSEMEM sections which aren't present.
2067                  */
2068                 start = min(start, ALIGN(prev_end, PAGES_PER_SECTION));
2069 #endif
2070                 /*
2071                  * Align down here since many operations in VM subsystem
2072                  * presume that there are no holes in the memory map inside
2073                  * a pageblock
2074                  */
2075                 start = pageblock_start_pfn(start);
2076
2077                 /*
2078                  * If we had a previous bank, and there is a space
2079                  * between the current bank and the previous, free it.
2080                  */
2081                 if (prev_end && prev_end < start)
2082                         free_memmap(prev_end, start);
2083
2084                 /*
2085                  * Align up here since many operations in VM subsystem
2086                  * presume that there are no holes in the memory map inside
2087                  * a pageblock
2088                  */
2089                 prev_end = pageblock_align(end);
2090         }
2091
2092 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
2093         if (!IS_ALIGNED(prev_end, PAGES_PER_SECTION)) {
2094                 prev_end = pageblock_align(end);
2095                 free_memmap(prev_end, ALIGN(prev_end, PAGES_PER_SECTION));
2096         }
2097 #endif
2098 }
2099
2100 static void __init __free_pages_memory(unsigned long start, unsigned long end)
2101 {
2102         int order;
2103
2104         while (start < end) {
2105                 /*
2106                  * Free the pages in the largest chunks alignment allows.
2107                  *
2108                  * __ffs() behaviour is undefined for 0. start == 0 is
2109                  * MAX_PAGE_ORDER-aligned, set order to MAX_PAGE_ORDER for
2110                  * the case.
2111                  */
2112                 if (start)
2113                         order = min_t(int, MAX_PAGE_ORDER, __ffs(start));
2114                 else
2115                         order = MAX_PAGE_ORDER;
2116
2117                 while (start + (1UL << order) > end)
2118                         order--;
2119
2120                 memblock_free_pages(pfn_to_page(start), start, order);
2121
2122                 start += (1UL << order);
2123         }
2124 }
2125
2126 static unsigned long __init __free_memory_core(phys_addr_t start,
2127                                  phys_addr_t end)
2128 {
2129         unsigned long start_pfn = PFN_UP(start);
2130         unsigned long end_pfn = min_t(unsigned long,
2131                                       PFN_DOWN(end), max_low_pfn);
2132
2133         if (start_pfn >= end_pfn)
2134                 return 0;
2135
2136         __free_pages_memory(start_pfn, end_pfn);
2137
2138         return end_pfn - start_pfn;
2139 }
2140
2141 static void __init memmap_init_reserved_pages(void)
2142 {
2143         struct memblock_region *region;
2144         phys_addr_t start, end;
2145         int nid;
2146
2147         /*
2148          * set nid on all reserved pages and also treat struct
2149          * pages for the NOMAP regions as PageReserved
2150          */
2151         for_each_mem_region(region) {
2152                 nid = memblock_get_region_node(region);
2153                 start = region->base;
2154                 end = start + region->size;
2155
2156                 if (memblock_is_nomap(region))
2157                         reserve_bootmem_region(start, end, nid);
2158
2159                 memblock_set_node(start, end, &memblock.reserved, nid);
2160         }
2161
2162         /*
2163          * initialize struct pages for reserved regions that don't have
2164          * the MEMBLOCK_RSRV_NOINIT flag set
2165          */
2166         for_each_reserved_mem_region(region) {
2167                 if (!memblock_is_reserved_noinit(region)) {
2168                         nid = memblock_get_region_node(region);
2169                         start = region->base;
2170                         end = start + region->size;
2171
2172                         if (!numa_valid_node(nid))
2173                                 nid = early_pfn_to_nid(PFN_DOWN(start));
2174
2175                         reserve_bootmem_region(start, end, nid);
2176                 }
2177         }
2178 }
2179
2180 static unsigned long __init free_low_memory_core_early(void)
2181 {
2182         unsigned long count = 0;
2183         phys_addr_t start, end;
2184         u64 i;
2185
2186         memblock_clear_hotplug(0, -1);
2187
2188         memmap_init_reserved_pages();
2189
2190         /*
2191          * We need to use NUMA_NO_NODE instead of NODE_DATA(0)->node_id
2192          *  because in some case like Node0 doesn't have RAM installed
2193          *  low ram will be on Node1
2194          */
2195         for_each_free_mem_range(i, NUMA_NO_NODE, MEMBLOCK_NONE, &start, &end,
2196                                 NULL)
2197                 count += __free_memory_core(start, end);
2198
2199         return count;
2200 }
2201
2202 static int reset_managed_pages_done __initdata;
2203
2204 static void __init reset_node_managed_pages(pg_data_t *pgdat)
2205 {
2206         struct zone *z;
2207
2208         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++)
2209                 atomic_long_set(&z->managed_pages, 0);
2210 }
2211
2212 void __init reset_all_zones_managed_pages(void)
2213 {
2214         struct pglist_data *pgdat;
2215
2216         if (reset_managed_pages_done)
2217                 return;
2218
2219         for_each_online_pgdat(pgdat)
2220                 reset_node_managed_pages(pgdat);
2221
2222         reset_managed_pages_done = 1;
2223 }
2224
2225 /**
2226  * memblock_free_all - release free pages to the buddy allocator
2227  */
2228 void __init memblock_free_all(void)
2229 {
2230         unsigned long pages;
2231
2232         free_unused_memmap();
2233         reset_all_zones_managed_pages();
2234
2235         pages = free_low_memory_core_early();
2236         totalram_pages_add(pages);
2237 }
2238
2239 /* Keep a table to reserve named memory */
2240 #define RESERVE_MEM_MAX_ENTRIES         8
2241 #define RESERVE_MEM_NAME_SIZE           16
2242 struct reserve_mem_table {
2243         char                    name[RESERVE_MEM_NAME_SIZE];
2244         phys_addr_t             start;
2245         phys_addr_t             size;
2246 };
2247 static struct reserve_mem_table reserved_mem_table[RESERVE_MEM_MAX_ENTRIES];
2248 static int reserved_mem_count;
2249
2250 /* Add wildcard region with a lookup name */
2251 static void __init reserved_mem_add(phys_addr_t start, phys_addr_t size,
2252                                    const char *name)
2253 {
2254         struct reserve_mem_table *map;
2255
2256         map = &reserved_mem_table[reserved_mem_count++];
2257         map->start = start;
2258         map->size = size;
2259         strscpy(map->name, name);
2260 }
2261
2262 /**
2263  * reserve_mem_find_by_name - Find reserved memory region with a given name
2264  * @name: The name that is attached to a reserved memory region
2265  * @start: If found, holds the start address
2266  * @size: If found, holds the size of the address.
2267  *
2268  * @start and @size are only updated if @name is found.
2269  *
2270  * Returns: 1 if found or 0 if not found.
2271  */
2272 int reserve_mem_find_by_name(const char *name, phys_addr_t *start, phys_addr_t *size)
2273 {
2274         struct reserve_mem_table *map;
2275         int i;
2276
2277         for (i = 0; i < reserved_mem_count; i++) {
2278                 map = &reserved_mem_table[i];
2279                 if (!map->size)
2280                         continue;
2281                 if (strcmp(name, map->name) == 0) {
2282                         *start = map->start;
2283                         *size = map->size;
2284                         return 1;
2285                 }
2286         }
2287         return 0;
2288 }
2289 EXPORT_SYMBOL_GPL(reserve_mem_find_by_name);
2290
2291 /*
2292  * Parse reserve_mem=nn:align:name
2293  */
2294 static int __init reserve_mem(char *p)
2295 {
2296         phys_addr_t start, size, align, tmp;
2297         char *name;
2298         char *oldp;
2299         int len;
2300
2301         if (!p)
2302                 return -EINVAL;
2303
2304         /* Check if there's room for more reserved memory */
2305         if (reserved_mem_count >= RESERVE_MEM_MAX_ENTRIES)
2306                 return -EBUSY;
2307
2308         oldp = p;
2309         size = memparse(p, &p);
2310         if (!size || p == oldp)
2311                 return -EINVAL;
2312
2313         if (*p != ':')
2314                 return -EINVAL;
2315
2316         align = memparse(p+1, &p);
2317         if (*p != ':')
2318                 return -EINVAL;
2319
2320         /*
2321          * memblock_phys_alloc() doesn't like a zero size align,
2322          * but it is OK for this command to have it.
2323          */
2324         if (align < SMP_CACHE_BYTES)
2325                 align = SMP_CACHE_BYTES;
2326
2327         name = p + 1;
2328         len = strlen(name);
2329
2330         /* name needs to have length but not too big */
2331         if (!len || len >= RESERVE_MEM_NAME_SIZE)
2332                 return -EINVAL;
2333
2334         /* Make sure that name has text */
2335         for (p = name; *p; p++) {
2336                 if (!isspace(*p))
2337                         break;
2338         }
2339         if (!*p)
2340                 return -EINVAL;
2341
2342         /* Make sure the name is not already used */
2343         if (reserve_mem_find_by_name(name, &start, &tmp))
2344                 return -EBUSY;
2345
2346         start = memblock_phys_alloc(size, align);
2347         if (!start)
2348                 return -ENOMEM;
2349
2350         reserved_mem_add(start, size, name);
2351
2352         return 1;
2353 }
2354 __setup("reserve_mem=", reserve_mem);
2355
2356 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && defined(CONFIG_ARCH_KEEP_MEMBLOCK)
2357 static const char * const flagname[] = {
2358         [ilog2(MEMBLOCK_HOTPLUG)] = "HOTPLUG",
2359         [ilog2(MEMBLOCK_MIRROR)] = "MIRROR",
2360         [ilog2(MEMBLOCK_NOMAP)] = "NOMAP",
2361         [ilog2(MEMBLOCK_DRIVER_MANAGED)] = "DRV_MNG",
2362         [ilog2(MEMBLOCK_RSRV_NOINIT)] = "RSV_NIT",
2363 };
2364
2365 static int memblock_debug_show(struct seq_file *m, void *private)
2366 {
2367         struct memblock_type *type = m->private;
2368         struct memblock_region *reg;
2369         int i, j, nid;
2370         unsigned int count = ARRAY_SIZE(flagname);
2371         phys_addr_t end;
2372
2373         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
2374                 reg = &type->regions[i];
2375                 end = reg->base + reg->size - 1;
2376                 nid = memblock_get_region_node(reg);
2377
2378                 seq_printf(m, "%4d: ", i);
2379                 seq_printf(m, "%pa..%pa ", &reg->base, &end);
2380                 if (numa_valid_node(nid))
2381                         seq_printf(m, "%4d ", nid);
2382                 else
2383                         seq_printf(m, "%4c ", 'x');
2384                 if (reg->flags) {
2385                         for (j = 0; j < count; j++) {
2386                                 if (reg->flags & (1U << j)) {
2387                                         seq_printf(m, "%s\n", flagname[j]);
2388                                         break;
2389                                 }
2390                         }
2391                         if (j == count)
2392                                 seq_printf(m, "%s\n", "UNKNOWN");
2393                 } else {
2394                         seq_printf(m, "%s\n", "NONE");
2395                 }
2396         }
2397         return 0;
2398 }
2399 DEFINE_SHOW_ATTRIBUTE(memblock_debug);
2400
2401 static int __init memblock_init_debugfs(void)
2402 {
2403         struct dentry *root = debugfs_create_dir("memblock", NULL);
2404
2405         debugfs_create_file("memory", 0444, root,
2406                             &memblock.memory, &memblock_debug_fops);
2407         debugfs_create_file("reserved", 0444, root,
2408                             &memblock.reserved, &memblock_debug_fops);
2409 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_PHYS_MAP
2410         debugfs_create_file("physmem", 0444, root, &physmem,
2411                             &memblock_debug_fops);
2412 #endif
2413
2414         return 0;
2415 }
2416 __initcall(memblock_init_debugfs);
2417
2418 #endif /* CONFIG_DEBUG_FS */