mm/memblock.c

   1 /*
   2  * Procedures for maintaining information about logical memory blocks.
   3  *
   4  * Peter Bergner, IBM Corp.     June 2001.
   5  * Copyright (C) 2001 Peter Bergner.
   6  *
   7  *      This program is free software; you can redistribute it and/or
   8  *      modify it under the terms of the GNU General Public License
   9  *      as published by the Free Software Foundation; either version
  10  *      2 of the License, or (at your option) any later version.
  11  */
  12
  13 #include <linux/kernel.h>
  14 #include <linux/slab.h>
  15 #include <linux/init.h>
  16 #include <linux/bitops.h>
  17 #include <linux/poison.h>
  18 #include <linux/pfn.h>
  19 #include <linux/debugfs.h>
  20 #include <linux/seq_file.h>
  21 #include <linux/memblock.h>
  22
  23 static struct memblock_region memblock_memory_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS] __initdata_memblock;
  24 static struct memblock_region memblock_reserved_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS] __initdata_memblock;
  25
  26 struct memblock memblock __initdata_memblock = {
  27         .memory.regions         = memblock_memory_init_regions,
  28         .memory.cnt             = 1,    /* empty dummy entry */
  29         .memory.max             = INIT_MEMBLOCK_REGIONS,
  30
  31         .reserved.regions       = memblock_reserved_init_regions,
  32         .reserved.cnt           = 1,    /* empty dummy entry */
  33         .reserved.max           = INIT_MEMBLOCK_REGIONS,
  34
  35         .current_limit          = MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE,
  36 };
  37
  38 int memblock_debug __initdata_memblock;
  39 static int memblock_can_resize __initdata_memblock;
  40 static int memblock_memory_in_slab __initdata_memblock = 0;
  41 static int memblock_reserved_in_slab __initdata_memblock = 0;
  42
  43 /* inline so we don't get a warning when pr_debug is compiled out */
  44 static inline const char *memblock_type_name(struct memblock_type *type)
  45 {
  46         if (type == &memblock.memory)
  47                 return "memory";
  48         else if (type == &memblock.reserved)
  49                 return "reserved";
  50         else
  51                 return "unknown";
  52 }
  53
  54 /* adjust *@size so that (@base + *@size) doesn't overflow, return new size */
  55 static inline phys_addr_t memblock_cap_size(phys_addr_t base, phys_addr_t *size)
  56 {
  57         return *size = min(*size, (phys_addr_t)ULLONG_MAX - base);
  58 }
  59
  60 /*
  61  * Address comparison utilities
  62  */
  63 static unsigned long __init_memblock memblock_addrs_overlap(phys_addr_t base1, phys_addr_t size1,
  64                                        phys_addr_t base2, phys_addr_t size2)
  65 {
  66         return ((base1 < (base2 + size2)) && (base2 < (base1 + size1)));
  67 }
  68
  69 static long __init_memblock memblock_overlaps_region(struct memblock_type *type,
  70                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size)
  71 {
  72         unsigned long i;
  73
  74         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
  75                 phys_addr_t rgnbase = type->regions[i].base;
  76                 phys_addr_t rgnsize = type->regions[i].size;
  77                 if (memblock_addrs_overlap(base, size, rgnbase, rgnsize))
  78                         break;
  79         }
  80
  81         return (i < type->cnt) ? i : -1;
  82 }
  83
  84 /**
  85  * memblock_find_in_range_node - find free area in given range and node
  86  * @start: start of candidate range
  87  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_{ANYWHERE|ACCESSIBLE}
  88  * @size: size of free area to find
  89  * @align: alignment of free area to find
  90  * @nid: nid of the free area to find, %MAX_NUMNODES for any node
  91  *
  92  * Find @size free area aligned to @align in the specified range and node.
  93  *
  94  * RETURNS:
  95  * Found address on success, %0 on failure.
  96  */
  97 phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range_node(phys_addr_t start,
  98                                         phys_addr_t end, phys_addr_t size,
  99                                         phys_addr_t align, int nid)
 100 {
 101         phys_addr_t this_start, this_end, cand;
 102         u64 i;
 103
 104         /* pump up @end */
 105         if (end == MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE)
 106                 end = memblock.current_limit;
 107
 108         /* avoid allocating the first page */
 109         start = max_t(phys_addr_t, start, PAGE_SIZE);
 110         end = max(start, end);
 111
 112         for_each_free_mem_range_reverse(i, nid, &this_start, &this_end, NULL) {
 113                 this_start = clamp(this_start, start, end);
 114                 this_end = clamp(this_end, start, end);
 115
 116                 if (this_end < size)
 117                         continue;
 118
 119                 cand = round_down(this_end - size, align);
 120                 if (cand >= this_start)
 121                         return cand;
 122         }
 123         return 0;
 124 }
 125
 126 /**
 127  * memblock_find_in_range - find free area in given range
 128  * @start: start of candidate range
 129  * @end: end of candidate range, can be %MEMBLOCK_ALLOC_{ANYWHERE|ACCESSIBLE}
 130  * @size: size of free area to find
 131  * @align: alignment of free area to find
 132  *
 133  * Find @size free area aligned to @align in the specified range.
 134  *
 135  * RETURNS:
 136  * Found address on success, %0 on failure.
 137  */
 138 phys_addr_t __init_memblock memblock_find_in_range(phys_addr_t start,
 139                                         phys_addr_t end, phys_addr_t size,
 140                                         phys_addr_t align)
 141 {
 142         return memblock_find_in_range_node(start, end, size, align,
 143                                            MAX_NUMNODES);
 144 }
 145
 146 /*
 147  * Free memblock.reserved.regions
 148  */
 149 int __init_memblock memblock_free_reserved_regions(void)
 150 {
 151         if (memblock.reserved.regions == memblock_reserved_init_regions)
 152                 return 0;
 153
 154         return memblock_free(__pa(memblock.reserved.regions),
 155                  sizeof(struct memblock_region) * memblock.reserved.max);
 156 }
 157
 158 /*
 159  * Reserve memblock.reserved.regions
 160  */
 161 int __init_memblock memblock_reserve_reserved_regions(void)
 162 {
 163         if (memblock.reserved.regions == memblock_reserved_init_regions)
 164                 return 0;
 165
 166         return memblock_reserve(__pa(memblock.reserved.regions),
 167                  sizeof(struct memblock_region) * memblock.reserved.max);
 168 }
 169
 170 static void __init_memblock memblock_remove_region(struct memblock_type *type, unsigned long r)
 171 {
 172         type->total_size -= type->regions[r].size;
 173         memmove(&type->regions[r], &type->regions[r + 1],
 174                 (type->cnt - (r + 1)) * sizeof(type->regions[r]));
 175         type->cnt--;
 176
 177         /* Special case for empty arrays */
 178         if (type->cnt == 0) {
 179                 WARN_ON(type->total_size != 0);
 180                 type->cnt = 1;
 181                 type->regions[0].base = 0;
 182                 type->regions[0].size = 0;
 183                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], MAX_NUMNODES);
 184         }
 185 }
 186
 187 /**
 188  * memblock_double_array - double the size of the memblock regions array
 189  * @type: memblock type of the regions array being doubled
 190  * @new_area_start: starting address of memory range to avoid overlap with
 191  * @new_area_size: size of memory range to avoid overlap with
 192  *
 193  * Double the size of the @type regions array. If memblock is being used to
 194  * allocate memory for a new reserved regions array and there is a previously
 195  * allocated memory range [@new_area_start,@new_area_start+@new_area_size]
 196  * waiting to be reserved, ensure the memory used by the new array does
 197  * not overlap.
 198  *
 199  * RETURNS:
 200  * 0 on success, -1 on failure.
 201  */
 202 static int __init_memblock memblock_double_array(struct memblock_type *type,
 203                                                 phys_addr_t new_area_start,
 204                                                 phys_addr_t new_area_size)
 205 {
 206         struct memblock_region *new_array, *old_array;
 207         phys_addr_t old_size, new_size, addr;
 208         int use_slab = slab_is_available();
 209         int *in_slab;
 210
 211         /* We don't allow resizing until we know about the reserved regions
 212          * of memory that aren't suitable for allocation
 213          */
 214         if (!memblock_can_resize)
 215                 return -1;
 216
 217         /* Calculate new doubled size */
 218         old_size = type->max * sizeof(struct memblock_region);
 219         new_size = old_size << 1;
 220
 221         /* Retrieve the slab flag */
 222         if (type == &memblock.memory)
 223                 in_slab = &memblock_memory_in_slab;
 224         else
 225                 in_slab = &memblock_reserved_in_slab;
 226
 227         /* Try to find some space for it.
 228          *
 229          * WARNING: We assume that either slab_is_available() and we use it or
 230          * we use MEMBLOCK for allocations. That means that this is unsafe to use
 231          * when bootmem is currently active (unless bootmem itself is implemented
 232          * on top of MEMBLOCK which isn't the case yet)
 233          *
 234          * This should however not be an issue for now, as we currently only
 235          * call into MEMBLOCK while it's still active, or much later when slab is
 236          * active for memory hotplug operations
 237          */
 238         if (use_slab) {
 239                 new_array = kmalloc(new_size, GFP_KERNEL);
 240                 addr = new_array ? __pa(new_array) : 0;
 241         } else {
 242                 /* only exclude range when trying to double reserved.regions */
 243                 if (type != &memblock.reserved)
 244                         new_area_start = new_area_size = 0;
 245
 246                 addr = memblock_find_in_range(new_area_start + new_area_size,
 247                                                 memblock.current_limit,
 248                                                 new_size, sizeof(phys_addr_t));
 249                 if (!addr && new_area_size)
 250                         addr = memblock_find_in_range(0,
 251                                         min(new_area_start, memblock.current_limit),
 252                                         new_size, sizeof(phys_addr_t));
 253
 254                 new_array = addr ? __va(addr) : 0;
 255         }
 256         if (!addr) {
 257                 pr_err("memblock: Failed to double %s array from %ld to %ld entries !\n",
 258                        memblock_type_name(type), type->max, type->max * 2);
 259                 return -1;
 260         }
 261
 262         memblock_dbg("memblock: %s array is doubled to %ld at [%#010llx-%#010llx]",
 263                  memblock_type_name(type), type->max * 2, (u64)addr, (u64)addr + new_size - 1);
 264
 265         /* Found space, we now need to move the array over before
 266          * we add the reserved region since it may be our reserved
 267          * array itself that is full.
 268          */
 269         memcpy(new_array, type->regions, old_size);
 270         memset(new_array + type->max, 0, old_size);
 271         old_array = type->regions;
 272         type->regions = new_array;
 273         type->max <<= 1;
 274
 275         /* Free old array. We needn't free it if the array is the
 276          * static one
 277          */
 278         if (*in_slab)
 279                 kfree(old_array);
 280         else if (old_array != memblock_memory_init_regions &&
 281                  old_array != memblock_reserved_init_regions)
 282                 memblock_free(__pa(old_array), old_size);
 283
 284         /* Reserve the new array if that comes from the memblock.
 285          * Otherwise, we needn't do it
 286          */
 287         if (!use_slab)
 288                 BUG_ON(memblock_reserve(addr, new_size));
 289
 290         /* Update slab flag */
 291         *in_slab = use_slab;
 292
 293         return 0;
 294 }
 295
 296 /**
 297  * memblock_merge_regions - merge neighboring compatible regions
 298  * @type: memblock type to scan
 299  *
 300  * Scan @type and merge neighboring compatible regions.
 301  */
 302 static void __init_memblock memblock_merge_regions(struct memblock_type *type)
 303 {
 304         int i = 0;
 305
 306         /* cnt never goes below 1 */
 307         while (i < type->cnt - 1) {
 308                 struct memblock_region *this = &type->regions[i];
 309                 struct memblock_region *next = &type->regions[i + 1];
 310
 311                 if (this->base + this->size != next->base ||
 312                     memblock_get_region_node(this) !=
 313                     memblock_get_region_node(next)) {
 314                         BUG_ON(this->base + this->size > next->base);
 315                         i++;
 316                         continue;
 317                 }
 318
 319                 this->size += next->size;
 320                 memmove(next, next + 1, (type->cnt - (i + 1)) * sizeof(*next));
 321                 type->cnt--;
 322         }
 323 }
 324
 325 /**
 326  * memblock_insert_region - insert new memblock region
 327  * @type: memblock type to insert into
 328  * @idx: index for the insertion point
 329  * @base: base address of the new region
 330  * @size: size of the new region
 331  *
 332  * Insert new memblock region [@base,@base+@size) into @type at @idx.
 333  * @type must already have extra room to accomodate the new region.
 334  */
 335 static void __init_memblock memblock_insert_region(struct memblock_type *type,
 336                                                    int idx, phys_addr_t base,
 337                                                    phys_addr_t size, int nid)
 338 {
 339         struct memblock_region *rgn = &type->regions[idx];
 340
 341         BUG_ON(type->cnt >= type->max);
 342         memmove(rgn + 1, rgn, (type->cnt - idx) * sizeof(*rgn));
 343         rgn->base = base;
 344         rgn->size = size;
 345         memblock_set_region_node(rgn, nid);
 346         type->cnt++;
 347         type->total_size += size;
 348 }
 349
 350 /**
 351  * memblock_add_region - add new memblock region
 352  * @type: memblock type to add new region into
 353  * @base: base address of the new region
 354  * @size: size of the new region
 355  * @nid: nid of the new region
 356  *
 357  * Add new memblock region [@base,@base+@size) into @type.  The new region
 358  * is allowed to overlap with existing ones - overlaps don't affect already
 359  * existing regions.  @type is guaranteed to be minimal (all neighbouring
 360  * compatible regions are merged) after the addition.
 361  *
 362  * RETURNS:
 363  * 0 on success, -errno on failure.
 364  */
 365 static int __init_memblock memblock_add_region(struct memblock_type *type,
 366                                 phys_addr_t base, phys_addr_t size, int nid)
 367 {
 368         bool insert = false;
 369         phys_addr_t obase = base;
 370         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
 371         int i, nr_new;
 372
 373         if (!size)
 374                 return 0;
 375
 376         /* special case for empty array */
 377         if (type->regions[0].size == 0) {
 378                 WARN_ON(type->cnt != 1 || type->total_size);
 379                 type->regions[0].base = base;
 380                 type->regions[0].size = size;
 381                 memblock_set_region_node(&type->regions[0], nid);
 382                 type->total_size = size;
 383                 return 0;
 384         }
 385 repeat:
 386         /*
 387          * The following is executed twice.  Once with %false @insert and
 388          * then with %true.  The first counts the number of regions needed
 389          * to accomodate the new area.  The second actually inserts them.
 390          */
 391         base = obase;
 392         nr_new = 0;
 393
 394         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
 395                 struct memblock_region *rgn = &type->regions[i];
 396                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
 397                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
 398
 399                 if (rbase >= end)
 400                         break;
 401                 if (rend <= base)
 402                         continue;
 403                 /*
 404                  * @rgn overlaps.  If it separates the lower part of new
 405                  * area, insert that portion.
 406                  */
 407                 if (rbase > base) {
 408                         nr_new++;
 409                         if (insert)
 410                                 memblock_insert_region(type, i++, base,
 411                                                        rbase - base, nid);
 412                 }
 413                 /* area below @rend is dealt with, forget about it */
 414                 base = min(rend, end);
 415         }
 416
 417         /* insert the remaining portion */
 418         if (base < end) {
 419                 nr_new++;
 420                 if (insert)
 421                         memblock_insert_region(type, i, base, end - base, nid);
 422         }
 423
 424         /*
 425          * If this was the first round, resize array and repeat for actual
 426          * insertions; otherwise, merge and return.
 427          */
 428         if (!insert) {
 429                 while (type->cnt + nr_new > type->max)
 430                         if (memblock_double_array(type, obase, size) < 0)
 431                                 return -ENOMEM;
 432                 insert = true;
 433                 goto repeat;
 434         } else {
 435                 memblock_merge_regions(type);
 436                 return 0;
 437         }
 438 }
 439
 440 int __init_memblock memblock_add_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 441                                        int nid)
 442 {
 443         return memblock_add_region(&memblock.memory, base, size, nid);
 444 }
 445
 446 int __init_memblock memblock_add(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 447 {
 448         return memblock_add_region(&memblock.memory, base, size, MAX_NUMNODES);
 449 }
 450
 451 /**
 452  * memblock_isolate_range - isolate given range into disjoint memblocks
 453  * @type: memblock type to isolate range for
 454  * @base: base of range to isolate
 455  * @size: size of range to isolate
 456  * @start_rgn: out parameter for the start of isolated region
 457  * @end_rgn: out parameter for the end of isolated region
 458  *
 459  * Walk @type and ensure that regions don't cross the boundaries defined by
 460  * [@base,@base+@size).  Crossing regions are split at the boundaries,
 461  * which may create at most two more regions.  The index of the first
 462  * region inside the range is returned in *@start_rgn and end in *@end_rgn.
 463  *
 464  * RETURNS:
 465  * 0 on success, -errno on failure.
 466  */
 467 static int __init_memblock memblock_isolate_range(struct memblock_type *type,
 468                                         phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 469                                         int *start_rgn, int *end_rgn)
 470 {
 471         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
 472         int i;
 473
 474         *start_rgn = *end_rgn = 0;
 475
 476         if (!size)
 477                 return 0;
 478
 479         /* we'll create at most two more regions */
 480         while (type->cnt + 2 > type->max)
 481                 if (memblock_double_array(type, base, size) < 0)
 482                         return -ENOMEM;
 483
 484         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
 485                 struct memblock_region *rgn = &type->regions[i];
 486                 phys_addr_t rbase = rgn->base;
 487                 phys_addr_t rend = rbase + rgn->size;
 488
 489                 if (rbase >= end)
 490                         break;
 491                 if (rend <= base)
 492                         continue;
 493
 494                 if (rbase < base) {
 495                         /*
 496                          * @rgn intersects from below.  Split and continue
 497                          * to process the next region - the new top half.
 498                          */
 499                         rgn->base = base;
 500                         rgn->size -= base - rbase;
 501                         type->total_size -= base - rbase;
 502                         memblock_insert_region(type, i, rbase, base - rbase,
 503                                                memblock_get_region_node(rgn));
 504                 } else if (rend > end) {
 505                         /*
 506                          * @rgn intersects from above.  Split and redo the
 507                          * current region - the new bottom half.
 508                          */
 509                         rgn->base = end;
 510                         rgn->size -= end - rbase;
 511                         type->total_size -= end - rbase;
 512                         memblock_insert_region(type, i--, rbase, end - rbase,
 513                                                memblock_get_region_node(rgn));
 514                 } else {
 515                         /* @rgn is fully contained, record it */
 516                         if (!*end_rgn)
 517                                 *start_rgn = i;
 518                         *end_rgn = i + 1;
 519                 }
 520         }
 521
 522         return 0;
 523 }
 524
 525 static int __init_memblock __memblock_remove(struct memblock_type *type,
 526                                              phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 527 {
 528         int start_rgn, end_rgn;
 529         int i, ret;
 530
 531         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
 532         if (ret)
 533                 return ret;
 534
 535         for (i = end_rgn - 1; i >= start_rgn; i--)
 536                 memblock_remove_region(type, i);
 537         return 0;
 538 }
 539
 540 int __init_memblock memblock_remove(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 541 {
 542         return __memblock_remove(&memblock.memory, base, size);
 543 }
 544
 545 int __init_memblock memblock_free(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 546 {
 547         memblock_dbg("   memblock_free: [%#016llx-%#016llx] %pF\n",
 548                      (unsigned long long)base,
 549                      (unsigned long long)base + size,
 550                      (void *)_RET_IP_);
 551
 552         return __memblock_remove(&memblock.reserved, base, size);
 553 }
 554
 555 int __init_memblock memblock_reserve(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 556 {
 557         struct memblock_type *_rgn = &memblock.reserved;
 558
 559         memblock_dbg("memblock_reserve: [%#016llx-%#016llx] %pF\n",
 560                      (unsigned long long)base,
 561                      (unsigned long long)base + size,
 562                      (void *)_RET_IP_);
 563
 564         return memblock_add_region(_rgn, base, size, MAX_NUMNODES);
 565 }
 566
 567 /**
 568  * __next_free_mem_range - next function for for_each_free_mem_range()
 569  * @idx: pointer to u64 loop variable
 570  * @nid: nid: node selector, %MAX_NUMNODES for all nodes
 571  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
 572  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
 573  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
 574  *
 575  * Find the first free area from *@idx which matches @nid, fill the out
 576  * parameters, and update *@idx for the next iteration.  The lower 32bit of
 577  * *@idx contains index into memory region and the upper 32bit indexes the
 578  * areas before each reserved region.  For example, if reserved regions
 579  * look like the following,
 580  *
 581  *      0:[0-16), 1:[32-48), 2:[128-130)
 582  *
 583  * The upper 32bit indexes the following regions.
 584  *
 585  *      0:[0-0), 1:[16-32), 2:[48-128), 3:[130-MAX)
 586  *
 587  * As both region arrays are sorted, the function advances the two indices
 588  * in lockstep and returns each intersection.
 589  */
 590 void __init_memblock __next_free_mem_range(u64 *idx, int nid,
 591                                            phys_addr_t *out_start,
 592                                            phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
 593 {
 594         struct memblock_type *mem = &memblock.memory;
 595         struct memblock_type *rsv = &memblock.reserved;
 596         int mi = *idx & 0xffffffff;
 597         int ri = *idx >> 32;
 598
 599         for ( ; mi < mem->cnt; mi++) {
 600                 struct memblock_region *m = &mem->regions[mi];
 601                 phys_addr_t m_start = m->base;
 602                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
 603
 604                 /* only memory regions are associated with nodes, check it */
 605                 if (nid != MAX_NUMNODES && nid != memblock_get_region_node(m))
 606                         continue;
 607
 608                 /* scan areas before each reservation for intersection */
 609                 for ( ; ri < rsv->cnt + 1; ri++) {
 610                         struct memblock_region *r = &rsv->regions[ri];
 611                         phys_addr_t r_start = ri ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
 612                         phys_addr_t r_end = ri < rsv->cnt ? r->base : ULLONG_MAX;
 613
 614                         /* if ri advanced past mi, break out to advance mi */
 615                         if (r_start >= m_end)
 616                                 break;
 617                         /* if the two regions intersect, we're done */
 618                         if (m_start < r_end) {
 619                                 if (out_start)
 620                                         *out_start = max(m_start, r_start);
 621                                 if (out_end)
 622                                         *out_end = min(m_end, r_end);
 623                                 if (out_nid)
 624                                         *out_nid = memblock_get_region_node(m);
 625                                 /*
 626                                  * The region which ends first is advanced
 627                                  * for the next iteration.
 628                                  */
 629                                 if (m_end <= r_end)
 630                                         mi++;
 631                                 else
 632                                         ri++;
 633                                 *idx = (u32)mi | (u64)ri << 32;
 634                                 return;
 635                         }
 636                 }
 637         }
 638
 639         /* signal end of iteration */
 640         *idx = ULLONG_MAX;
 641 }
 642
 643 /**
 644  * __next_free_mem_range_rev - next function for for_each_free_mem_range_reverse()
 645  * @idx: pointer to u64 loop variable
 646  * @nid: nid: node selector, %MAX_NUMNODES for all nodes
 647  * @out_start: ptr to phys_addr_t for start address of the range, can be %NULL
 648  * @out_end: ptr to phys_addr_t for end address of the range, can be %NULL
 649  * @out_nid: ptr to int for nid of the range, can be %NULL
 650  *
 651  * Reverse of __next_free_mem_range().
 652  */
 653 void __init_memblock __next_free_mem_range_rev(u64 *idx, int nid,
 654                                            phys_addr_t *out_start,
 655                                            phys_addr_t *out_end, int *out_nid)
 656 {
 657         struct memblock_type *mem = &memblock.memory;
 658         struct memblock_type *rsv = &memblock.reserved;
 659         int mi = *idx & 0xffffffff;
 660         int ri = *idx >> 32;
 661
 662         if (*idx == (u64)ULLONG_MAX) {
 663                 mi = mem->cnt - 1;
 664                 ri = rsv->cnt;
 665         }
 666
 667         for ( ; mi >= 0; mi--) {
 668                 struct memblock_region *m = &mem->regions[mi];
 669                 phys_addr_t m_start = m->base;
 670                 phys_addr_t m_end = m->base + m->size;
 671
 672                 /* only memory regions are associated with nodes, check it */
 673                 if (nid != MAX_NUMNODES && nid != memblock_get_region_node(m))
 674                         continue;
 675
 676                 /* scan areas before each reservation for intersection */
 677                 for ( ; ri >= 0; ri--) {
 678                         struct memblock_region *r = &rsv->regions[ri];
 679                         phys_addr_t r_start = ri ? r[-1].base + r[-1].size : 0;
 680                         phys_addr_t r_end = ri < rsv->cnt ? r->base : ULLONG_MAX;
 681
 682                         /* if ri advanced past mi, break out to advance mi */
 683                         if (r_end <= m_start)
 684                                 break;
 685                         /* if the two regions intersect, we're done */
 686                         if (m_end > r_start) {
 687                                 if (out_start)
 688                                         *out_start = max(m_start, r_start);
 689                                 if (out_end)
 690                                         *out_end = min(m_end, r_end);
 691                                 if (out_nid)
 692                                         *out_nid = memblock_get_region_node(m);
 693
 694                                 if (m_start >= r_start)
 695                                         mi--;
 696                                 else
 697                                         ri--;
 698                                 *idx = (u32)mi | (u64)ri << 32;
 699                                 return;
 700                         }
 701                 }
 702         }
 703
 704         *idx = ULLONG_MAX;
 705 }
 706
 707 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
 708 /*
 709  * Common iterator interface used to define for_each_mem_range().
 710  */
 711 void __init_memblock __next_mem_pfn_range(int *idx, int nid,
 712                                 unsigned long *out_start_pfn,
 713                                 unsigned long *out_end_pfn, int *out_nid)
 714 {
 715         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
 716         struct memblock_region *r;
 717
 718         while (++*idx < type->cnt) {
 719                 r = &type->regions[*idx];
 720
 721                 if (PFN_UP(r->base) >= PFN_DOWN(r->base + r->size))
 722                         continue;
 723                 if (nid == MAX_NUMNODES || nid == r->nid)
 724                         break;
 725         }
 726         if (*idx >= type->cnt) {
 727                 *idx = -1;
 728                 return;
 729         }
 730
 731         if (out_start_pfn)
 732                 *out_start_pfn = PFN_UP(r->base);
 733         if (out_end_pfn)
 734                 *out_end_pfn = PFN_DOWN(r->base + r->size);
 735         if (out_nid)
 736                 *out_nid = r->nid;
 737 }
 738
 739 /**
 740  * memblock_set_node - set node ID on memblock regions
 741  * @base: base of area to set node ID for
 742  * @size: size of area to set node ID for
 743  * @nid: node ID to set
 744  *
 745  * Set the nid of memblock memory regions in [@base,@base+@size) to @nid.
 746  * Regions which cross the area boundaries are split as necessary.
 747  *
 748  * RETURNS:
 749  * 0 on success, -errno on failure.
 750  */
 751 int __init_memblock memblock_set_node(phys_addr_t base, phys_addr_t size,
 752                                       int nid)
 753 {
 754         struct memblock_type *type = &memblock.memory;
 755         int start_rgn, end_rgn;
 756         int i, ret;
 757
 758         ret = memblock_isolate_range(type, base, size, &start_rgn, &end_rgn);
 759         if (ret)
 760                 return ret;
 761
 762         for (i = start_rgn; i < end_rgn; i++)
 763                 type->regions[i].nid = nid;
 764
 765         memblock_merge_regions(type);
 766         return 0;
 767 }
 768 #endif /* CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP */
 769
 770 static phys_addr_t __init memblock_alloc_base_nid(phys_addr_t size,
 771                                         phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr,
 772                                         int nid)
 773 {
 774         phys_addr_t found;
 775
 776         /* align @size to avoid excessive fragmentation on reserved array */
 777         size = round_up(size, align);
 778
 779         found = memblock_find_in_range_node(0, max_addr, size, align, nid);
 780         if (found && !memblock_reserve(found, size))
 781                 return found;
 782
 783         return 0;
 784 }
 785
 786 phys_addr_t __init memblock_alloc_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
 787 {
 788         return memblock_alloc_base_nid(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE, nid);
 789 }
 790
 791 phys_addr_t __init __memblock_alloc_base(phys_addr_t size, phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr)
 792 {
 793         return memblock_alloc_base_nid(size, align, max_addr, MAX_NUMNODES);
 794 }
 795
 796 phys_addr_t __init memblock_alloc_base(phys_addr_t size, phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr)
 797 {
 798         phys_addr_t alloc;
 799
 800         alloc = __memblock_alloc_base(size, align, max_addr);
 801
 802         if (alloc == 0)
 803                 panic("ERROR: Failed to allocate 0x%llx bytes below 0x%llx.\n",
 804                       (unsigned long long) size, (unsigned long long) max_addr);
 805
 806         return alloc;
 807 }
 808
 809 phys_addr_t __init memblock_alloc(phys_addr_t size, phys_addr_t align)
 810 {
 811         return memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
 812 }
 813
 814 phys_addr_t __init memblock_alloc_try_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
 815 {
 816         phys_addr_t res = memblock_alloc_nid(size, align, nid);
 817
 818         if (res)
 819                 return res;
 820         return memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
 821 }
 822
 823
 824 /*
 825  * Remaining API functions
 826  */
 827
 828 phys_addr_t __init memblock_phys_mem_size(void)
 829 {
 830         return memblock.memory.total_size;
 831 }
 832
 833 /* lowest address */
 834 phys_addr_t __init_memblock memblock_start_of_DRAM(void)
 835 {
 836         return memblock.memory.regions[0].base;
 837 }
 838
 839 phys_addr_t __init_memblock memblock_end_of_DRAM(void)
 840 {
 841         int idx = memblock.memory.cnt - 1;
 842
 843         return (memblock.memory.regions[idx].base + memblock.memory.regions[idx].size);
 844 }
 845
 846 void __init memblock_enforce_memory_limit(phys_addr_t limit)
 847 {
 848         unsigned long i;
 849         phys_addr_t max_addr = (phys_addr_t)ULLONG_MAX;
 850
 851         if (!limit)
 852                 return;
 853
 854         /* find out max address */
 855         for (i = 0; i < memblock.memory.cnt; i++) {
 856                 struct memblock_region *r = &memblock.memory.regions[i];
 857
 858                 if (limit <= r->size) {
 859                         max_addr = r->base + limit;
 860                         break;
 861                 }
 862                 limit -= r->size;
 863         }
 864
 865         /* truncate both memory and reserved regions */
 866         __memblock_remove(&memblock.memory, max_addr, (phys_addr_t)ULLONG_MAX);
 867         __memblock_remove(&memblock.reserved, max_addr, (phys_addr_t)ULLONG_MAX);
 868 }
 869
 870 static int __init_memblock memblock_search(struct memblock_type *type, phys_addr_t addr)
 871 {
 872         unsigned int left = 0, right = type->cnt;
 873
 874         do {
 875                 unsigned int mid = (right + left) / 2;
 876
 877                 if (addr < type->regions[mid].base)
 878                         right = mid;
 879                 else if (addr >= (type->regions[mid].base +
 880                                   type->regions[mid].size))
 881                         left = mid + 1;
 882                 else
 883                         return mid;
 884         } while (left < right);
 885         return -1;
 886 }
 887
 888 int __init memblock_is_reserved(phys_addr_t addr)
 889 {
 890         return memblock_search(&memblock.reserved, addr) != -1;
 891 }
 892
 893 int __init_memblock memblock_is_memory(phys_addr_t addr)
 894 {
 895         return memblock_search(&memblock.memory, addr) != -1;
 896 }
 897
 898 /**
 899  * memblock_is_region_memory - check if a region is a subset of memory
 900  * @base: base of region to check
 901  * @size: size of region to check
 902  *
 903  * Check if the region [@base, @base+@size) is a subset of a memory block.
 904  *
 905  * RETURNS:
 906  * 0 if false, non-zero if true
 907  */
 908 int __init_memblock memblock_is_region_memory(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 909 {
 910         int idx = memblock_search(&memblock.memory, base);
 911         phys_addr_t end = base + memblock_cap_size(base, &size);
 912
 913         if (idx == -1)
 914                 return 0;
 915         return memblock.memory.regions[idx].base <= base &&
 916                 (memblock.memory.regions[idx].base +
 917                  memblock.memory.regions[idx].size) >= end;
 918 }
 919
 920 /**
 921  * memblock_is_region_reserved - check if a region intersects reserved memory
 922  * @base: base of region to check
 923  * @size: size of region to check
 924  *
 925  * Check if the region [@base, @base+@size) intersects a reserved memory block.
 926  *
 927  * RETURNS:
 928  * 0 if false, non-zero if true
 929  */
 930 int __init_memblock memblock_is_region_reserved(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 931 {
 932         memblock_cap_size(base, &size);
 933         return memblock_overlaps_region(&memblock.reserved, base, size) >= 0;
 934 }
 935
 936
 937 void __init_memblock memblock_set_current_limit(phys_addr_t limit)
 938 {
 939         memblock.current_limit = limit;
 940 }
 941
 942 static void __init_memblock memblock_dump(struct memblock_type *type, char *name)
 943 {
 944         unsigned long long base, size;
 945         int i;
 946
 947         pr_info(" %s.cnt  = 0x%lx\n", name, type->cnt);
 948
 949         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
 950                 struct memblock_region *rgn = &type->regions[i];
 951                 char nid_buf[32] = "";
 952
 953                 base = rgn->base;
 954                 size = rgn->size;
 955 #ifdef CONFIG_HAVE_MEMBLOCK_NODE_MAP
 956                 if (memblock_get_region_node(rgn) != MAX_NUMNODES)
 957                         snprintf(nid_buf, sizeof(nid_buf), " on node %d",
 958                                  memblock_get_region_node(rgn));
 959 #endif
 960                 pr_info(" %s[%#x]\t[%#016llx-%#016llx], %#llx bytes%s\n",
 961                         name, i, base, base + size - 1, size, nid_buf);
 962         }
 963 }
 964
 965 void __init_memblock __memblock_dump_all(void)
 966 {
 967         pr_info("MEMBLOCK configuration:\n");
 968         pr_info(" memory size = %#llx reserved size = %#llx\n",
 969                 (unsigned long long)memblock.memory.total_size,
 970                 (unsigned long long)memblock.reserved.total_size);
 971
 972         memblock_dump(&memblock.memory, "memory");
 973         memblock_dump(&memblock.reserved, "reserved");
 974 }
 975
 976 void __init memblock_allow_resize(void)
 977 {
 978         memblock_can_resize = 1;
 979 }
 980
 981 static int __init early_memblock(char *p)
 982 {
 983         if (p && strstr(p, "debug"))
 984                 memblock_debug = 1;
 985         return 0;
 986 }
 987 early_param("memblock", early_memblock);
 988
 989 #if defined(CONFIG_DEBUG_FS) && !defined(CONFIG_ARCH_DISCARD_MEMBLOCK)
 990
 991 static int memblock_debug_show(struct seq_file *m, void *private)
 992 {
 993         struct memblock_type *type = m->private;
 994         struct memblock_region *reg;
 995         int i;
 996
 997         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
 998                 reg = &type->regions[i];
 999                 seq_printf(m, "%4d: ", i);
1000                 if (sizeof(phys_addr_t) == 4)
1001                         seq_printf(m, "0x%08lx..0x%08lx\n",
1002                                    (unsigned long)reg->base,
1003                                    (unsigned long)(reg->base + reg->size - 1));
1004                 else
1005                         seq_printf(m, "0x%016llx..0x%016llx\n",
1006                                    (unsigned long long)reg->base,
1007                                    (unsigned long long)(reg->base + reg->size - 1));
1008
1009         }
1010         return 0;
1011 }
1012
1013 static int memblock_debug_open(struct inode *inode, struct file *file)
1014 {
1015         return single_open(file, memblock_debug_show, inode->i_private);
1016 }
1017
1018 static const struct file_operations memblock_debug_fops = {
1019         .open = memblock_debug_open,
1020         .read = seq_read,
1021         .llseek = seq_lseek,
1022         .release = single_release,
1023 };
1024
1025 static int __init memblock_init_debugfs(void)
1026 {
1027         struct dentry *root = debugfs_create_dir("memblock", NULL);
1028         if (!root)
1029                 return -ENXIO;
1030         debugfs_create_file("memory", S_IRUGO, root, &memblock.memory, &memblock_debug_fops);
1031         debugfs_create_file("reserved", S_IRUGO, root, &memblock.reserved, &memblock_debug_fops);
1032
1033         return 0;
1034 }
1035 __initcall(memblock_init_debugfs);
1036
1037 #endif /* CONFIG_DEBUG_FS */