Merge branch 'for-next' into for-linus
[linux-2.6.git] / kernel / early_res.c
1 /*
2  * early_res, could be used to replace bootmem
3  */
4 #include <linux/kernel.h>
5 #include <linux/types.h>
6 #include <linux/init.h>
7 #include <linux/bootmem.h>
8 #include <linux/mm.h>
9 #include <linux/early_res.h>
10
11 /*
12  * Early reserved memory areas.
13  */
14 /*
15  * need to make sure this one is bigger enough before
16  * find_fw_memmap_area could be used
17  */
18 #define MAX_EARLY_RES_X 32
19
20 struct early_res {
21         u64 start, end;
22         char name[15];
23         char overlap_ok;
24 };
25 static struct early_res early_res_x[MAX_EARLY_RES_X] __initdata;
26
27 static int max_early_res __initdata = MAX_EARLY_RES_X;
28 static struct early_res *early_res __initdata = &early_res_x[0];
29 static int early_res_count __initdata;
30
31 static int __init find_overlapped_early(u64 start, u64 end)
32 {
33         int i;
34         struct early_res *r;
35
36         for (i = 0; i < max_early_res && early_res[i].end; i++) {
37                 r = &early_res[i];
38                 if (end > r->start && start < r->end)
39                         break;
40         }
41
42         return i;
43 }
44
45 /*
46  * Drop the i-th range from the early reservation map,
47  * by copying any higher ranges down one over it, and
48  * clearing what had been the last slot.
49  */
50 static void __init drop_range(int i)
51 {
52         int j;
53
54         for (j = i + 1; j < max_early_res && early_res[j].end; j++)
55                 ;
56
57         memmove(&early_res[i], &early_res[i + 1],
58                (j - 1 - i) * sizeof(struct early_res));
59
60         early_res[j - 1].end = 0;
61         early_res_count--;
62 }
63
64 static void __init drop_range_partial(int i, u64 start, u64 end)
65 {
66         u64 common_start, common_end;
67         u64 old_start, old_end;
68
69         old_start = early_res[i].start;
70         old_end = early_res[i].end;
71         common_start = max(old_start, start);
72         common_end = min(old_end, end);
73
74         /* no overlap ? */
75         if (common_start >= common_end)
76                 return;
77
78         if (old_start < common_start) {
79                 /* make head segment */
80                 early_res[i].end = common_start;
81                 if (old_end > common_end) {
82                         char name[15];
83
84                         /*
85                          * Save a local copy of the name, since the
86                          * early_res array could get resized inside
87                          * reserve_early_without_check() ->
88                          * __check_and_double_early_res(), which would
89                          * make the current name pointer invalid.
90                          */
91                         strncpy(name, early_res[i].name,
92                                          sizeof(early_res[i].name) - 1);
93                         /* add another for left over on tail */
94                         reserve_early_without_check(common_end, old_end, name);
95                 }
96                 return;
97         } else {
98                 if (old_end > common_end) {
99                         /* reuse the entry for tail left */
100                         early_res[i].start = common_end;
101                         return;
102                 }
103                 /* all covered */
104                 drop_range(i);
105         }
106 }
107
108 /*
109  * Split any existing ranges that:
110  *  1) are marked 'overlap_ok', and
111  *  2) overlap with the stated range [start, end)
112  * into whatever portion (if any) of the existing range is entirely
113  * below or entirely above the stated range.  Drop the portion
114  * of the existing range that overlaps with the stated range,
115  * which will allow the caller of this routine to then add that
116  * stated range without conflicting with any existing range.
117  */
118 static void __init drop_overlaps_that_are_ok(u64 start, u64 end)
119 {
120         int i;
121         struct early_res *r;
122         u64 lower_start, lower_end;
123         u64 upper_start, upper_end;
124         char name[15];
125
126         for (i = 0; i < max_early_res && early_res[i].end; i++) {
127                 r = &early_res[i];
128
129                 /* Continue past non-overlapping ranges */
130                 if (end <= r->start || start >= r->end)
131                         continue;
132
133                 /*
134                  * Leave non-ok overlaps as is; let caller
135                  * panic "Overlapping early reservations"
136                  * when it hits this overlap.
137                  */
138                 if (!r->overlap_ok)
139                         return;
140
141                 /*
142                  * We have an ok overlap.  We will drop it from the early
143                  * reservation map, and add back in any non-overlapping
144                  * portions (lower or upper) as separate, overlap_ok,
145                  * non-overlapping ranges.
146                  */
147
148                 /* 1. Note any non-overlapping (lower or upper) ranges. */
149                 strncpy(name, r->name, sizeof(name) - 1);
150
151                 lower_start = lower_end = 0;
152                 upper_start = upper_end = 0;
153                 if (r->start < start) {
154                         lower_start = r->start;
155                         lower_end = start;
156                 }
157                 if (r->end > end) {
158                         upper_start = end;
159                         upper_end = r->end;
160                 }
161
162                 /* 2. Drop the original ok overlapping range */
163                 drop_range(i);
164
165                 i--;            /* resume for-loop on copied down entry */
166
167                 /* 3. Add back in any non-overlapping ranges. */
168                 if (lower_end)
169                         reserve_early_overlap_ok(lower_start, lower_end, name);
170                 if (upper_end)
171                         reserve_early_overlap_ok(upper_start, upper_end, name);
172         }
173 }
174
175 static void __init __reserve_early(u64 start, u64 end, char *name,
176                                                 int overlap_ok)
177 {
178         int i;
179         struct early_res *r;
180
181         i = find_overlapped_early(start, end);
182         if (i >= max_early_res)
183                 panic("Too many early reservations");
184         r = &early_res[i];
185         if (r->end)
186                 panic("Overlapping early reservations "
187                       "%llx-%llx %s to %llx-%llx %s\n",
188                       start, end - 1, name ? name : "", r->start,
189                       r->end - 1, r->name);
190         r->start = start;
191         r->end = end;
192         r->overlap_ok = overlap_ok;
193         if (name)
194                 strncpy(r->name, name, sizeof(r->name) - 1);
195         early_res_count++;
196 }
197
198 /*
199  * A few early reservtations come here.
200  *
201  * The 'overlap_ok' in the name of this routine does -not- mean it
202  * is ok for these reservations to overlap an earlier reservation.
203  * Rather it means that it is ok for subsequent reservations to
204  * overlap this one.
205  *
206  * Use this entry point to reserve early ranges when you are doing
207  * so out of "Paranoia", reserving perhaps more memory than you need,
208  * just in case, and don't mind a subsequent overlapping reservation
209  * that is known to be needed.
210  *
211  * The drop_overlaps_that_are_ok() call here isn't really needed.
212  * It would be needed if we had two colliding 'overlap_ok'
213  * reservations, so that the second such would not panic on the
214  * overlap with the first.  We don't have any such as of this
215  * writing, but might as well tolerate such if it happens in
216  * the future.
217  */
218 void __init reserve_early_overlap_ok(u64 start, u64 end, char *name)
219 {
220         drop_overlaps_that_are_ok(start, end);
221         __reserve_early(start, end, name, 1);
222 }
223
224 static void __init __check_and_double_early_res(u64 ex_start, u64 ex_end)
225 {
226         u64 start, end, size, mem;
227         struct early_res *new;
228
229         /* do we have enough slots left ? */
230         if ((max_early_res - early_res_count) > max(max_early_res/8, 2))
231                 return;
232
233         /* double it */
234         mem = -1ULL;
235         size = sizeof(struct early_res) * max_early_res * 2;
236         if (early_res == early_res_x)
237                 start = 0;
238         else
239                 start = early_res[0].end;
240         end = ex_start;
241         if (start + size < end)
242                 mem = find_fw_memmap_area(start, end, size,
243                                          sizeof(struct early_res));
244         if (mem == -1ULL) {
245                 start = ex_end;
246                 end = get_max_mapped();
247                 if (start + size < end)
248                         mem = find_fw_memmap_area(start, end, size,
249                                                  sizeof(struct early_res));
250         }
251         if (mem == -1ULL)
252                 panic("can not find more space for early_res array");
253
254         new = __va(mem);
255         /* save the first one for own */
256         new[0].start = mem;
257         new[0].end = mem + size;
258         new[0].overlap_ok = 0;
259         /* copy old to new */
260         if (early_res == early_res_x) {
261                 memcpy(&new[1], &early_res[0],
262                          sizeof(struct early_res) * max_early_res);
263                 memset(&new[max_early_res+1], 0,
264                          sizeof(struct early_res) * (max_early_res - 1));
265                 early_res_count++;
266         } else {
267                 memcpy(&new[1], &early_res[1],
268                          sizeof(struct early_res) * (max_early_res - 1));
269                 memset(&new[max_early_res], 0,
270                          sizeof(struct early_res) * max_early_res);
271         }
272         memset(&early_res[0], 0, sizeof(struct early_res) * max_early_res);
273         early_res = new;
274         max_early_res *= 2;
275         printk(KERN_DEBUG "early_res array is doubled to %d at [%llx - %llx]\n",
276                 max_early_res, mem, mem + size - 1);
277 }
278
279 /*
280  * Most early reservations come here.
281  *
282  * We first have drop_overlaps_that_are_ok() drop any pre-existing
283  * 'overlap_ok' ranges, so that we can then reserve this memory
284  * range without risk of panic'ing on an overlapping overlap_ok
285  * early reservation.
286  */
287 void __init reserve_early(u64 start, u64 end, char *name)
288 {
289         if (start >= end)
290                 return;
291
292         __check_and_double_early_res(start, end);
293
294         drop_overlaps_that_are_ok(start, end);
295         __reserve_early(start, end, name, 0);
296 }
297
298 void __init reserve_early_without_check(u64 start, u64 end, char *name)
299 {
300         struct early_res *r;
301
302         if (start >= end)
303                 return;
304
305         __check_and_double_early_res(start, end);
306
307         r = &early_res[early_res_count];
308
309         r->start = start;
310         r->end = end;
311         r->overlap_ok = 0;
312         if (name)
313                 strncpy(r->name, name, sizeof(r->name) - 1);
314         early_res_count++;
315 }
316
317 void __init free_early(u64 start, u64 end)
318 {
319         struct early_res *r;
320         int i;
321
322         i = find_overlapped_early(start, end);
323         r = &early_res[i];
324         if (i >= max_early_res || r->end != end || r->start != start)
325                 panic("free_early on not reserved area: %llx-%llx!",
326                          start, end - 1);
327
328         drop_range(i);
329 }
330
331 void __init free_early_partial(u64 start, u64 end)
332 {
333         struct early_res *r;
334         int i;
335
336 try_next:
337         i = find_overlapped_early(start, end);
338         if (i >= max_early_res)
339                 return;
340
341         r = &early_res[i];
342         /* hole ? */
343         if (r->end >= end && r->start <= start) {
344                 drop_range_partial(i, start, end);
345                 return;
346         }
347
348         drop_range_partial(i, start, end);
349         goto try_next;
350 }
351
352 #ifdef CONFIG_NO_BOOTMEM
353 static void __init subtract_early_res(struct range *range, int az)
354 {
355         int i, count;
356         u64 final_start, final_end;
357         int idx = 0;
358
359         count  = 0;
360         for (i = 0; i < max_early_res && early_res[i].end; i++)
361                 count++;
362
363         /* need to skip first one ?*/
364         if (early_res != early_res_x)
365                 idx = 1;
366
367 #define DEBUG_PRINT_EARLY_RES 1
368
369 #if DEBUG_PRINT_EARLY_RES
370         printk(KERN_INFO "Subtract (%d early reservations)\n", count);
371 #endif
372         for (i = idx; i < count; i++) {
373                 struct early_res *r = &early_res[i];
374 #if DEBUG_PRINT_EARLY_RES
375                 printk(KERN_INFO "  #%d [%010llx - %010llx] %15s\n", i,
376                         r->start, r->end, r->name);
377 #endif
378                 final_start = PFN_DOWN(r->start);
379                 final_end = PFN_UP(r->end);
380                 if (final_start >= final_end)
381                         continue;
382                 subtract_range(range, az, final_start, final_end);
383         }
384
385 }
386
387 int __init get_free_all_memory_range(struct range **rangep, int nodeid)
388 {
389         int i, count;
390         u64 start = 0, end;
391         u64 size;
392         u64 mem;
393         struct range *range;
394         int nr_range;
395
396         count  = 0;
397         for (i = 0; i < max_early_res && early_res[i].end; i++)
398                 count++;
399
400         count *= 2;
401
402         size = sizeof(struct range) * count;
403         end = get_max_mapped();
404 #ifdef MAX_DMA32_PFN
405         if (end > (MAX_DMA32_PFN << PAGE_SHIFT))
406                 start = MAX_DMA32_PFN << PAGE_SHIFT;
407 #endif
408         mem = find_fw_memmap_area(start, end, size, sizeof(struct range));
409         if (mem == -1ULL)
410                 panic("can not find more space for range free");
411
412         range = __va(mem);
413         /* use early_node_map[] and early_res to get range array at first */
414         memset(range, 0, size);
415         nr_range = 0;
416
417         /* need to go over early_node_map to find out good range for node */
418         nr_range = add_from_early_node_map(range, count, nr_range, nodeid);
419 #ifdef CONFIG_X86_32
420         subtract_range(range, count, max_low_pfn, -1ULL);
421 #endif
422         subtract_early_res(range, count);
423         nr_range = clean_sort_range(range, count);
424
425         /* need to clear it ? */
426         if (nodeid == MAX_NUMNODES) {
427                 memset(&early_res[0], 0,
428                          sizeof(struct early_res) * max_early_res);
429                 early_res = NULL;
430                 max_early_res = 0;
431         }
432
433         *rangep = range;
434         return nr_range;
435 }
436 #else
437 void __init early_res_to_bootmem(u64 start, u64 end)
438 {
439         int i, count;
440         u64 final_start, final_end;
441         int idx = 0;
442
443         count  = 0;
444         for (i = 0; i < max_early_res && early_res[i].end; i++)
445                 count++;
446
447         /* need to skip first one ?*/
448         if (early_res != early_res_x)
449                 idx = 1;
450
451         printk(KERN_INFO "(%d/%d early reservations) ==> bootmem [%010llx - %010llx]\n",
452                          count - idx, max_early_res, start, end);
453         for (i = idx; i < count; i++) {
454                 struct early_res *r = &early_res[i];
455                 printk(KERN_INFO "  #%d [%010llx - %010llx] %16s", i,
456                         r->start, r->end, r->name);
457                 final_start = max(start, r->start);
458                 final_end = min(end, r->end);
459                 if (final_start >= final_end) {
460                         printk(KERN_CONT "\n");
461                         continue;
462                 }
463                 printk(KERN_CONT " ==> [%010llx - %010llx]\n",
464                         final_start, final_end);
465                 reserve_bootmem_generic(final_start, final_end - final_start,
466                                 BOOTMEM_DEFAULT);
467         }
468         /* clear them */
469         memset(&early_res[0], 0, sizeof(struct early_res) * max_early_res);
470         early_res = NULL;
471         max_early_res = 0;
472         early_res_count = 0;
473 }
474 #endif
475
476 /* Check for already reserved areas */
477 static inline int __init bad_addr(u64 *addrp, u64 size, u64 align)
478 {
479         int i;
480         u64 addr = *addrp;
481         int changed = 0;
482         struct early_res *r;
483 again:
484         i = find_overlapped_early(addr, addr + size);
485         r = &early_res[i];
486         if (i < max_early_res && r->end) {
487                 *addrp = addr = round_up(r->end, align);
488                 changed = 1;
489                 goto again;
490         }
491         return changed;
492 }
493
494 /* Check for already reserved areas */
495 static inline int __init bad_addr_size(u64 *addrp, u64 *sizep, u64 align)
496 {
497         int i;
498         u64 addr = *addrp, last;
499         u64 size = *sizep;
500         int changed = 0;
501 again:
502         last = addr + size;
503         for (i = 0; i < max_early_res && early_res[i].end; i++) {
504                 struct early_res *r = &early_res[i];
505                 if (last > r->start && addr < r->start) {
506                         size = r->start - addr;
507                         changed = 1;
508                         goto again;
509                 }
510                 if (last > r->end && addr < r->end) {
511                         addr = round_up(r->end, align);
512                         size = last - addr;
513                         changed = 1;
514                         goto again;
515                 }
516                 if (last <= r->end && addr >= r->start) {
517                         (*sizep)++;
518                         return 0;
519                 }
520         }
521         if (changed) {
522                 *addrp = addr;
523                 *sizep = size;
524         }
525         return changed;
526 }
527
528 /*
529  * Find a free area with specified alignment in a specific range.
530  * only with the area.between start to end is active range from early_node_map
531  * so they are good as RAM
532  */
533 u64 __init find_early_area(u64 ei_start, u64 ei_last, u64 start, u64 end,
534                          u64 size, u64 align)
535 {
536         u64 addr, last;
537
538         addr = round_up(ei_start, align);
539         if (addr < start)
540                 addr = round_up(start, align);
541         if (addr >= ei_last)
542                 goto out;
543         while (bad_addr(&addr, size, align) && addr+size <= ei_last)
544                 ;
545         last = addr + size;
546         if (last > ei_last)
547                 goto out;
548         if (last > end)
549                 goto out;
550
551         return addr;
552
553 out:
554         return -1ULL;
555 }
556
557 u64 __init find_early_area_size(u64 ei_start, u64 ei_last, u64 start,
558                          u64 *sizep, u64 align)
559 {
560         u64 addr, last;
561
562         addr = round_up(ei_start, align);
563         if (addr < start)
564                 addr = round_up(start, align);
565         if (addr >= ei_last)
566                 goto out;
567         *sizep = ei_last - addr;
568         while (bad_addr_size(&addr, sizep, align) && addr + *sizep <= ei_last)
569                 ;
570         last = addr + *sizep;
571         if (last > ei_last)
572                 goto out;
573
574         return addr;
575
576 out:
577         return -1ULL;
578 }