2058cb7595f2d9de2e5fbb1d6fa8909db60ddc4f
[linux-2.6.git] / mm / bootmem.c
1 /*
2  *  bootmem - A boot-time physical memory allocator and configurator
3  *
4  *  Copyright (C) 1999 Ingo Molnar
5  *                1999 Kanoj Sarcar, SGI
6  *                2008 Johannes Weiner
7  *
8  * Access to this subsystem has to be serialized externally (which is true
9  * for the boot process anyway).
10  */
11 #include <linux/init.h>
12 #include <linux/pfn.h>
13 #include <linux/bootmem.h>
14 #include <linux/module.h>
15 #include <linux/kmemleak.h>
16 #include <linux/range.h>
17
18 #include <asm/bug.h>
19 #include <asm/io.h>
20 #include <asm/processor.h>
21
22 #include "internal.h"
23
24 unsigned long max_low_pfn;
25 unsigned long min_low_pfn;
26 unsigned long max_pfn;
27
28 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
29 /*
30  * If we have booted due to a crash, max_pfn will be a very low value. We need
31  * to know the amount of memory that the previous kernel used.
32  */
33 unsigned long saved_max_pfn;
34 #endif
35
36 #ifndef CONFIG_NO_BOOTMEM
37 bootmem_data_t bootmem_node_data[MAX_NUMNODES] __initdata;
38
39 static struct list_head bdata_list __initdata = LIST_HEAD_INIT(bdata_list);
40
41 static int bootmem_debug;
42
43 static int __init bootmem_debug_setup(char *buf)
44 {
45         bootmem_debug = 1;
46         return 0;
47 }
48 early_param("bootmem_debug", bootmem_debug_setup);
49
50 #define bdebug(fmt, args...) ({                         \
51         if (unlikely(bootmem_debug))                    \
52                 printk(KERN_INFO                        \
53                         "bootmem::%s " fmt,             \
54                         __func__, ## args);             \
55 })
56
57 static unsigned long __init bootmap_bytes(unsigned long pages)
58 {
59         unsigned long bytes = (pages + 7) / 8;
60
61         return ALIGN(bytes, sizeof(long));
62 }
63
64 /**
65  * bootmem_bootmap_pages - calculate bitmap size in pages
66  * @pages: number of pages the bitmap has to represent
67  */
68 unsigned long __init bootmem_bootmap_pages(unsigned long pages)
69 {
70         unsigned long bytes = bootmap_bytes(pages);
71
72         return PAGE_ALIGN(bytes) >> PAGE_SHIFT;
73 }
74
75 /*
76  * link bdata in order
77  */
78 static void __init link_bootmem(bootmem_data_t *bdata)
79 {
80         struct list_head *iter;
81
82         list_for_each(iter, &bdata_list) {
83                 bootmem_data_t *ent;
84
85                 ent = list_entry(iter, bootmem_data_t, list);
86                 if (bdata->node_min_pfn < ent->node_min_pfn)
87                         break;
88         }
89         list_add_tail(&bdata->list, iter);
90 }
91
92 /*
93  * Called once to set up the allocator itself.
94  */
95 static unsigned long __init init_bootmem_core(bootmem_data_t *bdata,
96         unsigned long mapstart, unsigned long start, unsigned long end)
97 {
98         unsigned long mapsize;
99
100         mminit_validate_memmodel_limits(&start, &end);
101         bdata->node_bootmem_map = phys_to_virt(PFN_PHYS(mapstart));
102         bdata->node_min_pfn = start;
103         bdata->node_low_pfn = end;
104         link_bootmem(bdata);
105
106         /*
107          * Initially all pages are reserved - setup_arch() has to
108          * register free RAM areas explicitly.
109          */
110         mapsize = bootmap_bytes(end - start);
111         memset(bdata->node_bootmem_map, 0xff, mapsize);
112
113         bdebug("nid=%td start=%lx map=%lx end=%lx mapsize=%lx\n",
114                 bdata - bootmem_node_data, start, mapstart, end, mapsize);
115
116         return mapsize;
117 }
118
119 /**
120  * init_bootmem_node - register a node as boot memory
121  * @pgdat: node to register
122  * @freepfn: pfn where the bitmap for this node is to be placed
123  * @startpfn: first pfn on the node
124  * @endpfn: first pfn after the node
125  *
126  * Returns the number of bytes needed to hold the bitmap for this node.
127  */
128 unsigned long __init init_bootmem_node(pg_data_t *pgdat, unsigned long freepfn,
129                                 unsigned long startpfn, unsigned long endpfn)
130 {
131         return init_bootmem_core(pgdat->bdata, freepfn, startpfn, endpfn);
132 }
133
134 /**
135  * init_bootmem - register boot memory
136  * @start: pfn where the bitmap is to be placed
137  * @pages: number of available physical pages
138  *
139  * Returns the number of bytes needed to hold the bitmap.
140  */
141 unsigned long __init init_bootmem(unsigned long start, unsigned long pages)
142 {
143         max_low_pfn = pages;
144         min_low_pfn = start;
145         return init_bootmem_core(NODE_DATA(0)->bdata, start, 0, pages);
146 }
147 #endif
148 /*
149  * free_bootmem_late - free bootmem pages directly to page allocator
150  * @addr: starting address of the range
151  * @size: size of the range in bytes
152  *
153  * This is only useful when the bootmem allocator has already been torn
154  * down, but we are still initializing the system.  Pages are given directly
155  * to the page allocator, no bootmem metadata is updated because it is gone.
156  */
157 void __init free_bootmem_late(unsigned long addr, unsigned long size)
158 {
159         unsigned long cursor, end;
160
161         kmemleak_free_part(__va(addr), size);
162
163         cursor = PFN_UP(addr);
164         end = PFN_DOWN(addr + size);
165
166         for (; cursor < end; cursor++) {
167                 __free_pages_bootmem(pfn_to_page(cursor), 0);
168                 totalram_pages++;
169         }
170 }
171
172 #ifdef CONFIG_NO_BOOTMEM
173 static void __init __free_pages_memory(unsigned long start, unsigned long end)
174 {
175         int i;
176         unsigned long start_aligned, end_aligned;
177         int order = ilog2(BITS_PER_LONG);
178
179         start_aligned = (start + (BITS_PER_LONG - 1)) & ~(BITS_PER_LONG - 1);
180         end_aligned = end & ~(BITS_PER_LONG - 1);
181
182         if (end_aligned <= start_aligned) {
183                 for (i = start; i < end; i++)
184                         __free_pages_bootmem(pfn_to_page(i), 0);
185
186                 return;
187         }
188
189         for (i = start; i < start_aligned; i++)
190                 __free_pages_bootmem(pfn_to_page(i), 0);
191
192         for (i = start_aligned; i < end_aligned; i += BITS_PER_LONG)
193                 __free_pages_bootmem(pfn_to_page(i), order);
194
195         for (i = end_aligned; i < end; i++)
196                 __free_pages_bootmem(pfn_to_page(i), 0);
197 }
198
199 unsigned long __init free_all_memory_core_early(int nodeid)
200 {
201         int i;
202         u64 start, end;
203         unsigned long count = 0;
204         struct range *range = NULL;
205         int nr_range;
206
207         nr_range = get_free_all_memory_range(&range, nodeid);
208
209         for (i = 0; i < nr_range; i++) {
210                 start = range[i].start;
211                 end = range[i].end;
212                 count += end - start;
213                 __free_pages_memory(start, end);
214         }
215
216         return count;
217 }
218 #else
219 static unsigned long __init free_all_bootmem_core(bootmem_data_t *bdata)
220 {
221         int aligned;
222         struct page *page;
223         unsigned long start, end, pages, count = 0;
224
225         if (!bdata->node_bootmem_map)
226                 return 0;
227
228         start = bdata->node_min_pfn;
229         end = bdata->node_low_pfn;
230
231         /*
232          * If the start is aligned to the machines wordsize, we might
233          * be able to free pages in bulks of that order.
234          */
235         aligned = !(start & (BITS_PER_LONG - 1));
236
237         bdebug("nid=%td start=%lx end=%lx aligned=%d\n",
238                 bdata - bootmem_node_data, start, end, aligned);
239
240         while (start < end) {
241                 unsigned long *map, idx, vec;
242
243                 map = bdata->node_bootmem_map;
244                 idx = start - bdata->node_min_pfn;
245                 vec = ~map[idx / BITS_PER_LONG];
246
247                 if (aligned && vec == ~0UL && start + BITS_PER_LONG < end) {
248                         int order = ilog2(BITS_PER_LONG);
249
250                         __free_pages_bootmem(pfn_to_page(start), order);
251                         count += BITS_PER_LONG;
252                 } else {
253                         unsigned long off = 0;
254
255                         while (vec && off < BITS_PER_LONG) {
256                                 if (vec & 1) {
257                                         page = pfn_to_page(start + off);
258                                         __free_pages_bootmem(page, 0);
259                                         count++;
260                                 }
261                                 vec >>= 1;
262                                 off++;
263                         }
264                 }
265                 start += BITS_PER_LONG;
266         }
267
268         page = virt_to_page(bdata->node_bootmem_map);
269         pages = bdata->node_low_pfn - bdata->node_min_pfn;
270         pages = bootmem_bootmap_pages(pages);
271         count += pages;
272         while (pages--)
273                 __free_pages_bootmem(page++, 0);
274
275         bdebug("nid=%td released=%lx\n", bdata - bootmem_node_data, count);
276
277         return count;
278 }
279 #endif
280
281 /**
282  * free_all_bootmem_node - release a node's free pages to the buddy allocator
283  * @pgdat: node to be released
284  *
285  * Returns the number of pages actually released.
286  */
287 unsigned long __init free_all_bootmem_node(pg_data_t *pgdat)
288 {
289         register_page_bootmem_info_node(pgdat);
290 #ifdef CONFIG_NO_BOOTMEM
291         /* free_all_memory_core_early(MAX_NUMNODES) will be called later */
292         return 0;
293 #else
294         return free_all_bootmem_core(pgdat->bdata);
295 #endif
296 }
297
298 /**
299  * free_all_bootmem - release free pages to the buddy allocator
300  *
301  * Returns the number of pages actually released.
302  */
303 unsigned long __init free_all_bootmem(void)
304 {
305 #ifdef CONFIG_NO_BOOTMEM
306         /*
307          * We need to use MAX_NUMNODES instead of NODE_DATA(0)->node_id
308          *  because in some case like Node0 doesnt have RAM installed
309          *  low ram will be on Node1
310          * Use MAX_NUMNODES will make sure all ranges in early_node_map[]
311          *  will be used instead of only Node0 related
312          */
313         return free_all_memory_core_early(MAX_NUMNODES);
314 #else
315         return free_all_bootmem_core(NODE_DATA(0)->bdata);
316 #endif
317 }
318
319 #ifndef CONFIG_NO_BOOTMEM
320 static void __init __free(bootmem_data_t *bdata,
321                         unsigned long sidx, unsigned long eidx)
322 {
323         unsigned long idx;
324
325         bdebug("nid=%td start=%lx end=%lx\n", bdata - bootmem_node_data,
326                 sidx + bdata->node_min_pfn,
327                 eidx + bdata->node_min_pfn);
328
329         if (bdata->hint_idx > sidx)
330                 bdata->hint_idx = sidx;
331
332         for (idx = sidx; idx < eidx; idx++)
333                 if (!test_and_clear_bit(idx, bdata->node_bootmem_map))
334                         BUG();
335 }
336
337 static int __init __reserve(bootmem_data_t *bdata, unsigned long sidx,
338                         unsigned long eidx, int flags)
339 {
340         unsigned long idx;
341         int exclusive = flags & BOOTMEM_EXCLUSIVE;
342
343         bdebug("nid=%td start=%lx end=%lx flags=%x\n",
344                 bdata - bootmem_node_data,
345                 sidx + bdata->node_min_pfn,
346                 eidx + bdata->node_min_pfn,
347                 flags);
348
349         for (idx = sidx; idx < eidx; idx++)
350                 if (test_and_set_bit(idx, bdata->node_bootmem_map)) {
351                         if (exclusive) {
352                                 __free(bdata, sidx, idx);
353                                 return -EBUSY;
354                         }
355                         bdebug("silent double reserve of PFN %lx\n",
356                                 idx + bdata->node_min_pfn);
357                 }
358         return 0;
359 }
360
361 static int __init mark_bootmem_node(bootmem_data_t *bdata,
362                                 unsigned long start, unsigned long end,
363                                 int reserve, int flags)
364 {
365         unsigned long sidx, eidx;
366
367         bdebug("nid=%td start=%lx end=%lx reserve=%d flags=%x\n",
368                 bdata - bootmem_node_data, start, end, reserve, flags);
369
370         BUG_ON(start < bdata->node_min_pfn);
371         BUG_ON(end > bdata->node_low_pfn);
372
373         sidx = start - bdata->node_min_pfn;
374         eidx = end - bdata->node_min_pfn;
375
376         if (reserve)
377                 return __reserve(bdata, sidx, eidx, flags);
378         else
379                 __free(bdata, sidx, eidx);
380         return 0;
381 }
382
383 static int __init mark_bootmem(unsigned long start, unsigned long end,
384                                 int reserve, int flags)
385 {
386         unsigned long pos;
387         bootmem_data_t *bdata;
388
389         pos = start;
390         list_for_each_entry(bdata, &bdata_list, list) {
391                 int err;
392                 unsigned long max;
393
394                 if (pos < bdata->node_min_pfn ||
395                     pos >= bdata->node_low_pfn) {
396                         BUG_ON(pos != start);
397                         continue;
398                 }
399
400                 max = min(bdata->node_low_pfn, end);
401
402                 err = mark_bootmem_node(bdata, pos, max, reserve, flags);
403                 if (reserve && err) {
404                         mark_bootmem(start, pos, 0, 0);
405                         return err;
406                 }
407
408                 if (max == end)
409                         return 0;
410                 pos = bdata->node_low_pfn;
411         }
412         BUG();
413 }
414 #endif
415
416 /**
417  * free_bootmem_node - mark a page range as usable
418  * @pgdat: node the range resides on
419  * @physaddr: starting address of the range
420  * @size: size of the range in bytes
421  *
422  * Partial pages will be considered reserved and left as they are.
423  *
424  * The range must reside completely on the specified node.
425  */
426 void __init free_bootmem_node(pg_data_t *pgdat, unsigned long physaddr,
427                               unsigned long size)
428 {
429 #ifdef CONFIG_NO_BOOTMEM
430         free_early(physaddr, physaddr + size);
431 #else
432         unsigned long start, end;
433
434         kmemleak_free_part(__va(physaddr), size);
435
436         start = PFN_UP(physaddr);
437         end = PFN_DOWN(physaddr + size);
438
439         mark_bootmem_node(pgdat->bdata, start, end, 0, 0);
440 #endif
441 }
442
443 /**
444  * free_bootmem - mark a page range as usable
445  * @addr: starting address of the range
446  * @size: size of the range in bytes
447  *
448  * Partial pages will be considered reserved and left as they are.
449  *
450  * The range must be contiguous but may span node boundaries.
451  */
452 void __init free_bootmem(unsigned long addr, unsigned long size)
453 {
454 #ifdef CONFIG_NO_BOOTMEM
455         free_early(addr, addr + size);
456 #else
457         unsigned long start, end;
458
459         kmemleak_free_part(__va(addr), size);
460
461         start = PFN_UP(addr);
462         end = PFN_DOWN(addr + size);
463
464         mark_bootmem(start, end, 0, 0);
465 #endif
466 }
467
468 /**
469  * reserve_bootmem_node - mark a page range as reserved
470  * @pgdat: node the range resides on
471  * @physaddr: starting address of the range
472  * @size: size of the range in bytes
473  * @flags: reservation flags (see linux/bootmem.h)
474  *
475  * Partial pages will be reserved.
476  *
477  * The range must reside completely on the specified node.
478  */
479 int __init reserve_bootmem_node(pg_data_t *pgdat, unsigned long physaddr,
480                                  unsigned long size, int flags)
481 {
482 #ifdef CONFIG_NO_BOOTMEM
483         panic("no bootmem");
484         return 0;
485 #else
486         unsigned long start, end;
487
488         start = PFN_DOWN(physaddr);
489         end = PFN_UP(physaddr + size);
490
491         return mark_bootmem_node(pgdat->bdata, start, end, 1, flags);
492 #endif
493 }
494
495 /**
496  * reserve_bootmem - mark a page range as usable
497  * @addr: starting address of the range
498  * @size: size of the range in bytes
499  * @flags: reservation flags (see linux/bootmem.h)
500  *
501  * Partial pages will be reserved.
502  *
503  * The range must be contiguous but may span node boundaries.
504  */
505 int __init reserve_bootmem(unsigned long addr, unsigned long size,
506                             int flags)
507 {
508 #ifdef CONFIG_NO_BOOTMEM
509         panic("no bootmem");
510         return 0;
511 #else
512         unsigned long start, end;
513
514         start = PFN_DOWN(addr);
515         end = PFN_UP(addr + size);
516
517         return mark_bootmem(start, end, 1, flags);
518 #endif
519 }
520
521 #ifndef CONFIG_NO_BOOTMEM
522 static unsigned long __init align_idx(struct bootmem_data *bdata,
523                                       unsigned long idx, unsigned long step)
524 {
525         unsigned long base = bdata->node_min_pfn;
526
527         /*
528          * Align the index with respect to the node start so that the
529          * combination of both satisfies the requested alignment.
530          */
531
532         return ALIGN(base + idx, step) - base;
533 }
534
535 static unsigned long __init align_off(struct bootmem_data *bdata,
536                                       unsigned long off, unsigned long align)
537 {
538         unsigned long base = PFN_PHYS(bdata->node_min_pfn);
539
540         /* Same as align_idx for byte offsets */
541
542         return ALIGN(base + off, align) - base;
543 }
544
545 static void * __init alloc_bootmem_core(struct bootmem_data *bdata,
546                                         unsigned long size, unsigned long align,
547                                         unsigned long goal, unsigned long limit)
548 {
549         unsigned long fallback = 0;
550         unsigned long min, max, start, sidx, midx, step;
551
552         bdebug("nid=%td size=%lx [%lu pages] align=%lx goal=%lx limit=%lx\n",
553                 bdata - bootmem_node_data, size, PAGE_ALIGN(size) >> PAGE_SHIFT,
554                 align, goal, limit);
555
556         BUG_ON(!size);
557         BUG_ON(align & (align - 1));
558         BUG_ON(limit && goal + size > limit);
559
560         if (!bdata->node_bootmem_map)
561                 return NULL;
562
563         min = bdata->node_min_pfn;
564         max = bdata->node_low_pfn;
565
566         goal >>= PAGE_SHIFT;
567         limit >>= PAGE_SHIFT;
568
569         if (limit && max > limit)
570                 max = limit;
571         if (max <= min)
572                 return NULL;
573
574         step = max(align >> PAGE_SHIFT, 1UL);
575
576         if (goal && min < goal && goal < max)
577                 start = ALIGN(goal, step);
578         else
579                 start = ALIGN(min, step);
580
581         sidx = start - bdata->node_min_pfn;
582         midx = max - bdata->node_min_pfn;
583
584         if (bdata->hint_idx > sidx) {
585                 /*
586                  * Handle the valid case of sidx being zero and still
587                  * catch the fallback below.
588                  */
589                 fallback = sidx + 1;
590                 sidx = align_idx(bdata, bdata->hint_idx, step);
591         }
592
593         while (1) {
594                 int merge;
595                 void *region;
596                 unsigned long eidx, i, start_off, end_off;
597 find_block:
598                 sidx = find_next_zero_bit(bdata->node_bootmem_map, midx, sidx);
599                 sidx = align_idx(bdata, sidx, step);
600                 eidx = sidx + PFN_UP(size);
601
602                 if (sidx >= midx || eidx > midx)
603                         break;
604
605                 for (i = sidx; i < eidx; i++)
606                         if (test_bit(i, bdata->node_bootmem_map)) {
607                                 sidx = align_idx(bdata, i, step);
608                                 if (sidx == i)
609                                         sidx += step;
610                                 goto find_block;
611                         }
612
613                 if (bdata->last_end_off & (PAGE_SIZE - 1) &&
614                                 PFN_DOWN(bdata->last_end_off) + 1 == sidx)
615                         start_off = align_off(bdata, bdata->last_end_off, align);
616                 else
617                         start_off = PFN_PHYS(sidx);
618
619                 merge = PFN_DOWN(start_off) < sidx;
620                 end_off = start_off + size;
621
622                 bdata->last_end_off = end_off;
623                 bdata->hint_idx = PFN_UP(end_off);
624
625                 /*
626                  * Reserve the area now:
627                  */
628                 if (__reserve(bdata, PFN_DOWN(start_off) + merge,
629                                 PFN_UP(end_off), BOOTMEM_EXCLUSIVE))
630                         BUG();
631
632                 region = phys_to_virt(PFN_PHYS(bdata->node_min_pfn) +
633                                 start_off);
634                 memset(region, 0, size);
635                 /*
636                  * The min_count is set to 0 so that bootmem allocated blocks
637                  * are never reported as leaks.
638                  */
639                 kmemleak_alloc(region, size, 0, 0);
640                 return region;
641         }
642
643         if (fallback) {
644                 sidx = align_idx(bdata, fallback - 1, step);
645                 fallback = 0;
646                 goto find_block;
647         }
648
649         return NULL;
650 }
651
652 static void * __init alloc_arch_preferred_bootmem(bootmem_data_t *bdata,
653                                         unsigned long size, unsigned long align,
654                                         unsigned long goal, unsigned long limit)
655 {
656         if (WARN_ON_ONCE(slab_is_available()))
657                 return kzalloc(size, GFP_NOWAIT);
658
659 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_BOOTMEM
660         {
661                 bootmem_data_t *p_bdata;
662
663                 p_bdata = bootmem_arch_preferred_node(bdata, size, align,
664                                                         goal, limit);
665                 if (p_bdata)
666                         return alloc_bootmem_core(p_bdata, size, align,
667                                                         goal, limit);
668         }
669 #endif
670         return NULL;
671 }
672 #endif
673
674 static void * __init ___alloc_bootmem_nopanic(unsigned long size,
675                                         unsigned long align,
676                                         unsigned long goal,
677                                         unsigned long limit)
678 {
679 #ifdef CONFIG_NO_BOOTMEM
680         void *ptr;
681
682         if (WARN_ON_ONCE(slab_is_available()))
683                 return kzalloc(size, GFP_NOWAIT);
684
685 restart:
686
687         ptr = __alloc_memory_core_early(MAX_NUMNODES, size, align, goal, limit);
688
689         if (ptr)
690                 return ptr;
691
692         if (goal != 0) {
693                 goal = 0;
694                 goto restart;
695         }
696
697         return NULL;
698 #else
699         bootmem_data_t *bdata;
700         void *region;
701
702 restart:
703         region = alloc_arch_preferred_bootmem(NULL, size, align, goal, limit);
704         if (region)
705                 return region;
706
707         list_for_each_entry(bdata, &bdata_list, list) {
708                 if (goal && bdata->node_low_pfn <= PFN_DOWN(goal))
709                         continue;
710                 if (limit && bdata->node_min_pfn >= PFN_DOWN(limit))
711                         break;
712
713                 region = alloc_bootmem_core(bdata, size, align, goal, limit);
714                 if (region)
715                         return region;
716         }
717
718         if (goal) {
719                 goal = 0;
720                 goto restart;
721         }
722
723         return NULL;
724 #endif
725 }
726
727 /**
728  * __alloc_bootmem_nopanic - allocate boot memory without panicking
729  * @size: size of the request in bytes
730  * @align: alignment of the region
731  * @goal: preferred starting address of the region
732  *
733  * The goal is dropped if it can not be satisfied and the allocation will
734  * fall back to memory below @goal.
735  *
736  * Allocation may happen on any node in the system.
737  *
738  * Returns NULL on failure.
739  */
740 void * __init __alloc_bootmem_nopanic(unsigned long size, unsigned long align,
741                                         unsigned long goal)
742 {
743         unsigned long limit = 0;
744
745 #ifdef CONFIG_NO_BOOTMEM
746         limit = -1UL;
747 #endif
748
749         return ___alloc_bootmem_nopanic(size, align, goal, limit);
750 }
751
752 static void * __init ___alloc_bootmem(unsigned long size, unsigned long align,
753                                         unsigned long goal, unsigned long limit)
754 {
755         void *mem = ___alloc_bootmem_nopanic(size, align, goal, limit);
756
757         if (mem)
758                 return mem;
759         /*
760          * Whoops, we cannot satisfy the allocation request.
761          */
762         printk(KERN_ALERT "bootmem alloc of %lu bytes failed!\n", size);
763         panic("Out of memory");
764         return NULL;
765 }
766
767 /**
768  * __alloc_bootmem - allocate boot memory
769  * @size: size of the request in bytes
770  * @align: alignment of the region
771  * @goal: preferred starting address of the region
772  *
773  * The goal is dropped if it can not be satisfied and the allocation will
774  * fall back to memory below @goal.
775  *
776  * Allocation may happen on any node in the system.
777  *
778  * The function panics if the request can not be satisfied.
779  */
780 void * __init __alloc_bootmem(unsigned long size, unsigned long align,
781                               unsigned long goal)
782 {
783         unsigned long limit = 0;
784
785 #ifdef CONFIG_NO_BOOTMEM
786         limit = -1UL;
787 #endif
788
789         return ___alloc_bootmem(size, align, goal, limit);
790 }
791
792 #ifndef CONFIG_NO_BOOTMEM
793 static void * __init ___alloc_bootmem_node(bootmem_data_t *bdata,
794                                 unsigned long size, unsigned long align,
795                                 unsigned long goal, unsigned long limit)
796 {
797         void *ptr;
798
799         ptr = alloc_arch_preferred_bootmem(bdata, size, align, goal, limit);
800         if (ptr)
801                 return ptr;
802
803         ptr = alloc_bootmem_core(bdata, size, align, goal, limit);
804         if (ptr)
805                 return ptr;
806
807         return ___alloc_bootmem(size, align, goal, limit);
808 }
809 #endif
810
811 /**
812  * __alloc_bootmem_node - allocate boot memory from a specific node
813  * @pgdat: node to allocate from
814  * @size: size of the request in bytes
815  * @align: alignment of the region
816  * @goal: preferred starting address of the region
817  *
818  * The goal is dropped if it can not be satisfied and the allocation will
819  * fall back to memory below @goal.
820  *
821  * Allocation may fall back to any node in the system if the specified node
822  * can not hold the requested memory.
823  *
824  * The function panics if the request can not be satisfied.
825  */
826 void * __init __alloc_bootmem_node(pg_data_t *pgdat, unsigned long size,
827                                    unsigned long align, unsigned long goal)
828 {
829         if (WARN_ON_ONCE(slab_is_available()))
830                 return kzalloc_node(size, GFP_NOWAIT, pgdat->node_id);
831
832 #ifdef CONFIG_NO_BOOTMEM
833         return __alloc_memory_core_early(pgdat->node_id, size, align,
834                                          goal, -1ULL);
835 #else
836         return ___alloc_bootmem_node(pgdat->bdata, size, align, goal, 0);
837 #endif
838 }
839
840 void * __init __alloc_bootmem_node_high(pg_data_t *pgdat, unsigned long size,
841                                    unsigned long align, unsigned long goal)
842 {
843 #ifdef MAX_DMA32_PFN
844         unsigned long end_pfn;
845
846         if (WARN_ON_ONCE(slab_is_available()))
847                 return kzalloc_node(size, GFP_NOWAIT, pgdat->node_id);
848
849         /* update goal according ...MAX_DMA32_PFN */
850         end_pfn = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
851
852         if (end_pfn > MAX_DMA32_PFN + (128 >> (20 - PAGE_SHIFT)) &&
853             (goal >> PAGE_SHIFT) < MAX_DMA32_PFN) {
854                 void *ptr;
855                 unsigned long new_goal;
856
857                 new_goal = MAX_DMA32_PFN << PAGE_SHIFT;
858 #ifdef CONFIG_NO_BOOTMEM
859                 ptr =  __alloc_memory_core_early(pgdat->node_id, size, align,
860                                                  new_goal, -1ULL);
861 #else
862                 ptr = alloc_bootmem_core(pgdat->bdata, size, align,
863                                                  new_goal, 0);
864 #endif
865                 if (ptr)
866                         return ptr;
867         }
868 #endif
869
870         return __alloc_bootmem_node(pgdat, size, align, goal);
871
872 }
873
874 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
875 /**
876  * alloc_bootmem_section - allocate boot memory from a specific section
877  * @size: size of the request in bytes
878  * @section_nr: sparse map section to allocate from
879  *
880  * Return NULL on failure.
881  */
882 void * __init alloc_bootmem_section(unsigned long size,
883                                     unsigned long section_nr)
884 {
885 #ifdef CONFIG_NO_BOOTMEM
886         unsigned long pfn, goal, limit;
887
888         pfn = section_nr_to_pfn(section_nr);
889         goal = pfn << PAGE_SHIFT;
890         limit = section_nr_to_pfn(section_nr + 1) << PAGE_SHIFT;
891
892         return __alloc_memory_core_early(early_pfn_to_nid(pfn), size,
893                                          SMP_CACHE_BYTES, goal, limit);
894 #else
895         bootmem_data_t *bdata;
896         unsigned long pfn, goal, limit;
897
898         pfn = section_nr_to_pfn(section_nr);
899         goal = pfn << PAGE_SHIFT;
900         limit = section_nr_to_pfn(section_nr + 1) << PAGE_SHIFT;
901         bdata = &bootmem_node_data[early_pfn_to_nid(pfn)];
902
903         return alloc_bootmem_core(bdata, size, SMP_CACHE_BYTES, goal, limit);
904 #endif
905 }
906 #endif
907
908 void * __init __alloc_bootmem_node_nopanic(pg_data_t *pgdat, unsigned long size,
909                                    unsigned long align, unsigned long goal)
910 {
911         void *ptr;
912
913         if (WARN_ON_ONCE(slab_is_available()))
914                 return kzalloc_node(size, GFP_NOWAIT, pgdat->node_id);
915
916 #ifdef CONFIG_NO_BOOTMEM
917         ptr =  __alloc_memory_core_early(pgdat->node_id, size, align,
918                                                  goal, -1ULL);
919 #else
920         ptr = alloc_arch_preferred_bootmem(pgdat->bdata, size, align, goal, 0);
921         if (ptr)
922                 return ptr;
923
924         ptr = alloc_bootmem_core(pgdat->bdata, size, align, goal, 0);
925 #endif
926         if (ptr)
927                 return ptr;
928
929         return __alloc_bootmem_nopanic(size, align, goal);
930 }
931
932 #ifndef ARCH_LOW_ADDRESS_LIMIT
933 #define ARCH_LOW_ADDRESS_LIMIT  0xffffffffUL
934 #endif
935
936 /**
937  * __alloc_bootmem_low - allocate low boot memory
938  * @size: size of the request in bytes
939  * @align: alignment of the region
940  * @goal: preferred starting address of the region
941  *
942  * The goal is dropped if it can not be satisfied and the allocation will
943  * fall back to memory below @goal.
944  *
945  * Allocation may happen on any node in the system.
946  *
947  * The function panics if the request can not be satisfied.
948  */
949 void * __init __alloc_bootmem_low(unsigned long size, unsigned long align,
950                                   unsigned long goal)
951 {
952         return ___alloc_bootmem(size, align, goal, ARCH_LOW_ADDRESS_LIMIT);
953 }
954
955 /**
956  * __alloc_bootmem_low_node - allocate low boot memory from a specific node
957  * @pgdat: node to allocate from
958  * @size: size of the request in bytes
959  * @align: alignment of the region
960  * @goal: preferred starting address of the region
961  *
962  * The goal is dropped if it can not be satisfied and the allocation will
963  * fall back to memory below @goal.
964  *
965  * Allocation may fall back to any node in the system if the specified node
966  * can not hold the requested memory.
967  *
968  * The function panics if the request can not be satisfied.
969  */
970 void * __init __alloc_bootmem_low_node(pg_data_t *pgdat, unsigned long size,
971                                        unsigned long align, unsigned long goal)
972 {
973         if (WARN_ON_ONCE(slab_is_available()))
974                 return kzalloc_node(size, GFP_NOWAIT, pgdat->node_id);
975
976 #ifdef CONFIG_NO_BOOTMEM
977         return __alloc_memory_core_early(pgdat->node_id, size, align,
978                                 goal, ARCH_LOW_ADDRESS_LIMIT);
979 #else
980         return ___alloc_bootmem_node(pgdat->bdata, size, align,
981                                 goal, ARCH_LOW_ADDRESS_LIMIT);
982 #endif
983 }