[PATCH] kdump: Retrieve saved max pfn
[linux-2.6.git] / mm / bootmem.c
1 /*
2  *  linux/mm/bootmem.c
3  *
4  *  Copyright (C) 1999 Ingo Molnar
5  *  Discontiguous memory support, Kanoj Sarcar, SGI, Nov 1999
6  *
7  *  simple boot-time physical memory area allocator and
8  *  free memory collector. It's used to deal with reserved
9  *  system memory and memory holes as well.
10  */
11
12 #include <linux/mm.h>
13 #include <linux/kernel_stat.h>
14 #include <linux/swap.h>
15 #include <linux/interrupt.h>
16 #include <linux/init.h>
17 #include <linux/bootmem.h>
18 #include <linux/mmzone.h>
19 #include <linux/module.h>
20 #include <asm/dma.h>
21 #include <asm/io.h>
22 #include "internal.h"
23
24 /*
25  * Access to this subsystem has to be serialized externally. (this is
26  * true for the boot process anyway)
27  */
28 unsigned long max_low_pfn;
29 unsigned long min_low_pfn;
30 unsigned long max_pfn;
31
32 EXPORT_SYMBOL(max_pfn);         /* This is exported so
33                                  * dma_get_required_mask(), which uses
34                                  * it, can be an inline function */
35
36 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
37 /*
38  * If we have booted due to a crash, max_pfn will be a very low value. We need
39  * to know the amount of memory that the previous kernel used.
40  */
41 unsigned long saved_max_pfn;
42 #endif
43
44 /* return the number of _pages_ that will be allocated for the boot bitmap */
45 unsigned long __init bootmem_bootmap_pages (unsigned long pages)
46 {
47         unsigned long mapsize;
48
49         mapsize = (pages+7)/8;
50         mapsize = (mapsize + ~PAGE_MASK) & PAGE_MASK;
51         mapsize >>= PAGE_SHIFT;
52
53         return mapsize;
54 }
55
56 /*
57  * Called once to set up the allocator itself.
58  */
59 static unsigned long __init init_bootmem_core (pg_data_t *pgdat,
60         unsigned long mapstart, unsigned long start, unsigned long end)
61 {
62         bootmem_data_t *bdata = pgdat->bdata;
63         unsigned long mapsize = ((end - start)+7)/8;
64
65         pgdat->pgdat_next = pgdat_list;
66         pgdat_list = pgdat;
67
68         mapsize = (mapsize + (sizeof(long) - 1UL)) & ~(sizeof(long) - 1UL);
69         bdata->node_bootmem_map = phys_to_virt(mapstart << PAGE_SHIFT);
70         bdata->node_boot_start = (start << PAGE_SHIFT);
71         bdata->node_low_pfn = end;
72
73         /*
74          * Initially all pages are reserved - setup_arch() has to
75          * register free RAM areas explicitly.
76          */
77         memset(bdata->node_bootmem_map, 0xff, mapsize);
78
79         return mapsize;
80 }
81
82 /*
83  * Marks a particular physical memory range as unallocatable. Usable RAM
84  * might be used for boot-time allocations - or it might get added
85  * to the free page pool later on.
86  */
87 static void __init reserve_bootmem_core(bootmem_data_t *bdata, unsigned long addr, unsigned long size)
88 {
89         unsigned long i;
90         /*
91          * round up, partially reserved pages are considered
92          * fully reserved.
93          */
94         unsigned long sidx = (addr - bdata->node_boot_start)/PAGE_SIZE;
95         unsigned long eidx = (addr + size - bdata->node_boot_start + 
96                                                         PAGE_SIZE-1)/PAGE_SIZE;
97         unsigned long end = (addr + size + PAGE_SIZE-1)/PAGE_SIZE;
98
99         BUG_ON(!size);
100         BUG_ON(sidx >= eidx);
101         BUG_ON((addr >> PAGE_SHIFT) >= bdata->node_low_pfn);
102         BUG_ON(end > bdata->node_low_pfn);
103
104         for (i = sidx; i < eidx; i++)
105                 if (test_and_set_bit(i, bdata->node_bootmem_map)) {
106 #ifdef CONFIG_DEBUG_BOOTMEM
107                         printk("hm, page %08lx reserved twice.\n", i*PAGE_SIZE);
108 #endif
109                 }
110 }
111
112 static void __init free_bootmem_core(bootmem_data_t *bdata, unsigned long addr, unsigned long size)
113 {
114         unsigned long i;
115         unsigned long start;
116         /*
117          * round down end of usable mem, partially free pages are
118          * considered reserved.
119          */
120         unsigned long sidx;
121         unsigned long eidx = (addr + size - bdata->node_boot_start)/PAGE_SIZE;
122         unsigned long end = (addr + size)/PAGE_SIZE;
123
124         BUG_ON(!size);
125         BUG_ON(end > bdata->node_low_pfn);
126
127         if (addr < bdata->last_success)
128                 bdata->last_success = addr;
129
130         /*
131          * Round up the beginning of the address.
132          */
133         start = (addr + PAGE_SIZE-1) / PAGE_SIZE;
134         sidx = start - (bdata->node_boot_start/PAGE_SIZE);
135
136         for (i = sidx; i < eidx; i++) {
137                 if (unlikely(!test_and_clear_bit(i, bdata->node_bootmem_map)))
138                         BUG();
139         }
140 }
141
142 /*
143  * We 'merge' subsequent allocations to save space. We might 'lose'
144  * some fraction of a page if allocations cannot be satisfied due to
145  * size constraints on boxes where there is physical RAM space
146  * fragmentation - in these cases (mostly large memory boxes) this
147  * is not a problem.
148  *
149  * On low memory boxes we get it right in 100% of the cases.
150  *
151  * alignment has to be a power of 2 value.
152  *
153  * NOTE:  This function is _not_ reentrant.
154  */
155 static void * __init
156 __alloc_bootmem_core(struct bootmem_data *bdata, unsigned long size,
157                 unsigned long align, unsigned long goal)
158 {
159         unsigned long offset, remaining_size, areasize, preferred;
160         unsigned long i, start = 0, incr, eidx;
161         void *ret;
162
163         if(!size) {
164                 printk("__alloc_bootmem_core(): zero-sized request\n");
165                 BUG();
166         }
167         BUG_ON(align & (align-1));
168
169         eidx = bdata->node_low_pfn - (bdata->node_boot_start >> PAGE_SHIFT);
170         offset = 0;
171         if (align &&
172             (bdata->node_boot_start & (align - 1UL)) != 0)
173                 offset = (align - (bdata->node_boot_start & (align - 1UL)));
174         offset >>= PAGE_SHIFT;
175
176         /*
177          * We try to allocate bootmem pages above 'goal'
178          * first, then we try to allocate lower pages.
179          */
180         if (goal && (goal >= bdata->node_boot_start) && 
181             ((goal >> PAGE_SHIFT) < bdata->node_low_pfn)) {
182                 preferred = goal - bdata->node_boot_start;
183
184                 if (bdata->last_success >= preferred)
185                         preferred = bdata->last_success;
186         } else
187                 preferred = 0;
188
189         preferred = ((preferred + align - 1) & ~(align - 1)) >> PAGE_SHIFT;
190         preferred += offset;
191         areasize = (size+PAGE_SIZE-1)/PAGE_SIZE;
192         incr = align >> PAGE_SHIFT ? : 1;
193
194 restart_scan:
195         for (i = preferred; i < eidx; i += incr) {
196                 unsigned long j;
197                 i = find_next_zero_bit(bdata->node_bootmem_map, eidx, i);
198                 i = ALIGN(i, incr);
199                 if (test_bit(i, bdata->node_bootmem_map))
200                         continue;
201                 for (j = i + 1; j < i + areasize; ++j) {
202                         if (j >= eidx)
203                                 goto fail_block;
204                         if (test_bit (j, bdata->node_bootmem_map))
205                                 goto fail_block;
206                 }
207                 start = i;
208                 goto found;
209         fail_block:
210                 i = ALIGN(j, incr);
211         }
212
213         if (preferred > offset) {
214                 preferred = offset;
215                 goto restart_scan;
216         }
217         return NULL;
218
219 found:
220         bdata->last_success = start << PAGE_SHIFT;
221         BUG_ON(start >= eidx);
222
223         /*
224          * Is the next page of the previous allocation-end the start
225          * of this allocation's buffer? If yes then we can 'merge'
226          * the previous partial page with this allocation.
227          */
228         if (align < PAGE_SIZE &&
229             bdata->last_offset && bdata->last_pos+1 == start) {
230                 offset = (bdata->last_offset+align-1) & ~(align-1);
231                 BUG_ON(offset > PAGE_SIZE);
232                 remaining_size = PAGE_SIZE-offset;
233                 if (size < remaining_size) {
234                         areasize = 0;
235                         /* last_pos unchanged */
236                         bdata->last_offset = offset+size;
237                         ret = phys_to_virt(bdata->last_pos*PAGE_SIZE + offset +
238                                                 bdata->node_boot_start);
239                 } else {
240                         remaining_size = size - remaining_size;
241                         areasize = (remaining_size+PAGE_SIZE-1)/PAGE_SIZE;
242                         ret = phys_to_virt(bdata->last_pos*PAGE_SIZE + offset +
243                                                 bdata->node_boot_start);
244                         bdata->last_pos = start+areasize-1;
245                         bdata->last_offset = remaining_size;
246                 }
247                 bdata->last_offset &= ~PAGE_MASK;
248         } else {
249                 bdata->last_pos = start + areasize - 1;
250                 bdata->last_offset = size & ~PAGE_MASK;
251                 ret = phys_to_virt(start * PAGE_SIZE + bdata->node_boot_start);
252         }
253
254         /*
255          * Reserve the area now:
256          */
257         for (i = start; i < start+areasize; i++)
258                 if (unlikely(test_and_set_bit(i, bdata->node_bootmem_map)))
259                         BUG();
260         memset(ret, 0, size);
261         return ret;
262 }
263
264 static unsigned long __init free_all_bootmem_core(pg_data_t *pgdat)
265 {
266         struct page *page;
267         unsigned long pfn;
268         bootmem_data_t *bdata = pgdat->bdata;
269         unsigned long i, count, total = 0;
270         unsigned long idx;
271         unsigned long *map; 
272         int gofast = 0;
273
274         BUG_ON(!bdata->node_bootmem_map);
275
276         count = 0;
277         /* first extant page of the node */
278         pfn = bdata->node_boot_start >> PAGE_SHIFT;
279         idx = bdata->node_low_pfn - (bdata->node_boot_start >> PAGE_SHIFT);
280         map = bdata->node_bootmem_map;
281         /* Check physaddr is O(LOG2(BITS_PER_LONG)) page aligned */
282         if (bdata->node_boot_start == 0 ||
283             ffs(bdata->node_boot_start) - PAGE_SHIFT > ffs(BITS_PER_LONG))
284                 gofast = 1;
285         for (i = 0; i < idx; ) {
286                 unsigned long v = ~map[i / BITS_PER_LONG];
287
288                 if (gofast && v == ~0UL) {
289                         int j, order;
290
291                         page = pfn_to_page(pfn);
292                         count += BITS_PER_LONG;
293                         __ClearPageReserved(page);
294                         order = ffs(BITS_PER_LONG) - 1;
295                         set_page_refs(page, order);
296                         for (j = 1; j < BITS_PER_LONG; j++) {
297                                 if (j + 16 < BITS_PER_LONG)
298                                         prefetchw(page + j + 16);
299                                 __ClearPageReserved(page + j);
300                         }
301                         __free_pages(page, order);
302                         i += BITS_PER_LONG;
303                         page += BITS_PER_LONG;
304                 } else if (v) {
305                         unsigned long m;
306
307                         page = pfn_to_page(pfn);
308                         for (m = 1; m && i < idx; m<<=1, page++, i++) {
309                                 if (v & m) {
310                                         count++;
311                                         __ClearPageReserved(page);
312                                         set_page_refs(page, 0);
313                                         __free_page(page);
314                                 }
315                         }
316                 } else {
317                         i+=BITS_PER_LONG;
318                 }
319                 pfn += BITS_PER_LONG;
320         }
321         total += count;
322
323         /*
324          * Now free the allocator bitmap itself, it's not
325          * needed anymore:
326          */
327         page = virt_to_page(bdata->node_bootmem_map);
328         count = 0;
329         for (i = 0; i < ((bdata->node_low_pfn-(bdata->node_boot_start >> PAGE_SHIFT))/8 + PAGE_SIZE-1)/PAGE_SIZE; i++,page++) {
330                 count++;
331                 __ClearPageReserved(page);
332                 set_page_count(page, 1);
333                 __free_page(page);
334         }
335         total += count;
336         bdata->node_bootmem_map = NULL;
337
338         return total;
339 }
340
341 unsigned long __init init_bootmem_node (pg_data_t *pgdat, unsigned long freepfn, unsigned long startpfn, unsigned long endpfn)
342 {
343         return(init_bootmem_core(pgdat, freepfn, startpfn, endpfn));
344 }
345
346 void __init reserve_bootmem_node (pg_data_t *pgdat, unsigned long physaddr, unsigned long size)
347 {
348         reserve_bootmem_core(pgdat->bdata, physaddr, size);
349 }
350
351 void __init free_bootmem_node (pg_data_t *pgdat, unsigned long physaddr, unsigned long size)
352 {
353         free_bootmem_core(pgdat->bdata, physaddr, size);
354 }
355
356 unsigned long __init free_all_bootmem_node (pg_data_t *pgdat)
357 {
358         return(free_all_bootmem_core(pgdat));
359 }
360
361 unsigned long __init init_bootmem (unsigned long start, unsigned long pages)
362 {
363         max_low_pfn = pages;
364         min_low_pfn = start;
365         return(init_bootmem_core(NODE_DATA(0), start, 0, pages));
366 }
367
368 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_BOOTMEM_NODE
369 void __init reserve_bootmem (unsigned long addr, unsigned long size)
370 {
371         reserve_bootmem_core(NODE_DATA(0)->bdata, addr, size);
372 }
373 #endif /* !CONFIG_HAVE_ARCH_BOOTMEM_NODE */
374
375 void __init free_bootmem (unsigned long addr, unsigned long size)
376 {
377         free_bootmem_core(NODE_DATA(0)->bdata, addr, size);
378 }
379
380 unsigned long __init free_all_bootmem (void)
381 {
382         return(free_all_bootmem_core(NODE_DATA(0)));
383 }
384
385 void * __init __alloc_bootmem (unsigned long size, unsigned long align, unsigned long goal)
386 {
387         pg_data_t *pgdat = pgdat_list;
388         void *ptr;
389
390         for_each_pgdat(pgdat)
391                 if ((ptr = __alloc_bootmem_core(pgdat->bdata, size,
392                                                 align, goal)))
393                         return(ptr);
394
395         /*
396          * Whoops, we cannot satisfy the allocation request.
397          */
398         printk(KERN_ALERT "bootmem alloc of %lu bytes failed!\n", size);
399         panic("Out of memory");
400         return NULL;
401 }
402
403 void * __init __alloc_bootmem_node (pg_data_t *pgdat, unsigned long size, unsigned long align, unsigned long goal)
404 {
405         void *ptr;
406
407         ptr = __alloc_bootmem_core(pgdat->bdata, size, align, goal);
408         if (ptr)
409                 return (ptr);
410
411         return __alloc_bootmem(size, align, goal);
412 }
413