[PATCH] bootmem: remove useless headers inclusions
[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 #include <linux/init.h>
12 #include <linux/bootmem.h>
13 #include <linux/module.h>
14
15 #include <asm/bug.h>
16 #include <asm/io.h>
17
18 #include "internal.h"
19
20 /*
21  * Access to this subsystem has to be serialized externally. (this is
22  * true for the boot process anyway)
23  */
24 unsigned long max_low_pfn;
25 unsigned long min_low_pfn;
26 unsigned long max_pfn;
27
28 EXPORT_UNUSED_SYMBOL(max_pfn);  /*  June 2006  */
29
30 static LIST_HEAD(bdata_list);
31 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
32 /*
33  * If we have booted due to a crash, max_pfn will be a very low value. We need
34  * to know the amount of memory that the previous kernel used.
35  */
36 unsigned long saved_max_pfn;
37 #endif
38
39 /* return the number of _pages_ that will be allocated for the boot bitmap */
40 unsigned long __init bootmem_bootmap_pages (unsigned long pages)
41 {
42         unsigned long mapsize;
43
44         mapsize = (pages+7)/8;
45         mapsize = (mapsize + ~PAGE_MASK) & PAGE_MASK;
46         mapsize >>= PAGE_SHIFT;
47
48         return mapsize;
49 }
50 /*
51  * link bdata in order
52  */
53 static void __init link_bootmem(bootmem_data_t *bdata)
54 {
55         bootmem_data_t *ent;
56         if (list_empty(&bdata_list)) {
57                 list_add(&bdata->list, &bdata_list);
58                 return;
59         }
60         /* insert in order */
61         list_for_each_entry(ent, &bdata_list, list) {
62                 if (bdata->node_boot_start < ent->node_boot_start) {
63                         list_add_tail(&bdata->list, &ent->list);
64                         return;
65                 }
66         }
67         list_add_tail(&bdata->list, &bdata_list);
68         return;
69 }
70
71
72 /*
73  * Called once to set up the allocator itself.
74  */
75 static unsigned long __init init_bootmem_core (pg_data_t *pgdat,
76         unsigned long mapstart, unsigned long start, unsigned long end)
77 {
78         bootmem_data_t *bdata = pgdat->bdata;
79         unsigned long mapsize = ((end - start)+7)/8;
80
81         mapsize = ALIGN(mapsize, sizeof(long));
82         bdata->node_bootmem_map = phys_to_virt(mapstart << PAGE_SHIFT);
83         bdata->node_boot_start = (start << PAGE_SHIFT);
84         bdata->node_low_pfn = end;
85         link_bootmem(bdata);
86
87         /*
88          * Initially all pages are reserved - setup_arch() has to
89          * register free RAM areas explicitly.
90          */
91         memset(bdata->node_bootmem_map, 0xff, mapsize);
92
93         return mapsize;
94 }
95
96 /*
97  * Marks a particular physical memory range as unallocatable. Usable RAM
98  * might be used for boot-time allocations - or it might get added
99  * to the free page pool later on.
100  */
101 static void __init reserve_bootmem_core(bootmem_data_t *bdata, unsigned long addr,
102                                         unsigned long size)
103 {
104         unsigned long i;
105         /*
106          * round up, partially reserved pages are considered
107          * fully reserved.
108          */
109         unsigned long sidx = (addr - bdata->node_boot_start)/PAGE_SIZE;
110         unsigned long eidx = (addr + size - bdata->node_boot_start + 
111                                                         PAGE_SIZE-1)/PAGE_SIZE;
112         unsigned long end = (addr + size + PAGE_SIZE-1)/PAGE_SIZE;
113
114         BUG_ON(!size);
115         BUG_ON(sidx >= eidx);
116         BUG_ON((addr >> PAGE_SHIFT) >= bdata->node_low_pfn);
117         BUG_ON(end > bdata->node_low_pfn);
118
119         for (i = sidx; i < eidx; i++)
120                 if (test_and_set_bit(i, bdata->node_bootmem_map)) {
121 #ifdef CONFIG_DEBUG_BOOTMEM
122                         printk("hm, page %08lx reserved twice.\n", i*PAGE_SIZE);
123 #endif
124                 }
125 }
126
127 static void __init free_bootmem_core(bootmem_data_t *bdata, unsigned long addr,
128                                      unsigned long size)
129 {
130         unsigned long i;
131         unsigned long start;
132         /*
133          * round down end of usable mem, partially free pages are
134          * considered reserved.
135          */
136         unsigned long sidx;
137         unsigned long eidx = (addr + size - bdata->node_boot_start)/PAGE_SIZE;
138         unsigned long end = (addr + size)/PAGE_SIZE;
139
140         BUG_ON(!size);
141         BUG_ON(end > bdata->node_low_pfn);
142
143         if (addr < bdata->last_success)
144                 bdata->last_success = addr;
145
146         /*
147          * Round up the beginning of the address.
148          */
149         start = (addr + PAGE_SIZE-1) / PAGE_SIZE;
150         sidx = start - (bdata->node_boot_start/PAGE_SIZE);
151
152         for (i = sidx; i < eidx; i++) {
153                 if (unlikely(!test_and_clear_bit(i, bdata->node_bootmem_map)))
154                         BUG();
155         }
156 }
157
158 /*
159  * We 'merge' subsequent allocations to save space. We might 'lose'
160  * some fraction of a page if allocations cannot be satisfied due to
161  * size constraints on boxes where there is physical RAM space
162  * fragmentation - in these cases (mostly large memory boxes) this
163  * is not a problem.
164  *
165  * On low memory boxes we get it right in 100% of the cases.
166  *
167  * alignment has to be a power of 2 value.
168  *
169  * NOTE:  This function is _not_ reentrant.
170  */
171 void * __init
172 __alloc_bootmem_core(struct bootmem_data *bdata, unsigned long size,
173               unsigned long align, unsigned long goal, unsigned long limit)
174 {
175         unsigned long offset, remaining_size, areasize, preferred;
176         unsigned long i, start = 0, incr, eidx, end_pfn = bdata->node_low_pfn;
177         void *ret;
178
179         if(!size) {
180                 printk("__alloc_bootmem_core(): zero-sized request\n");
181                 BUG();
182         }
183         BUG_ON(align & (align-1));
184
185         if (limit && bdata->node_boot_start >= limit)
186                 return NULL;
187
188         limit >>=PAGE_SHIFT;
189         if (limit && end_pfn > limit)
190                 end_pfn = limit;
191
192         eidx = end_pfn - (bdata->node_boot_start >> PAGE_SHIFT);
193         offset = 0;
194         if (align &&
195             (bdata->node_boot_start & (align - 1UL)) != 0)
196                 offset = (align - (bdata->node_boot_start & (align - 1UL)));
197         offset >>= PAGE_SHIFT;
198
199         /*
200          * We try to allocate bootmem pages above 'goal'
201          * first, then we try to allocate lower pages.
202          */
203         if (goal && (goal >= bdata->node_boot_start) && 
204             ((goal >> PAGE_SHIFT) < end_pfn)) {
205                 preferred = goal - bdata->node_boot_start;
206
207                 if (bdata->last_success >= preferred)
208                         if (!limit || (limit && limit > bdata->last_success))
209                                 preferred = bdata->last_success;
210         } else
211                 preferred = 0;
212
213         preferred = ALIGN(preferred, align) >> PAGE_SHIFT;
214         preferred += offset;
215         areasize = (size+PAGE_SIZE-1)/PAGE_SIZE;
216         incr = align >> PAGE_SHIFT ? : 1;
217
218 restart_scan:
219         for (i = preferred; i < eidx; i += incr) {
220                 unsigned long j;
221                 i = find_next_zero_bit(bdata->node_bootmem_map, eidx, i);
222                 i = ALIGN(i, incr);
223                 if (i >= eidx)
224                         break;
225                 if (test_bit(i, bdata->node_bootmem_map))
226                         continue;
227                 for (j = i + 1; j < i + areasize; ++j) {
228                         if (j >= eidx)
229                                 goto fail_block;
230                         if (test_bit (j, bdata->node_bootmem_map))
231                                 goto fail_block;
232                 }
233                 start = i;
234                 goto found;
235         fail_block:
236                 i = ALIGN(j, incr);
237         }
238
239         if (preferred > offset) {
240                 preferred = offset;
241                 goto restart_scan;
242         }
243         return NULL;
244
245 found:
246         bdata->last_success = start << PAGE_SHIFT;
247         BUG_ON(start >= eidx);
248
249         /*
250          * Is the next page of the previous allocation-end the start
251          * of this allocation's buffer? If yes then we can 'merge'
252          * the previous partial page with this allocation.
253          */
254         if (align < PAGE_SIZE &&
255             bdata->last_offset && bdata->last_pos+1 == start) {
256                 offset = ALIGN(bdata->last_offset, align);
257                 BUG_ON(offset > PAGE_SIZE);
258                 remaining_size = PAGE_SIZE-offset;
259                 if (size < remaining_size) {
260                         areasize = 0;
261                         /* last_pos unchanged */
262                         bdata->last_offset = offset+size;
263                         ret = phys_to_virt(bdata->last_pos*PAGE_SIZE + offset +
264                                                 bdata->node_boot_start);
265                 } else {
266                         remaining_size = size - remaining_size;
267                         areasize = (remaining_size+PAGE_SIZE-1)/PAGE_SIZE;
268                         ret = phys_to_virt(bdata->last_pos*PAGE_SIZE + offset +
269                                                 bdata->node_boot_start);
270                         bdata->last_pos = start+areasize-1;
271                         bdata->last_offset = remaining_size;
272                 }
273                 bdata->last_offset &= ~PAGE_MASK;
274         } else {
275                 bdata->last_pos = start + areasize - 1;
276                 bdata->last_offset = size & ~PAGE_MASK;
277                 ret = phys_to_virt(start * PAGE_SIZE + bdata->node_boot_start);
278         }
279
280         /*
281          * Reserve the area now:
282          */
283         for (i = start; i < start+areasize; i++)
284                 if (unlikely(test_and_set_bit(i, bdata->node_bootmem_map)))
285                         BUG();
286         memset(ret, 0, size);
287         return ret;
288 }
289
290 static unsigned long __init free_all_bootmem_core(pg_data_t *pgdat)
291 {
292         struct page *page;
293         unsigned long pfn;
294         bootmem_data_t *bdata = pgdat->bdata;
295         unsigned long i, count, total = 0;
296         unsigned long idx;
297         unsigned long *map; 
298         int gofast = 0;
299
300         BUG_ON(!bdata->node_bootmem_map);
301
302         count = 0;
303         /* first extant page of the node */
304         pfn = bdata->node_boot_start >> PAGE_SHIFT;
305         idx = bdata->node_low_pfn - (bdata->node_boot_start >> PAGE_SHIFT);
306         map = bdata->node_bootmem_map;
307         /* Check physaddr is O(LOG2(BITS_PER_LONG)) page aligned */
308         if (bdata->node_boot_start == 0 ||
309             ffs(bdata->node_boot_start) - PAGE_SHIFT > ffs(BITS_PER_LONG))
310                 gofast = 1;
311         for (i = 0; i < idx; ) {
312                 unsigned long v = ~map[i / BITS_PER_LONG];
313
314                 if (gofast && v == ~0UL) {
315                         int order;
316
317                         page = pfn_to_page(pfn);
318                         count += BITS_PER_LONG;
319                         order = ffs(BITS_PER_LONG) - 1;
320                         __free_pages_bootmem(page, order);
321                         i += BITS_PER_LONG;
322                         page += BITS_PER_LONG;
323                 } else if (v) {
324                         unsigned long m;
325
326                         page = pfn_to_page(pfn);
327                         for (m = 1; m && i < idx; m<<=1, page++, i++) {
328                                 if (v & m) {
329                                         count++;
330                                         __free_pages_bootmem(page, 0);
331                                 }
332                         }
333                 } else {
334                         i+=BITS_PER_LONG;
335                 }
336                 pfn += BITS_PER_LONG;
337         }
338         total += count;
339
340         /*
341          * Now free the allocator bitmap itself, it's not
342          * needed anymore:
343          */
344         page = virt_to_page(bdata->node_bootmem_map);
345         count = 0;
346         for (i = 0; i < ((bdata->node_low_pfn-(bdata->node_boot_start >> PAGE_SHIFT))/8 + PAGE_SIZE-1)/PAGE_SIZE; i++,page++) {
347                 count++;
348                 __free_pages_bootmem(page, 0);
349         }
350         total += count;
351         bdata->node_bootmem_map = NULL;
352
353         return total;
354 }
355
356 unsigned long __init init_bootmem_node (pg_data_t *pgdat, unsigned long freepfn,
357                                 unsigned long startpfn, unsigned long endpfn)
358 {
359         return(init_bootmem_core(pgdat, freepfn, startpfn, endpfn));
360 }
361
362 void __init reserve_bootmem_node (pg_data_t *pgdat, unsigned long physaddr,
363                                   unsigned long size)
364 {
365         reserve_bootmem_core(pgdat->bdata, physaddr, size);
366 }
367
368 void __init free_bootmem_node (pg_data_t *pgdat, unsigned long physaddr,
369                                unsigned long size)
370 {
371         free_bootmem_core(pgdat->bdata, physaddr, size);
372 }
373
374 unsigned long __init free_all_bootmem_node (pg_data_t *pgdat)
375 {
376         return(free_all_bootmem_core(pgdat));
377 }
378
379 unsigned long __init init_bootmem (unsigned long start, unsigned long pages)
380 {
381         max_low_pfn = pages;
382         min_low_pfn = start;
383         return(init_bootmem_core(NODE_DATA(0), start, 0, pages));
384 }
385
386 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_BOOTMEM_NODE
387 void __init reserve_bootmem (unsigned long addr, unsigned long size)
388 {
389         reserve_bootmem_core(NODE_DATA(0)->bdata, addr, size);
390 }
391 #endif /* !CONFIG_HAVE_ARCH_BOOTMEM_NODE */
392
393 void __init free_bootmem (unsigned long addr, unsigned long size)
394 {
395         free_bootmem_core(NODE_DATA(0)->bdata, addr, size);
396 }
397
398 unsigned long __init free_all_bootmem (void)
399 {
400         return(free_all_bootmem_core(NODE_DATA(0)));
401 }
402
403 void * __init __alloc_bootmem_nopanic(unsigned long size, unsigned long align,
404                                       unsigned long goal)
405 {
406         bootmem_data_t *bdata;
407         void *ptr;
408
409         list_for_each_entry(bdata, &bdata_list, list)
410                 if ((ptr = __alloc_bootmem_core(bdata, size, align, goal, 0)))
411                         return(ptr);
412         return NULL;
413 }
414
415 void * __init __alloc_bootmem(unsigned long size, unsigned long align,
416                               unsigned long goal)
417 {
418         void *mem = __alloc_bootmem_nopanic(size,align,goal);
419         if (mem)
420                 return mem;
421         /*
422          * Whoops, we cannot satisfy the allocation request.
423          */
424         printk(KERN_ALERT "bootmem alloc of %lu bytes failed!\n", size);
425         panic("Out of memory");
426         return NULL;
427 }
428
429
430 void * __init __alloc_bootmem_node(pg_data_t *pgdat, unsigned long size,
431                                    unsigned long align, unsigned long goal)
432 {
433         void *ptr;
434
435         ptr = __alloc_bootmem_core(pgdat->bdata, size, align, goal, 0);
436         if (ptr)
437                 return (ptr);
438
439         return __alloc_bootmem(size, align, goal);
440 }
441
442 #define LOW32LIMIT 0xffffffff
443
444 void * __init __alloc_bootmem_low(unsigned long size, unsigned long align,
445                                   unsigned long goal)
446 {
447         bootmem_data_t *bdata;
448         void *ptr;
449
450         list_for_each_entry(bdata, &bdata_list, list)
451                 if ((ptr = __alloc_bootmem_core(bdata, size,
452                                                  align, goal, LOW32LIMIT)))
453                         return(ptr);
454
455         /*
456          * Whoops, we cannot satisfy the allocation request.
457          */
458         printk(KERN_ALERT "low bootmem alloc of %lu bytes failed!\n", size);
459         panic("Out of low memory");
460         return NULL;
461 }
462
463 void * __init __alloc_bootmem_low_node(pg_data_t *pgdat, unsigned long size,
464                                        unsigned long align, unsigned long goal)
465 {
466         return __alloc_bootmem_core(pgdat->bdata, size, align, goal, LOW32LIMIT);
467 }