[PATCH] bootmem: miscellaneous coding style fixes
[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/pfn.h>
13 #include <linux/bootmem.h>
14 #include <linux/module.h>
15
16 #include <asm/bug.h>
17 #include <asm/io.h>
18
19 #include "internal.h"
20
21 /*
22  * Access to this subsystem has to be serialized externally. (this is
23  * true for the boot process anyway)
24  */
25 unsigned long max_low_pfn;
26 unsigned long min_low_pfn;
27 unsigned long max_pfn;
28
29 EXPORT_UNUSED_SYMBOL(max_pfn);  /*  June 2006  */
30
31 static LIST_HEAD(bdata_list);
32 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
33 /*
34  * If we have booted due to a crash, max_pfn will be a very low value. We need
35  * to know the amount of memory that the previous kernel used.
36  */
37 unsigned long saved_max_pfn;
38 #endif
39
40 /* return the number of _pages_ that will be allocated for the boot bitmap */
41 unsigned long __init bootmem_bootmap_pages(unsigned long pages)
42 {
43         unsigned long mapsize;
44
45         mapsize = (pages+7)/8;
46         mapsize = (mapsize + ~PAGE_MASK) & PAGE_MASK;
47         mapsize >>= PAGE_SHIFT;
48
49         return mapsize;
50 }
51
52 /*
53  * link bdata in order
54  */
55 static void __init link_bootmem(bootmem_data_t *bdata)
56 {
57         bootmem_data_t *ent;
58
59         if (list_empty(&bdata_list)) {
60                 list_add(&bdata->list, &bdata_list);
61                 return;
62         }
63         /* insert in order */
64         list_for_each_entry(ent, &bdata_list, list) {
65                 if (bdata->node_boot_start < ent->node_boot_start) {
66                         list_add_tail(&bdata->list, &ent->list);
67                         return;
68                 }
69         }
70         list_add_tail(&bdata->list, &bdata_list);
71 }
72
73 /*
74  * Given an initialised bdata, it returns the size of the boot bitmap
75  */
76 static unsigned long __init get_mapsize(bootmem_data_t *bdata)
77 {
78         unsigned long mapsize;
79         unsigned long start = PFN_DOWN(bdata->node_boot_start);
80         unsigned long end = bdata->node_low_pfn;
81
82         mapsize = ((end - start) + 7) / 8;
83         return ALIGN(mapsize, sizeof(long));
84 }
85
86 /*
87  * Called once to set up the allocator itself.
88  */
89 static unsigned long __init init_bootmem_core(pg_data_t *pgdat,
90         unsigned long mapstart, unsigned long start, unsigned long end)
91 {
92         bootmem_data_t *bdata = pgdat->bdata;
93         unsigned long mapsize;
94
95         bdata->node_bootmem_map = phys_to_virt(PFN_PHYS(mapstart));
96         bdata->node_boot_start = PFN_PHYS(start);
97         bdata->node_low_pfn = end;
98         link_bootmem(bdata);
99
100         /*
101          * Initially all pages are reserved - setup_arch() has to
102          * register free RAM areas explicitly.
103          */
104         mapsize = get_mapsize(bdata);
105         memset(bdata->node_bootmem_map, 0xff, mapsize);
106
107         return mapsize;
108 }
109
110 /*
111  * Marks a particular physical memory range as unallocatable. Usable RAM
112  * might be used for boot-time allocations - or it might get added
113  * to the free page pool later on.
114  */
115 static void __init reserve_bootmem_core(bootmem_data_t *bdata, unsigned long addr,
116                                         unsigned long size)
117 {
118         unsigned long sidx, eidx;
119         unsigned long i;
120
121         /*
122          * round up, partially reserved pages are considered
123          * fully reserved.
124          */
125         BUG_ON(!size);
126         BUG_ON(PFN_DOWN(addr) >= bdata->node_low_pfn);
127         BUG_ON(PFN_UP(addr + size) > bdata->node_low_pfn);
128
129         sidx = PFN_DOWN(addr - bdata->node_boot_start);
130         eidx = PFN_UP(addr + size - bdata->node_boot_start);
131
132         for (i = sidx; i < eidx; i++)
133                 if (test_and_set_bit(i, bdata->node_bootmem_map)) {
134 #ifdef CONFIG_DEBUG_BOOTMEM
135                         printk("hm, page %08lx reserved twice.\n", i*PAGE_SIZE);
136 #endif
137                 }
138 }
139
140 static void __init free_bootmem_core(bootmem_data_t *bdata, unsigned long addr,
141                                      unsigned long size)
142 {
143         unsigned long sidx, eidx;
144         unsigned long i;
145
146         /*
147          * round down end of usable mem, partially free pages are
148          * considered reserved.
149          */
150         BUG_ON(!size);
151         BUG_ON(PFN_DOWN(addr + size) > bdata->node_low_pfn);
152
153         if (addr < bdata->last_success)
154                 bdata->last_success = addr;
155
156         /*
157          * Round up the beginning of the address.
158          */
159         sidx = PFN_UP(addr) - PFN_DOWN(bdata->node_boot_start);
160         eidx = PFN_DOWN(addr + size - bdata->node_boot_start);
161
162         for (i = sidx; i < eidx; i++) {
163                 if (unlikely(!test_and_clear_bit(i, bdata->node_bootmem_map)))
164                         BUG();
165         }
166 }
167
168 /*
169  * We 'merge' subsequent allocations to save space. We might 'lose'
170  * some fraction of a page if allocations cannot be satisfied due to
171  * size constraints on boxes where there is physical RAM space
172  * fragmentation - in these cases (mostly large memory boxes) this
173  * is not a problem.
174  *
175  * On low memory boxes we get it right in 100% of the cases.
176  *
177  * alignment has to be a power of 2 value.
178  *
179  * NOTE:  This function is _not_ reentrant.
180  */
181 void * __init
182 __alloc_bootmem_core(struct bootmem_data *bdata, unsigned long size,
183               unsigned long align, unsigned long goal, unsigned long limit)
184 {
185         unsigned long offset, remaining_size, areasize, preferred;
186         unsigned long i, start = 0, incr, eidx, end_pfn;
187         void *ret;
188
189         if (!size) {
190                 printk("__alloc_bootmem_core(): zero-sized request\n");
191                 BUG();
192         }
193         BUG_ON(align & (align-1));
194
195         if (limit && bdata->node_boot_start >= limit)
196                 return NULL;
197
198         end_pfn = bdata->node_low_pfn;
199         limit = PFN_DOWN(limit);
200         if (limit && end_pfn > limit)
201                 end_pfn = limit;
202
203         eidx = end_pfn - PFN_DOWN(bdata->node_boot_start);
204         offset = 0;
205         if (align && (bdata->node_boot_start & (align - 1UL)) != 0)
206                 offset = align - (bdata->node_boot_start & (align - 1UL));
207         offset = PFN_DOWN(offset);
208
209         /*
210          * We try to allocate bootmem pages above 'goal'
211          * first, then we try to allocate lower pages.
212          */
213         if (goal && goal >= bdata->node_boot_start && PFN_DOWN(goal) < end_pfn) {
214                 preferred = goal - bdata->node_boot_start;
215
216                 if (bdata->last_success >= preferred)
217                         if (!limit || (limit && limit > bdata->last_success))
218                                 preferred = bdata->last_success;
219         } else
220                 preferred = 0;
221
222         preferred = PFN_DOWN(ALIGN(preferred, align)) + offset;
223         areasize = (size + PAGE_SIZE-1) / PAGE_SIZE;
224         incr = align >> PAGE_SHIFT ? : 1;
225
226 restart_scan:
227         for (i = preferred; i < eidx; i += incr) {
228                 unsigned long j;
229                 i = find_next_zero_bit(bdata->node_bootmem_map, eidx, i);
230                 i = ALIGN(i, incr);
231                 if (i >= eidx)
232                         break;
233                 if (test_bit(i, bdata->node_bootmem_map))
234                         continue;
235                 for (j = i + 1; j < i + areasize; ++j) {
236                         if (j >= eidx)
237                                 goto fail_block;
238                         if (test_bit(j, bdata->node_bootmem_map))
239                                 goto fail_block;
240                 }
241                 start = i;
242                 goto found;
243         fail_block:
244                 i = ALIGN(j, incr);
245         }
246
247         if (preferred > offset) {
248                 preferred = offset;
249                 goto restart_scan;
250         }
251         return NULL;
252
253 found:
254         bdata->last_success = PFN_PHYS(start);
255         BUG_ON(start >= eidx);
256
257         /*
258          * Is the next page of the previous allocation-end the start
259          * of this allocation's buffer? If yes then we can 'merge'
260          * the previous partial page with this allocation.
261          */
262         if (align < PAGE_SIZE &&
263             bdata->last_offset && bdata->last_pos+1 == start) {
264                 offset = ALIGN(bdata->last_offset, align);
265                 BUG_ON(offset > PAGE_SIZE);
266                 remaining_size = PAGE_SIZE - offset;
267                 if (size < remaining_size) {
268                         areasize = 0;
269                         /* last_pos unchanged */
270                         bdata->last_offset = offset + size;
271                         ret = phys_to_virt(bdata->last_pos * PAGE_SIZE +
272                                            offset +
273                                            bdata->node_boot_start);
274                 } else {
275                         remaining_size = size - remaining_size;
276                         areasize = (remaining_size + PAGE_SIZE-1) / PAGE_SIZE;
277                         ret = phys_to_virt(bdata->last_pos * PAGE_SIZE +
278                                            offset +
279                                            bdata->node_boot_start);
280                         bdata->last_pos = start + areasize - 1;
281                         bdata->last_offset = remaining_size;
282                 }
283                 bdata->last_offset &= ~PAGE_MASK;
284         } else {
285                 bdata->last_pos = start + areasize - 1;
286                 bdata->last_offset = size & ~PAGE_MASK;
287                 ret = phys_to_virt(start * PAGE_SIZE + bdata->node_boot_start);
288         }
289
290         /*
291          * Reserve the area now:
292          */
293         for (i = start; i < start + areasize; i++)
294                 if (unlikely(test_and_set_bit(i, bdata->node_bootmem_map)))
295                         BUG();
296         memset(ret, 0, size);
297         return ret;
298 }
299
300 static unsigned long __init free_all_bootmem_core(pg_data_t *pgdat)
301 {
302         struct page *page;
303         unsigned long pfn;
304         bootmem_data_t *bdata = pgdat->bdata;
305         unsigned long i, count, total = 0;
306         unsigned long idx;
307         unsigned long *map; 
308         int gofast = 0;
309
310         BUG_ON(!bdata->node_bootmem_map);
311
312         count = 0;
313         /* first extant page of the node */
314         pfn = PFN_DOWN(bdata->node_boot_start);
315         idx = bdata->node_low_pfn - pfn;
316         map = bdata->node_bootmem_map;
317         /* Check physaddr is O(LOG2(BITS_PER_LONG)) page aligned */
318         if (bdata->node_boot_start == 0 ||
319             ffs(bdata->node_boot_start) - PAGE_SHIFT > ffs(BITS_PER_LONG))
320                 gofast = 1;
321         for (i = 0; i < idx; ) {
322                 unsigned long v = ~map[i / BITS_PER_LONG];
323
324                 if (gofast && v == ~0UL) {
325                         int order;
326
327                         page = pfn_to_page(pfn);
328                         count += BITS_PER_LONG;
329                         order = ffs(BITS_PER_LONG) - 1;
330                         __free_pages_bootmem(page, order);
331                         i += BITS_PER_LONG;
332                         page += BITS_PER_LONG;
333                 } else if (v) {
334                         unsigned long m;
335
336                         page = pfn_to_page(pfn);
337                         for (m = 1; m && i < idx; m<<=1, page++, i++) {
338                                 if (v & m) {
339                                         count++;
340                                         __free_pages_bootmem(page, 0);
341                                 }
342                         }
343                 } else {
344                         i += BITS_PER_LONG;
345                 }
346                 pfn += BITS_PER_LONG;
347         }
348         total += count;
349
350         /*
351          * Now free the allocator bitmap itself, it's not
352          * needed anymore:
353          */
354         page = virt_to_page(bdata->node_bootmem_map);
355         count = 0;
356         idx = (get_mapsize(bdata) + PAGE_SIZE-1) >> PAGE_SHIFT;
357         for (i = 0; i < idx; i++, page++) {
358                 __free_pages_bootmem(page, 0);
359                 count++;
360         }
361         total += count;
362         bdata->node_bootmem_map = NULL;
363
364         return total;
365 }
366
367 unsigned long __init init_bootmem_node(pg_data_t *pgdat, unsigned long freepfn,
368                                 unsigned long startpfn, unsigned long endpfn)
369 {
370         return init_bootmem_core(pgdat, freepfn, startpfn, endpfn);
371 }
372
373 void __init reserve_bootmem_node(pg_data_t *pgdat, unsigned long physaddr,
374                                  unsigned long size)
375 {
376         reserve_bootmem_core(pgdat->bdata, physaddr, size);
377 }
378
379 void __init free_bootmem_node(pg_data_t *pgdat, unsigned long physaddr,
380                               unsigned long size)
381 {
382         free_bootmem_core(pgdat->bdata, physaddr, size);
383 }
384
385 unsigned long __init free_all_bootmem_node(pg_data_t *pgdat)
386 {
387         return free_all_bootmem_core(pgdat);
388 }
389
390 unsigned long __init init_bootmem(unsigned long start, unsigned long pages)
391 {
392         max_low_pfn = pages;
393         min_low_pfn = start;
394         return init_bootmem_core(NODE_DATA(0), start, 0, pages);
395 }
396
397 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_BOOTMEM_NODE
398 void __init reserve_bootmem(unsigned long addr, unsigned long size)
399 {
400         reserve_bootmem_core(NODE_DATA(0)->bdata, addr, size);
401 }
402 #endif /* !CONFIG_HAVE_ARCH_BOOTMEM_NODE */
403
404 void __init free_bootmem(unsigned long addr, unsigned long size)
405 {
406         free_bootmem_core(NODE_DATA(0)->bdata, addr, size);
407 }
408
409 unsigned long __init free_all_bootmem(void)
410 {
411         return free_all_bootmem_core(NODE_DATA(0));
412 }
413
414 void * __init __alloc_bootmem_nopanic(unsigned long size, unsigned long align,
415                                       unsigned long goal)
416 {
417         bootmem_data_t *bdata;
418         void *ptr;
419
420         list_for_each_entry(bdata, &bdata_list, list) {
421                 ptr = __alloc_bootmem_core(bdata, size, align, goal, 0);
422                 if (ptr)
423                         return ptr;
424         }
425         return NULL;
426 }
427
428 void * __init __alloc_bootmem(unsigned long size, unsigned long align,
429                               unsigned long goal)
430 {
431         void *mem = __alloc_bootmem_nopanic(size,align,goal);
432
433         if (mem)
434                 return mem;
435         /*
436          * Whoops, we cannot satisfy the allocation request.
437          */
438         printk(KERN_ALERT "bootmem alloc of %lu bytes failed!\n", size);
439         panic("Out of memory");
440         return NULL;
441 }
442
443
444 void * __init __alloc_bootmem_node(pg_data_t *pgdat, unsigned long size,
445                                    unsigned long align, unsigned long goal)
446 {
447         void *ptr;
448
449         ptr = __alloc_bootmem_core(pgdat->bdata, size, align, goal, 0);
450         if (ptr)
451                 return ptr;
452
453         return __alloc_bootmem(size, align, goal);
454 }
455
456 #define LOW32LIMIT 0xffffffff
457
458 void * __init __alloc_bootmem_low(unsigned long size, unsigned long align,
459                                   unsigned long goal)
460 {
461         bootmem_data_t *bdata;
462         void *ptr;
463
464         list_for_each_entry(bdata, &bdata_list, list) {
465                 ptr = __alloc_bootmem_core(bdata, size, align, goal, LOW32LIMIT);
466                 if (ptr)
467                         return ptr;
468         }
469
470         /*
471          * Whoops, we cannot satisfy the allocation request.
472          */
473         printk(KERN_ALERT "low bootmem alloc of %lu bytes failed!\n", size);
474         panic("Out of low memory");
475         return NULL;
476 }
477
478 void * __init __alloc_bootmem_low_node(pg_data_t *pgdat, unsigned long size,
479                                        unsigned long align, unsigned long goal)
480 {
481         return __alloc_bootmem_core(pgdat->bdata, size, align, goal, LOW32LIMIT);
482 }