memblock: Move memblock_init() to the bottom of the file
[linux-2.6.git] / mm / memblock.c
1 /*
2  * Procedures for maintaining information about logical memory blocks.
3  *
4  * Peter Bergner, IBM Corp.     June 2001.
5  * Copyright (C) 2001 Peter Bergner.
6  *
7  *      This program is free software; you can redistribute it and/or
8  *      modify it under the terms of the GNU General Public License
9  *      as published by the Free Software Foundation; either version
10  *      2 of the License, or (at your option) any later version.
11  */
12
13 #include <linux/kernel.h>
14 #include <linux/init.h>
15 #include <linux/bitops.h>
16 #include <linux/poison.h>
17 #include <linux/memblock.h>
18
19 struct memblock memblock;
20
21 static int memblock_debug;
22 static struct memblock_region memblock_memory_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS + 1];
23 static struct memblock_region memblock_reserved_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS + 1];
24
25 #define MEMBLOCK_ERROR  (~(phys_addr_t)0)
26
27 static int __init early_memblock(char *p)
28 {
29         if (p && strstr(p, "debug"))
30                 memblock_debug = 1;
31         return 0;
32 }
33 early_param("memblock", early_memblock);
34
35 static void memblock_dump(struct memblock_type *region, char *name)
36 {
37         unsigned long long base, size;
38         int i;
39
40         pr_info(" %s.cnt  = 0x%lx\n", name, region->cnt);
41
42         for (i = 0; i < region->cnt; i++) {
43                 base = region->regions[i].base;
44                 size = region->regions[i].size;
45
46                 pr_info(" %s[0x%x]\t0x%016llx - 0x%016llx, 0x%llx bytes\n",
47                     name, i, base, base + size - 1, size);
48         }
49 }
50
51 void memblock_dump_all(void)
52 {
53         if (!memblock_debug)
54                 return;
55
56         pr_info("MEMBLOCK configuration:\n");
57         pr_info(" memory size = 0x%llx\n", (unsigned long long)memblock.memory_size);
58
59         memblock_dump(&memblock.memory, "memory");
60         memblock_dump(&memblock.reserved, "reserved");
61 }
62
63 static unsigned long memblock_addrs_overlap(phys_addr_t base1, phys_addr_t size1,
64                                        phys_addr_t base2, phys_addr_t size2)
65 {
66         return ((base1 < (base2 + size2)) && (base2 < (base1 + size1)));
67 }
68
69 static long memblock_addrs_adjacent(phys_addr_t base1, phys_addr_t size1,
70                                phys_addr_t base2, phys_addr_t size2)
71 {
72         if (base2 == base1 + size1)
73                 return 1;
74         else if (base1 == base2 + size2)
75                 return -1;
76
77         return 0;
78 }
79
80 static long memblock_regions_adjacent(struct memblock_type *type,
81                                  unsigned long r1, unsigned long r2)
82 {
83         phys_addr_t base1 = type->regions[r1].base;
84         phys_addr_t size1 = type->regions[r1].size;
85         phys_addr_t base2 = type->regions[r2].base;
86         phys_addr_t size2 = type->regions[r2].size;
87
88         return memblock_addrs_adjacent(base1, size1, base2, size2);
89 }
90
91 static void memblock_remove_region(struct memblock_type *type, unsigned long r)
92 {
93         unsigned long i;
94
95         for (i = r; i < type->cnt - 1; i++) {
96                 type->regions[i].base = type->regions[i + 1].base;
97                 type->regions[i].size = type->regions[i + 1].size;
98         }
99         type->cnt--;
100 }
101
102 /* Assumption: base addr of region 1 < base addr of region 2 */
103 static void memblock_coalesce_regions(struct memblock_type *type,
104                 unsigned long r1, unsigned long r2)
105 {
106         type->regions[r1].size += type->regions[r2].size;
107         memblock_remove_region(type, r2);
108 }
109
110 void __init memblock_analyze(void)
111 {
112         int i;
113
114         /* Check marker in the unused last array entry */
115         WARN_ON(memblock_memory_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS].base
116                 != (phys_addr_t)RED_INACTIVE);
117         WARN_ON(memblock_reserved_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS].base
118                 != (phys_addr_t)RED_INACTIVE);
119
120         memblock.memory_size = 0;
121
122         for (i = 0; i < memblock.memory.cnt; i++)
123                 memblock.memory_size += memblock.memory.regions[i].size;
124 }
125
126 static long memblock_add_region(struct memblock_type *type, phys_addr_t base, phys_addr_t size)
127 {
128         unsigned long coalesced = 0;
129         long adjacent, i;
130
131         if ((type->cnt == 1) && (type->regions[0].size == 0)) {
132                 type->regions[0].base = base;
133                 type->regions[0].size = size;
134                 return 0;
135         }
136
137         /* First try and coalesce this MEMBLOCK with another. */
138         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
139                 phys_addr_t rgnbase = type->regions[i].base;
140                 phys_addr_t rgnsize = type->regions[i].size;
141
142                 if ((rgnbase == base) && (rgnsize == size))
143                         /* Already have this region, so we're done */
144                         return 0;
145
146                 adjacent = memblock_addrs_adjacent(base, size, rgnbase, rgnsize);
147                 if (adjacent > 0) {
148                         type->regions[i].base -= size;
149                         type->regions[i].size += size;
150                         coalesced++;
151                         break;
152                 } else if (adjacent < 0) {
153                         type->regions[i].size += size;
154                         coalesced++;
155                         break;
156                 }
157         }
158
159         if ((i < type->cnt - 1) && memblock_regions_adjacent(type, i, i+1)) {
160                 memblock_coalesce_regions(type, i, i+1);
161                 coalesced++;
162         }
163
164         if (coalesced)
165                 return coalesced;
166         if (type->cnt >= type->max)
167                 return -1;
168
169         /* Couldn't coalesce the MEMBLOCK, so add it to the sorted table. */
170         for (i = type->cnt - 1; i >= 0; i--) {
171                 if (base < type->regions[i].base) {
172                         type->regions[i+1].base = type->regions[i].base;
173                         type->regions[i+1].size = type->regions[i].size;
174                 } else {
175                         type->regions[i+1].base = base;
176                         type->regions[i+1].size = size;
177                         break;
178                 }
179         }
180
181         if (base < type->regions[0].base) {
182                 type->regions[0].base = base;
183                 type->regions[0].size = size;
184         }
185         type->cnt++;
186
187         return 0;
188 }
189
190 long memblock_add(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
191 {
192         return memblock_add_region(&memblock.memory, base, size);
193
194 }
195
196 static long __memblock_remove(struct memblock_type *type, phys_addr_t base, phys_addr_t size)
197 {
198         phys_addr_t rgnbegin, rgnend;
199         phys_addr_t end = base + size;
200         int i;
201
202         rgnbegin = rgnend = 0; /* supress gcc warnings */
203
204         /* Find the region where (base, size) belongs to */
205         for (i=0; i < type->cnt; i++) {
206                 rgnbegin = type->regions[i].base;
207                 rgnend = rgnbegin + type->regions[i].size;
208
209                 if ((rgnbegin <= base) && (end <= rgnend))
210                         break;
211         }
212
213         /* Didn't find the region */
214         if (i == type->cnt)
215                 return -1;
216
217         /* Check to see if we are removing entire region */
218         if ((rgnbegin == base) && (rgnend == end)) {
219                 memblock_remove_region(type, i);
220                 return 0;
221         }
222
223         /* Check to see if region is matching at the front */
224         if (rgnbegin == base) {
225                 type->regions[i].base = end;
226                 type->regions[i].size -= size;
227                 return 0;
228         }
229
230         /* Check to see if the region is matching at the end */
231         if (rgnend == end) {
232                 type->regions[i].size -= size;
233                 return 0;
234         }
235
236         /*
237          * We need to split the entry -  adjust the current one to the
238          * beginging of the hole and add the region after hole.
239          */
240         type->regions[i].size = base - type->regions[i].base;
241         return memblock_add_region(type, end, rgnend - end);
242 }
243
244 long memblock_remove(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
245 {
246         return __memblock_remove(&memblock.memory, base, size);
247 }
248
249 long __init memblock_free(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
250 {
251         return __memblock_remove(&memblock.reserved, base, size);
252 }
253
254 long __init memblock_reserve(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
255 {
256         struct memblock_type *_rgn = &memblock.reserved;
257
258         BUG_ON(0 == size);
259
260         return memblock_add_region(_rgn, base, size);
261 }
262
263 long memblock_overlaps_region(struct memblock_type *type, phys_addr_t base, phys_addr_t size)
264 {
265         unsigned long i;
266
267         for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
268                 phys_addr_t rgnbase = type->regions[i].base;
269                 phys_addr_t rgnsize = type->regions[i].size;
270                 if (memblock_addrs_overlap(base, size, rgnbase, rgnsize))
271                         break;
272         }
273
274         return (i < type->cnt) ? i : -1;
275 }
276
277 static phys_addr_t memblock_align_down(phys_addr_t addr, phys_addr_t size)
278 {
279         return addr & ~(size - 1);
280 }
281
282 static phys_addr_t memblock_align_up(phys_addr_t addr, phys_addr_t size)
283 {
284         return (addr + (size - 1)) & ~(size - 1);
285 }
286
287 static phys_addr_t __init memblock_find_region(phys_addr_t start, phys_addr_t end,
288                                           phys_addr_t size, phys_addr_t align)
289 {
290         phys_addr_t base, res_base;
291         long j;
292
293         base = memblock_align_down((end - size), align);
294         while (start <= base) {
295                 j = memblock_overlaps_region(&memblock.reserved, base, size);
296                 if (j < 0)
297                         return base;
298                 res_base = memblock.reserved.regions[j].base;
299                 if (res_base < size)
300                         break;
301                 base = memblock_align_down(res_base - size, align);
302         }
303
304         return MEMBLOCK_ERROR;
305 }
306
307 phys_addr_t __weak __init memblock_nid_range(phys_addr_t start, phys_addr_t end, int *nid)
308 {
309         *nid = 0;
310
311         return end;
312 }
313
314 static phys_addr_t __init memblock_alloc_nid_region(struct memblock_region *mp,
315                                                phys_addr_t size,
316                                                phys_addr_t align, int nid)
317 {
318         phys_addr_t start, end;
319
320         start = mp->base;
321         end = start + mp->size;
322
323         start = memblock_align_up(start, align);
324         while (start < end) {
325                 phys_addr_t this_end;
326                 int this_nid;
327
328                 this_end = memblock_nid_range(start, end, &this_nid);
329                 if (this_nid == nid) {
330                         phys_addr_t ret = memblock_find_region(start, this_end, size, align);
331                         if (ret != MEMBLOCK_ERROR &&
332                             memblock_add_region(&memblock.reserved, ret, size) >= 0)
333                                 return ret;
334                 }
335                 start = this_end;
336         }
337
338         return MEMBLOCK_ERROR;
339 }
340
341 phys_addr_t __init memblock_alloc_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
342 {
343         struct memblock_type *mem = &memblock.memory;
344         int i;
345
346         BUG_ON(0 == size);
347
348         /* We do a bottom-up search for a region with the right
349          * nid since that's easier considering how memblock_nid_range()
350          * works
351          */
352         size = memblock_align_up(size, align);
353
354         for (i = 0; i < mem->cnt; i++) {
355                 phys_addr_t ret = memblock_alloc_nid_region(&mem->regions[i],
356                                                size, align, nid);
357                 if (ret != MEMBLOCK_ERROR)
358                         return ret;
359         }
360
361         return memblock_alloc(size, align);
362 }
363
364 phys_addr_t __init memblock_alloc(phys_addr_t size, phys_addr_t align)
365 {
366         return memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
367 }
368
369 phys_addr_t __init memblock_alloc_base(phys_addr_t size, phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr)
370 {
371         phys_addr_t alloc;
372
373         alloc = __memblock_alloc_base(size, align, max_addr);
374
375         if (alloc == 0)
376                 panic("ERROR: Failed to allocate 0x%llx bytes below 0x%llx.\n",
377                       (unsigned long long) size, (unsigned long long) max_addr);
378
379         return alloc;
380 }
381
382 phys_addr_t __init __memblock_alloc_base(phys_addr_t size, phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr)
383 {
384         long i;
385         phys_addr_t base = 0;
386         phys_addr_t res_base;
387
388         BUG_ON(0 == size);
389
390         size = memblock_align_up(size, align);
391
392         /* Pump up max_addr */
393         if (max_addr == MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE)
394                 max_addr = memblock.current_limit;
395
396         /* We do a top-down search, this tends to limit memory
397          * fragmentation by keeping early boot allocs near the
398          * top of memory
399          */
400         for (i = memblock.memory.cnt - 1; i >= 0; i--) {
401                 phys_addr_t memblockbase = memblock.memory.regions[i].base;
402                 phys_addr_t memblocksize = memblock.memory.regions[i].size;
403
404                 if (memblocksize < size)
405                         continue;
406                 base = min(memblockbase + memblocksize, max_addr);
407                 res_base = memblock_find_region(memblockbase, base, size, align);
408                 if (res_base != MEMBLOCK_ERROR &&
409                     memblock_add_region(&memblock.reserved, res_base, size) >= 0)
410                         return res_base;
411         }
412         return 0;
413 }
414
415 /* You must call memblock_analyze() before this. */
416 phys_addr_t __init memblock_phys_mem_size(void)
417 {
418         return memblock.memory_size;
419 }
420
421 phys_addr_t memblock_end_of_DRAM(void)
422 {
423         int idx = memblock.memory.cnt - 1;
424
425         return (memblock.memory.regions[idx].base + memblock.memory.regions[idx].size);
426 }
427
428 /* You must call memblock_analyze() after this. */
429 void __init memblock_enforce_memory_limit(phys_addr_t memory_limit)
430 {
431         unsigned long i;
432         phys_addr_t limit;
433         struct memblock_region *p;
434
435         if (!memory_limit)
436                 return;
437
438         /* Truncate the memblock regions to satisfy the memory limit. */
439         limit = memory_limit;
440         for (i = 0; i < memblock.memory.cnt; i++) {
441                 if (limit > memblock.memory.regions[i].size) {
442                         limit -= memblock.memory.regions[i].size;
443                         continue;
444                 }
445
446                 memblock.memory.regions[i].size = limit;
447                 memblock.memory.cnt = i + 1;
448                 break;
449         }
450
451         memory_limit = memblock_end_of_DRAM();
452
453         /* And truncate any reserves above the limit also. */
454         for (i = 0; i < memblock.reserved.cnt; i++) {
455                 p = &memblock.reserved.regions[i];
456
457                 if (p->base > memory_limit)
458                         p->size = 0;
459                 else if ((p->base + p->size) > memory_limit)
460                         p->size = memory_limit - p->base;
461
462                 if (p->size == 0) {
463                         memblock_remove_region(&memblock.reserved, i);
464                         i--;
465                 }
466         }
467 }
468
469 static int memblock_search(struct memblock_type *type, phys_addr_t addr)
470 {
471         unsigned int left = 0, right = type->cnt;
472
473         do {
474                 unsigned int mid = (right + left) / 2;
475
476                 if (addr < type->regions[mid].base)
477                         right = mid;
478                 else if (addr >= (type->regions[mid].base +
479                                   type->regions[mid].size))
480                         left = mid + 1;
481                 else
482                         return mid;
483         } while (left < right);
484         return -1;
485 }
486
487 int __init memblock_is_reserved(phys_addr_t addr)
488 {
489         return memblock_search(&memblock.reserved, addr) != -1;
490 }
491
492 int memblock_is_memory(phys_addr_t addr)
493 {
494         return memblock_search(&memblock.memory, addr) != -1;
495 }
496
497 int memblock_is_region_memory(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
498 {
499         int idx = memblock_search(&memblock.reserved, base);
500
501         if (idx == -1)
502                 return 0;
503         return memblock.reserved.regions[idx].base <= base &&
504                 (memblock.reserved.regions[idx].base +
505                  memblock.reserved.regions[idx].size) >= (base + size);
506 }
507
508 int memblock_is_region_reserved(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
509 {
510         return memblock_overlaps_region(&memblock.reserved, base, size) >= 0;
511 }
512
513
514 void __init memblock_set_current_limit(phys_addr_t limit)
515 {
516         memblock.current_limit = limit;
517 }
518
519 void __init memblock_init(void)
520 {
521         /* Hookup the initial arrays */
522         memblock.memory.regions = memblock_memory_init_regions;
523         memblock.memory.max             = INIT_MEMBLOCK_REGIONS;
524         memblock.reserved.regions       = memblock_reserved_init_regions;
525         memblock.reserved.max   = INIT_MEMBLOCK_REGIONS;
526
527         /* Write a marker in the unused last array entry */
528         memblock.memory.regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS].base = (phys_addr_t)RED_INACTIVE;
529         memblock.reserved.regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS].base = (phys_addr_t)RED_INACTIVE;
530
531         /* Create a dummy zero size MEMBLOCK which will get coalesced away later.
532          * This simplifies the memblock_add() code below...
533          */
534         memblock.memory.regions[0].base = 0;
535         memblock.memory.regions[0].size = 0;
536         memblock.memory.cnt = 1;
537
538         /* Ditto. */
539         memblock.reserved.regions[0].base = 0;
540         memblock.reserved.regions[0].size = 0;
541         memblock.reserved.cnt = 1;
542
543         memblock.current_limit = MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE;
544 }
545