sys_swapon: call swap_cgroup_swapon() earlier
[linux-2.6.git] / mm / nobootmem.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/slab.h>
14 #include <linux/bootmem.h>
15 #include <linux/module.h>
16 #include <linux/kmemleak.h>
17 #include <linux/range.h>
18 #include <linux/memblock.h>
19
20 #include <asm/bug.h>
21 #include <asm/io.h>
22 #include <asm/processor.h>
23
24 #include "internal.h"
25
26 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
27 struct pglist_data __refdata contig_page_data;
28 EXPORT_SYMBOL(contig_page_data);
29 #endif
30
31 unsigned long max_low_pfn;
32 unsigned long min_low_pfn;
33 unsigned long max_pfn;
34
35 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
36 /*
37  * If we have booted due to a crash, max_pfn will be a very low value. We need
38  * to know the amount of memory that the previous kernel used.
39  */
40 unsigned long saved_max_pfn;
41 #endif
42
43 static void * __init __alloc_memory_core_early(int nid, u64 size, u64 align,
44                                         u64 goal, u64 limit)
45 {
46         void *ptr;
47         u64 addr;
48
49         if (limit > memblock.current_limit)
50                 limit = memblock.current_limit;
51
52         addr = find_memory_core_early(nid, size, align, goal, limit);
53
54         if (addr == MEMBLOCK_ERROR)
55                 return NULL;
56
57         ptr = phys_to_virt(addr);
58         memset(ptr, 0, size);
59         memblock_x86_reserve_range(addr, addr + size, "BOOTMEM");
60         /*
61          * The min_count is set to 0 so that bootmem allocated blocks
62          * are never reported as leaks.
63          */
64         kmemleak_alloc(ptr, size, 0, 0);
65         return ptr;
66 }
67
68 /*
69  * free_bootmem_late - free bootmem pages directly to page allocator
70  * @addr: starting address of the range
71  * @size: size of the range in bytes
72  *
73  * This is only useful when the bootmem allocator has already been torn
74  * down, but we are still initializing the system.  Pages are given directly
75  * to the page allocator, no bootmem metadata is updated because it is gone.
76  */
77 void __init free_bootmem_late(unsigned long addr, unsigned long size)
78 {
79         unsigned long cursor, end;
80
81         kmemleak_free_part(__va(addr), size);
82
83         cursor = PFN_UP(addr);
84         end = PFN_DOWN(addr + size);
85
86         for (; cursor < end; cursor++) {
87                 __free_pages_bootmem(pfn_to_page(cursor), 0);
88                 totalram_pages++;
89         }
90 }
91
92 static void __init __free_pages_memory(unsigned long start, unsigned long end)
93 {
94         int i;
95         unsigned long start_aligned, end_aligned;
96         int order = ilog2(BITS_PER_LONG);
97
98         start_aligned = (start + (BITS_PER_LONG - 1)) & ~(BITS_PER_LONG - 1);
99         end_aligned = end & ~(BITS_PER_LONG - 1);
100
101         if (end_aligned <= start_aligned) {
102                 for (i = start; i < end; i++)
103                         __free_pages_bootmem(pfn_to_page(i), 0);
104
105                 return;
106         }
107
108         for (i = start; i < start_aligned; i++)
109                 __free_pages_bootmem(pfn_to_page(i), 0);
110
111         for (i = start_aligned; i < end_aligned; i += BITS_PER_LONG)
112                 __free_pages_bootmem(pfn_to_page(i), order);
113
114         for (i = end_aligned; i < end; i++)
115                 __free_pages_bootmem(pfn_to_page(i), 0);
116 }
117
118 unsigned long __init free_all_memory_core_early(int nodeid)
119 {
120         int i;
121         u64 start, end;
122         unsigned long count = 0;
123         struct range *range = NULL;
124         int nr_range;
125
126         nr_range = get_free_all_memory_range(&range, nodeid);
127
128         for (i = 0; i < nr_range; i++) {
129                 start = range[i].start;
130                 end = range[i].end;
131                 count += end - start;
132                 __free_pages_memory(start, end);
133         }
134
135         return count;
136 }
137
138 /**
139  * free_all_bootmem_node - release a node's free pages to the buddy allocator
140  * @pgdat: node to be released
141  *
142  * Returns the number of pages actually released.
143  */
144 unsigned long __init free_all_bootmem_node(pg_data_t *pgdat)
145 {
146         register_page_bootmem_info_node(pgdat);
147
148         /* free_all_memory_core_early(MAX_NUMNODES) will be called later */
149         return 0;
150 }
151
152 /**
153  * free_all_bootmem - release free pages to the buddy allocator
154  *
155  * Returns the number of pages actually released.
156  */
157 unsigned long __init free_all_bootmem(void)
158 {
159         /*
160          * We need to use MAX_NUMNODES instead of NODE_DATA(0)->node_id
161          *  because in some case like Node0 doesnt have RAM installed
162          *  low ram will be on Node1
163          * Use MAX_NUMNODES will make sure all ranges in early_node_map[]
164          *  will be used instead of only Node0 related
165          */
166         return free_all_memory_core_early(MAX_NUMNODES);
167 }
168
169 /**
170  * free_bootmem_node - mark a page range as usable
171  * @pgdat: node the range resides on
172  * @physaddr: starting address of the range
173  * @size: size of the range in bytes
174  *
175  * Partial pages will be considered reserved and left as they are.
176  *
177  * The range must reside completely on the specified node.
178  */
179 void __init free_bootmem_node(pg_data_t *pgdat, unsigned long physaddr,
180                               unsigned long size)
181 {
182         kmemleak_free_part(__va(physaddr), size);
183         memblock_x86_free_range(physaddr, physaddr + size);
184 }
185
186 /**
187  * free_bootmem - mark a page range as usable
188  * @addr: starting address of the range
189  * @size: size of the range in bytes
190  *
191  * Partial pages will be considered reserved and left as they are.
192  *
193  * The range must be contiguous but may span node boundaries.
194  */
195 void __init free_bootmem(unsigned long addr, unsigned long size)
196 {
197         kmemleak_free_part(__va(addr), size);
198         memblock_x86_free_range(addr, addr + size);
199 }
200
201 static void * __init ___alloc_bootmem_nopanic(unsigned long size,
202                                         unsigned long align,
203                                         unsigned long goal,
204                                         unsigned long limit)
205 {
206         void *ptr;
207
208         if (WARN_ON_ONCE(slab_is_available()))
209                 return kzalloc(size, GFP_NOWAIT);
210
211 restart:
212
213         ptr = __alloc_memory_core_early(MAX_NUMNODES, size, align, goal, limit);
214
215         if (ptr)
216                 return ptr;
217
218         if (goal != 0) {
219                 goal = 0;
220                 goto restart;
221         }
222
223         return NULL;
224 }
225
226 /**
227  * __alloc_bootmem_nopanic - allocate boot memory without panicking
228  * @size: size of the request in bytes
229  * @align: alignment of the region
230  * @goal: preferred starting address of the region
231  *
232  * The goal is dropped if it can not be satisfied and the allocation will
233  * fall back to memory below @goal.
234  *
235  * Allocation may happen on any node in the system.
236  *
237  * Returns NULL on failure.
238  */
239 void * __init __alloc_bootmem_nopanic(unsigned long size, unsigned long align,
240                                         unsigned long goal)
241 {
242         unsigned long limit = -1UL;
243
244         return ___alloc_bootmem_nopanic(size, align, goal, limit);
245 }
246
247 static void * __init ___alloc_bootmem(unsigned long size, unsigned long align,
248                                         unsigned long goal, unsigned long limit)
249 {
250         void *mem = ___alloc_bootmem_nopanic(size, align, goal, limit);
251
252         if (mem)
253                 return mem;
254         /*
255          * Whoops, we cannot satisfy the allocation request.
256          */
257         printk(KERN_ALERT "bootmem alloc of %lu bytes failed!\n", size);
258         panic("Out of memory");
259         return NULL;
260 }
261
262 /**
263  * __alloc_bootmem - allocate boot memory
264  * @size: size of the request in bytes
265  * @align: alignment of the region
266  * @goal: preferred starting address of the region
267  *
268  * The goal is dropped if it can not be satisfied and the allocation will
269  * fall back to memory below @goal.
270  *
271  * Allocation may happen on any node in the system.
272  *
273  * The function panics if the request can not be satisfied.
274  */
275 void * __init __alloc_bootmem(unsigned long size, unsigned long align,
276                               unsigned long goal)
277 {
278         unsigned long limit = -1UL;
279
280         return ___alloc_bootmem(size, align, goal, limit);
281 }
282
283 /**
284  * __alloc_bootmem_node - allocate boot memory from a specific node
285  * @pgdat: node to allocate from
286  * @size: size of the request in bytes
287  * @align: alignment of the region
288  * @goal: preferred starting address of the region
289  *
290  * The goal is dropped if it can not be satisfied and the allocation will
291  * fall back to memory below @goal.
292  *
293  * Allocation may fall back to any node in the system if the specified node
294  * can not hold the requested memory.
295  *
296  * The function panics if the request can not be satisfied.
297  */
298 void * __init __alloc_bootmem_node(pg_data_t *pgdat, unsigned long size,
299                                    unsigned long align, unsigned long goal)
300 {
301         void *ptr;
302
303         if (WARN_ON_ONCE(slab_is_available()))
304                 return kzalloc_node(size, GFP_NOWAIT, pgdat->node_id);
305
306         ptr = __alloc_memory_core_early(pgdat->node_id, size, align,
307                                          goal, -1ULL);
308         if (ptr)
309                 return ptr;
310
311         return __alloc_memory_core_early(MAX_NUMNODES, size, align,
312                                          goal, -1ULL);
313 }
314
315 void * __init __alloc_bootmem_node_high(pg_data_t *pgdat, unsigned long size,
316                                    unsigned long align, unsigned long goal)
317 {
318 #ifdef MAX_DMA32_PFN
319         unsigned long end_pfn;
320
321         if (WARN_ON_ONCE(slab_is_available()))
322                 return kzalloc_node(size, GFP_NOWAIT, pgdat->node_id);
323
324         /* update goal according ...MAX_DMA32_PFN */
325         end_pfn = pgdat->node_start_pfn + pgdat->node_spanned_pages;
326
327         if (end_pfn > MAX_DMA32_PFN + (128 >> (20 - PAGE_SHIFT)) &&
328             (goal >> PAGE_SHIFT) < MAX_DMA32_PFN) {
329                 void *ptr;
330                 unsigned long new_goal;
331
332                 new_goal = MAX_DMA32_PFN << PAGE_SHIFT;
333                 ptr =  __alloc_memory_core_early(pgdat->node_id, size, align,
334                                                  new_goal, -1ULL);
335                 if (ptr)
336                         return ptr;
337         }
338 #endif
339
340         return __alloc_bootmem_node(pgdat, size, align, goal);
341
342 }
343
344 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
345 /**
346  * alloc_bootmem_section - allocate boot memory from a specific section
347  * @size: size of the request in bytes
348  * @section_nr: sparse map section to allocate from
349  *
350  * Return NULL on failure.
351  */
352 void * __init alloc_bootmem_section(unsigned long size,
353                                     unsigned long section_nr)
354 {
355         unsigned long pfn, goal, limit;
356
357         pfn = section_nr_to_pfn(section_nr);
358         goal = pfn << PAGE_SHIFT;
359         limit = section_nr_to_pfn(section_nr + 1) << PAGE_SHIFT;
360
361         return __alloc_memory_core_early(early_pfn_to_nid(pfn), size,
362                                          SMP_CACHE_BYTES, goal, limit);
363 }
364 #endif
365
366 void * __init __alloc_bootmem_node_nopanic(pg_data_t *pgdat, unsigned long size,
367                                    unsigned long align, unsigned long goal)
368 {
369         void *ptr;
370
371         if (WARN_ON_ONCE(slab_is_available()))
372                 return kzalloc_node(size, GFP_NOWAIT, pgdat->node_id);
373
374         ptr =  __alloc_memory_core_early(pgdat->node_id, size, align,
375                                                  goal, -1ULL);
376         if (ptr)
377                 return ptr;
378
379         return __alloc_bootmem_nopanic(size, align, goal);
380 }
381
382 #ifndef ARCH_LOW_ADDRESS_LIMIT
383 #define ARCH_LOW_ADDRESS_LIMIT  0xffffffffUL
384 #endif
385
386 /**
387  * __alloc_bootmem_low - allocate low boot memory
388  * @size: size of the request in bytes
389  * @align: alignment of the region
390  * @goal: preferred starting address of the region
391  *
392  * The goal is dropped if it can not be satisfied and the allocation will
393  * fall back to memory below @goal.
394  *
395  * Allocation may happen on any node in the system.
396  *
397  * The function panics if the request can not be satisfied.
398  */
399 void * __init __alloc_bootmem_low(unsigned long size, unsigned long align,
400                                   unsigned long goal)
401 {
402         return ___alloc_bootmem(size, align, goal, ARCH_LOW_ADDRESS_LIMIT);
403 }
404
405 /**
406  * __alloc_bootmem_low_node - allocate low boot memory from a specific node
407  * @pgdat: node to allocate from
408  * @size: size of the request in bytes
409  * @align: alignment of the region
410  * @goal: preferred starting address of the region
411  *
412  * The goal is dropped if it can not be satisfied and the allocation will
413  * fall back to memory below @goal.
414  *
415  * Allocation may fall back to any node in the system if the specified node
416  * can not hold the requested memory.
417  *
418  * The function panics if the request can not be satisfied.
419  */
420 void * __init __alloc_bootmem_low_node(pg_data_t *pgdat, unsigned long size,
421                                        unsigned long align, unsigned long goal)
422 {
423         void *ptr;
424
425         if (WARN_ON_ONCE(slab_is_available()))
426                 return kzalloc_node(size, GFP_NOWAIT, pgdat->node_id);
427
428         ptr = __alloc_memory_core_early(pgdat->node_id, size, align,
429                                 goal, ARCH_LOW_ADDRESS_LIMIT);
430         if (ptr)
431                 return ptr;
432
433         return  __alloc_memory_core_early(MAX_NUMNODES, size, align,
434                                 goal, ARCH_LOW_ADDRESS_LIMIT);
435 }