mm: swap: implement generic handler for swap_activate
[linux-3.10.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/export.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 static void * __init __alloc_memory_core_early(int nid, u64 size, u64 align,
36                                         u64 goal, u64 limit)
37 {
38         void *ptr;
39         u64 addr;
40
41         if (limit > memblock.current_limit)
42                 limit = memblock.current_limit;
43
44         addr = memblock_find_in_range_node(goal, limit, size, align, nid);
45         if (!addr)
46                 return NULL;
47
48         ptr = phys_to_virt(addr);
49         memset(ptr, 0, size);
50         memblock_reserve(addr, size);
51         /*
52          * The min_count is set to 0 so that bootmem allocated blocks
53          * are never reported as leaks.
54          */
55         kmemleak_alloc(ptr, size, 0, 0);
56         return ptr;
57 }
58
59 /*
60  * free_bootmem_late - free bootmem pages directly to page allocator
61  * @addr: starting address of the range
62  * @size: size of the range in bytes
63  *
64  * This is only useful when the bootmem allocator has already been torn
65  * down, but we are still initializing the system.  Pages are given directly
66  * to the page allocator, no bootmem metadata is updated because it is gone.
67  */
68 void __init free_bootmem_late(unsigned long addr, unsigned long size)
69 {
70         unsigned long cursor, end;
71
72         kmemleak_free_part(__va(addr), size);
73
74         cursor = PFN_UP(addr);
75         end = PFN_DOWN(addr + size);
76
77         for (; cursor < end; cursor++) {
78                 __free_pages_bootmem(pfn_to_page(cursor), 0);
79                 totalram_pages++;
80         }
81 }
82
83 static void __init __free_pages_memory(unsigned long start, unsigned long end)
84 {
85         unsigned long i, start_aligned, end_aligned;
86         int order = ilog2(BITS_PER_LONG);
87
88         start_aligned = (start + (BITS_PER_LONG - 1)) & ~(BITS_PER_LONG - 1);
89         end_aligned = end & ~(BITS_PER_LONG - 1);
90
91         if (end_aligned <= start_aligned) {
92                 for (i = start; i < end; i++)
93                         __free_pages_bootmem(pfn_to_page(i), 0);
94
95                 return;
96         }
97
98         for (i = start; i < start_aligned; i++)
99                 __free_pages_bootmem(pfn_to_page(i), 0);
100
101         for (i = start_aligned; i < end_aligned; i += BITS_PER_LONG)
102                 __free_pages_bootmem(pfn_to_page(i), order);
103
104         for (i = end_aligned; i < end; i++)
105                 __free_pages_bootmem(pfn_to_page(i), 0);
106 }
107
108 static unsigned long __init __free_memory_core(phys_addr_t start,
109                                  phys_addr_t end)
110 {
111         unsigned long start_pfn = PFN_UP(start);
112         unsigned long end_pfn = min_t(unsigned long,
113                                       PFN_DOWN(end), max_low_pfn);
114
115         if (start_pfn > end_pfn)
116                 return 0;
117
118         __free_pages_memory(start_pfn, end_pfn);
119
120         return end_pfn - start_pfn;
121 }
122
123 unsigned long __init free_low_memory_core_early(int nodeid)
124 {
125         unsigned long count = 0;
126         phys_addr_t start, end, size;
127         u64 i;
128
129         for_each_free_mem_range(i, MAX_NUMNODES, &start, &end, NULL)
130                 count += __free_memory_core(start, end);
131
132         /* free range that is used for reserved array if we allocate it */
133         size = get_allocated_memblock_reserved_regions_info(&start);
134         if (size)
135                 count += __free_memory_core(start, start + size);
136
137         return count;
138 }
139
140 /**
141  * free_all_bootmem_node - release a node's free pages to the buddy allocator
142  * @pgdat: node to be released
143  *
144  * Returns the number of pages actually released.
145  */
146 unsigned long __init free_all_bootmem_node(pg_data_t *pgdat)
147 {
148         register_page_bootmem_info_node(pgdat);
149
150         /* free_low_memory_core_early(MAX_NUMNODES) will be called later */
151         return 0;
152 }
153
154 /**
155  * free_all_bootmem - release free pages to the buddy allocator
156  *
157  * Returns the number of pages actually released.
158  */
159 unsigned long __init free_all_bootmem(void)
160 {
161         /*
162          * We need to use MAX_NUMNODES instead of NODE_DATA(0)->node_id
163          *  because in some case like Node0 doesn't have RAM installed
164          *  low ram will be on Node1
165          * Use MAX_NUMNODES will make sure all ranges in early_node_map[]
166          *  will be used instead of only Node0 related
167          */
168         return free_low_memory_core_early(MAX_NUMNODES);
169 }
170
171 /**
172  * free_bootmem_node - mark a page range as usable
173  * @pgdat: node the range resides on
174  * @physaddr: starting address of the range
175  * @size: size of the range in bytes
176  *
177  * Partial pages will be considered reserved and left as they are.
178  *
179  * The range must reside completely on the specified node.
180  */
181 void __init free_bootmem_node(pg_data_t *pgdat, unsigned long physaddr,
182                               unsigned long size)
183 {
184         kmemleak_free_part(__va(physaddr), size);
185         memblock_free(physaddr, size);
186 }
187
188 /**
189  * free_bootmem - mark a page range as usable
190  * @addr: starting address of the range
191  * @size: size of the range in bytes
192  *
193  * Partial pages will be considered reserved and left as they are.
194  *
195  * The range must be contiguous but may span node boundaries.
196  */
197 void __init free_bootmem(unsigned long addr, unsigned long size)
198 {
199         kmemleak_free_part(__va(addr), size);
200         memblock_free(addr, size);
201 }
202
203 static void * __init ___alloc_bootmem_nopanic(unsigned long size,
204                                         unsigned long align,
205                                         unsigned long goal,
206                                         unsigned long limit)
207 {
208         void *ptr;
209
210         if (WARN_ON_ONCE(slab_is_available()))
211                 return kzalloc(size, GFP_NOWAIT);
212
213 restart:
214
215         ptr = __alloc_memory_core_early(MAX_NUMNODES, size, align, goal, limit);
216
217         if (ptr)
218                 return ptr;
219
220         if (goal != 0) {
221                 goal = 0;
222                 goto restart;
223         }
224
225         return NULL;
226 }
227
228 /**
229  * __alloc_bootmem_nopanic - allocate boot memory without panicking
230  * @size: size of the request in bytes
231  * @align: alignment of the region
232  * @goal: preferred starting address of the region
233  *
234  * The goal is dropped if it can not be satisfied and the allocation will
235  * fall back to memory below @goal.
236  *
237  * Allocation may happen on any node in the system.
238  *
239  * Returns NULL on failure.
240  */
241 void * __init __alloc_bootmem_nopanic(unsigned long size, unsigned long align,
242                                         unsigned long goal)
243 {
244         unsigned long limit = -1UL;
245
246         return ___alloc_bootmem_nopanic(size, align, goal, limit);
247 }
248
249 static void * __init ___alloc_bootmem(unsigned long size, unsigned long align,
250                                         unsigned long goal, unsigned long limit)
251 {
252         void *mem = ___alloc_bootmem_nopanic(size, align, goal, limit);
253
254         if (mem)
255                 return mem;
256         /*
257          * Whoops, we cannot satisfy the allocation request.
258          */
259         printk(KERN_ALERT "bootmem alloc of %lu bytes failed!\n", size);
260         panic("Out of memory");
261         return NULL;
262 }
263
264 /**
265  * __alloc_bootmem - allocate boot memory
266  * @size: size of the request in bytes
267  * @align: alignment of the region
268  * @goal: preferred starting address of the region
269  *
270  * The goal is dropped if it can not be satisfied and the allocation will
271  * fall back to memory below @goal.
272  *
273  * Allocation may happen on any node in the system.
274  *
275  * The function panics if the request can not be satisfied.
276  */
277 void * __init __alloc_bootmem(unsigned long size, unsigned long align,
278                               unsigned long goal)
279 {
280         unsigned long limit = -1UL;
281
282         return ___alloc_bootmem(size, align, goal, limit);
283 }
284
285 void * __init ___alloc_bootmem_node_nopanic(pg_data_t *pgdat,
286                                                    unsigned long size,
287                                                    unsigned long align,
288                                                    unsigned long goal,
289                                                    unsigned long limit)
290 {
291         void *ptr;
292
293 again:
294         ptr = __alloc_memory_core_early(pgdat->node_id, size, align,
295                                         goal, limit);
296         if (ptr)
297                 return ptr;
298
299         ptr = __alloc_memory_core_early(MAX_NUMNODES, size, align,
300                                         goal, limit);
301         if (ptr)
302                 return ptr;
303
304         if (goal) {
305                 goal = 0;
306                 goto again;
307         }
308
309         return NULL;
310 }
311
312 void * __init __alloc_bootmem_node_nopanic(pg_data_t *pgdat, unsigned long size,
313                                    unsigned long align, unsigned long goal)
314 {
315         if (WARN_ON_ONCE(slab_is_available()))
316                 return kzalloc_node(size, GFP_NOWAIT, pgdat->node_id);
317
318         return ___alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat, size, align, goal, 0);
319 }
320
321 void * __init ___alloc_bootmem_node(pg_data_t *pgdat, unsigned long size,
322                                     unsigned long align, unsigned long goal,
323                                     unsigned long limit)
324 {
325         void *ptr;
326
327         ptr = ___alloc_bootmem_node_nopanic(pgdat, size, align, goal, limit);
328         if (ptr)
329                 return ptr;
330
331         printk(KERN_ALERT "bootmem alloc of %lu bytes failed!\n", size);
332         panic("Out of memory");
333         return NULL;
334 }
335
336 /**
337  * __alloc_bootmem_node - allocate boot memory from a specific node
338  * @pgdat: node to allocate from
339  * @size: size of the request in bytes
340  * @align: alignment of the region
341  * @goal: preferred starting address of the region
342  *
343  * The goal is dropped if it can not be satisfied and the allocation will
344  * fall back to memory below @goal.
345  *
346  * Allocation may fall back to any node in the system if the specified node
347  * can not hold the requested memory.
348  *
349  * The function panics if the request can not be satisfied.
350  */
351 void * __init __alloc_bootmem_node(pg_data_t *pgdat, unsigned long size,
352                                    unsigned long align, unsigned long goal)
353 {
354         if (WARN_ON_ONCE(slab_is_available()))
355                 return kzalloc_node(size, GFP_NOWAIT, pgdat->node_id);
356
357         return ___alloc_bootmem_node(pgdat, size, align, goal, 0);
358 }
359
360 void * __init __alloc_bootmem_node_high(pg_data_t *pgdat, unsigned long size,
361                                    unsigned long align, unsigned long goal)
362 {
363         return __alloc_bootmem_node(pgdat, size, align, goal);
364 }
365
366 #ifndef ARCH_LOW_ADDRESS_LIMIT
367 #define ARCH_LOW_ADDRESS_LIMIT  0xffffffffUL
368 #endif
369
370 /**
371  * __alloc_bootmem_low - allocate low boot memory
372  * @size: size of the request in bytes
373  * @align: alignment of the region
374  * @goal: preferred starting address of the region
375  *
376  * The goal is dropped if it can not be satisfied and the allocation will
377  * fall back to memory below @goal.
378  *
379  * Allocation may happen on any node in the system.
380  *
381  * The function panics if the request can not be satisfied.
382  */
383 void * __init __alloc_bootmem_low(unsigned long size, unsigned long align,
384                                   unsigned long goal)
385 {
386         return ___alloc_bootmem(size, align, goal, ARCH_LOW_ADDRESS_LIMIT);
387 }
388
389 /**
390  * __alloc_bootmem_low_node - allocate low boot memory from a specific node
391  * @pgdat: node to allocate from
392  * @size: size of the request in bytes
393  * @align: alignment of the region
394  * @goal: preferred starting address of the region
395  *
396  * The goal is dropped if it can not be satisfied and the allocation will
397  * fall back to memory below @goal.
398  *
399  * Allocation may fall back to any node in the system if the specified node
400  * can not hold the requested memory.
401  *
402  * The function panics if the request can not be satisfied.
403  */
404 void * __init __alloc_bootmem_low_node(pg_data_t *pgdat, unsigned long size,
405                                        unsigned long align, unsigned long goal)
406 {
407         if (WARN_ON_ONCE(slab_is_available()))
408                 return kzalloc_node(size, GFP_NOWAIT, pgdat->node_id);
409
410         return ___alloc_bootmem_node(pgdat, size, align, goal,
411                                      ARCH_LOW_ADDRESS_LIMIT);
412 }