SAFE public projects git trees. - safe/jmp/linux-2.6/blob - 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 }