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/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 }