kernel/early_res.c

   1 /*
   2  * early_res, could be used to replace bootmem
   3  */
   4 #include <linux/kernel.h>
   5 #include <linux/types.h>
   6 #include <linux/init.h>
   7 #include <linux/bootmem.h>
   8 #include <linux/mm.h>
   9 #include <linux/early_res.h>
  10
  11 /*
  12  * Early reserved memory areas.
  13  */
  14 /*
  15  * need to make sure this one is bigger enough before
  16  * find_fw_memmap_area could be used
  17  */
  18 #define MAX_EARLY_RES_X 32
  19
  20 struct early_res {
  21         u64 start, end;
  22         char name[15];
  23         char overlap_ok;
  24 };
  25 static struct early_res early_res_x[MAX_EARLY_RES_X] __initdata;
  26
  27 static int max_early_res __initdata = MAX_EARLY_RES_X;
  28 static struct early_res *early_res __initdata = &early_res_x[0];
  29 static int early_res_count __initdata;
  30
  31 static int __init find_overlapped_early(u64 start, u64 end)
  32 {
  33         int i;
  34         struct early_res *r;
  35
  36         for (i = 0; i < max_early_res && early_res[i].end; i++) {
  37                 r = &early_res[i];
  38                 if (end > r->start && start < r->end)
  39                         break;
  40         }
  41
  42         return i;
  43 }
  44
  45 /*
  46  * Drop the i-th range from the early reservation map,
  47  * by copying any higher ranges down one over it, and
  48  * clearing what had been the last slot.
  49  */
  50 static void __init drop_range(int i)
  51 {
  52         int j;
  53
  54         for (j = i + 1; j < max_early_res && early_res[j].end; j++)
  55                 ;
  56
  57         memmove(&early_res[i], &early_res[i + 1],
  58                (j - 1 - i) * sizeof(struct early_res));
  59
  60         early_res[j - 1].end = 0;
  61         early_res_count--;
  62 }
  63
  64 static void __init drop_range_partial(int i, u64 start, u64 end)
  65 {
  66         u64 common_start, common_end;
  67         u64 old_start, old_end;
  68
  69         old_start = early_res[i].start;
  70         old_end = early_res[i].end;
  71         common_start = max(old_start, start);
  72         common_end = min(old_end, end);
  73
  74         /* no overlap ? */
  75         if (common_start >= common_end)
  76                 return;
  77
  78         if (old_start < common_start) {
  79                 /* make head segment */
  80                 early_res[i].end = common_start;
  81                 if (old_end > common_end) {
  82                         /* add another for left over on tail */
  83                         reserve_early_without_check(common_end, old_end,
  84                                          early_res[i].name);
  85                 }
  86                 return;
  87         } else {
  88                 if (old_end > common_end) {
  89                         /* reuse the entry for tail left */
  90                         early_res[i].start = common_end;
  91                         return;
  92                 }
  93                 /* all covered */
  94                 drop_range(i);
  95         }
  96 }
  97
  98 /*
  99  * Split any existing ranges that:
 100  *  1) are marked 'overlap_ok', and
 101  *  2) overlap with the stated range [start, end)
 102  * into whatever portion (if any) of the existing range is entirely
 103  * below or entirely above the stated range.  Drop the portion
 104  * of the existing range that overlaps with the stated range,
 105  * which will allow the caller of this routine to then add that
 106  * stated range without conflicting with any existing range.
 107  */
 108 static void __init drop_overlaps_that_are_ok(u64 start, u64 end)
 109 {
 110         int i;
 111         struct early_res *r;
 112         u64 lower_start, lower_end;
 113         u64 upper_start, upper_end;
 114         char name[15];
 115
 116         for (i = 0; i < max_early_res && early_res[i].end; i++) {
 117                 r = &early_res[i];
 118
 119                 /* Continue past non-overlapping ranges */
 120                 if (end <= r->start || start >= r->end)
 121                         continue;
 122
 123                 /*
 124                  * Leave non-ok overlaps as is; let caller
 125                  * panic "Overlapping early reservations"
 126                  * when it hits this overlap.
 127                  */
 128                 if (!r->overlap_ok)
 129                         return;
 130
 131                 /*
 132                  * We have an ok overlap.  We will drop it from the early
 133                  * reservation map, and add back in any non-overlapping
 134                  * portions (lower or upper) as separate, overlap_ok,
 135                  * non-overlapping ranges.
 136                  */
 137
 138                 /* 1. Note any non-overlapping (lower or upper) ranges. */
 139                 strncpy(name, r->name, sizeof(name) - 1);
 140
 141                 lower_start = lower_end = 0;
 142                 upper_start = upper_end = 0;
 143                 if (r->start < start) {
 144                         lower_start = r->start;
 145                         lower_end = start;
 146                 }
 147                 if (r->end > end) {
 148                         upper_start = end;
 149                         upper_end = r->end;
 150                 }
 151
 152                 /* 2. Drop the original ok overlapping range */
 153                 drop_range(i);
 154
 155                 i--;            /* resume for-loop on copied down entry */
 156
 157                 /* 3. Add back in any non-overlapping ranges. */
 158                 if (lower_end)
 159                         reserve_early_overlap_ok(lower_start, lower_end, name);
 160                 if (upper_end)
 161                         reserve_early_overlap_ok(upper_start, upper_end, name);
 162         }
 163 }
 164
 165 static void __init __reserve_early(u64 start, u64 end, char *name,
 166                                                 int overlap_ok)
 167 {
 168         int i;
 169         struct early_res *r;
 170
 171         i = find_overlapped_early(start, end);
 172         if (i >= max_early_res)
 173                 panic("Too many early reservations");
 174         r = &early_res[i];
 175         if (r->end)
 176                 panic("Overlapping early reservations "
 177                       "%llx-%llx %s to %llx-%llx %s\n",
 178                       start, end - 1, name ? name : "", r->start,
 179                       r->end - 1, r->name);
 180         r->start = start;
 181         r->end = end;
 182         r->overlap_ok = overlap_ok;
 183         if (name)
 184                 strncpy(r->name, name, sizeof(r->name) - 1);
 185         early_res_count++;
 186 }
 187
 188 /*
 189  * A few early reservtations come here.
 190  *
 191  * The 'overlap_ok' in the name of this routine does -not- mean it
 192  * is ok for these reservations to overlap an earlier reservation.
 193  * Rather it means that it is ok for subsequent reservations to
 194  * overlap this one.
 195  *
 196  * Use this entry point to reserve early ranges when you are doing
 197  * so out of "Paranoia", reserving perhaps more memory than you need,
 198  * just in case, and don't mind a subsequent overlapping reservation
 199  * that is known to be needed.
 200  *
 201  * The drop_overlaps_that_are_ok() call here isn't really needed.
 202  * It would be needed if we had two colliding 'overlap_ok'
 203  * reservations, so that the second such would not panic on the
 204  * overlap with the first.  We don't have any such as of this
 205  * writing, but might as well tolerate such if it happens in
 206  * the future.
 207  */
 208 void __init reserve_early_overlap_ok(u64 start, u64 end, char *name)
 209 {
 210         drop_overlaps_that_are_ok(start, end);
 211         __reserve_early(start, end, name, 1);
 212 }
 213
 214 static void __init __check_and_double_early_res(u64 ex_start, u64 ex_end)
 215 {
 216         u64 start, end, size, mem;
 217         struct early_res *new;
 218
 219         /* do we have enough slots left ? */
 220         if ((max_early_res - early_res_count) > max(max_early_res/8, 2))
 221                 return;
 222
 223         /* double it */
 224         mem = -1ULL;
 225         size = sizeof(struct early_res) * max_early_res * 2;
 226         if (early_res == early_res_x)
 227                 start = 0;
 228         else
 229                 start = early_res[0].end;
 230         end = ex_start;
 231         if (start + size < end)
 232                 mem = find_fw_memmap_area(start, end, size,
 233                                          sizeof(struct early_res));
 234         if (mem == -1ULL) {
 235                 start = ex_end;
 236                 end = get_max_mapped();
 237                 if (start + size < end)
 238                         mem = find_fw_memmap_area(start, end, size,
 239                                                  sizeof(struct early_res));
 240         }
 241         if (mem == -1ULL)
 242                 panic("can not find more space for early_res array");
 243
 244         new = __va(mem);
 245         /* save the first one for own */
 246         new[0].start = mem;
 247         new[0].end = mem + size;
 248         new[0].overlap_ok = 0;
 249         /* copy old to new */
 250         if (early_res == early_res_x) {
 251                 memcpy(&new[1], &early_res[0],
 252                          sizeof(struct early_res) * max_early_res);
 253                 memset(&new[max_early_res+1], 0,
 254                          sizeof(struct early_res) * (max_early_res - 1));
 255                 early_res_count++;
 256         } else {
 257                 memcpy(&new[1], &early_res[1],
 258                          sizeof(struct early_res) * (max_early_res - 1));
 259                 memset(&new[max_early_res], 0,
 260                          sizeof(struct early_res) * max_early_res);
 261         }
 262         memset(&early_res[0], 0, sizeof(struct early_res) * max_early_res);
 263         early_res = new;
 264         max_early_res *= 2;
 265         printk(KERN_DEBUG "early_res array is doubled to %d at [%llx - %llx]\n",
 266                 max_early_res, mem, mem + size - 1);
 267 }
 268
 269 /*
 270  * Most early reservations come here.
 271  *
 272  * We first have drop_overlaps_that_are_ok() drop any pre-existing
 273  * 'overlap_ok' ranges, so that we can then reserve this memory
 274  * range without risk of panic'ing on an overlapping overlap_ok
 275  * early reservation.
 276  */
 277 void __init reserve_early(u64 start, u64 end, char *name)
 278 {
 279         if (start >= end)
 280                 return;
 281
 282         __check_and_double_early_res(start, end);
 283
 284         drop_overlaps_that_are_ok(start, end);
 285         __reserve_early(start, end, name, 0);
 286 }
 287
 288 void __init reserve_early_without_check(u64 start, u64 end, char *name)
 289 {
 290         struct early_res *r;
 291
 292         if (start >= end)
 293                 return;
 294
 295         __check_and_double_early_res(start, end);
 296
 297         r = &early_res[early_res_count];
 298
 299         r->start = start;
 300         r->end = end;
 301         r->overlap_ok = 0;
 302         if (name)
 303                 strncpy(r->name, name, sizeof(r->name) - 1);
 304         early_res_count++;
 305 }
 306
 307 void __init free_early(u64 start, u64 end)
 308 {
 309         struct early_res *r;
 310         int i;
 311
 312         i = find_overlapped_early(start, end);
 313         r = &early_res[i];
 314         if (i >= max_early_res || r->end != end || r->start != start)
 315                 panic("free_early on not reserved area: %llx-%llx!",
 316                          start, end - 1);
 317
 318         drop_range(i);
 319 }
 320
 321 void __init free_early_partial(u64 start, u64 end)
 322 {
 323         struct early_res *r;
 324         int i;
 325
 326 try_next:
 327         i = find_overlapped_early(start, end);
 328         if (i >= max_early_res)
 329                 return;
 330
 331         r = &early_res[i];
 332         /* hole ? */
 333         if (r->end >= end && r->start <= start) {
 334                 drop_range_partial(i, start, end);
 335                 return;
 336         }
 337
 338         drop_range_partial(i, start, end);
 339         goto try_next;
 340 }
 341
 342 #ifdef CONFIG_NO_BOOTMEM
 343 static void __init subtract_early_res(struct range *range, int az)
 344 {
 345         int i, count;
 346         u64 final_start, final_end;
 347         int idx = 0;
 348
 349         count  = 0;
 350         for (i = 0; i < max_early_res && early_res[i].end; i++)
 351                 count++;
 352
 353         /* need to skip first one ?*/
 354         if (early_res != early_res_x)
 355                 idx = 1;
 356
 357 #define DEBUG_PRINT_EARLY_RES 1
 358
 359 #if DEBUG_PRINT_EARLY_RES
 360         printk(KERN_INFO "Subtract (%d early reservations)\n", count);
 361 #endif
 362         for (i = idx; i < count; i++) {
 363                 struct early_res *r = &early_res[i];
 364 #if DEBUG_PRINT_EARLY_RES
 365                 printk(KERN_INFO "  #%d [%010llx - %010llx] %15s\n", i,
 366                         r->start, r->end, r->name);
 367 #endif
 368                 final_start = PFN_DOWN(r->start);
 369                 final_end = PFN_UP(r->end);
 370                 if (final_start >= final_end)
 371                         continue;
 372                 subtract_range(range, az, final_start, final_end);
 373         }
 374
 375 }
 376
 377 int __init get_free_all_memory_range(struct range **rangep, int nodeid)
 378 {
 379         int i, count;
 380         u64 start = 0, end;
 381         u64 size;
 382         u64 mem;
 383         struct range *range;
 384         int nr_range;
 385
 386         count  = 0;
 387         for (i = 0; i < max_early_res && early_res[i].end; i++)
 388                 count++;
 389
 390         count *= 2;
 391
 392         size = sizeof(struct range) * count;
 393         end = get_max_mapped();
 394 #ifdef MAX_DMA32_PFN
 395         if (end > (MAX_DMA32_PFN << PAGE_SHIFT))
 396                 start = MAX_DMA32_PFN << PAGE_SHIFT;
 397 #endif
 398         mem = find_fw_memmap_area(start, end, size, sizeof(struct range));
 399         if (mem == -1ULL)
 400                 panic("can not find more space for range free");
 401
 402         range = __va(mem);
 403         /* use early_node_map[] and early_res to get range array at first */
 404         memset(range, 0, size);
 405         nr_range = 0;
 406
 407         /* need to go over early_node_map to find out good range for node */
 408         nr_range = add_from_early_node_map(range, count, nr_range, nodeid);
 409 #ifdef CONFIG_X86_32
 410         subtract_range(range, count, max_low_pfn, -1ULL);
 411 #endif
 412         subtract_early_res(range, count);
 413         nr_range = clean_sort_range(range, count);
 414
 415         /* need to clear it ? */
 416         if (nodeid == MAX_NUMNODES) {
 417                 memset(&early_res[0], 0,
 418                          sizeof(struct early_res) * max_early_res);
 419                 early_res = NULL;
 420                 max_early_res = 0;
 421         }
 422
 423         *rangep = range;
 424         return nr_range;
 425 }
 426 #else
 427 void __init early_res_to_bootmem(u64 start, u64 end)
 428 {
 429         int i, count;
 430         u64 final_start, final_end;
 431         int idx = 0;
 432
 433         count  = 0;
 434         for (i = 0; i < max_early_res && early_res[i].end; i++)
 435                 count++;
 436
 437         /* need to skip first one ?*/
 438         if (early_res != early_res_x)
 439                 idx = 1;
 440
 441         printk(KERN_INFO "(%d/%d early reservations) ==> bootmem [%010llx - %010llx]\n",
 442                          count - idx, max_early_res, start, end);
 443         for (i = idx; i < count; i++) {
 444                 struct early_res *r = &early_res[i];
 445                 printk(KERN_INFO "  #%d [%010llx - %010llx] %16s", i,
 446                         r->start, r->end, r->name);
 447                 final_start = max(start, r->start);
 448                 final_end = min(end, r->end);
 449                 if (final_start >= final_end) {
 450                         printk(KERN_CONT "\n");
 451                         continue;
 452                 }
 453                 printk(KERN_CONT " ==> [%010llx - %010llx]\n",
 454                         final_start, final_end);
 455                 reserve_bootmem_generic(final_start, final_end - final_start,
 456                                 BOOTMEM_DEFAULT);
 457         }
 458         /* clear them */
 459         memset(&early_res[0], 0, sizeof(struct early_res) * max_early_res);
 460         early_res = NULL;
 461         max_early_res = 0;
 462         early_res_count = 0;
 463 }
 464 #endif
 465
 466 /* Check for already reserved areas */
 467 static inline int __init bad_addr(u64 *addrp, u64 size, u64 align)
 468 {
 469         int i;
 470         u64 addr = *addrp;
 471         int changed = 0;
 472         struct early_res *r;
 473 again:
 474         i = find_overlapped_early(addr, addr + size);
 475         r = &early_res[i];
 476         if (i < max_early_res && r->end) {
 477                 *addrp = addr = round_up(r->end, align);
 478                 changed = 1;
 479                 goto again;
 480         }
 481         return changed;
 482 }
 483
 484 /* Check for already reserved areas */
 485 static inline int __init bad_addr_size(u64 *addrp, u64 *sizep, u64 align)
 486 {
 487         int i;
 488         u64 addr = *addrp, last;
 489         u64 size = *sizep;
 490         int changed = 0;
 491 again:
 492         last = addr + size;
 493         for (i = 0; i < max_early_res && early_res[i].end; i++) {
 494                 struct early_res *r = &early_res[i];
 495                 if (last > r->start && addr < r->start) {
 496                         size = r->start - addr;
 497                         changed = 1;
 498                         goto again;
 499                 }
 500                 if (last > r->end && addr < r->end) {
 501                         addr = round_up(r->end, align);
 502                         size = last - addr;
 503                         changed = 1;
 504                         goto again;
 505                 }
 506                 if (last <= r->end && addr >= r->start) {
 507                         (*sizep)++;
 508                         return 0;
 509                 }
 510         }
 511         if (changed) {
 512                 *addrp = addr;
 513                 *sizep = size;
 514         }
 515         return changed;
 516 }
 517
 518 /*
 519  * Find a free area with specified alignment in a specific range.
 520  * only with the area.between start to end is active range from early_node_map
 521  * so they are good as RAM
 522  */
 523 u64 __init find_early_area(u64 ei_start, u64 ei_last, u64 start, u64 end,
 524                          u64 size, u64 align)
 525 {
 526         u64 addr, last;
 527
 528         addr = round_up(ei_start, align);
 529         if (addr < start)
 530                 addr = round_up(start, align);
 531         if (addr >= ei_last)
 532                 goto out;
 533         while (bad_addr(&addr, size, align) && addr+size <= ei_last)
 534                 ;
 535         last = addr + size;
 536         if (last > ei_last)
 537                 goto out;
 538         if (last > end)
 539                 goto out;
 540
 541         return addr;
 542
 543 out:
 544         return -1ULL;
 545 }
 546
 547 u64 __init find_early_area_size(u64 ei_start, u64 ei_last, u64 start,
 548                          u64 *sizep, u64 align)
 549 {
 550         u64 addr, last;
 551
 552         addr = round_up(ei_start, align);
 553         if (addr < start)
 554                 addr = round_up(start, align);
 555         if (addr >= ei_last)
 556                 goto out;
 557         *sizep = ei_last - addr;
 558         while (bad_addr_size(&addr, sizep, align) && addr + *sizep <= ei_last)
 559                 ;
 560         last = addr + *sizep;
 561         if (last > ei_last)
 562                 goto out;
 563
 564         return addr;
 565
 566 out:
 567         return -1ULL;
 568 }