memblock: Add debugfs files to dump the arrays content
[deliverable/linux.git] / mm / memblock.c
index fc7f97b2d9941937feccc94b9970d2846e5e75b6..cc15be29fd0ac44ad0eb5d64e087af6587be7737 100644 (file)
  */
 
 #include <linux/kernel.h>
+#include <linux/slab.h>
 #include <linux/init.h>
 #include <linux/bitops.h>
 #include <linux/poison.h>
+#include <linux/pfn.h>
+#include <linux/debugfs.h>
+#include <linux/seq_file.h>
 #include <linux/memblock.h>
 
 struct memblock memblock;
 
-static int memblock_debug;
+static int memblock_debug, memblock_can_resize;
 static struct memblock_region memblock_memory_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS + 1];
 static struct memblock_region memblock_reserved_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS + 1];
 
 #define MEMBLOCK_ERROR (~(phys_addr_t)0)
 
-static int __init early_memblock(char *p)
+/* inline so we don't get a warning when pr_debug is compiled out */
+static inline const char *memblock_type_name(struct memblock_type *type)
 {
-       if (p && strstr(p, "debug"))
-               memblock_debug = 1;
-       return 0;
+       if (type == &memblock.memory)
+               return "memory";
+       else if (type == &memblock.reserved)
+               return "reserved";
+       else
+               return "unknown";
 }
-early_param("memblock", early_memblock);
-
-static void memblock_dump(struct memblock_type *region, char *name)
-{
-       unsigned long long base, size;
-       int i;
-
-       pr_info(" %s.cnt  = 0x%lx\n", name, region->cnt);
 
-       for (i = 0; i < region->cnt; i++) {
-               base = region->regions[i].base;
-               size = region->regions[i].size;
+/*
+ * Address comparison utilities
+ */
 
-               pr_info(" %s[0x%x]\t0x%016llx - 0x%016llx, 0x%llx bytes\n",
-                   name, i, base, base + size - 1, size);
-       }
+static phys_addr_t memblock_align_down(phys_addr_t addr, phys_addr_t size)
+{
+       return addr & ~(size - 1);
 }
 
-void memblock_dump_all(void)
+static phys_addr_t memblock_align_up(phys_addr_t addr, phys_addr_t size)
 {
-       if (!memblock_debug)
-               return;
-
-       pr_info("MEMBLOCK configuration:\n");
-       pr_info(" memory size = 0x%llx\n", (unsigned long long)memblock.memory_size);
-
-       memblock_dump(&memblock.memory, "memory");
-       memblock_dump(&memblock.reserved, "reserved");
+       return (addr + (size - 1)) & ~(size - 1);
 }
 
 static unsigned long memblock_addrs_overlap(phys_addr_t base1, phys_addr_t size1,
@@ -88,6 +81,82 @@ static long memblock_regions_adjacent(struct memblock_type *type,
        return memblock_addrs_adjacent(base1, size1, base2, size2);
 }
 
+long memblock_overlaps_region(struct memblock_type *type, phys_addr_t base, phys_addr_t size)
+{
+       unsigned long i;
+
+       for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
+               phys_addr_t rgnbase = type->regions[i].base;
+               phys_addr_t rgnsize = type->regions[i].size;
+               if (memblock_addrs_overlap(base, size, rgnbase, rgnsize))
+                       break;
+       }
+
+       return (i < type->cnt) ? i : -1;
+}
+
+/*
+ * Find, allocate, deallocate or reserve unreserved regions. All allocations
+ * are top-down.
+ */
+
+static phys_addr_t __init memblock_find_region(phys_addr_t start, phys_addr_t end,
+                                         phys_addr_t size, phys_addr_t align)
+{
+       phys_addr_t base, res_base;
+       long j;
+
+       base = memblock_align_down((end - size), align);
+       while (start <= base) {
+               j = memblock_overlaps_region(&memblock.reserved, base, size);
+               if (j < 0)
+                       return base;
+               res_base = memblock.reserved.regions[j].base;
+               if (res_base < size)
+                       break;
+               base = memblock_align_down(res_base - size, align);
+       }
+
+       return MEMBLOCK_ERROR;
+}
+
+static phys_addr_t __init memblock_find_base(phys_addr_t size, phys_addr_t align,
+                                       phys_addr_t start, phys_addr_t end)
+{
+       long i;
+
+       BUG_ON(0 == size);
+
+       size = memblock_align_up(size, align);
+
+       /* Pump up max_addr */
+       if (end == MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE)
+               end = memblock.current_limit;
+
+       /* We do a top-down search, this tends to limit memory
+        * fragmentation by keeping early boot allocs near the
+        * top of memory
+        */
+       for (i = memblock.memory.cnt - 1; i >= 0; i--) {
+               phys_addr_t memblockbase = memblock.memory.regions[i].base;
+               phys_addr_t memblocksize = memblock.memory.regions[i].size;
+               phys_addr_t bottom, top, found;
+
+               if (memblocksize < size)
+                       continue;
+               if ((memblockbase + memblocksize) <= start)
+                       break;
+               bottom = max(memblockbase, start);
+               top = min(memblockbase + memblocksize, end);
+               if (bottom >= top)
+                       continue;
+               found = memblock_find_region(bottom, top, size, align);
+               if (found != MEMBLOCK_ERROR)
+                       return found;
+       }
+       return MEMBLOCK_ERROR;
+}
+
 static void memblock_remove_region(struct memblock_type *type, unsigned long r)
 {
        unsigned long i;
@@ -107,47 +176,83 @@ static void memblock_coalesce_regions(struct memblock_type *type,
        memblock_remove_region(type, r2);
 }
 
-void __init memblock_init(void)
-{
-       /* Hookup the initial arrays */
-       memblock.memory.regions = memblock_memory_init_regions;
-       memblock.memory.max             = INIT_MEMBLOCK_REGIONS;
-       memblock.reserved.regions       = memblock_reserved_init_regions;
-       memblock.reserved.max   = INIT_MEMBLOCK_REGIONS;
+/* Defined below but needed now */
+static long memblock_add_region(struct memblock_type *type, phys_addr_t base, phys_addr_t size);
 
-       /* Write a marker in the unused last array entry */
-       memblock.memory.regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS].base = (phys_addr_t)RED_INACTIVE;
-       memblock.reserved.regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS].base = (phys_addr_t)RED_INACTIVE;
+static int memblock_double_array(struct memblock_type *type)
+{
+       struct memblock_region *new_array, *old_array;
+       phys_addr_t old_size, new_size, addr;
+       int use_slab = slab_is_available();
 
-       /* Create a dummy zero size MEMBLOCK which will get coalesced away later.
-        * This simplifies the memblock_add() code below...
+       /* We don't allow resizing until we know about the reserved regions
+        * of memory that aren't suitable for allocation
         */
-       memblock.memory.regions[0].base = 0;
-       memblock.memory.regions[0].size = 0;
-       memblock.memory.cnt = 1;
+       if (!memblock_can_resize)
+               return -1;
 
-       /* Ditto. */
-       memblock.reserved.regions[0].base = 0;
-       memblock.reserved.regions[0].size = 0;
-       memblock.reserved.cnt = 1;
+       pr_debug("memblock: %s array full, doubling...", memblock_type_name(type));
+
+       /* Calculate new doubled size */
+       old_size = type->max * sizeof(struct memblock_region);
+       new_size = old_size << 1;
+
+       /* Try to find some space for it.
+        *
+        * WARNING: We assume that either slab_is_available() and we use it or
+        * we use MEMBLOCK for allocations. That means that this is unsafe to use
+        * when bootmem is currently active (unless bootmem itself is implemented
+        * on top of MEMBLOCK which isn't the case yet)
+        *
+        * This should however not be an issue for now, as we currently only
+        * call into MEMBLOCK while it's still active, or much later when slab is
+        * active for memory hotplug operations
+        */
+       if (use_slab) {
+               new_array = kmalloc(new_size, GFP_KERNEL);
+               addr = new_array == NULL ? MEMBLOCK_ERROR : __pa(new_array);
+       } else
+               addr = memblock_find_base(new_size, sizeof(phys_addr_t), 0, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
+       if (addr == MEMBLOCK_ERROR) {
+               pr_err("memblock: Failed to double %s array from %ld to %ld entries !\n",
+                      memblock_type_name(type), type->max, type->max * 2);
+               return -1;
+       }
+       new_array = __va(addr);
 
-       memblock.current_limit = MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE;
-}
+       /* Found space, we now need to move the array over before
+        * we add the reserved region since it may be our reserved
+        * array itself that is full.
+        */
+       memcpy(new_array, type->regions, old_size);
+       memset(new_array + type->max, 0, old_size);
+       old_array = type->regions;
+       type->regions = new_array;
+       type->max <<= 1;
+
+       /* If we use SLAB that's it, we are done */
+       if (use_slab)
+               return 0;
 
-void __init memblock_analyze(void)
-{
-       int i;
+       /* Add the new reserved region now. Should not fail ! */
+       BUG_ON(memblock_add_region(&memblock.reserved, addr, new_size) < 0);
 
-       /* Check marker in the unused last array entry */
-       WARN_ON(memblock_memory_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS].base
-               != (phys_addr_t)RED_INACTIVE);
-       WARN_ON(memblock_reserved_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS].base
-               != (phys_addr_t)RED_INACTIVE);
+       /* If the array wasn't our static init one, then free it. We only do
+        * that before SLAB is available as later on, we don't know whether
+        * to use kfree or free_bootmem_pages(). Shouldn't be a big deal
+        * anyways
+        */
+       if (old_array != memblock_memory_init_regions &&
+           old_array != memblock_reserved_init_regions)
+               memblock_free(__pa(old_array), old_size);
 
-       memblock.memory_size = 0;
+       return 0;
+}
 
-       for (i = 0; i < memblock.memory.cnt; i++)
-               memblock.memory_size += memblock.memory.regions[i].size;
+extern int __weak memblock_memory_can_coalesce(phys_addr_t addr1, phys_addr_t size1,
+                                         phys_addr_t addr2, phys_addr_t size2)
+{
+       return 1;
 }
 
 static long memblock_add_region(struct memblock_type *type, phys_addr_t base, phys_addr_t size)
@@ -171,6 +276,10 @@ static long memblock_add_region(struct memblock_type *type, phys_addr_t base, ph
                        return 0;
 
                adjacent = memblock_addrs_adjacent(base, size, rgnbase, rgnsize);
+               /* Check if arch allows coalescing */
+               if (adjacent != 0 && type == &memblock.memory &&
+                   !memblock_memory_can_coalesce(base, size, rgnbase, rgnsize))
+                       break;
                if (adjacent > 0) {
                        type->regions[i].base -= size;
                        type->regions[i].size += size;
@@ -183,14 +292,25 @@ static long memblock_add_region(struct memblock_type *type, phys_addr_t base, ph
                }
        }
 
-       if ((i < type->cnt - 1) && memblock_regions_adjacent(type, i, i+1)) {
+       /* If we plugged a hole, we may want to also coalesce with the
+        * next region
+        */
+       if ((i < type->cnt - 1) && memblock_regions_adjacent(type, i, i+1) &&
+           ((type != &memblock.memory || memblock_memory_can_coalesce(type->regions[i].base,
+                                                            type->regions[i].size,
+                                                            type->regions[i+1].base,
+                                                            type->regions[i+1].size)))) {
                memblock_coalesce_regions(type, i, i+1);
                coalesced++;
        }
 
        if (coalesced)
                return coalesced;
-       if (type->cnt >= type->max)
+
+       /* If we are out of space, we fail. It's too late to resize the array
+        * but then this shouldn't have happened in the first place.
+        */
+       if (WARN_ON(type->cnt >= type->max))
                return -1;
 
        /* Couldn't coalesce the MEMBLOCK, so add it to the sorted table. */
@@ -211,6 +331,14 @@ static long memblock_add_region(struct memblock_type *type, phys_addr_t base, ph
        }
        type->cnt++;
 
+       /* The array is full ? Try to resize it. If that fails, we undo
+        * our allocation and return an error
+        */
+       if (type->cnt == type->max && memblock_double_array(type)) {
+               type->cnt--;
+               return -1;
+       }
+
        return 0;
 }
 
@@ -287,52 +415,75 @@ long __init memblock_reserve(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
        return memblock_add_region(_rgn, base, size);
 }
 
-long memblock_overlaps_region(struct memblock_type *type, phys_addr_t base, phys_addr_t size)
+phys_addr_t __init __memblock_alloc_base(phys_addr_t size, phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr)
 {
-       unsigned long i;
+       phys_addr_t found;
 
-       for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
-               phys_addr_t rgnbase = type->regions[i].base;
-               phys_addr_t rgnsize = type->regions[i].size;
-               if (memblock_addrs_overlap(base, size, rgnbase, rgnsize))
-                       break;
-       }
+       /* We align the size to limit fragmentation. Without this, a lot of
+        * small allocs quickly eat up the whole reserve array on sparc
+        */
+       size = memblock_align_up(size, align);
 
-       return (i < type->cnt) ? i : -1;
-}
+       found = memblock_find_base(size, align, 0, max_addr);
+       if (found != MEMBLOCK_ERROR &&
+           memblock_add_region(&memblock.reserved, found, size) >= 0)
+               return found;
 
-static phys_addr_t memblock_align_down(phys_addr_t addr, phys_addr_t size)
-{
-       return addr & ~(size - 1);
+       return 0;
 }
 
-static phys_addr_t memblock_align_up(phys_addr_t addr, phys_addr_t size)
+phys_addr_t __init memblock_alloc_base(phys_addr_t size, phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr)
 {
-       return (addr + (size - 1)) & ~(size - 1);
+       phys_addr_t alloc;
+
+       alloc = __memblock_alloc_base(size, align, max_addr);
+
+       if (alloc == 0)
+               panic("ERROR: Failed to allocate 0x%llx bytes below 0x%llx.\n",
+                     (unsigned long long) size, (unsigned long long) max_addr);
+
+       return alloc;
 }
 
-static phys_addr_t __init memblock_find_region(phys_addr_t start, phys_addr_t end,
-                                         phys_addr_t size, phys_addr_t align)
+phys_addr_t __init memblock_alloc(phys_addr_t size, phys_addr_t align)
 {
-       phys_addr_t base, res_base;
-       long j;
+       return memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
+}
 
-       base = memblock_align_down((end - size), align);
-       while (start <= base) {
-               j = memblock_overlaps_region(&memblock.reserved, base, size);
-               if (j < 0)
-                       return base;
-               res_base = memblock.reserved.regions[j].base;
-               if (res_base < size)
-                       break;
-               base = memblock_align_down(res_base - size, align);
-       }
 
-       return MEMBLOCK_ERROR;
-}
+/*
+ * Additional node-local allocators. Search for node memory is bottom up
+ * and walks memblock regions within that node bottom-up as well, but allocation
+ * within an memblock region is top-down. XXX I plan to fix that at some stage
+ *
+ * WARNING: Only available after early_node_map[] has been populated,
+ * on some architectures, that is after all the calls to add_active_range()
+ * have been done to populate it.
+ */
 
 phys_addr_t __weak __init memblock_nid_range(phys_addr_t start, phys_addr_t end, int *nid)
 {
+#ifdef CONFIG_ARCH_POPULATES_NODE_MAP
+       /*
+        * This code originates from sparc which really wants use to walk by addresses
+        * and returns the nid. This is not very convenient for early_pfn_map[] users
+        * as the map isn't sorted yet, and it really wants to be walked by nid.
+        *
+        * For now, I implement the inefficient method below which walks the early
+        * map multiple times. Eventually we may want to use an ARCH config option
+        * to implement a completely different method for both case.
+        */
+       unsigned long start_pfn, end_pfn;
+       int i;
+
+       for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
+               get_pfn_range_for_nid(i, &start_pfn, &end_pfn);
+               if (start < PFN_PHYS(start_pfn) || start >= PFN_PHYS(end_pfn))
+                       continue;
+               *nid = i;
+               return min(end, PFN_PHYS(end_pfn));
+       }
+#endif
        *nid = 0;
 
        return end;
@@ -372,12 +523,15 @@ phys_addr_t __init memblock_alloc_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int n
 
        BUG_ON(0 == size);
 
+       /* We align the size to limit fragmentation. Without this, a lot of
+        * small allocs quickly eat up the whole reserve array on sparc
+        */
+       size = memblock_align_up(size, align);
+
        /* We do a bottom-up search for a region with the right
         * nid since that's easier considering how memblock_nid_range()
         * works
         */
-       size = memblock_align_up(size, align);
-
        for (i = 0; i < mem->cnt; i++) {
                phys_addr_t ret = memblock_alloc_nid_region(&mem->regions[i],
                                               size, align, nid);
@@ -385,59 +539,22 @@ phys_addr_t __init memblock_alloc_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int n
                        return ret;
        }
 
-       return memblock_alloc(size, align);
-}
-
-phys_addr_t __init memblock_alloc(phys_addr_t size, phys_addr_t align)
-{
-       return memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
+       return 0;
 }
 
-phys_addr_t __init memblock_alloc_base(phys_addr_t size, phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr)
+phys_addr_t __init memblock_alloc_try_nid(phys_addr_t size, phys_addr_t align, int nid)
 {
-       phys_addr_t alloc;
+       phys_addr_t res = memblock_alloc_nid(size, align, nid);
 
-       alloc = __memblock_alloc_base(size, align, max_addr);
-
-       if (alloc == 0)
-               panic("ERROR: Failed to allocate 0x%llx bytes below 0x%llx.\n",
-                     (unsigned long long) size, (unsigned long long) max_addr);
-
-       return alloc;
+       if (res)
+               return res;
+       return memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE);
 }
 
-phys_addr_t __init __memblock_alloc_base(phys_addr_t size, phys_addr_t align, phys_addr_t max_addr)
-{
-       long i;
-       phys_addr_t base = 0;
-       phys_addr_t res_base;
-
-       BUG_ON(0 == size);
-
-       size = memblock_align_up(size, align);
-
-       /* Pump up max_addr */
-       if (max_addr == MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE)
-               max_addr = memblock.current_limit;
 
-       /* We do a top-down search, this tends to limit memory
-        * fragmentation by keeping early boot allocs near the
-        * top of memory
-        */
-       for (i = memblock.memory.cnt - 1; i >= 0; i--) {
-               phys_addr_t memblockbase = memblock.memory.regions[i].base;
-               phys_addr_t memblocksize = memblock.memory.regions[i].size;
-
-               if (memblocksize < size)
-                       continue;
-               base = min(memblockbase + memblocksize, max_addr);
-               res_base = memblock_find_region(memblockbase, base, size, align);
-               if (res_base != MEMBLOCK_ERROR &&
-                   memblock_add_region(&memblock.reserved, res_base, size) >= 0)
-                       return res_base;
-       }
-       return 0;
-}
+/*
+ * Remaining API functions
+ */
 
 /* You must call memblock_analyze() before this. */
 phys_addr_t __init memblock_phys_mem_size(void)
@@ -543,3 +660,134 @@ void __init memblock_set_current_limit(phys_addr_t limit)
        memblock.current_limit = limit;
 }
 
+static void memblock_dump(struct memblock_type *region, char *name)
+{
+       unsigned long long base, size;
+       int i;
+
+       pr_info(" %s.cnt  = 0x%lx\n", name, region->cnt);
+
+       for (i = 0; i < region->cnt; i++) {
+               base = region->regions[i].base;
+               size = region->regions[i].size;
+
+               pr_info(" %s[0x%x]\t0x%016llx - 0x%016llx, 0x%llx bytes\n",
+                   name, i, base, base + size - 1, size);
+       }
+}
+
+void memblock_dump_all(void)
+{
+       if (!memblock_debug)
+               return;
+
+       pr_info("MEMBLOCK configuration:\n");
+       pr_info(" memory size = 0x%llx\n", (unsigned long long)memblock.memory_size);
+
+       memblock_dump(&memblock.memory, "memory");
+       memblock_dump(&memblock.reserved, "reserved");
+}
+
+void __init memblock_analyze(void)
+{
+       int i;
+
+       /* Check marker in the unused last array entry */
+       WARN_ON(memblock_memory_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS].base
+               != (phys_addr_t)RED_INACTIVE);
+       WARN_ON(memblock_reserved_init_regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS].base
+               != (phys_addr_t)RED_INACTIVE);
+
+       memblock.memory_size = 0;
+
+       for (i = 0; i < memblock.memory.cnt; i++)
+               memblock.memory_size += memblock.memory.regions[i].size;
+
+       /* We allow resizing from there */
+       memblock_can_resize = 1;
+}
+
+void __init memblock_init(void)
+{
+       /* Hookup the initial arrays */
+       memblock.memory.regions = memblock_memory_init_regions;
+       memblock.memory.max             = INIT_MEMBLOCK_REGIONS;
+       memblock.reserved.regions       = memblock_reserved_init_regions;
+       memblock.reserved.max   = INIT_MEMBLOCK_REGIONS;
+
+       /* Write a marker in the unused last array entry */
+       memblock.memory.regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS].base = (phys_addr_t)RED_INACTIVE;
+       memblock.reserved.regions[INIT_MEMBLOCK_REGIONS].base = (phys_addr_t)RED_INACTIVE;
+
+       /* Create a dummy zero size MEMBLOCK which will get coalesced away later.
+        * This simplifies the memblock_add() code below...
+        */
+       memblock.memory.regions[0].base = 0;
+       memblock.memory.regions[0].size = 0;
+       memblock.memory.cnt = 1;
+
+       /* Ditto. */
+       memblock.reserved.regions[0].base = 0;
+       memblock.reserved.regions[0].size = 0;
+       memblock.reserved.cnt = 1;
+
+       memblock.current_limit = MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE;
+}
+
+static int __init early_memblock(char *p)
+{
+       if (p && strstr(p, "debug"))
+               memblock_debug = 1;
+       return 0;
+}
+early_param("memblock", early_memblock);
+
+#ifdef CONFIG_DEBUG_FS
+
+static int memblock_debug_show(struct seq_file *m, void *private)
+{
+       struct memblock_type *type = m->private;
+       struct memblock_region *reg;
+       int i;
+
+       for (i = 0; i < type->cnt; i++) {
+               reg = &type->regions[i];
+               seq_printf(m, "%4d: ", i);
+               if (sizeof(phys_addr_t) == 4)
+                       seq_printf(m, "0x%08lx..0x%08lx\n",
+                                  (unsigned long)reg->base,
+                                  (unsigned long)(reg->base + reg->size - 1));
+               else
+                       seq_printf(m, "0x%016llx..0x%016llx\n",
+                                  (unsigned long long)reg->base,
+                                  (unsigned long long)(reg->base + reg->size - 1));
+
+       }
+       return 0;
+}
+
+static int memblock_debug_open(struct inode *inode, struct file *file)
+{
+       return single_open(file, memblock_debug_show, inode->i_private);
+}
+
+static const struct file_operations memblock_debug_fops = {
+       .open = memblock_debug_open,
+       .read = seq_read,
+       .llseek = seq_lseek,
+       .release = single_release,
+};
+
+static int __init memblock_init_debugfs(void)
+{
+       struct dentry *root = debugfs_create_dir("memblock", NULL);
+       if (!root)
+               return -ENXIO;
+       debugfs_create_file("memory", S_IRUGO, root, &memblock.memory, &memblock_debug_fops);
+       debugfs_create_file("reserved", S_IRUGO, root, &memblock.reserved, &memblock_debug_fops);
+
+       return 0;
+}
+__initcall(memblock_init_debugfs);
+
+#endif /* CONFIG_DEBUG_FS */
This page took 0.032684 seconds and 5 git commands to generate.