[PATCH] knfsd: Allow max size of NFSd payload to be configured
[linux-2.6] / 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 #include <asm/processor.h>
19
20 #include "internal.h"
21
22 /*
23  * Access to this subsystem has to be serialized externally. (this is
24  * true for the boot process anyway)
25  */
26 unsigned long max_low_pfn;
27 unsigned long min_low_pfn;
28 unsigned long max_pfn;
29
30 EXPORT_UNUSED_SYMBOL(max_pfn);  /*  June 2006  */
31
32 static LIST_HEAD(bdata_list);
33 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
34 /*
35  * If we have booted due to a crash, max_pfn will be a very low value. We need
36  * to know the amount of memory that the previous kernel used.
37  */
38 unsigned long saved_max_pfn;
39 #endif
40
41 /* return the number of _pages_ that will be allocated for the boot bitmap */
42 unsigned long __init bootmem_bootmap_pages(unsigned long pages)
43 {
44         unsigned long mapsize;
45
46         mapsize = (pages+7)/8;
47         mapsize = (mapsize + ~PAGE_MASK) & PAGE_MASK;
48         mapsize >>= PAGE_SHIFT;
49
50         return mapsize;
51 }
52
53 /*
54  * link bdata in order
55  */
56 static void __init link_bootmem(bootmem_data_t *bdata)
57 {
58         bootmem_data_t *ent;
59
60         if (list_empty(&bdata_list)) {
61                 list_add(&bdata->list, &bdata_list);
62                 return;
63         }
64         /* insert in order */
65         list_for_each_entry(ent, &bdata_list, list) {
66                 if (bdata->node_boot_start < ent->node_boot_start) {
67                         list_add_tail(&bdata->list, &ent->list);
68                         return;
69                 }
70         }
71         list_add_tail(&bdata->list, &bdata_list);
72 }
73
74 /*
75  * Given an initialised bdata, it returns the size of the boot bitmap
76  */
77 static unsigned long __init get_mapsize(bootmem_data_t *bdata)
78 {
79         unsigned long mapsize;
80         unsigned long start = PFN_DOWN(bdata->node_boot_start);
81         unsigned long end = bdata->node_low_pfn;
82
83         mapsize = ((end - start) + 7) / 8;
84         return ALIGN(mapsize, sizeof(long));
85 }
86
87 /*
88  * Called once to set up the allocator itself.
89  */
90 static unsigned long __init init_bootmem_core(pg_data_t *pgdat,
91         unsigned long mapstart, unsigned long start, unsigned long end)
92 {
93         bootmem_data_t *bdata = pgdat->bdata;
94         unsigned long mapsize;
95
96         bdata->node_bootmem_map = phys_to_virt(PFN_PHYS(mapstart));
97         bdata->node_boot_start = PFN_PHYS(start);
98         bdata->node_low_pfn = end;
99         link_bootmem(bdata);
100
101         /*
102          * Initially all pages are reserved - setup_arch() has to
103          * register free RAM areas explicitly.
104          */
105         mapsize = get_mapsize(bdata);
106         memset(bdata->node_bootmem_map, 0xff, mapsize);
107
108         return mapsize;
109 }
110
111 /*
112  * Marks a particular physical memory range as unallocatable. Usable RAM
113  * might be used for boot-time allocations - or it might get added
114  * to the free page pool later on.
115  */
116 static void __init reserve_bootmem_core(bootmem_data_t *bdata, unsigned long addr,
117                                         unsigned long size)
118 {
119         unsigned long sidx, eidx;
120         unsigned long i;
121
122         /*
123          * round up, partially reserved pages are considered
124          * fully reserved.
125          */
126         BUG_ON(!size);
127         BUG_ON(PFN_DOWN(addr) >= bdata->node_low_pfn);
128         BUG_ON(PFN_UP(addr + size) > bdata->node_low_pfn);
129
130         sidx = PFN_DOWN(addr - bdata->node_boot_start);
131         eidx = PFN_UP(addr + size - bdata->node_boot_start);
132
133         for (i = sidx; i < eidx; i++)
134                 if (test_and_set_bit(i, bdata->node_bootmem_map)) {
135 #ifdef CONFIG_DEBUG_BOOTMEM
136                         printk("hm, page %08lx reserved twice.\n", i*PAGE_SIZE);
137 #endif
138                 }
139 }
140
141 static void __init free_bootmem_core(bootmem_data_t *bdata, unsigned long addr,
142                                      unsigned long size)
143 {
144         unsigned long sidx, eidx;
145         unsigned long i;
146
147         /*
148          * round down end of usable mem, partially free pages are
149          * considered reserved.
150          */
151         BUG_ON(!size);
152         BUG_ON(PFN_DOWN(addr + size) > bdata->node_low_pfn);
153
154         if (addr < bdata->last_success)
155                 bdata->last_success = addr;
156
157         /*
158          * Round up the beginning of the address.
159          */
160         sidx = PFN_UP(addr) - PFN_DOWN(bdata->node_boot_start);
161         eidx = PFN_DOWN(addr + size - bdata->node_boot_start);
162
163         for (i = sidx; i < eidx; i++) {
164                 if (unlikely(!test_and_clear_bit(i, bdata->node_bootmem_map)))
165                         BUG();
166         }
167 }
168
169 /*
170  * We 'merge' subsequent allocations to save space. We might 'lose'
171  * some fraction of a page if allocations cannot be satisfied due to
172  * size constraints on boxes where there is physical RAM space
173  * fragmentation - in these cases (mostly large memory boxes) this
174  * is not a problem.
175  *
176  * On low memory boxes we get it right in 100% of the cases.
177  *
178  * alignment has to be a power of 2 value.
179  *
180  * NOTE:  This function is _not_ reentrant.
181  */
182 void * __init
183 __alloc_bootmem_core(struct bootmem_data *bdata, unsigned long size,
184               unsigned long align, unsigned long goal, unsigned long limit)
185 {
186         unsigned long offset, remaining_size, areasize, preferred;
187         unsigned long i, start = 0, incr, eidx, end_pfn;
188         void *ret;
189
190         if (!size) {
191                 printk("__alloc_bootmem_core(): zero-sized request\n");
192                 BUG();
193         }
194         BUG_ON(align & (align-1));
195
196         if (limit && bdata->node_boot_start >= limit)
197                 return NULL;
198
199         end_pfn = bdata->node_low_pfn;
200         limit = PFN_DOWN(limit);
201         if (limit && end_pfn > limit)
202                 end_pfn = limit;
203
204         eidx = end_pfn - PFN_DOWN(bdata->node_boot_start);
205         offset = 0;
206         if (align && (bdata->node_boot_start & (align - 1UL)) != 0)
207                 offset = align - (bdata->node_boot_start & (align - 1UL));
208         offset = PFN_DOWN(offset);
209
210         /*
211          * We try to allocate bootmem pages above 'goal'
212          * first, then we try to allocate lower pages.
213          */
214         if (goal && goal >= bdata->node_boot_start && PFN_DOWN(goal) < end_pfn) {
215                 preferred = goal - bdata->node_boot_start;
216
217                 if (bdata->last_success >= preferred)
218                         if (!limit || (limit && limit > bdata->last_success))
219                                 preferred = bdata->last_success;
220         } else
221                 preferred = 0;
222
223         preferred = PFN_DOWN(ALIGN(preferred, align)) + offset;
224         areasize = (size + PAGE_SIZE-1) / PAGE_SIZE;
225         incr = align >> PAGE_SHIFT ? : 1;
226
227 restart_scan:
228         for (i = preferred; i < eidx; i += incr) {
229                 unsigned long j;
230                 i = find_next_zero_bit(bdata->node_bootmem_map, eidx, i);
231                 i = ALIGN(i, incr);
232                 if (i >= eidx)
233                         break;
234                 if (test_bit(i, bdata->node_bootmem_map))
235                         continue;
236                 for (j = i + 1; j < i + areasize; ++j) {
237                         if (j >= eidx)
238                                 goto fail_block;
239                         if (test_bit(j, bdata->node_bootmem_map))
240                                 goto fail_block;
241                 }
242                 start = i;
243                 goto found;
244         fail_block:
245                 i = ALIGN(j, incr);
246         }
247
248         if (preferred > offset) {
249                 preferred = offset;
250                 goto restart_scan;
251         }
252         return NULL;
253
254 found:
255         bdata->last_success = PFN_PHYS(start);
256         BUG_ON(start >= eidx);
257
258         /*
259          * Is the next page of the previous allocation-end the start
260          * of this allocation's buffer? If yes then we can 'merge'
261          * the previous partial page with this allocation.
262          */
263         if (align < PAGE_SIZE &&
264             bdata->last_offset && bdata->last_pos+1 == start) {
265                 offset = ALIGN(bdata->last_offset, align);
266                 BUG_ON(offset > PAGE_SIZE);
267                 remaining_size = PAGE_SIZE - offset;
268                 if (size < remaining_size) {
269                         areasize = 0;
270                         /* last_pos unchanged */
271                         bdata->last_offset = offset + size;
272                         ret = phys_to_virt(bdata->last_pos * PAGE_SIZE +
273                                            offset +
274                                            bdata->node_boot_start);
275                 } else {
276                         remaining_size = size - remaining_size;
277                         areasize = (remaining_size + PAGE_SIZE-1) / PAGE_SIZE;
278                         ret = phys_to_virt(bdata->last_pos * PAGE_SIZE +
279                                            offset +
280                                            bdata->node_boot_start);
281                         bdata->last_pos = start + areasize - 1;
282                         bdata->last_offset = remaining_size;
283                 }
284                 bdata->last_offset &= ~PAGE_MASK;
285         } else {
286                 bdata->last_pos = start + areasize - 1;
287                 bdata->last_offset = size & ~PAGE_MASK;
288                 ret = phys_to_virt(start * PAGE_SIZE + bdata->node_boot_start);
289         }
290
291         /*
292          * Reserve the area now:
293          */
294         for (i = start; i < start + areasize; i++)
295                 if (unlikely(test_and_set_bit(i, bdata->node_bootmem_map)))
296                         BUG();
297         memset(ret, 0, size);
298         return ret;
299 }
300
301 static unsigned long __init free_all_bootmem_core(pg_data_t *pgdat)
302 {
303         struct page *page;
304         unsigned long pfn;
305         bootmem_data_t *bdata = pgdat->bdata;
306         unsigned long i, count, total = 0;
307         unsigned long idx;
308         unsigned long *map; 
309         int gofast = 0;
310
311         BUG_ON(!bdata->node_bootmem_map);
312
313         count = 0;
314         /* first extant page of the node */
315         pfn = PFN_DOWN(bdata->node_boot_start);
316         idx = bdata->node_low_pfn - pfn;
317         map = bdata->node_bootmem_map;
318         /* Check physaddr is O(LOG2(BITS_PER_LONG)) page aligned */
319         if (bdata->node_boot_start == 0 ||
320             ffs(bdata->node_boot_start) - PAGE_SHIFT > ffs(BITS_PER_LONG))
321                 gofast = 1;
322         for (i = 0; i < idx; ) {
323                 unsigned long v = ~map[i / BITS_PER_LONG];
324
325                 if (gofast && v == ~0UL) {
326                         int order;
327
328                         page = pfn_to_page(pfn);
329                         count += BITS_PER_LONG;
330                         order = ffs(BITS_PER_LONG) - 1;
331                         __free_pages_bootmem(page, order);
332                         i += BITS_PER_LONG;
333                         page += BITS_PER_LONG;
334                 } else if (v) {
335                         unsigned long m;
336
337                         page = pfn_to_page(pfn);
338                         for (m = 1; m && i < idx; m<<=1, page++, i++) {
339                                 if (v & m) {
340                                         count++;
341                                         __free_pages_bootmem(page, 0);
342                                 }
343                         }
344                 } else {
345                         i += BITS_PER_LONG;
346                 }
347                 pfn += BITS_PER_LONG;
348         }
349         total += count;
350
351         /*
352          * Now free the allocator bitmap itself, it's not
353          * needed anymore:
354          */
355         page = virt_to_page(bdata->node_bootmem_map);
356         count = 0;
357         idx = (get_mapsize(bdata) + PAGE_SIZE-1) >> PAGE_SHIFT;
358         for (i = 0; i < idx; i++, page++) {
359                 __free_pages_bootmem(page, 0);
360                 count++;
361         }
362         total += count;
363         bdata->node_bootmem_map = NULL;
364
365         return total;
366 }
367
368 unsigned long __init init_bootmem_node(pg_data_t *pgdat, unsigned long freepfn,
369                                 unsigned long startpfn, unsigned long endpfn)
370 {
371         return init_bootmem_core(pgdat, freepfn, startpfn, endpfn);
372 }
373
374 void __init reserve_bootmem_node(pg_data_t *pgdat, unsigned long physaddr,
375                                  unsigned long size)
376 {
377         reserve_bootmem_core(pgdat->bdata, physaddr, size);
378 }
379
380 void __init free_bootmem_node(pg_data_t *pgdat, unsigned long physaddr,
381                               unsigned long size)
382 {
383         free_bootmem_core(pgdat->bdata, physaddr, size);
384 }
385
386 unsigned long __init free_all_bootmem_node(pg_data_t *pgdat)
387 {
388         return free_all_bootmem_core(pgdat);
389 }
390
391 unsigned long __init init_bootmem(unsigned long start, unsigned long pages)
392 {
393         max_low_pfn = pages;
394         min_low_pfn = start;
395         return init_bootmem_core(NODE_DATA(0), start, 0, pages);
396 }
397
398 #ifndef CONFIG_HAVE_ARCH_BOOTMEM_NODE
399 void __init reserve_bootmem(unsigned long addr, unsigned long size)
400 {
401         reserve_bootmem_core(NODE_DATA(0)->bdata, addr, size);
402 }
403 #endif /* !CONFIG_HAVE_ARCH_BOOTMEM_NODE */
404
405 void __init free_bootmem(unsigned long addr, unsigned long size)
406 {
407         free_bootmem_core(NODE_DATA(0)->bdata, addr, size);
408 }
409
410 unsigned long __init free_all_bootmem(void)
411 {
412         return free_all_bootmem_core(NODE_DATA(0));
413 }
414
415 void * __init __alloc_bootmem_nopanic(unsigned long size, unsigned long align,
416                                       unsigned long goal)
417 {
418         bootmem_data_t *bdata;
419         void *ptr;
420
421         list_for_each_entry(bdata, &bdata_list, list) {
422                 ptr = __alloc_bootmem_core(bdata, size, align, goal, 0);
423                 if (ptr)
424                         return ptr;
425         }
426         return NULL;
427 }
428
429 void * __init __alloc_bootmem(unsigned long size, unsigned long align,
430                               unsigned long goal)
431 {
432         void *mem = __alloc_bootmem_nopanic(size,align,goal);
433
434         if (mem)
435                 return mem;
436         /*
437          * Whoops, we cannot satisfy the allocation request.
438          */
439         printk(KERN_ALERT "bootmem alloc of %lu bytes failed!\n", size);
440         panic("Out of memory");
441         return NULL;
442 }
443
444
445 void * __init __alloc_bootmem_node(pg_data_t *pgdat, unsigned long size,
446                                    unsigned long align, unsigned long goal)
447 {
448         void *ptr;
449
450         ptr = __alloc_bootmem_core(pgdat->bdata, size, align, goal, 0);
451         if (ptr)
452                 return ptr;
453
454         return __alloc_bootmem(size, align, goal);
455 }
456
457 #ifndef ARCH_LOW_ADDRESS_LIMIT
458 #define ARCH_LOW_ADDRESS_LIMIT  0xffffffffUL
459 #endif
460
461 void * __init __alloc_bootmem_low(unsigned long size, unsigned long align,
462                                   unsigned long goal)
463 {
464         bootmem_data_t *bdata;
465         void *ptr;
466
467         list_for_each_entry(bdata, &bdata_list, list) {
468                 ptr = __alloc_bootmem_core(bdata, size, align, goal,
469                                                 ARCH_LOW_ADDRESS_LIMIT);
470                 if (ptr)
471                         return ptr;
472         }
473
474         /*
475          * Whoops, we cannot satisfy the allocation request.
476          */
477         printk(KERN_ALERT "low bootmem alloc of %lu bytes failed!\n", size);
478         panic("Out of low memory");
479         return NULL;
480 }
481
482 void * __init __alloc_bootmem_low_node(pg_data_t *pgdat, unsigned long size,
483                                        unsigned long align, unsigned long goal)
484 {
485         return __alloc_bootmem_core(pgdat->bdata, size, align, goal,
486                                     ARCH_LOW_ADDRESS_LIMIT);
487 }