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1 : : // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 : : /*
3 : : * Virtual Memory Map support
4 : : *
5 : : * (C) 2007 sgi. Christoph Lameter.
6 : : *
7 : : * Virtual memory maps allow VM primitives pfn_to_page, page_to_pfn,
8 : : * virt_to_page, page_address() to be implemented as a base offset
9 : : * calculation without memory access.
10 : : *
11 : : * However, virtual mappings need a page table and TLBs. Many Linux
12 : : * architectures already map their physical space using 1-1 mappings
13 : : * via TLBs. For those arches the virtual memory map is essentially
14 : : * for free if we use the same page size as the 1-1 mappings. In that
15 : : * case the overhead consists of a few additional pages that are
16 : : * allocated to create a view of memory for vmemmap.
17 : : *
18 : : * The architecture is expected to provide a vmemmap_populate() function
19 : : * to instantiate the mapping.
20 : : */
21 : : #include <linux/mm.h>
22 : : #include <linux/mmzone.h>
23 : : #include <linux/memblock.h>
24 : : #include <linux/memremap.h>
25 : : #include <linux/highmem.h>
26 : : #include <linux/slab.h>
27 : : #include <linux/spinlock.h>
28 : : #include <linux/vmalloc.h>
29 : : #include <linux/sched.h>
30 : : #include <asm/dma.h>
31 : : #include <asm/pgalloc.h>
32 : : #include <asm/pgtable.h>
33 : :
34 : : /*
35 : : * Allocate a block of memory to be used to back the virtual memory map
36 : : * or to back the page tables that are used to create the mapping.
37 : : * Uses the main allocators if they are available, else bootmem.
38 : : */
39 : :
40 : 60 : static void * __ref __earlyonly_bootmem_alloc(int node,
41 : : unsigned long size,
42 : : unsigned long align,
43 : : unsigned long goal)
44 : : {
45 : 60 : return memblock_alloc_try_nid_raw(size, align, goal,
46 : : MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE, node);
47 : : }
48 : :
49 : 60 : void * __meminit vmemmap_alloc_block(unsigned long size, int node)
50 : : {
51 : : /* If the main allocator is up use that, fallback to bootmem. */
52 [ - + ]: 60 : if (slab_is_available()) {
53 : 0 : gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL|__GFP_RETRY_MAYFAIL|__GFP_NOWARN;
54 : 0 : int order = get_order(size);
55 : 0 : static bool warned;
56 : 0 : struct page *page;
57 : :
58 [ # # ]: 0 : page = alloc_pages_node(node, gfp_mask, order);
59 [ # # ]: 0 : if (page)
60 : 0 : return page_address(page);
61 : :
62 [ # # ]: 0 : if (!warned) {
63 : 0 : warn_alloc(gfp_mask & ~__GFP_NOWARN, NULL,
64 : : "vmemmap alloc failure: order:%u", order);
65 : 0 : warned = true;
66 : : }
67 : 0 : return NULL;
68 : : } else
69 [ + - ]: 120 : return __earlyonly_bootmem_alloc(node, size, size,
70 : : __pa(MAX_DMA_ADDRESS));
71 : : }
72 : :
73 : : /* need to make sure size is all the same during early stage */
74 : 240 : void * __meminit vmemmap_alloc_block_buf(unsigned long size, int node)
75 : : {
76 : 240 : void *ptr = sparse_buffer_alloc(size);
77 : :
78 [ - + ]: 240 : if (!ptr)
79 : 0 : ptr = vmemmap_alloc_block(size, node);
80 : 240 : return ptr;
81 : : }
82 : :
83 : 0 : static unsigned long __meminit vmem_altmap_next_pfn(struct vmem_altmap *altmap)
84 : : {
85 : 0 : return altmap->base_pfn + altmap->reserve + altmap->alloc
86 : 0 : + altmap->align;
87 : : }
88 : :
89 : 0 : static unsigned long __meminit vmem_altmap_nr_free(struct vmem_altmap *altmap)
90 : : {
91 : 0 : unsigned long allocated = altmap->alloc + altmap->align;
92 : :
93 [ # # ]: 0 : if (altmap->free > allocated)
94 : 0 : return altmap->free - allocated;
95 : : return 0;
96 : : }
97 : :
98 : : /**
99 : : * altmap_alloc_block_buf - allocate pages from the device page map
100 : : * @altmap: device page map
101 : : * @size: size (in bytes) of the allocation
102 : : *
103 : : * Allocations are aligned to the size of the request.
104 : : */
105 : 0 : void * __meminit altmap_alloc_block_buf(unsigned long size,
106 : : struct vmem_altmap *altmap)
107 : : {
108 : 0 : unsigned long pfn, nr_pfns, nr_align;
109 : :
110 [ # # ]: 0 : if (size & ~PAGE_MASK) {
111 [ # # ]: 0 : pr_warn_once("%s: allocations must be multiple of PAGE_SIZE (%ld)\n",
112 : : __func__, size);
113 : 0 : return NULL;
114 : : }
115 : :
116 : 0 : pfn = vmem_altmap_next_pfn(altmap);
117 : 0 : nr_pfns = size >> PAGE_SHIFT;
118 : 0 : nr_align = 1UL << find_first_bit(&nr_pfns, BITS_PER_LONG);
119 : 0 : nr_align = ALIGN(pfn, nr_align) - pfn;
120 [ # # ]: 0 : if (nr_pfns + nr_align > vmem_altmap_nr_free(altmap))
121 : : return NULL;
122 : :
123 : 0 : altmap->alloc += nr_pfns;
124 : 0 : altmap->align += nr_align;
125 : 0 : pfn += nr_align;
126 : :
127 : 0 : pr_debug("%s: pfn: %#lx alloc: %ld align: %ld nr: %#lx\n",
128 : : __func__, pfn, altmap->alloc, altmap->align, nr_pfns);
129 : 0 : return __va(__pfn_to_phys(pfn));
130 : : }
131 : :
132 : 0 : void __meminit vmemmap_verify(pte_t *pte, int node,
133 : : unsigned long start, unsigned long end)
134 : : {
135 [ # # ]: 0 : unsigned long pfn = pte_pfn(*pte);
136 : 0 : int actual_node = early_pfn_to_nid(pfn);
137 : :
138 [ # # ]: 0 : if (node_distance(actual_node, node) > LOCAL_DISTANCE)
139 : 0 : pr_warn("[%lx-%lx] potential offnode page_structs\n",
140 : : start, end - 1);
141 : 0 : }
142 : :
143 : 0 : pte_t * __meminit vmemmap_pte_populate(pmd_t *pmd, unsigned long addr, int node)
144 : : {
145 [ # # ]: 0 : pte_t *pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
146 [ # # ]: 0 : if (pte_none(*pte)) {
147 : 0 : pte_t entry;
148 : 0 : void *p = vmemmap_alloc_block_buf(PAGE_SIZE, node);
149 [ # # ]: 0 : if (!p)
150 : : return NULL;
151 [ # # ]: 0 : entry = pfn_pte(__pa(p) >> PAGE_SHIFT, PAGE_KERNEL);
152 : 0 : set_pte_at(&init_mm, addr, pte, entry);
153 : : }
154 : : return pte;
155 : : }
156 : :
157 : 60 : static void * __meminit vmemmap_alloc_block_zero(unsigned long size, int node)
158 : : {
159 : 60 : void *p = vmemmap_alloc_block(size, node);
160 : :
161 [ + - ]: 60 : if (!p)
162 : : return NULL;
163 : 60 : memset(p, 0, size);
164 : :
165 : 60 : return p;
166 : : }
167 : :
168 : 0 : pmd_t * __meminit vmemmap_pmd_populate(pud_t *pud, unsigned long addr, int node)
169 : : {
170 [ # # ]: 0 : pmd_t *pmd = pmd_offset(pud, addr);
171 [ # # ]: 0 : if (pmd_none(*pmd)) {
172 : 0 : void *p = vmemmap_alloc_block_zero(PAGE_SIZE, node);
173 [ # # ]: 0 : if (!p)
174 : : return NULL;
175 [ # # ]: 0 : pmd_populate_kernel(&init_mm, pmd, p);
176 : : }
177 : : return pmd;
178 : : }
179 : :
180 : 240 : pud_t * __meminit vmemmap_pud_populate(p4d_t *p4d, unsigned long addr, int node)
181 : : {
182 [ + + ]: 240 : pud_t *pud = pud_offset(p4d, addr);
183 [ + + ]: 240 : if (pud_none(*pud)) {
184 : 30 : void *p = vmemmap_alloc_block_zero(PAGE_SIZE, node);
185 [ + - ]: 30 : if (!p)
186 : : return NULL;
187 [ + - ]: 30 : pud_populate(&init_mm, pud, p);
188 : : }
189 : : return pud;
190 : : }
191 : :
192 : 240 : p4d_t * __meminit vmemmap_p4d_populate(pgd_t *pgd, unsigned long addr, int node)
193 : : {
194 : 240 : p4d_t *p4d = p4d_offset(pgd, addr);
195 [ + + ]: 240 : if (p4d_none(*p4d)) {
196 : 30 : void *p = vmemmap_alloc_block_zero(PAGE_SIZE, node);
197 [ + - ]: 30 : if (!p)
198 : : return NULL;
199 : 30 : p4d_populate(&init_mm, p4d, p);
200 : : }
201 : : return p4d;
202 : : }
203 : :
204 : 240 : pgd_t * __meminit vmemmap_pgd_populate(unsigned long addr, int node)
205 : : {
206 : 240 : pgd_t *pgd = pgd_offset_k(addr);
207 [ - + ]: 240 : if (pgd_none(*pgd)) {
208 : 0 : void *p = vmemmap_alloc_block_zero(PAGE_SIZE, node);
209 [ # # ]: 0 : if (!p)
210 : : return NULL;
211 : 0 : pgd_populate(&init_mm, pgd, p);
212 : : }
213 : : return pgd;
214 : : }
215 : :
216 : 0 : int __meminit vmemmap_populate_basepages(unsigned long start,
217 : : unsigned long end, int node)
218 : : {
219 : 0 : unsigned long addr = start;
220 : 0 : pgd_t *pgd;
221 : 0 : p4d_t *p4d;
222 : 0 : pud_t *pud;
223 : 0 : pmd_t *pmd;
224 : 0 : pte_t *pte;
225 : :
226 [ # # ]: 0 : for (; addr < end; addr += PAGE_SIZE) {
227 : 0 : pgd = vmemmap_pgd_populate(addr, node);
228 [ # # ]: 0 : if (!pgd)
229 : : return -ENOMEM;
230 : 0 : p4d = vmemmap_p4d_populate(pgd, addr, node);
231 [ # # ]: 0 : if (!p4d)
232 : : return -ENOMEM;
233 : 0 : pud = vmemmap_pud_populate(p4d, addr, node);
234 [ # # ]: 0 : if (!pud)
235 : : return -ENOMEM;
236 : 0 : pmd = vmemmap_pmd_populate(pud, addr, node);
237 [ # # ]: 0 : if (!pmd)
238 : : return -ENOMEM;
239 : 0 : pte = vmemmap_pte_populate(pmd, addr, node);
240 [ # # ]: 0 : if (!pte)
241 : : return -ENOMEM;
242 : 0 : vmemmap_verify(pte, node, addr, addr + PAGE_SIZE);
243 : : }
244 : :
245 : : return 0;
246 : : }
247 : :
248 : 240 : struct page * __meminit __populate_section_memmap(unsigned long pfn,
249 : : unsigned long nr_pages, int nid, struct vmem_altmap *altmap)
250 : : {
251 : 240 : unsigned long start;
252 : 240 : unsigned long end;
253 : :
254 : : /*
255 : : * The minimum granularity of memmap extensions is
256 : : * PAGES_PER_SUBSECTION as allocations are tracked in the
257 : : * 'subsection_map' bitmap of the section.
258 : : */
259 : 240 : end = ALIGN(pfn + nr_pages, PAGES_PER_SUBSECTION);
260 : 240 : pfn &= PAGE_SUBSECTION_MASK;
261 : 240 : nr_pages = end - pfn;
262 : :
263 : 240 : start = (unsigned long) pfn_to_page(pfn);
264 : 240 : end = start + nr_pages * sizeof(struct page);
265 : :
266 [ + - ]: 240 : if (vmemmap_populate(start, end, nid, altmap))
267 : : return NULL;
268 : :
269 : 240 : return pfn_to_page(pfn);
270 : : }
|
