]> Git Repo - linux.git/blob - mm/mm_init.c
wifi: rtw88: debugfs: support multiple adapters debugging
[linux.git] / mm / mm_init.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * mm_init.c - Memory initialisation verification and debugging
4  *
5  * Copyright 2008 IBM Corporation, 2008
6  * Author Mel Gorman <[email protected]>
7  *
8  */
9 #include <linux/kernel.h>
10 #include <linux/init.h>
11 #include <linux/kobject.h>
12 #include <linux/export.h>
13 #include <linux/memory.h>
14 #include <linux/notifier.h>
15 #include <linux/sched.h>
16 #include <linux/mman.h>
17 #include <linux/memblock.h>
18 #include <linux/page-isolation.h>
19 #include <linux/padata.h>
20 #include <linux/nmi.h>
21 #include <linux/buffer_head.h>
22 #include <linux/kmemleak.h>
23 #include <linux/kfence.h>
24 #include <linux/page_ext.h>
25 #include <linux/pti.h>
26 #include <linux/pgtable.h>
27 #include <linux/stackdepot.h>
28 #include <linux/swap.h>
29 #include <linux/cma.h>
30 #include <linux/crash_dump.h>
31 #include <linux/execmem.h>
32 #include "internal.h"
33 #include "slab.h"
34 #include "shuffle.h"
35
36 #include <asm/setup.h>
37
38 #ifdef CONFIG_DEBUG_MEMORY_INIT
39 int __meminitdata mminit_loglevel;
40
41 /* The zonelists are simply reported, validation is manual. */
42 void __init mminit_verify_zonelist(void)
43 {
44         int nid;
45
46         if (mminit_loglevel < MMINIT_VERIFY)
47                 return;
48
49         for_each_online_node(nid) {
50                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
51                 struct zone *zone;
52                 struct zoneref *z;
53                 struct zonelist *zonelist;
54                 int i, listid, zoneid;
55
56                 BUILD_BUG_ON(MAX_ZONELISTS > 2);
57                 for (i = 0; i < MAX_ZONELISTS * MAX_NR_ZONES; i++) {
58
59                         /* Identify the zone and nodelist */
60                         zoneid = i % MAX_NR_ZONES;
61                         listid = i / MAX_NR_ZONES;
62                         zonelist = &pgdat->node_zonelists[listid];
63                         zone = &pgdat->node_zones[zoneid];
64                         if (!populated_zone(zone))
65                                 continue;
66
67                         /* Print information about the zonelist */
68                         printk(KERN_DEBUG "mminit::zonelist %s %d:%s = ",
69                                 listid > 0 ? "thisnode" : "general", nid,
70                                 zone->name);
71
72                         /* Iterate the zonelist */
73                         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, zoneid)
74                                 pr_cont("%d:%s ", zone_to_nid(zone), zone->name);
75                         pr_cont("\n");
76                 }
77         }
78 }
79
80 void __init mminit_verify_pageflags_layout(void)
81 {
82         int shift, width;
83         unsigned long or_mask, add_mask;
84
85         shift = BITS_PER_LONG;
86         width = shift - SECTIONS_WIDTH - NODES_WIDTH - ZONES_WIDTH
87                 - LAST_CPUPID_SHIFT - KASAN_TAG_WIDTH - LRU_GEN_WIDTH - LRU_REFS_WIDTH;
88         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "pageflags_layout_widths",
89                 "Section %d Node %d Zone %d Lastcpupid %d Kasantag %d Gen %d Tier %d Flags %d\n",
90                 SECTIONS_WIDTH,
91                 NODES_WIDTH,
92                 ZONES_WIDTH,
93                 LAST_CPUPID_WIDTH,
94                 KASAN_TAG_WIDTH,
95                 LRU_GEN_WIDTH,
96                 LRU_REFS_WIDTH,
97                 NR_PAGEFLAGS);
98         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "pageflags_layout_shifts",
99                 "Section %d Node %d Zone %d Lastcpupid %d Kasantag %d\n",
100                 SECTIONS_SHIFT,
101                 NODES_SHIFT,
102                 ZONES_SHIFT,
103                 LAST_CPUPID_SHIFT,
104                 KASAN_TAG_WIDTH);
105         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "pageflags_layout_pgshifts",
106                 "Section %lu Node %lu Zone %lu Lastcpupid %lu Kasantag %lu\n",
107                 (unsigned long)SECTIONS_PGSHIFT,
108                 (unsigned long)NODES_PGSHIFT,
109                 (unsigned long)ZONES_PGSHIFT,
110                 (unsigned long)LAST_CPUPID_PGSHIFT,
111                 (unsigned long)KASAN_TAG_PGSHIFT);
112         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "pageflags_layout_nodezoneid",
113                 "Node/Zone ID: %lu -> %lu\n",
114                 (unsigned long)(ZONEID_PGOFF + ZONEID_SHIFT),
115                 (unsigned long)ZONEID_PGOFF);
116         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "pageflags_layout_usage",
117                 "location: %d -> %d layout %d -> %d unused %d -> %d page-flags\n",
118                 shift, width, width, NR_PAGEFLAGS, NR_PAGEFLAGS, 0);
119 #ifdef NODE_NOT_IN_PAGE_FLAGS
120         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "pageflags_layout_nodeflags",
121                 "Node not in page flags");
122 #endif
123 #ifdef LAST_CPUPID_NOT_IN_PAGE_FLAGS
124         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "pageflags_layout_nodeflags",
125                 "Last cpupid not in page flags");
126 #endif
127
128         if (SECTIONS_WIDTH) {
129                 shift -= SECTIONS_WIDTH;
130                 BUG_ON(shift != SECTIONS_PGSHIFT);
131         }
132         if (NODES_WIDTH) {
133                 shift -= NODES_WIDTH;
134                 BUG_ON(shift != NODES_PGSHIFT);
135         }
136         if (ZONES_WIDTH) {
137                 shift -= ZONES_WIDTH;
138                 BUG_ON(shift != ZONES_PGSHIFT);
139         }
140
141         /* Check for bitmask overlaps */
142         or_mask = (ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT) |
143                         (NODES_MASK << NODES_PGSHIFT) |
144                         (SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
145         add_mask = (ZONES_MASK << ZONES_PGSHIFT) +
146                         (NODES_MASK << NODES_PGSHIFT) +
147                         (SECTIONS_MASK << SECTIONS_PGSHIFT);
148         BUG_ON(or_mask != add_mask);
149 }
150
151 static __init int set_mminit_loglevel(char *str)
152 {
153         get_option(&str, &mminit_loglevel);
154         return 0;
155 }
156 early_param("mminit_loglevel", set_mminit_loglevel);
157 #endif /* CONFIG_DEBUG_MEMORY_INIT */
158
159 struct kobject *mm_kobj;
160
161 #ifdef CONFIG_SMP
162 s32 vm_committed_as_batch = 32;
163
164 void mm_compute_batch(int overcommit_policy)
165 {
166         u64 memsized_batch;
167         s32 nr = num_present_cpus();
168         s32 batch = max_t(s32, nr*2, 32);
169         unsigned long ram_pages = totalram_pages();
170
171         /*
172          * For policy OVERCOMMIT_NEVER, set batch size to 0.4% of
173          * (total memory/#cpus), and lift it to 25% for other policies
174          * to easy the possible lock contention for percpu_counter
175          * vm_committed_as, while the max limit is INT_MAX
176          */
177         if (overcommit_policy == OVERCOMMIT_NEVER)
178                 memsized_batch = min_t(u64, ram_pages/nr/256, INT_MAX);
179         else
180                 memsized_batch = min_t(u64, ram_pages/nr/4, INT_MAX);
181
182         vm_committed_as_batch = max_t(s32, memsized_batch, batch);
183 }
184
185 static int __meminit mm_compute_batch_notifier(struct notifier_block *self,
186                                         unsigned long action, void *arg)
187 {
188         switch (action) {
189         case MEM_ONLINE:
190         case MEM_OFFLINE:
191                 mm_compute_batch(sysctl_overcommit_memory);
192                 break;
193         default:
194                 break;
195         }
196         return NOTIFY_OK;
197 }
198
199 static int __init mm_compute_batch_init(void)
200 {
201         mm_compute_batch(sysctl_overcommit_memory);
202         hotplug_memory_notifier(mm_compute_batch_notifier, MM_COMPUTE_BATCH_PRI);
203         return 0;
204 }
205
206 __initcall(mm_compute_batch_init);
207
208 #endif
209
210 static int __init mm_sysfs_init(void)
211 {
212         mm_kobj = kobject_create_and_add("mm", kernel_kobj);
213         if (!mm_kobj)
214                 return -ENOMEM;
215
216         return 0;
217 }
218 postcore_initcall(mm_sysfs_init);
219
220 static unsigned long arch_zone_lowest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES] __initdata;
221 static unsigned long arch_zone_highest_possible_pfn[MAX_NR_ZONES] __initdata;
222 static unsigned long zone_movable_pfn[MAX_NUMNODES] __initdata;
223
224 static unsigned long required_kernelcore __initdata;
225 static unsigned long required_kernelcore_percent __initdata;
226 static unsigned long required_movablecore __initdata;
227 static unsigned long required_movablecore_percent __initdata;
228
229 static unsigned long nr_kernel_pages __initdata;
230 static unsigned long nr_all_pages __initdata;
231
232 static bool deferred_struct_pages __meminitdata;
233
234 static DEFINE_PER_CPU(struct per_cpu_nodestat, boot_nodestats);
235
236 static int __init cmdline_parse_core(char *p, unsigned long *core,
237                                      unsigned long *percent)
238 {
239         unsigned long long coremem;
240         char *endptr;
241
242         if (!p)
243                 return -EINVAL;
244
245         /* Value may be a percentage of total memory, otherwise bytes */
246         coremem = simple_strtoull(p, &endptr, 0);
247         if (*endptr == '%') {
248                 /* Paranoid check for percent values greater than 100 */
249                 WARN_ON(coremem > 100);
250
251                 *percent = coremem;
252         } else {
253                 coremem = memparse(p, &p);
254                 /* Paranoid check that UL is enough for the coremem value */
255                 WARN_ON((coremem >> PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX);
256
257                 *core = coremem >> PAGE_SHIFT;
258                 *percent = 0UL;
259         }
260         return 0;
261 }
262
263 bool mirrored_kernelcore __initdata_memblock;
264
265 /*
266  * kernelcore=size sets the amount of memory for use for allocations that
267  * cannot be reclaimed or migrated.
268  */
269 static int __init cmdline_parse_kernelcore(char *p)
270 {
271         /* parse kernelcore=mirror */
272         if (parse_option_str(p, "mirror")) {
273                 mirrored_kernelcore = true;
274                 return 0;
275         }
276
277         return cmdline_parse_core(p, &required_kernelcore,
278                                   &required_kernelcore_percent);
279 }
280 early_param("kernelcore", cmdline_parse_kernelcore);
281
282 /*
283  * movablecore=size sets the amount of memory for use for allocations that
284  * can be reclaimed or migrated.
285  */
286 static int __init cmdline_parse_movablecore(char *p)
287 {
288         return cmdline_parse_core(p, &required_movablecore,
289                                   &required_movablecore_percent);
290 }
291 early_param("movablecore", cmdline_parse_movablecore);
292
293 /*
294  * early_calculate_totalpages()
295  * Sum pages in active regions for movable zone.
296  * Populate N_MEMORY for calculating usable_nodes.
297  */
298 static unsigned long __init early_calculate_totalpages(void)
299 {
300         unsigned long totalpages = 0;
301         unsigned long start_pfn, end_pfn;
302         int i, nid;
303
304         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start_pfn, &end_pfn, &nid) {
305                 unsigned long pages = end_pfn - start_pfn;
306
307                 totalpages += pages;
308                 if (pages)
309                         node_set_state(nid, N_MEMORY);
310         }
311         return totalpages;
312 }
313
314 /*
315  * This finds a zone that can be used for ZONE_MOVABLE pages. The
316  * assumption is made that zones within a node are ordered in monotonic
317  * increasing memory addresses so that the "highest" populated zone is used
318  */
319 static void __init find_usable_zone_for_movable(void)
320 {
321         int zone_index;
322         for (zone_index = MAX_NR_ZONES - 1; zone_index >= 0; zone_index--) {
323                 if (zone_index == ZONE_MOVABLE)
324                         continue;
325
326                 if (arch_zone_highest_possible_pfn[zone_index] >
327                                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_index])
328                         break;
329         }
330
331         VM_BUG_ON(zone_index == -1);
332         movable_zone = zone_index;
333 }
334
335 /*
336  * Find the PFN the Movable zone begins in each node. Kernel memory
337  * is spread evenly between nodes as long as the nodes have enough
338  * memory. When they don't, some nodes will have more kernelcore than
339  * others
340  */
341 static void __init find_zone_movable_pfns_for_nodes(void)
342 {
343         int i, nid;
344         unsigned long usable_startpfn;
345         unsigned long kernelcore_node, kernelcore_remaining;
346         /* save the state before borrow the nodemask */
347         nodemask_t saved_node_state = node_states[N_MEMORY];
348         unsigned long totalpages = early_calculate_totalpages();
349         int usable_nodes = nodes_weight(node_states[N_MEMORY]);
350         struct memblock_region *r;
351
352         /* Need to find movable_zone earlier when movable_node is specified. */
353         find_usable_zone_for_movable();
354
355         /*
356          * If movable_node is specified, ignore kernelcore and movablecore
357          * options.
358          */
359         if (movable_node_is_enabled()) {
360                 for_each_mem_region(r) {
361                         if (!memblock_is_hotpluggable(r))
362                                 continue;
363
364                         nid = memblock_get_region_node(r);
365
366                         usable_startpfn = PFN_DOWN(r->base);
367                         zone_movable_pfn[nid] = zone_movable_pfn[nid] ?
368                                 min(usable_startpfn, zone_movable_pfn[nid]) :
369                                 usable_startpfn;
370                 }
371
372                 goto out2;
373         }
374
375         /*
376          * If kernelcore=mirror is specified, ignore movablecore option
377          */
378         if (mirrored_kernelcore) {
379                 bool mem_below_4gb_not_mirrored = false;
380
381                 if (!memblock_has_mirror()) {
382                         pr_warn("The system has no mirror memory, ignore kernelcore=mirror.\n");
383                         goto out;
384                 }
385
386                 if (is_kdump_kernel()) {
387                         pr_warn("The system is under kdump, ignore kernelcore=mirror.\n");
388                         goto out;
389                 }
390
391                 for_each_mem_region(r) {
392                         if (memblock_is_mirror(r))
393                                 continue;
394
395                         nid = memblock_get_region_node(r);
396
397                         usable_startpfn = memblock_region_memory_base_pfn(r);
398
399                         if (usable_startpfn < PHYS_PFN(SZ_4G)) {
400                                 mem_below_4gb_not_mirrored = true;
401                                 continue;
402                         }
403
404                         zone_movable_pfn[nid] = zone_movable_pfn[nid] ?
405                                 min(usable_startpfn, zone_movable_pfn[nid]) :
406                                 usable_startpfn;
407                 }
408
409                 if (mem_below_4gb_not_mirrored)
410                         pr_warn("This configuration results in unmirrored kernel memory.\n");
411
412                 goto out2;
413         }
414
415         /*
416          * If kernelcore=nn% or movablecore=nn% was specified, calculate the
417          * amount of necessary memory.
418          */
419         if (required_kernelcore_percent)
420                 required_kernelcore = (totalpages * 100 * required_kernelcore_percent) /
421                                        10000UL;
422         if (required_movablecore_percent)
423                 required_movablecore = (totalpages * 100 * required_movablecore_percent) /
424                                         10000UL;
425
426         /*
427          * If movablecore= was specified, calculate what size of
428          * kernelcore that corresponds so that memory usable for
429          * any allocation type is evenly spread. If both kernelcore
430          * and movablecore are specified, then the value of kernelcore
431          * will be used for required_kernelcore if it's greater than
432          * what movablecore would have allowed.
433          */
434         if (required_movablecore) {
435                 unsigned long corepages;
436
437                 /*
438                  * Round-up so that ZONE_MOVABLE is at least as large as what
439                  * was requested by the user
440                  */
441                 required_movablecore =
442                         roundup(required_movablecore, MAX_ORDER_NR_PAGES);
443                 required_movablecore = min(totalpages, required_movablecore);
444                 corepages = totalpages - required_movablecore;
445
446                 required_kernelcore = max(required_kernelcore, corepages);
447         }
448
449         /*
450          * If kernelcore was not specified or kernelcore size is larger
451          * than totalpages, there is no ZONE_MOVABLE.
452          */
453         if (!required_kernelcore || required_kernelcore >= totalpages)
454                 goto out;
455
456         /* usable_startpfn is the lowest possible pfn ZONE_MOVABLE can be at */
457         usable_startpfn = arch_zone_lowest_possible_pfn[movable_zone];
458
459 restart:
460         /* Spread kernelcore memory as evenly as possible throughout nodes */
461         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
462         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
463                 unsigned long start_pfn, end_pfn;
464
465                 /*
466                  * Recalculate kernelcore_node if the division per node
467                  * now exceeds what is necessary to satisfy the requested
468                  * amount of memory for the kernel
469                  */
470                 if (required_kernelcore < kernelcore_node)
471                         kernelcore_node = required_kernelcore / usable_nodes;
472
473                 /*
474                  * As the map is walked, we track how much memory is usable
475                  * by the kernel using kernelcore_remaining. When it is
476                  * 0, the rest of the node is usable by ZONE_MOVABLE
477                  */
478                 kernelcore_remaining = kernelcore_node;
479
480                 /* Go through each range of PFNs within this node */
481                 for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, &end_pfn, NULL) {
482                         unsigned long size_pages;
483
484                         start_pfn = max(start_pfn, zone_movable_pfn[nid]);
485                         if (start_pfn >= end_pfn)
486                                 continue;
487
488                         /* Account for what is only usable for kernelcore */
489                         if (start_pfn < usable_startpfn) {
490                                 unsigned long kernel_pages;
491                                 kernel_pages = min(end_pfn, usable_startpfn)
492                                                                 - start_pfn;
493
494                                 kernelcore_remaining -= min(kernel_pages,
495                                                         kernelcore_remaining);
496                                 required_kernelcore -= min(kernel_pages,
497                                                         required_kernelcore);
498
499                                 /* Continue if range is now fully accounted */
500                                 if (end_pfn <= usable_startpfn) {
501
502                                         /*
503                                          * Push zone_movable_pfn to the end so
504                                          * that if we have to rebalance
505                                          * kernelcore across nodes, we will
506                                          * not double account here
507                                          */
508                                         zone_movable_pfn[nid] = end_pfn;
509                                         continue;
510                                 }
511                                 start_pfn = usable_startpfn;
512                         }
513
514                         /*
515                          * The usable PFN range for ZONE_MOVABLE is from
516                          * start_pfn->end_pfn. Calculate size_pages as the
517                          * number of pages used as kernelcore
518                          */
519                         size_pages = end_pfn - start_pfn;
520                         if (size_pages > kernelcore_remaining)
521                                 size_pages = kernelcore_remaining;
522                         zone_movable_pfn[nid] = start_pfn + size_pages;
523
524                         /*
525                          * Some kernelcore has been met, update counts and
526                          * break if the kernelcore for this node has been
527                          * satisfied
528                          */
529                         required_kernelcore -= min(required_kernelcore,
530                                                                 size_pages);
531                         kernelcore_remaining -= size_pages;
532                         if (!kernelcore_remaining)
533                                 break;
534                 }
535         }
536
537         /*
538          * If there is still required_kernelcore, we do another pass with one
539          * less node in the count. This will push zone_movable_pfn[nid] further
540          * along on the nodes that still have memory until kernelcore is
541          * satisfied
542          */
543         usable_nodes--;
544         if (usable_nodes && required_kernelcore > usable_nodes)
545                 goto restart;
546
547 out2:
548         /* Align start of ZONE_MOVABLE on all nids to MAX_ORDER_NR_PAGES */
549         for (nid = 0; nid < MAX_NUMNODES; nid++) {
550                 unsigned long start_pfn, end_pfn;
551
552                 zone_movable_pfn[nid] =
553                         roundup(zone_movable_pfn[nid], MAX_ORDER_NR_PAGES);
554
555                 get_pfn_range_for_nid(nid, &start_pfn, &end_pfn);
556                 if (zone_movable_pfn[nid] >= end_pfn)
557                         zone_movable_pfn[nid] = 0;
558         }
559
560 out:
561         /* restore the node_state */
562         node_states[N_MEMORY] = saved_node_state;
563 }
564
565 void __meminit __init_single_page(struct page *page, unsigned long pfn,
566                                 unsigned long zone, int nid)
567 {
568         mm_zero_struct_page(page);
569         set_page_links(page, zone, nid, pfn);
570         init_page_count(page);
571         page_mapcount_reset(page);
572         page_cpupid_reset_last(page);
573         page_kasan_tag_reset(page);
574
575         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
576 #ifdef WANT_PAGE_VIRTUAL
577         /* The shift won't overflow because ZONE_NORMAL is below 4G. */
578         if (!is_highmem_idx(zone))
579                 set_page_address(page, __va(pfn << PAGE_SHIFT));
580 #endif
581 }
582
583 #ifdef CONFIG_NUMA
584 /*
585  * During memory init memblocks map pfns to nids. The search is expensive and
586  * this caches recent lookups. The implementation of __early_pfn_to_nid
587  * treats start/end as pfns.
588  */
589 struct mminit_pfnnid_cache {
590         unsigned long last_start;
591         unsigned long last_end;
592         int last_nid;
593 };
594
595 static struct mminit_pfnnid_cache early_pfnnid_cache __meminitdata;
596
597 /*
598  * Required by SPARSEMEM. Given a PFN, return what node the PFN is on.
599  */
600 static int __meminit __early_pfn_to_nid(unsigned long pfn,
601                                         struct mminit_pfnnid_cache *state)
602 {
603         unsigned long start_pfn, end_pfn;
604         int nid;
605
606         if (state->last_start <= pfn && pfn < state->last_end)
607                 return state->last_nid;
608
609         nid = memblock_search_pfn_nid(pfn, &start_pfn, &end_pfn);
610         if (nid != NUMA_NO_NODE) {
611                 state->last_start = start_pfn;
612                 state->last_end = end_pfn;
613                 state->last_nid = nid;
614         }
615
616         return nid;
617 }
618
619 int __meminit early_pfn_to_nid(unsigned long pfn)
620 {
621         static DEFINE_SPINLOCK(early_pfn_lock);
622         int nid;
623
624         spin_lock(&early_pfn_lock);
625         nid = __early_pfn_to_nid(pfn, &early_pfnnid_cache);
626         if (nid < 0)
627                 nid = first_online_node;
628         spin_unlock(&early_pfn_lock);
629
630         return nid;
631 }
632
633 int hashdist = HASHDIST_DEFAULT;
634
635 static int __init set_hashdist(char *str)
636 {
637         if (!str)
638                 return 0;
639         hashdist = simple_strtoul(str, &str, 0);
640         return 1;
641 }
642 __setup("hashdist=", set_hashdist);
643
644 static inline void fixup_hashdist(void)
645 {
646         if (num_node_state(N_MEMORY) == 1)
647                 hashdist = 0;
648 }
649 #else
650 static inline void fixup_hashdist(void) {}
651 #endif /* CONFIG_NUMA */
652
653 #ifdef CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT
654 static inline void pgdat_set_deferred_range(pg_data_t *pgdat)
655 {
656         pgdat->first_deferred_pfn = ULONG_MAX;
657 }
658
659 /* Returns true if the struct page for the pfn is initialised */
660 static inline bool __meminit early_page_initialised(unsigned long pfn, int nid)
661 {
662         if (node_online(nid) && pfn >= NODE_DATA(nid)->first_deferred_pfn)
663                 return false;
664
665         return true;
666 }
667
668 /*
669  * Returns true when the remaining initialisation should be deferred until
670  * later in the boot cycle when it can be parallelised.
671  */
672 static bool __meminit
673 defer_init(int nid, unsigned long pfn, unsigned long end_pfn)
674 {
675         static unsigned long prev_end_pfn, nr_initialised;
676
677         if (early_page_ext_enabled())
678                 return false;
679         /*
680          * prev_end_pfn static that contains the end of previous zone
681          * No need to protect because called very early in boot before smp_init.
682          */
683         if (prev_end_pfn != end_pfn) {
684                 prev_end_pfn = end_pfn;
685                 nr_initialised = 0;
686         }
687
688         /* Always populate low zones for address-constrained allocations */
689         if (end_pfn < pgdat_end_pfn(NODE_DATA(nid)))
690                 return false;
691
692         if (NODE_DATA(nid)->first_deferred_pfn != ULONG_MAX)
693                 return true;
694         /*
695          * We start only with one section of pages, more pages are added as
696          * needed until the rest of deferred pages are initialized.
697          */
698         nr_initialised++;
699         if ((nr_initialised > PAGES_PER_SECTION) &&
700             (pfn & (PAGES_PER_SECTION - 1)) == 0) {
701                 NODE_DATA(nid)->first_deferred_pfn = pfn;
702                 return true;
703         }
704         return false;
705 }
706
707 static void __meminit init_reserved_page(unsigned long pfn, int nid)
708 {
709         pg_data_t *pgdat;
710         int zid;
711
712         if (early_page_initialised(pfn, nid))
713                 return;
714
715         pgdat = NODE_DATA(nid);
716
717         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
718                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zid];
719
720                 if (zone_spans_pfn(zone, pfn))
721                         break;
722         }
723         __init_single_page(pfn_to_page(pfn), pfn, zid, nid);
724 }
725 #else
726 static inline void pgdat_set_deferred_range(pg_data_t *pgdat) {}
727
728 static inline bool early_page_initialised(unsigned long pfn, int nid)
729 {
730         return true;
731 }
732
733 static inline bool defer_init(int nid, unsigned long pfn, unsigned long end_pfn)
734 {
735         return false;
736 }
737
738 static inline void init_reserved_page(unsigned long pfn, int nid)
739 {
740 }
741 #endif /* CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT */
742
743 /*
744  * Initialised pages do not have PageReserved set. This function is
745  * called for each range allocated by the bootmem allocator and
746  * marks the pages PageReserved. The remaining valid pages are later
747  * sent to the buddy page allocator.
748  */
749 void __meminit reserve_bootmem_region(phys_addr_t start,
750                                       phys_addr_t end, int nid)
751 {
752         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
753         unsigned long end_pfn = PFN_UP(end);
754
755         for (; start_pfn < end_pfn; start_pfn++) {
756                 if (pfn_valid(start_pfn)) {
757                         struct page *page = pfn_to_page(start_pfn);
758
759                         init_reserved_page(start_pfn, nid);
760
761                         /* Avoid false-positive PageTail() */
762                         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
763
764                         /*
765                          * no need for atomic set_bit because the struct
766                          * page is not visible yet so nobody should
767                          * access it yet.
768                          */
769                         __SetPageReserved(page);
770                 }
771         }
772 }
773
774 /* If zone is ZONE_MOVABLE but memory is mirrored, it is an overlapped init */
775 static bool __meminit
776 overlap_memmap_init(unsigned long zone, unsigned long *pfn)
777 {
778         static struct memblock_region *r;
779
780         if (mirrored_kernelcore && zone == ZONE_MOVABLE) {
781                 if (!r || *pfn >= memblock_region_memory_end_pfn(r)) {
782                         for_each_mem_region(r) {
783                                 if (*pfn < memblock_region_memory_end_pfn(r))
784                                         break;
785                         }
786                 }
787                 if (*pfn >= memblock_region_memory_base_pfn(r) &&
788                     memblock_is_mirror(r)) {
789                         *pfn = memblock_region_memory_end_pfn(r);
790                         return true;
791                 }
792         }
793         return false;
794 }
795
796 /*
797  * Only struct pages that correspond to ranges defined by memblock.memory
798  * are zeroed and initialized by going through __init_single_page() during
799  * memmap_init_zone_range().
800  *
801  * But, there could be struct pages that correspond to holes in
802  * memblock.memory. This can happen because of the following reasons:
803  * - physical memory bank size is not necessarily the exact multiple of the
804  *   arbitrary section size
805  * - early reserved memory may not be listed in memblock.memory
806  * - non-memory regions covered by the contigious flatmem mapping
807  * - memory layouts defined with memmap= kernel parameter may not align
808  *   nicely with memmap sections
809  *
810  * Explicitly initialize those struct pages so that:
811  * - PG_Reserved is set
812  * - zone and node links point to zone and node that span the page if the
813  *   hole is in the middle of a zone
814  * - zone and node links point to adjacent zone/node if the hole falls on
815  *   the zone boundary; the pages in such holes will be prepended to the
816  *   zone/node above the hole except for the trailing pages in the last
817  *   section that will be appended to the zone/node below.
818  */
819 static void __init init_unavailable_range(unsigned long spfn,
820                                           unsigned long epfn,
821                                           int zone, int node)
822 {
823         unsigned long pfn;
824         u64 pgcnt = 0;
825
826         for (pfn = spfn; pfn < epfn; pfn++) {
827                 if (!pfn_valid(pageblock_start_pfn(pfn))) {
828                         pfn = pageblock_end_pfn(pfn) - 1;
829                         continue;
830                 }
831                 __init_single_page(pfn_to_page(pfn), pfn, zone, node);
832                 __SetPageReserved(pfn_to_page(pfn));
833                 pgcnt++;
834         }
835
836         if (pgcnt)
837                 pr_info("On node %d, zone %s: %lld pages in unavailable ranges\n",
838                         node, zone_names[zone], pgcnt);
839 }
840
841 /*
842  * Initially all pages are reserved - free ones are freed
843  * up by memblock_free_all() once the early boot process is
844  * done. Non-atomic initialization, single-pass.
845  *
846  * All aligned pageblocks are initialized to the specified migratetype
847  * (usually MIGRATE_MOVABLE). Besides setting the migratetype, no related
848  * zone stats (e.g., nr_isolate_pageblock) are touched.
849  */
850 void __meminit memmap_init_range(unsigned long size, int nid, unsigned long zone,
851                 unsigned long start_pfn, unsigned long zone_end_pfn,
852                 enum meminit_context context,
853                 struct vmem_altmap *altmap, int migratetype)
854 {
855         unsigned long pfn, end_pfn = start_pfn + size;
856         struct page *page;
857
858         if (highest_memmap_pfn < end_pfn - 1)
859                 highest_memmap_pfn = end_pfn - 1;
860
861 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
862         /*
863          * Honor reservation requested by the driver for this ZONE_DEVICE
864          * memory. We limit the total number of pages to initialize to just
865          * those that might contain the memory mapping. We will defer the
866          * ZONE_DEVICE page initialization until after we have released
867          * the hotplug lock.
868          */
869         if (zone == ZONE_DEVICE) {
870                 if (!altmap)
871                         return;
872
873                 if (start_pfn == altmap->base_pfn)
874                         start_pfn += altmap->reserve;
875                 end_pfn = altmap->base_pfn + vmem_altmap_offset(altmap);
876         }
877 #endif
878
879         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; ) {
880                 /*
881                  * There can be holes in boot-time mem_map[]s handed to this
882                  * function.  They do not exist on hotplugged memory.
883                  */
884                 if (context == MEMINIT_EARLY) {
885                         if (overlap_memmap_init(zone, &pfn))
886                                 continue;
887                         if (defer_init(nid, pfn, zone_end_pfn)) {
888                                 deferred_struct_pages = true;
889                                 break;
890                         }
891                 }
892
893                 page = pfn_to_page(pfn);
894                 __init_single_page(page, pfn, zone, nid);
895                 if (context == MEMINIT_HOTPLUG)
896                         __SetPageReserved(page);
897
898                 /*
899                  * Usually, we want to mark the pageblock MIGRATE_MOVABLE,
900                  * such that unmovable allocations won't be scattered all
901                  * over the place during system boot.
902                  */
903                 if (pageblock_aligned(pfn)) {
904                         set_pageblock_migratetype(page, migratetype);
905                         cond_resched();
906                 }
907                 pfn++;
908         }
909 }
910
911 static void __init memmap_init_zone_range(struct zone *zone,
912                                           unsigned long start_pfn,
913                                           unsigned long end_pfn,
914                                           unsigned long *hole_pfn)
915 {
916         unsigned long zone_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
917         unsigned long zone_end_pfn = zone_start_pfn + zone->spanned_pages;
918         int nid = zone_to_nid(zone), zone_id = zone_idx(zone);
919
920         start_pfn = clamp(start_pfn, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
921         end_pfn = clamp(end_pfn, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
922
923         if (start_pfn >= end_pfn)
924                 return;
925
926         memmap_init_range(end_pfn - start_pfn, nid, zone_id, start_pfn,
927                           zone_end_pfn, MEMINIT_EARLY, NULL, MIGRATE_MOVABLE);
928
929         if (*hole_pfn < start_pfn)
930                 init_unavailable_range(*hole_pfn, start_pfn, zone_id, nid);
931
932         *hole_pfn = end_pfn;
933 }
934
935 static void __init memmap_init(void)
936 {
937         unsigned long start_pfn, end_pfn;
938         unsigned long hole_pfn = 0;
939         int i, j, zone_id = 0, nid;
940
941         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start_pfn, &end_pfn, &nid) {
942                 struct pglist_data *node = NODE_DATA(nid);
943
944                 for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
945                         struct zone *zone = node->node_zones + j;
946
947                         if (!populated_zone(zone))
948                                 continue;
949
950                         memmap_init_zone_range(zone, start_pfn, end_pfn,
951                                                &hole_pfn);
952                         zone_id = j;
953                 }
954         }
955
956 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
957         /*
958          * Initialize the memory map for hole in the range [memory_end,
959          * section_end].
960          * Append the pages in this hole to the highest zone in the last
961          * node.
962          * The call to init_unavailable_range() is outside the ifdef to
963          * silence the compiler warining about zone_id set but not used;
964          * for FLATMEM it is a nop anyway
965          */
966         end_pfn = round_up(end_pfn, PAGES_PER_SECTION);
967         if (hole_pfn < end_pfn)
968 #endif
969                 init_unavailable_range(hole_pfn, end_pfn, zone_id, nid);
970 }
971
972 #ifdef CONFIG_ZONE_DEVICE
973 static void __ref __init_zone_device_page(struct page *page, unsigned long pfn,
974                                           unsigned long zone_idx, int nid,
975                                           struct dev_pagemap *pgmap)
976 {
977
978         __init_single_page(page, pfn, zone_idx, nid);
979
980         /*
981          * Mark page reserved as it will need to wait for onlining
982          * phase for it to be fully associated with a zone.
983          *
984          * We can use the non-atomic __set_bit operation for setting
985          * the flag as we are still initializing the pages.
986          */
987         __SetPageReserved(page);
988
989         /*
990          * ZONE_DEVICE pages union ->lru with a ->pgmap back pointer
991          * and zone_device_data.  It is a bug if a ZONE_DEVICE page is
992          * ever freed or placed on a driver-private list.
993          */
994         page->pgmap = pgmap;
995         page->zone_device_data = NULL;
996
997         /*
998          * Mark the block movable so that blocks are reserved for
999          * movable at startup. This will force kernel allocations
1000          * to reserve their blocks rather than leaking throughout
1001          * the address space during boot when many long-lived
1002          * kernel allocations are made.
1003          *
1004          * Please note that MEMINIT_HOTPLUG path doesn't clear memmap
1005          * because this is done early in section_activate()
1006          */
1007         if (pageblock_aligned(pfn)) {
1008                 set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
1009                 cond_resched();
1010         }
1011
1012         /*
1013          * ZONE_DEVICE pages are released directly to the driver page allocator
1014          * which will set the page count to 1 when allocating the page.
1015          */
1016         if (pgmap->type == MEMORY_DEVICE_PRIVATE ||
1017             pgmap->type == MEMORY_DEVICE_COHERENT)
1018                 set_page_count(page, 0);
1019 }
1020
1021 /*
1022  * With compound page geometry and when struct pages are stored in ram most
1023  * tail pages are reused. Consequently, the amount of unique struct pages to
1024  * initialize is a lot smaller that the total amount of struct pages being
1025  * mapped. This is a paired / mild layering violation with explicit knowledge
1026  * of how the sparse_vmemmap internals handle compound pages in the lack
1027  * of an altmap. See vmemmap_populate_compound_pages().
1028  */
1029 static inline unsigned long compound_nr_pages(struct vmem_altmap *altmap,
1030                                               struct dev_pagemap *pgmap)
1031 {
1032         if (!vmemmap_can_optimize(altmap, pgmap))
1033                 return pgmap_vmemmap_nr(pgmap);
1034
1035         return VMEMMAP_RESERVE_NR * (PAGE_SIZE / sizeof(struct page));
1036 }
1037
1038 static void __ref memmap_init_compound(struct page *head,
1039                                        unsigned long head_pfn,
1040                                        unsigned long zone_idx, int nid,
1041                                        struct dev_pagemap *pgmap,
1042                                        unsigned long nr_pages)
1043 {
1044         unsigned long pfn, end_pfn = head_pfn + nr_pages;
1045         unsigned int order = pgmap->vmemmap_shift;
1046
1047         __SetPageHead(head);
1048         for (pfn = head_pfn + 1; pfn < end_pfn; pfn++) {
1049                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1050
1051                 __init_zone_device_page(page, pfn, zone_idx, nid, pgmap);
1052                 prep_compound_tail(head, pfn - head_pfn);
1053                 set_page_count(page, 0);
1054
1055                 /*
1056                  * The first tail page stores important compound page info.
1057                  * Call prep_compound_head() after the first tail page has
1058                  * been initialized, to not have the data overwritten.
1059                  */
1060                 if (pfn == head_pfn + 1)
1061                         prep_compound_head(head, order);
1062         }
1063 }
1064
1065 void __ref memmap_init_zone_device(struct zone *zone,
1066                                    unsigned long start_pfn,
1067                                    unsigned long nr_pages,
1068                                    struct dev_pagemap *pgmap)
1069 {
1070         unsigned long pfn, end_pfn = start_pfn + nr_pages;
1071         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1072         struct vmem_altmap *altmap = pgmap_altmap(pgmap);
1073         unsigned int pfns_per_compound = pgmap_vmemmap_nr(pgmap);
1074         unsigned long zone_idx = zone_idx(zone);
1075         unsigned long start = jiffies;
1076         int nid = pgdat->node_id;
1077
1078         if (WARN_ON_ONCE(!pgmap || zone_idx != ZONE_DEVICE))
1079                 return;
1080
1081         /*
1082          * The call to memmap_init should have already taken care
1083          * of the pages reserved for the memmap, so we can just jump to
1084          * the end of that region and start processing the device pages.
1085          */
1086         if (altmap) {
1087                 start_pfn = altmap->base_pfn + vmem_altmap_offset(altmap);
1088                 nr_pages = end_pfn - start_pfn;
1089         }
1090
1091         for (pfn = start_pfn; pfn < end_pfn; pfn += pfns_per_compound) {
1092                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1093
1094                 __init_zone_device_page(page, pfn, zone_idx, nid, pgmap);
1095
1096                 if (pfns_per_compound == 1)
1097                         continue;
1098
1099                 memmap_init_compound(page, pfn, zone_idx, nid, pgmap,
1100                                      compound_nr_pages(altmap, pgmap));
1101         }
1102
1103         pr_debug("%s initialised %lu pages in %ums\n", __func__,
1104                 nr_pages, jiffies_to_msecs(jiffies - start));
1105 }
1106 #endif
1107
1108 /*
1109  * The zone ranges provided by the architecture do not include ZONE_MOVABLE
1110  * because it is sized independent of architecture. Unlike the other zones,
1111  * the starting point for ZONE_MOVABLE is not fixed. It may be different
1112  * in each node depending on the size of each node and how evenly kernelcore
1113  * is distributed. This helper function adjusts the zone ranges
1114  * provided by the architecture for a given node by using the end of the
1115  * highest usable zone for ZONE_MOVABLE. This preserves the assumption that
1116  * zones within a node are in order of monotonic increases memory addresses
1117  */
1118 static void __init adjust_zone_range_for_zone_movable(int nid,
1119                                         unsigned long zone_type,
1120                                         unsigned long node_end_pfn,
1121                                         unsigned long *zone_start_pfn,
1122                                         unsigned long *zone_end_pfn)
1123 {
1124         /* Only adjust if ZONE_MOVABLE is on this node */
1125         if (zone_movable_pfn[nid]) {
1126                 /* Size ZONE_MOVABLE */
1127                 if (zone_type == ZONE_MOVABLE) {
1128                         *zone_start_pfn = zone_movable_pfn[nid];
1129                         *zone_end_pfn = min(node_end_pfn,
1130                                 arch_zone_highest_possible_pfn[movable_zone]);
1131
1132                 /* Adjust for ZONE_MOVABLE starting within this range */
1133                 } else if (!mirrored_kernelcore &&
1134                         *zone_start_pfn < zone_movable_pfn[nid] &&
1135                         *zone_end_pfn > zone_movable_pfn[nid]) {
1136                         *zone_end_pfn = zone_movable_pfn[nid];
1137
1138                 /* Check if this whole range is within ZONE_MOVABLE */
1139                 } else if (*zone_start_pfn >= zone_movable_pfn[nid])
1140                         *zone_start_pfn = *zone_end_pfn;
1141         }
1142 }
1143
1144 /*
1145  * Return the number of holes in a range on a node. If nid is MAX_NUMNODES,
1146  * then all holes in the requested range will be accounted for.
1147  */
1148 static unsigned long __init __absent_pages_in_range(int nid,
1149                                 unsigned long range_start_pfn,
1150                                 unsigned long range_end_pfn)
1151 {
1152         unsigned long nr_absent = range_end_pfn - range_start_pfn;
1153         unsigned long start_pfn, end_pfn;
1154         int i;
1155
1156         for_each_mem_pfn_range(i, nid, &start_pfn, &end_pfn, NULL) {
1157                 start_pfn = clamp(start_pfn, range_start_pfn, range_end_pfn);
1158                 end_pfn = clamp(end_pfn, range_start_pfn, range_end_pfn);
1159                 nr_absent -= end_pfn - start_pfn;
1160         }
1161         return nr_absent;
1162 }
1163
1164 /**
1165  * absent_pages_in_range - Return number of page frames in holes within a range
1166  * @start_pfn: The start PFN to start searching for holes
1167  * @end_pfn: The end PFN to stop searching for holes
1168  *
1169  * Return: the number of pages frames in memory holes within a range.
1170  */
1171 unsigned long __init absent_pages_in_range(unsigned long start_pfn,
1172                                                         unsigned long end_pfn)
1173 {
1174         return __absent_pages_in_range(MAX_NUMNODES, start_pfn, end_pfn);
1175 }
1176
1177 /* Return the number of page frames in holes in a zone on a node */
1178 static unsigned long __init zone_absent_pages_in_node(int nid,
1179                                         unsigned long zone_type,
1180                                         unsigned long zone_start_pfn,
1181                                         unsigned long zone_end_pfn)
1182 {
1183         unsigned long nr_absent;
1184
1185         /* zone is empty, we don't have any absent pages */
1186         if (zone_start_pfn == zone_end_pfn)
1187                 return 0;
1188
1189         nr_absent = __absent_pages_in_range(nid, zone_start_pfn, zone_end_pfn);
1190
1191         /*
1192          * ZONE_MOVABLE handling.
1193          * Treat pages to be ZONE_MOVABLE in ZONE_NORMAL as absent pages
1194          * and vice versa.
1195          */
1196         if (mirrored_kernelcore && zone_movable_pfn[nid]) {
1197                 unsigned long start_pfn, end_pfn;
1198                 struct memblock_region *r;
1199
1200                 for_each_mem_region(r) {
1201                         start_pfn = clamp(memblock_region_memory_base_pfn(r),
1202                                           zone_start_pfn, zone_end_pfn);
1203                         end_pfn = clamp(memblock_region_memory_end_pfn(r),
1204                                         zone_start_pfn, zone_end_pfn);
1205
1206                         if (zone_type == ZONE_MOVABLE &&
1207                             memblock_is_mirror(r))
1208                                 nr_absent += end_pfn - start_pfn;
1209
1210                         if (zone_type == ZONE_NORMAL &&
1211                             !memblock_is_mirror(r))
1212                                 nr_absent += end_pfn - start_pfn;
1213                 }
1214         }
1215
1216         return nr_absent;
1217 }
1218
1219 /*
1220  * Return the number of pages a zone spans in a node, including holes
1221  * present_pages = zone_spanned_pages_in_node() - zone_absent_pages_in_node()
1222  */
1223 static unsigned long __init zone_spanned_pages_in_node(int nid,
1224                                         unsigned long zone_type,
1225                                         unsigned long node_start_pfn,
1226                                         unsigned long node_end_pfn,
1227                                         unsigned long *zone_start_pfn,
1228                                         unsigned long *zone_end_pfn)
1229 {
1230         unsigned long zone_low = arch_zone_lowest_possible_pfn[zone_type];
1231         unsigned long zone_high = arch_zone_highest_possible_pfn[zone_type];
1232
1233         /* Get the start and end of the zone */
1234         *zone_start_pfn = clamp(node_start_pfn, zone_low, zone_high);
1235         *zone_end_pfn = clamp(node_end_pfn, zone_low, zone_high);
1236         adjust_zone_range_for_zone_movable(nid, zone_type, node_end_pfn,
1237                                            zone_start_pfn, zone_end_pfn);
1238
1239         /* Check that this node has pages within the zone's required range */
1240         if (*zone_end_pfn < node_start_pfn || *zone_start_pfn > node_end_pfn)
1241                 return 0;
1242
1243         /* Move the zone boundaries inside the node if necessary */
1244         *zone_end_pfn = min(*zone_end_pfn, node_end_pfn);
1245         *zone_start_pfn = max(*zone_start_pfn, node_start_pfn);
1246
1247         /* Return the spanned pages */
1248         return *zone_end_pfn - *zone_start_pfn;
1249 }
1250
1251 static void __init reset_memoryless_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat)
1252 {
1253         struct zone *z;
1254
1255         for (z = pgdat->node_zones; z < pgdat->node_zones + MAX_NR_ZONES; z++) {
1256                 z->zone_start_pfn = 0;
1257                 z->spanned_pages = 0;
1258                 z->present_pages = 0;
1259 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1260                 z->present_early_pages = 0;
1261 #endif
1262         }
1263
1264         pgdat->node_spanned_pages = 0;
1265         pgdat->node_present_pages = 0;
1266         pr_debug("On node %d totalpages: 0\n", pgdat->node_id);
1267 }
1268
1269 static void __init calc_nr_kernel_pages(void)
1270 {
1271         unsigned long start_pfn, end_pfn;
1272         phys_addr_t start_addr, end_addr;
1273         u64 u;
1274 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1275         unsigned long high_zone_low = arch_zone_lowest_possible_pfn[ZONE_HIGHMEM];
1276 #endif
1277
1278         for_each_free_mem_range(u, NUMA_NO_NODE, MEMBLOCK_NONE, &start_addr, &end_addr, NULL) {
1279                 start_pfn = PFN_UP(start_addr);
1280                 end_pfn   = PFN_DOWN(end_addr);
1281
1282                 if (start_pfn < end_pfn) {
1283                         nr_all_pages += end_pfn - start_pfn;
1284 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1285                         start_pfn = clamp(start_pfn, 0, high_zone_low);
1286                         end_pfn = clamp(end_pfn, 0, high_zone_low);
1287 #endif
1288                         nr_kernel_pages += end_pfn - start_pfn;
1289                 }
1290         }
1291 }
1292
1293 static void __init calculate_node_totalpages(struct pglist_data *pgdat,
1294                                                 unsigned long node_start_pfn,
1295                                                 unsigned long node_end_pfn)
1296 {
1297         unsigned long realtotalpages = 0, totalpages = 0;
1298         enum zone_type i;
1299
1300         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1301                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + i;
1302                 unsigned long zone_start_pfn, zone_end_pfn;
1303                 unsigned long spanned, absent;
1304                 unsigned long real_size;
1305
1306                 spanned = zone_spanned_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
1307                                                      node_start_pfn,
1308                                                      node_end_pfn,
1309                                                      &zone_start_pfn,
1310                                                      &zone_end_pfn);
1311                 absent = zone_absent_pages_in_node(pgdat->node_id, i,
1312                                                    zone_start_pfn,
1313                                                    zone_end_pfn);
1314
1315                 real_size = spanned - absent;
1316
1317                 if (spanned)
1318                         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
1319                 else
1320                         zone->zone_start_pfn = 0;
1321                 zone->spanned_pages = spanned;
1322                 zone->present_pages = real_size;
1323 #if defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1324                 zone->present_early_pages = real_size;
1325 #endif
1326
1327                 totalpages += spanned;
1328                 realtotalpages += real_size;
1329         }
1330
1331         pgdat->node_spanned_pages = totalpages;
1332         pgdat->node_present_pages = realtotalpages;
1333         pr_debug("On node %d totalpages: %lu\n", pgdat->node_id, realtotalpages);
1334 }
1335
1336 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1337 static void pgdat_init_split_queue(struct pglist_data *pgdat)
1338 {
1339         struct deferred_split *ds_queue = &pgdat->deferred_split_queue;
1340
1341         spin_lock_init(&ds_queue->split_queue_lock);
1342         INIT_LIST_HEAD(&ds_queue->split_queue);
1343         ds_queue->split_queue_len = 0;
1344 }
1345 #else
1346 static void pgdat_init_split_queue(struct pglist_data *pgdat) {}
1347 #endif
1348
1349 #ifdef CONFIG_COMPACTION
1350 static void pgdat_init_kcompactd(struct pglist_data *pgdat)
1351 {
1352         init_waitqueue_head(&pgdat->kcompactd_wait);
1353 }
1354 #else
1355 static void pgdat_init_kcompactd(struct pglist_data *pgdat) {}
1356 #endif
1357
1358 static void __meminit pgdat_init_internals(struct pglist_data *pgdat)
1359 {
1360         int i;
1361
1362         pgdat_resize_init(pgdat);
1363         pgdat_kswapd_lock_init(pgdat);
1364
1365         pgdat_init_split_queue(pgdat);
1366         pgdat_init_kcompactd(pgdat);
1367
1368         init_waitqueue_head(&pgdat->kswapd_wait);
1369         init_waitqueue_head(&pgdat->pfmemalloc_wait);
1370
1371         for (i = 0; i < NR_VMSCAN_THROTTLE; i++)
1372                 init_waitqueue_head(&pgdat->reclaim_wait[i]);
1373
1374         pgdat_page_ext_init(pgdat);
1375         lruvec_init(&pgdat->__lruvec);
1376 }
1377
1378 static void __meminit zone_init_internals(struct zone *zone, enum zone_type idx, int nid,
1379                                                         unsigned long remaining_pages)
1380 {
1381         atomic_long_set(&zone->managed_pages, remaining_pages);
1382         zone_set_nid(zone, nid);
1383         zone->name = zone_names[idx];
1384         zone->zone_pgdat = NODE_DATA(nid);
1385         spin_lock_init(&zone->lock);
1386         zone_seqlock_init(zone);
1387         zone_pcp_init(zone);
1388 }
1389
1390 static void __meminit zone_init_free_lists(struct zone *zone)
1391 {
1392         unsigned int order, t;
1393         for_each_migratetype_order(order, t) {
1394                 INIT_LIST_HEAD(&zone->free_area[order].free_list[t]);
1395                 zone->free_area[order].nr_free = 0;
1396         }
1397
1398 #ifdef CONFIG_UNACCEPTED_MEMORY
1399         INIT_LIST_HEAD(&zone->unaccepted_pages);
1400 #endif
1401 }
1402
1403 void __meminit init_currently_empty_zone(struct zone *zone,
1404                                         unsigned long zone_start_pfn,
1405                                         unsigned long size)
1406 {
1407         struct pglist_data *pgdat = zone->zone_pgdat;
1408         int zone_idx = zone_idx(zone) + 1;
1409
1410         if (zone_idx > pgdat->nr_zones)
1411                 pgdat->nr_zones = zone_idx;
1412
1413         zone->zone_start_pfn = zone_start_pfn;
1414
1415         mminit_dprintk(MMINIT_TRACE, "memmap_init",
1416                         "Initialising map node %d zone %lu pfns %lu -> %lu\n",
1417                         pgdat->node_id,
1418                         (unsigned long)zone_idx(zone),
1419                         zone_start_pfn, (zone_start_pfn + size));
1420
1421         zone_init_free_lists(zone);
1422         zone->initialized = 1;
1423 }
1424
1425 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
1426 /*
1427  * Calculate the size of the zone->blockflags rounded to an unsigned long
1428  * Start by making sure zonesize is a multiple of pageblock_order by rounding
1429  * up. Then use 1 NR_PAGEBLOCK_BITS worth of bits per pageblock, finally
1430  * round what is now in bits to nearest long in bits, then return it in
1431  * bytes.
1432  */
1433 static unsigned long __init usemap_size(unsigned long zone_start_pfn, unsigned long zonesize)
1434 {
1435         unsigned long usemapsize;
1436
1437         zonesize += zone_start_pfn & (pageblock_nr_pages-1);
1438         usemapsize = roundup(zonesize, pageblock_nr_pages);
1439         usemapsize = usemapsize >> pageblock_order;
1440         usemapsize *= NR_PAGEBLOCK_BITS;
1441         usemapsize = roundup(usemapsize, BITS_PER_LONG);
1442
1443         return usemapsize / BITS_PER_BYTE;
1444 }
1445
1446 static void __ref setup_usemap(struct zone *zone)
1447 {
1448         unsigned long usemapsize = usemap_size(zone->zone_start_pfn,
1449                                                zone->spanned_pages);
1450         zone->pageblock_flags = NULL;
1451         if (usemapsize) {
1452                 zone->pageblock_flags =
1453                         memblock_alloc_node(usemapsize, SMP_CACHE_BYTES,
1454                                             zone_to_nid(zone));
1455                 if (!zone->pageblock_flags)
1456                         panic("Failed to allocate %ld bytes for zone %s pageblock flags on node %d\n",
1457                               usemapsize, zone->name, zone_to_nid(zone));
1458         }
1459 }
1460 #else
1461 static inline void setup_usemap(struct zone *zone) {}
1462 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM */
1463
1464 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE
1465
1466 /* Initialise the number of pages represented by NR_PAGEBLOCK_BITS */
1467 void __init set_pageblock_order(void)
1468 {
1469         unsigned int order = MAX_PAGE_ORDER;
1470
1471         /* Check that pageblock_nr_pages has not already been setup */
1472         if (pageblock_order)
1473                 return;
1474
1475         /* Don't let pageblocks exceed the maximum allocation granularity. */
1476         if (HPAGE_SHIFT > PAGE_SHIFT && HUGETLB_PAGE_ORDER < order)
1477                 order = HUGETLB_PAGE_ORDER;
1478
1479         /*
1480          * Assume the largest contiguous order of interest is a huge page.
1481          * This value may be variable depending on boot parameters on powerpc.
1482          */
1483         pageblock_order = order;
1484 }
1485 #else /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
1486
1487 /*
1488  * When CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE is not set, set_pageblock_order()
1489  * is unused as pageblock_order is set at compile-time. See
1490  * include/linux/pageblock-flags.h for the values of pageblock_order based on
1491  * the kernel config
1492  */
1493 void __init set_pageblock_order(void)
1494 {
1495 }
1496
1497 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE_SIZE_VARIABLE */
1498
1499 /*
1500  * Set up the zone data structures
1501  * - init pgdat internals
1502  * - init all zones belonging to this node
1503  *
1504  * NOTE: this function is only called during memory hotplug
1505  */
1506 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1507 void __ref free_area_init_core_hotplug(struct pglist_data *pgdat)
1508 {
1509         int nid = pgdat->node_id;
1510         enum zone_type z;
1511         int cpu;
1512
1513         pgdat_init_internals(pgdat);
1514
1515         if (pgdat->per_cpu_nodestats == &boot_nodestats)
1516                 pgdat->per_cpu_nodestats = alloc_percpu(struct per_cpu_nodestat);
1517
1518         /*
1519          * Reset the nr_zones, order and highest_zoneidx before reuse.
1520          * Note that kswapd will init kswapd_highest_zoneidx properly
1521          * when it starts in the near future.
1522          */
1523         pgdat->nr_zones = 0;
1524         pgdat->kswapd_order = 0;
1525         pgdat->kswapd_highest_zoneidx = 0;
1526         pgdat->node_start_pfn = 0;
1527         pgdat->node_present_pages = 0;
1528
1529         for_each_online_cpu(cpu) {
1530                 struct per_cpu_nodestat *p;
1531
1532                 p = per_cpu_ptr(pgdat->per_cpu_nodestats, cpu);
1533                 memset(p, 0, sizeof(*p));
1534         }
1535
1536         /*
1537          * When memory is hot-added, all the memory is in offline state. So
1538          * clear all zones' present_pages and managed_pages because they will
1539          * be updated in online_pages() and offline_pages().
1540          */
1541         for (z = 0; z < MAX_NR_ZONES; z++) {
1542                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + z;
1543
1544                 zone->present_pages = 0;
1545                 zone_init_internals(zone, z, nid, 0);
1546         }
1547 }
1548 #endif
1549
1550 static void __init free_area_init_core(struct pglist_data *pgdat)
1551 {
1552         enum zone_type j;
1553         int nid = pgdat->node_id;
1554
1555         pgdat_init_internals(pgdat);
1556         pgdat->per_cpu_nodestats = &boot_nodestats;
1557
1558         for (j = 0; j < MAX_NR_ZONES; j++) {
1559                 struct zone *zone = pgdat->node_zones + j;
1560                 unsigned long size = zone->spanned_pages;
1561
1562                 /*
1563                  * Initialize zone->managed_pages as 0 , it will be reset
1564                  * when memblock allocator frees pages into buddy system.
1565                  */
1566                 zone_init_internals(zone, j, nid, zone->present_pages);
1567
1568                 if (!size)
1569                         continue;
1570
1571                 setup_usemap(zone);
1572                 init_currently_empty_zone(zone, zone->zone_start_pfn, size);
1573         }
1574 }
1575
1576 void __init *memmap_alloc(phys_addr_t size, phys_addr_t align,
1577                           phys_addr_t min_addr, int nid, bool exact_nid)
1578 {
1579         void *ptr;
1580
1581         if (exact_nid)
1582                 ptr = memblock_alloc_exact_nid_raw(size, align, min_addr,
1583                                                    MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE,
1584                                                    nid);
1585         else
1586                 ptr = memblock_alloc_try_nid_raw(size, align, min_addr,
1587                                                  MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE,
1588                                                  nid);
1589
1590         if (ptr && size > 0)
1591                 page_init_poison(ptr, size);
1592
1593         return ptr;
1594 }
1595
1596 #ifdef CONFIG_FLATMEM
1597 static void __init alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat)
1598 {
1599         unsigned long start, offset, size, end;
1600         struct page *map;
1601
1602         /* Skip empty nodes */
1603         if (!pgdat->node_spanned_pages)
1604                 return;
1605
1606         start = pgdat->node_start_pfn & ~(MAX_ORDER_NR_PAGES - 1);
1607         offset = pgdat->node_start_pfn - start;
1608         /*
1609                  * The zone's endpoints aren't required to be MAX_PAGE_ORDER
1610          * aligned but the node_mem_map endpoints must be in order
1611          * for the buddy allocator to function correctly.
1612          */
1613         end = ALIGN(pgdat_end_pfn(pgdat), MAX_ORDER_NR_PAGES);
1614         size =  (end - start) * sizeof(struct page);
1615         map = memmap_alloc(size, SMP_CACHE_BYTES, MEMBLOCK_LOW_LIMIT,
1616                            pgdat->node_id, false);
1617         if (!map)
1618                 panic("Failed to allocate %ld bytes for node %d memory map\n",
1619                       size, pgdat->node_id);
1620         pgdat->node_mem_map = map + offset;
1621         pr_debug("%s: node %d, pgdat %08lx, node_mem_map %08lx\n",
1622                  __func__, pgdat->node_id, (unsigned long)pgdat,
1623                  (unsigned long)pgdat->node_mem_map);
1624 #ifndef CONFIG_NUMA
1625         /* the global mem_map is just set as node 0's */
1626         if (pgdat == NODE_DATA(0)) {
1627                 mem_map = NODE_DATA(0)->node_mem_map;
1628                 if (page_to_pfn(mem_map) != pgdat->node_start_pfn)
1629                         mem_map -= offset;
1630         }
1631 #endif
1632 }
1633 #else
1634 static inline void alloc_node_mem_map(struct pglist_data *pgdat) { }
1635 #endif /* CONFIG_FLATMEM */
1636
1637 /**
1638  * get_pfn_range_for_nid - Return the start and end page frames for a node
1639  * @nid: The nid to return the range for. If MAX_NUMNODES, the min and max PFN are returned.
1640  * @start_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node start_pfn.
1641  * @end_pfn: Passed by reference. On return, it will have the node end_pfn.
1642  *
1643  * It returns the start and end page frame of a node based on information
1644  * provided by memblock_set_node(). If called for a node
1645  * with no available memory, the start and end PFNs will be 0.
1646  */
1647 void __init get_pfn_range_for_nid(unsigned int nid,
1648                         unsigned long *start_pfn, unsigned long *end_pfn)
1649 {
1650         unsigned long this_start_pfn, this_end_pfn;
1651         int i;
1652
1653         *start_pfn = -1UL;
1654         *end_pfn = 0;
1655
1656         for_each_mem_pfn_range(i, nid, &this_start_pfn, &this_end_pfn, NULL) {
1657                 *start_pfn = min(*start_pfn, this_start_pfn);
1658                 *end_pfn = max(*end_pfn, this_end_pfn);
1659         }
1660
1661         if (*start_pfn == -1UL)
1662                 *start_pfn = 0;
1663 }
1664
1665 static void __init free_area_init_node(int nid)
1666 {
1667         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(nid);
1668         unsigned long start_pfn = 0;
1669         unsigned long end_pfn = 0;
1670
1671         /* pg_data_t should be reset to zero when it's allocated */
1672         WARN_ON(pgdat->nr_zones || pgdat->kswapd_highest_zoneidx);
1673
1674         get_pfn_range_for_nid(nid, &start_pfn, &end_pfn);
1675
1676         pgdat->node_id = nid;
1677         pgdat->node_start_pfn = start_pfn;
1678         pgdat->per_cpu_nodestats = NULL;
1679
1680         if (start_pfn != end_pfn) {
1681                 pr_info("Initmem setup node %d [mem %#018Lx-%#018Lx]\n", nid,
1682                         (u64)start_pfn << PAGE_SHIFT,
1683                         end_pfn ? ((u64)end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1 : 0);
1684
1685                 calculate_node_totalpages(pgdat, start_pfn, end_pfn);
1686         } else {
1687                 pr_info("Initmem setup node %d as memoryless\n", nid);
1688
1689                 reset_memoryless_node_totalpages(pgdat);
1690         }
1691
1692         alloc_node_mem_map(pgdat);
1693         pgdat_set_deferred_range(pgdat);
1694
1695         free_area_init_core(pgdat);
1696         lru_gen_init_pgdat(pgdat);
1697 }
1698
1699 /* Any regular or high memory on that node ? */
1700 static void __init check_for_memory(pg_data_t *pgdat)
1701 {
1702         enum zone_type zone_type;
1703
1704         for (zone_type = 0; zone_type <= ZONE_MOVABLE - 1; zone_type++) {
1705                 struct zone *zone = &pgdat->node_zones[zone_type];
1706                 if (populated_zone(zone)) {
1707                         if (IS_ENABLED(CONFIG_HIGHMEM))
1708                                 node_set_state(pgdat->node_id, N_HIGH_MEMORY);
1709                         if (zone_type <= ZONE_NORMAL)
1710                                 node_set_state(pgdat->node_id, N_NORMAL_MEMORY);
1711                         break;
1712                 }
1713         }
1714 }
1715
1716 #if MAX_NUMNODES > 1
1717 /*
1718  * Figure out the number of possible node ids.
1719  */
1720 void __init setup_nr_node_ids(void)
1721 {
1722         unsigned int highest;
1723
1724         highest = find_last_bit(node_possible_map.bits, MAX_NUMNODES);
1725         nr_node_ids = highest + 1;
1726 }
1727 #endif
1728
1729 /*
1730  * Some architectures, e.g. ARC may have ZONE_HIGHMEM below ZONE_NORMAL. For
1731  * such cases we allow max_zone_pfn sorted in the descending order
1732  */
1733 static bool arch_has_descending_max_zone_pfns(void)
1734 {
1735         return IS_ENABLED(CONFIG_ARC) && !IS_ENABLED(CONFIG_ARC_HAS_PAE40);
1736 }
1737
1738 /**
1739  * free_area_init - Initialise all pg_data_t and zone data
1740  * @max_zone_pfn: an array of max PFNs for each zone
1741  *
1742  * This will call free_area_init_node() for each active node in the system.
1743  * Using the page ranges provided by memblock_set_node(), the size of each
1744  * zone in each node and their holes is calculated. If the maximum PFN
1745  * between two adjacent zones match, it is assumed that the zone is empty.
1746  * For example, if arch_max_dma_pfn == arch_max_dma32_pfn, it is assumed
1747  * that arch_max_dma32_pfn has no pages. It is also assumed that a zone
1748  * starts where the previous one ended. For example, ZONE_DMA32 starts
1749  * at arch_max_dma_pfn.
1750  */
1751 void __init free_area_init(unsigned long *max_zone_pfn)
1752 {
1753         unsigned long start_pfn, end_pfn;
1754         int i, nid, zone;
1755         bool descending;
1756
1757         /* Record where the zone boundaries are */
1758         memset(arch_zone_lowest_possible_pfn, 0,
1759                                 sizeof(arch_zone_lowest_possible_pfn));
1760         memset(arch_zone_highest_possible_pfn, 0,
1761                                 sizeof(arch_zone_highest_possible_pfn));
1762
1763         start_pfn = PHYS_PFN(memblock_start_of_DRAM());
1764         descending = arch_has_descending_max_zone_pfns();
1765
1766         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1767                 if (descending)
1768                         zone = MAX_NR_ZONES - i - 1;
1769                 else
1770                         zone = i;
1771
1772                 if (zone == ZONE_MOVABLE)
1773                         continue;
1774
1775                 end_pfn = max(max_zone_pfn[zone], start_pfn);
1776                 arch_zone_lowest_possible_pfn[zone] = start_pfn;
1777                 arch_zone_highest_possible_pfn[zone] = end_pfn;
1778
1779                 start_pfn = end_pfn;
1780         }
1781
1782         /* Find the PFNs that ZONE_MOVABLE begins at in each node */
1783         memset(zone_movable_pfn, 0, sizeof(zone_movable_pfn));
1784         find_zone_movable_pfns_for_nodes();
1785
1786         /* Print out the zone ranges */
1787         pr_info("Zone ranges:\n");
1788         for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
1789                 if (i == ZONE_MOVABLE)
1790                         continue;
1791                 pr_info("  %-8s ", zone_names[i]);
1792                 if (arch_zone_lowest_possible_pfn[i] ==
1793                                 arch_zone_highest_possible_pfn[i])
1794                         pr_cont("empty\n");
1795                 else
1796                         pr_cont("[mem %#018Lx-%#018Lx]\n",
1797                                 (u64)arch_zone_lowest_possible_pfn[i]
1798                                         << PAGE_SHIFT,
1799                                 ((u64)arch_zone_highest_possible_pfn[i]
1800                                         << PAGE_SHIFT) - 1);
1801         }
1802
1803         /* Print out the PFNs ZONE_MOVABLE begins at in each node */
1804         pr_info("Movable zone start for each node\n");
1805         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
1806                 if (zone_movable_pfn[i])
1807                         pr_info("  Node %d: %#018Lx\n", i,
1808                                (u64)zone_movable_pfn[i] << PAGE_SHIFT);
1809         }
1810
1811         /*
1812          * Print out the early node map, and initialize the
1813          * subsection-map relative to active online memory ranges to
1814          * enable future "sub-section" extensions of the memory map.
1815          */
1816         pr_info("Early memory node ranges\n");
1817         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start_pfn, &end_pfn, &nid) {
1818                 pr_info("  node %3d: [mem %#018Lx-%#018Lx]\n", nid,
1819                         (u64)start_pfn << PAGE_SHIFT,
1820                         ((u64)end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1);
1821                 subsection_map_init(start_pfn, end_pfn - start_pfn);
1822         }
1823
1824         /* Initialise every node */
1825         mminit_verify_pageflags_layout();
1826         setup_nr_node_ids();
1827         set_pageblock_order();
1828
1829         for_each_node(nid) {
1830                 pg_data_t *pgdat;
1831
1832                 if (!node_online(nid)) {
1833                         /* Allocator not initialized yet */
1834                         pgdat = arch_alloc_nodedata(nid);
1835                         if (!pgdat)
1836                                 panic("Cannot allocate %zuB for node %d.\n",
1837                                        sizeof(*pgdat), nid);
1838                         arch_refresh_nodedata(nid, pgdat);
1839                 }
1840
1841                 pgdat = NODE_DATA(nid);
1842                 free_area_init_node(nid);
1843
1844                 /*
1845                  * No sysfs hierarcy will be created via register_one_node()
1846                  *for memory-less node because here it's not marked as N_MEMORY
1847                  *and won't be set online later. The benefit is userspace
1848                  *program won't be confused by sysfs files/directories of
1849                  *memory-less node. The pgdat will get fully initialized by
1850                  *hotadd_init_pgdat() when memory is hotplugged into this node.
1851                  */
1852                 if (pgdat->node_present_pages) {
1853                         node_set_state(nid, N_MEMORY);
1854                         check_for_memory(pgdat);
1855                 }
1856         }
1857
1858         calc_nr_kernel_pages();
1859         memmap_init();
1860
1861         /* disable hash distribution for systems with a single node */
1862         fixup_hashdist();
1863 }
1864
1865 /**
1866  * node_map_pfn_alignment - determine the maximum internode alignment
1867  *
1868  * This function should be called after node map is populated and sorted.
1869  * It calculates the maximum power of two alignment which can distinguish
1870  * all the nodes.
1871  *
1872  * For example, if all nodes are 1GiB and aligned to 1GiB, the return value
1873  * would indicate 1GiB alignment with (1 << (30 - PAGE_SHIFT)).  If the
1874  * nodes are shifted by 256MiB, 256MiB.  Note that if only the last node is
1875  * shifted, 1GiB is enough and this function will indicate so.
1876  *
1877  * This is used to test whether pfn -> nid mapping of the chosen memory
1878  * model has fine enough granularity to avoid incorrect mapping for the
1879  * populated node map.
1880  *
1881  * Return: the determined alignment in pfn's.  0 if there is no alignment
1882  * requirement (single node).
1883  */
1884 unsigned long __init node_map_pfn_alignment(void)
1885 {
1886         unsigned long accl_mask = 0, last_end = 0;
1887         unsigned long start, end, mask;
1888         int last_nid = NUMA_NO_NODE;
1889         int i, nid;
1890
1891         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start, &end, &nid) {
1892                 if (!start || last_nid < 0 || last_nid == nid) {
1893                         last_nid = nid;
1894                         last_end = end;
1895                         continue;
1896                 }
1897
1898                 /*
1899                  * Start with a mask granular enough to pin-point to the
1900                  * start pfn and tick off bits one-by-one until it becomes
1901                  * too coarse to separate the current node from the last.
1902                  */
1903                 mask = ~((1 << __ffs(start)) - 1);
1904                 while (mask && last_end <= (start & (mask << 1)))
1905                         mask <<= 1;
1906
1907                 /* accumulate all internode masks */
1908                 accl_mask |= mask;
1909         }
1910
1911         /* convert mask to number of pages */
1912         return ~accl_mask + 1;
1913 }
1914
1915 #ifdef CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT
1916 static void __init deferred_free_range(unsigned long pfn,
1917                                        unsigned long nr_pages)
1918 {
1919         struct page *page;
1920         unsigned long i;
1921
1922         if (!nr_pages)
1923                 return;
1924
1925         page = pfn_to_page(pfn);
1926
1927         /* Free a large naturally-aligned chunk if possible */
1928         if (nr_pages == MAX_ORDER_NR_PAGES && IS_MAX_ORDER_ALIGNED(pfn)) {
1929                 for (i = 0; i < nr_pages; i += pageblock_nr_pages)
1930                         set_pageblock_migratetype(page + i, MIGRATE_MOVABLE);
1931                 __free_pages_core(page, MAX_PAGE_ORDER);
1932                 return;
1933         }
1934
1935         /* Accept chunks smaller than MAX_PAGE_ORDER upfront */
1936         accept_memory(PFN_PHYS(pfn), PFN_PHYS(pfn + nr_pages));
1937
1938         for (i = 0; i < nr_pages; i++, page++, pfn++) {
1939                 if (pageblock_aligned(pfn))
1940                         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_MOVABLE);
1941                 __free_pages_core(page, 0);
1942         }
1943 }
1944
1945 /* Completion tracking for deferred_init_memmap() threads */
1946 static atomic_t pgdat_init_n_undone __initdata;
1947 static __initdata DECLARE_COMPLETION(pgdat_init_all_done_comp);
1948
1949 static inline void __init pgdat_init_report_one_done(void)
1950 {
1951         if (atomic_dec_and_test(&pgdat_init_n_undone))
1952                 complete(&pgdat_init_all_done_comp);
1953 }
1954
1955 /*
1956  * Returns true if page needs to be initialized or freed to buddy allocator.
1957  *
1958  * We check if a current MAX_PAGE_ORDER block is valid by only checking the
1959  * validity of the head pfn.
1960  */
1961 static inline bool __init deferred_pfn_valid(unsigned long pfn)
1962 {
1963         if (IS_MAX_ORDER_ALIGNED(pfn) && !pfn_valid(pfn))
1964                 return false;
1965         return true;
1966 }
1967
1968 /*
1969  * Free pages to buddy allocator. Try to free aligned pages in
1970  * MAX_ORDER_NR_PAGES sizes.
1971  */
1972 static void __init deferred_free_pages(unsigned long pfn,
1973                                        unsigned long end_pfn)
1974 {
1975         unsigned long nr_free = 0;
1976
1977         for (; pfn < end_pfn; pfn++) {
1978                 if (!deferred_pfn_valid(pfn)) {
1979                         deferred_free_range(pfn - nr_free, nr_free);
1980                         nr_free = 0;
1981                 } else if (IS_MAX_ORDER_ALIGNED(pfn)) {
1982                         deferred_free_range(pfn - nr_free, nr_free);
1983                         nr_free = 1;
1984                 } else {
1985                         nr_free++;
1986                 }
1987         }
1988         /* Free the last block of pages to allocator */
1989         deferred_free_range(pfn - nr_free, nr_free);
1990 }
1991
1992 /*
1993  * Initialize struct pages.  We minimize pfn page lookups and scheduler checks
1994  * by performing it only once every MAX_ORDER_NR_PAGES.
1995  * Return number of pages initialized.
1996  */
1997 static unsigned long  __init deferred_init_pages(struct zone *zone,
1998                                                  unsigned long pfn,
1999                                                  unsigned long end_pfn)
2000 {
2001         int nid = zone_to_nid(zone);
2002         unsigned long nr_pages = 0;
2003         int zid = zone_idx(zone);
2004         struct page *page = NULL;
2005
2006         for (; pfn < end_pfn; pfn++) {
2007                 if (!deferred_pfn_valid(pfn)) {
2008                         page = NULL;
2009                         continue;
2010                 } else if (!page || IS_MAX_ORDER_ALIGNED(pfn)) {
2011                         page = pfn_to_page(pfn);
2012                 } else {
2013                         page++;
2014                 }
2015                 __init_single_page(page, pfn, zid, nid);
2016                 nr_pages++;
2017         }
2018         return nr_pages;
2019 }
2020
2021 /*
2022  * This function is meant to pre-load the iterator for the zone init.
2023  * Specifically it walks through the ranges until we are caught up to the
2024  * first_init_pfn value and exits there. If we never encounter the value we
2025  * return false indicating there are no valid ranges left.
2026  */
2027 static bool __init
2028 deferred_init_mem_pfn_range_in_zone(u64 *i, struct zone *zone,
2029                                     unsigned long *spfn, unsigned long *epfn,
2030                                     unsigned long first_init_pfn)
2031 {
2032         u64 j;
2033
2034         /*
2035          * Start out by walking through the ranges in this zone that have
2036          * already been initialized. We don't need to do anything with them
2037          * so we just need to flush them out of the system.
2038          */
2039         for_each_free_mem_pfn_range_in_zone(j, zone, spfn, epfn) {
2040                 if (*epfn <= first_init_pfn)
2041                         continue;
2042                 if (*spfn < first_init_pfn)
2043                         *spfn = first_init_pfn;
2044                 *i = j;
2045                 return true;
2046         }
2047
2048         return false;
2049 }
2050
2051 /*
2052  * Initialize and free pages. We do it in two loops: first we initialize
2053  * struct page, then free to buddy allocator, because while we are
2054  * freeing pages we can access pages that are ahead (computing buddy
2055  * page in __free_one_page()).
2056  *
2057  * In order to try and keep some memory in the cache we have the loop
2058  * broken along max page order boundaries. This way we will not cause
2059  * any issues with the buddy page computation.
2060  */
2061 static unsigned long __init
2062 deferred_init_maxorder(u64 *i, struct zone *zone, unsigned long *start_pfn,
2063                        unsigned long *end_pfn)
2064 {
2065         unsigned long mo_pfn = ALIGN(*start_pfn + 1, MAX_ORDER_NR_PAGES);
2066         unsigned long spfn = *start_pfn, epfn = *end_pfn;
2067         unsigned long nr_pages = 0;
2068         u64 j = *i;
2069
2070         /* First we loop through and initialize the page values */
2071         for_each_free_mem_pfn_range_in_zone_from(j, zone, start_pfn, end_pfn) {
2072                 unsigned long t;
2073
2074                 if (mo_pfn <= *start_pfn)
2075                         break;
2076
2077                 t = min(mo_pfn, *end_pfn);
2078                 nr_pages += deferred_init_pages(zone, *start_pfn, t);
2079
2080                 if (mo_pfn < *end_pfn) {
2081                         *start_pfn = mo_pfn;
2082                         break;
2083                 }
2084         }
2085
2086         /* Reset values and now loop through freeing pages as needed */
2087         swap(j, *i);
2088
2089         for_each_free_mem_pfn_range_in_zone_from(j, zone, &spfn, &epfn) {
2090                 unsigned long t;
2091
2092                 if (mo_pfn <= spfn)
2093                         break;
2094
2095                 t = min(mo_pfn, epfn);
2096                 deferred_free_pages(spfn, t);
2097
2098                 if (mo_pfn <= epfn)
2099                         break;
2100         }
2101
2102         return nr_pages;
2103 }
2104
2105 static void __init
2106 deferred_init_memmap_chunk(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
2107                            void *arg)
2108 {
2109         unsigned long spfn, epfn;
2110         struct zone *zone = arg;
2111         u64 i;
2112
2113         deferred_init_mem_pfn_range_in_zone(&i, zone, &spfn, &epfn, start_pfn);
2114
2115         /*
2116          * Initialize and free pages in MAX_PAGE_ORDER sized increments so that
2117          * we can avoid introducing any issues with the buddy allocator.
2118          */
2119         while (spfn < end_pfn) {
2120                 deferred_init_maxorder(&i, zone, &spfn, &epfn);
2121                 cond_resched();
2122         }
2123 }
2124
2125 /* An arch may override for more concurrency. */
2126 __weak int __init
2127 deferred_page_init_max_threads(const struct cpumask *node_cpumask)
2128 {
2129         return 1;
2130 }
2131
2132 /* Initialise remaining memory on a node */
2133 static int __init deferred_init_memmap(void *data)
2134 {
2135         pg_data_t *pgdat = data;
2136         const struct cpumask *cpumask = cpumask_of_node(pgdat->node_id);
2137         unsigned long spfn = 0, epfn = 0;
2138         unsigned long first_init_pfn, flags;
2139         unsigned long start = jiffies;
2140         struct zone *zone;
2141         int zid, max_threads;
2142         u64 i;
2143
2144         /* Bind memory initialisation thread to a local node if possible */
2145         if (!cpumask_empty(cpumask))
2146                 set_cpus_allowed_ptr(current, cpumask);
2147
2148         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
2149         first_init_pfn = pgdat->first_deferred_pfn;
2150         if (first_init_pfn == ULONG_MAX) {
2151                 pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
2152                 pgdat_init_report_one_done();
2153                 return 0;
2154         }
2155
2156         /* Sanity check boundaries */
2157         BUG_ON(pgdat->first_deferred_pfn < pgdat->node_start_pfn);
2158         BUG_ON(pgdat->first_deferred_pfn > pgdat_end_pfn(pgdat));
2159         pgdat->first_deferred_pfn = ULONG_MAX;
2160
2161         /*
2162          * Once we unlock here, the zone cannot be grown anymore, thus if an
2163          * interrupt thread must allocate this early in boot, zone must be
2164          * pre-grown prior to start of deferred page initialization.
2165          */
2166         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
2167
2168         /* Only the highest zone is deferred so find it */
2169         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
2170                 zone = pgdat->node_zones + zid;
2171                 if (first_init_pfn < zone_end_pfn(zone))
2172                         break;
2173         }
2174
2175         /* If the zone is empty somebody else may have cleared out the zone */
2176         if (!deferred_init_mem_pfn_range_in_zone(&i, zone, &spfn, &epfn,
2177                                                  first_init_pfn))
2178                 goto zone_empty;
2179
2180         max_threads = deferred_page_init_max_threads(cpumask);
2181
2182         while (spfn < epfn) {
2183                 unsigned long epfn_align = ALIGN(epfn, PAGES_PER_SECTION);
2184                 struct padata_mt_job job = {
2185                         .thread_fn   = deferred_init_memmap_chunk,
2186                         .fn_arg      = zone,
2187                         .start       = spfn,
2188                         .size        = epfn_align - spfn,
2189                         .align       = PAGES_PER_SECTION,
2190                         .min_chunk   = PAGES_PER_SECTION,
2191                         .max_threads = max_threads,
2192                         .numa_aware  = false,
2193                 };
2194
2195                 padata_do_multithreaded(&job);
2196                 deferred_init_mem_pfn_range_in_zone(&i, zone, &spfn, &epfn,
2197                                                     epfn_align);
2198         }
2199 zone_empty:
2200         /* Sanity check that the next zone really is unpopulated */
2201         WARN_ON(++zid < MAX_NR_ZONES && populated_zone(++zone));
2202
2203         pr_info("node %d deferred pages initialised in %ums\n",
2204                 pgdat->node_id, jiffies_to_msecs(jiffies - start));
2205
2206         pgdat_init_report_one_done();
2207         return 0;
2208 }
2209
2210 /*
2211  * If this zone has deferred pages, try to grow it by initializing enough
2212  * deferred pages to satisfy the allocation specified by order, rounded up to
2213  * the nearest PAGES_PER_SECTION boundary.  So we're adding memory in increments
2214  * of SECTION_SIZE bytes by initializing struct pages in increments of
2215  * PAGES_PER_SECTION * sizeof(struct page) bytes.
2216  *
2217  * Return true when zone was grown, otherwise return false. We return true even
2218  * when we grow less than requested, to let the caller decide if there are
2219  * enough pages to satisfy the allocation.
2220  */
2221 bool __init deferred_grow_zone(struct zone *zone, unsigned int order)
2222 {
2223         unsigned long nr_pages_needed = ALIGN(1 << order, PAGES_PER_SECTION);
2224         pg_data_t *pgdat = zone->zone_pgdat;
2225         unsigned long first_deferred_pfn = pgdat->first_deferred_pfn;
2226         unsigned long spfn, epfn, flags;
2227         unsigned long nr_pages = 0;
2228         u64 i;
2229
2230         /* Only the last zone may have deferred pages */
2231         if (zone_end_pfn(zone) != pgdat_end_pfn(pgdat))
2232                 return false;
2233
2234         pgdat_resize_lock(pgdat, &flags);
2235
2236         /*
2237          * If someone grew this zone while we were waiting for spinlock, return
2238          * true, as there might be enough pages already.
2239          */
2240         if (first_deferred_pfn != pgdat->first_deferred_pfn) {
2241                 pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
2242                 return true;
2243         }
2244
2245         /* If the zone is empty somebody else may have cleared out the zone */
2246         if (!deferred_init_mem_pfn_range_in_zone(&i, zone, &spfn, &epfn,
2247                                                  first_deferred_pfn)) {
2248                 pgdat->first_deferred_pfn = ULONG_MAX;
2249                 pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
2250                 /* Retry only once. */
2251                 return first_deferred_pfn != ULONG_MAX;
2252         }
2253
2254         /*
2255          * Initialize and free pages in MAX_PAGE_ORDER sized increments so
2256          * that we can avoid introducing any issues with the buddy
2257          * allocator.
2258          */
2259         while (spfn < epfn) {
2260                 /* update our first deferred PFN for this section */
2261                 first_deferred_pfn = spfn;
2262
2263                 nr_pages += deferred_init_maxorder(&i, zone, &spfn, &epfn);
2264                 touch_nmi_watchdog();
2265
2266                 /* We should only stop along section boundaries */
2267                 if ((first_deferred_pfn ^ spfn) < PAGES_PER_SECTION)
2268                         continue;
2269
2270                 /* If our quota has been met we can stop here */
2271                 if (nr_pages >= nr_pages_needed)
2272                         break;
2273         }
2274
2275         pgdat->first_deferred_pfn = spfn;
2276         pgdat_resize_unlock(pgdat, &flags);
2277
2278         return nr_pages > 0;
2279 }
2280
2281 #endif /* CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT */
2282
2283 #ifdef CONFIG_CMA
2284 void __init init_cma_reserved_pageblock(struct page *page)
2285 {
2286         unsigned i = pageblock_nr_pages;
2287         struct page *p = page;
2288
2289         do {
2290                 __ClearPageReserved(p);
2291                 set_page_count(p, 0);
2292         } while (++p, --i);
2293
2294         set_pageblock_migratetype(page, MIGRATE_CMA);
2295         set_page_refcounted(page);
2296         __free_pages(page, pageblock_order);
2297
2298         adjust_managed_page_count(page, pageblock_nr_pages);
2299         page_zone(page)->cma_pages += pageblock_nr_pages;
2300 }
2301 #endif
2302
2303 void set_zone_contiguous(struct zone *zone)
2304 {
2305         unsigned long block_start_pfn = zone->zone_start_pfn;
2306         unsigned long block_end_pfn;
2307
2308         block_end_pfn = pageblock_end_pfn(block_start_pfn);
2309         for (; block_start_pfn < zone_end_pfn(zone);
2310                         block_start_pfn = block_end_pfn,
2311                          block_end_pfn += pageblock_nr_pages) {
2312
2313                 block_end_pfn = min(block_end_pfn, zone_end_pfn(zone));
2314
2315                 if (!__pageblock_pfn_to_page(block_start_pfn,
2316                                              block_end_pfn, zone))
2317                         return;
2318                 cond_resched();
2319         }
2320
2321         /* We confirm that there is no hole */
2322         zone->contiguous = true;
2323 }
2324
2325 void __init page_alloc_init_late(void)
2326 {
2327         struct zone *zone;
2328         int nid;
2329
2330 #ifdef CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT
2331
2332         /* There will be num_node_state(N_MEMORY) threads */
2333         atomic_set(&pgdat_init_n_undone, num_node_state(N_MEMORY));
2334         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
2335                 kthread_run(deferred_init_memmap, NODE_DATA(nid), "pgdatinit%d", nid);
2336         }
2337
2338         /* Block until all are initialised */
2339         wait_for_completion(&pgdat_init_all_done_comp);
2340
2341         /*
2342          * We initialized the rest of the deferred pages.  Permanently disable
2343          * on-demand struct page initialization.
2344          */
2345         static_branch_disable(&deferred_pages);
2346
2347         /* Reinit limits that are based on free pages after the kernel is up */
2348         files_maxfiles_init();
2349 #endif
2350
2351         buffer_init();
2352
2353         /* Discard memblock private memory */
2354         memblock_discard();
2355
2356         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
2357                 shuffle_free_memory(NODE_DATA(nid));
2358
2359         for_each_populated_zone(zone)
2360                 set_zone_contiguous(zone);
2361
2362         /* Initialize page ext after all struct pages are initialized. */
2363         if (deferred_struct_pages)
2364                 page_ext_init();
2365
2366         page_alloc_sysctl_init();
2367 }
2368
2369 /*
2370  * Adaptive scale is meant to reduce sizes of hash tables on large memory
2371  * machines. As memory size is increased the scale is also increased but at
2372  * slower pace.  Starting from ADAPT_SCALE_BASE (64G), every time memory
2373  * quadruples the scale is increased by one, which means the size of hash table
2374  * only doubles, instead of quadrupling as well.
2375  * Because 32-bit systems cannot have large physical memory, where this scaling
2376  * makes sense, it is disabled on such platforms.
2377  */
2378 #if __BITS_PER_LONG > 32
2379 #define ADAPT_SCALE_BASE        (64ul << 30)
2380 #define ADAPT_SCALE_SHIFT       2
2381 #define ADAPT_SCALE_NPAGES      (ADAPT_SCALE_BASE >> PAGE_SHIFT)
2382 #endif
2383
2384 /*
2385  * allocate a large system hash table from bootmem
2386  * - it is assumed that the hash table must contain an exact power-of-2
2387  *   quantity of entries
2388  * - limit is the number of hash buckets, not the total allocation size
2389  */
2390 void *__init alloc_large_system_hash(const char *tablename,
2391                                      unsigned long bucketsize,
2392                                      unsigned long numentries,
2393                                      int scale,
2394                                      int flags,
2395                                      unsigned int *_hash_shift,
2396                                      unsigned int *_hash_mask,
2397                                      unsigned long low_limit,
2398                                      unsigned long high_limit)
2399 {
2400         unsigned long long max = high_limit;
2401         unsigned long log2qty, size;
2402         void *table;
2403         gfp_t gfp_flags;
2404         bool virt;
2405         bool huge;
2406
2407         /* allow the kernel cmdline to have a say */
2408         if (!numentries) {
2409                 /* round applicable memory size up to nearest megabyte */
2410                 numentries = nr_kernel_pages;
2411
2412                 /* It isn't necessary when PAGE_SIZE >= 1MB */
2413                 if (PAGE_SIZE < SZ_1M)
2414                         numentries = round_up(numentries, SZ_1M / PAGE_SIZE);
2415
2416 #if __BITS_PER_LONG > 32
2417                 if (!high_limit) {
2418                         unsigned long adapt;
2419
2420                         for (adapt = ADAPT_SCALE_NPAGES; adapt < numentries;
2421                              adapt <<= ADAPT_SCALE_SHIFT)
2422                                 scale++;
2423                 }
2424 #endif
2425
2426                 /* limit to 1 bucket per 2^scale bytes of low memory */
2427                 if (scale > PAGE_SHIFT)
2428                         numentries >>= (scale - PAGE_SHIFT);
2429                 else
2430                         numentries <<= (PAGE_SHIFT - scale);
2431
2432                 if (unlikely((numentries * bucketsize) < PAGE_SIZE))
2433                         numentries = PAGE_SIZE / bucketsize;
2434         }
2435         numentries = roundup_pow_of_two(numentries);
2436
2437         /* limit allocation size to 1/16 total memory by default */
2438         if (max == 0) {
2439                 max = ((unsigned long long)nr_all_pages << PAGE_SHIFT) >> 4;
2440                 do_div(max, bucketsize);
2441         }
2442         max = min(max, 0x80000000ULL);
2443
2444         if (numentries < low_limit)
2445                 numentries = low_limit;
2446         if (numentries > max)
2447                 numentries = max;
2448
2449         log2qty = ilog2(numentries);
2450
2451         gfp_flags = (flags & HASH_ZERO) ? GFP_ATOMIC | __GFP_ZERO : GFP_ATOMIC;
2452         do {
2453                 virt = false;
2454                 size = bucketsize << log2qty;
2455                 if (flags & HASH_EARLY) {
2456                         if (flags & HASH_ZERO)
2457                                 table = memblock_alloc(size, SMP_CACHE_BYTES);
2458                         else
2459                                 table = memblock_alloc_raw(size,
2460                                                            SMP_CACHE_BYTES);
2461                 } else if (get_order(size) > MAX_PAGE_ORDER || hashdist) {
2462                         table = vmalloc_huge(size, gfp_flags);
2463                         virt = true;
2464                         if (table)
2465                                 huge = is_vm_area_hugepages(table);
2466                 } else {
2467                         /*
2468                          * If bucketsize is not a power-of-two, we may free
2469                          * some pages at the end of hash table which
2470                          * alloc_pages_exact() automatically does
2471                          */
2472                         table = alloc_pages_exact(size, gfp_flags);
2473                         kmemleak_alloc(table, size, 1, gfp_flags);
2474                 }
2475         } while (!table && size > PAGE_SIZE && --log2qty);
2476
2477         if (!table)
2478                 panic("Failed to allocate %s hash table\n", tablename);
2479
2480         pr_info("%s hash table entries: %ld (order: %d, %lu bytes, %s)\n",
2481                 tablename, 1UL << log2qty, ilog2(size) - PAGE_SHIFT, size,
2482                 virt ? (huge ? "vmalloc hugepage" : "vmalloc") : "linear");
2483
2484         if (_hash_shift)
2485                 *_hash_shift = log2qty;
2486         if (_hash_mask)
2487                 *_hash_mask = (1 << log2qty) - 1;
2488
2489         return table;
2490 }
2491
2492 void __init memblock_free_pages(struct page *page, unsigned long pfn,
2493                                                         unsigned int order)
2494 {
2495         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEFERRED_STRUCT_PAGE_INIT)) {
2496                 int nid = early_pfn_to_nid(pfn);
2497
2498                 if (!early_page_initialised(pfn, nid))
2499                         return;
2500         }
2501
2502         if (!kmsan_memblock_free_pages(page, order)) {
2503                 /* KMSAN will take care of these pages. */
2504                 return;
2505         }
2506
2507         /* pages were reserved and not allocated */
2508         if (mem_alloc_profiling_enabled()) {
2509                 union codetag_ref *ref = get_page_tag_ref(page);
2510
2511                 if (ref) {
2512                         set_codetag_empty(ref);
2513                         put_page_tag_ref(ref);
2514                 }
2515         }
2516
2517         __free_pages_core(page, order);
2518 }
2519
2520 DEFINE_STATIC_KEY_MAYBE(CONFIG_INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON, init_on_alloc);
2521 EXPORT_SYMBOL(init_on_alloc);
2522
2523 DEFINE_STATIC_KEY_MAYBE(CONFIG_INIT_ON_FREE_DEFAULT_ON, init_on_free);
2524 EXPORT_SYMBOL(init_on_free);
2525
2526 static bool _init_on_alloc_enabled_early __read_mostly
2527                                 = IS_ENABLED(CONFIG_INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON);
2528 static int __init early_init_on_alloc(char *buf)
2529 {
2530
2531         return kstrtobool(buf, &_init_on_alloc_enabled_early);
2532 }
2533 early_param("init_on_alloc", early_init_on_alloc);
2534
2535 static bool _init_on_free_enabled_early __read_mostly
2536                                 = IS_ENABLED(CONFIG_INIT_ON_FREE_DEFAULT_ON);
2537 static int __init early_init_on_free(char *buf)
2538 {
2539         return kstrtobool(buf, &_init_on_free_enabled_early);
2540 }
2541 early_param("init_on_free", early_init_on_free);
2542
2543 DEFINE_STATIC_KEY_MAYBE(CONFIG_DEBUG_VM, check_pages_enabled);
2544
2545 /*
2546  * Enable static keys related to various memory debugging and hardening options.
2547  * Some override others, and depend on early params that are evaluated in the
2548  * order of appearance. So we need to first gather the full picture of what was
2549  * enabled, and then make decisions.
2550  */
2551 static void __init mem_debugging_and_hardening_init(void)
2552 {
2553         bool page_poisoning_requested = false;
2554         bool want_check_pages = false;
2555
2556 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2557         /*
2558          * Page poisoning is debug page alloc for some arches. If
2559          * either of those options are enabled, enable poisoning.
2560          */
2561         if (page_poisoning_enabled() ||
2562              (!IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_SUPPORTS_DEBUG_PAGEALLOC) &&
2563               debug_pagealloc_enabled())) {
2564                 static_branch_enable(&_page_poisoning_enabled);
2565                 page_poisoning_requested = true;
2566                 want_check_pages = true;
2567         }
2568 #endif
2569
2570         if ((_init_on_alloc_enabled_early || _init_on_free_enabled_early) &&
2571             page_poisoning_requested) {
2572                 pr_info("mem auto-init: CONFIG_PAGE_POISONING is on, "
2573                         "will take precedence over init_on_alloc and init_on_free\n");
2574                 _init_on_alloc_enabled_early = false;
2575                 _init_on_free_enabled_early = false;
2576         }
2577
2578         if (_init_on_alloc_enabled_early) {
2579                 want_check_pages = true;
2580                 static_branch_enable(&init_on_alloc);
2581         } else {
2582                 static_branch_disable(&init_on_alloc);
2583         }
2584
2585         if (_init_on_free_enabled_early) {
2586                 want_check_pages = true;
2587                 static_branch_enable(&init_on_free);
2588         } else {
2589                 static_branch_disable(&init_on_free);
2590         }
2591
2592         if (IS_ENABLED(CONFIG_KMSAN) &&
2593             (_init_on_alloc_enabled_early || _init_on_free_enabled_early))
2594                 pr_info("mem auto-init: please make sure init_on_alloc and init_on_free are disabled when running KMSAN\n");
2595
2596 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2597         if (debug_pagealloc_enabled()) {
2598                 want_check_pages = true;
2599                 static_branch_enable(&_debug_pagealloc_enabled);
2600
2601                 if (debug_guardpage_minorder())
2602                         static_branch_enable(&_debug_guardpage_enabled);
2603         }
2604 #endif
2605
2606         /*
2607          * Any page debugging or hardening option also enables sanity checking
2608          * of struct pages being allocated or freed. With CONFIG_DEBUG_VM it's
2609          * enabled already.
2610          */
2611         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_VM) && want_check_pages)
2612                 static_branch_enable(&check_pages_enabled);
2613 }
2614
2615 /* Report memory auto-initialization states for this boot. */
2616 static void __init report_meminit(void)
2617 {
2618         const char *stack;
2619
2620         if (IS_ENABLED(CONFIG_INIT_STACK_ALL_PATTERN))
2621                 stack = "all(pattern)";
2622         else if (IS_ENABLED(CONFIG_INIT_STACK_ALL_ZERO))
2623                 stack = "all(zero)";
2624         else if (IS_ENABLED(CONFIG_GCC_PLUGIN_STRUCTLEAK_BYREF_ALL))
2625                 stack = "byref_all(zero)";
2626         else if (IS_ENABLED(CONFIG_GCC_PLUGIN_STRUCTLEAK_BYREF))
2627                 stack = "byref(zero)";
2628         else if (IS_ENABLED(CONFIG_GCC_PLUGIN_STRUCTLEAK_USER))
2629                 stack = "__user(zero)";
2630         else
2631                 stack = "off";
2632
2633         pr_info("mem auto-init: stack:%s, heap alloc:%s, heap free:%s\n",
2634                 stack, want_init_on_alloc(GFP_KERNEL) ? "on" : "off",
2635                 want_init_on_free() ? "on" : "off");
2636         if (want_init_on_free())
2637                 pr_info("mem auto-init: clearing system memory may take some time...\n");
2638 }
2639
2640 static void __init mem_init_print_info(void)
2641 {
2642         unsigned long physpages, codesize, datasize, rosize, bss_size;
2643         unsigned long init_code_size, init_data_size;
2644
2645         physpages = get_num_physpages();
2646         codesize = _etext - _stext;
2647         datasize = _edata - _sdata;
2648         rosize = __end_rodata - __start_rodata;
2649         bss_size = __bss_stop - __bss_start;
2650         init_data_size = __init_end - __init_begin;
2651         init_code_size = _einittext - _sinittext;
2652
2653         /*
2654          * Detect special cases and adjust section sizes accordingly:
2655          * 1) .init.* may be embedded into .data sections
2656          * 2) .init.text.* may be out of [__init_begin, __init_end],
2657          *    please refer to arch/tile/kernel/vmlinux.lds.S.
2658          * 3) .rodata.* may be embedded into .text or .data sections.
2659          */
2660 #define adj_init_size(start, end, size, pos, adj) \
2661         do { \
2662                 if (&start[0] <= &pos[0] && &pos[0] < &end[0] && size > adj) \
2663                         size -= adj; \
2664         } while (0)
2665
2666         adj_init_size(__init_begin, __init_end, init_data_size,
2667                      _sinittext, init_code_size);
2668         adj_init_size(_stext, _etext, codesize, _sinittext, init_code_size);
2669         adj_init_size(_sdata, _edata, datasize, __init_begin, init_data_size);
2670         adj_init_size(_stext, _etext, codesize, __start_rodata, rosize);
2671         adj_init_size(_sdata, _edata, datasize, __start_rodata, rosize);
2672
2673 #undef  adj_init_size
2674
2675         pr_info("Memory: %luK/%luK available (%luK kernel code, %luK rwdata, %luK rodata, %luK init, %luK bss, %luK reserved, %luK cma-reserved"
2676 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
2677                 ", %luK highmem"
2678 #endif
2679                 ")\n",
2680                 K(nr_free_pages()), K(physpages),
2681                 codesize / SZ_1K, datasize / SZ_1K, rosize / SZ_1K,
2682                 (init_data_size + init_code_size) / SZ_1K, bss_size / SZ_1K,
2683                 K(physpages - totalram_pages() - totalcma_pages),
2684                 K(totalcma_pages)
2685 #ifdef  CONFIG_HIGHMEM
2686                 , K(totalhigh_pages())
2687 #endif
2688                 );
2689 }
2690
2691 /*
2692  * Set up kernel memory allocators
2693  */
2694 void __init mm_core_init(void)
2695 {
2696         /* Initializations relying on SMP setup */
2697         build_all_zonelists(NULL);
2698         page_alloc_init_cpuhp();
2699
2700         /*
2701          * page_ext requires contiguous pages,
2702          * bigger than MAX_PAGE_ORDER unless SPARSEMEM.
2703          */
2704         page_ext_init_flatmem();
2705         mem_debugging_and_hardening_init();
2706         kfence_alloc_pool_and_metadata();
2707         report_meminit();
2708         kmsan_init_shadow();
2709         stack_depot_early_init();
2710         mem_init();
2711         mem_init_print_info();
2712         kmem_cache_init();
2713         /*
2714          * page_owner must be initialized after buddy is ready, and also after
2715          * slab is ready so that stack_depot_init() works properly
2716          */
2717         page_ext_init_flatmem_late();
2718         kmemleak_init();
2719         ptlock_cache_init();
2720         pgtable_cache_init();
2721         debug_objects_mem_init();
2722         vmalloc_init();
2723         /* If no deferred init page_ext now, as vmap is fully initialized */
2724         if (!deferred_struct_pages)
2725                 page_ext_init();
2726         /* Should be run before the first non-init thread is created */
2727         init_espfix_bsp();
2728         /* Should be run after espfix64 is set up. */
2729         pti_init();
2730         kmsan_init_runtime();
2731         mm_cache_init();
2732         execmem_init();
2733 }
This page took 0.187503 seconds and 4 git commands to generate.