lib/lmb.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
   2 /*
   3  * Procedures for maintaining information about logical memory blocks.
   4  *
   5  * Peter Bergner, IBM Corp.     June 2001.
   6  * Copyright (C) 2001 Peter Bergner.
   7  */
   8
   9 #include <common.h>
  10 #include <image.h>
  11 #include <lmb.h>
  12 #include <log.h>
  13 #include <malloc.h>
  14
  15 #define LMB_ALLOC_ANYWHERE      0
  16
  17 void lmb_dump_all(struct lmb *lmb)
  18 {
  19 #ifdef DEBUG
  20         unsigned long i;
  21
  22         debug("lmb_dump_all:\n");
  23         debug("    memory.cnt              = 0x%lx\n", lmb->memory.cnt);
  24         debug("    memory.size             = 0x%llx\n",
  25               (unsigned long long)lmb->memory.size);
  26         for (i = 0; i < lmb->memory.cnt; i++) {
  27                 debug("    memory.reg[0x%lx].base   = 0x%llx\n", i,
  28                       (unsigned long long)lmb->memory.region[i].base);
  29                 debug("            .size   = 0x%llx\n",
  30                       (unsigned long long)lmb->memory.region[i].size);
  31         }
  32
  33         debug("\n    reserved.cnt          = 0x%lx\n",
  34                 lmb->reserved.cnt);
  35         debug("    reserved.size           = 0x%llx\n",
  36                 (unsigned long long)lmb->reserved.size);
  37         for (i = 0; i < lmb->reserved.cnt; i++) {
  38                 debug("    reserved.reg[0x%lx].base = 0x%llx\n", i,
  39                       (unsigned long long)lmb->reserved.region[i].base);
  40                 debug("              .size = 0x%llx\n",
  41                       (unsigned long long)lmb->reserved.region[i].size);
  42         }
  43 #endif /* DEBUG */
  44 }
  45
  46 static long lmb_addrs_overlap(phys_addr_t base1, phys_size_t size1,
  47                               phys_addr_t base2, phys_size_t size2)
  48 {
  49         const phys_addr_t base1_end = base1 + size1 - 1;
  50         const phys_addr_t base2_end = base2 + size2 - 1;
  51
  52         return ((base1 <= base2_end) && (base2 <= base1_end));
  53 }
  54
  55 static long lmb_addrs_adjacent(phys_addr_t base1, phys_size_t size1,
  56                                phys_addr_t base2, phys_size_t size2)
  57 {
  58         if (base2 == base1 + size1)
  59                 return 1;
  60         else if (base1 == base2 + size2)
  61                 return -1;
  62
  63         return 0;
  64 }
  65
  66 static long lmb_regions_adjacent(struct lmb_region *rgn, unsigned long r1,
  67                                  unsigned long r2)
  68 {
  69         phys_addr_t base1 = rgn->region[r1].base;
  70         phys_size_t size1 = rgn->region[r1].size;
  71         phys_addr_t base2 = rgn->region[r2].base;
  72         phys_size_t size2 = rgn->region[r2].size;
  73
  74         return lmb_addrs_adjacent(base1, size1, base2, size2);
  75 }
  76
  77 static void lmb_remove_region(struct lmb_region *rgn, unsigned long r)
  78 {
  79         unsigned long i;
  80
  81         for (i = r; i < rgn->cnt - 1; i++) {
  82                 rgn->region[i].base = rgn->region[i + 1].base;
  83                 rgn->region[i].size = rgn->region[i + 1].size;
  84         }
  85         rgn->cnt--;
  86 }
  87
  88 /* Assumption: base addr of region 1 < base addr of region 2 */
  89 static void lmb_coalesce_regions(struct lmb_region *rgn, unsigned long r1,
  90                                  unsigned long r2)
  91 {
  92         rgn->region[r1].size += rgn->region[r2].size;
  93         lmb_remove_region(rgn, r2);
  94 }
  95
  96 void lmb_init(struct lmb *lmb)
  97 {
  98         lmb->memory.cnt = 0;
  99         lmb->memory.size = 0;
 100         lmb->reserved.cnt = 0;
 101         lmb->reserved.size = 0;
 102 }
 103
 104 static void lmb_reserve_common(struct lmb *lmb, void *fdt_blob)
 105 {
 106         arch_lmb_reserve(lmb);
 107         board_lmb_reserve(lmb);
 108
 109         if (IMAGE_ENABLE_OF_LIBFDT && fdt_blob)
 110                 boot_fdt_add_mem_rsv_regions(lmb, fdt_blob);
 111 }
 112
 113 /* Initialize the struct, add memory and call arch/board reserve functions */
 114 void lmb_init_and_reserve(struct lmb *lmb, bd_t *bd, void *fdt_blob)
 115 {
 116 #ifdef CONFIG_NR_DRAM_BANKS
 117         int i;
 118 #endif
 119
 120         lmb_init(lmb);
 121 #ifdef CONFIG_NR_DRAM_BANKS
 122         for (i = 0; i < CONFIG_NR_DRAM_BANKS; i++) {
 123                 if (bd->bi_dram[i].size) {
 124                         lmb_add(lmb, bd->bi_dram[i].start,
 125                                 bd->bi_dram[i].size);
 126                 }
 127         }
 128 #else
 129         if (bd->bi_memsize)
 130                 lmb_add(lmb, bd->bi_memstart, bd->bi_memsize);
 131 #endif
 132         lmb_reserve_common(lmb, fdt_blob);
 133 }
 134
 135 /* Initialize the struct, add memory and call arch/board reserve functions */
 136 void lmb_init_and_reserve_range(struct lmb *lmb, phys_addr_t base,
 137                                 phys_size_t size, void *fdt_blob)
 138 {
 139         lmb_init(lmb);
 140         lmb_add(lmb, base, size);
 141         lmb_reserve_common(lmb, fdt_blob);
 142 }
 143
 144 /* This routine called with relocation disabled. */
 145 static long lmb_add_region(struct lmb_region *rgn, phys_addr_t base, phys_size_t size)
 146 {
 147         unsigned long coalesced = 0;
 148         long adjacent, i;
 149
 150         if (rgn->cnt == 0) {
 151                 rgn->region[0].base = base;
 152                 rgn->region[0].size = size;
 153                 rgn->cnt = 1;
 154                 return 0;
 155         }
 156
 157         /* First try and coalesce this LMB with another. */
 158         for (i = 0; i < rgn->cnt; i++) {
 159                 phys_addr_t rgnbase = rgn->region[i].base;
 160                 phys_size_t rgnsize = rgn->region[i].size;
 161
 162                 if ((rgnbase == base) && (rgnsize == size))
 163                         /* Already have this region, so we're done */
 164                         return 0;
 165
 166                 adjacent = lmb_addrs_adjacent(base, size, rgnbase, rgnsize);
 167                 if (adjacent > 0) {
 168                         rgn->region[i].base -= size;
 169                         rgn->region[i].size += size;
 170                         coalesced++;
 171                         break;
 172                 } else if (adjacent < 0) {
 173                         rgn->region[i].size += size;
 174                         coalesced++;
 175                         break;
 176                 } else if (lmb_addrs_overlap(base, size, rgnbase, rgnsize)) {
 177                         /* regions overlap */
 178                         return -1;
 179                 }
 180         }
 181
 182         if ((i < rgn->cnt - 1) && lmb_regions_adjacent(rgn, i, i + 1)) {
 183                 lmb_coalesce_regions(rgn, i, i + 1);
 184                 coalesced++;
 185         }
 186
 187         if (coalesced)
 188                 return coalesced;
 189         if (rgn->cnt >= MAX_LMB_REGIONS)
 190                 return -1;
 191
 192         /* Couldn't coalesce the LMB, so add it to the sorted table. */
 193         for (i = rgn->cnt-1; i >= 0; i--) {
 194                 if (base < rgn->region[i].base) {
 195                         rgn->region[i + 1].base = rgn->region[i].base;
 196                         rgn->region[i + 1].size = rgn->region[i].size;
 197                 } else {
 198                         rgn->region[i + 1].base = base;
 199                         rgn->region[i + 1].size = size;
 200                         break;
 201                 }
 202         }
 203
 204         if (base < rgn->region[0].base) {
 205                 rgn->region[0].base = base;
 206                 rgn->region[0].size = size;
 207         }
 208
 209         rgn->cnt++;
 210
 211         return 0;
 212 }
 213
 214 /* This routine may be called with relocation disabled. */
 215 long lmb_add(struct lmb *lmb, phys_addr_t base, phys_size_t size)
 216 {
 217         struct lmb_region *_rgn = &(lmb->memory);
 218
 219         return lmb_add_region(_rgn, base, size);
 220 }
 221
 222 long lmb_free(struct lmb *lmb, phys_addr_t base, phys_size_t size)
 223 {
 224         struct lmb_region *rgn = &(lmb->reserved);
 225         phys_addr_t rgnbegin, rgnend;
 226         phys_addr_t end = base + size - 1;
 227         int i;
 228
 229         rgnbegin = rgnend = 0; /* supress gcc warnings */
 230
 231         /* Find the region where (base, size) belongs to */
 232         for (i = 0; i < rgn->cnt; i++) {
 233                 rgnbegin = rgn->region[i].base;
 234                 rgnend = rgnbegin + rgn->region[i].size - 1;
 235
 236                 if ((rgnbegin <= base) && (end <= rgnend))
 237                         break;
 238         }
 239
 240         /* Didn't find the region */
 241         if (i == rgn->cnt)
 242                 return -1;
 243
 244         /* Check to see if we are removing entire region */
 245         if ((rgnbegin == base) && (rgnend == end)) {
 246                 lmb_remove_region(rgn, i);
 247                 return 0;
 248         }
 249
 250         /* Check to see if region is matching at the front */
 251         if (rgnbegin == base) {
 252                 rgn->region[i].base = end + 1;
 253                 rgn->region[i].size -= size;
 254                 return 0;
 255         }
 256
 257         /* Check to see if the region is matching at the end */
 258         if (rgnend == end) {
 259                 rgn->region[i].size -= size;
 260                 return 0;
 261         }
 262
 263         /*
 264          * We need to split the entry -  adjust the current one to the
 265          * beginging of the hole and add the region after hole.
 266          */
 267         rgn->region[i].size = base - rgn->region[i].base;
 268         return lmb_add_region(rgn, end + 1, rgnend - end);
 269 }
 270
 271 long lmb_reserve(struct lmb *lmb, phys_addr_t base, phys_size_t size)
 272 {
 273         struct lmb_region *_rgn = &(lmb->reserved);
 274
 275         return lmb_add_region(_rgn, base, size);
 276 }
 277
 278 static long lmb_overlaps_region(struct lmb_region *rgn, phys_addr_t base,
 279                                 phys_size_t size)
 280 {
 281         unsigned long i;
 282
 283         for (i = 0; i < rgn->cnt; i++) {
 284                 phys_addr_t rgnbase = rgn->region[i].base;
 285                 phys_size_t rgnsize = rgn->region[i].size;
 286                 if (lmb_addrs_overlap(base, size, rgnbase, rgnsize))
 287                         break;
 288         }
 289
 290         return (i < rgn->cnt) ? i : -1;
 291 }
 292
 293 phys_addr_t lmb_alloc(struct lmb *lmb, phys_size_t size, ulong align)
 294 {
 295         return lmb_alloc_base(lmb, size, align, LMB_ALLOC_ANYWHERE);
 296 }
 297
 298 phys_addr_t lmb_alloc_base(struct lmb *lmb, phys_size_t size, ulong align, phys_addr_t max_addr)
 299 {
 300         phys_addr_t alloc;
 301
 302         alloc = __lmb_alloc_base(lmb, size, align, max_addr);
 303
 304         if (alloc == 0)
 305                 printf("ERROR: Failed to allocate 0x%lx bytes below 0x%lx.\n",
 306                        (ulong)size, (ulong)max_addr);
 307
 308         return alloc;
 309 }
 310
 311 static phys_addr_t lmb_align_down(phys_addr_t addr, phys_size_t size)
 312 {
 313         return addr & ~(size - 1);
 314 }
 315
 316 phys_addr_t __lmb_alloc_base(struct lmb *lmb, phys_size_t size, ulong align, phys_addr_t max_addr)
 317 {
 318         long i, rgn;
 319         phys_addr_t base = 0;
 320         phys_addr_t res_base;
 321
 322         for (i = lmb->memory.cnt - 1; i >= 0; i--) {
 323                 phys_addr_t lmbbase = lmb->memory.region[i].base;
 324                 phys_size_t lmbsize = lmb->memory.region[i].size;
 325
 326                 if (lmbsize < size)
 327                         continue;
 328                 if (max_addr == LMB_ALLOC_ANYWHERE)
 329                         base = lmb_align_down(lmbbase + lmbsize - size, align);
 330                 else if (lmbbase < max_addr) {
 331                         base = lmbbase + lmbsize;
 332                         if (base < lmbbase)
 333                                 base = -1;
 334                         base = min(base, max_addr);
 335                         base = lmb_align_down(base - size, align);
 336                 } else
 337                         continue;
 338
 339                 while (base && lmbbase <= base) {
 340                         rgn = lmb_overlaps_region(&lmb->reserved, base, size);
 341                         if (rgn < 0) {
 342                                 /* This area isn't reserved, take it */
 343                                 if (lmb_add_region(&lmb->reserved, base,
 344                                                    size) < 0)
 345                                         return 0;
 346                                 return base;
 347                         }
 348                         res_base = lmb->reserved.region[rgn].base;
 349                         if (res_base < size)
 350                                 break;
 351                         base = lmb_align_down(res_base - size, align);
 352                 }
 353         }
 354         return 0;
 355 }
 356
 357 /*
 358  * Try to allocate a specific address range: must be in defined memory but not
 359  * reserved
 360  */
 361 phys_addr_t lmb_alloc_addr(struct lmb *lmb, phys_addr_t base, phys_size_t size)
 362 {
 363         long rgn;
 364
 365         /* Check if the requested address is in one of the memory regions */
 366         rgn = lmb_overlaps_region(&lmb->memory, base, size);
 367         if (rgn >= 0) {
 368                 /*
 369                  * Check if the requested end address is in the same memory
 370                  * region we found.
 371                  */
 372                 if (lmb_addrs_overlap(lmb->memory.region[rgn].base,
 373                                       lmb->memory.region[rgn].size,
 374                                       base + size - 1, 1)) {
 375                         /* ok, reserve the memory */
 376                         if (lmb_reserve(lmb, base, size) >= 0)
 377                                 return base;
 378                 }
 379         }
 380         return 0;
 381 }
 382
 383 /* Return number of bytes from a given address that are free */
 384 phys_size_t lmb_get_free_size(struct lmb *lmb, phys_addr_t addr)
 385 {
 386         int i;
 387         long rgn;
 388
 389         /* check if the requested address is in the memory regions */
 390         rgn = lmb_overlaps_region(&lmb->memory, addr, 1);
 391         if (rgn >= 0) {
 392                 for (i = 0; i < lmb->reserved.cnt; i++) {
 393                         if (addr < lmb->reserved.region[i].base) {
 394                                 /* first reserved range > requested address */
 395                                 return lmb->reserved.region[i].base - addr;
 396                         }
 397                         if (lmb->reserved.region[i].base +
 398                             lmb->reserved.region[i].size > addr) {
 399                                 /* requested addr is in this reserved range */
 400                                 return 0;
 401                         }
 402                 }
 403                 /* if we come here: no reserved ranges above requested addr */
 404                 return lmb->memory.region[lmb->memory.cnt - 1].base +
 405                        lmb->memory.region[lmb->memory.cnt - 1].size - addr;
 406         }
 407         return 0;
 408 }
 409
 410 int lmb_is_reserved(struct lmb *lmb, phys_addr_t addr)
 411 {
 412         int i;
 413
 414         for (i = 0; i < lmb->reserved.cnt; i++) {
 415                 phys_addr_t upper = lmb->reserved.region[i].base +
 416                         lmb->reserved.region[i].size - 1;
 417                 if ((addr >= lmb->reserved.region[i].base) && (addr <= upper))
 418                         return 1;
 419         }
 420         return 0;
 421 }
 422
 423 __weak void board_lmb_reserve(struct lmb *lmb)
 424 {
 425         /* please define platform specific board_lmb_reserve() */
 426 }
 427
 428 __weak void arch_lmb_reserve(struct lmb *lmb)
 429 {
 430         /* please define platform specific arch_lmb_reserve() */
 431 }