arch/x86/kernel/e820.c

   1 /*
   2  * Handle the memory map.
   3  * The functions here do the job until bootmem takes over.
   4  *
   5  *  Getting sanitize_e820_map() in sync with i386 version by applying change:
   6  *  -  Provisions for empty E820 memory regions (reported by certain BIOSes).
   7  *     Alex Achenbach <xela@slit.de>, December 2002.
   8  *  Venkatesh Pallipadi <venkatesh.pallipadi@intel.com>
   9  *
  10  */
  11 #include <linux/kernel.h>
  12 #include <linux/types.h>
  13 #include <linux/init.h>
  14 #include <linux/bootmem.h>
  15 #include <linux/pfn.h>
  16 #include <linux/suspend.h>
  17 #include <linux/firmware-map.h>
  18
  19 #include <asm/e820.h>
  20 #include <asm/early_res.h>
  21 #include <asm/proto.h>
  22 #include <asm/setup.h>
  23
  24 /*
  25  * The e820 map is the map that gets modified e.g. with command line parameters
  26  * and that is also registered with modifications in the kernel resource tree
  27  * with the iomem_resource as parent.
  28  *
  29  * The e820_saved is directly saved after the BIOS-provided memory map is
  30  * copied. It doesn't get modified afterwards. It's registered for the
  31  * /sys/firmware/memmap interface.
  32  *
  33  * That memory map is not modified and is used as base for kexec. The kexec'd
  34  * kernel should get the same memory map as the firmware provides. Then the
  35  * user can e.g. boot the original kernel with mem=1G while still booting the
  36  * next kernel with full memory.
  37  */
  38 struct e820map e820;
  39 struct e820map e820_saved;
  40
  41 /* For PCI or other memory-mapped resources */
  42 unsigned long pci_mem_start = 0xaeedbabe;
  43 #ifdef CONFIG_PCI
  44 EXPORT_SYMBOL(pci_mem_start);
  45 #endif
  46
  47 /*
  48  * This function checks if any part of the range <start,end> is mapped
  49  * with type.
  50  */
  51 int
  52 e820_any_mapped(u64 start, u64 end, unsigned type)
  53 {
  54         int i;
  55
  56         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
  57                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
  58
  59                 if (type && ei->type != type)
  60                         continue;
  61                 if (ei->addr >= end || ei->addr + ei->size <= start)
  62                         continue;
  63                 return 1;
  64         }
  65         return 0;
  66 }
  67 EXPORT_SYMBOL_GPL(e820_any_mapped);
  68
  69 /*
  70  * This function checks if the entire range <start,end> is mapped with type.
  71  *
  72  * Note: this function only works correct if the e820 table is sorted and
  73  * not-overlapping, which is the case
  74  */
  75 int __init e820_all_mapped(u64 start, u64 end, unsigned type)
  76 {
  77         int i;
  78
  79         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
  80                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
  81
  82                 if (type && ei->type != type)
  83                         continue;
  84                 /* is the region (part) in overlap with the current region ?*/
  85                 if (ei->addr >= end || ei->addr + ei->size <= start)
  86                         continue;
  87
  88                 /* if the region is at the beginning of <start,end> we move
  89                  * start to the end of the region since it's ok until there
  90                  */
  91                 if (ei->addr <= start)
  92                         start = ei->addr + ei->size;
  93                 /*
  94                  * if start is now at or beyond end, we're done, full
  95                  * coverage
  96                  */
  97                 if (start >= end)
  98                         return 1;
  99         }
 100         return 0;
 101 }
 102
 103 /*
 104  * Add a memory region to the kernel e820 map.
 105  */
 106 static void __init __e820_add_region(struct e820map *e820x, u64 start, u64 size,
 107                                          int type)
 108 {
 109         int x = e820x->nr_map;
 110
 111         if (x >= ARRAY_SIZE(e820x->map)) {
 112                 printk(KERN_ERR "Ooops! Too many entries in the memory map!\n");
 113                 return;
 114         }
 115
 116         e820x->map[x].addr = start;
 117         e820x->map[x].size = size;
 118         e820x->map[x].type = type;
 119         e820x->nr_map++;
 120 }
 121
 122 void __init e820_add_region(u64 start, u64 size, int type)
 123 {
 124         __e820_add_region(&e820, start, size, type);
 125 }
 126
 127 static void __init e820_print_type(u32 type)
 128 {
 129         switch (type) {
 130         case E820_RAM:
 131         case E820_RESERVED_KERN:
 132                 printk(KERN_CONT "(usable)");
 133                 break;
 134         case E820_RESERVED:
 135                 printk(KERN_CONT "(reserved)");
 136                 break;
 137         case E820_ACPI:
 138                 printk(KERN_CONT "(ACPI data)");
 139                 break;
 140         case E820_NVS:
 141                 printk(KERN_CONT "(ACPI NVS)");
 142                 break;
 143         case E820_UNUSABLE:
 144                 printk(KERN_CONT "(unusable)");
 145                 break;
 146         default:
 147                 printk(KERN_CONT "type %u", type);
 148                 break;
 149         }
 150 }
 151
 152 void __init e820_print_map(char *who)
 153 {
 154         int i;
 155
 156         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 157                 printk(KERN_INFO " %s: %016Lx - %016Lx ", who,
 158                        (unsigned long long) e820.map[i].addr,
 159                        (unsigned long long)
 160                        (e820.map[i].addr + e820.map[i].size));
 161                 e820_print_type(e820.map[i].type);
 162                 printk(KERN_CONT "\n");
 163         }
 164 }
 165
 166 /*
 167  * Sanitize the BIOS e820 map.
 168  *
 169  * Some e820 responses include overlapping entries. The following
 170  * replaces the original e820 map with a new one, removing overlaps,
 171  * and resolving conflicting memory types in favor of highest
 172  * numbered type.
 173  *
 174  * The input parameter biosmap points to an array of 'struct
 175  * e820entry' which on entry has elements in the range [0, *pnr_map)
 176  * valid, and which has space for up to max_nr_map entries.
 177  * On return, the resulting sanitized e820 map entries will be in
 178  * overwritten in the same location, starting at biosmap.
 179  *
 180  * The integer pointed to by pnr_map must be valid on entry (the
 181  * current number of valid entries located at biosmap) and will
 182  * be updated on return, with the new number of valid entries
 183  * (something no more than max_nr_map.)
 184  *
 185  * The return value from sanitize_e820_map() is zero if it
 186  * successfully 'sanitized' the map entries passed in, and is -1
 187  * if it did nothing, which can happen if either of (1) it was
 188  * only passed one map entry, or (2) any of the input map entries
 189  * were invalid (start + size < start, meaning that the size was
 190  * so big the described memory range wrapped around through zero.)
 191  *
 192  *      Visually we're performing the following
 193  *      (1,2,3,4 = memory types)...
 194  *
 195  *      Sample memory map (w/overlaps):
 196  *         ____22__________________
 197  *         ______________________4_
 198  *         ____1111________________
 199  *         _44_____________________
 200  *         11111111________________
 201  *         ____________________33__
 202  *         ___________44___________
 203  *         __________33333_________
 204  *         ______________22________
 205  *         ___________________2222_
 206  *         _________111111111______
 207  *         _____________________11_
 208  *         _________________4______
 209  *
 210  *      Sanitized equivalent (no overlap):
 211  *         1_______________________
 212  *         _44_____________________
 213  *         ___1____________________
 214  *         ____22__________________
 215  *         ______11________________
 216  *         _________1______________
 217  *         __________3_____________
 218  *         ___________44___________
 219  *         _____________33_________
 220  *         _______________2________
 221  *         ________________1_______
 222  *         _________________4______
 223  *         ___________________2____
 224  *         ____________________33__
 225  *         ______________________4_
 226  */
 227
 228 int __init sanitize_e820_map(struct e820entry *biosmap, int max_nr_map,
 229                              u32 *pnr_map)
 230 {
 231         struct change_member {
 232                 struct e820entry *pbios; /* pointer to original bios entry */
 233                 unsigned long long addr; /* address for this change point */
 234         };
 235         static struct change_member change_point_list[2*E820_X_MAX] __initdata;
 236         static struct change_member *change_point[2*E820_X_MAX] __initdata;
 237         static struct e820entry *overlap_list[E820_X_MAX] __initdata;
 238         static struct e820entry new_bios[E820_X_MAX] __initdata;
 239         struct change_member *change_tmp;
 240         unsigned long current_type, last_type;
 241         unsigned long long last_addr;
 242         int chgidx, still_changing;
 243         int overlap_entries;
 244         int new_bios_entry;
 245         int old_nr, new_nr, chg_nr;
 246         int i;
 247
 248         /* if there's only one memory region, don't bother */
 249         if (*pnr_map < 2)
 250                 return -1;
 251
 252         old_nr = *pnr_map;
 253         BUG_ON(old_nr > max_nr_map);
 254
 255         /* bail out if we find any unreasonable addresses in bios map */
 256         for (i = 0; i < old_nr; i++)
 257                 if (biosmap[i].addr + biosmap[i].size < biosmap[i].addr)
 258                         return -1;
 259
 260         /* create pointers for initial change-point information (for sorting) */
 261         for (i = 0; i < 2 * old_nr; i++)
 262                 change_point[i] = &change_point_list[i];
 263
 264         /* record all known change-points (starting and ending addresses),
 265            omitting those that are for empty memory regions */
 266         chgidx = 0;
 267         for (i = 0; i < old_nr; i++)    {
 268                 if (biosmap[i].size != 0) {
 269                         change_point[chgidx]->addr = biosmap[i].addr;
 270                         change_point[chgidx++]->pbios = &biosmap[i];
 271                         change_point[chgidx]->addr = biosmap[i].addr +
 272                                 biosmap[i].size;
 273                         change_point[chgidx++]->pbios = &biosmap[i];
 274                 }
 275         }
 276         chg_nr = chgidx;
 277
 278         /* sort change-point list by memory addresses (low -> high) */
 279         still_changing = 1;
 280         while (still_changing)  {
 281                 still_changing = 0;
 282                 for (i = 1; i < chg_nr; i++)  {
 283                         unsigned long long curaddr, lastaddr;
 284                         unsigned long long curpbaddr, lastpbaddr;
 285
 286                         curaddr = change_point[i]->addr;
 287                         lastaddr = change_point[i - 1]->addr;
 288                         curpbaddr = change_point[i]->pbios->addr;
 289                         lastpbaddr = change_point[i - 1]->pbios->addr;
 290
 291                         /*
 292                          * swap entries, when:
 293                          *
 294                          * curaddr > lastaddr or
 295                          * curaddr == lastaddr and curaddr == curpbaddr and
 296                          * lastaddr != lastpbaddr
 297                          */
 298                         if (curaddr < lastaddr ||
 299                             (curaddr == lastaddr && curaddr == curpbaddr &&
 300                              lastaddr != lastpbaddr)) {
 301                                 change_tmp = change_point[i];
 302                                 change_point[i] = change_point[i-1];
 303                                 change_point[i-1] = change_tmp;
 304                                 still_changing = 1;
 305                         }
 306                 }
 307         }
 308
 309         /* create a new bios memory map, removing overlaps */
 310         overlap_entries = 0;     /* number of entries in the overlap table */
 311         new_bios_entry = 0;      /* index for creating new bios map entries */
 312         last_type = 0;           /* start with undefined memory type */
 313         last_addr = 0;           /* start with 0 as last starting address */
 314
 315         /* loop through change-points, determining affect on the new bios map */
 316         for (chgidx = 0; chgidx < chg_nr; chgidx++) {
 317                 /* keep track of all overlapping bios entries */
 318                 if (change_point[chgidx]->addr ==
 319                     change_point[chgidx]->pbios->addr) {
 320                         /*
 321                          * add map entry to overlap list (> 1 entry
 322                          * implies an overlap)
 323                          */
 324                         overlap_list[overlap_entries++] =
 325                                 change_point[chgidx]->pbios;
 326                 } else {
 327                         /*
 328                          * remove entry from list (order independent,
 329                          * so swap with last)
 330                          */
 331                         for (i = 0; i < overlap_entries; i++) {
 332                                 if (overlap_list[i] ==
 333                                     change_point[chgidx]->pbios)
 334                                         overlap_list[i] =
 335                                                 overlap_list[overlap_entries-1];
 336                         }
 337                         overlap_entries--;
 338                 }
 339                 /*
 340                  * if there are overlapping entries, decide which
 341                  * "type" to use (larger value takes precedence --
 342                  * 1=usable, 2,3,4,4+=unusable)
 343                  */
 344                 current_type = 0;
 345                 for (i = 0; i < overlap_entries; i++)
 346                         if (overlap_list[i]->type > current_type)
 347                                 current_type = overlap_list[i]->type;
 348                 /*
 349                  * continue building up new bios map based on this
 350                  * information
 351                  */
 352                 if (current_type != last_type)  {
 353                         if (last_type != 0)      {
 354                                 new_bios[new_bios_entry].size =
 355                                         change_point[chgidx]->addr - last_addr;
 356                                 /*
 357                                  * move forward only if the new size
 358                                  * was non-zero
 359                                  */
 360                                 if (new_bios[new_bios_entry].size != 0)
 361                                         /*
 362                                          * no more space left for new
 363                                          * bios entries ?
 364                                          */
 365                                         if (++new_bios_entry >= max_nr_map)
 366                                                 break;
 367                         }
 368                         if (current_type != 0)  {
 369                                 new_bios[new_bios_entry].addr =
 370                                         change_point[chgidx]->addr;
 371                                 new_bios[new_bios_entry].type = current_type;
 372                                 last_addr = change_point[chgidx]->addr;
 373                         }
 374                         last_type = current_type;
 375                 }
 376         }
 377         /* retain count for new bios entries */
 378         new_nr = new_bios_entry;
 379
 380         /* copy new bios mapping into original location */
 381         memcpy(biosmap, new_bios, new_nr * sizeof(struct e820entry));
 382         *pnr_map = new_nr;
 383
 384         return 0;
 385 }
 386
 387 static int __init __append_e820_map(struct e820entry *biosmap, int nr_map)
 388 {
 389         while (nr_map) {
 390                 u64 start = biosmap->addr;
 391                 u64 size = biosmap->size;
 392                 u64 end = start + size;
 393                 u32 type = biosmap->type;
 394
 395                 /* Overflow in 64 bits? Ignore the memory map. */
 396                 if (start > end)
 397                         return -1;
 398
 399                 e820_add_region(start, size, type);
 400
 401                 biosmap++;
 402                 nr_map--;
 403         }
 404         return 0;
 405 }
 406
 407 /*
 408  * Copy the BIOS e820 map into a safe place.
 409  *
 410  * Sanity-check it while we're at it..
 411  *
 412  * If we're lucky and live on a modern system, the setup code
 413  * will have given us a memory map that we can use to properly
 414  * set up memory.  If we aren't, we'll fake a memory map.
 415  */
 416 static int __init append_e820_map(struct e820entry *biosmap, int nr_map)
 417 {
 418         /* Only one memory region (or negative)? Ignore it */
 419         if (nr_map < 2)
 420                 return -1;
 421
 422         return __append_e820_map(biosmap, nr_map);
 423 }
 424
 425 static u64 __init __e820_update_range(struct e820map *e820x, u64 start,
 426                                         u64 size, unsigned old_type,
 427                                         unsigned new_type)
 428 {
 429         u64 end;
 430         unsigned int i;
 431         u64 real_updated_size = 0;
 432
 433         BUG_ON(old_type == new_type);
 434
 435         if (size > (ULLONG_MAX - start))
 436                 size = ULLONG_MAX - start;
 437
 438         end = start + size;
 439         printk(KERN_DEBUG "e820 update range: %016Lx - %016Lx ",
 440                        (unsigned long long) start,
 441                        (unsigned long long) end);
 442         e820_print_type(old_type);
 443         printk(KERN_CONT " ==> ");
 444         e820_print_type(new_type);
 445         printk(KERN_CONT "\n");
 446
 447         for (i = 0; i < e820x->nr_map; i++) {
 448                 struct e820entry *ei = &e820x->map[i];
 449                 u64 final_start, final_end;
 450                 u64 ei_end;
 451
 452                 if (ei->type != old_type)
 453                         continue;
 454
 455                 ei_end = ei->addr + ei->size;
 456                 /* totally covered by new range? */
 457                 if (ei->addr >= start && ei_end <= end) {
 458                         ei->type = new_type;
 459                         real_updated_size += ei->size;
 460                         continue;
 461                 }
 462
 463                 /* new range is totally covered? */
 464                 if (ei->addr < start && ei_end > end) {
 465                         __e820_add_region(e820x, start, size, new_type);
 466                         __e820_add_region(e820x, end, ei_end - end, ei->type);
 467                         ei->size = start - ei->addr;
 468                         real_updated_size += size;
 469                         continue;
 470                 }
 471
 472                 /* partially covered */
 473                 final_start = max(start, ei->addr);
 474                 final_end = min(end, ei_end);
 475                 if (final_start >= final_end)
 476                         continue;
 477
 478                 __e820_add_region(e820x, final_start, final_end - final_start,
 479                                   new_type);
 480
 481                 real_updated_size += final_end - final_start;
 482
 483                 /*
 484                  * left range could be head or tail, so need to update
 485                  * size at first.
 486                  */
 487                 ei->size -= final_end - final_start;
 488                 if (ei->addr < final_start)
 489                         continue;
 490                 ei->addr = final_end;
 491         }
 492         return real_updated_size;
 493 }
 494
 495 u64 __init e820_update_range(u64 start, u64 size, unsigned old_type,
 496                              unsigned new_type)
 497 {
 498         return __e820_update_range(&e820, start, size, old_type, new_type);
 499 }
 500
 501 static u64 __init e820_update_range_saved(u64 start, u64 size,
 502                                           unsigned old_type, unsigned new_type)
 503 {
 504         return __e820_update_range(&e820_saved, start, size, old_type,
 505                                      new_type);
 506 }
 507
 508 /* make e820 not cover the range */
 509 u64 __init e820_remove_range(u64 start, u64 size, unsigned old_type,
 510                              int checktype)
 511 {
 512         int i;
 513         u64 end;
 514         u64 real_removed_size = 0;
 515
 516         if (size > (ULLONG_MAX - start))
 517                 size = ULLONG_MAX - start;
 518
 519         end = start + size;
 520         printk(KERN_DEBUG "e820 remove range: %016Lx - %016Lx ",
 521                        (unsigned long long) start,
 522                        (unsigned long long) end);
 523         e820_print_type(old_type);
 524         printk(KERN_CONT "\n");
 525
 526         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 527                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 528                 u64 final_start, final_end;
 529
 530                 if (checktype && ei->type != old_type)
 531                         continue;
 532                 /* totally covered? */
 533                 if (ei->addr >= start &&
 534                     (ei->addr + ei->size) <= (start + size)) {
 535                         real_removed_size += ei->size;
 536                         memset(ei, 0, sizeof(struct e820entry));
 537                         continue;
 538                 }
 539                 /* partially covered */
 540                 final_start = max(start, ei->addr);
 541                 final_end = min(start + size, ei->addr + ei->size);
 542                 if (final_start >= final_end)
 543                         continue;
 544                 real_removed_size += final_end - final_start;
 545
 546                 ei->size -= final_end - final_start;
 547                 if (ei->addr < final_start)
 548                         continue;
 549                 ei->addr = final_end;
 550         }
 551         return real_removed_size;
 552 }
 553
 554 void __init update_e820(void)
 555 {
 556         u32 nr_map;
 557
 558         nr_map = e820.nr_map;
 559         if (sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &nr_map))
 560                 return;
 561         e820.nr_map = nr_map;
 562         printk(KERN_INFO "modified physical RAM map:\n");
 563         e820_print_map("modified");
 564 }
 565 static void __init update_e820_saved(void)
 566 {
 567         u32 nr_map;
 568
 569         nr_map = e820_saved.nr_map;
 570         if (sanitize_e820_map(e820_saved.map, ARRAY_SIZE(e820_saved.map), &nr_map))
 571                 return;
 572         e820_saved.nr_map = nr_map;
 573 }
 574 #define MAX_GAP_END 0x100000000ull
 575 /*
 576  * Search for a gap in the e820 memory space from start_addr to end_addr.
 577  */
 578 __init int e820_search_gap(unsigned long *gapstart, unsigned long *gapsize,
 579                 unsigned long start_addr, unsigned long long end_addr)
 580 {
 581         unsigned long long last;
 582         int i = e820.nr_map;
 583         int found = 0;
 584
 585         last = (end_addr && end_addr < MAX_GAP_END) ? end_addr : MAX_GAP_END;
 586
 587         while (--i >= 0) {
 588                 unsigned long long start = e820.map[i].addr;
 589                 unsigned long long end = start + e820.map[i].size;
 590
 591                 if (end < start_addr)
 592                         continue;
 593
 594                 /*
 595                  * Since "last" is at most 4GB, we know we'll
 596                  * fit in 32 bits if this condition is true
 597                  */
 598                 if (last > end) {
 599                         unsigned long gap = last - end;
 600
 601                         if (gap >= *gapsize) {
 602                                 *gapsize = gap;
 603                                 *gapstart = end;
 604                                 found = 1;
 605                         }
 606                 }
 607                 if (start < last)
 608                         last = start;
 609         }
 610         return found;
 611 }
 612
 613 /*
 614  * Search for the biggest gap in the low 32 bits of the e820
 615  * memory space.  We pass this space to PCI to assign MMIO resources
 616  * for hotplug or unconfigured devices in.
 617  * Hopefully the BIOS let enough space left.
 618  */
 619 __init void e820_setup_gap(void)
 620 {
 621         unsigned long gapstart, gapsize;
 622         int found;
 623
 624         gapstart = 0x10000000;
 625         gapsize = 0x400000;
 626         found  = e820_search_gap(&gapstart, &gapsize, 0, MAX_GAP_END);
 627
 628 #ifdef CONFIG_X86_64
 629         if (!found) {
 630                 gapstart = (max_pfn << PAGE_SHIFT) + 1024*1024;
 631                 printk(KERN_ERR
 632         "PCI: Warning: Cannot find a gap in the 32bit address range\n"
 633         "PCI: Unassigned devices with 32bit resource registers may break!\n");
 634         }
 635 #endif
 636
 637         /*
 638          * e820_reserve_resources_late protect stolen RAM already
 639          */
 640         pci_mem_start = gapstart;
 641
 642         printk(KERN_INFO
 643                "Allocating PCI resources starting at %lx (gap: %lx:%lx)\n",
 644                pci_mem_start, gapstart, gapsize);
 645 }
 646
 647 /**
 648  * Because of the size limitation of struct boot_params, only first
 649  * 128 E820 memory entries are passed to kernel via
 650  * boot_params.e820_map, others are passed via SETUP_E820_EXT node of
 651  * linked list of struct setup_data, which is parsed here.
 652  */
 653 void __init parse_e820_ext(struct setup_data *sdata, unsigned long pa_data)
 654 {
 655         u32 map_len;
 656         int entries;
 657         struct e820entry *extmap;
 658
 659         entries = sdata->len / sizeof(struct e820entry);
 660         map_len = sdata->len + sizeof(struct setup_data);
 661         if (map_len > PAGE_SIZE)
 662                 sdata = early_ioremap(pa_data, map_len);
 663         extmap = (struct e820entry *)(sdata->data);
 664         __append_e820_map(extmap, entries);
 665         sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
 666         if (map_len > PAGE_SIZE)
 667                 early_iounmap(sdata, map_len);
 668         printk(KERN_INFO "extended physical RAM map:\n");
 669         e820_print_map("extended");
 670 }
 671
 672 #if defined(CONFIG_X86_64) || \
 673         (defined(CONFIG_X86_32) && defined(CONFIG_HIBERNATION))
 674 /**
 675  * Find the ranges of physical addresses that do not correspond to
 676  * e820 RAM areas and mark the corresponding pages as nosave for
 677  * hibernation (32 bit) or software suspend and suspend to RAM (64 bit).
 678  *
 679  * This function requires the e820 map to be sorted and without any
 680  * overlapping entries and assumes the first e820 area to be RAM.
 681  */
 682 void __init e820_mark_nosave_regions(unsigned long limit_pfn)
 683 {
 684         int i;
 685         unsigned long pfn;
 686
 687         pfn = PFN_DOWN(e820.map[0].addr + e820.map[0].size);
 688         for (i = 1; i < e820.nr_map; i++) {
 689                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 690
 691                 if (pfn < PFN_UP(ei->addr))
 692                         register_nosave_region(pfn, PFN_UP(ei->addr));
 693
 694                 pfn = PFN_DOWN(ei->addr + ei->size);
 695                 if (ei->type != E820_RAM && ei->type != E820_RESERVED_KERN)
 696                         register_nosave_region(PFN_UP(ei->addr), pfn);
 697
 698                 if (pfn >= limit_pfn)
 699                         break;
 700         }
 701 }
 702 #endif
 703
 704 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
 705 /**
 706  * Mark ACPI NVS memory region, so that we can save/restore it during
 707  * hibernation and the subsequent resume.
 708  */
 709 static int __init e820_mark_nvs_memory(void)
 710 {
 711         int i;
 712
 713         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 714                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 715
 716                 if (ei->type == E820_NVS)
 717                         hibernate_nvs_register(ei->addr, ei->size);
 718         }
 719
 720         return 0;
 721 }
 722 core_initcall(e820_mark_nvs_memory);
 723 #endif
 724
 725 /*
 726  * Find a free area with specified alignment in a specific range.
 727  */
 728 u64 __init find_e820_area(u64 start, u64 end, u64 size, u64 align)
 729 {
 730         int i;
 731
 732         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 733                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 734                 u64 addr;
 735                 u64 ei_start, ei_last;
 736
 737                 if (ei->type != E820_RAM)
 738                         continue;
 739
 740                 ei_last = ei->addr + ei->size;
 741                 ei_start = ei->addr;
 742                 addr = find_early_area(ei_start, ei_last, start, end,
 743                                          size, align);
 744
 745                 if (addr != -1ULL)
 746                         return addr;
 747         }
 748         return -1ULL;
 749 }
 750
 751 /*
 752  * Find next free range after *start
 753  */
 754 u64 __init find_e820_area_size(u64 start, u64 *sizep, u64 align)
 755 {
 756         int i;
 757
 758         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 759                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 760                 u64 addr;
 761                 u64 ei_start, ei_last;
 762
 763                 if (ei->type != E820_RAM)
 764                         continue;
 765
 766                 ei_last = ei->addr + ei->size;
 767                 ei_start = ei->addr;
 768                 addr = find_early_area_size(ei_start, ei_last, start,
 769                                          sizep, align);
 770
 771                 if (addr != -1ULL)
 772                         return addr;
 773         }
 774
 775         return -1ULL;
 776 }
 777
 778 /*
 779  * pre allocated 4k and reserved it in e820
 780  */
 781 u64 __init early_reserve_e820(u64 startt, u64 sizet, u64 align)
 782 {
 783         u64 size = 0;
 784         u64 addr;
 785         u64 start;
 786
 787         for (start = startt; ; start += size) {
 788                 start = find_e820_area_size(start, &size, align);
 789                 if (!(start + 1))
 790                         return 0;
 791                 if (size >= sizet)
 792                         break;
 793         }
 794
 795 #ifdef CONFIG_X86_32
 796         if (start >= MAXMEM)
 797                 return 0;
 798         if (start + size > MAXMEM)
 799                 size = MAXMEM - start;
 800 #endif
 801
 802         addr = round_down(start + size - sizet, align);
 803         if (addr < start)
 804                 return 0;
 805         e820_update_range(addr, sizet, E820_RAM, E820_RESERVED);
 806         e820_update_range_saved(addr, sizet, E820_RAM, E820_RESERVED);
 807         printk(KERN_INFO "update e820 for early_reserve_e820\n");
 808         update_e820();
 809         update_e820_saved();
 810
 811         return addr;
 812 }
 813
 814 #ifdef CONFIG_X86_32
 815 # ifdef CONFIG_X86_PAE
 816 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(36-PAGE_SHIFT))
 817 # else
 818 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(32-PAGE_SHIFT))
 819 # endif
 820 #else /* CONFIG_X86_32 */
 821 # define MAX_ARCH_PFN MAXMEM>>PAGE_SHIFT
 822 #endif
 823
 824 /*
 825  * Find the highest page frame number we have available
 826  */
 827 static unsigned long __init e820_end_pfn(unsigned long limit_pfn, unsigned type)
 828 {
 829         int i;
 830         unsigned long last_pfn = 0;
 831         unsigned long max_arch_pfn = MAX_ARCH_PFN;
 832
 833         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 834                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 835                 unsigned long start_pfn;
 836                 unsigned long end_pfn;
 837
 838                 if (ei->type != type)
 839                         continue;
 840
 841                 start_pfn = ei->addr >> PAGE_SHIFT;
 842                 end_pfn = (ei->addr + ei->size) >> PAGE_SHIFT;
 843
 844                 if (start_pfn >= limit_pfn)
 845                         continue;
 846                 if (end_pfn > limit_pfn) {
 847                         last_pfn = limit_pfn;
 848                         break;
 849                 }
 850                 if (end_pfn > last_pfn)
 851                         last_pfn = end_pfn;
 852         }
 853
 854         if (last_pfn > max_arch_pfn)
 855                 last_pfn = max_arch_pfn;
 856
 857         printk(KERN_INFO "last_pfn = %#lx max_arch_pfn = %#lx\n",
 858                          last_pfn, max_arch_pfn);
 859         return last_pfn;
 860 }
 861 unsigned long __init e820_end_of_ram_pfn(void)
 862 {
 863         return e820_end_pfn(MAX_ARCH_PFN, E820_RAM);
 864 }
 865
 866 unsigned long __init e820_end_of_low_ram_pfn(void)
 867 {
 868         return e820_end_pfn(1UL<<(32 - PAGE_SHIFT), E820_RAM);
 869 }
 870 /*
 871  * Finds an active region in the address range from start_pfn to last_pfn and
 872  * returns its range in ei_startpfn and ei_endpfn for the e820 entry.
 873  */
 874 int __init e820_find_active_region(const struct e820entry *ei,
 875                                   unsigned long start_pfn,
 876                                   unsigned long last_pfn,
 877                                   unsigned long *ei_startpfn,
 878                                   unsigned long *ei_endpfn)
 879 {
 880         u64 align = PAGE_SIZE;
 881
 882         *ei_startpfn = round_up(ei->addr, align) >> PAGE_SHIFT;
 883         *ei_endpfn = round_down(ei->addr + ei->size, align) >> PAGE_SHIFT;
 884
 885         /* Skip map entries smaller than a page */
 886         if (*ei_startpfn >= *ei_endpfn)
 887                 return 0;
 888
 889         /* Skip if map is outside the node */
 890         if (ei->type != E820_RAM || *ei_endpfn <= start_pfn ||
 891                                     *ei_startpfn >= last_pfn)
 892                 return 0;
 893
 894         /* Check for overlaps */
 895         if (*ei_startpfn < start_pfn)
 896                 *ei_startpfn = start_pfn;
 897         if (*ei_endpfn > last_pfn)
 898                 *ei_endpfn = last_pfn;
 899
 900         return 1;
 901 }
 902
 903 /* Walk the e820 map and register active regions within a node */
 904 void __init e820_register_active_regions(int nid, unsigned long start_pfn,
 905                                          unsigned long last_pfn)
 906 {
 907         unsigned long ei_startpfn;
 908         unsigned long ei_endpfn;
 909         int i;
 910
 911         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++)
 912                 if (e820_find_active_region(&e820.map[i],
 913                                             start_pfn, last_pfn,
 914                                             &ei_startpfn, &ei_endpfn))
 915                         add_active_range(nid, ei_startpfn, ei_endpfn);
 916 }
 917
 918 /*
 919  * Find the hole size (in bytes) in the memory range.
 920  * @start: starting address of the memory range to scan
 921  * @end: ending address of the memory range to scan
 922  */
 923 u64 __init e820_hole_size(u64 start, u64 end)
 924 {
 925         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
 926         unsigned long last_pfn = end >> PAGE_SHIFT;
 927         unsigned long ei_startpfn, ei_endpfn, ram = 0;
 928         int i;
 929
 930         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 931                 if (e820_find_active_region(&e820.map[i],
 932                                             start_pfn, last_pfn,
 933                                             &ei_startpfn, &ei_endpfn))
 934                         ram += ei_endpfn - ei_startpfn;
 935         }
 936         return end - start - ((u64)ram << PAGE_SHIFT);
 937 }
 938
 939 static void early_panic(char *msg)
 940 {
 941         early_printk(msg);
 942         panic(msg);
 943 }
 944
 945 static int userdef __initdata;
 946
 947 /* "mem=nopentium" disables the 4MB page tables. */
 948 static int __init parse_memopt(char *p)
 949 {
 950         u64 mem_size;
 951
 952         if (!p)
 953                 return -EINVAL;
 954
 955 #ifdef CONFIG_X86_32
 956         if (!strcmp(p, "nopentium")) {
 957                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_PSE);
 958                 return 0;
 959         }
 960 #endif
 961
 962         userdef = 1;
 963         mem_size = memparse(p, &p);
 964         e820_remove_range(mem_size, ULLONG_MAX - mem_size, E820_RAM, 1);
 965
 966         return 0;
 967 }
 968 early_param("mem", parse_memopt);
 969
 970 static int __init parse_memmap_opt(char *p)
 971 {
 972         char *oldp;
 973         u64 start_at, mem_size;
 974
 975         if (!p)
 976                 return -EINVAL;
 977
 978         if (!strncmp(p, "exactmap", 8)) {
 979 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 980                 /*
 981                  * If we are doing a crash dump, we still need to know
 982                  * the real mem size before original memory map is
 983                  * reset.
 984                  */
 985                 saved_max_pfn = e820_end_of_ram_pfn();
 986 #endif
 987                 e820.nr_map = 0;
 988                 userdef = 1;
 989                 return 0;
 990         }
 991
 992         oldp = p;
 993         mem_size = memparse(p, &p);
 994         if (p == oldp)
 995                 return -EINVAL;
 996
 997         userdef = 1;
 998         if (*p == '@') {
 999                 start_at = memparse(p+1, &p);
1000                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_RAM);
1001         } else if (*p == '#') {
1002                 start_at = memparse(p+1, &p);
1003                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_ACPI);
1004         } else if (*p == '$') {
1005                 start_at = memparse(p+1, &p);
1006                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_RESERVED);
1007         } else
1008                 e820_remove_range(mem_size, ULLONG_MAX - mem_size, E820_RAM, 1);
1009
1010         return *p == '\0' ? 0 : -EINVAL;
1011 }
1012 early_param("memmap", parse_memmap_opt);
1013
1014 void __init finish_e820_parsing(void)
1015 {
1016         if (userdef) {
1017                 u32 nr = e820.nr_map;
1018
1019                 if (sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &nr) < 0)
1020                         early_panic("Invalid user supplied memory map");
1021                 e820.nr_map = nr;
1022
1023                 printk(KERN_INFO "user-defined physical RAM map:\n");
1024                 e820_print_map("user");
1025         }
1026 }
1027
1028 static inline const char *e820_type_to_string(int e820_type)
1029 {
1030         switch (e820_type) {
1031         case E820_RESERVED_KERN:
1032         case E820_RAM:  return "System RAM";
1033         case E820_ACPI: return "ACPI Tables";
1034         case E820_NVS:  return "ACPI Non-volatile Storage";
1035         case E820_UNUSABLE:     return "Unusable memory";
1036         default:        return "reserved";
1037         }
1038 }
1039
1040 /*
1041  * Mark e820 reserved areas as busy for the resource manager.
1042  */
1043 static struct resource __initdata *e820_res;
1044 void __init e820_reserve_resources(void)
1045 {
1046         int i;
1047         struct resource *res;
1048         u64 end;
1049
1050         res = alloc_bootmem(sizeof(struct resource) * e820.nr_map);
1051         e820_res = res;
1052         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1053                 end = e820.map[i].addr + e820.map[i].size - 1;
1054                 if (end != (resource_size_t)end) {
1055                         res++;
1056                         continue;
1057                 }
1058                 res->name = e820_type_to_string(e820.map[i].type);
1059                 res->start = e820.map[i].addr;
1060                 res->end = end;
1061
1062                 res->flags = IORESOURCE_MEM;
1063
1064                 /*
1065                  * don't register the region that could be conflicted with
1066                  * pci device BAR resource and insert them later in
1067                  * pcibios_resource_survey()
1068                  */
1069                 if (e820.map[i].type != E820_RESERVED || res->start < (1ULL<<20)) {
1070                         res->flags |= IORESOURCE_BUSY;
1071                         insert_resource(&iomem_resource, res);
1072                 }
1073                 res++;
1074         }
1075
1076         for (i = 0; i < e820_saved.nr_map; i++) {
1077                 struct e820entry *entry = &e820_saved.map[i];
1078                 firmware_map_add_early(entry->addr,
1079                         entry->addr + entry->size - 1,
1080                         e820_type_to_string(entry->type));
1081         }
1082 }
1083
1084 /* How much should we pad RAM ending depending on where it is? */
1085 static unsigned long ram_alignment(resource_size_t pos)
1086 {
1087         unsigned long mb = pos >> 20;
1088
1089         /* To 64kB in the first megabyte */
1090         if (!mb)
1091                 return 64*1024;
1092
1093         /* To 1MB in the first 16MB */
1094         if (mb < 16)
1095                 return 1024*1024;
1096
1097         /* To 64MB for anything above that */
1098         return 64*1024*1024;
1099 }
1100
1101 #define MAX_RESOURCE_SIZE ((resource_size_t)-1)
1102
1103 void __init e820_reserve_resources_late(void)
1104 {
1105         int i;
1106         struct resource *res;
1107
1108         res = e820_res;
1109         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1110                 if (!res->parent && res->end)
1111                         insert_resource_expand_to_fit(&iomem_resource, res);
1112                 res++;
1113         }
1114
1115         /*
1116          * Try to bump up RAM regions to reasonable boundaries to
1117          * avoid stolen RAM:
1118          */
1119         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1120                 struct e820entry *entry = &e820.map[i];
1121                 u64 start, end;
1122
1123                 if (entry->type != E820_RAM)
1124                         continue;
1125                 start = entry->addr + entry->size;
1126                 end = round_up(start, ram_alignment(start)) - 1;
1127                 if (end > MAX_RESOURCE_SIZE)
1128                         end = MAX_RESOURCE_SIZE;
1129                 if (start >= end)
1130                         continue;
1131                 printk(KERN_DEBUG "reserve RAM buffer: %016llx - %016llx ",
1132                                start, end);
1133                 reserve_region_with_split(&iomem_resource, start, end,
1134                                           "RAM buffer");
1135         }
1136 }
1137
1138 char *__init default_machine_specific_memory_setup(void)
1139 {
1140         char *who = "BIOS-e820";
1141         u32 new_nr;
1142         /*
1143          * Try to copy the BIOS-supplied E820-map.
1144          *
1145          * Otherwise fake a memory map; one section from 0k->640k,
1146          * the next section from 1mb->appropriate_mem_k
1147          */
1148         new_nr = boot_params.e820_entries;
1149         sanitize_e820_map(boot_params.e820_map,
1150                         ARRAY_SIZE(boot_params.e820_map),
1151                         &new_nr);
1152         boot_params.e820_entries = new_nr;
1153         if (append_e820_map(boot_params.e820_map, boot_params.e820_entries)
1154           < 0) {
1155                 u64 mem_size;
1156
1157                 /* compare results from other methods and take the greater */
1158                 if (boot_params.alt_mem_k
1159                     < boot_params.screen_info.ext_mem_k) {
1160                         mem_size = boot_params.screen_info.ext_mem_k;
1161                         who = "BIOS-88";
1162                 } else {
1163                         mem_size = boot_params.alt_mem_k;
1164                         who = "BIOS-e801";
1165                 }
1166
1167                 e820.nr_map = 0;
1168                 e820_add_region(0, LOWMEMSIZE(), E820_RAM);
1169                 e820_add_region(HIGH_MEMORY, mem_size << 10, E820_RAM);
1170         }
1171
1172         /* In case someone cares... */
1173         return who;
1174 }
1175
1176 void __init setup_memory_map(void)
1177 {
1178         char *who;
1179
1180         who = x86_init.resources.memory_setup();
1181         memcpy(&e820_saved, &e820, sizeof(struct e820map));
1182         printk(KERN_INFO "BIOS-provided physical RAM map:\n");
1183         e820_print_map(who);
1184 }