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/ioport.h>
  16 #include <linux/string.h>
  17 #include <linux/kexec.h>
  18 #include <linux/module.h>
  19 #include <linux/mm.h>
  20 #include <linux/pfn.h>
  21 #include <linux/suspend.h>
  22
  23 #include <asm/pgtable.h>
  24 #include <asm/page.h>
  25 #include <asm/e820.h>
  26 #include <asm/proto.h>
  27 #include <asm/setup.h>
  28 #include <asm/trampoline.h>
  29
  30 struct e820map e820;
  31
  32 /* For PCI or other memory-mapped resources */
  33 unsigned long pci_mem_start = 0xaeedbabe;
  34 #ifdef CONFIG_PCI
  35 EXPORT_SYMBOL(pci_mem_start);
  36 #endif
  37
  38 /*
  39  * This function checks if any part of the range <start,end> is mapped
  40  * with type.
  41  */
  42 int
  43 e820_any_mapped(u64 start, u64 end, unsigned type)
  44 {
  45         int i;
  46
  47         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
  48                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
  49
  50                 if (type && ei->type != type)
  51                         continue;
  52                 if (ei->addr >= end || ei->addr + ei->size <= start)
  53                         continue;
  54                 return 1;
  55         }
  56         return 0;
  57 }
  58 EXPORT_SYMBOL_GPL(e820_any_mapped);
  59
  60 /*
  61  * This function checks if the entire range <start,end> is mapped with type.
  62  *
  63  * Note: this function only works correct if the e820 table is sorted and
  64  * not-overlapping, which is the case
  65  */
  66 int __init e820_all_mapped(u64 start, u64 end, unsigned type)
  67 {
  68         int i;
  69
  70         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
  71                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
  72
  73                 if (type && ei->type != type)
  74                         continue;
  75                 /* is the region (part) in overlap with the current region ?*/
  76                 if (ei->addr >= end || ei->addr + ei->size <= start)
  77                         continue;
  78
  79                 /* if the region is at the beginning of <start,end> we move
  80                  * start to the end of the region since it's ok until there
  81                  */
  82                 if (ei->addr <= start)
  83                         start = ei->addr + ei->size;
  84                 /*
  85                  * if start is now at or beyond end, we're done, full
  86                  * coverage
  87                  */
  88                 if (start >= end)
  89                         return 1;
  90         }
  91         return 0;
  92 }
  93
  94 /*
  95  * Add a memory region to the kernel e820 map.
  96  */
  97 void __init e820_add_region(u64 start, u64 size, int type)
  98 {
  99         int x = e820.nr_map;
 100
 101         if (x == ARRAY_SIZE(e820.map)) {
 102                 printk(KERN_ERR "Ooops! Too many entries in the memory map!\n");
 103                 return;
 104         }
 105
 106         e820.map[x].addr = start;
 107         e820.map[x].size = size;
 108         e820.map[x].type = type;
 109         e820.nr_map++;
 110 }
 111
 112 void __init e820_print_map(char *who)
 113 {
 114         int i;
 115
 116         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 117                 printk(KERN_INFO " %s: %016Lx - %016Lx ", who,
 118                        (unsigned long long) e820.map[i].addr,
 119                        (unsigned long long)
 120                        (e820.map[i].addr + e820.map[i].size));
 121                 switch (e820.map[i].type) {
 122                 case E820_RAM:
 123                         printk(KERN_CONT "(usable)\n");
 124                         break;
 125                 case E820_RESERVED:
 126                         printk(KERN_CONT "(reserved)\n");
 127                         break;
 128                 case E820_ACPI:
 129                         printk(KERN_CONT "(ACPI data)\n");
 130                         break;
 131                 case E820_NVS:
 132                         printk(KERN_CONT "(ACPI NVS)\n");
 133                         break;
 134                 default:
 135                         printk(KERN_CONT "type %u\n", e820.map[i].type);
 136                         break;
 137                 }
 138         }
 139 }
 140
 141 /*
 142  * Sanitize the BIOS e820 map.
 143  *
 144  * Some e820 responses include overlapping entries. The following
 145  * replaces the original e820 map with a new one, removing overlaps,
 146  * and resolving conflicting memory types in favor of highest
 147  * numbered type.
 148  *
 149  * The input parameter biosmap points to an array of 'struct
 150  * e820entry' which on entry has elements in the range [0, *pnr_map)
 151  * valid, and which has space for up to max_nr_map entries.
 152  * On return, the resulting sanitized e820 map entries will be in
 153  * overwritten in the same location, starting at biosmap.
 154  *
 155  * The integer pointed to by pnr_map must be valid on entry (the
 156  * current number of valid entries located at biosmap) and will
 157  * be updated on return, with the new number of valid entries
 158  * (something no more than max_nr_map.)
 159  *
 160  * The return value from sanitize_e820_map() is zero if it
 161  * successfully 'sanitized' the map entries passed in, and is -1
 162  * if it did nothing, which can happen if either of (1) it was
 163  * only passed one map entry, or (2) any of the input map entries
 164  * were invalid (start + size < start, meaning that the size was
 165  * so big the described memory range wrapped around through zero.)
 166  *
 167  *      Visually we're performing the following
 168  *      (1,2,3,4 = memory types)...
 169  *
 170  *      Sample memory map (w/overlaps):
 171  *         ____22__________________
 172  *         ______________________4_
 173  *         ____1111________________
 174  *         _44_____________________
 175  *         11111111________________
 176  *         ____________________33__
 177  *         ___________44___________
 178  *         __________33333_________
 179  *         ______________22________
 180  *         ___________________2222_
 181  *         _________111111111______
 182  *         _____________________11_
 183  *         _________________4______
 184  *
 185  *      Sanitized equivalent (no overlap):
 186  *         1_______________________
 187  *         _44_____________________
 188  *         ___1____________________
 189  *         ____22__________________
 190  *         ______11________________
 191  *         _________1______________
 192  *         __________3_____________
 193  *         ___________44___________
 194  *         _____________33_________
 195  *         _______________2________
 196  *         ________________1_______
 197  *         _________________4______
 198  *         ___________________2____
 199  *         ____________________33__
 200  *         ______________________4_
 201  */
 202
 203 int __init sanitize_e820_map(struct e820entry *biosmap, int max_nr_map,
 204                                 int *pnr_map)
 205 {
 206         struct change_member {
 207                 struct e820entry *pbios; /* pointer to original bios entry */
 208                 unsigned long long addr; /* address for this change point */
 209         };
 210         static struct change_member change_point_list[2*E820_X_MAX] __initdata;
 211         static struct change_member *change_point[2*E820_X_MAX] __initdata;
 212         static struct e820entry *overlap_list[E820_X_MAX] __initdata;
 213         static struct e820entry new_bios[E820_X_MAX] __initdata;
 214         struct change_member *change_tmp;
 215         unsigned long current_type, last_type;
 216         unsigned long long last_addr;
 217         int chgidx, still_changing;
 218         int overlap_entries;
 219         int new_bios_entry;
 220         int old_nr, new_nr, chg_nr;
 221         int i;
 222
 223         /* if there's only one memory region, don't bother */
 224         if (*pnr_map < 2)
 225                 return -1;
 226
 227         old_nr = *pnr_map;
 228         BUG_ON(old_nr > max_nr_map);
 229
 230         /* bail out if we find any unreasonable addresses in bios map */
 231         for (i = 0; i < old_nr; i++)
 232                 if (biosmap[i].addr + biosmap[i].size < biosmap[i].addr)
 233                         return -1;
 234
 235         /* create pointers for initial change-point information (for sorting) */
 236         for (i = 0; i < 2 * old_nr; i++)
 237                 change_point[i] = &change_point_list[i];
 238
 239         /* record all known change-points (starting and ending addresses),
 240            omitting those that are for empty memory regions */
 241         chgidx = 0;
 242         for (i = 0; i < old_nr; i++)    {
 243                 if (biosmap[i].size != 0) {
 244                         change_point[chgidx]->addr = biosmap[i].addr;
 245                         change_point[chgidx++]->pbios = &biosmap[i];
 246                         change_point[chgidx]->addr = biosmap[i].addr +
 247                                 biosmap[i].size;
 248                         change_point[chgidx++]->pbios = &biosmap[i];
 249                 }
 250         }
 251         chg_nr = chgidx;
 252
 253         /* sort change-point list by memory addresses (low -> high) */
 254         still_changing = 1;
 255         while (still_changing)  {
 256                 still_changing = 0;
 257                 for (i = 1; i < chg_nr; i++)  {
 258                         unsigned long long curaddr, lastaddr;
 259                         unsigned long long curpbaddr, lastpbaddr;
 260
 261                         curaddr = change_point[i]->addr;
 262                         lastaddr = change_point[i - 1]->addr;
 263                         curpbaddr = change_point[i]->pbios->addr;
 264                         lastpbaddr = change_point[i - 1]->pbios->addr;
 265
 266                         /*
 267                          * swap entries, when:
 268                          *
 269                          * curaddr > lastaddr or
 270                          * curaddr == lastaddr and curaddr == curpbaddr and
 271                          * lastaddr != lastpbaddr
 272                          */
 273                         if (curaddr < lastaddr ||
 274                             (curaddr == lastaddr && curaddr == curpbaddr &&
 275                              lastaddr != lastpbaddr)) {
 276                                 change_tmp = change_point[i];
 277                                 change_point[i] = change_point[i-1];
 278                                 change_point[i-1] = change_tmp;
 279                                 still_changing = 1;
 280                         }
 281                 }
 282         }
 283
 284         /* create a new bios memory map, removing overlaps */
 285         overlap_entries = 0;     /* number of entries in the overlap table */
 286         new_bios_entry = 0;      /* index for creating new bios map entries */
 287         last_type = 0;           /* start with undefined memory type */
 288         last_addr = 0;           /* start with 0 as last starting address */
 289
 290         /* loop through change-points, determining affect on the new bios map */
 291         for (chgidx = 0; chgidx < chg_nr; chgidx++) {
 292                 /* keep track of all overlapping bios entries */
 293                 if (change_point[chgidx]->addr ==
 294                     change_point[chgidx]->pbios->addr) {
 295                         /*
 296                          * add map entry to overlap list (> 1 entry
 297                          * implies an overlap)
 298                          */
 299                         overlap_list[overlap_entries++] =
 300                                 change_point[chgidx]->pbios;
 301                 } else {
 302                         /*
 303                          * remove entry from list (order independent,
 304                          * so swap with last)
 305                          */
 306                         for (i = 0; i < overlap_entries; i++) {
 307                                 if (overlap_list[i] ==
 308                                     change_point[chgidx]->pbios)
 309                                         overlap_list[i] =
 310                                                 overlap_list[overlap_entries-1];
 311                         }
 312                         overlap_entries--;
 313                 }
 314                 /*
 315                  * if there are overlapping entries, decide which
 316                  * "type" to use (larger value takes precedence --
 317                  * 1=usable, 2,3,4,4+=unusable)
 318                  */
 319                 current_type = 0;
 320                 for (i = 0; i < overlap_entries; i++)
 321                         if (overlap_list[i]->type > current_type)
 322                                 current_type = overlap_list[i]->type;
 323                 /*
 324                  * continue building up new bios map based on this
 325                  * information
 326                  */
 327                 if (current_type != last_type)  {
 328                         if (last_type != 0)      {
 329                                 new_bios[new_bios_entry].size =
 330                                         change_point[chgidx]->addr - last_addr;
 331                                 /*
 332                                  * move forward only if the new size
 333                                  * was non-zero
 334                                  */
 335                                 if (new_bios[new_bios_entry].size != 0)
 336                                         /*
 337                                          * no more space left for new
 338                                          * bios entries ?
 339                                          */
 340                                         if (++new_bios_entry >= max_nr_map)
 341                                                 break;
 342                         }
 343                         if (current_type != 0)  {
 344                                 new_bios[new_bios_entry].addr =
 345                                         change_point[chgidx]->addr;
 346                                 new_bios[new_bios_entry].type = current_type;
 347                                 last_addr = change_point[chgidx]->addr;
 348                         }
 349                         last_type = current_type;
 350                 }
 351         }
 352         /* retain count for new bios entries */
 353         new_nr = new_bios_entry;
 354
 355         /* copy new bios mapping into original location */
 356         memcpy(biosmap, new_bios, new_nr * sizeof(struct e820entry));
 357         *pnr_map = new_nr;
 358
 359         return 0;
 360 }
 361
 362 static int __init __copy_e820_map(struct e820entry *biosmap, int nr_map)
 363 {
 364         while (nr_map) {
 365                 u64 start = biosmap->addr;
 366                 u64 size = biosmap->size;
 367                 u64 end = start + size;
 368                 u32 type = biosmap->type;
 369
 370                 /* Overflow in 64 bits? Ignore the memory map. */
 371                 if (start > end)
 372                         return -1;
 373
 374                 e820_add_region(start, size, type);
 375
 376                 biosmap++;
 377                 nr_map--;
 378         }
 379         return 0;
 380 }
 381
 382 /*
 383  * Copy the BIOS e820 map into a safe place.
 384  *
 385  * Sanity-check it while we're at it..
 386  *
 387  * If we're lucky and live on a modern system, the setup code
 388  * will have given us a memory map that we can use to properly
 389  * set up memory.  If we aren't, we'll fake a memory map.
 390  */
 391 int __init copy_e820_map(struct e820entry *biosmap, int nr_map)
 392 {
 393         /* Only one memory region (or negative)? Ignore it */
 394         if (nr_map < 2)
 395                 return -1;
 396
 397         return __copy_e820_map(biosmap, nr_map);
 398 }
 399
 400 u64 __init e820_update_range(u64 start, u64 size, unsigned old_type,
 401                                 unsigned new_type)
 402 {
 403         int i;
 404         u64 real_updated_size = 0;
 405
 406         BUG_ON(old_type == new_type);
 407
 408         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 409                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 410                 u64 final_start, final_end;
 411                 if (ei->type != old_type)
 412                         continue;
 413                 /* totally covered? */
 414                 if (ei->addr >= start &&
 415                     (ei->addr + ei->size) <= (start + size)) {
 416                         ei->type = new_type;
 417                         real_updated_size += ei->size;
 418                         continue;
 419                 }
 420                 /* partially covered */
 421                 final_start = max(start, ei->addr);
 422                 final_end = min(start + size, ei->addr + ei->size);
 423                 if (final_start >= final_end)
 424                         continue;
 425                 e820_add_region(final_start, final_end - final_start,
 426                                          new_type);
 427                 real_updated_size += final_end - final_start;
 428         }
 429         return real_updated_size;
 430 }
 431
 432 /* make e820 not cover the range */
 433 u64 __init e820_remove_range(u64 start, u64 size, unsigned old_type,
 434                              int checktype)
 435 {
 436         int i;
 437         u64 real_removed_size = 0;
 438
 439         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 440                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 441                 u64 final_start, final_end;
 442
 443                 if (checktype && ei->type != old_type)
 444                         continue;
 445                 /* totally covered? */
 446                 if (ei->addr >= start &&
 447                     (ei->addr + ei->size) <= (start + size)) {
 448                         real_removed_size += ei->size;
 449                         memset(ei, 0, sizeof(struct e820entry));
 450                         continue;
 451                 }
 452                 /* partially covered */
 453                 final_start = max(start, ei->addr);
 454                 final_end = min(start + size, ei->addr + ei->size);
 455                 if (final_start >= final_end)
 456                         continue;
 457                 real_removed_size += final_end - final_start;
 458
 459                 ei->size -= final_end - final_start;
 460                 if (ei->addr < final_start)
 461                         continue;
 462                 ei->addr = final_end;
 463         }
 464         return real_removed_size;
 465 }
 466
 467 void __init update_e820(void)
 468 {
 469         int nr_map;
 470
 471         nr_map = e820.nr_map;
 472         if (sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &nr_map))
 473                 return;
 474         e820.nr_map = nr_map;
 475         printk(KERN_INFO "modified physical RAM map:\n");
 476         e820_print_map("modified");
 477 }
 478
 479 /*
 480  * Search for the biggest gap in the low 32 bits of the e820
 481  * memory space.  We pass this space to PCI to assign MMIO resources
 482  * for hotplug or unconfigured devices in.
 483  * Hopefully the BIOS let enough space left.
 484  */
 485 __init void e820_setup_gap(void)
 486 {
 487         unsigned long gapstart, gapsize, round;
 488         unsigned long long last;
 489         int i;
 490         int found = 0;
 491
 492         last = 0x100000000ull;
 493         gapstart = 0x10000000;
 494         gapsize = 0x400000;
 495         i = e820.nr_map;
 496         while (--i >= 0) {
 497                 unsigned long long start = e820.map[i].addr;
 498                 unsigned long long end = start + e820.map[i].size;
 499
 500                 /*
 501                  * Since "last" is at most 4GB, we know we'll
 502                  * fit in 32 bits if this condition is true
 503                  */
 504                 if (last > end) {
 505                         unsigned long gap = last - end;
 506
 507                         if (gap > gapsize) {
 508                                 gapsize = gap;
 509                                 gapstart = end;
 510                                 found = 1;
 511                         }
 512                 }
 513                 if (start < last)
 514                         last = start;
 515         }
 516
 517 #ifdef CONFIG_X86_64
 518         if (!found) {
 519                 gapstart = (end_pfn << PAGE_SHIFT) + 1024*1024;
 520                 printk(KERN_ERR "PCI: Warning: Cannot find a gap in the 32bit "
 521                        "address range\n"
 522                        KERN_ERR "PCI: Unassigned devices with 32bit resource "
 523                        "registers may break!\n");
 524         }
 525 #endif
 526
 527         /*
 528          * See how much we want to round up: start off with
 529          * rounding to the next 1MB area.
 530          */
 531         round = 0x100000;
 532         while ((gapsize >> 4) > round)
 533                 round += round;
 534         /* Fun with two's complement */
 535         pci_mem_start = (gapstart + round) & -round;
 536
 537         printk(KERN_INFO
 538                "Allocating PCI resources starting at %lx (gap: %lx:%lx)\n",
 539                pci_mem_start, gapstart, gapsize);
 540 }
 541
 542 /**
 543  * Because of the size limitation of struct boot_params, only first
 544  * 128 E820 memory entries are passed to kernel via
 545  * boot_params.e820_map, others are passed via SETUP_E820_EXT node of
 546  * linked list of struct setup_data, which is parsed here.
 547  */
 548 void __init parse_e820_ext(struct setup_data *sdata, unsigned long pa_data)
 549 {
 550         u32 map_len;
 551         int entries;
 552         struct e820entry *extmap;
 553
 554         entries = sdata->len / sizeof(struct e820entry);
 555         map_len = sdata->len + sizeof(struct setup_data);
 556         if (map_len > PAGE_SIZE)
 557                 sdata = early_ioremap(pa_data, map_len);
 558         extmap = (struct e820entry *)(sdata->data);
 559         __copy_e820_map(extmap, entries);
 560         sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
 561         if (map_len > PAGE_SIZE)
 562                 early_iounmap(sdata, map_len);
 563         printk(KERN_INFO "extended physical RAM map:\n");
 564         e820_print_map("extended");
 565 }
 566
 567 #if defined(CONFIG_X86_64) || \
 568         (defined(CONFIG_X86_32) && defined(CONFIG_HIBERNATION))
 569 /**
 570  * Find the ranges of physical addresses that do not correspond to
 571  * e820 RAM areas and mark the corresponding pages as nosave for
 572  * hibernation (32 bit) or software suspend and suspend to RAM (64 bit).
 573  *
 574  * This function requires the e820 map to be sorted and without any
 575  * overlapping entries and assumes the first e820 area to be RAM.
 576  */
 577 void __init e820_mark_nosave_regions(unsigned long limit_pfn)
 578 {
 579         int i;
 580         unsigned long pfn;
 581
 582         pfn = PFN_DOWN(e820.map[0].addr + e820.map[0].size);
 583         for (i = 1; i < e820.nr_map; i++) {
 584                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 585
 586                 if (pfn < PFN_UP(ei->addr))
 587                         register_nosave_region(pfn, PFN_UP(ei->addr));
 588
 589                 pfn = PFN_DOWN(ei->addr + ei->size);
 590                 if (ei->type != E820_RAM)
 591                         register_nosave_region(PFN_UP(ei->addr), pfn);
 592
 593                 if (pfn >= limit_pfn)
 594                         break;
 595         }
 596 }
 597 #endif
 598
 599 /*
 600  * Early reserved memory areas.
 601  */
 602 #define MAX_EARLY_RES 20
 603
 604 struct early_res {
 605         u64 start, end;
 606         char name[16];
 607         char overlap_ok;
 608 };
 609 static struct early_res early_res[MAX_EARLY_RES] __initdata = {
 610         { 0, PAGE_SIZE, "BIOS data page" },     /* BIOS data page */
 611 #if defined(CONFIG_X86_64) && defined(CONFIG_X86_TRAMPOLINE)
 612         { TRAMPOLINE_BASE, TRAMPOLINE_BASE + 2 * PAGE_SIZE, "TRAMPOLINE" },
 613 #endif
 614 #if defined(CONFIG_X86_32) && defined(CONFIG_SMP)
 615         /*
 616          * But first pinch a few for the stack/trampoline stuff
 617          * FIXME: Don't need the extra page at 4K, but need to fix
 618          * trampoline before removing it. (see the GDT stuff)
 619          */
 620         { PAGE_SIZE, PAGE_SIZE + PAGE_SIZE, "EX TRAMPOLINE" },
 621         /*
 622          * Has to be in very low memory so we can execute
 623          * real-mode AP code.
 624          */
 625         { TRAMPOLINE_BASE, TRAMPOLINE_BASE + PAGE_SIZE, "TRAMPOLINE" },
 626 #endif
 627         {}
 628 };
 629
 630 static int __init find_overlapped_early(u64 start, u64 end)
 631 {
 632         int i;
 633         struct early_res *r;
 634
 635         for (i = 0; i < MAX_EARLY_RES && early_res[i].end; i++) {
 636                 r = &early_res[i];
 637                 if (end > r->start && start < r->end)
 638                         break;
 639         }
 640
 641         return i;
 642 }
 643
 644 /*
 645  * Drop the i-th range from the early reservation map,
 646  * by copying any higher ranges down one over it, and
 647  * clearing what had been the last slot.
 648  */
 649 static void __init drop_range(int i)
 650 {
 651         int j;
 652
 653         for (j = i + 1; j < MAX_EARLY_RES && early_res[j].end; j++)
 654                 ;
 655
 656         memmove(&early_res[i], &early_res[i + 1],
 657                (j - 1 - i) * sizeof(struct early_res));
 658
 659         early_res[j - 1].end = 0;
 660 }
 661
 662 /*
 663  * Split any existing ranges that:
 664  *  1) are marked 'overlap_ok', and
 665  *  2) overlap with the stated range [start, end)
 666  * into whatever portion (if any) of the existing range is entirely
 667  * below or entirely above the stated range.  Drop the portion
 668  * of the existing range that overlaps with the stated range,
 669  * which will allow the caller of this routine to then add that
 670  * stated range without conflicting with any existing range.
 671  */
 672 static void __init drop_overlaps_that_are_ok(u64 start, u64 end)
 673 {
 674         int i;
 675         struct early_res *r;
 676         u64 lower_start, lower_end;
 677         u64 upper_start, upper_end;
 678         char name[16];
 679
 680         for (i = 0; i < MAX_EARLY_RES && early_res[i].end; i++) {
 681                 r = &early_res[i];
 682
 683                 /* Continue past non-overlapping ranges */
 684                 if (end <= r->start || start >= r->end)
 685                         continue;
 686
 687                 /*
 688                  * Leave non-ok overlaps as is; let caller
 689                  * panic "Overlapping early reservations"
 690                  * when it hits this overlap.
 691                  */
 692                 if (!r->overlap_ok)
 693                         return;
 694
 695                 /*
 696                  * We have an ok overlap.  We will drop it from the early
 697                  * reservation map, and add back in any non-overlapping
 698                  * portions (lower or upper) as separate, overlap_ok,
 699                  * non-overlapping ranges.
 700                  */
 701
 702                 /* 1. Note any non-overlapping (lower or upper) ranges. */
 703                 strncpy(name, r->name, sizeof(name) - 1);
 704
 705                 lower_start = lower_end = 0;
 706                 upper_start = upper_end = 0;
 707                 if (r->start < start) {
 708                         lower_start = r->start;
 709                         lower_end = start;
 710                 }
 711                 if (r->end > end) {
 712                         upper_start = end;
 713                         upper_end = r->end;
 714                 }
 715
 716                 /* 2. Drop the original ok overlapping range */
 717                 drop_range(i);
 718
 719                 i--;            /* resume for-loop on copied down entry */
 720
 721                 /* 3. Add back in any non-overlapping ranges. */
 722                 if (lower_end)
 723                         reserve_early_overlap_ok(lower_start, lower_end, name);
 724                 if (upper_end)
 725                         reserve_early_overlap_ok(upper_start, upper_end, name);
 726         }
 727 }
 728
 729 static void __init __reserve_early(u64 start, u64 end, char *name,
 730                                                 int overlap_ok)
 731 {
 732         int i;
 733         struct early_res *r;
 734
 735         i = find_overlapped_early(start, end);
 736         if (i >= MAX_EARLY_RES)
 737                 panic("Too many early reservations");
 738         r = &early_res[i];
 739         if (r->end)
 740                 panic("Overlapping early reservations "
 741                       "%llx-%llx %s to %llx-%llx %s\n",
 742                       start, end - 1, name?name:"", r->start,
 743                       r->end - 1, r->name);
 744         r->start = start;
 745         r->end = end;
 746         r->overlap_ok = overlap_ok;
 747         if (name)
 748                 strncpy(r->name, name, sizeof(r->name) - 1);
 749 }
 750
 751 /*
 752  * A few early reservtations come here.
 753  *
 754  * The 'overlap_ok' in the name of this routine does -not- mean it
 755  * is ok for these reservations to overlap an earlier reservation.
 756  * Rather it means that it is ok for subsequent reservations to
 757  * overlap this one.
 758  *
 759  * Use this entry point to reserve early ranges when you are doing
 760  * so out of "Paranoia", reserving perhaps more memory than you need,
 761  * just in case, and don't mind a subsequent overlapping reservation
 762  * that is known to be needed.
 763  *
 764  * The drop_overlaps_that_are_ok() call here isn't really needed.
 765  * It would be needed if we had two colliding 'overlap_ok'
 766  * reservations, so that the second such would not panic on the
 767  * overlap with the first.  We don't have any such as of this
 768  * writing, but might as well tolerate such if it happens in
 769  * the future.
 770  */
 771 void __init reserve_early_overlap_ok(u64 start, u64 end, char *name)
 772 {
 773         drop_overlaps_that_are_ok(start, end);
 774         __reserve_early(start, end, name, 1);
 775 }
 776
 777 /*
 778  * Most early reservations come here.
 779  *
 780  * We first have drop_overlaps_that_are_ok() drop any pre-existing
 781  * 'overlap_ok' ranges, so that we can then reserve this memory
 782  * range without risk of panic'ing on an overlapping overlap_ok
 783  * early reservation.
 784  */
 785 void __init reserve_early(u64 start, u64 end, char *name)
 786 {
 787         drop_overlaps_that_are_ok(start, end);
 788         __reserve_early(start, end, name, 0);
 789 }
 790
 791 void __init free_early(u64 start, u64 end)
 792 {
 793         struct early_res *r;
 794         int i;
 795
 796         i = find_overlapped_early(start, end);
 797         r = &early_res[i];
 798         if (i >= MAX_EARLY_RES || r->end != end || r->start != start)
 799                 panic("free_early on not reserved area: %llx-%llx!",
 800                          start, end - 1);
 801
 802         drop_range(i);
 803 }
 804
 805 void __init early_res_to_bootmem(u64 start, u64 end)
 806 {
 807         int i;
 808         u64 final_start, final_end;
 809         for (i = 0; i < MAX_EARLY_RES && early_res[i].end; i++) {
 810                 struct early_res *r = &early_res[i];
 811                 final_start = max(start, r->start);
 812                 final_end = min(end, r->end);
 813                 if (final_start >= final_end)
 814                         continue;
 815                 printk(KERN_INFO "  early res: %d [%llx-%llx] %s\n", i,
 816                         final_start, final_end - 1, r->name);
 817                 reserve_bootmem_generic(final_start, final_end - final_start,
 818                                 BOOTMEM_DEFAULT);
 819         }
 820 }
 821
 822 /* Check for already reserved areas */
 823 static inline int __init bad_addr(u64 *addrp, u64 size, u64 align)
 824 {
 825         int i;
 826         u64 addr = *addrp;
 827         int changed = 0;
 828         struct early_res *r;
 829 again:
 830         i = find_overlapped_early(addr, addr + size);
 831         r = &early_res[i];
 832         if (i < MAX_EARLY_RES && r->end) {
 833                 *addrp = addr = round_up(r->end, align);
 834                 changed = 1;
 835                 goto again;
 836         }
 837         return changed;
 838 }
 839
 840 /* Check for already reserved areas */
 841 static inline int __init bad_addr_size(u64 *addrp, u64 *sizep, u64 align)
 842 {
 843         int i;
 844         u64 addr = *addrp, last;
 845         u64 size = *sizep;
 846         int changed = 0;
 847 again:
 848         last = addr + size;
 849         for (i = 0; i < MAX_EARLY_RES && early_res[i].end; i++) {
 850                 struct early_res *r = &early_res[i];
 851                 if (last > r->start && addr < r->start) {
 852                         size = r->start - addr;
 853                         changed = 1;
 854                         goto again;
 855                 }
 856                 if (last > r->end && addr < r->end) {
 857                         addr = round_up(r->end, align);
 858                         size = last - addr;
 859                         changed = 1;
 860                         goto again;
 861                 }
 862                 if (last <= r->end && addr >= r->start) {
 863                         (*sizep)++;
 864                         return 0;
 865                 }
 866         }
 867         if (changed) {
 868                 *addrp = addr;
 869                 *sizep = size;
 870         }
 871         return changed;
 872 }
 873
 874 /*
 875  * Find a free area with specified alignment in a specific range.
 876  */
 877 u64 __init find_e820_area(u64 start, u64 end, u64 size, u64 align)
 878 {
 879         int i;
 880
 881         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 882                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 883                 u64 addr, last;
 884                 u64 ei_last;
 885
 886                 if (ei->type != E820_RAM)
 887                         continue;
 888                 addr = round_up(ei->addr, align);
 889                 ei_last = ei->addr + ei->size;
 890                 if (addr < start)
 891                         addr = round_up(start, align);
 892                 if (addr >= ei_last)
 893                         continue;
 894                 while (bad_addr(&addr, size, align) && addr+size <= ei_last)
 895                         ;
 896                 last = addr + size;
 897                 if (last > ei_last)
 898                         continue;
 899                 if (last > end)
 900                         continue;
 901                 return addr;
 902         }
 903         return -1ULL;
 904 }
 905
 906 /*
 907  * Find next free range after *start
 908  */
 909 u64 __init find_e820_area_size(u64 start, u64 *sizep, u64 align)
 910 {
 911         int i;
 912
 913         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 914                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 915                 u64 addr, last;
 916                 u64 ei_last;
 917
 918                 if (ei->type != E820_RAM)
 919                         continue;
 920                 addr = round_up(ei->addr, align);
 921                 ei_last = ei->addr + ei->size;
 922                 if (addr < start)
 923                         addr = round_up(start, align);
 924                 if (addr >= ei_last)
 925                         continue;
 926                 *sizep = ei_last - addr;
 927                 while (bad_addr_size(&addr, sizep, align) &&
 928                         addr + *sizep <= ei_last)
 929                         ;
 930                 last = addr + *sizep;
 931                 if (last > ei_last)
 932                         continue;
 933                 return addr;
 934         }
 935         return -1UL;
 936
 937 }
 938
 939 /*
 940  * pre allocated 4k and reserved it in e820
 941  */
 942 u64 __init early_reserve_e820(u64 startt, u64 sizet, u64 align)
 943 {
 944         u64 size = 0;
 945         u64 addr;
 946         u64 start;
 947
 948         start = startt;
 949         while (size < sizet)
 950                 start = find_e820_area_size(start, &size, align);
 951
 952         if (size < sizet)
 953                 return 0;
 954
 955         addr = round_down(start + size - sizet, align);
 956         e820_update_range(addr, sizet, E820_RAM, E820_RESERVED);
 957         printk(KERN_INFO "update e820 for early_reserve_e820\n");
 958         update_e820();
 959
 960         return addr;
 961 }
 962
 963 #ifdef CONFIG_X86_32
 964 # ifdef CONFIG_X86_PAE
 965 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(36-PAGE_SHIFT))
 966 # else
 967 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(32-PAGE_SHIFT))
 968 # endif
 969 #else /* CONFIG_X86_32 */
 970 # define MAX_ARCH_PFN MAXMEM>>PAGE_SHIFT
 971 #endif
 972
 973 /*
 974  * Last pfn which the user wants to use.
 975  */
 976 unsigned long __initdata end_user_pfn = MAX_ARCH_PFN;
 977
 978 /*
 979  * Find the highest page frame number we have available
 980  */
 981 unsigned long __init e820_end_of_ram(void)
 982 {
 983         unsigned long last_pfn;
 984         unsigned long max_arch_pfn = MAX_ARCH_PFN;
 985
 986         last_pfn = find_max_pfn_with_active_regions();
 987
 988         if (last_pfn > max_arch_pfn)
 989                 last_pfn = max_arch_pfn;
 990         if (last_pfn > end_user_pfn)
 991                 last_pfn = end_user_pfn;
 992
 993         printk(KERN_INFO "last_pfn = 0x%lx max_arch_pfn = 0x%lx\n",
 994                          last_pfn, max_arch_pfn);
 995         return last_pfn;
 996 }
 997
 998 /*
 999  * Finds an active region in the address range from start_pfn to last_pfn and
1000  * returns its range in ei_startpfn and ei_endpfn for the e820 entry.
1001  */
1002 int __init e820_find_active_region(const struct e820entry *ei,
1003                                   unsigned long start_pfn,
1004                                   unsigned long last_pfn,
1005                                   unsigned long *ei_startpfn,
1006                                   unsigned long *ei_endpfn)
1007 {
1008         u64 align = PAGE_SIZE;
1009
1010         *ei_startpfn = round_up(ei->addr, align) >> PAGE_SHIFT;
1011         *ei_endpfn = round_down(ei->addr + ei->size, align) >> PAGE_SHIFT;
1012
1013         /* Skip map entries smaller than a page */
1014         if (*ei_startpfn >= *ei_endpfn)
1015                 return 0;
1016
1017         /* Skip if map is outside the node */
1018         if (ei->type != E820_RAM || *ei_endpfn <= start_pfn ||
1019                                     *ei_startpfn >= last_pfn)
1020                 return 0;
1021
1022         /* Check for overlaps */
1023         if (*ei_startpfn < start_pfn)
1024                 *ei_startpfn = start_pfn;
1025         if (*ei_endpfn > last_pfn)
1026                 *ei_endpfn = last_pfn;
1027
1028         /* Obey end_user_pfn to save on memmap */
1029         if (*ei_startpfn >= end_user_pfn)
1030                 return 0;
1031         if (*ei_endpfn > end_user_pfn)
1032                 *ei_endpfn = end_user_pfn;
1033
1034         return 1;
1035 }
1036
1037 /* Walk the e820 map and register active regions within a node */
1038 void __init e820_register_active_regions(int nid, unsigned long start_pfn,
1039                                          unsigned long last_pfn)
1040 {
1041         unsigned long ei_startpfn;
1042         unsigned long ei_endpfn;
1043         int i;
1044
1045         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++)
1046                 if (e820_find_active_region(&e820.map[i],
1047                                             start_pfn, last_pfn,
1048                                             &ei_startpfn, &ei_endpfn))
1049                         add_active_range(nid, ei_startpfn, ei_endpfn);
1050 }
1051
1052 /*
1053  * Find the hole size (in bytes) in the memory range.
1054  * @start: starting address of the memory range to scan
1055  * @end: ending address of the memory range to scan
1056  */
1057 u64 __init e820_hole_size(u64 start, u64 end)
1058 {
1059         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
1060         unsigned long last_pfn = end >> PAGE_SHIFT;
1061         unsigned long ei_startpfn, ei_endpfn, ram = 0;
1062         int i;
1063
1064         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1065                 if (e820_find_active_region(&e820.map[i],
1066                                             start_pfn, last_pfn,
1067                                             &ei_startpfn, &ei_endpfn))
1068                         ram += ei_endpfn - ei_startpfn;
1069         }
1070         return end - start - ((u64)ram << PAGE_SHIFT);
1071 }
1072
1073 static void early_panic(char *msg)
1074 {
1075         early_printk(msg);
1076         panic(msg);
1077 }
1078
1079 /* "mem=nopentium" disables the 4MB page tables. */
1080 static int __init parse_memopt(char *p)
1081 {
1082         u64 mem_size;
1083
1084         if (!p)
1085                 return -EINVAL;
1086
1087 #ifdef CONFIG_X86_32
1088         if (!strcmp(p, "nopentium")) {
1089                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_PSE);
1090                 return 0;
1091         }
1092 #endif
1093
1094         mem_size = memparse(p, &p);
1095         end_user_pfn = mem_size>>PAGE_SHIFT;
1096         return 0;
1097 }
1098 early_param("mem", parse_memopt);
1099
1100 static int userdef __initdata;
1101
1102 static int __init parse_memmap_opt(char *p)
1103 {
1104         char *oldp;
1105         u64 start_at, mem_size;
1106
1107         if (!strcmp(p, "exactmap")) {
1108 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
1109                 /*
1110                  * If we are doing a crash dump, we still need to know
1111                  * the real mem size before original memory map is
1112                  * reset.
1113                  */
1114                 e820_register_active_regions(0, 0, -1UL);
1115                 saved_max_pfn = e820_end_of_ram();
1116                 remove_all_active_ranges();
1117 #endif
1118                 e820.nr_map = 0;
1119                 userdef = 1;
1120                 return 0;
1121         }
1122
1123         oldp = p;
1124         mem_size = memparse(p, &p);
1125         if (p == oldp)
1126                 return -EINVAL;
1127
1128         userdef = 1;
1129         if (*p == '@') {
1130                 start_at = memparse(p+1, &p);
1131                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_RAM);
1132         } else if (*p == '#') {
1133                 start_at = memparse(p+1, &p);
1134                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_ACPI);
1135         } else if (*p == '$') {
1136                 start_at = memparse(p+1, &p);
1137                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_RESERVED);
1138         } else {
1139                 end_user_pfn = (mem_size >> PAGE_SHIFT);
1140         }
1141         return *p == '\0' ? 0 : -EINVAL;
1142 }
1143 early_param("memmap", parse_memmap_opt);
1144
1145 void __init finish_e820_parsing(void)
1146 {
1147         if (userdef) {
1148                 int nr = e820.nr_map;
1149
1150                 if (sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &nr) < 0)
1151                         early_panic("Invalid user supplied memory map");
1152                 e820.nr_map = nr;
1153
1154                 printk(KERN_INFO "user-defined physical RAM map:\n");
1155                 e820_print_map("user");
1156         }
1157 }
1158
1159 /*
1160  * Mark e820 reserved areas as busy for the resource manager.
1161  */
1162 void __init e820_reserve_resources(void)
1163 {
1164         int i;
1165         struct resource *res;
1166
1167         res = alloc_bootmem_low(sizeof(struct resource) * e820.nr_map);
1168         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1169                 switch (e820.map[i].type) {
1170                 case E820_RAM:  res->name = "System RAM"; break;
1171                 case E820_ACPI: res->name = "ACPI Tables"; break;
1172                 case E820_NVS:  res->name = "ACPI Non-volatile Storage"; break;
1173                 default:        res->name = "reserved";
1174                 }
1175                 res->start = e820.map[i].addr;
1176                 res->end = res->start + e820.map[i].size - 1;
1177 #ifndef CONFIG_RESOURCES_64BIT
1178                 if (res->end > 0x100000000ULL) {
1179                         res++;
1180                         continue;
1181                 }
1182 #endif
1183                 res->flags = IORESOURCE_MEM | IORESOURCE_BUSY;
1184                 insert_resource(&iomem_resource, res);
1185                 res++;
1186         }
1187 }
1188
1189 char *__init default_machine_specific_memory_setup(void)
1190 {
1191         char *who = "BIOS-e820";
1192         int new_nr;
1193         /*
1194          * Try to copy the BIOS-supplied E820-map.
1195          *
1196          * Otherwise fake a memory map; one section from 0k->640k,
1197          * the next section from 1mb->appropriate_mem_k
1198          */
1199         new_nr = boot_params.e820_entries;
1200         sanitize_e820_map(boot_params.e820_map,
1201                         ARRAY_SIZE(boot_params.e820_map),
1202                         &new_nr);
1203         boot_params.e820_entries = new_nr;
1204         if (copy_e820_map(boot_params.e820_map, boot_params.e820_entries) < 0) {
1205                 u64 mem_size;
1206
1207                 /* compare results from other methods and take the greater */
1208                 if (boot_params.alt_mem_k
1209                     < boot_params.screen_info.ext_mem_k) {
1210                         mem_size = boot_params.screen_info.ext_mem_k;
1211                         who = "BIOS-88";
1212                 } else {
1213                         mem_size = boot_params.alt_mem_k;
1214                         who = "BIOS-e801";
1215                 }
1216
1217                 e820.nr_map = 0;
1218                 e820_add_region(0, LOWMEMSIZE(), E820_RAM);
1219                 e820_add_region(HIGH_MEMORY, mem_size << 10, E820_RAM);
1220         }
1221
1222         /* In case someone cares... */
1223         return who;
1224 }
1225
1226 char *__init __attribute__((weak)) machine_specific_memory_setup(void)
1227 {
1228         return default_machine_specific_memory_setup();
1229 }
1230
1231 /* Overridden in paravirt.c if CONFIG_PARAVIRT */
1232 char * __init __attribute__((weak)) memory_setup(void)
1233 {
1234         return machine_specific_memory_setup();
1235 }
1236
1237 void __init setup_memory_map(void)
1238 {
1239         printk(KERN_INFO "BIOS-provided physical RAM map:\n");
1240         e820_print_map(memory_setup());
1241 }
1242
1243 #ifdef CONFIG_X86_64
1244 int __init arch_get_ram_range(int slot, u64 *addr, u64 *size)
1245 {
1246         int i;
1247
1248         if (slot < 0 || slot >= e820.nr_map)
1249                 return -1;
1250         for (i = slot; i < e820.nr_map; i++) {
1251                 if (e820.map[i].type != E820_RAM)
1252                         continue;
1253                 break;
1254         }
1255         if (i == e820.nr_map || e820.map[i].addr > (max_pfn << PAGE_SHIFT))
1256                 return -1;
1257         *addr = e820.map[i].addr;
1258         *size = min_t(u64, e820.map[i].size + e820.map[i].addr,
1259                 max_pfn << PAGE_SHIFT) - *addr;
1260         return i + 1;
1261 }
1262 #endif