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 #include <linux/memblock.h>
  19
  20 #include <asm/e820.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         if (checktype)
 524                 e820_print_type(old_type);
 525         printk(KERN_CONT "\n");
 526
 527         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 528                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 529                 u64 final_start, final_end;
 530                 u64 ei_end;
 531
 532                 if (checktype && ei->type != old_type)
 533                         continue;
 534
 535                 ei_end = ei->addr + ei->size;
 536                 /* totally covered? */
 537                 if (ei->addr >= start && ei_end <= end) {
 538                         real_removed_size += ei->size;
 539                         memset(ei, 0, sizeof(struct e820entry));
 540                         continue;
 541                 }
 542
 543                 /* new range is totally covered? */
 544                 if (ei->addr < start && ei_end > end) {
 545                         e820_add_region(end, ei_end - end, ei->type);
 546                         ei->size = start - ei->addr;
 547                         real_removed_size += size;
 548                         continue;
 549                 }
 550
 551                 /* partially covered */
 552                 final_start = max(start, ei->addr);
 553                 final_end = min(end, ei_end);
 554                 if (final_start >= final_end)
 555                         continue;
 556                 real_removed_size += final_end - final_start;
 557
 558                 /*
 559                  * left range could be head or tail, so need to update
 560                  * size at first.
 561                  */
 562                 ei->size -= final_end - final_start;
 563                 if (ei->addr < final_start)
 564                         continue;
 565                 ei->addr = final_end;
 566         }
 567         return real_removed_size;
 568 }
 569
 570 void __init update_e820(void)
 571 {
 572         u32 nr_map;
 573
 574         nr_map = e820.nr_map;
 575         if (sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &nr_map))
 576                 return;
 577         e820.nr_map = nr_map;
 578         printk(KERN_INFO "modified physical RAM map:\n");
 579         e820_print_map("modified");
 580 }
 581 static void __init update_e820_saved(void)
 582 {
 583         u32 nr_map;
 584
 585         nr_map = e820_saved.nr_map;
 586         if (sanitize_e820_map(e820_saved.map, ARRAY_SIZE(e820_saved.map), &nr_map))
 587                 return;
 588         e820_saved.nr_map = nr_map;
 589 }
 590 #define MAX_GAP_END 0x100000000ull
 591 /*
 592  * Search for a gap in the e820 memory space from start_addr to end_addr.
 593  */
 594 __init int e820_search_gap(unsigned long *gapstart, unsigned long *gapsize,
 595                 unsigned long start_addr, unsigned long long end_addr)
 596 {
 597         unsigned long long last;
 598         int i = e820.nr_map;
 599         int found = 0;
 600
 601         last = (end_addr && end_addr < MAX_GAP_END) ? end_addr : MAX_GAP_END;
 602
 603         while (--i >= 0) {
 604                 unsigned long long start = e820.map[i].addr;
 605                 unsigned long long end = start + e820.map[i].size;
 606
 607                 if (end < start_addr)
 608                         continue;
 609
 610                 /*
 611                  * Since "last" is at most 4GB, we know we'll
 612                  * fit in 32 bits if this condition is true
 613                  */
 614                 if (last > end) {
 615                         unsigned long gap = last - end;
 616
 617                         if (gap >= *gapsize) {
 618                                 *gapsize = gap;
 619                                 *gapstart = end;
 620                                 found = 1;
 621                         }
 622                 }
 623                 if (start < last)
 624                         last = start;
 625         }
 626         return found;
 627 }
 628
 629 /*
 630  * Search for the biggest gap in the low 32 bits of the e820
 631  * memory space.  We pass this space to PCI to assign MMIO resources
 632  * for hotplug or unconfigured devices in.
 633  * Hopefully the BIOS let enough space left.
 634  */
 635 __init void e820_setup_gap(void)
 636 {
 637         unsigned long gapstart, gapsize;
 638         int found;
 639
 640         gapstart = 0x10000000;
 641         gapsize = 0x400000;
 642         found  = e820_search_gap(&gapstart, &gapsize, 0, MAX_GAP_END);
 643
 644 #ifdef CONFIG_X86_64
 645         if (!found) {
 646                 gapstart = (max_pfn << PAGE_SHIFT) + 1024*1024;
 647                 printk(KERN_ERR
 648         "PCI: Warning: Cannot find a gap in the 32bit address range\n"
 649         "PCI: Unassigned devices with 32bit resource registers may break!\n");
 650         }
 651 #endif
 652
 653         /*
 654          * e820_reserve_resources_late protect stolen RAM already
 655          */
 656         pci_mem_start = gapstart;
 657
 658         printk(KERN_INFO
 659                "Allocating PCI resources starting at %lx (gap: %lx:%lx)\n",
 660                pci_mem_start, gapstart, gapsize);
 661 }
 662
 663 /**
 664  * Because of the size limitation of struct boot_params, only first
 665  * 128 E820 memory entries are passed to kernel via
 666  * boot_params.e820_map, others are passed via SETUP_E820_EXT node of
 667  * linked list of struct setup_data, which is parsed here.
 668  */
 669 void __init parse_e820_ext(struct setup_data *sdata, unsigned long pa_data)
 670 {
 671         u32 map_len;
 672         int entries;
 673         struct e820entry *extmap;
 674
 675         entries = sdata->len / sizeof(struct e820entry);
 676         map_len = sdata->len + sizeof(struct setup_data);
 677         if (map_len > PAGE_SIZE)
 678                 sdata = early_ioremap(pa_data, map_len);
 679         extmap = (struct e820entry *)(sdata->data);
 680         __append_e820_map(extmap, entries);
 681         sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
 682         if (map_len > PAGE_SIZE)
 683                 early_iounmap(sdata, map_len);
 684         printk(KERN_INFO "extended physical RAM map:\n");
 685         e820_print_map("extended");
 686 }
 687
 688 #if defined(CONFIG_X86_64) || \
 689         (defined(CONFIG_X86_32) && defined(CONFIG_HIBERNATION))
 690 /**
 691  * Find the ranges of physical addresses that do not correspond to
 692  * e820 RAM areas and mark the corresponding pages as nosave for
 693  * hibernation (32 bit) or software suspend and suspend to RAM (64 bit).
 694  *
 695  * This function requires the e820 map to be sorted and without any
 696  * overlapping entries and assumes the first e820 area to be RAM.
 697  */
 698 void __init e820_mark_nosave_regions(unsigned long limit_pfn)
 699 {
 700         int i;
 701         unsigned long pfn;
 702
 703         pfn = PFN_DOWN(e820.map[0].addr + e820.map[0].size);
 704         for (i = 1; i < e820.nr_map; i++) {
 705                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 706
 707                 if (pfn < PFN_UP(ei->addr))
 708                         register_nosave_region(pfn, PFN_UP(ei->addr));
 709
 710                 pfn = PFN_DOWN(ei->addr + ei->size);
 711                 if (ei->type != E820_RAM && ei->type != E820_RESERVED_KERN)
 712                         register_nosave_region(PFN_UP(ei->addr), pfn);
 713
 714                 if (pfn >= limit_pfn)
 715                         break;
 716         }
 717 }
 718 #endif
 719
 720 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
 721 /**
 722  * Mark ACPI NVS memory region, so that we can save/restore it during
 723  * hibernation and the subsequent resume.
 724  */
 725 static int __init e820_mark_nvs_memory(void)
 726 {
 727         int i;
 728
 729         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 730                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 731
 732                 if (ei->type == E820_NVS)
 733                         suspend_nvs_register(ei->addr, ei->size);
 734         }
 735
 736         return 0;
 737 }
 738 core_initcall(e820_mark_nvs_memory);
 739 #endif
 740
 741 /*
 742  * pre allocated 4k and reserved it in memblock and e820_saved
 743  */
 744 u64 __init early_reserve_e820(u64 startt, u64 sizet, u64 align)
 745 {
 746         u64 size = 0;
 747         u64 addr;
 748         u64 start;
 749
 750         for (start = startt; ; start += size) {
 751                 start = memblock_x86_find_in_range_size(start, &size, align);
 752                 if (start == MEMBLOCK_ERROR)
 753                         return 0;
 754                 if (size >= sizet)
 755                         break;
 756         }
 757
 758 #ifdef CONFIG_X86_32
 759         if (start >= MAXMEM)
 760                 return 0;
 761         if (start + size > MAXMEM)
 762                 size = MAXMEM - start;
 763 #endif
 764
 765         addr = round_down(start + size - sizet, align);
 766         if (addr < start)
 767                 return 0;
 768         memblock_x86_reserve_range(addr, addr + sizet, "new next");
 769         e820_update_range_saved(addr, sizet, E820_RAM, E820_RESERVED);
 770         printk(KERN_INFO "update e820_saved for early_reserve_e820\n");
 771         update_e820_saved();
 772
 773         return addr;
 774 }
 775
 776 #ifdef CONFIG_X86_32
 777 # ifdef CONFIG_X86_PAE
 778 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(36-PAGE_SHIFT))
 779 # else
 780 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(32-PAGE_SHIFT))
 781 # endif
 782 #else /* CONFIG_X86_32 */
 783 # define MAX_ARCH_PFN MAXMEM>>PAGE_SHIFT
 784 #endif
 785
 786 /*
 787  * Find the highest page frame number we have available
 788  */
 789 static unsigned long __init e820_end_pfn(unsigned long limit_pfn, unsigned type)
 790 {
 791         int i;
 792         unsigned long last_pfn = 0;
 793         unsigned long max_arch_pfn = MAX_ARCH_PFN;
 794
 795         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 796                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 797                 unsigned long start_pfn;
 798                 unsigned long end_pfn;
 799
 800                 if (ei->type != type)
 801                         continue;
 802
 803                 start_pfn = ei->addr >> PAGE_SHIFT;
 804                 end_pfn = (ei->addr + ei->size) >> PAGE_SHIFT;
 805
 806                 if (start_pfn >= limit_pfn)
 807                         continue;
 808                 if (end_pfn > limit_pfn) {
 809                         last_pfn = limit_pfn;
 810                         break;
 811                 }
 812                 if (end_pfn > last_pfn)
 813                         last_pfn = end_pfn;
 814         }
 815
 816         if (last_pfn > max_arch_pfn)
 817                 last_pfn = max_arch_pfn;
 818
 819         printk(KERN_INFO "last_pfn = %#lx max_arch_pfn = %#lx\n",
 820                          last_pfn, max_arch_pfn);
 821         return last_pfn;
 822 }
 823 unsigned long __init e820_end_of_ram_pfn(void)
 824 {
 825         return e820_end_pfn(MAX_ARCH_PFN, E820_RAM);
 826 }
 827
 828 unsigned long __init e820_end_of_low_ram_pfn(void)
 829 {
 830         return e820_end_pfn(1UL<<(32 - PAGE_SHIFT), E820_RAM);
 831 }
 832
 833 static void early_panic(char *msg)
 834 {
 835         early_printk(msg);
 836         panic(msg);
 837 }
 838
 839 static int userdef __initdata;
 840
 841 /* "mem=nopentium" disables the 4MB page tables. */
 842 static int __init parse_memopt(char *p)
 843 {
 844         u64 mem_size;
 845
 846         if (!p)
 847                 return -EINVAL;
 848
 849 #ifdef CONFIG_X86_32
 850         if (!strcmp(p, "nopentium")) {
 851                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_PSE);
 852                 return 0;
 853         }
 854 #endif
 855
 856         userdef = 1;
 857         mem_size = memparse(p, &p);
 858         e820_remove_range(mem_size, ULLONG_MAX - mem_size, E820_RAM, 1);
 859
 860         return 0;
 861 }
 862 early_param("mem", parse_memopt);
 863
 864 static int __init parse_memmap_opt(char *p)
 865 {
 866         char *oldp;
 867         u64 start_at, mem_size;
 868
 869         if (!p)
 870                 return -EINVAL;
 871
 872         if (!strncmp(p, "exactmap", 8)) {
 873 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 874                 /*
 875                  * If we are doing a crash dump, we still need to know
 876                  * the real mem size before original memory map is
 877                  * reset.
 878                  */
 879                 saved_max_pfn = e820_end_of_ram_pfn();
 880 #endif
 881                 e820.nr_map = 0;
 882                 userdef = 1;
 883                 return 0;
 884         }
 885
 886         oldp = p;
 887         mem_size = memparse(p, &p);
 888         if (p == oldp)
 889                 return -EINVAL;
 890
 891         userdef = 1;
 892         if (*p == '@') {
 893                 start_at = memparse(p+1, &p);
 894                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_RAM);
 895         } else if (*p == '#') {
 896                 start_at = memparse(p+1, &p);
 897                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_ACPI);
 898         } else if (*p == '$') {
 899                 start_at = memparse(p+1, &p);
 900                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_RESERVED);
 901         } else
 902                 e820_remove_range(mem_size, ULLONG_MAX - mem_size, E820_RAM, 1);
 903
 904         return *p == '\0' ? 0 : -EINVAL;
 905 }
 906 early_param("memmap", parse_memmap_opt);
 907
 908 void __init finish_e820_parsing(void)
 909 {
 910         if (userdef) {
 911                 u32 nr = e820.nr_map;
 912
 913                 if (sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &nr) < 0)
 914                         early_panic("Invalid user supplied memory map");
 915                 e820.nr_map = nr;
 916
 917                 printk(KERN_INFO "user-defined physical RAM map:\n");
 918                 e820_print_map("user");
 919         }
 920 }
 921
 922 static inline const char *e820_type_to_string(int e820_type)
 923 {
 924         switch (e820_type) {
 925         case E820_RESERVED_KERN:
 926         case E820_RAM:  return "System RAM";
 927         case E820_ACPI: return "ACPI Tables";
 928         case E820_NVS:  return "ACPI Non-volatile Storage";
 929         case E820_UNUSABLE:     return "Unusable memory";
 930         default:        return "reserved";
 931         }
 932 }
 933
 934 /*
 935  * Mark e820 reserved areas as busy for the resource manager.
 936  */
 937 static struct resource __initdata *e820_res;
 938 void __init e820_reserve_resources(void)
 939 {
 940         int i;
 941         struct resource *res;
 942         u64 end;
 943
 944         res = alloc_bootmem(sizeof(struct resource) * e820.nr_map);
 945         e820_res = res;
 946         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 947                 end = e820.map[i].addr + e820.map[i].size - 1;
 948                 if (end != (resource_size_t)end) {
 949                         res++;
 950                         continue;
 951                 }
 952                 res->name = e820_type_to_string(e820.map[i].type);
 953                 res->start = e820.map[i].addr;
 954                 res->end = end;
 955
 956                 res->flags = IORESOURCE_MEM;
 957
 958                 /*
 959                  * don't register the region that could be conflicted with
 960                  * pci device BAR resource and insert them later in
 961                  * pcibios_resource_survey()
 962                  */
 963                 if (e820.map[i].type != E820_RESERVED || res->start < (1ULL<<20)) {
 964                         res->flags |= IORESOURCE_BUSY;
 965                         insert_resource(&iomem_resource, res);
 966                 }
 967                 res++;
 968         }
 969
 970         for (i = 0; i < e820_saved.nr_map; i++) {
 971                 struct e820entry *entry = &e820_saved.map[i];
 972                 firmware_map_add_early(entry->addr,
 973                         entry->addr + entry->size - 1,
 974                         e820_type_to_string(entry->type));
 975         }
 976 }
 977
 978 /* How much should we pad RAM ending depending on where it is? */
 979 static unsigned long ram_alignment(resource_size_t pos)
 980 {
 981         unsigned long mb = pos >> 20;
 982
 983         /* To 64kB in the first megabyte */
 984         if (!mb)
 985                 return 64*1024;
 986
 987         /* To 1MB in the first 16MB */
 988         if (mb < 16)
 989                 return 1024*1024;
 990
 991         /* To 64MB for anything above that */
 992         return 64*1024*1024;
 993 }
 994
 995 #define MAX_RESOURCE_SIZE ((resource_size_t)-1)
 996
 997 void __init e820_reserve_resources_late(void)
 998 {
 999         int i;
1000         struct resource *res;
1001
1002         res = e820_res;
1003         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1004                 if (!res->parent && res->end)
1005                         insert_resource_expand_to_fit(&iomem_resource, res);
1006                 res++;
1007         }
1008
1009         /*
1010          * Try to bump up RAM regions to reasonable boundaries to
1011          * avoid stolen RAM:
1012          */
1013         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1014                 struct e820entry *entry = &e820.map[i];
1015                 u64 start, end;
1016
1017                 if (entry->type != E820_RAM)
1018                         continue;
1019                 start = entry->addr + entry->size;
1020                 end = round_up(start, ram_alignment(start)) - 1;
1021                 if (end > MAX_RESOURCE_SIZE)
1022                         end = MAX_RESOURCE_SIZE;
1023                 if (start >= end)
1024                         continue;
1025                 printk(KERN_DEBUG "reserve RAM buffer: %016llx - %016llx ",
1026                                start, end);
1027                 reserve_region_with_split(&iomem_resource, start, end,
1028                                           "RAM buffer");
1029         }
1030 }
1031
1032 char *__init default_machine_specific_memory_setup(void)
1033 {
1034         char *who = "BIOS-e820";
1035         u32 new_nr;
1036         /*
1037          * Try to copy the BIOS-supplied E820-map.
1038          *
1039          * Otherwise fake a memory map; one section from 0k->640k,
1040          * the next section from 1mb->appropriate_mem_k
1041          */
1042         new_nr = boot_params.e820_entries;
1043         sanitize_e820_map(boot_params.e820_map,
1044                         ARRAY_SIZE(boot_params.e820_map),
1045                         &new_nr);
1046         boot_params.e820_entries = new_nr;
1047         if (append_e820_map(boot_params.e820_map, boot_params.e820_entries)
1048           < 0) {
1049                 u64 mem_size;
1050
1051                 /* compare results from other methods and take the greater */
1052                 if (boot_params.alt_mem_k
1053                     < boot_params.screen_info.ext_mem_k) {
1054                         mem_size = boot_params.screen_info.ext_mem_k;
1055                         who = "BIOS-88";
1056                 } else {
1057                         mem_size = boot_params.alt_mem_k;
1058                         who = "BIOS-e801";
1059                 }
1060
1061                 e820.nr_map = 0;
1062                 e820_add_region(0, LOWMEMSIZE(), E820_RAM);
1063                 e820_add_region(HIGH_MEMORY, mem_size << 10, E820_RAM);
1064         }
1065
1066         /* In case someone cares... */
1067         return who;
1068 }
1069
1070 void __init setup_memory_map(void)
1071 {
1072         char *who;
1073
1074         who = x86_init.resources.memory_setup();
1075         memcpy(&e820_saved, &e820, sizeof(struct e820map));
1076         printk(KERN_INFO "BIOS-provided physical RAM map:\n");
1077         e820_print_map(who);
1078 }
1079
1080 void __init memblock_x86_fill(void)
1081 {
1082         int i;
1083         u64 end;
1084
1085         /*
1086          * EFI may have more than 128 entries
1087          * We are safe to enable resizing, beause memblock_x86_fill()
1088          * is rather later for x86
1089          */
1090         memblock_can_resize = 1;
1091
1092         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1093                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
1094
1095                 end = ei->addr + ei->size;
1096                 if (end != (resource_size_t)end)
1097                         continue;
1098
1099                 if (ei->type != E820_RAM && ei->type != E820_RESERVED_KERN)
1100                         continue;
1101
1102                 memblock_add(ei->addr, ei->size);
1103         }
1104
1105         memblock_analyze();
1106         memblock_dump_all();
1107 }
1108
1109 void __init memblock_find_dma_reserve(void)
1110 {
1111 #ifdef CONFIG_X86_64
1112         u64 free_size_pfn;
1113         u64 mem_size_pfn;
1114         /*
1115          * need to find out used area below MAX_DMA_PFN
1116          * need to use memblock to get free size in [0, MAX_DMA_PFN]
1117          * at first, and assume boot_mem will not take below MAX_DMA_PFN
1118          */
1119         mem_size_pfn = memblock_x86_memory_in_range(0, MAX_DMA_PFN << PAGE_SHIFT) >> PAGE_SHIFT;
1120         free_size_pfn = memblock_x86_free_memory_in_range(0, MAX_DMA_PFN << PAGE_SHIFT) >> PAGE_SHIFT;
1121         set_dma_reserve(mem_size_pfn - free_size_pfn);
1122 #endif
1123 }