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/acpi.h>
  18 #include <linux/firmware-map.h>
  19 #include <linux/memblock.h>
  20
  21 #include <asm/e820.h>
  22 #include <asm/proto.h>
  23 #include <asm/setup.h>
  24
  25 /*
  26  * The e820 map is the map that gets modified e.g. with command line parameters
  27  * and that is also registered with modifications in the kernel resource tree
  28  * with the iomem_resource as parent.
  29  *
  30  * The e820_saved is directly saved after the BIOS-provided memory map is
  31  * copied. It doesn't get modified afterwards. It's registered for the
  32  * /sys/firmware/memmap interface.
  33  *
  34  * That memory map is not modified and is used as base for kexec. The kexec'd
  35  * kernel should get the same memory map as the firmware provides. Then the
  36  * user can e.g. boot the original kernel with mem=1G while still booting the
  37  * next kernel with full memory.
  38  */
  39 struct e820map e820;
  40 struct e820map e820_saved;
  41
  42 /* For PCI or other memory-mapped resources */
  43 unsigned long pci_mem_start = 0xaeedbabe;
  44 #ifdef CONFIG_PCI
  45 EXPORT_SYMBOL(pci_mem_start);
  46 #endif
  47
  48 /*
  49  * This function checks if any part of the range <start,end> is mapped
  50  * with type.
  51  */
  52 int
  53 e820_any_mapped(u64 start, u64 end, unsigned type)
  54 {
  55         int i;
  56
  57         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
  58                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
  59
  60                 if (type && ei->type != type)
  61                         continue;
  62                 if (ei->addr >= end || ei->addr + ei->size <= start)
  63                         continue;
  64                 return 1;
  65         }
  66         return 0;
  67 }
  68 EXPORT_SYMBOL_GPL(e820_any_mapped);
  69
  70 /*
  71  * This function checks if the entire range <start,end> is mapped with type.
  72  *
  73  * Note: this function only works correct if the e820 table is sorted and
  74  * not-overlapping, which is the case
  75  */
  76 int __init e820_all_mapped(u64 start, u64 end, unsigned type)
  77 {
  78         int i;
  79
  80         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
  81                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
  82
  83                 if (type && ei->type != type)
  84                         continue;
  85                 /* is the region (part) in overlap with the current region ?*/
  86                 if (ei->addr >= end || ei->addr + ei->size <= start)
  87                         continue;
  88
  89                 /* if the region is at the beginning of <start,end> we move
  90                  * start to the end of the region since it's ok until there
  91                  */
  92                 if (ei->addr <= start)
  93                         start = ei->addr + ei->size;
  94                 /*
  95                  * if start is now at or beyond end, we're done, full
  96                  * coverage
  97                  */
  98                 if (start >= end)
  99                         return 1;
 100         }
 101         return 0;
 102 }
 103
 104 /*
 105  * Add a memory region to the kernel e820 map.
 106  */
 107 static void __init __e820_add_region(struct e820map *e820x, u64 start, u64 size,
 108                                          int type)
 109 {
 110         int x = e820x->nr_map;
 111
 112         if (x >= ARRAY_SIZE(e820x->map)) {
 113                 printk(KERN_ERR "Ooops! Too many entries in the memory map!\n");
 114                 return;
 115         }
 116
 117         e820x->map[x].addr = start;
 118         e820x->map[x].size = size;
 119         e820x->map[x].type = type;
 120         e820x->nr_map++;
 121 }
 122
 123 void __init e820_add_region(u64 start, u64 size, int type)
 124 {
 125         __e820_add_region(&e820, start, size, type);
 126 }
 127
 128 static void __init e820_print_type(u32 type)
 129 {
 130         switch (type) {
 131         case E820_RAM:
 132         case E820_RESERVED_KERN:
 133                 printk(KERN_CONT "(usable)");
 134                 break;
 135         case E820_RESERVED:
 136                 printk(KERN_CONT "(reserved)");
 137                 break;
 138         case E820_ACPI:
 139                 printk(KERN_CONT "(ACPI data)");
 140                 break;
 141         case E820_NVS:
 142                 printk(KERN_CONT "(ACPI NVS)");
 143                 break;
 144         case E820_UNUSABLE:
 145                 printk(KERN_CONT "(unusable)");
 146                 break;
 147         default:
 148                 printk(KERN_CONT "type %u", type);
 149                 break;
 150         }
 151 }
 152
 153 void __init e820_print_map(char *who)
 154 {
 155         int i;
 156
 157         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 158                 printk(KERN_INFO " %s: %016Lx - %016Lx ", who,
 159                        (unsigned long long) e820.map[i].addr,
 160                        (unsigned long long)
 161                        (e820.map[i].addr + e820.map[i].size));
 162                 e820_print_type(e820.map[i].type);
 163                 printk(KERN_CONT "\n");
 164         }
 165 }
 166
 167 /*
 168  * Sanitize the BIOS e820 map.
 169  *
 170  * Some e820 responses include overlapping entries. The following
 171  * replaces the original e820 map with a new one, removing overlaps,
 172  * and resolving conflicting memory types in favor of highest
 173  * numbered type.
 174  *
 175  * The input parameter biosmap points to an array of 'struct
 176  * e820entry' which on entry has elements in the range [0, *pnr_map)
 177  * valid, and which has space for up to max_nr_map entries.
 178  * On return, the resulting sanitized e820 map entries will be in
 179  * overwritten in the same location, starting at biosmap.
 180  *
 181  * The integer pointed to by pnr_map must be valid on entry (the
 182  * current number of valid entries located at biosmap) and will
 183  * be updated on return, with the new number of valid entries
 184  * (something no more than max_nr_map.)
 185  *
 186  * The return value from sanitize_e820_map() is zero if it
 187  * successfully 'sanitized' the map entries passed in, and is -1
 188  * if it did nothing, which can happen if either of (1) it was
 189  * only passed one map entry, or (2) any of the input map entries
 190  * were invalid (start + size < start, meaning that the size was
 191  * so big the described memory range wrapped around through zero.)
 192  *
 193  *      Visually we're performing the following
 194  *      (1,2,3,4 = memory types)...
 195  *
 196  *      Sample memory map (w/overlaps):
 197  *         ____22__________________
 198  *         ______________________4_
 199  *         ____1111________________
 200  *         _44_____________________
 201  *         11111111________________
 202  *         ____________________33__
 203  *         ___________44___________
 204  *         __________33333_________
 205  *         ______________22________
 206  *         ___________________2222_
 207  *         _________111111111______
 208  *         _____________________11_
 209  *         _________________4______
 210  *
 211  *      Sanitized equivalent (no overlap):
 212  *         1_______________________
 213  *         _44_____________________
 214  *         ___1____________________
 215  *         ____22__________________
 216  *         ______11________________
 217  *         _________1______________
 218  *         __________3_____________
 219  *         ___________44___________
 220  *         _____________33_________
 221  *         _______________2________
 222  *         ________________1_______
 223  *         _________________4______
 224  *         ___________________2____
 225  *         ____________________33__
 226  *         ______________________4_
 227  */
 228
 229 int __init sanitize_e820_map(struct e820entry *biosmap, int max_nr_map,
 230                              u32 *pnr_map)
 231 {
 232         struct change_member {
 233                 struct e820entry *pbios; /* pointer to original bios entry */
 234                 unsigned long long addr; /* address for this change point */
 235         };
 236         static struct change_member change_point_list[2*E820_X_MAX] __initdata;
 237         static struct change_member *change_point[2*E820_X_MAX] __initdata;
 238         static struct e820entry *overlap_list[E820_X_MAX] __initdata;
 239         static struct e820entry new_bios[E820_X_MAX] __initdata;
 240         struct change_member *change_tmp;
 241         unsigned long current_type, last_type;
 242         unsigned long long last_addr;
 243         int chgidx, still_changing;
 244         int overlap_entries;
 245         int new_bios_entry;
 246         int old_nr, new_nr, chg_nr;
 247         int i;
 248
 249         /* if there's only one memory region, don't bother */
 250         if (*pnr_map < 2)
 251                 return -1;
 252
 253         old_nr = *pnr_map;
 254         BUG_ON(old_nr > max_nr_map);
 255
 256         /* bail out if we find any unreasonable addresses in bios map */
 257         for (i = 0; i < old_nr; i++)
 258                 if (biosmap[i].addr + biosmap[i].size < biosmap[i].addr)
 259                         return -1;
 260
 261         /* create pointers for initial change-point information (for sorting) */
 262         for (i = 0; i < 2 * old_nr; i++)
 263                 change_point[i] = &change_point_list[i];
 264
 265         /* record all known change-points (starting and ending addresses),
 266            omitting those that are for empty memory regions */
 267         chgidx = 0;
 268         for (i = 0; i < old_nr; i++)    {
 269                 if (biosmap[i].size != 0) {
 270                         change_point[chgidx]->addr = biosmap[i].addr;
 271                         change_point[chgidx++]->pbios = &biosmap[i];
 272                         change_point[chgidx]->addr = biosmap[i].addr +
 273                                 biosmap[i].size;
 274                         change_point[chgidx++]->pbios = &biosmap[i];
 275                 }
 276         }
 277         chg_nr = chgidx;
 278
 279         /* sort change-point list by memory addresses (low -> high) */
 280         still_changing = 1;
 281         while (still_changing)  {
 282                 still_changing = 0;
 283                 for (i = 1; i < chg_nr; i++)  {
 284                         unsigned long long curaddr, lastaddr;
 285                         unsigned long long curpbaddr, lastpbaddr;
 286
 287                         curaddr = change_point[i]->addr;
 288                         lastaddr = change_point[i - 1]->addr;
 289                         curpbaddr = change_point[i]->pbios->addr;
 290                         lastpbaddr = change_point[i - 1]->pbios->addr;
 291
 292                         /*
 293                          * swap entries, when:
 294                          *
 295                          * curaddr > lastaddr or
 296                          * curaddr == lastaddr and curaddr == curpbaddr and
 297                          * lastaddr != lastpbaddr
 298                          */
 299                         if (curaddr < lastaddr ||
 300                             (curaddr == lastaddr && curaddr == curpbaddr &&
 301                              lastaddr != lastpbaddr)) {
 302                                 change_tmp = change_point[i];
 303                                 change_point[i] = change_point[i-1];
 304                                 change_point[i-1] = change_tmp;
 305                                 still_changing = 1;
 306                         }
 307                 }
 308         }
 309
 310         /* create a new bios memory map, removing overlaps */
 311         overlap_entries = 0;     /* number of entries in the overlap table */
 312         new_bios_entry = 0;      /* index for creating new bios map entries */
 313         last_type = 0;           /* start with undefined memory type */
 314         last_addr = 0;           /* start with 0 as last starting address */
 315
 316         /* loop through change-points, determining affect on the new bios map */
 317         for (chgidx = 0; chgidx < chg_nr; chgidx++) {
 318                 /* keep track of all overlapping bios entries */
 319                 if (change_point[chgidx]->addr ==
 320                     change_point[chgidx]->pbios->addr) {
 321                         /*
 322                          * add map entry to overlap list (> 1 entry
 323                          * implies an overlap)
 324                          */
 325                         overlap_list[overlap_entries++] =
 326                                 change_point[chgidx]->pbios;
 327                 } else {
 328                         /*
 329                          * remove entry from list (order independent,
 330                          * so swap with last)
 331                          */
 332                         for (i = 0; i < overlap_entries; i++) {
 333                                 if (overlap_list[i] ==
 334                                     change_point[chgidx]->pbios)
 335                                         overlap_list[i] =
 336                                                 overlap_list[overlap_entries-1];
 337                         }
 338                         overlap_entries--;
 339                 }
 340                 /*
 341                  * if there are overlapping entries, decide which
 342                  * "type" to use (larger value takes precedence --
 343                  * 1=usable, 2,3,4,4+=unusable)
 344                  */
 345                 current_type = 0;
 346                 for (i = 0; i < overlap_entries; i++)
 347                         if (overlap_list[i]->type > current_type)
 348                                 current_type = overlap_list[i]->type;
 349                 /*
 350                  * continue building up new bios map based on this
 351                  * information
 352                  */
 353                 if (current_type != last_type)  {
 354                         if (last_type != 0)      {
 355                                 new_bios[new_bios_entry].size =
 356                                         change_point[chgidx]->addr - last_addr;
 357                                 /*
 358                                  * move forward only if the new size
 359                                  * was non-zero
 360                                  */
 361                                 if (new_bios[new_bios_entry].size != 0)
 362                                         /*
 363                                          * no more space left for new
 364                                          * bios entries ?
 365                                          */
 366                                         if (++new_bios_entry >= max_nr_map)
 367                                                 break;
 368                         }
 369                         if (current_type != 0)  {
 370                                 new_bios[new_bios_entry].addr =
 371                                         change_point[chgidx]->addr;
 372                                 new_bios[new_bios_entry].type = current_type;
 373                                 last_addr = change_point[chgidx]->addr;
 374                         }
 375                         last_type = current_type;
 376                 }
 377         }
 378         /* retain count for new bios entries */
 379         new_nr = new_bios_entry;
 380
 381         /* copy new bios mapping into original location */
 382         memcpy(biosmap, new_bios, new_nr * sizeof(struct e820entry));
 383         *pnr_map = new_nr;
 384
 385         return 0;
 386 }
 387
 388 static int __init __append_e820_map(struct e820entry *biosmap, int nr_map)
 389 {
 390         while (nr_map) {
 391                 u64 start = biosmap->addr;
 392                 u64 size = biosmap->size;
 393                 u64 end = start + size;
 394                 u32 type = biosmap->type;
 395
 396                 /* Overflow in 64 bits? Ignore the memory map. */
 397                 if (start > end)
 398                         return -1;
 399
 400                 e820_add_region(start, size, type);
 401
 402                 biosmap++;
 403                 nr_map--;
 404         }
 405         return 0;
 406 }
 407
 408 /*
 409  * Copy the BIOS e820 map into a safe place.
 410  *
 411  * Sanity-check it while we're at it..
 412  *
 413  * If we're lucky and live on a modern system, the setup code
 414  * will have given us a memory map that we can use to properly
 415  * set up memory.  If we aren't, we'll fake a memory map.
 416  */
 417 static int __init append_e820_map(struct e820entry *biosmap, int nr_map)
 418 {
 419         /* Only one memory region (or negative)? Ignore it */
 420         if (nr_map < 2)
 421                 return -1;
 422
 423         return __append_e820_map(biosmap, nr_map);
 424 }
 425
 426 static u64 __init __e820_update_range(struct e820map *e820x, u64 start,
 427                                         u64 size, unsigned old_type,
 428                                         unsigned new_type)
 429 {
 430         u64 end;
 431         unsigned int i;
 432         u64 real_updated_size = 0;
 433
 434         BUG_ON(old_type == new_type);
 435
 436         if (size > (ULLONG_MAX - start))
 437                 size = ULLONG_MAX - start;
 438
 439         end = start + size;
 440         printk(KERN_DEBUG "e820 update range: %016Lx - %016Lx ",
 441                        (unsigned long long) start,
 442                        (unsigned long long) end);
 443         e820_print_type(old_type);
 444         printk(KERN_CONT " ==> ");
 445         e820_print_type(new_type);
 446         printk(KERN_CONT "\n");
 447
 448         for (i = 0; i < e820x->nr_map; i++) {
 449                 struct e820entry *ei = &e820x->map[i];
 450                 u64 final_start, final_end;
 451                 u64 ei_end;
 452
 453                 if (ei->type != old_type)
 454                         continue;
 455
 456                 ei_end = ei->addr + ei->size;
 457                 /* totally covered by new range? */
 458                 if (ei->addr >= start && ei_end <= end) {
 459                         ei->type = new_type;
 460                         real_updated_size += ei->size;
 461                         continue;
 462                 }
 463
 464                 /* new range is totally covered? */
 465                 if (ei->addr < start && ei_end > end) {
 466                         __e820_add_region(e820x, start, size, new_type);
 467                         __e820_add_region(e820x, end, ei_end - end, ei->type);
 468                         ei->size = start - ei->addr;
 469                         real_updated_size += size;
 470                         continue;
 471                 }
 472
 473                 /* partially covered */
 474                 final_start = max(start, ei->addr);
 475                 final_end = min(end, ei_end);
 476                 if (final_start >= final_end)
 477                         continue;
 478
 479                 __e820_add_region(e820x, final_start, final_end - final_start,
 480                                   new_type);
 481
 482                 real_updated_size += final_end - final_start;
 483
 484                 /*
 485                  * left range could be head or tail, so need to update
 486                  * size at first.
 487                  */
 488                 ei->size -= final_end - final_start;
 489                 if (ei->addr < final_start)
 490                         continue;
 491                 ei->addr = final_end;
 492         }
 493         return real_updated_size;
 494 }
 495
 496 u64 __init e820_update_range(u64 start, u64 size, unsigned old_type,
 497                              unsigned new_type)
 498 {
 499         return __e820_update_range(&e820, start, size, old_type, new_type);
 500 }
 501
 502 static u64 __init e820_update_range_saved(u64 start, u64 size,
 503                                           unsigned old_type, unsigned new_type)
 504 {
 505         return __e820_update_range(&e820_saved, start, size, old_type,
 506                                      new_type);
 507 }
 508
 509 /* make e820 not cover the range */
 510 u64 __init e820_remove_range(u64 start, u64 size, unsigned old_type,
 511                              int checktype)
 512 {
 513         int i;
 514         u64 end;
 515         u64 real_removed_size = 0;
 516
 517         if (size > (ULLONG_MAX - start))
 518                 size = ULLONG_MAX - start;
 519
 520         end = start + size;
 521         printk(KERN_DEBUG "e820 remove range: %016Lx - %016Lx ",
 522                        (unsigned long long) start,
 523                        (unsigned long long) end);
 524         if (checktype)
 525                 e820_print_type(old_type);
 526         printk(KERN_CONT "\n");
 527
 528         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 529                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 530                 u64 final_start, final_end;
 531                 u64 ei_end;
 532
 533                 if (checktype && ei->type != old_type)
 534                         continue;
 535
 536                 ei_end = ei->addr + ei->size;
 537                 /* totally covered? */
 538                 if (ei->addr >= start && ei_end <= end) {
 539                         real_removed_size += ei->size;
 540                         memset(ei, 0, sizeof(struct e820entry));
 541                         continue;
 542                 }
 543
 544                 /* new range is totally covered? */
 545                 if (ei->addr < start && ei_end > end) {
 546                         e820_add_region(end, ei_end - end, ei->type);
 547                         ei->size = start - ei->addr;
 548                         real_removed_size += size;
 549                         continue;
 550                 }
 551
 552                 /* partially covered */
 553                 final_start = max(start, ei->addr);
 554                 final_end = min(end, ei_end);
 555                 if (final_start >= final_end)
 556                         continue;
 557                 real_removed_size += final_end - final_start;
 558
 559                 /*
 560                  * left range could be head or tail, so need to update
 561                  * size at first.
 562                  */
 563                 ei->size -= final_end - final_start;
 564                 if (ei->addr < final_start)
 565                         continue;
 566                 ei->addr = final_end;
 567         }
 568         return real_removed_size;
 569 }
 570
 571 void __init update_e820(void)
 572 {
 573         u32 nr_map;
 574
 575         nr_map = e820.nr_map;
 576         if (sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &nr_map))
 577                 return;
 578         e820.nr_map = nr_map;
 579         printk(KERN_INFO "modified physical RAM map:\n");
 580         e820_print_map("modified");
 581 }
 582 static void __init update_e820_saved(void)
 583 {
 584         u32 nr_map;
 585
 586         nr_map = e820_saved.nr_map;
 587         if (sanitize_e820_map(e820_saved.map, ARRAY_SIZE(e820_saved.map), &nr_map))
 588                 return;
 589         e820_saved.nr_map = nr_map;
 590 }
 591 #define MAX_GAP_END 0x100000000ull
 592 /*
 593  * Search for a gap in the e820 memory space from start_addr to end_addr.
 594  */
 595 __init int e820_search_gap(unsigned long *gapstart, unsigned long *gapsize,
 596                 unsigned long start_addr, unsigned long long end_addr)
 597 {
 598         unsigned long long last;
 599         int i = e820.nr_map;
 600         int found = 0;
 601
 602         last = (end_addr && end_addr < MAX_GAP_END) ? end_addr : MAX_GAP_END;
 603
 604         while (--i >= 0) {
 605                 unsigned long long start = e820.map[i].addr;
 606                 unsigned long long end = start + e820.map[i].size;
 607
 608                 if (end < start_addr)
 609                         continue;
 610
 611                 /*
 612                  * Since "last" is at most 4GB, we know we'll
 613                  * fit in 32 bits if this condition is true
 614                  */
 615                 if (last > end) {
 616                         unsigned long gap = last - end;
 617
 618                         if (gap >= *gapsize) {
 619                                 *gapsize = gap;
 620                                 *gapstart = end;
 621                                 found = 1;
 622                         }
 623                 }
 624                 if (start < last)
 625                         last = start;
 626         }
 627         return found;
 628 }
 629
 630 /*
 631  * Search for the biggest gap in the low 32 bits of the e820
 632  * memory space.  We pass this space to PCI to assign MMIO resources
 633  * for hotplug or unconfigured devices in.
 634  * Hopefully the BIOS let enough space left.
 635  */
 636 __init void e820_setup_gap(void)
 637 {
 638         unsigned long gapstart, gapsize;
 639         int found;
 640
 641         gapstart = 0x10000000;
 642         gapsize = 0x400000;
 643         found  = e820_search_gap(&gapstart, &gapsize, 0, MAX_GAP_END);
 644
 645 #ifdef CONFIG_X86_64
 646         if (!found) {
 647                 gapstart = (max_pfn << PAGE_SHIFT) + 1024*1024;
 648                 printk(KERN_ERR
 649         "PCI: Warning: Cannot find a gap in the 32bit address range\n"
 650         "PCI: Unassigned devices with 32bit resource registers may break!\n");
 651         }
 652 #endif
 653
 654         /*
 655          * e820_reserve_resources_late protect stolen RAM already
 656          */
 657         pci_mem_start = gapstart;
 658
 659         printk(KERN_INFO
 660                "Allocating PCI resources starting at %lx (gap: %lx:%lx)\n",
 661                pci_mem_start, gapstart, gapsize);
 662 }
 663
 664 /**
 665  * Because of the size limitation of struct boot_params, only first
 666  * 128 E820 memory entries are passed to kernel via
 667  * boot_params.e820_map, others are passed via SETUP_E820_EXT node of
 668  * linked list of struct setup_data, which is parsed here.
 669  */
 670 void __init parse_e820_ext(struct setup_data *sdata, unsigned long pa_data)
 671 {
 672         u32 map_len;
 673         int entries;
 674         struct e820entry *extmap;
 675
 676         entries = sdata->len / sizeof(struct e820entry);
 677         map_len = sdata->len + sizeof(struct setup_data);
 678         if (map_len > PAGE_SIZE)
 679                 sdata = early_ioremap(pa_data, map_len);
 680         extmap = (struct e820entry *)(sdata->data);
 681         __append_e820_map(extmap, entries);
 682         sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
 683         if (map_len > PAGE_SIZE)
 684                 early_iounmap(sdata, map_len);
 685         printk(KERN_INFO "extended physical RAM map:\n");
 686         e820_print_map("extended");
 687 }
 688
 689 #if defined(CONFIG_X86_64) || \
 690         (defined(CONFIG_X86_32) && defined(CONFIG_HIBERNATION))
 691 /**
 692  * Find the ranges of physical addresses that do not correspond to
 693  * e820 RAM areas and mark the corresponding pages as nosave for
 694  * hibernation (32 bit) or software suspend and suspend to RAM (64 bit).
 695  *
 696  * This function requires the e820 map to be sorted and without any
 697  * overlapping entries and assumes the first e820 area to be RAM.
 698  */
 699 void __init e820_mark_nosave_regions(unsigned long limit_pfn)
 700 {
 701         int i;
 702         unsigned long pfn;
 703
 704         pfn = PFN_DOWN(e820.map[0].addr + e820.map[0].size);
 705         for (i = 1; i < e820.nr_map; i++) {
 706                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 707
 708                 if (pfn < PFN_UP(ei->addr))
 709                         register_nosave_region(pfn, PFN_UP(ei->addr));
 710
 711                 pfn = PFN_DOWN(ei->addr + ei->size);
 712                 if (ei->type != E820_RAM && ei->type != E820_RESERVED_KERN)
 713                         register_nosave_region(PFN_UP(ei->addr), pfn);
 714
 715                 if (pfn >= limit_pfn)
 716                         break;
 717         }
 718 }
 719 #endif
 720
 721 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
 722 /**
 723  * Mark ACPI NVS memory region, so that we can save/restore it during
 724  * hibernation and the subsequent resume.
 725  */
 726 static int __init e820_mark_nvs_memory(void)
 727 {
 728         int i;
 729
 730         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 731                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 732
 733                 if (ei->type == E820_NVS)
 734                         suspend_nvs_register(ei->addr, ei->size);
 735         }
 736
 737         return 0;
 738 }
 739 core_initcall(e820_mark_nvs_memory);
 740 #endif
 741
 742 /*
 743  * pre allocated 4k and reserved it in memblock and e820_saved
 744  */
 745 u64 __init early_reserve_e820(u64 startt, u64 sizet, u64 align)
 746 {
 747         u64 size = 0;
 748         u64 addr;
 749         u64 start;
 750
 751         for (start = startt; ; start += size) {
 752                 start = memblock_x86_find_in_range_size(start, &size, align);
 753                 if (start == MEMBLOCK_ERROR)
 754                         return 0;
 755                 if (size >= sizet)
 756                         break;
 757         }
 758
 759 #ifdef CONFIG_X86_32
 760         if (start >= MAXMEM)
 761                 return 0;
 762         if (start + size > MAXMEM)
 763                 size = MAXMEM - start;
 764 #endif
 765
 766         addr = round_down(start + size - sizet, align);
 767         if (addr < start)
 768                 return 0;
 769         memblock_x86_reserve_range(addr, addr + sizet, "new next");
 770         e820_update_range_saved(addr, sizet, E820_RAM, E820_RESERVED);
 771         printk(KERN_INFO "update e820_saved for early_reserve_e820\n");
 772         update_e820_saved();
 773
 774         return addr;
 775 }
 776
 777 #ifdef CONFIG_X86_32
 778 # ifdef CONFIG_X86_PAE
 779 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(36-PAGE_SHIFT))
 780 # else
 781 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(32-PAGE_SHIFT))
 782 # endif
 783 #else /* CONFIG_X86_32 */
 784 # define MAX_ARCH_PFN MAXMEM>>PAGE_SHIFT
 785 #endif
 786
 787 /*
 788  * Find the highest page frame number we have available
 789  */
 790 static unsigned long __init e820_end_pfn(unsigned long limit_pfn, unsigned type)
 791 {
 792         int i;
 793         unsigned long last_pfn = 0;
 794         unsigned long max_arch_pfn = MAX_ARCH_PFN;
 795
 796         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 797                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 798                 unsigned long start_pfn;
 799                 unsigned long end_pfn;
 800
 801                 if (ei->type != type)
 802                         continue;
 803
 804                 start_pfn = ei->addr >> PAGE_SHIFT;
 805                 end_pfn = (ei->addr + ei->size) >> PAGE_SHIFT;
 806
 807                 if (start_pfn >= limit_pfn)
 808                         continue;
 809                 if (end_pfn > limit_pfn) {
 810                         last_pfn = limit_pfn;
 811                         break;
 812                 }
 813                 if (end_pfn > last_pfn)
 814                         last_pfn = end_pfn;
 815         }
 816
 817         if (last_pfn > max_arch_pfn)
 818                 last_pfn = max_arch_pfn;
 819
 820         printk(KERN_INFO "last_pfn = %#lx max_arch_pfn = %#lx\n",
 821                          last_pfn, max_arch_pfn);
 822         return last_pfn;
 823 }
 824 unsigned long __init e820_end_of_ram_pfn(void)
 825 {
 826         return e820_end_pfn(MAX_ARCH_PFN, E820_RAM);
 827 }
 828
 829 unsigned long __init e820_end_of_low_ram_pfn(void)
 830 {
 831         return e820_end_pfn(1UL<<(32 - PAGE_SHIFT), E820_RAM);
 832 }
 833
 834 static void early_panic(char *msg)
 835 {
 836         early_printk(msg);
 837         panic(msg);
 838 }
 839
 840 static int userdef __initdata;
 841
 842 /* "mem=nopentium" disables the 4MB page tables. */
 843 static int __init parse_memopt(char *p)
 844 {
 845         u64 mem_size;
 846
 847         if (!p)
 848                 return -EINVAL;
 849
 850 #ifdef CONFIG_X86_32
 851         if (!strcmp(p, "nopentium")) {
 852                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_PSE);
 853                 return 0;
 854         }
 855 #endif
 856
 857         userdef = 1;
 858         mem_size = memparse(p, &p);
 859         e820_remove_range(mem_size, ULLONG_MAX - mem_size, E820_RAM, 1);
 860
 861         return 0;
 862 }
 863 early_param("mem", parse_memopt);
 864
 865 static int __init parse_memmap_opt(char *p)
 866 {
 867         char *oldp;
 868         u64 start_at, mem_size;
 869
 870         if (!p)
 871                 return -EINVAL;
 872
 873         if (!strncmp(p, "exactmap", 8)) {
 874 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 875                 /*
 876                  * If we are doing a crash dump, we still need to know
 877                  * the real mem size before original memory map is
 878                  * reset.
 879                  */
 880                 saved_max_pfn = e820_end_of_ram_pfn();
 881 #endif
 882                 e820.nr_map = 0;
 883                 userdef = 1;
 884                 return 0;
 885         }
 886
 887         oldp = p;
 888         mem_size = memparse(p, &p);
 889         if (p == oldp)
 890                 return -EINVAL;
 891
 892         userdef = 1;
 893         if (*p == '@') {
 894                 start_at = memparse(p+1, &p);
 895                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_RAM);
 896         } else if (*p == '#') {
 897                 start_at = memparse(p+1, &p);
 898                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_ACPI);
 899         } else if (*p == '$') {
 900                 start_at = memparse(p+1, &p);
 901                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_RESERVED);
 902         } else
 903                 e820_remove_range(mem_size, ULLONG_MAX - mem_size, E820_RAM, 1);
 904
 905         return *p == '\0' ? 0 : -EINVAL;
 906 }
 907 early_param("memmap", parse_memmap_opt);
 908
 909 void __init finish_e820_parsing(void)
 910 {
 911         if (userdef) {
 912                 u32 nr = e820.nr_map;
 913
 914                 if (sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &nr) < 0)
 915                         early_panic("Invalid user supplied memory map");
 916                 e820.nr_map = nr;
 917
 918                 printk(KERN_INFO "user-defined physical RAM map:\n");
 919                 e820_print_map("user");
 920         }
 921 }
 922
 923 static inline const char *e820_type_to_string(int e820_type)
 924 {
 925         switch (e820_type) {
 926         case E820_RESERVED_KERN:
 927         case E820_RAM:  return "System RAM";
 928         case E820_ACPI: return "ACPI Tables";
 929         case E820_NVS:  return "ACPI Non-volatile Storage";
 930         case E820_UNUSABLE:     return "Unusable memory";
 931         default:        return "reserved";
 932         }
 933 }
 934
 935 /*
 936  * Mark e820 reserved areas as busy for the resource manager.
 937  */
 938 static struct resource __initdata *e820_res;
 939 void __init e820_reserve_resources(void)
 940 {
 941         int i;
 942         struct resource *res;
 943         u64 end;
 944
 945         res = alloc_bootmem(sizeof(struct resource) * e820.nr_map);
 946         e820_res = res;
 947         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 948                 end = e820.map[i].addr + e820.map[i].size - 1;
 949                 if (end != (resource_size_t)end) {
 950                         res++;
 951                         continue;
 952                 }
 953                 res->name = e820_type_to_string(e820.map[i].type);
 954                 res->start = e820.map[i].addr;
 955                 res->end = end;
 956
 957                 res->flags = IORESOURCE_MEM;
 958
 959                 /*
 960                  * don't register the region that could be conflicted with
 961                  * pci device BAR resource and insert them later in
 962                  * pcibios_resource_survey()
 963                  */
 964                 if (e820.map[i].type != E820_RESERVED || res->start < (1ULL<<20)) {
 965                         res->flags |= IORESOURCE_BUSY;
 966                         insert_resource(&iomem_resource, res);
 967                 }
 968                 res++;
 969         }
 970
 971         for (i = 0; i < e820_saved.nr_map; i++) {
 972                 struct e820entry *entry = &e820_saved.map[i];
 973                 firmware_map_add_early(entry->addr,
 974                         entry->addr + entry->size - 1,
 975                         e820_type_to_string(entry->type));
 976         }
 977 }
 978
 979 /* How much should we pad RAM ending depending on where it is? */
 980 static unsigned long ram_alignment(resource_size_t pos)
 981 {
 982         unsigned long mb = pos >> 20;
 983
 984         /* To 64kB in the first megabyte */
 985         if (!mb)
 986                 return 64*1024;
 987
 988         /* To 1MB in the first 16MB */
 989         if (mb < 16)
 990                 return 1024*1024;
 991
 992         /* To 64MB for anything above that */
 993         return 64*1024*1024;
 994 }
 995
 996 #define MAX_RESOURCE_SIZE ((resource_size_t)-1)
 997
 998 void __init e820_reserve_resources_late(void)
 999 {
1000         int i;
1001         struct resource *res;
1002
1003         res = e820_res;
1004         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1005                 if (!res->parent && res->end)
1006                         insert_resource_expand_to_fit(&iomem_resource, res);
1007                 res++;
1008         }
1009
1010         /*
1011          * Try to bump up RAM regions to reasonable boundaries to
1012          * avoid stolen RAM:
1013          */
1014         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1015                 struct e820entry *entry = &e820.map[i];
1016                 u64 start, end;
1017
1018                 if (entry->type != E820_RAM)
1019                         continue;
1020                 start = entry->addr + entry->size;
1021                 end = round_up(start, ram_alignment(start)) - 1;
1022                 if (end > MAX_RESOURCE_SIZE)
1023                         end = MAX_RESOURCE_SIZE;
1024                 if (start >= end)
1025                         continue;
1026                 printk(KERN_DEBUG "reserve RAM buffer: %016llx - %016llx ",
1027                                start, end);
1028                 reserve_region_with_split(&iomem_resource, start, end,
1029                                           "RAM buffer");
1030         }
1031 }
1032
1033 char *__init default_machine_specific_memory_setup(void)
1034 {
1035         char *who = "BIOS-e820";
1036         u32 new_nr;
1037         /*
1038          * Try to copy the BIOS-supplied E820-map.
1039          *
1040          * Otherwise fake a memory map; one section from 0k->640k,
1041          * the next section from 1mb->appropriate_mem_k
1042          */
1043         new_nr = boot_params.e820_entries;
1044         sanitize_e820_map(boot_params.e820_map,
1045                         ARRAY_SIZE(boot_params.e820_map),
1046                         &new_nr);
1047         boot_params.e820_entries = new_nr;
1048         if (append_e820_map(boot_params.e820_map, boot_params.e820_entries)
1049           < 0) {
1050                 u64 mem_size;
1051
1052                 /* compare results from other methods and take the greater */
1053                 if (boot_params.alt_mem_k
1054                     < boot_params.screen_info.ext_mem_k) {
1055                         mem_size = boot_params.screen_info.ext_mem_k;
1056                         who = "BIOS-88";
1057                 } else {
1058                         mem_size = boot_params.alt_mem_k;
1059                         who = "BIOS-e801";
1060                 }
1061
1062                 e820.nr_map = 0;
1063                 e820_add_region(0, LOWMEMSIZE(), E820_RAM);
1064                 e820_add_region(HIGH_MEMORY, mem_size << 10, E820_RAM);
1065         }
1066
1067         /* In case someone cares... */
1068         return who;
1069 }
1070
1071 void __init setup_memory_map(void)
1072 {
1073         char *who;
1074
1075         who = x86_init.resources.memory_setup();
1076         memcpy(&e820_saved, &e820, sizeof(struct e820map));
1077         printk(KERN_INFO "BIOS-provided physical RAM map:\n");
1078         e820_print_map(who);
1079 }
1080
1081 void __init memblock_x86_fill(void)
1082 {
1083         int i;
1084         u64 end;
1085
1086         /*
1087          * EFI may have more than 128 entries
1088          * We are safe to enable resizing, beause memblock_x86_fill()
1089          * is rather later for x86
1090          */
1091         memblock_can_resize = 1;
1092
1093         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1094                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
1095
1096                 end = ei->addr + ei->size;
1097                 if (end != (resource_size_t)end)
1098                         continue;
1099
1100                 if (ei->type != E820_RAM && ei->type != E820_RESERVED_KERN)
1101                         continue;
1102
1103                 memblock_add(ei->addr, ei->size);
1104         }
1105
1106         memblock_analyze();
1107         memblock_dump_all();
1108 }
1109
1110 void __init memblock_find_dma_reserve(void)
1111 {
1112 #ifdef CONFIG_X86_64
1113         u64 free_size_pfn;
1114         u64 mem_size_pfn;
1115         /*
1116          * need to find out used area below MAX_DMA_PFN
1117          * need to use memblock to get free size in [0, MAX_DMA_PFN]
1118          * at first, and assume boot_mem will not take below MAX_DMA_PFN
1119          */
1120         mem_size_pfn = memblock_x86_memory_in_range(0, MAX_DMA_PFN << PAGE_SHIFT) >> PAGE_SHIFT;
1121         free_size_pfn = memblock_x86_free_memory_in_range(0, MAX_DMA_PFN << PAGE_SHIFT) >> PAGE_SHIFT;
1122         set_dma_reserve(mem_size_pfn - free_size_pfn);
1123 #endif
1124 }