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/crash_dump.h>
  15 #include <linux/export.h>
  16 #include <linux/bootmem.h>
  17 #include <linux/pfn.h>
  18 #include <linux/suspend.h>
  19 #include <linux/acpi.h>
  20 #include <linux/firmware-map.h>
  21 #include <linux/memblock.h>
  22
  23 #include <asm/e820.h>
  24 #include <asm/proto.h>
  25 #include <asm/setup.h>
  26
  27 /*
  28  * The e820 map is the map that gets modified e.g. with command line parameters
  29  * and that is also registered with modifications in the kernel resource tree
  30  * with the iomem_resource as parent.
  31  *
  32  * The e820_saved is directly saved after the BIOS-provided memory map is
  33  * copied. It doesn't get modified afterwards. It's registered for the
  34  * /sys/firmware/memmap interface.
  35  *
  36  * That memory map is not modified and is used as base for kexec. The kexec'd
  37  * kernel should get the same memory map as the firmware provides. Then the
  38  * user can e.g. boot the original kernel with mem=1G while still booting the
  39  * next kernel with full memory.
  40  */
  41 struct e820map e820;
  42 struct e820map e820_saved;
  43
  44 /* For PCI or other memory-mapped resources */
  45 unsigned long pci_mem_start = 0xaeedbabe;
  46 #ifdef CONFIG_PCI
  47 EXPORT_SYMBOL(pci_mem_start);
  48 #endif
  49
  50 /*
  51  * This function checks if any part of the range <start,end> is mapped
  52  * with type.
  53  */
  54 int
  55 e820_any_mapped(u64 start, u64 end, unsigned type)
  56 {
  57         int i;
  58
  59         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
  60                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
  61
  62                 if (type && ei->type != type)
  63                         continue;
  64                 if (ei->addr >= end || ei->addr + ei->size <= start)
  65                         continue;
  66                 return 1;
  67         }
  68         return 0;
  69 }
  70 EXPORT_SYMBOL_GPL(e820_any_mapped);
  71
  72 /*
  73  * This function checks if the entire range <start,end> is mapped with type.
  74  *
  75  * Note: this function only works correct if the e820 table is sorted and
  76  * not-overlapping, which is the case
  77  */
  78 int __init e820_all_mapped(u64 start, u64 end, unsigned type)
  79 {
  80         int i;
  81
  82         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
  83                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
  84
  85                 if (type && ei->type != type)
  86                         continue;
  87                 /* is the region (part) in overlap with the current region ?*/
  88                 if (ei->addr >= end || ei->addr + ei->size <= start)
  89                         continue;
  90
  91                 /* if the region is at the beginning of <start,end> we move
  92                  * start to the end of the region since it's ok until there
  93                  */
  94                 if (ei->addr <= start)
  95                         start = ei->addr + ei->size;
  96                 /*
  97                  * if start is now at or beyond end, we're done, full
  98                  * coverage
  99                  */
 100                 if (start >= end)
 101                         return 1;
 102         }
 103         return 0;
 104 }
 105
 106 /*
 107  * Add a memory region to the kernel e820 map.
 108  */
 109 static void __init __e820_add_region(struct e820map *e820x, u64 start, u64 size,
 110                                          int type)
 111 {
 112         int x = e820x->nr_map;
 113
 114         if (x >= ARRAY_SIZE(e820x->map)) {
 115                 printk(KERN_ERR "Ooops! Too many entries in the memory map!\n");
 116                 return;
 117         }
 118
 119         e820x->map[x].addr = start;
 120         e820x->map[x].size = size;
 121         e820x->map[x].type = type;
 122         e820x->nr_map++;
 123 }
 124
 125 void __init e820_add_region(u64 start, u64 size, int type)
 126 {
 127         __e820_add_region(&e820, start, size, type);
 128 }
 129
 130 static void __init e820_print_type(u32 type)
 131 {
 132         switch (type) {
 133         case E820_RAM:
 134         case E820_RESERVED_KERN:
 135                 printk(KERN_CONT "(usable)");
 136                 break;
 137         case E820_RESERVED:
 138                 printk(KERN_CONT "(reserved)");
 139                 break;
 140         case E820_ACPI:
 141                 printk(KERN_CONT "(ACPI data)");
 142                 break;
 143         case E820_NVS:
 144                 printk(KERN_CONT "(ACPI NVS)");
 145                 break;
 146         case E820_UNUSABLE:
 147                 printk(KERN_CONT "(unusable)");
 148                 break;
 149         default:
 150                 printk(KERN_CONT "type %u", type);
 151                 break;
 152         }
 153 }
 154
 155 void __init e820_print_map(char *who)
 156 {
 157         int i;
 158
 159         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 160                 printk(KERN_INFO " %s: %016Lx - %016Lx ", who,
 161                        (unsigned long long) e820.map[i].addr,
 162                        (unsigned long long)
 163                        (e820.map[i].addr + e820.map[i].size));
 164                 e820_print_type(e820.map[i].type);
 165                 printk(KERN_CONT "\n");
 166         }
 167 }
 168
 169 /*
 170  * Sanitize the BIOS e820 map.
 171  *
 172  * Some e820 responses include overlapping entries. The following
 173  * replaces the original e820 map with a new one, removing overlaps,
 174  * and resolving conflicting memory types in favor of highest
 175  * numbered type.
 176  *
 177  * The input parameter biosmap points to an array of 'struct
 178  * e820entry' which on entry has elements in the range [0, *pnr_map)
 179  * valid, and which has space for up to max_nr_map entries.
 180  * On return, the resulting sanitized e820 map entries will be in
 181  * overwritten in the same location, starting at biosmap.
 182  *
 183  * The integer pointed to by pnr_map must be valid on entry (the
 184  * current number of valid entries located at biosmap) and will
 185  * be updated on return, with the new number of valid entries
 186  * (something no more than max_nr_map.)
 187  *
 188  * The return value from sanitize_e820_map() is zero if it
 189  * successfully 'sanitized' the map entries passed in, and is -1
 190  * if it did nothing, which can happen if either of (1) it was
 191  * only passed one map entry, or (2) any of the input map entries
 192  * were invalid (start + size < start, meaning that the size was
 193  * so big the described memory range wrapped around through zero.)
 194  *
 195  *      Visually we're performing the following
 196  *      (1,2,3,4 = memory types)...
 197  *
 198  *      Sample memory map (w/overlaps):
 199  *         ____22__________________
 200  *         ______________________4_
 201  *         ____1111________________
 202  *         _44_____________________
 203  *         11111111________________
 204  *         ____________________33__
 205  *         ___________44___________
 206  *         __________33333_________
 207  *         ______________22________
 208  *         ___________________2222_
 209  *         _________111111111______
 210  *         _____________________11_
 211  *         _________________4______
 212  *
 213  *      Sanitized equivalent (no overlap):
 214  *         1_______________________
 215  *         _44_____________________
 216  *         ___1____________________
 217  *         ____22__________________
 218  *         ______11________________
 219  *         _________1______________
 220  *         __________3_____________
 221  *         ___________44___________
 222  *         _____________33_________
 223  *         _______________2________
 224  *         ________________1_______
 225  *         _________________4______
 226  *         ___________________2____
 227  *         ____________________33__
 228  *         ______________________4_
 229  */
 230
 231 int __init sanitize_e820_map(struct e820entry *biosmap, int max_nr_map,
 232                              u32 *pnr_map)
 233 {
 234         struct change_member {
 235                 struct e820entry *pbios; /* pointer to original bios entry */
 236                 unsigned long long addr; /* address for this change point */
 237         };
 238         static struct change_member change_point_list[2*E820_X_MAX] __initdata;
 239         static struct change_member *change_point[2*E820_X_MAX] __initdata;
 240         static struct e820entry *overlap_list[E820_X_MAX] __initdata;
 241         static struct e820entry new_bios[E820_X_MAX] __initdata;
 242         struct change_member *change_tmp;
 243         unsigned long current_type, last_type;
 244         unsigned long long last_addr;
 245         int chgidx, still_changing;
 246         int overlap_entries;
 247         int new_bios_entry;
 248         int old_nr, new_nr, chg_nr;
 249         int i;
 250
 251         /* if there's only one memory region, don't bother */
 252         if (*pnr_map < 2)
 253                 return -1;
 254
 255         old_nr = *pnr_map;
 256         BUG_ON(old_nr > max_nr_map);
 257
 258         /* bail out if we find any unreasonable addresses in bios map */
 259         for (i = 0; i < old_nr; i++)
 260                 if (biosmap[i].addr + biosmap[i].size < biosmap[i].addr)
 261                         return -1;
 262
 263         /* create pointers for initial change-point information (for sorting) */
 264         for (i = 0; i < 2 * old_nr; i++)
 265                 change_point[i] = &change_point_list[i];
 266
 267         /* record all known change-points (starting and ending addresses),
 268            omitting those that are for empty memory regions */
 269         chgidx = 0;
 270         for (i = 0; i < old_nr; i++)    {
 271                 if (biosmap[i].size != 0) {
 272                         change_point[chgidx]->addr = biosmap[i].addr;
 273                         change_point[chgidx++]->pbios = &biosmap[i];
 274                         change_point[chgidx]->addr = biosmap[i].addr +
 275                                 biosmap[i].size;
 276                         change_point[chgidx++]->pbios = &biosmap[i];
 277                 }
 278         }
 279         chg_nr = chgidx;
 280
 281         /* sort change-point list by memory addresses (low -> high) */
 282         still_changing = 1;
 283         while (still_changing)  {
 284                 still_changing = 0;
 285                 for (i = 1; i < chg_nr; i++)  {
 286                         unsigned long long curaddr, lastaddr;
 287                         unsigned long long curpbaddr, lastpbaddr;
 288
 289                         curaddr = change_point[i]->addr;
 290                         lastaddr = change_point[i - 1]->addr;
 291                         curpbaddr = change_point[i]->pbios->addr;
 292                         lastpbaddr = change_point[i - 1]->pbios->addr;
 293
 294                         /*
 295                          * swap entries, when:
 296                          *
 297                          * curaddr > lastaddr or
 298                          * curaddr == lastaddr and curaddr == curpbaddr and
 299                          * lastaddr != lastpbaddr
 300                          */
 301                         if (curaddr < lastaddr ||
 302                             (curaddr == lastaddr && curaddr == curpbaddr &&
 303                              lastaddr != lastpbaddr)) {
 304                                 change_tmp = change_point[i];
 305                                 change_point[i] = change_point[i-1];
 306                                 change_point[i-1] = change_tmp;
 307                                 still_changing = 1;
 308                         }
 309                 }
 310         }
 311
 312         /* create a new bios memory map, removing overlaps */
 313         overlap_entries = 0;     /* number of entries in the overlap table */
 314         new_bios_entry = 0;      /* index for creating new bios map entries */
 315         last_type = 0;           /* start with undefined memory type */
 316         last_addr = 0;           /* start with 0 as last starting address */
 317
 318         /* loop through change-points, determining affect on the new bios map */
 319         for (chgidx = 0; chgidx < chg_nr; chgidx++) {
 320                 /* keep track of all overlapping bios entries */
 321                 if (change_point[chgidx]->addr ==
 322                     change_point[chgidx]->pbios->addr) {
 323                         /*
 324                          * add map entry to overlap list (> 1 entry
 325                          * implies an overlap)
 326                          */
 327                         overlap_list[overlap_entries++] =
 328                                 change_point[chgidx]->pbios;
 329                 } else {
 330                         /*
 331                          * remove entry from list (order independent,
 332                          * so swap with last)
 333                          */
 334                         for (i = 0; i < overlap_entries; i++) {
 335                                 if (overlap_list[i] ==
 336                                     change_point[chgidx]->pbios)
 337                                         overlap_list[i] =
 338                                                 overlap_list[overlap_entries-1];
 339                         }
 340                         overlap_entries--;
 341                 }
 342                 /*
 343                  * if there are overlapping entries, decide which
 344                  * "type" to use (larger value takes precedence --
 345                  * 1=usable, 2,3,4,4+=unusable)
 346                  */
 347                 current_type = 0;
 348                 for (i = 0; i < overlap_entries; i++)
 349                         if (overlap_list[i]->type > current_type)
 350                                 current_type = overlap_list[i]->type;
 351                 /*
 352                  * continue building up new bios map based on this
 353                  * information
 354                  */
 355                 if (current_type != last_type)  {
 356                         if (last_type != 0)      {
 357                                 new_bios[new_bios_entry].size =
 358                                         change_point[chgidx]->addr - last_addr;
 359                                 /*
 360                                  * move forward only if the new size
 361                                  * was non-zero
 362                                  */
 363                                 if (new_bios[new_bios_entry].size != 0)
 364                                         /*
 365                                          * no more space left for new
 366                                          * bios entries ?
 367                                          */
 368                                         if (++new_bios_entry >= max_nr_map)
 369                                                 break;
 370                         }
 371                         if (current_type != 0)  {
 372                                 new_bios[new_bios_entry].addr =
 373                                         change_point[chgidx]->addr;
 374                                 new_bios[new_bios_entry].type = current_type;
 375                                 last_addr = change_point[chgidx]->addr;
 376                         }
 377                         last_type = current_type;
 378                 }
 379         }
 380         /* retain count for new bios entries */
 381         new_nr = new_bios_entry;
 382
 383         /* copy new bios mapping into original location */
 384         memcpy(biosmap, new_bios, new_nr * sizeof(struct e820entry));
 385         *pnr_map = new_nr;
 386
 387         return 0;
 388 }
 389
 390 static int __init __append_e820_map(struct e820entry *biosmap, int nr_map)
 391 {
 392         while (nr_map) {
 393                 u64 start = biosmap->addr;
 394                 u64 size = biosmap->size;
 395                 u64 end = start + size;
 396                 u32 type = biosmap->type;
 397
 398                 /* Overflow in 64 bits? Ignore the memory map. */
 399                 if (start > end)
 400                         return -1;
 401
 402                 e820_add_region(start, size, type);
 403
 404                 biosmap++;
 405                 nr_map--;
 406         }
 407         return 0;
 408 }
 409
 410 /*
 411  * Copy the BIOS e820 map into a safe place.
 412  *
 413  * Sanity-check it while we're at it..
 414  *
 415  * If we're lucky and live on a modern system, the setup code
 416  * will have given us a memory map that we can use to properly
 417  * set up memory.  If we aren't, we'll fake a memory map.
 418  */
 419 static int __init append_e820_map(struct e820entry *biosmap, int nr_map)
 420 {
 421         /* Only one memory region (or negative)? Ignore it */
 422         if (nr_map < 2)
 423                 return -1;
 424
 425         return __append_e820_map(biosmap, nr_map);
 426 }
 427
 428 static u64 __init __e820_update_range(struct e820map *e820x, u64 start,
 429                                         u64 size, unsigned old_type,
 430                                         unsigned new_type)
 431 {
 432         u64 end;
 433         unsigned int i;
 434         u64 real_updated_size = 0;
 435
 436         BUG_ON(old_type == new_type);
 437
 438         if (size > (ULLONG_MAX - start))
 439                 size = ULLONG_MAX - start;
 440
 441         end = start + size;
 442         printk(KERN_DEBUG "e820 update range: %016Lx - %016Lx ",
 443                        (unsigned long long) start,
 444                        (unsigned long long) end);
 445         e820_print_type(old_type);
 446         printk(KERN_CONT " ==> ");
 447         e820_print_type(new_type);
 448         printk(KERN_CONT "\n");
 449
 450         for (i = 0; i < e820x->nr_map; i++) {
 451                 struct e820entry *ei = &e820x->map[i];
 452                 u64 final_start, final_end;
 453                 u64 ei_end;
 454
 455                 if (ei->type != old_type)
 456                         continue;
 457
 458                 ei_end = ei->addr + ei->size;
 459                 /* totally covered by new range? */
 460                 if (ei->addr >= start && ei_end <= end) {
 461                         ei->type = new_type;
 462                         real_updated_size += ei->size;
 463                         continue;
 464                 }
 465
 466                 /* new range is totally covered? */
 467                 if (ei->addr < start && ei_end > end) {
 468                         __e820_add_region(e820x, start, size, new_type);
 469                         __e820_add_region(e820x, end, ei_end - end, ei->type);
 470                         ei->size = start - ei->addr;
 471                         real_updated_size += size;
 472                         continue;
 473                 }
 474
 475                 /* partially covered */
 476                 final_start = max(start, ei->addr);
 477                 final_end = min(end, ei_end);
 478                 if (final_start >= final_end)
 479                         continue;
 480
 481                 __e820_add_region(e820x, final_start, final_end - final_start,
 482                                   new_type);
 483
 484                 real_updated_size += final_end - final_start;
 485
 486                 /*
 487                  * left range could be head or tail, so need to update
 488                  * size at first.
 489                  */
 490                 ei->size -= final_end - final_start;
 491                 if (ei->addr < final_start)
 492                         continue;
 493                 ei->addr = final_end;
 494         }
 495         return real_updated_size;
 496 }
 497
 498 u64 __init e820_update_range(u64 start, u64 size, unsigned old_type,
 499                              unsigned new_type)
 500 {
 501         return __e820_update_range(&e820, start, size, old_type, new_type);
 502 }
 503
 504 static u64 __init e820_update_range_saved(u64 start, u64 size,
 505                                           unsigned old_type, unsigned new_type)
 506 {
 507         return __e820_update_range(&e820_saved, start, size, old_type,
 508                                      new_type);
 509 }
 510
 511 /* make e820 not cover the range */
 512 u64 __init e820_remove_range(u64 start, u64 size, unsigned old_type,
 513                              int checktype)
 514 {
 515         int i;
 516         u64 end;
 517         u64 real_removed_size = 0;
 518
 519         if (size > (ULLONG_MAX - start))
 520                 size = ULLONG_MAX - start;
 521
 522         end = start + size;
 523         printk(KERN_DEBUG "e820 remove range: %016Lx - %016Lx ",
 524                        (unsigned long long) start,
 525                        (unsigned long long) end);
 526         if (checktype)
 527                 e820_print_type(old_type);
 528         printk(KERN_CONT "\n");
 529
 530         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 531                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 532                 u64 final_start, final_end;
 533                 u64 ei_end;
 534
 535                 if (checktype && ei->type != old_type)
 536                         continue;
 537
 538                 ei_end = ei->addr + ei->size;
 539                 /* totally covered? */
 540                 if (ei->addr >= start && ei_end <= end) {
 541                         real_removed_size += ei->size;
 542                         memset(ei, 0, sizeof(struct e820entry));
 543                         continue;
 544                 }
 545
 546                 /* new range is totally covered? */
 547                 if (ei->addr < start && ei_end > end) {
 548                         e820_add_region(end, ei_end - end, ei->type);
 549                         ei->size = start - ei->addr;
 550                         real_removed_size += size;
 551                         continue;
 552                 }
 553
 554                 /* partially covered */
 555                 final_start = max(start, ei->addr);
 556                 final_end = min(end, ei_end);
 557                 if (final_start >= final_end)
 558                         continue;
 559                 real_removed_size += final_end - final_start;
 560
 561                 /*
 562                  * left range could be head or tail, so need to update
 563                  * size at first.
 564                  */
 565                 ei->size -= final_end - final_start;
 566                 if (ei->addr < final_start)
 567                         continue;
 568                 ei->addr = final_end;
 569         }
 570         return real_removed_size;
 571 }
 572
 573 void __init update_e820(void)
 574 {
 575         u32 nr_map;
 576
 577         nr_map = e820.nr_map;
 578         if (sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &nr_map))
 579                 return;
 580         e820.nr_map = nr_map;
 581         printk(KERN_INFO "modified physical RAM map:\n");
 582         e820_print_map("modified");
 583 }
 584 static void __init update_e820_saved(void)
 585 {
 586         u32 nr_map;
 587
 588         nr_map = e820_saved.nr_map;
 589         if (sanitize_e820_map(e820_saved.map, ARRAY_SIZE(e820_saved.map), &nr_map))
 590                 return;
 591         e820_saved.nr_map = nr_map;
 592 }
 593 #define MAX_GAP_END 0x100000000ull
 594 /*
 595  * Search for a gap in the e820 memory space from start_addr to end_addr.
 596  */
 597 __init int e820_search_gap(unsigned long *gapstart, unsigned long *gapsize,
 598                 unsigned long start_addr, unsigned long long end_addr)
 599 {
 600         unsigned long long last;
 601         int i = e820.nr_map;
 602         int found = 0;
 603
 604         last = (end_addr && end_addr < MAX_GAP_END) ? end_addr : MAX_GAP_END;
 605
 606         while (--i >= 0) {
 607                 unsigned long long start = e820.map[i].addr;
 608                 unsigned long long end = start + e820.map[i].size;
 609
 610                 if (end < start_addr)
 611                         continue;
 612
 613                 /*
 614                  * Since "last" is at most 4GB, we know we'll
 615                  * fit in 32 bits if this condition is true
 616                  */
 617                 if (last > end) {
 618                         unsigned long gap = last - end;
 619
 620                         if (gap >= *gapsize) {
 621                                 *gapsize = gap;
 622                                 *gapstart = end;
 623                                 found = 1;
 624                         }
 625                 }
 626                 if (start < last)
 627                         last = start;
 628         }
 629         return found;
 630 }
 631
 632 /*
 633  * Search for the biggest gap in the low 32 bits of the e820
 634  * memory space.  We pass this space to PCI to assign MMIO resources
 635  * for hotplug or unconfigured devices in.
 636  * Hopefully the BIOS let enough space left.
 637  */
 638 __init void e820_setup_gap(void)
 639 {
 640         unsigned long gapstart, gapsize;
 641         int found;
 642
 643         gapstart = 0x10000000;
 644         gapsize = 0x400000;
 645         found  = e820_search_gap(&gapstart, &gapsize, 0, MAX_GAP_END);
 646
 647 #ifdef CONFIG_X86_64
 648         if (!found) {
 649                 gapstart = (max_pfn << PAGE_SHIFT) + 1024*1024;
 650                 printk(KERN_ERR
 651         "PCI: Warning: Cannot find a gap in the 32bit address range\n"
 652         "PCI: Unassigned devices with 32bit resource registers may break!\n");
 653         }
 654 #endif
 655
 656         /*
 657          * e820_reserve_resources_late protect stolen RAM already
 658          */
 659         pci_mem_start = gapstart;
 660
 661         printk(KERN_INFO
 662                "Allocating PCI resources starting at %lx (gap: %lx:%lx)\n",
 663                pci_mem_start, gapstart, gapsize);
 664 }
 665
 666 /**
 667  * Because of the size limitation of struct boot_params, only first
 668  * 128 E820 memory entries are passed to kernel via
 669  * boot_params.e820_map, others are passed via SETUP_E820_EXT node of
 670  * linked list of struct setup_data, which is parsed here.
 671  */
 672 void __init parse_e820_ext(struct setup_data *sdata)
 673 {
 674         int entries;
 675         struct e820entry *extmap;
 676
 677         entries = sdata->len / sizeof(struct e820entry);
 678         extmap = (struct e820entry *)(sdata->data);
 679         __append_e820_map(extmap, entries);
 680         sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
 681         printk(KERN_INFO "extended physical RAM map:\n");
 682         e820_print_map("extended");
 683 }
 684
 685 #if defined(CONFIG_X86_64) || \
 686         (defined(CONFIG_X86_32) && defined(CONFIG_HIBERNATION))
 687 /**
 688  * Find the ranges of physical addresses that do not correspond to
 689  * e820 RAM areas and mark the corresponding pages as nosave for
 690  * hibernation (32 bit) or software suspend and suspend to RAM (64 bit).
 691  *
 692  * This function requires the e820 map to be sorted and without any
 693  * overlapping entries and assumes the first e820 area to be RAM.
 694  */
 695 void __init e820_mark_nosave_regions(unsigned long limit_pfn)
 696 {
 697         int i;
 698         unsigned long pfn;
 699
 700         pfn = PFN_DOWN(e820.map[0].addr + e820.map[0].size);
 701         for (i = 1; i < e820.nr_map; i++) {
 702                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 703
 704                 if (pfn < PFN_UP(ei->addr))
 705                         register_nosave_region(pfn, PFN_UP(ei->addr));
 706
 707                 pfn = PFN_DOWN(ei->addr + ei->size);
 708                 if (ei->type != E820_RAM && ei->type != E820_RESERVED_KERN)
 709                         register_nosave_region(PFN_UP(ei->addr), pfn);
 710
 711                 if (pfn >= limit_pfn)
 712                         break;
 713         }
 714 }
 715 #endif
 716
 717 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
 718 /**
 719  * Mark ACPI NVS memory region, so that we can save/restore it during
 720  * hibernation and the subsequent resume.
 721  */
 722 static int __init e820_mark_nvs_memory(void)
 723 {
 724         int i;
 725
 726         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 727                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 728
 729                 if (ei->type == E820_NVS)
 730                         suspend_nvs_register(ei->addr, ei->size);
 731         }
 732
 733         return 0;
 734 }
 735 core_initcall(e820_mark_nvs_memory);
 736 #endif
 737
 738 /*
 739  * pre allocated 4k and reserved it in memblock and e820_saved
 740  */
 741 u64 __init early_reserve_e820(u64 startt, u64 sizet, u64 align)
 742 {
 743         u64 size = 0;
 744         u64 addr;
 745         u64 start;
 746
 747         for (start = startt; ; start += size) {
 748                 start = memblock_x86_find_in_range_size(start, &size, align);
 749                 if (start == MEMBLOCK_ERROR)
 750                         return 0;
 751                 if (size >= sizet)
 752                         break;
 753         }
 754
 755 #ifdef CONFIG_X86_32
 756         if (start >= MAXMEM)
 757                 return 0;
 758         if (start + size > MAXMEM)
 759                 size = MAXMEM - start;
 760 #endif
 761
 762         addr = round_down(start + size - sizet, align);
 763         if (addr < start)
 764                 return 0;
 765         memblock_x86_reserve_range(addr, addr + sizet, "new next");
 766         e820_update_range_saved(addr, sizet, E820_RAM, E820_RESERVED);
 767         printk(KERN_INFO "update e820_saved for early_reserve_e820\n");
 768         update_e820_saved();
 769
 770         return addr;
 771 }
 772
 773 #ifdef CONFIG_X86_32
 774 # ifdef CONFIG_X86_PAE
 775 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(36-PAGE_SHIFT))
 776 # else
 777 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(32-PAGE_SHIFT))
 778 # endif
 779 #else /* CONFIG_X86_32 */
 780 # define MAX_ARCH_PFN MAXMEM>>PAGE_SHIFT
 781 #endif
 782
 783 /*
 784  * Find the highest page frame number we have available
 785  */
 786 static unsigned long __init e820_end_pfn(unsigned long limit_pfn, unsigned type)
 787 {
 788         int i;
 789         unsigned long last_pfn = 0;
 790         unsigned long max_arch_pfn = MAX_ARCH_PFN;
 791
 792         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 793                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 794                 unsigned long start_pfn;
 795                 unsigned long end_pfn;
 796
 797                 if (ei->type != type)
 798                         continue;
 799
 800                 start_pfn = ei->addr >> PAGE_SHIFT;
 801                 end_pfn = (ei->addr + ei->size) >> PAGE_SHIFT;
 802
 803                 if (start_pfn >= limit_pfn)
 804                         continue;
 805                 if (end_pfn > limit_pfn) {
 806                         last_pfn = limit_pfn;
 807                         break;
 808                 }
 809                 if (end_pfn > last_pfn)
 810                         last_pfn = end_pfn;
 811         }
 812
 813         if (last_pfn > max_arch_pfn)
 814                 last_pfn = max_arch_pfn;
 815
 816         printk(KERN_INFO "last_pfn = %#lx max_arch_pfn = %#lx\n",
 817                          last_pfn, max_arch_pfn);
 818         return last_pfn;
 819 }
 820 unsigned long __init e820_end_of_ram_pfn(void)
 821 {
 822         return e820_end_pfn(MAX_ARCH_PFN, E820_RAM);
 823 }
 824
 825 unsigned long __init e820_end_of_low_ram_pfn(void)
 826 {
 827         return e820_end_pfn(1UL<<(32 - PAGE_SHIFT), E820_RAM);
 828 }
 829
 830 static void early_panic(char *msg)
 831 {
 832         early_printk(msg);
 833         panic(msg);
 834 }
 835
 836 static int userdef __initdata;
 837
 838 /* "mem=nopentium" disables the 4MB page tables. */
 839 static int __init parse_memopt(char *p)
 840 {
 841         u64 mem_size;
 842
 843         if (!p)
 844                 return -EINVAL;
 845
 846         if (!strcmp(p, "nopentium")) {
 847 #ifdef CONFIG_X86_32
 848                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_PSE);
 849                 return 0;
 850 #else
 851                 printk(KERN_WARNING "mem=nopentium ignored! (only supported on x86_32)\n");
 852                 return -EINVAL;
 853 #endif
 854         }
 855
 856         userdef = 1;
 857         mem_size = memparse(p, &p);
 858         /* don't remove all of memory when handling "mem={invalid}" param */
 859         if (mem_size == 0)
 860                 return -EINVAL;
 861         e820_remove_range(mem_size, ULLONG_MAX - mem_size, E820_RAM, 1);
 862
 863         return 0;
 864 }
 865 early_param("mem", parse_memopt);
 866
 867 static int __init parse_memmap_opt(char *p)
 868 {
 869         char *oldp;
 870         u64 start_at, mem_size;
 871
 872         if (!p)
 873                 return -EINVAL;
 874
 875         if (!strncmp(p, "exactmap", 8)) {
 876 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 877                 /*
 878                  * If we are doing a crash dump, we still need to know
 879                  * the real mem size before original memory map is
 880                  * reset.
 881                  */
 882                 saved_max_pfn = e820_end_of_ram_pfn();
 883 #endif
 884                 e820.nr_map = 0;
 885                 userdef = 1;
 886                 return 0;
 887         }
 888
 889         oldp = p;
 890         mem_size = memparse(p, &p);
 891         if (p == oldp)
 892                 return -EINVAL;
 893
 894         userdef = 1;
 895         if (*p == '@') {
 896                 start_at = memparse(p+1, &p);
 897                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_RAM);
 898         } else if (*p == '#') {
 899                 start_at = memparse(p+1, &p);
 900                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_ACPI);
 901         } else if (*p == '$') {
 902                 start_at = memparse(p+1, &p);
 903                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_RESERVED);
 904         } else
 905                 e820_remove_range(mem_size, ULLONG_MAX - mem_size, E820_RAM, 1);
 906
 907         return *p == '\0' ? 0 : -EINVAL;
 908 }
 909 early_param("memmap", parse_memmap_opt);
 910
 911 void __init finish_e820_parsing(void)
 912 {
 913         if (userdef) {
 914                 u32 nr = e820.nr_map;
 915
 916                 if (sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &nr) < 0)
 917                         early_panic("Invalid user supplied memory map");
 918                 e820.nr_map = nr;
 919
 920                 printk(KERN_INFO "user-defined physical RAM map:\n");
 921                 e820_print_map("user");
 922         }
 923 }
 924
 925 static inline const char *e820_type_to_string(int e820_type)
 926 {
 927         switch (e820_type) {
 928         case E820_RESERVED_KERN:
 929         case E820_RAM:  return "System RAM";
 930         case E820_ACPI: return "ACPI Tables";
 931         case E820_NVS:  return "ACPI Non-volatile Storage";
 932         case E820_UNUSABLE:     return "Unusable memory";
 933         default:        return "reserved";
 934         }
 935 }
 936
 937 /*
 938  * Mark e820 reserved areas as busy for the resource manager.
 939  */
 940 static struct resource __initdata *e820_res;
 941 void __init e820_reserve_resources(void)
 942 {
 943         int i;
 944         struct resource *res;
 945         u64 end;
 946
 947         res = alloc_bootmem(sizeof(struct resource) * e820.nr_map);
 948         e820_res = res;
 949         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 950                 end = e820.map[i].addr + e820.map[i].size - 1;
 951                 if (end != (resource_size_t)end) {
 952                         res++;
 953                         continue;
 954                 }
 955                 res->name = e820_type_to_string(e820.map[i].type);
 956                 res->start = e820.map[i].addr;
 957                 res->end = end;
 958
 959                 res->flags = IORESOURCE_MEM;
 960
 961                 /*
 962                  * don't register the region that could be conflicted with
 963                  * pci device BAR resource and insert them later in
 964                  * pcibios_resource_survey()
 965                  */
 966                 if (e820.map[i].type != E820_RESERVED || res->start < (1ULL<<20)) {
 967                         res->flags |= IORESOURCE_BUSY;
 968                         insert_resource(&iomem_resource, res);
 969                 }
 970                 res++;
 971         }
 972
 973         for (i = 0; i < e820_saved.nr_map; i++) {
 974                 struct e820entry *entry = &e820_saved.map[i];
 975                 firmware_map_add_early(entry->addr,
 976                         entry->addr + entry->size - 1,
 977                         e820_type_to_string(entry->type));
 978         }
 979 }
 980
 981 /* How much should we pad RAM ending depending on where it is? */
 982 static unsigned long ram_alignment(resource_size_t pos)
 983 {
 984         unsigned long mb = pos >> 20;
 985
 986         /* To 64kB in the first megabyte */
 987         if (!mb)
 988                 return 64*1024;
 989
 990         /* To 1MB in the first 16MB */
 991         if (mb < 16)
 992                 return 1024*1024;
 993
 994         /* To 64MB for anything above that */
 995         return 64*1024*1024;
 996 }
 997
 998 #define MAX_RESOURCE_SIZE ((resource_size_t)-1)
 999
1000 void __init e820_reserve_resources_late(void)
1001 {
1002         int i;
1003         struct resource *res;
1004
1005         res = e820_res;
1006         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1007                 if (!res->parent && res->end)
1008                         insert_resource_expand_to_fit(&iomem_resource, res);
1009                 res++;
1010         }
1011
1012         /*
1013          * Try to bump up RAM regions to reasonable boundaries to
1014          * avoid stolen RAM:
1015          */
1016         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1017                 struct e820entry *entry = &e820.map[i];
1018                 u64 start, end;
1019
1020                 if (entry->type != E820_RAM)
1021                         continue;
1022                 start = entry->addr + entry->size;
1023                 end = round_up(start, ram_alignment(start)) - 1;
1024                 if (end > MAX_RESOURCE_SIZE)
1025                         end = MAX_RESOURCE_SIZE;
1026                 if (start >= end)
1027                         continue;
1028                 printk(KERN_DEBUG "reserve RAM buffer: %016llx - %016llx ",
1029                                start, end);
1030                 reserve_region_with_split(&iomem_resource, start, end,
1031                                           "RAM buffer");
1032         }
1033 }
1034
1035 char *__init default_machine_specific_memory_setup(void)
1036 {
1037         char *who = "BIOS-e820";
1038         u32 new_nr;
1039         /*
1040          * Try to copy the BIOS-supplied E820-map.
1041          *
1042          * Otherwise fake a memory map; one section from 0k->640k,
1043          * the next section from 1mb->appropriate_mem_k
1044          */
1045         new_nr = boot_params.e820_entries;
1046         sanitize_e820_map(boot_params.e820_map,
1047                         ARRAY_SIZE(boot_params.e820_map),
1048                         &new_nr);
1049         boot_params.e820_entries = new_nr;
1050         if (append_e820_map(boot_params.e820_map, boot_params.e820_entries)
1051           < 0) {
1052                 u64 mem_size;
1053
1054                 /* compare results from other methods and take the greater */
1055                 if (boot_params.alt_mem_k
1056                     < boot_params.screen_info.ext_mem_k) {
1057                         mem_size = boot_params.screen_info.ext_mem_k;
1058                         who = "BIOS-88";
1059                 } else {
1060                         mem_size = boot_params.alt_mem_k;
1061                         who = "BIOS-e801";
1062                 }
1063
1064                 e820.nr_map = 0;
1065                 e820_add_region(0, LOWMEMSIZE(), E820_RAM);
1066                 e820_add_region(HIGH_MEMORY, mem_size << 10, E820_RAM);
1067         }
1068
1069         /* In case someone cares... */
1070         return who;
1071 }
1072
1073 void __init setup_memory_map(void)
1074 {
1075         char *who;
1076
1077         who = x86_init.resources.memory_setup();
1078         memcpy(&e820_saved, &e820, sizeof(struct e820map));
1079         printk(KERN_INFO "BIOS-provided physical RAM map:\n");
1080         e820_print_map(who);
1081 }
1082
1083 void __init memblock_x86_fill(void)
1084 {
1085         int i;
1086         u64 end;
1087
1088         /*
1089          * EFI may have more than 128 entries
1090          * We are safe to enable resizing, beause memblock_x86_fill()
1091          * is rather later for x86
1092          */
1093         memblock_can_resize = 1;
1094
1095         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1096                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
1097
1098                 end = ei->addr + ei->size;
1099                 if (end != (resource_size_t)end)
1100                         continue;
1101
1102                 if (ei->type != E820_RAM && ei->type != E820_RESERVED_KERN)
1103                         continue;
1104
1105                 memblock_add(ei->addr, ei->size);
1106         }
1107
1108         memblock_analyze();
1109         memblock_dump_all();
1110 }
1111
1112 void __init memblock_find_dma_reserve(void)
1113 {
1114 #ifdef CONFIG_X86_64
1115         u64 free_size_pfn;
1116         u64 mem_size_pfn;
1117         /*
1118          * need to find out used area below MAX_DMA_PFN
1119          * need to use memblock to get free size in [0, MAX_DMA_PFN]
1120          * at first, and assume boot_mem will not take below MAX_DMA_PFN
1121          */
1122         mem_size_pfn = memblock_x86_memory_in_range(0, MAX_DMA_PFN << PAGE_SHIFT) >> PAGE_SHIFT;
1123         free_size_pfn = memblock_x86_free_memory_in_range(0, MAX_DMA_PFN << PAGE_SHIFT) >> PAGE_SHIFT;
1124         set_dma_reserve(mem_size_pfn - free_size_pfn);
1125 #endif
1126 }