arch/x86/kernel/e820.c

   1 /*
   2  * Handle the memory map.
   3  * The functions here do the job until bootmem takes over.
   4  *
   5  *  Getting sanitize_e820_map() in sync with i386 version by applying change:
   6  *  -  Provisions for empty E820 memory regions (reported by certain BIOSes).
   7  *     Alex Achenbach <xela@slit.de>, December 2002.
   8  *  Venkatesh Pallipadi <venkatesh.pallipadi@intel.com>
   9  *
  10  */
  11 #include <linux/kernel.h>
  12 #include <linux/types.h>
  13 #include <linux/init.h>
  14 #include <linux/bootmem.h>
  15 #include <linux/ioport.h>
  16 #include <linux/string.h>
  17 #include <linux/kexec.h>
  18 #include <linux/module.h>
  19 #include <linux/mm.h>
  20 #include <linux/pfn.h>
  21 #include <linux/suspend.h>
  22 #include <linux/firmware-map.h>
  23
  24 #include <asm/pgtable.h>
  25 #include <asm/page.h>
  26 #include <asm/e820.h>
  27 #include <asm/proto.h>
  28 #include <asm/setup.h>
  29 #include <asm/trampoline.h>
  30
  31 /*
  32  * The e820 map is the map that gets modified e.g. with command line parameters
  33  * and that is also registered with modifications in the kernel resource tree
  34  * with the iomem_resource as parent.
  35  *
  36  * The e820_saved is directly saved after the BIOS-provided memory map is
  37  * copied. It doesn't get modified afterwards. It's registered for the
  38  * /sys/firmware/memmap interface.
  39  *
  40  * That memory map is not modified and is used as base for kexec. The kexec'd
  41  * kernel should get the same memory map as the firmware provides. Then the
  42  * user can e.g. boot the original kernel with mem=1G while still booting the
  43  * next kernel with full memory.
  44  */
  45 struct e820map e820;
  46 struct e820map e820_saved;
  47
  48 /* For PCI or other memory-mapped resources */
  49 unsigned long pci_mem_start = 0xaeedbabe;
  50 #ifdef CONFIG_PCI
  51 EXPORT_SYMBOL(pci_mem_start);
  52 #endif
  53
  54 /*
  55  * This function checks if any part of the range <start,end> is mapped
  56  * with type.
  57  */
  58 int
  59 e820_any_mapped(u64 start, u64 end, unsigned type)
  60 {
  61         int i;
  62
  63         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
  64                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
  65
  66                 if (type && ei->type != type)
  67                         continue;
  68                 if (ei->addr >= end || ei->addr + ei->size <= start)
  69                         continue;
  70                 return 1;
  71         }
  72         return 0;
  73 }
  74 EXPORT_SYMBOL_GPL(e820_any_mapped);
  75
  76 /*
  77  * This function checks if the entire range <start,end> is mapped with type.
  78  *
  79  * Note: this function only works correct if the e820 table is sorted and
  80  * not-overlapping, which is the case
  81  */
  82 int __init e820_all_mapped(u64 start, u64 end, unsigned type)
  83 {
  84         int i;
  85
  86         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
  87                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
  88
  89                 if (type && ei->type != type)
  90                         continue;
  91                 /* is the region (part) in overlap with the current region ?*/
  92                 if (ei->addr >= end || ei->addr + ei->size <= start)
  93                         continue;
  94
  95                 /* if the region is at the beginning of <start,end> we move
  96                  * start to the end of the region since it's ok until there
  97                  */
  98                 if (ei->addr <= start)
  99                         start = ei->addr + ei->size;
 100                 /*
 101                  * if start is now at or beyond end, we're done, full
 102                  * coverage
 103                  */
 104                 if (start >= end)
 105                         return 1;
 106         }
 107         return 0;
 108 }
 109
 110 /*
 111  * Add a memory region to the kernel e820 map.
 112  */
 113 void __init e820_add_region(u64 start, u64 size, int type)
 114 {
 115         int x = e820.nr_map;
 116
 117         if (x == ARRAY_SIZE(e820.map)) {
 118                 printk(KERN_ERR "Ooops! Too many entries in the memory map!\n");
 119                 return;
 120         }
 121
 122         e820.map[x].addr = start;
 123         e820.map[x].size = size;
 124         e820.map[x].type = type;
 125         e820.nr_map++;
 126 }
 127
 128 void __init e820_print_map(char *who)
 129 {
 130         int i;
 131
 132         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 133                 printk(KERN_INFO " %s: %016Lx - %016Lx ", who,
 134                        (unsigned long long) e820.map[i].addr,
 135                        (unsigned long long)
 136                        (e820.map[i].addr + e820.map[i].size));
 137                 switch (e820.map[i].type) {
 138                 case E820_RAM:
 139                 case E820_RESERVED_KERN:
 140                         printk(KERN_CONT "(usable)\n");
 141                         break;
 142                 case E820_RESERVED:
 143                         printk(KERN_CONT "(reserved)\n");
 144                         break;
 145                 case E820_ACPI:
 146                         printk(KERN_CONT "(ACPI data)\n");
 147                         break;
 148                 case E820_NVS:
 149                         printk(KERN_CONT "(ACPI NVS)\n");
 150                         break;
 151                 case E820_UNUSABLE:
 152                         printk("(unusable)\n");
 153                         break;
 154                 default:
 155                         printk(KERN_CONT "type %u\n", e820.map[i].type);
 156                         break;
 157                 }
 158         }
 159 }
 160
 161 /*
 162  * Sanitize the BIOS e820 map.
 163  *
 164  * Some e820 responses include overlapping entries. The following
 165  * replaces the original e820 map with a new one, removing overlaps,
 166  * and resolving conflicting memory types in favor of highest
 167  * numbered type.
 168  *
 169  * The input parameter biosmap points to an array of 'struct
 170  * e820entry' which on entry has elements in the range [0, *pnr_map)
 171  * valid, and which has space for up to max_nr_map entries.
 172  * On return, the resulting sanitized e820 map entries will be in
 173  * overwritten in the same location, starting at biosmap.
 174  *
 175  * The integer pointed to by pnr_map must be valid on entry (the
 176  * current number of valid entries located at biosmap) and will
 177  * be updated on return, with the new number of valid entries
 178  * (something no more than max_nr_map.)
 179  *
 180  * The return value from sanitize_e820_map() is zero if it
 181  * successfully 'sanitized' the map entries passed in, and is -1
 182  * if it did nothing, which can happen if either of (1) it was
 183  * only passed one map entry, or (2) any of the input map entries
 184  * were invalid (start + size < start, meaning that the size was
 185  * so big the described memory range wrapped around through zero.)
 186  *
 187  *      Visually we're performing the following
 188  *      (1,2,3,4 = memory types)...
 189  *
 190  *      Sample memory map (w/overlaps):
 191  *         ____22__________________
 192  *         ______________________4_
 193  *         ____1111________________
 194  *         _44_____________________
 195  *         11111111________________
 196  *         ____________________33__
 197  *         ___________44___________
 198  *         __________33333_________
 199  *         ______________22________
 200  *         ___________________2222_
 201  *         _________111111111______
 202  *         _____________________11_
 203  *         _________________4______
 204  *
 205  *      Sanitized equivalent (no overlap):
 206  *         1_______________________
 207  *         _44_____________________
 208  *         ___1____________________
 209  *         ____22__________________
 210  *         ______11________________
 211  *         _________1______________
 212  *         __________3_____________
 213  *         ___________44___________
 214  *         _____________33_________
 215  *         _______________2________
 216  *         ________________1_______
 217  *         _________________4______
 218  *         ___________________2____
 219  *         ____________________33__
 220  *         ______________________4_
 221  */
 222
 223 int __init sanitize_e820_map(struct e820entry *biosmap, int max_nr_map,
 224                                 int *pnr_map)
 225 {
 226         struct change_member {
 227                 struct e820entry *pbios; /* pointer to original bios entry */
 228                 unsigned long long addr; /* address for this change point */
 229         };
 230         static struct change_member change_point_list[2*E820_X_MAX] __initdata;
 231         static struct change_member *change_point[2*E820_X_MAX] __initdata;
 232         static struct e820entry *overlap_list[E820_X_MAX] __initdata;
 233         static struct e820entry new_bios[E820_X_MAX] __initdata;
 234         struct change_member *change_tmp;
 235         unsigned long current_type, last_type;
 236         unsigned long long last_addr;
 237         int chgidx, still_changing;
 238         int overlap_entries;
 239         int new_bios_entry;
 240         int old_nr, new_nr, chg_nr;
 241         int i;
 242
 243         /* if there's only one memory region, don't bother */
 244         if (*pnr_map < 2)
 245                 return -1;
 246
 247         old_nr = *pnr_map;
 248         BUG_ON(old_nr > max_nr_map);
 249
 250         /* bail out if we find any unreasonable addresses in bios map */
 251         for (i = 0; i < old_nr; i++)
 252                 if (biosmap[i].addr + biosmap[i].size < biosmap[i].addr)
 253                         return -1;
 254
 255         /* create pointers for initial change-point information (for sorting) */
 256         for (i = 0; i < 2 * old_nr; i++)
 257                 change_point[i] = &change_point_list[i];
 258
 259         /* record all known change-points (starting and ending addresses),
 260            omitting those that are for empty memory regions */
 261         chgidx = 0;
 262         for (i = 0; i < old_nr; i++)    {
 263                 if (biosmap[i].size != 0) {
 264                         change_point[chgidx]->addr = biosmap[i].addr;
 265                         change_point[chgidx++]->pbios = &biosmap[i];
 266                         change_point[chgidx]->addr = biosmap[i].addr +
 267                                 biosmap[i].size;
 268                         change_point[chgidx++]->pbios = &biosmap[i];
 269                 }
 270         }
 271         chg_nr = chgidx;
 272
 273         /* sort change-point list by memory addresses (low -> high) */
 274         still_changing = 1;
 275         while (still_changing)  {
 276                 still_changing = 0;
 277                 for (i = 1; i < chg_nr; i++)  {
 278                         unsigned long long curaddr, lastaddr;
 279                         unsigned long long curpbaddr, lastpbaddr;
 280
 281                         curaddr = change_point[i]->addr;
 282                         lastaddr = change_point[i - 1]->addr;
 283                         curpbaddr = change_point[i]->pbios->addr;
 284                         lastpbaddr = change_point[i - 1]->pbios->addr;
 285
 286                         /*
 287                          * swap entries, when:
 288                          *
 289                          * curaddr > lastaddr or
 290                          * curaddr == lastaddr and curaddr == curpbaddr and
 291                          * lastaddr != lastpbaddr
 292                          */
 293                         if (curaddr < lastaddr ||
 294                             (curaddr == lastaddr && curaddr == curpbaddr &&
 295                              lastaddr != lastpbaddr)) {
 296                                 change_tmp = change_point[i];
 297                                 change_point[i] = change_point[i-1];
 298                                 change_point[i-1] = change_tmp;
 299                                 still_changing = 1;
 300                         }
 301                 }
 302         }
 303
 304         /* create a new bios memory map, removing overlaps */
 305         overlap_entries = 0;     /* number of entries in the overlap table */
 306         new_bios_entry = 0;      /* index for creating new bios map entries */
 307         last_type = 0;           /* start with undefined memory type */
 308         last_addr = 0;           /* start with 0 as last starting address */
 309
 310         /* loop through change-points, determining affect on the new bios map */
 311         for (chgidx = 0; chgidx < chg_nr; chgidx++) {
 312                 /* keep track of all overlapping bios entries */
 313                 if (change_point[chgidx]->addr ==
 314                     change_point[chgidx]->pbios->addr) {
 315                         /*
 316                          * add map entry to overlap list (> 1 entry
 317                          * implies an overlap)
 318                          */
 319                         overlap_list[overlap_entries++] =
 320                                 change_point[chgidx]->pbios;
 321                 } else {
 322                         /*
 323                          * remove entry from list (order independent,
 324                          * so swap with last)
 325                          */
 326                         for (i = 0; i < overlap_entries; i++) {
 327                                 if (overlap_list[i] ==
 328                                     change_point[chgidx]->pbios)
 329                                         overlap_list[i] =
 330                                                 overlap_list[overlap_entries-1];
 331                         }
 332                         overlap_entries--;
 333                 }
 334                 /*
 335                  * if there are overlapping entries, decide which
 336                  * "type" to use (larger value takes precedence --
 337                  * 1=usable, 2,3,4,4+=unusable)
 338                  */
 339                 current_type = 0;
 340                 for (i = 0; i < overlap_entries; i++)
 341                         if (overlap_list[i]->type > current_type)
 342                                 current_type = overlap_list[i]->type;
 343                 /*
 344                  * continue building up new bios map based on this
 345                  * information
 346                  */
 347                 if (current_type != last_type)  {
 348                         if (last_type != 0)      {
 349                                 new_bios[new_bios_entry].size =
 350                                         change_point[chgidx]->addr - last_addr;
 351                                 /*
 352                                  * move forward only if the new size
 353                                  * was non-zero
 354                                  */
 355                                 if (new_bios[new_bios_entry].size != 0)
 356                                         /*
 357                                          * no more space left for new
 358                                          * bios entries ?
 359                                          */
 360                                         if (++new_bios_entry >= max_nr_map)
 361                                                 break;
 362                         }
 363                         if (current_type != 0)  {
 364                                 new_bios[new_bios_entry].addr =
 365                                         change_point[chgidx]->addr;
 366                                 new_bios[new_bios_entry].type = current_type;
 367                                 last_addr = change_point[chgidx]->addr;
 368                         }
 369                         last_type = current_type;
 370                 }
 371         }
 372         /* retain count for new bios entries */
 373         new_nr = new_bios_entry;
 374
 375         /* copy new bios mapping into original location */
 376         memcpy(biosmap, new_bios, new_nr * sizeof(struct e820entry));
 377         *pnr_map = new_nr;
 378
 379         return 0;
 380 }
 381
 382 static int __init __append_e820_map(struct e820entry *biosmap, int nr_map)
 383 {
 384         while (nr_map) {
 385                 u64 start = biosmap->addr;
 386                 u64 size = biosmap->size;
 387                 u64 end = start + size;
 388                 u32 type = biosmap->type;
 389
 390                 /* Overflow in 64 bits? Ignore the memory map. */
 391                 if (start > end)
 392                         return -1;
 393
 394                 e820_add_region(start, size, type);
 395
 396                 biosmap++;
 397                 nr_map--;
 398         }
 399         return 0;
 400 }
 401
 402 /*
 403  * Copy the BIOS e820 map into a safe place.
 404  *
 405  * Sanity-check it while we're at it..
 406  *
 407  * If we're lucky and live on a modern system, the setup code
 408  * will have given us a memory map that we can use to properly
 409  * set up memory.  If we aren't, we'll fake a memory map.
 410  */
 411 static int __init append_e820_map(struct e820entry *biosmap, int nr_map)
 412 {
 413         /* Only one memory region (or negative)? Ignore it */
 414         if (nr_map < 2)
 415                 return -1;
 416
 417         return __append_e820_map(biosmap, nr_map);
 418 }
 419
 420 static u64 __init e820_update_range_map(struct e820map *e820x, u64 start,
 421                                         u64 size, unsigned old_type,
 422                                         unsigned new_type)
 423 {
 424         int i;
 425         u64 real_updated_size = 0;
 426
 427         BUG_ON(old_type == new_type);
 428
 429         if (size > (ULLONG_MAX - start))
 430                 size = ULLONG_MAX - start;
 431
 432         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 433                 struct e820entry *ei = &e820x->map[i];
 434                 u64 final_start, final_end;
 435                 if (ei->type != old_type)
 436                         continue;
 437                 /* totally covered? */
 438                 if (ei->addr >= start &&
 439                     (ei->addr + ei->size) <= (start + size)) {
 440                         ei->type = new_type;
 441                         real_updated_size += ei->size;
 442                         continue;
 443                 }
 444                 /* partially covered */
 445                 final_start = max(start, ei->addr);
 446                 final_end = min(start + size, ei->addr + ei->size);
 447                 if (final_start >= final_end)
 448                         continue;
 449                 e820_add_region(final_start, final_end - final_start,
 450                                          new_type);
 451                 real_updated_size += final_end - final_start;
 452
 453                 ei->size -= final_end - final_start;
 454                 if (ei->addr < final_start)
 455                         continue;
 456                 ei->addr = final_end;
 457         }
 458         return real_updated_size;
 459 }
 460
 461 u64 __init e820_update_range(u64 start, u64 size, unsigned old_type,
 462                              unsigned new_type)
 463 {
 464         return e820_update_range_map(&e820, start, size, old_type, new_type);
 465 }
 466
 467 static u64 __init e820_update_range_saved(u64 start, u64 size,
 468                                           unsigned old_type, unsigned new_type)
 469 {
 470         return e820_update_range_map(&e820_saved, start, size, old_type,
 471                                      new_type);
 472 }
 473
 474 /* make e820 not cover the range */
 475 u64 __init e820_remove_range(u64 start, u64 size, unsigned old_type,
 476                              int checktype)
 477 {
 478         int i;
 479         u64 real_removed_size = 0;
 480
 481         if (size > (ULLONG_MAX - start))
 482                 size = ULLONG_MAX - start;
 483
 484         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 485                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 486                 u64 final_start, final_end;
 487
 488                 if (checktype && ei->type != old_type)
 489                         continue;
 490                 /* totally covered? */
 491                 if (ei->addr >= start &&
 492                     (ei->addr + ei->size) <= (start + size)) {
 493                         real_removed_size += ei->size;
 494                         memset(ei, 0, sizeof(struct e820entry));
 495                         continue;
 496                 }
 497                 /* partially covered */
 498                 final_start = max(start, ei->addr);
 499                 final_end = min(start + size, ei->addr + ei->size);
 500                 if (final_start >= final_end)
 501                         continue;
 502                 real_removed_size += final_end - final_start;
 503
 504                 ei->size -= final_end - final_start;
 505                 if (ei->addr < final_start)
 506                         continue;
 507                 ei->addr = final_end;
 508         }
 509         return real_removed_size;
 510 }
 511
 512 void __init update_e820(void)
 513 {
 514         int nr_map;
 515
 516         nr_map = e820.nr_map;
 517         if (sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &nr_map))
 518                 return;
 519         e820.nr_map = nr_map;
 520         printk(KERN_INFO "modified physical RAM map:\n");
 521         e820_print_map("modified");
 522 }
 523 static void __init update_e820_saved(void)
 524 {
 525         int nr_map;
 526
 527         nr_map = e820_saved.nr_map;
 528         if (sanitize_e820_map(e820_saved.map, ARRAY_SIZE(e820_saved.map), &nr_map))
 529                 return;
 530         e820_saved.nr_map = nr_map;
 531 }
 532 #define MAX_GAP_END 0x100000000ull
 533 /*
 534  * Search for a gap in the e820 memory space from start_addr to end_addr.
 535  */
 536 __init int e820_search_gap(unsigned long *gapstart, unsigned long *gapsize,
 537                 unsigned long start_addr, unsigned long long end_addr)
 538 {
 539         unsigned long long last;
 540         int i = e820.nr_map;
 541         int found = 0;
 542
 543         last = (end_addr && end_addr < MAX_GAP_END) ? end_addr : MAX_GAP_END;
 544
 545         while (--i >= 0) {
 546                 unsigned long long start = e820.map[i].addr;
 547                 unsigned long long end = start + e820.map[i].size;
 548
 549                 if (end < start_addr)
 550                         continue;
 551
 552                 /*
 553                  * Since "last" is at most 4GB, we know we'll
 554                  * fit in 32 bits if this condition is true
 555                  */
 556                 if (last > end) {
 557                         unsigned long gap = last - end;
 558
 559                         if (gap >= *gapsize) {
 560                                 *gapsize = gap;
 561                                 *gapstart = end;
 562                                 found = 1;
 563                         }
 564                 }
 565                 if (start < last)
 566                         last = start;
 567         }
 568         return found;
 569 }
 570
 571 /*
 572  * Search for the biggest gap in the low 32 bits of the e820
 573  * memory space.  We pass this space to PCI to assign MMIO resources
 574  * for hotplug or unconfigured devices in.
 575  * Hopefully the BIOS let enough space left.
 576  */
 577 __init void e820_setup_gap(void)
 578 {
 579         unsigned long gapstart, gapsize, round;
 580         int found;
 581
 582         gapstart = 0x10000000;
 583         gapsize = 0x400000;
 584         found  = e820_search_gap(&gapstart, &gapsize, 0, MAX_GAP_END);
 585
 586 #ifdef CONFIG_X86_64
 587         if (!found) {
 588                 gapstart = (max_pfn << PAGE_SHIFT) + 1024*1024;
 589                 printk(KERN_ERR "PCI: Warning: Cannot find a gap in the 32bit "
 590                        "address range\n"
 591                        KERN_ERR "PCI: Unassigned devices with 32bit resource "
 592                        "registers may break!\n");
 593         }
 594 #endif
 595
 596         /*
 597          * See how much we want to round up: start off with
 598          * rounding to the next 1MB area.
 599          */
 600         round = 0x100000;
 601         while ((gapsize >> 4) > round)
 602                 round += round;
 603         /* Fun with two's complement */
 604         pci_mem_start = (gapstart + round) & -round;
 605
 606         printk(KERN_INFO
 607                "Allocating PCI resources starting at %lx (gap: %lx:%lx)\n",
 608                pci_mem_start, gapstart, gapsize);
 609 }
 610
 611 /**
 612  * Because of the size limitation of struct boot_params, only first
 613  * 128 E820 memory entries are passed to kernel via
 614  * boot_params.e820_map, others are passed via SETUP_E820_EXT node of
 615  * linked list of struct setup_data, which is parsed here.
 616  */
 617 void __init parse_e820_ext(struct setup_data *sdata, unsigned long pa_data)
 618 {
 619         u32 map_len;
 620         int entries;
 621         struct e820entry *extmap;
 622
 623         entries = sdata->len / sizeof(struct e820entry);
 624         map_len = sdata->len + sizeof(struct setup_data);
 625         if (map_len > PAGE_SIZE)
 626                 sdata = early_ioremap(pa_data, map_len);
 627         extmap = (struct e820entry *)(sdata->data);
 628         __append_e820_map(extmap, entries);
 629         sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
 630         if (map_len > PAGE_SIZE)
 631                 early_iounmap(sdata, map_len);
 632         printk(KERN_INFO "extended physical RAM map:\n");
 633         e820_print_map("extended");
 634 }
 635
 636 #if defined(CONFIG_X86_64) || \
 637         (defined(CONFIG_X86_32) && defined(CONFIG_HIBERNATION))
 638 /**
 639  * Find the ranges of physical addresses that do not correspond to
 640  * e820 RAM areas and mark the corresponding pages as nosave for
 641  * hibernation (32 bit) or software suspend and suspend to RAM (64 bit).
 642  *
 643  * This function requires the e820 map to be sorted and without any
 644  * overlapping entries and assumes the first e820 area to be RAM.
 645  */
 646 void __init e820_mark_nosave_regions(unsigned long limit_pfn)
 647 {
 648         int i;
 649         unsigned long pfn;
 650
 651         pfn = PFN_DOWN(e820.map[0].addr + e820.map[0].size);
 652         for (i = 1; i < e820.nr_map; i++) {
 653                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 654
 655                 if (pfn < PFN_UP(ei->addr))
 656                         register_nosave_region(pfn, PFN_UP(ei->addr));
 657
 658                 pfn = PFN_DOWN(ei->addr + ei->size);
 659                 if (ei->type != E820_RAM && ei->type != E820_RESERVED_KERN)
 660                         register_nosave_region(PFN_UP(ei->addr), pfn);
 661
 662                 if (pfn >= limit_pfn)
 663                         break;
 664         }
 665 }
 666 #endif
 667
 668 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
 669 /**
 670  * Mark ACPI NVS memory region, so that we can save/restore it during
 671  * hibernation and the subsequent resume.
 672  */
 673 static int __init e820_mark_nvs_memory(void)
 674 {
 675         int i;
 676
 677         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 678                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 679
 680                 if (ei->type == E820_NVS)
 681                         hibernate_nvs_register(ei->addr, ei->size);
 682         }
 683
 684         return 0;
 685 }
 686 core_initcall(e820_mark_nvs_memory);
 687 #endif
 688
 689 /*
 690  * Early reserved memory areas.
 691  */
 692 #define MAX_EARLY_RES 20
 693
 694 struct early_res {
 695         u64 start, end;
 696         char name[16];
 697         char overlap_ok;
 698 };
 699 static struct early_res early_res[MAX_EARLY_RES] __initdata = {
 700         { 0, PAGE_SIZE, "BIOS data page" },     /* BIOS data page */
 701         {}
 702 };
 703
 704 static int __init find_overlapped_early(u64 start, u64 end)
 705 {
 706         int i;
 707         struct early_res *r;
 708
 709         for (i = 0; i < MAX_EARLY_RES && early_res[i].end; i++) {
 710                 r = &early_res[i];
 711                 if (end > r->start && start < r->end)
 712                         break;
 713         }
 714
 715         return i;
 716 }
 717
 718 /*
 719  * Drop the i-th range from the early reservation map,
 720  * by copying any higher ranges down one over it, and
 721  * clearing what had been the last slot.
 722  */
 723 static void __init drop_range(int i)
 724 {
 725         int j;
 726
 727         for (j = i + 1; j < MAX_EARLY_RES && early_res[j].end; j++)
 728                 ;
 729
 730         memmove(&early_res[i], &early_res[i + 1],
 731                (j - 1 - i) * sizeof(struct early_res));
 732
 733         early_res[j - 1].end = 0;
 734 }
 735
 736 /*
 737  * Split any existing ranges that:
 738  *  1) are marked 'overlap_ok', and
 739  *  2) overlap with the stated range [start, end)
 740  * into whatever portion (if any) of the existing range is entirely
 741  * below or entirely above the stated range.  Drop the portion
 742  * of the existing range that overlaps with the stated range,
 743  * which will allow the caller of this routine to then add that
 744  * stated range without conflicting with any existing range.
 745  */
 746 static void __init drop_overlaps_that_are_ok(u64 start, u64 end)
 747 {
 748         int i;
 749         struct early_res *r;
 750         u64 lower_start, lower_end;
 751         u64 upper_start, upper_end;
 752         char name[16];
 753
 754         for (i = 0; i < MAX_EARLY_RES && early_res[i].end; i++) {
 755                 r = &early_res[i];
 756
 757                 /* Continue past non-overlapping ranges */
 758                 if (end <= r->start || start >= r->end)
 759                         continue;
 760
 761                 /*
 762                  * Leave non-ok overlaps as is; let caller
 763                  * panic "Overlapping early reservations"
 764                  * when it hits this overlap.
 765                  */
 766                 if (!r->overlap_ok)
 767                         return;
 768
 769                 /*
 770                  * We have an ok overlap.  We will drop it from the early
 771                  * reservation map, and add back in any non-overlapping
 772                  * portions (lower or upper) as separate, overlap_ok,
 773                  * non-overlapping ranges.
 774                  */
 775
 776                 /* 1. Note any non-overlapping (lower or upper) ranges. */
 777                 strncpy(name, r->name, sizeof(name) - 1);
 778
 779                 lower_start = lower_end = 0;
 780                 upper_start = upper_end = 0;
 781                 if (r->start < start) {
 782                         lower_start = r->start;
 783                         lower_end = start;
 784                 }
 785                 if (r->end > end) {
 786                         upper_start = end;
 787                         upper_end = r->end;
 788                 }
 789
 790                 /* 2. Drop the original ok overlapping range */
 791                 drop_range(i);
 792
 793                 i--;            /* resume for-loop on copied down entry */
 794
 795                 /* 3. Add back in any non-overlapping ranges. */
 796                 if (lower_end)
 797                         reserve_early_overlap_ok(lower_start, lower_end, name);
 798                 if (upper_end)
 799                         reserve_early_overlap_ok(upper_start, upper_end, name);
 800         }
 801 }
 802
 803 static void __init __reserve_early(u64 start, u64 end, char *name,
 804                                                 int overlap_ok)
 805 {
 806         int i;
 807         struct early_res *r;
 808
 809         i = find_overlapped_early(start, end);
 810         if (i >= MAX_EARLY_RES)
 811                 panic("Too many early reservations");
 812         r = &early_res[i];
 813         if (r->end)
 814                 panic("Overlapping early reservations "
 815                       "%llx-%llx %s to %llx-%llx %s\n",
 816                       start, end - 1, name?name:"", r->start,
 817                       r->end - 1, r->name);
 818         r->start = start;
 819         r->end = end;
 820         r->overlap_ok = overlap_ok;
 821         if (name)
 822                 strncpy(r->name, name, sizeof(r->name) - 1);
 823 }
 824
 825 /*
 826  * A few early reservtations come here.
 827  *
 828  * The 'overlap_ok' in the name of this routine does -not- mean it
 829  * is ok for these reservations to overlap an earlier reservation.
 830  * Rather it means that it is ok for subsequent reservations to
 831  * overlap this one.
 832  *
 833  * Use this entry point to reserve early ranges when you are doing
 834  * so out of "Paranoia", reserving perhaps more memory than you need,
 835  * just in case, and don't mind a subsequent overlapping reservation
 836  * that is known to be needed.
 837  *
 838  * The drop_overlaps_that_are_ok() call here isn't really needed.
 839  * It would be needed if we had two colliding 'overlap_ok'
 840  * reservations, so that the second such would not panic on the
 841  * overlap with the first.  We don't have any such as of this
 842  * writing, but might as well tolerate such if it happens in
 843  * the future.
 844  */
 845 void __init reserve_early_overlap_ok(u64 start, u64 end, char *name)
 846 {
 847         drop_overlaps_that_are_ok(start, end);
 848         __reserve_early(start, end, name, 1);
 849 }
 850
 851 /*
 852  * Most early reservations come here.
 853  *
 854  * We first have drop_overlaps_that_are_ok() drop any pre-existing
 855  * 'overlap_ok' ranges, so that we can then reserve this memory
 856  * range without risk of panic'ing on an overlapping overlap_ok
 857  * early reservation.
 858  */
 859 void __init reserve_early(u64 start, u64 end, char *name)
 860 {
 861         drop_overlaps_that_are_ok(start, end);
 862         __reserve_early(start, end, name, 0);
 863 }
 864
 865 void __init free_early(u64 start, u64 end)
 866 {
 867         struct early_res *r;
 868         int i;
 869
 870         i = find_overlapped_early(start, end);
 871         r = &early_res[i];
 872         if (i >= MAX_EARLY_RES || r->end != end || r->start != start)
 873                 panic("free_early on not reserved area: %llx-%llx!",
 874                          start, end - 1);
 875
 876         drop_range(i);
 877 }
 878
 879 void __init early_res_to_bootmem(u64 start, u64 end)
 880 {
 881         int i, count;
 882         u64 final_start, final_end;
 883
 884         count  = 0;
 885         for (i = 0; i < MAX_EARLY_RES && early_res[i].end; i++)
 886                 count++;
 887
 888         printk(KERN_INFO "(%d early reservations) ==> bootmem [%010llx - %010llx]\n",
 889                          count, start, end);
 890         for (i = 0; i < count; i++) {
 891                 struct early_res *r = &early_res[i];
 892                 printk(KERN_INFO "  #%d [%010llx - %010llx] %16s", i,
 893                         r->start, r->end, r->name);
 894                 final_start = max(start, r->start);
 895                 final_end = min(end, r->end);
 896                 if (final_start >= final_end) {
 897                         printk(KERN_CONT "\n");
 898                         continue;
 899                 }
 900                 printk(KERN_CONT " ==> [%010llx - %010llx]\n",
 901                         final_start, final_end);
 902                 reserve_bootmem_generic(final_start, final_end - final_start,
 903                                 BOOTMEM_DEFAULT);
 904         }
 905 }
 906
 907 /* Check for already reserved areas */
 908 static inline int __init bad_addr(u64 *addrp, u64 size, u64 align)
 909 {
 910         int i;
 911         u64 addr = *addrp;
 912         int changed = 0;
 913         struct early_res *r;
 914 again:
 915         i = find_overlapped_early(addr, addr + size);
 916         r = &early_res[i];
 917         if (i < MAX_EARLY_RES && r->end) {
 918                 *addrp = addr = round_up(r->end, align);
 919                 changed = 1;
 920                 goto again;
 921         }
 922         return changed;
 923 }
 924
 925 /* Check for already reserved areas */
 926 static inline int __init bad_addr_size(u64 *addrp, u64 *sizep, u64 align)
 927 {
 928         int i;
 929         u64 addr = *addrp, last;
 930         u64 size = *sizep;
 931         int changed = 0;
 932 again:
 933         last = addr + size;
 934         for (i = 0; i < MAX_EARLY_RES && early_res[i].end; i++) {
 935                 struct early_res *r = &early_res[i];
 936                 if (last > r->start && addr < r->start) {
 937                         size = r->start - addr;
 938                         changed = 1;
 939                         goto again;
 940                 }
 941                 if (last > r->end && addr < r->end) {
 942                         addr = round_up(r->end, align);
 943                         size = last - addr;
 944                         changed = 1;
 945                         goto again;
 946                 }
 947                 if (last <= r->end && addr >= r->start) {
 948                         (*sizep)++;
 949                         return 0;
 950                 }
 951         }
 952         if (changed) {
 953                 *addrp = addr;
 954                 *sizep = size;
 955         }
 956         return changed;
 957 }
 958
 959 /*
 960  * Find a free area with specified alignment in a specific range.
 961  */
 962 u64 __init find_e820_area(u64 start, u64 end, u64 size, u64 align)
 963 {
 964         int i;
 965
 966         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 967                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 968                 u64 addr, last;
 969                 u64 ei_last;
 970
 971                 if (ei->type != E820_RAM)
 972                         continue;
 973                 addr = round_up(ei->addr, align);
 974                 ei_last = ei->addr + ei->size;
 975                 if (addr < start)
 976                         addr = round_up(start, align);
 977                 if (addr >= ei_last)
 978                         continue;
 979                 while (bad_addr(&addr, size, align) && addr+size <= ei_last)
 980                         ;
 981                 last = addr + size;
 982                 if (last > ei_last)
 983                         continue;
 984                 if (last > end)
 985                         continue;
 986                 return addr;
 987         }
 988         return -1ULL;
 989 }
 990
 991 /*
 992  * Find next free range after *start
 993  */
 994 u64 __init find_e820_area_size(u64 start, u64 *sizep, u64 align)
 995 {
 996         int i;
 997
 998         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 999                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
1000                 u64 addr, last;
1001                 u64 ei_last;
1002
1003                 if (ei->type != E820_RAM)
1004                         continue;
1005                 addr = round_up(ei->addr, align);
1006                 ei_last = ei->addr + ei->size;
1007                 if (addr < start)
1008                         addr = round_up(start, align);
1009                 if (addr >= ei_last)
1010                         continue;
1011                 *sizep = ei_last - addr;
1012                 while (bad_addr_size(&addr, sizep, align) &&
1013                         addr + *sizep <= ei_last)
1014                         ;
1015                 last = addr + *sizep;
1016                 if (last > ei_last)
1017                         continue;
1018                 return addr;
1019         }
1020         return -1UL;
1021
1022 }
1023
1024 /*
1025  * pre allocated 4k and reserved it in e820
1026  */
1027 u64 __init early_reserve_e820(u64 startt, u64 sizet, u64 align)
1028 {
1029         u64 size = 0;
1030         u64 addr;
1031         u64 start;
1032
1033         start = startt;
1034         while (size < sizet)
1035                 start = find_e820_area_size(start, &size, align);
1036
1037         if (size < sizet)
1038                 return 0;
1039
1040         addr = round_down(start + size - sizet, align);
1041         e820_update_range(addr, sizet, E820_RAM, E820_RESERVED);
1042         e820_update_range_saved(addr, sizet, E820_RAM, E820_RESERVED);
1043         printk(KERN_INFO "update e820 for early_reserve_e820\n");
1044         update_e820();
1045         update_e820_saved();
1046
1047         return addr;
1048 }
1049
1050 #ifdef CONFIG_X86_32
1051 # ifdef CONFIG_X86_PAE
1052 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(36-PAGE_SHIFT))
1053 # else
1054 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(32-PAGE_SHIFT))
1055 # endif
1056 #else /* CONFIG_X86_32 */
1057 # define MAX_ARCH_PFN MAXMEM>>PAGE_SHIFT
1058 #endif
1059
1060 /*
1061  * Find the highest page frame number we have available
1062  */
1063 static unsigned long __init e820_end_pfn(unsigned long limit_pfn, unsigned type)
1064 {
1065         int i;
1066         unsigned long last_pfn = 0;
1067         unsigned long max_arch_pfn = MAX_ARCH_PFN;
1068
1069         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1070                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
1071                 unsigned long start_pfn;
1072                 unsigned long end_pfn;
1073
1074                 if (ei->type != type)
1075                         continue;
1076
1077                 start_pfn = ei->addr >> PAGE_SHIFT;
1078                 end_pfn = (ei->addr + ei->size) >> PAGE_SHIFT;
1079
1080                 if (start_pfn >= limit_pfn)
1081                         continue;
1082                 if (end_pfn > limit_pfn) {
1083                         last_pfn = limit_pfn;
1084                         break;
1085                 }
1086                 if (end_pfn > last_pfn)
1087                         last_pfn = end_pfn;
1088         }
1089
1090         if (last_pfn > max_arch_pfn)
1091                 last_pfn = max_arch_pfn;
1092
1093         printk(KERN_INFO "last_pfn = %#lx max_arch_pfn = %#lx\n",
1094                          last_pfn, max_arch_pfn);
1095         return last_pfn;
1096 }
1097 unsigned long __init e820_end_of_ram_pfn(void)
1098 {
1099         return e820_end_pfn(MAX_ARCH_PFN, E820_RAM);
1100 }
1101
1102 unsigned long __init e820_end_of_low_ram_pfn(void)
1103 {
1104         return e820_end_pfn(1UL<<(32 - PAGE_SHIFT), E820_RAM);
1105 }
1106 /*
1107  * Finds an active region in the address range from start_pfn to last_pfn and
1108  * returns its range in ei_startpfn and ei_endpfn for the e820 entry.
1109  */
1110 int __init e820_find_active_region(const struct e820entry *ei,
1111                                   unsigned long start_pfn,
1112                                   unsigned long last_pfn,
1113                                   unsigned long *ei_startpfn,
1114                                   unsigned long *ei_endpfn)
1115 {
1116         u64 align = PAGE_SIZE;
1117
1118         *ei_startpfn = round_up(ei->addr, align) >> PAGE_SHIFT;
1119         *ei_endpfn = round_down(ei->addr + ei->size, align) >> PAGE_SHIFT;
1120
1121         /* Skip map entries smaller than a page */
1122         if (*ei_startpfn >= *ei_endpfn)
1123                 return 0;
1124
1125         /* Skip if map is outside the node */
1126         if (ei->type != E820_RAM || *ei_endpfn <= start_pfn ||
1127                                     *ei_startpfn >= last_pfn)
1128                 return 0;
1129
1130         /* Check for overlaps */
1131         if (*ei_startpfn < start_pfn)
1132                 *ei_startpfn = start_pfn;
1133         if (*ei_endpfn > last_pfn)
1134                 *ei_endpfn = last_pfn;
1135
1136         return 1;
1137 }
1138
1139 /* Walk the e820 map and register active regions within a node */
1140 void __init e820_register_active_regions(int nid, unsigned long start_pfn,
1141                                          unsigned long last_pfn)
1142 {
1143         unsigned long ei_startpfn;
1144         unsigned long ei_endpfn;
1145         int i;
1146
1147         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++)
1148                 if (e820_find_active_region(&e820.map[i],
1149                                             start_pfn, last_pfn,
1150                                             &ei_startpfn, &ei_endpfn))
1151                         add_active_range(nid, ei_startpfn, ei_endpfn);
1152 }
1153
1154 /*
1155  * Find the hole size (in bytes) in the memory range.
1156  * @start: starting address of the memory range to scan
1157  * @end: ending address of the memory range to scan
1158  */
1159 u64 __init e820_hole_size(u64 start, u64 end)
1160 {
1161         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
1162         unsigned long last_pfn = end >> PAGE_SHIFT;
1163         unsigned long ei_startpfn, ei_endpfn, ram = 0;
1164         int i;
1165
1166         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1167                 if (e820_find_active_region(&e820.map[i],
1168                                             start_pfn, last_pfn,
1169                                             &ei_startpfn, &ei_endpfn))
1170                         ram += ei_endpfn - ei_startpfn;
1171         }
1172         return end - start - ((u64)ram << PAGE_SHIFT);
1173 }
1174
1175 static void early_panic(char *msg)
1176 {
1177         early_printk(msg);
1178         panic(msg);
1179 }
1180
1181 static int userdef __initdata;
1182
1183 /* "mem=nopentium" disables the 4MB page tables. */
1184 static int __init parse_memopt(char *p)
1185 {
1186         u64 mem_size;
1187
1188         if (!p)
1189                 return -EINVAL;
1190
1191 #ifdef CONFIG_X86_32
1192         if (!strcmp(p, "nopentium")) {
1193                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_PSE);
1194                 return 0;
1195         }
1196 #endif
1197
1198         userdef = 1;
1199         mem_size = memparse(p, &p);
1200         e820_remove_range(mem_size, ULLONG_MAX - mem_size, E820_RAM, 1);
1201
1202         return 0;
1203 }
1204 early_param("mem", parse_memopt);
1205
1206 static int __init parse_memmap_opt(char *p)
1207 {
1208         char *oldp;
1209         u64 start_at, mem_size;
1210
1211         if (!p)
1212                 return -EINVAL;
1213
1214         if (!strncmp(p, "exactmap", 8)) {
1215 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
1216                 /*
1217                  * If we are doing a crash dump, we still need to know
1218                  * the real mem size before original memory map is
1219                  * reset.
1220                  */
1221                 saved_max_pfn = e820_end_of_ram_pfn();
1222 #endif
1223                 e820.nr_map = 0;
1224                 userdef = 1;
1225                 return 0;
1226         }
1227
1228         oldp = p;
1229         mem_size = memparse(p, &p);
1230         if (p == oldp)
1231                 return -EINVAL;
1232
1233         userdef = 1;
1234         if (*p == '@') {
1235                 start_at = memparse(p+1, &p);
1236                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_RAM);
1237         } else if (*p == '#') {
1238                 start_at = memparse(p+1, &p);
1239                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_ACPI);
1240         } else if (*p == '$') {
1241                 start_at = memparse(p+1, &p);
1242                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_RESERVED);
1243         } else
1244                 e820_remove_range(mem_size, ULLONG_MAX - mem_size, E820_RAM, 1);
1245
1246         return *p == '\0' ? 0 : -EINVAL;
1247 }
1248 early_param("memmap", parse_memmap_opt);
1249
1250 void __init finish_e820_parsing(void)
1251 {
1252         if (userdef) {
1253                 int nr = e820.nr_map;
1254
1255                 if (sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &nr) < 0)
1256                         early_panic("Invalid user supplied memory map");
1257                 e820.nr_map = nr;
1258
1259                 printk(KERN_INFO "user-defined physical RAM map:\n");
1260                 e820_print_map("user");
1261         }
1262 }
1263
1264 static inline const char *e820_type_to_string(int e820_type)
1265 {
1266         switch (e820_type) {
1267         case E820_RESERVED_KERN:
1268         case E820_RAM:  return "System RAM";
1269         case E820_ACPI: return "ACPI Tables";
1270         case E820_NVS:  return "ACPI Non-volatile Storage";
1271         case E820_UNUSABLE:     return "Unusable memory";
1272         default:        return "reserved";
1273         }
1274 }
1275
1276 /*
1277  * Mark e820 reserved areas as busy for the resource manager.
1278  */
1279 static struct resource __initdata *e820_res;
1280 void __init e820_reserve_resources(void)
1281 {
1282         int i;
1283         struct resource *res;
1284         u64 end;
1285
1286         res = alloc_bootmem_low(sizeof(struct resource) * e820.nr_map);
1287         e820_res = res;
1288         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1289                 end = e820.map[i].addr + e820.map[i].size - 1;
1290                 if (end != (resource_size_t)end) {
1291                         res++;
1292                         continue;
1293                 }
1294                 res->name = e820_type_to_string(e820.map[i].type);
1295                 res->start = e820.map[i].addr;
1296                 res->end = end;
1297
1298                 res->flags = IORESOURCE_MEM;
1299
1300                 /*
1301                  * don't register the region that could be conflicted with
1302                  * pci device BAR resource and insert them later in
1303                  * pcibios_resource_survey()
1304                  */
1305                 if (e820.map[i].type != E820_RESERVED || res->start < (1ULL<<20)) {
1306                         res->flags |= IORESOURCE_BUSY;
1307                         insert_resource(&iomem_resource, res);
1308                 }
1309                 res++;
1310         }
1311
1312         for (i = 0; i < e820_saved.nr_map; i++) {
1313                 struct e820entry *entry = &e820_saved.map[i];
1314                 firmware_map_add_early(entry->addr,
1315                         entry->addr + entry->size - 1,
1316                         e820_type_to_string(entry->type));
1317         }
1318 }
1319
1320 void __init e820_reserve_resources_late(void)
1321 {
1322         int i;
1323         struct resource *res;
1324
1325         res = e820_res;
1326         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1327                 if (!res->parent && res->end)
1328                         insert_resource_expand_to_fit(&iomem_resource, res);
1329                 res++;
1330         }
1331 }
1332
1333 char *__init default_machine_specific_memory_setup(void)
1334 {
1335         char *who = "BIOS-e820";
1336         int new_nr;
1337         /*
1338          * Try to copy the BIOS-supplied E820-map.
1339          *
1340          * Otherwise fake a memory map; one section from 0k->640k,
1341          * the next section from 1mb->appropriate_mem_k
1342          */
1343         new_nr = boot_params.e820_entries;
1344         sanitize_e820_map(boot_params.e820_map,
1345                         ARRAY_SIZE(boot_params.e820_map),
1346                         &new_nr);
1347         boot_params.e820_entries = new_nr;
1348         if (append_e820_map(boot_params.e820_map, boot_params.e820_entries)
1349           < 0) {
1350                 u64 mem_size;
1351
1352                 /* compare results from other methods and take the greater */
1353                 if (boot_params.alt_mem_k
1354                     < boot_params.screen_info.ext_mem_k) {
1355                         mem_size = boot_params.screen_info.ext_mem_k;
1356                         who = "BIOS-88";
1357                 } else {
1358                         mem_size = boot_params.alt_mem_k;
1359                         who = "BIOS-e801";
1360                 }
1361
1362                 e820.nr_map = 0;
1363                 e820_add_region(0, LOWMEMSIZE(), E820_RAM);
1364                 e820_add_region(HIGH_MEMORY, mem_size << 10, E820_RAM);
1365         }
1366
1367         /* In case someone cares... */
1368         return who;
1369 }
1370
1371 char *__init __attribute__((weak)) machine_specific_memory_setup(void)
1372 {
1373         if (x86_quirks->arch_memory_setup) {
1374                 char *who = x86_quirks->arch_memory_setup();
1375
1376                 if (who)
1377                         return who;
1378         }
1379         return default_machine_specific_memory_setup();
1380 }
1381
1382 /* Overridden in paravirt.c if CONFIG_PARAVIRT */
1383 char * __init __attribute__((weak)) memory_setup(void)
1384 {
1385         return machine_specific_memory_setup();
1386 }
1387
1388 void __init setup_memory_map(void)
1389 {
1390         char *who;
1391
1392         who = memory_setup();
1393         memcpy(&e820_saved, &e820, sizeof(struct e820map));
1394         printk(KERN_INFO "BIOS-provided physical RAM map:\n");
1395         e820_print_map(who);
1396 }