kernel/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 #include <linux/sort.h>
  23
  24 #include <asm/e820.h>
  25 #include <asm/proto.h>
  26 #include <asm/setup.h>
  27
  28 /*
  29  * The e820 map is the map that gets modified e.g. with command line parameters
  30  * and that is also registered with modifications in the kernel resource tree
  31  * with the iomem_resource as parent.
  32  *
  33  * The e820_saved is directly saved after the BIOS-provided memory map is
  34  * copied. It doesn't get modified afterwards. It's registered for the
  35  * /sys/firmware/memmap interface.
  36  *
  37  * That memory map is not modified and is used as base for kexec. The kexec'd
  38  * kernel should get the same memory map as the firmware provides. Then the
  39  * user can e.g. boot the original kernel with mem=1G while still booting the
  40  * next kernel with full memory.
  41  */
  42 struct e820map e820;
  43 struct e820map e820_saved;
  44
  45 /* For PCI or other memory-mapped resources */
  46 unsigned long pci_mem_start = 0xaeedbabe;
  47 #ifdef CONFIG_PCI
  48 EXPORT_SYMBOL(pci_mem_start);
  49 #endif
  50
  51 /*
  52  * This function checks if any part of the range <start,end> is mapped
  53  * with type.
  54  */
  55 int
  56 e820_any_mapped(u64 start, u64 end, unsigned type)
  57 {
  58         int i;
  59
  60         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
  61                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
  62
  63                 if (type && ei->type != type)
  64                         continue;
  65                 if (ei->addr >= end || ei->addr + ei->size <= start)
  66                         continue;
  67                 return 1;
  68         }
  69         return 0;
  70 }
  71 EXPORT_SYMBOL_GPL(e820_any_mapped);
  72
  73 /*
  74  * This function checks if the entire range <start,end> is mapped with type.
  75  *
  76  * Note: this function only works correct if the e820 table is sorted and
  77  * not-overlapping, which is the case
  78  */
  79 int __init e820_all_mapped(u64 start, u64 end, unsigned type)
  80 {
  81         int i;
  82
  83         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
  84                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
  85
  86                 if (type && ei->type != type)
  87                         continue;
  88                 /* is the region (part) in overlap with the current region ?*/
  89                 if (ei->addr >= end || ei->addr + ei->size <= start)
  90                         continue;
  91
  92                 /* if the region is at the beginning of <start,end> we move
  93                  * start to the end of the region since it's ok until there
  94                  */
  95                 if (ei->addr <= start)
  96                         start = ei->addr + ei->size;
  97                 /*
  98                  * if start is now at or beyond end, we're done, full
  99                  * coverage
 100                  */
 101                 if (start >= end)
 102                         return 1;
 103         }
 104         return 0;
 105 }
 106
 107 /*
 108  * Add a memory region to the kernel e820 map.
 109  */
 110 static void __init __e820_add_region(struct e820map *e820x, u64 start, u64 size,
 111                                          int type)
 112 {
 113         int x = e820x->nr_map;
 114
 115         if (x >= ARRAY_SIZE(e820x->map)) {
 116                 printk(KERN_ERR "e820: too many entries; ignoring [mem %#010llx-%#010llx]\n",
 117                        (unsigned long long) start,
 118                        (unsigned long long) (start + size - 1));
 119                 return;
 120         }
 121
 122         e820x->map[x].addr = start;
 123         e820x->map[x].size = size;
 124         e820x->map[x].type = type;
 125         e820x->nr_map++;
 126 }
 127
 128 void __init e820_add_region(u64 start, u64 size, int type)
 129 {
 130         __e820_add_region(&e820, start, size, type);
 131 }
 132
 133 static void __init e820_print_type(u32 type)
 134 {
 135         switch (type) {
 136         case E820_RAM:
 137         case E820_RESERVED_KERN:
 138                 printk(KERN_CONT "usable");
 139                 break;
 140         case E820_RESERVED:
 141                 printk(KERN_CONT "reserved");
 142                 break;
 143         case E820_ACPI:
 144                 printk(KERN_CONT "ACPI data");
 145                 break;
 146         case E820_NVS:
 147                 printk(KERN_CONT "ACPI NVS");
 148                 break;
 149         case E820_UNUSABLE:
 150                 printk(KERN_CONT "unusable");
 151                 break;
 152         case E820_PRAM:
 153                 printk(KERN_CONT "persistent (type %u)", type);
 154                 break;
 155         default:
 156                 printk(KERN_CONT "type %u", type);
 157                 break;
 158         }
 159 }
 160
 161 void __init e820_print_map(char *who)
 162 {
 163         int i;
 164
 165         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 166                 printk(KERN_INFO "%s: [mem %#018Lx-%#018Lx] ", who,
 167                        (unsigned long long) e820.map[i].addr,
 168                        (unsigned long long)
 169                        (e820.map[i].addr + e820.map[i].size - 1));
 170                 e820_print_type(e820.map[i].type);
 171                 printk(KERN_CONT "\n");
 172         }
 173 }
 174
 175 /*
 176  * Sanitize the BIOS e820 map.
 177  *
 178  * Some e820 responses include overlapping entries. The following
 179  * replaces the original e820 map with a new one, removing overlaps,
 180  * and resolving conflicting memory types in favor of highest
 181  * numbered type.
 182  *
 183  * The input parameter biosmap points to an array of 'struct
 184  * e820entry' which on entry has elements in the range [0, *pnr_map)
 185  * valid, and which has space for up to max_nr_map entries.
 186  * On return, the resulting sanitized e820 map entries will be in
 187  * overwritten in the same location, starting at biosmap.
 188  *
 189  * The integer pointed to by pnr_map must be valid on entry (the
 190  * current number of valid entries located at biosmap). If the
 191  * sanitizing succeeds the *pnr_map will be updated with the new
 192  * number of valid entries (something no more than max_nr_map).
 193  *
 194  * The return value from sanitize_e820_map() is zero if it
 195  * successfully 'sanitized' the map entries passed in, and is -1
 196  * if it did nothing, which can happen if either of (1) it was
 197  * only passed one map entry, or (2) any of the input map entries
 198  * were invalid (start + size < start, meaning that the size was
 199  * so big the described memory range wrapped around through zero.)
 200  *
 201  *      Visually we're performing the following
 202  *      (1,2,3,4 = memory types)...
 203  *
 204  *      Sample memory map (w/overlaps):
 205  *         ____22__________________
 206  *         ______________________4_
 207  *         ____1111________________
 208  *         _44_____________________
 209  *         11111111________________
 210  *         ____________________33__
 211  *         ___________44___________
 212  *         __________33333_________
 213  *         ______________22________
 214  *         ___________________2222_
 215  *         _________111111111______
 216  *         _____________________11_
 217  *         _________________4______
 218  *
 219  *      Sanitized equivalent (no overlap):
 220  *         1_______________________
 221  *         _44_____________________
 222  *         ___1____________________
 223  *         ____22__________________
 224  *         ______11________________
 225  *         _________1______________
 226  *         __________3_____________
 227  *         ___________44___________
 228  *         _____________33_________
 229  *         _______________2________
 230  *         ________________1_______
 231  *         _________________4______
 232  *         ___________________2____
 233  *         ____________________33__
 234  *         ______________________4_
 235  */
 236 struct change_member {
 237         struct e820entry *pbios; /* pointer to original bios entry */
 238         unsigned long long addr; /* address for this change point */
 239 };
 240
 241 static int __init cpcompare(const void *a, const void *b)
 242 {
 243         struct change_member * const *app = a, * const *bpp = b;
 244         const struct change_member *ap = *app, *bp = *bpp;
 245
 246         /*
 247          * Inputs are pointers to two elements of change_point[].  If their
 248          * addresses are unequal, their difference dominates.  If the addresses
 249          * are equal, then consider one that represents the end of its region
 250          * to be greater than one that does not.
 251          */
 252         if (ap->addr != bp->addr)
 253                 return ap->addr > bp->addr ? 1 : -1;
 254
 255         return (ap->addr != ap->pbios->addr) - (bp->addr != bp->pbios->addr);
 256 }
 257
 258 int __init sanitize_e820_map(struct e820entry *biosmap, int max_nr_map,
 259                              u32 *pnr_map)
 260 {
 261         static struct change_member change_point_list[2*E820_X_MAX] __initdata;
 262         static struct change_member *change_point[2*E820_X_MAX] __initdata;
 263         static struct e820entry *overlap_list[E820_X_MAX] __initdata;
 264         static struct e820entry new_bios[E820_X_MAX] __initdata;
 265         unsigned long current_type, last_type;
 266         unsigned long long last_addr;
 267         int chgidx;
 268         int overlap_entries;
 269         int new_bios_entry;
 270         int old_nr, new_nr, chg_nr;
 271         int i;
 272
 273         /* if there's only one memory region, don't bother */
 274         if (*pnr_map < 2)
 275                 return -1;
 276
 277         old_nr = *pnr_map;
 278         BUG_ON(old_nr > max_nr_map);
 279
 280         /* bail out if we find any unreasonable addresses in bios map */
 281         for (i = 0; i < old_nr; i++)
 282                 if (biosmap[i].addr + biosmap[i].size < biosmap[i].addr)
 283                         return -1;
 284
 285         /* create pointers for initial change-point information (for sorting) */
 286         for (i = 0; i < 2 * old_nr; i++)
 287                 change_point[i] = &change_point_list[i];
 288
 289         /* record all known change-points (starting and ending addresses),
 290            omitting those that are for empty memory regions */
 291         chgidx = 0;
 292         for (i = 0; i < old_nr; i++)    {
 293                 if (biosmap[i].size != 0) {
 294                         change_point[chgidx]->addr = biosmap[i].addr;
 295                         change_point[chgidx++]->pbios = &biosmap[i];
 296                         change_point[chgidx]->addr = biosmap[i].addr +
 297                                 biosmap[i].size;
 298                         change_point[chgidx++]->pbios = &biosmap[i];
 299                 }
 300         }
 301         chg_nr = chgidx;
 302
 303         /* sort change-point list by memory addresses (low -> high) */
 304         sort(change_point, chg_nr, sizeof *change_point, cpcompare, NULL);
 305
 306         /* create a new bios memory map, removing overlaps */
 307         overlap_entries = 0;     /* number of entries in the overlap table */
 308         new_bios_entry = 0;      /* index for creating new bios map entries */
 309         last_type = 0;           /* start with undefined memory type */
 310         last_addr = 0;           /* start with 0 as last starting address */
 311
 312         /* loop through change-points, determining affect on the new bios map */
 313         for (chgidx = 0; chgidx < chg_nr; chgidx++) {
 314                 /* keep track of all overlapping bios entries */
 315                 if (change_point[chgidx]->addr ==
 316                     change_point[chgidx]->pbios->addr) {
 317                         /*
 318                          * add map entry to overlap list (> 1 entry
 319                          * implies an overlap)
 320                          */
 321                         overlap_list[overlap_entries++] =
 322                                 change_point[chgidx]->pbios;
 323                 } else {
 324                         /*
 325                          * remove entry from list (order independent,
 326                          * so swap with last)
 327                          */
 328                         for (i = 0; i < overlap_entries; i++) {
 329                                 if (overlap_list[i] ==
 330                                     change_point[chgidx]->pbios)
 331                                         overlap_list[i] =
 332                                                 overlap_list[overlap_entries-1];
 333                         }
 334                         overlap_entries--;
 335                 }
 336                 /*
 337                  * if there are overlapping entries, decide which
 338                  * "type" to use (larger value takes precedence --
 339                  * 1=usable, 2,3,4,4+=unusable)
 340                  */
 341                 current_type = 0;
 342                 for (i = 0; i < overlap_entries; i++)
 343                         if (overlap_list[i]->type > current_type)
 344                                 current_type = overlap_list[i]->type;
 345                 /*
 346                  * continue building up new bios map based on this
 347                  * information
 348                  */
 349                 if (current_type != last_type || current_type == E820_PRAM) {
 350                         if (last_type != 0)      {
 351                                 new_bios[new_bios_entry].size =
 352                                         change_point[chgidx]->addr - last_addr;
 353                                 /*
 354                                  * move forward only if the new size
 355                                  * was non-zero
 356                                  */
 357                                 if (new_bios[new_bios_entry].size != 0)
 358                                         /*
 359                                          * no more space left for new
 360                                          * bios entries ?
 361                                          */
 362                                         if (++new_bios_entry >= max_nr_map)
 363                                                 break;
 364                         }
 365                         if (current_type != 0)  {
 366                                 new_bios[new_bios_entry].addr =
 367                                         change_point[chgidx]->addr;
 368                                 new_bios[new_bios_entry].type = current_type;
 369                                 last_addr = change_point[chgidx]->addr;
 370                         }
 371                         last_type = current_type;
 372                 }
 373         }
 374         /* retain count for new bios entries */
 375         new_nr = new_bios_entry;
 376
 377         /* copy new bios mapping into original location */
 378         memcpy(biosmap, new_bios, new_nr * sizeof(struct e820entry));
 379         *pnr_map = new_nr;
 380
 381         return 0;
 382 }
 383
 384 static int __init __append_e820_map(struct e820entry *biosmap, int nr_map)
 385 {
 386         while (nr_map) {
 387                 u64 start = biosmap->addr;
 388                 u64 size = biosmap->size;
 389                 u64 end = start + size;
 390                 u32 type = biosmap->type;
 391
 392                 /* Overflow in 64 bits? Ignore the memory map. */
 393                 if (start > end)
 394                         return -1;
 395
 396                 e820_add_region(start, size, type);
 397
 398                 biosmap++;
 399                 nr_map--;
 400         }
 401         return 0;
 402 }
 403
 404 /*
 405  * Copy the BIOS e820 map into a safe place.
 406  *
 407  * Sanity-check it while we're at it..
 408  *
 409  * If we're lucky and live on a modern system, the setup code
 410  * will have given us a memory map that we can use to properly
 411  * set up memory.  If we aren't, we'll fake a memory map.
 412  */
 413 static int __init append_e820_map(struct e820entry *biosmap, int nr_map)
 414 {
 415         /* Only one memory region (or negative)? Ignore it */
 416         if (nr_map < 2)
 417                 return -1;
 418
 419         return __append_e820_map(biosmap, nr_map);
 420 }
 421
 422 static u64 __init __e820_update_range(struct e820map *e820x, u64 start,
 423                                         u64 size, unsigned old_type,
 424                                         unsigned new_type)
 425 {
 426         u64 end;
 427         unsigned int i;
 428         u64 real_updated_size = 0;
 429
 430         BUG_ON(old_type == new_type);
 431
 432         if (size > (ULLONG_MAX - start))
 433                 size = ULLONG_MAX - start;
 434
 435         end = start + size;
 436         printk(KERN_DEBUG "e820: update [mem %#010Lx-%#010Lx] ",
 437                (unsigned long long) start, (unsigned long long) (end - 1));
 438         e820_print_type(old_type);
 439         printk(KERN_CONT " ==> ");
 440         e820_print_type(new_type);
 441         printk(KERN_CONT "\n");
 442
 443         for (i = 0; i < e820x->nr_map; i++) {
 444                 struct e820entry *ei = &e820x->map[i];
 445                 u64 final_start, final_end;
 446                 u64 ei_end;
 447
 448                 if (ei->type != old_type)
 449                         continue;
 450
 451                 ei_end = ei->addr + ei->size;
 452                 /* totally covered by new range? */
 453                 if (ei->addr >= start && ei_end <= end) {
 454                         ei->type = new_type;
 455                         real_updated_size += ei->size;
 456                         continue;
 457                 }
 458
 459                 /* new range is totally covered? */
 460                 if (ei->addr < start && ei_end > end) {
 461                         __e820_add_region(e820x, start, size, new_type);
 462                         __e820_add_region(e820x, end, ei_end - end, ei->type);
 463                         ei->size = start - ei->addr;
 464                         real_updated_size += size;
 465                         continue;
 466                 }
 467
 468                 /* partially covered */
 469                 final_start = max(start, ei->addr);
 470                 final_end = min(end, ei_end);
 471                 if (final_start >= final_end)
 472                         continue;
 473
 474                 __e820_add_region(e820x, final_start, final_end - final_start,
 475                                   new_type);
 476
 477                 real_updated_size += final_end - final_start;
 478
 479                 /*
 480                  * left range could be head or tail, so need to update
 481                  * size at first.
 482                  */
 483                 ei->size -= final_end - final_start;
 484                 if (ei->addr < final_start)
 485                         continue;
 486                 ei->addr = final_end;
 487         }
 488         return real_updated_size;
 489 }
 490
 491 u64 __init e820_update_range(u64 start, u64 size, unsigned old_type,
 492                              unsigned new_type)
 493 {
 494         return __e820_update_range(&e820, start, size, old_type, new_type);
 495 }
 496
 497 static u64 __init e820_update_range_saved(u64 start, u64 size,
 498                                           unsigned old_type, unsigned new_type)
 499 {
 500         return __e820_update_range(&e820_saved, start, size, old_type,
 501                                      new_type);
 502 }
 503
 504 /* make e820 not cover the range */
 505 u64 __init e820_remove_range(u64 start, u64 size, unsigned old_type,
 506                              int checktype)
 507 {
 508         int i;
 509         u64 end;
 510         u64 real_removed_size = 0;
 511
 512         if (size > (ULLONG_MAX - start))
 513                 size = ULLONG_MAX - start;
 514
 515         end = start + size;
 516         printk(KERN_DEBUG "e820: remove [mem %#010Lx-%#010Lx] ",
 517                (unsigned long long) start, (unsigned long long) (end - 1));
 518         if (checktype)
 519                 e820_print_type(old_type);
 520         printk(KERN_CONT "\n");
 521
 522         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 523                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 524                 u64 final_start, final_end;
 525                 u64 ei_end;
 526
 527                 if (checktype && ei->type != old_type)
 528                         continue;
 529
 530                 ei_end = ei->addr + ei->size;
 531                 /* totally covered? */
 532                 if (ei->addr >= start && ei_end <= end) {
 533                         real_removed_size += ei->size;
 534                         memset(ei, 0, sizeof(struct e820entry));
 535                         continue;
 536                 }
 537
 538                 /* new range is totally covered? */
 539                 if (ei->addr < start && ei_end > end) {
 540                         e820_add_region(end, ei_end - end, ei->type);
 541                         ei->size = start - ei->addr;
 542                         real_removed_size += size;
 543                         continue;
 544                 }
 545
 546                 /* partially covered */
 547                 final_start = max(start, ei->addr);
 548                 final_end = min(end, ei_end);
 549                 if (final_start >= final_end)
 550                         continue;
 551                 real_removed_size += final_end - final_start;
 552
 553                 /*
 554                  * left range could be head or tail, so need to update
 555                  * size at first.
 556                  */
 557                 ei->size -= final_end - final_start;
 558                 if (ei->addr < final_start)
 559                         continue;
 560                 ei->addr = final_end;
 561         }
 562         return real_removed_size;
 563 }
 564
 565 void __init update_e820(void)
 566 {
 567         if (sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map))
 568                 return;
 569         printk(KERN_INFO "e820: modified physical RAM map:\n");
 570         e820_print_map("modified");
 571 }
 572 static void __init update_e820_saved(void)
 573 {
 574         sanitize_e820_map(e820_saved.map, ARRAY_SIZE(e820_saved.map),
 575                                 &e820_saved.nr_map);
 576 }
 577 #define MAX_GAP_END 0x100000000ull
 578 /*
 579  * Search for a gap in the e820 memory space from start_addr to end_addr.
 580  */
 581 __init int e820_search_gap(unsigned long *gapstart, unsigned long *gapsize,
 582                 unsigned long start_addr, unsigned long long end_addr)
 583 {
 584         unsigned long long last;
 585         int i = e820.nr_map;
 586         int found = 0;
 587
 588         last = (end_addr && end_addr < MAX_GAP_END) ? end_addr : MAX_GAP_END;
 589
 590         while (--i >= 0) {
 591                 unsigned long long start = e820.map[i].addr;
 592                 unsigned long long end = start + e820.map[i].size;
 593
 594                 if (end < start_addr)
 595                         continue;
 596
 597                 /*
 598                  * Since "last" is at most 4GB, we know we'll
 599                  * fit in 32 bits if this condition is true
 600                  */
 601                 if (last > end) {
 602                         unsigned long gap = last - end;
 603
 604                         if (gap >= *gapsize) {
 605                                 *gapsize = gap;
 606                                 *gapstart = end;
 607                                 found = 1;
 608                         }
 609                 }
 610                 if (start < last)
 611                         last = start;
 612         }
 613         return found;
 614 }
 615
 616 /*
 617  * Search for the biggest gap in the low 32 bits of the e820
 618  * memory space.  We pass this space to PCI to assign MMIO resources
 619  * for hotplug or unconfigured devices in.
 620  * Hopefully the BIOS let enough space left.
 621  */
 622 __init void e820_setup_gap(void)
 623 {
 624         unsigned long gapstart, gapsize;
 625         int found;
 626
 627         gapstart = 0x10000000;
 628         gapsize = 0x400000;
 629         found  = e820_search_gap(&gapstart, &gapsize, 0, MAX_GAP_END);
 630
 631 #ifdef CONFIG_X86_64
 632         if (!found) {
 633                 gapstart = (max_pfn << PAGE_SHIFT) + 1024*1024;
 634                 printk(KERN_ERR
 635         "e820: cannot find a gap in the 32bit address range\n"
 636         "e820: PCI devices with unassigned 32bit BARs may break!\n");
 637         }
 638 #endif
 639
 640         /*
 641          * e820_reserve_resources_late protect stolen RAM already
 642          */
 643         pci_mem_start = gapstart;
 644
 645         printk(KERN_INFO
 646                "e820: [mem %#010lx-%#010lx] available for PCI devices\n",
 647                gapstart, gapstart + gapsize - 1);
 648 }
 649
 650 /**
 651  * Because of the size limitation of struct boot_params, only first
 652  * 128 E820 memory entries are passed to kernel via
 653  * boot_params.e820_map, others are passed via SETUP_E820_EXT node of
 654  * linked list of struct setup_data, which is parsed here.
 655  */
 656 void __init parse_e820_ext(u64 phys_addr, u32 data_len)
 657 {
 658         int entries;
 659         struct e820entry *extmap;
 660         struct setup_data *sdata;
 661
 662         sdata = early_memremap(phys_addr, data_len);
 663         entries = sdata->len / sizeof(struct e820entry);
 664         extmap = (struct e820entry *)(sdata->data);
 665         __append_e820_map(extmap, entries);
 666         sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
 667         early_memunmap(sdata, data_len);
 668         printk(KERN_INFO "e820: extended physical RAM map:\n");
 669         e820_print_map("extended");
 670 }
 671
 672 #if defined(CONFIG_X86_64) || \
 673         (defined(CONFIG_X86_32) && defined(CONFIG_HIBERNATION))
 674 /**
 675  * Find the ranges of physical addresses that do not correspond to
 676  * e820 RAM areas and mark the corresponding pages as nosave for
 677  * hibernation (32 bit) or software suspend and suspend to RAM (64 bit).
 678  *
 679  * This function requires the e820 map to be sorted and without any
 680  * overlapping entries.
 681  */
 682 void __init e820_mark_nosave_regions(unsigned long limit_pfn)
 683 {
 684         int i;
 685         unsigned long pfn = 0;
 686
 687         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 688                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 689
 690                 if (pfn < PFN_UP(ei->addr))
 691                         register_nosave_region(pfn, PFN_UP(ei->addr));
 692
 693                 pfn = PFN_DOWN(ei->addr + ei->size);
 694
 695                 if (ei->type != E820_RAM && ei->type != E820_RESERVED_KERN)
 696                         register_nosave_region(PFN_UP(ei->addr), pfn);
 697
 698                 if (pfn >= limit_pfn)
 699                         break;
 700         }
 701 }
 702 #endif
 703
 704 #ifdef CONFIG_ACPI
 705 /**
 706  * Mark ACPI NVS memory region, so that we can save/restore it during
 707  * hibernation and the subsequent resume.
 708  */
 709 static int __init e820_mark_nvs_memory(void)
 710 {
 711         int i;
 712
 713         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 714                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 715
 716                 if (ei->type == E820_NVS)
 717                         acpi_nvs_register(ei->addr, ei->size);
 718         }
 719
 720         return 0;
 721 }
 722 core_initcall(e820_mark_nvs_memory);
 723 #endif
 724
 725 /*
 726  * pre allocated 4k and reserved it in memblock and e820_saved
 727  */
 728 u64 __init early_reserve_e820(u64 size, u64 align)
 729 {
 730         u64 addr;
 731
 732         addr = __memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
 733         if (addr) {
 734                 e820_update_range_saved(addr, size, E820_RAM, E820_RESERVED);
 735                 printk(KERN_INFO "e820: update e820_saved for early_reserve_e820\n");
 736                 update_e820_saved();
 737         }
 738
 739         return addr;
 740 }
 741
 742 #ifdef CONFIG_X86_32
 743 # ifdef CONFIG_X86_PAE
 744 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(36-PAGE_SHIFT))
 745 # else
 746 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(32-PAGE_SHIFT))
 747 # endif
 748 #else /* CONFIG_X86_32 */
 749 # define MAX_ARCH_PFN MAXMEM>>PAGE_SHIFT
 750 #endif
 751
 752 /*
 753  * Find the highest page frame number we have available
 754  */
 755 static unsigned long __init e820_end_pfn(unsigned long limit_pfn)
 756 {
 757         int i;
 758         unsigned long last_pfn = 0;
 759         unsigned long max_arch_pfn = MAX_ARCH_PFN;
 760
 761         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 762                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 763                 unsigned long start_pfn;
 764                 unsigned long end_pfn;
 765
 766                 /*
 767                  * Persistent memory is accounted as ram for purposes of
 768                  * establishing max_pfn and mem_map.
 769                  */
 770                 if (ei->type != E820_RAM && ei->type != E820_PRAM)
 771                         continue;
 772
 773                 start_pfn = ei->addr >> PAGE_SHIFT;
 774                 end_pfn = (ei->addr + ei->size) >> PAGE_SHIFT;
 775
 776                 if (start_pfn >= limit_pfn)
 777                         continue;
 778                 if (end_pfn > limit_pfn) {
 779                         last_pfn = limit_pfn;
 780                         break;
 781                 }
 782                 if (end_pfn > last_pfn)
 783                         last_pfn = end_pfn;
 784         }
 785
 786         if (last_pfn > max_arch_pfn)
 787                 last_pfn = max_arch_pfn;
 788
 789         printk(KERN_INFO "e820: last_pfn = %#lx max_arch_pfn = %#lx\n",
 790                          last_pfn, max_arch_pfn);
 791         return last_pfn;
 792 }
 793 unsigned long __init e820_end_of_ram_pfn(void)
 794 {
 795         return e820_end_pfn(MAX_ARCH_PFN);
 796 }
 797
 798 unsigned long __init e820_end_of_low_ram_pfn(void)
 799 {
 800         return e820_end_pfn(1UL << (32-PAGE_SHIFT));
 801 }
 802
 803 static void early_panic(char *msg)
 804 {
 805         early_printk(msg);
 806         panic(msg);
 807 }
 808
 809 static int userdef __initdata;
 810
 811 /* "mem=nopentium" disables the 4MB page tables. */
 812 static int __init parse_memopt(char *p)
 813 {
 814         u64 mem_size;
 815
 816         if (!p)
 817                 return -EINVAL;
 818
 819         if (!strcmp(p, "nopentium")) {
 820 #ifdef CONFIG_X86_32
 821                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_PSE);
 822                 return 0;
 823 #else
 824                 printk(KERN_WARNING "mem=nopentium ignored! (only supported on x86_32)\n");
 825                 return -EINVAL;
 826 #endif
 827         }
 828
 829         userdef = 1;
 830         mem_size = memparse(p, &p);
 831         /* don't remove all of memory when handling "mem={invalid}" param */
 832         if (mem_size == 0)
 833                 return -EINVAL;
 834         e820_remove_range(mem_size, ULLONG_MAX - mem_size, E820_RAM, 1);
 835
 836         return 0;
 837 }
 838 early_param("mem", parse_memopt);
 839
 840 static int __init parse_memmap_one(char *p)
 841 {
 842         char *oldp;
 843         u64 start_at, mem_size;
 844
 845         if (!p)
 846                 return -EINVAL;
 847
 848         if (!strncmp(p, "exactmap", 8)) {
 849 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 850                 /*
 851                  * If we are doing a crash dump, we still need to know
 852                  * the real mem size before original memory map is
 853                  * reset.
 854                  */
 855                 saved_max_pfn = e820_end_of_ram_pfn();
 856 #endif
 857                 e820.nr_map = 0;
 858                 userdef = 1;
 859                 return 0;
 860         }
 861
 862         oldp = p;
 863         mem_size = memparse(p, &p);
 864         if (p == oldp)
 865                 return -EINVAL;
 866
 867         userdef = 1;
 868         if (*p == '@') {
 869                 start_at = memparse(p+1, &p);
 870                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_RAM);
 871         } else if (*p == '#') {
 872                 start_at = memparse(p+1, &p);
 873                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_ACPI);
 874         } else if (*p == '$') {
 875                 start_at = memparse(p+1, &p);
 876                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_RESERVED);
 877         } else if (*p == '!') {
 878                 start_at = memparse(p+1, &p);
 879                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_PRAM);
 880         } else
 881                 e820_remove_range(mem_size, ULLONG_MAX - mem_size, E820_RAM, 1);
 882
 883         return *p == '\0' ? 0 : -EINVAL;
 884 }
 885 static int __init parse_memmap_opt(char *str)
 886 {
 887         while (str) {
 888                 char *k = strchr(str, ',');
 889
 890                 if (k)
 891                         *k++ = 0;
 892
 893                 parse_memmap_one(str);
 894                 str = k;
 895         }
 896
 897         return 0;
 898 }
 899 early_param("memmap", parse_memmap_opt);
 900
 901 void __init finish_e820_parsing(void)
 902 {
 903         if (userdef) {
 904                 if (sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map),
 905                                         &e820.nr_map) < 0)
 906                         early_panic("Invalid user supplied memory map");
 907
 908                 printk(KERN_INFO "e820: user-defined physical RAM map:\n");
 909                 e820_print_map("user");
 910         }
 911 }
 912
 913 static inline const char *e820_type_to_string(int e820_type)
 914 {
 915         switch (e820_type) {
 916         case E820_RESERVED_KERN:
 917         case E820_RAM:  return "System RAM";
 918         case E820_ACPI: return "ACPI Tables";
 919         case E820_NVS:  return "ACPI Non-volatile Storage";
 920         case E820_UNUSABLE:     return "Unusable memory";
 921         case E820_PRAM: return "Persistent RAM";
 922         default:        return "reserved";
 923         }
 924 }
 925
 926 /*
 927  * Mark e820 reserved areas as busy for the resource manager.
 928  */
 929 static struct resource __initdata *e820_res;
 930 void __init e820_reserve_resources(void)
 931 {
 932         int i;
 933         struct resource *res;
 934         u64 end;
 935
 936         res = alloc_bootmem(sizeof(struct resource) * e820.nr_map);
 937         e820_res = res;
 938         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 939                 end = e820.map[i].addr + e820.map[i].size - 1;
 940                 if (end != (resource_size_t)end) {
 941                         res++;
 942                         continue;
 943                 }
 944                 res->name = e820_type_to_string(e820.map[i].type);
 945                 res->start = e820.map[i].addr;
 946                 res->end = end;
 947
 948                 res->flags = IORESOURCE_MEM;
 949
 950                 /*
 951                  * don't register the region that could be conflicted with
 952                  * pci device BAR resource and insert them later in
 953                  * pcibios_resource_survey()
 954                  */
 955                 if (((e820.map[i].type != E820_RESERVED) &&
 956                      (e820.map[i].type != E820_PRAM)) ||
 957                      res->start < (1ULL<<20)) {
 958                         res->flags |= IORESOURCE_BUSY;
 959                         insert_resource(&iomem_resource, res);
 960                 }
 961                 res++;
 962         }
 963
 964         for (i = 0; i < e820_saved.nr_map; i++) {
 965                 struct e820entry *entry = &e820_saved.map[i];
 966                 firmware_map_add_early(entry->addr,
 967                         entry->addr + entry->size,
 968                         e820_type_to_string(entry->type));
 969         }
 970 }
 971
 972 /* How much should we pad RAM ending depending on where it is? */
 973 static unsigned long ram_alignment(resource_size_t pos)
 974 {
 975         unsigned long mb = pos >> 20;
 976
 977         /* To 64kB in the first megabyte */
 978         if (!mb)
 979                 return 64*1024;
 980
 981         /* To 1MB in the first 16MB */
 982         if (mb < 16)
 983                 return 1024*1024;
 984
 985         /* To 64MB for anything above that */
 986         return 64*1024*1024;
 987 }
 988
 989 #define MAX_RESOURCE_SIZE ((resource_size_t)-1)
 990
 991 void __init e820_reserve_resources_late(void)
 992 {
 993         int i;
 994         struct resource *res;
 995
 996         res = e820_res;
 997         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 998                 if (!res->parent && res->end)
 999                         insert_resource_expand_to_fit(&iomem_resource, res);
1000                 res++;
1001         }
1002
1003         /*
1004          * Try to bump up RAM regions to reasonable boundaries to
1005          * avoid stolen RAM:
1006          */
1007         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1008                 struct e820entry *entry = &e820.map[i];
1009                 u64 start, end;
1010
1011                 if (entry->type != E820_RAM)
1012                         continue;
1013                 start = entry->addr + entry->size;
1014                 end = round_up(start, ram_alignment(start)) - 1;
1015                 if (end > MAX_RESOURCE_SIZE)
1016                         end = MAX_RESOURCE_SIZE;
1017                 if (start >= end)
1018                         continue;
1019                 printk(KERN_DEBUG
1020                        "e820: reserve RAM buffer [mem %#010llx-%#010llx]\n",
1021                        start, end);
1022                 reserve_region_with_split(&iomem_resource, start, end,
1023                                           "RAM buffer");
1024         }
1025 }
1026
1027 char *__init default_machine_specific_memory_setup(void)
1028 {
1029         char *who = "BIOS-e820";
1030         u32 new_nr;
1031         /*
1032          * Try to copy the BIOS-supplied E820-map.
1033          *
1034          * Otherwise fake a memory map; one section from 0k->640k,
1035          * the next section from 1mb->appropriate_mem_k
1036          */
1037         new_nr = boot_params.e820_entries;
1038         sanitize_e820_map(boot_params.e820_map,
1039                         ARRAY_SIZE(boot_params.e820_map),
1040                         &new_nr);
1041         boot_params.e820_entries = new_nr;
1042         if (append_e820_map(boot_params.e820_map, boot_params.e820_entries)
1043           < 0) {
1044                 u64 mem_size;
1045
1046                 /* compare results from other methods and take the greater */
1047                 if (boot_params.alt_mem_k
1048                     < boot_params.screen_info.ext_mem_k) {
1049                         mem_size = boot_params.screen_info.ext_mem_k;
1050                         who = "BIOS-88";
1051                 } else {
1052                         mem_size = boot_params.alt_mem_k;
1053                         who = "BIOS-e801";
1054                 }
1055
1056                 e820.nr_map = 0;
1057                 e820_add_region(0, LOWMEMSIZE(), E820_RAM);
1058                 e820_add_region(HIGH_MEMORY, mem_size << 10, E820_RAM);
1059         }
1060
1061         /* In case someone cares... */
1062         return who;
1063 }
1064
1065 void __init setup_memory_map(void)
1066 {
1067         char *who;
1068
1069         who = x86_init.resources.memory_setup();
1070         memcpy(&e820_saved, &e820, sizeof(struct e820map));
1071         printk(KERN_INFO "e820: BIOS-provided physical RAM map:\n");
1072         e820_print_map(who);
1073 }
1074
1075 void __init memblock_x86_fill(void)
1076 {
1077         int i;
1078         u64 end;
1079
1080         /*
1081          * EFI may have more than 128 entries
1082          * We are safe to enable resizing, beause memblock_x86_fill()
1083          * is rather later for x86
1084          */
1085         memblock_allow_resize();
1086
1087         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1088                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
1089
1090                 end = ei->addr + ei->size;
1091                 if (end != (resource_size_t)end)
1092                         continue;
1093
1094                 if (ei->type != E820_RAM && ei->type != E820_RESERVED_KERN)
1095                         continue;
1096
1097                 memblock_add(ei->addr, ei->size);
1098         }
1099
1100         /* throw away partial pages */
1101         memblock_trim_memory(PAGE_SIZE);
1102
1103         memblock_dump_all();
1104 }
1105
1106 void __init memblock_find_dma_reserve(void)
1107 {
1108 #ifdef CONFIG_X86_64
1109         u64 nr_pages = 0, nr_free_pages = 0;
1110         unsigned long start_pfn, end_pfn;
1111         phys_addr_t start, end;
1112         int i;
1113         u64 u;
1114
1115         /*
1116          * need to find out used area below MAX_DMA_PFN
1117          * need to use memblock to get free size in [0, MAX_DMA_PFN]
1118          * at first, and assume boot_mem will not take below MAX_DMA_PFN
1119          */
1120         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start_pfn, &end_pfn, NULL) {
1121                 start_pfn = min(start_pfn, MAX_DMA_PFN);
1122                 end_pfn = min(end_pfn, MAX_DMA_PFN);
1123                 nr_pages += end_pfn - start_pfn;
1124         }
1125
1126         for_each_free_mem_range(u, NUMA_NO_NODE, &start, &end, NULL) {
1127                 start_pfn = min_t(unsigned long, PFN_UP(start), MAX_DMA_PFN);
1128                 end_pfn = min_t(unsigned long, PFN_DOWN(end), MAX_DMA_PFN);
1129                 if (start_pfn < end_pfn)
1130                         nr_free_pages += end_pfn - start_pfn;
1131         }
1132
1133         set_dma_reserve(nr_pages - nr_free_pages);
1134 #endif
1135 }