arch/x86/kernel/e820.c

   1 /*
   2  * Handle the memory map.
   3  * The functions here do the job until bootmem takes over.
   4  *
   5  *  Getting sanitize_e820_map() in sync with i386 version by applying change:
   6  *  -  Provisions for empty E820 memory regions (reported by certain BIOSes).
   7  *     Alex Achenbach <xela@slit.de>, December 2002.
   8  *  Venkatesh Pallipadi <venkatesh.pallipadi@intel.com>
   9  *
  10  */
  11 #include <linux/kernel.h>
  12 #include <linux/types.h>
  13 #include <linux/init.h>
  14 #include <linux/bootmem.h>
  15 #include <linux/pfn.h>
  16 #include <linux/suspend.h>
  17 #include <linux/firmware-map.h>
  18
  19 #include <asm/e820.h>
  20 #include <asm/proto.h>
  21 #include <asm/setup.h>
  22
  23 /*
  24  * The e820 map is the map that gets modified e.g. with command line parameters
  25  * and that is also registered with modifications in the kernel resource tree
  26  * with the iomem_resource as parent.
  27  *
  28  * The e820_saved is directly saved after the BIOS-provided memory map is
  29  * copied. It doesn't get modified afterwards. It's registered for the
  30  * /sys/firmware/memmap interface.
  31  *
  32  * That memory map is not modified and is used as base for kexec. The kexec'd
  33  * kernel should get the same memory map as the firmware provides. Then the
  34  * user can e.g. boot the original kernel with mem=1G while still booting the
  35  * next kernel with full memory.
  36  */
  37 struct e820map e820;
  38 struct e820map e820_saved;
  39
  40 /* For PCI or other memory-mapped resources */
  41 unsigned long pci_mem_start = 0xaeedbabe;
  42 #ifdef CONFIG_PCI
  43 EXPORT_SYMBOL(pci_mem_start);
  44 #endif
  45
  46 /*
  47  * This function checks if any part of the range <start,end> is mapped
  48  * with type.
  49  */
  50 int
  51 e820_any_mapped(u64 start, u64 end, unsigned type)
  52 {
  53         int i;
  54
  55         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
  56                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
  57
  58                 if (type && ei->type != type)
  59                         continue;
  60                 if (ei->addr >= end || ei->addr + ei->size <= start)
  61                         continue;
  62                 return 1;
  63         }
  64         return 0;
  65 }
  66 EXPORT_SYMBOL_GPL(e820_any_mapped);
  67
  68 /*
  69  * This function checks if the entire range <start,end> is mapped with type.
  70  *
  71  * Note: this function only works correct if the e820 table is sorted and
  72  * not-overlapping, which is the case
  73  */
  74 int __init e820_all_mapped(u64 start, u64 end, unsigned type)
  75 {
  76         int i;
  77
  78         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
  79                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
  80
  81                 if (type && ei->type != type)
  82                         continue;
  83                 /* is the region (part) in overlap with the current region ?*/
  84                 if (ei->addr >= end || ei->addr + ei->size <= start)
  85                         continue;
  86
  87                 /* if the region is at the beginning of <start,end> we move
  88                  * start to the end of the region since it's ok until there
  89                  */
  90                 if (ei->addr <= start)
  91                         start = ei->addr + ei->size;
  92                 /*
  93                  * if start is now at or beyond end, we're done, full
  94                  * coverage
  95                  */
  96                 if (start >= end)
  97                         return 1;
  98         }
  99         return 0;
 100 }
 101
 102 /*
 103  * Add a memory region to the kernel e820 map.
 104  */
 105 static void __init __e820_add_region(struct e820map *e820x, u64 start, u64 size,
 106                                          int type)
 107 {
 108         int x = e820x->nr_map;
 109
 110         if (x >= ARRAY_SIZE(e820x->map)) {
 111                 printk(KERN_ERR "Ooops! Too many entries in the memory map!\n");
 112                 return;
 113         }
 114
 115         e820x->map[x].addr = start;
 116         e820x->map[x].size = size;
 117         e820x->map[x].type = type;
 118         e820x->nr_map++;
 119 }
 120
 121 void __init e820_add_region(u64 start, u64 size, int type)
 122 {
 123         __e820_add_region(&e820, start, size, type);
 124 }
 125
 126 static void __init e820_print_type(u32 type)
 127 {
 128         switch (type) {
 129         case E820_RAM:
 130         case E820_RESERVED_KERN:
 131                 printk(KERN_CONT "(usable)");
 132                 break;
 133         case E820_RESERVED:
 134                 printk(KERN_CONT "(reserved)");
 135                 break;
 136         case E820_ACPI:
 137                 printk(KERN_CONT "(ACPI data)");
 138                 break;
 139         case E820_NVS:
 140                 printk(KERN_CONT "(ACPI NVS)");
 141                 break;
 142         case E820_UNUSABLE:
 143                 printk(KERN_CONT "(unusable)");
 144                 break;
 145         default:
 146                 printk(KERN_CONT "type %u", type);
 147                 break;
 148         }
 149 }
 150
 151 void __init e820_print_map(char *who)
 152 {
 153         int i;
 154
 155         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 156                 printk(KERN_INFO " %s: %016Lx - %016Lx ", who,
 157                        (unsigned long long) e820.map[i].addr,
 158                        (unsigned long long)
 159                        (e820.map[i].addr + e820.map[i].size));
 160                 e820_print_type(e820.map[i].type);
 161                 printk(KERN_CONT "\n");
 162         }
 163 }
 164
 165 /*
 166  * Sanitize the BIOS e820 map.
 167  *
 168  * Some e820 responses include overlapping entries. The following
 169  * replaces the original e820 map with a new one, removing overlaps,
 170  * and resolving conflicting memory types in favor of highest
 171  * numbered type.
 172  *
 173  * The input parameter biosmap points to an array of 'struct
 174  * e820entry' which on entry has elements in the range [0, *pnr_map)
 175  * valid, and which has space for up to max_nr_map entries.
 176  * On return, the resulting sanitized e820 map entries will be in
 177  * overwritten in the same location, starting at biosmap.
 178  *
 179  * The integer pointed to by pnr_map must be valid on entry (the
 180  * current number of valid entries located at biosmap) and will
 181  * be updated on return, with the new number of valid entries
 182  * (something no more than max_nr_map.)
 183  *
 184  * The return value from sanitize_e820_map() is zero if it
 185  * successfully 'sanitized' the map entries passed in, and is -1
 186  * if it did nothing, which can happen if either of (1) it was
 187  * only passed one map entry, or (2) any of the input map entries
 188  * were invalid (start + size < start, meaning that the size was
 189  * so big the described memory range wrapped around through zero.)
 190  *
 191  *      Visually we're performing the following
 192  *      (1,2,3,4 = memory types)...
 193  *
 194  *      Sample memory map (w/overlaps):
 195  *         ____22__________________
 196  *         ______________________4_
 197  *         ____1111________________
 198  *         _44_____________________
 199  *         11111111________________
 200  *         ____________________33__
 201  *         ___________44___________
 202  *         __________33333_________
 203  *         ______________22________
 204  *         ___________________2222_
 205  *         _________111111111______
 206  *         _____________________11_
 207  *         _________________4______
 208  *
 209  *      Sanitized equivalent (no overlap):
 210  *         1_______________________
 211  *         _44_____________________
 212  *         ___1____________________
 213  *         ____22__________________
 214  *         ______11________________
 215  *         _________1______________
 216  *         __________3_____________
 217  *         ___________44___________
 218  *         _____________33_________
 219  *         _______________2________
 220  *         ________________1_______
 221  *         _________________4______
 222  *         ___________________2____
 223  *         ____________________33__
 224  *         ______________________4_
 225  */
 226
 227 int __init sanitize_e820_map(struct e820entry *biosmap, int max_nr_map,
 228                              u32 *pnr_map)
 229 {
 230         struct change_member {
 231                 struct e820entry *pbios; /* pointer to original bios entry */
 232                 unsigned long long addr; /* address for this change point */
 233         };
 234         static struct change_member change_point_list[2*E820_X_MAX] __initdata;
 235         static struct change_member *change_point[2*E820_X_MAX] __initdata;
 236         static struct e820entry *overlap_list[E820_X_MAX] __initdata;
 237         static struct e820entry new_bios[E820_X_MAX] __initdata;
 238         struct change_member *change_tmp;
 239         unsigned long current_type, last_type;
 240         unsigned long long last_addr;
 241         int chgidx, still_changing;
 242         int overlap_entries;
 243         int new_bios_entry;
 244         int old_nr, new_nr, chg_nr;
 245         int i;
 246
 247         /* if there's only one memory region, don't bother */
 248         if (*pnr_map < 2)
 249                 return -1;
 250
 251         old_nr = *pnr_map;
 252         BUG_ON(old_nr > max_nr_map);
 253
 254         /* bail out if we find any unreasonable addresses in bios map */
 255         for (i = 0; i < old_nr; i++)
 256                 if (biosmap[i].addr + biosmap[i].size < biosmap[i].addr)
 257                         return -1;
 258
 259         /* create pointers for initial change-point information (for sorting) */
 260         for (i = 0; i < 2 * old_nr; i++)
 261                 change_point[i] = &change_point_list[i];
 262
 263         /* record all known change-points (starting and ending addresses),
 264            omitting those that are for empty memory regions */
 265         chgidx = 0;
 266         for (i = 0; i < old_nr; i++)    {
 267                 if (biosmap[i].size != 0) {
 268                         change_point[chgidx]->addr = biosmap[i].addr;
 269                         change_point[chgidx++]->pbios = &biosmap[i];
 270                         change_point[chgidx]->addr = biosmap[i].addr +
 271                                 biosmap[i].size;
 272                         change_point[chgidx++]->pbios = &biosmap[i];
 273                 }
 274         }
 275         chg_nr = chgidx;
 276
 277         /* sort change-point list by memory addresses (low -> high) */
 278         still_changing = 1;
 279         while (still_changing)  {
 280                 still_changing = 0;
 281                 for (i = 1; i < chg_nr; i++)  {
 282                         unsigned long long curaddr, lastaddr;
 283                         unsigned long long curpbaddr, lastpbaddr;
 284
 285                         curaddr = change_point[i]->addr;
 286                         lastaddr = change_point[i - 1]->addr;
 287                         curpbaddr = change_point[i]->pbios->addr;
 288                         lastpbaddr = change_point[i - 1]->pbios->addr;
 289
 290                         /*
 291                          * swap entries, when:
 292                          *
 293                          * curaddr > lastaddr or
 294                          * curaddr == lastaddr and curaddr == curpbaddr and
 295                          * lastaddr != lastpbaddr
 296                          */
 297                         if (curaddr < lastaddr ||
 298                             (curaddr == lastaddr && curaddr == curpbaddr &&
 299                              lastaddr != lastpbaddr)) {
 300                                 change_tmp = change_point[i];
 301                                 change_point[i] = change_point[i-1];
 302                                 change_point[i-1] = change_tmp;
 303                                 still_changing = 1;
 304                         }
 305                 }
 306         }
 307
 308         /* create a new bios memory map, removing overlaps */
 309         overlap_entries = 0;     /* number of entries in the overlap table */
 310         new_bios_entry = 0;      /* index for creating new bios map entries */
 311         last_type = 0;           /* start with undefined memory type */
 312         last_addr = 0;           /* start with 0 as last starting address */
 313
 314         /* loop through change-points, determining affect on the new bios map */
 315         for (chgidx = 0; chgidx < chg_nr; chgidx++) {
 316                 /* keep track of all overlapping bios entries */
 317                 if (change_point[chgidx]->addr ==
 318                     change_point[chgidx]->pbios->addr) {
 319                         /*
 320                          * add map entry to overlap list (> 1 entry
 321                          * implies an overlap)
 322                          */
 323                         overlap_list[overlap_entries++] =
 324                                 change_point[chgidx]->pbios;
 325                 } else {
 326                         /*
 327                          * remove entry from list (order independent,
 328                          * so swap with last)
 329                          */
 330                         for (i = 0; i < overlap_entries; i++) {
 331                                 if (overlap_list[i] ==
 332                                     change_point[chgidx]->pbios)
 333                                         overlap_list[i] =
 334                                                 overlap_list[overlap_entries-1];
 335                         }
 336                         overlap_entries--;
 337                 }
 338                 /*
 339                  * if there are overlapping entries, decide which
 340                  * "type" to use (larger value takes precedence --
 341                  * 1=usable, 2,3,4,4+=unusable)
 342                  */
 343                 current_type = 0;
 344                 for (i = 0; i < overlap_entries; i++)
 345                         if (overlap_list[i]->type > current_type)
 346                                 current_type = overlap_list[i]->type;
 347                 /*
 348                  * continue building up new bios map based on this
 349                  * information
 350                  */
 351                 if (current_type != last_type)  {
 352                         if (last_type != 0)      {
 353                                 new_bios[new_bios_entry].size =
 354                                         change_point[chgidx]->addr - last_addr;
 355                                 /*
 356                                  * move forward only if the new size
 357                                  * was non-zero
 358                                  */
 359                                 if (new_bios[new_bios_entry].size != 0)
 360                                         /*
 361                                          * no more space left for new
 362                                          * bios entries ?
 363                                          */
 364                                         if (++new_bios_entry >= max_nr_map)
 365                                                 break;
 366                         }
 367                         if (current_type != 0)  {
 368                                 new_bios[new_bios_entry].addr =
 369                                         change_point[chgidx]->addr;
 370                                 new_bios[new_bios_entry].type = current_type;
 371                                 last_addr = change_point[chgidx]->addr;
 372                         }
 373                         last_type = current_type;
 374                 }
 375         }
 376         /* retain count for new bios entries */
 377         new_nr = new_bios_entry;
 378
 379         /* copy new bios mapping into original location */
 380         memcpy(biosmap, new_bios, new_nr * sizeof(struct e820entry));
 381         *pnr_map = new_nr;
 382
 383         return 0;
 384 }
 385
 386 static int __init __append_e820_map(struct e820entry *biosmap, int nr_map)
 387 {
 388         while (nr_map) {
 389                 u64 start = biosmap->addr;
 390                 u64 size = biosmap->size;
 391                 u64 end = start + size;
 392                 u32 type = biosmap->type;
 393
 394                 /* Overflow in 64 bits? Ignore the memory map. */
 395                 if (start > end)
 396                         return -1;
 397
 398                 e820_add_region(start, size, type);
 399
 400                 biosmap++;
 401                 nr_map--;
 402         }
 403         return 0;
 404 }
 405
 406 /*
 407  * Copy the BIOS e820 map into a safe place.
 408  *
 409  * Sanity-check it while we're at it..
 410  *
 411  * If we're lucky and live on a modern system, the setup code
 412  * will have given us a memory map that we can use to properly
 413  * set up memory.  If we aren't, we'll fake a memory map.
 414  */
 415 static int __init append_e820_map(struct e820entry *biosmap, int nr_map)
 416 {
 417         /* Only one memory region (or negative)? Ignore it */
 418         if (nr_map < 2)
 419                 return -1;
 420
 421         return __append_e820_map(biosmap, nr_map);
 422 }
 423
 424 static u64 __init __e820_update_range(struct e820map *e820x, u64 start,
 425                                         u64 size, unsigned old_type,
 426                                         unsigned new_type)
 427 {
 428         u64 end;
 429         unsigned int i;
 430         u64 real_updated_size = 0;
 431
 432         BUG_ON(old_type == new_type);
 433
 434         if (size > (ULLONG_MAX - start))
 435                 size = ULLONG_MAX - start;
 436
 437         end = start + size;
 438         printk(KERN_DEBUG "e820 update range: %016Lx - %016Lx ",
 439                        (unsigned long long) start,
 440                        (unsigned long long) end);
 441         e820_print_type(old_type);
 442         printk(KERN_CONT " ==> ");
 443         e820_print_type(new_type);
 444         printk(KERN_CONT "\n");
 445
 446         for (i = 0; i < e820x->nr_map; i++) {
 447                 struct e820entry *ei = &e820x->map[i];
 448                 u64 final_start, final_end;
 449                 u64 ei_end;
 450
 451                 if (ei->type != old_type)
 452                         continue;
 453
 454                 ei_end = ei->addr + ei->size;
 455                 /* totally covered by new range? */
 456                 if (ei->addr >= start && ei_end <= end) {
 457                         ei->type = new_type;
 458                         real_updated_size += ei->size;
 459                         continue;
 460                 }
 461
 462                 /* new range is totally covered? */
 463                 if (ei->addr < start && ei_end > end) {
 464                         __e820_add_region(e820x, start, size, new_type);
 465                         __e820_add_region(e820x, end, ei_end - end, ei->type);
 466                         ei->size = start - ei->addr;
 467                         real_updated_size += size;
 468                         continue;
 469                 }
 470
 471                 /* partially covered */
 472                 final_start = max(start, ei->addr);
 473                 final_end = min(end, ei_end);
 474                 if (final_start >= final_end)
 475                         continue;
 476
 477                 __e820_add_region(e820x, final_start, final_end - final_start,
 478                                   new_type);
 479
 480                 real_updated_size += final_end - final_start;
 481
 482                 /*
 483                  * left range could be head or tail, so need to update
 484                  * size at first.
 485                  */
 486                 ei->size -= final_end - final_start;
 487                 if (ei->addr < final_start)
 488                         continue;
 489                 ei->addr = final_end;
 490         }
 491         return real_updated_size;
 492 }
 493
 494 u64 __init e820_update_range(u64 start, u64 size, unsigned old_type,
 495                              unsigned new_type)
 496 {
 497         return __e820_update_range(&e820, start, size, old_type, new_type);
 498 }
 499
 500 static u64 __init e820_update_range_saved(u64 start, u64 size,
 501                                           unsigned old_type, unsigned new_type)
 502 {
 503         return __e820_update_range(&e820_saved, start, size, old_type,
 504                                      new_type);
 505 }
 506
 507 /* make e820 not cover the range */
 508 u64 __init e820_remove_range(u64 start, u64 size, unsigned old_type,
 509                              int checktype)
 510 {
 511         int i;
 512         u64 end;
 513         u64 real_removed_size = 0;
 514
 515         if (size > (ULLONG_MAX - start))
 516                 size = ULLONG_MAX - start;
 517
 518         end = start + size;
 519         printk(KERN_DEBUG "e820 remove range: %016Lx - %016Lx ",
 520                        (unsigned long long) start,
 521                        (unsigned long long) end);
 522         e820_print_type(old_type);
 523         printk(KERN_CONT "\n");
 524
 525         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 526                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 527                 u64 final_start, final_end;
 528
 529                 if (checktype && ei->type != old_type)
 530                         continue;
 531                 /* totally covered? */
 532                 if (ei->addr >= start &&
 533                     (ei->addr + ei->size) <= (start + size)) {
 534                         real_removed_size += ei->size;
 535                         memset(ei, 0, sizeof(struct e820entry));
 536                         continue;
 537                 }
 538                 /* partially covered */
 539                 final_start = max(start, ei->addr);
 540                 final_end = min(start + size, ei->addr + ei->size);
 541                 if (final_start >= final_end)
 542                         continue;
 543                 real_removed_size += final_end - final_start;
 544
 545                 ei->size -= final_end - final_start;
 546                 if (ei->addr < final_start)
 547                         continue;
 548                 ei->addr = final_end;
 549         }
 550         return real_removed_size;
 551 }
 552
 553 void __init update_e820(void)
 554 {
 555         u32 nr_map;
 556
 557         nr_map = e820.nr_map;
 558         if (sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &nr_map))
 559                 return;
 560         e820.nr_map = nr_map;
 561         printk(KERN_INFO "modified physical RAM map:\n");
 562         e820_print_map("modified");
 563 }
 564 static void __init update_e820_saved(void)
 565 {
 566         u32 nr_map;
 567
 568         nr_map = e820_saved.nr_map;
 569         if (sanitize_e820_map(e820_saved.map, ARRAY_SIZE(e820_saved.map), &nr_map))
 570                 return;
 571         e820_saved.nr_map = nr_map;
 572 }
 573 #define MAX_GAP_END 0x100000000ull
 574 /*
 575  * Search for a gap in the e820 memory space from start_addr to end_addr.
 576  */
 577 __init int e820_search_gap(unsigned long *gapstart, unsigned long *gapsize,
 578                 unsigned long start_addr, unsigned long long end_addr)
 579 {
 580         unsigned long long last;
 581         int i = e820.nr_map;
 582         int found = 0;
 583
 584         last = (end_addr && end_addr < MAX_GAP_END) ? end_addr : MAX_GAP_END;
 585
 586         while (--i >= 0) {
 587                 unsigned long long start = e820.map[i].addr;
 588                 unsigned long long end = start + e820.map[i].size;
 589
 590                 if (end < start_addr)
 591                         continue;
 592
 593                 /*
 594                  * Since "last" is at most 4GB, we know we'll
 595                  * fit in 32 bits if this condition is true
 596                  */
 597                 if (last > end) {
 598                         unsigned long gap = last - end;
 599
 600                         if (gap >= *gapsize) {
 601                                 *gapsize = gap;
 602                                 *gapstart = end;
 603                                 found = 1;
 604                         }
 605                 }
 606                 if (start < last)
 607                         last = start;
 608         }
 609         return found;
 610 }
 611
 612 /*
 613  * Search for the biggest gap in the low 32 bits of the e820
 614  * memory space.  We pass this space to PCI to assign MMIO resources
 615  * for hotplug or unconfigured devices in.
 616  * Hopefully the BIOS let enough space left.
 617  */
 618 __init void e820_setup_gap(void)
 619 {
 620         unsigned long gapstart, gapsize;
 621         int found;
 622
 623         gapstart = 0x10000000;
 624         gapsize = 0x400000;
 625         found  = e820_search_gap(&gapstart, &gapsize, 0, MAX_GAP_END);
 626
 627 #ifdef CONFIG_X86_64
 628         if (!found) {
 629                 gapstart = (max_pfn << PAGE_SHIFT) + 1024*1024;
 630                 printk(KERN_ERR
 631         "PCI: Warning: Cannot find a gap in the 32bit address range\n"
 632         "PCI: Unassigned devices with 32bit resource registers may break!\n");
 633         }
 634 #endif
 635
 636         /*
 637          * e820_reserve_resources_late protect stolen RAM already
 638          */
 639         pci_mem_start = gapstart;
 640
 641         printk(KERN_INFO
 642                "Allocating PCI resources starting at %lx (gap: %lx:%lx)\n",
 643                pci_mem_start, gapstart, gapsize);
 644 }
 645
 646 /**
 647  * Because of the size limitation of struct boot_params, only first
 648  * 128 E820 memory entries are passed to kernel via
 649  * boot_params.e820_map, others are passed via SETUP_E820_EXT node of
 650  * linked list of struct setup_data, which is parsed here.
 651  */
 652 void __init parse_e820_ext(struct setup_data *sdata, unsigned long pa_data)
 653 {
 654         u32 map_len;
 655         int entries;
 656         struct e820entry *extmap;
 657
 658         entries = sdata->len / sizeof(struct e820entry);
 659         map_len = sdata->len + sizeof(struct setup_data);
 660         if (map_len > PAGE_SIZE)
 661                 sdata = early_ioremap(pa_data, map_len);
 662         extmap = (struct e820entry *)(sdata->data);
 663         __append_e820_map(extmap, entries);
 664         sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
 665         if (map_len > PAGE_SIZE)
 666                 early_iounmap(sdata, map_len);
 667         printk(KERN_INFO "extended physical RAM map:\n");
 668         e820_print_map("extended");
 669 }
 670
 671 #if defined(CONFIG_X86_64) || \
 672         (defined(CONFIG_X86_32) && defined(CONFIG_HIBERNATION))
 673 /**
 674  * Find the ranges of physical addresses that do not correspond to
 675  * e820 RAM areas and mark the corresponding pages as nosave for
 676  * hibernation (32 bit) or software suspend and suspend to RAM (64 bit).
 677  *
 678  * This function requires the e820 map to be sorted and without any
 679  * overlapping entries and assumes the first e820 area to be RAM.
 680  */
 681 void __init e820_mark_nosave_regions(unsigned long limit_pfn)
 682 {
 683         int i;
 684         unsigned long pfn;
 685
 686         pfn = PFN_DOWN(e820.map[0].addr + e820.map[0].size);
 687         for (i = 1; 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                 if (ei->type != E820_RAM && ei->type != E820_RESERVED_KERN)
 695                         register_nosave_region(PFN_UP(ei->addr), pfn);
 696
 697                 if (pfn >= limit_pfn)
 698                         break;
 699         }
 700 }
 701 #endif
 702
 703 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
 704 /**
 705  * Mark ACPI NVS memory region, so that we can save/restore it during
 706  * hibernation and the subsequent resume.
 707  */
 708 static int __init e820_mark_nvs_memory(void)
 709 {
 710         int i;
 711
 712         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 713                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 714
 715                 if (ei->type == E820_NVS)
 716                         hibernate_nvs_register(ei->addr, ei->size);
 717         }
 718
 719         return 0;
 720 }
 721 core_initcall(e820_mark_nvs_memory);
 722 #endif
 723
 724 /*
 725  * Find a free area with specified alignment in a specific range.
 726  */
 727 u64 __init find_e820_area(u64 start, u64 end, u64 size, u64 align)
 728 {
 729         int i;
 730
 731         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 732                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 733                 u64 addr;
 734                 u64 ei_start, ei_last;
 735
 736                 if (ei->type != E820_RAM)
 737                         continue;
 738
 739                 ei_last = ei->addr + ei->size;
 740                 ei_start = ei->addr;
 741                 addr = find_early_area(ei_start, ei_last, start, end,
 742                                          size, align);
 743
 744                 if (addr != -1ULL)
 745                         return addr;
 746         }
 747         return -1ULL;
 748 }
 749
 750 u64 __init find_fw_memmap_area(u64 start, u64 end, u64 size, u64 align)
 751 {
 752         return find_e820_area(start, end, size, align);
 753 }
 754
 755 u64 __init get_max_mapped(void)
 756 {
 757         u64 end = max_pfn_mapped;
 758
 759         end <<= PAGE_SHIFT;
 760
 761         return end;
 762 }
 763 /*
 764  * Find next free range after *start
 765  */
 766 u64 __init find_e820_area_size(u64 start, u64 *sizep, u64 align)
 767 {
 768         int i;
 769
 770         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 771                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 772                 u64 addr;
 773                 u64 ei_start, ei_last;
 774
 775                 if (ei->type != E820_RAM)
 776                         continue;
 777
 778                 ei_last = ei->addr + ei->size;
 779                 ei_start = ei->addr;
 780                 addr = find_early_area_size(ei_start, ei_last, start,
 781                                          sizep, align);
 782
 783                 if (addr != -1ULL)
 784                         return addr;
 785         }
 786
 787         return -1ULL;
 788 }
 789
 790 /*
 791  * pre allocated 4k and reserved it in e820
 792  */
 793 u64 __init early_reserve_e820(u64 startt, u64 sizet, u64 align)
 794 {
 795         u64 size = 0;
 796         u64 addr;
 797         u64 start;
 798
 799         for (start = startt; ; start += size) {
 800                 start = find_e820_area_size(start, &size, align);
 801                 if (!(start + 1))
 802                         return 0;
 803                 if (size >= sizet)
 804                         break;
 805         }
 806
 807 #ifdef CONFIG_X86_32
 808         if (start >= MAXMEM)
 809                 return 0;
 810         if (start + size > MAXMEM)
 811                 size = MAXMEM - start;
 812 #endif
 813
 814         addr = round_down(start + size - sizet, align);
 815         if (addr < start)
 816                 return 0;
 817         e820_update_range(addr, sizet, E820_RAM, E820_RESERVED);
 818         e820_update_range_saved(addr, sizet, E820_RAM, E820_RESERVED);
 819         printk(KERN_INFO "update e820 for early_reserve_e820\n");
 820         update_e820();
 821         update_e820_saved();
 822
 823         return addr;
 824 }
 825
 826 #ifdef CONFIG_X86_32
 827 # ifdef CONFIG_X86_PAE
 828 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(36-PAGE_SHIFT))
 829 # else
 830 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(32-PAGE_SHIFT))
 831 # endif
 832 #else /* CONFIG_X86_32 */
 833 # define MAX_ARCH_PFN MAXMEM>>PAGE_SHIFT
 834 #endif
 835
 836 /*
 837  * Find the highest page frame number we have available
 838  */
 839 static unsigned long __init e820_end_pfn(unsigned long limit_pfn, unsigned type)
 840 {
 841         int i;
 842         unsigned long last_pfn = 0;
 843         unsigned long max_arch_pfn = MAX_ARCH_PFN;
 844
 845         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 846                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 847                 unsigned long start_pfn;
 848                 unsigned long end_pfn;
 849
 850                 if (ei->type != type)
 851                         continue;
 852
 853                 start_pfn = ei->addr >> PAGE_SHIFT;
 854                 end_pfn = (ei->addr + ei->size) >> PAGE_SHIFT;
 855
 856                 if (start_pfn >= limit_pfn)
 857                         continue;
 858                 if (end_pfn > limit_pfn) {
 859                         last_pfn = limit_pfn;
 860                         break;
 861                 }
 862                 if (end_pfn > last_pfn)
 863                         last_pfn = end_pfn;
 864         }
 865
 866         if (last_pfn > max_arch_pfn)
 867                 last_pfn = max_arch_pfn;
 868
 869         printk(KERN_INFO "last_pfn = %#lx max_arch_pfn = %#lx\n",
 870                          last_pfn, max_arch_pfn);
 871         return last_pfn;
 872 }
 873 unsigned long __init e820_end_of_ram_pfn(void)
 874 {
 875         return e820_end_pfn(MAX_ARCH_PFN, E820_RAM);
 876 }
 877
 878 unsigned long __init e820_end_of_low_ram_pfn(void)
 879 {
 880         return e820_end_pfn(1UL<<(32 - PAGE_SHIFT), E820_RAM);
 881 }
 882 /*
 883  * Finds an active region in the address range from start_pfn to last_pfn and
 884  * returns its range in ei_startpfn and ei_endpfn for the e820 entry.
 885  */
 886 int __init e820_find_active_region(const struct e820entry *ei,
 887                                   unsigned long start_pfn,
 888                                   unsigned long last_pfn,
 889                                   unsigned long *ei_startpfn,
 890                                   unsigned long *ei_endpfn)
 891 {
 892         u64 align = PAGE_SIZE;
 893
 894         *ei_startpfn = round_up(ei->addr, align) >> PAGE_SHIFT;
 895         *ei_endpfn = round_down(ei->addr + ei->size, align) >> PAGE_SHIFT;
 896
 897         /* Skip map entries smaller than a page */
 898         if (*ei_startpfn >= *ei_endpfn)
 899                 return 0;
 900
 901         /* Skip if map is outside the node */
 902         if (ei->type != E820_RAM || *ei_endpfn <= start_pfn ||
 903                                     *ei_startpfn >= last_pfn)
 904                 return 0;
 905
 906         /* Check for overlaps */
 907         if (*ei_startpfn < start_pfn)
 908                 *ei_startpfn = start_pfn;
 909         if (*ei_endpfn > last_pfn)
 910                 *ei_endpfn = last_pfn;
 911
 912         return 1;
 913 }
 914
 915 /* Walk the e820 map and register active regions within a node */
 916 void __init e820_register_active_regions(int nid, unsigned long start_pfn,
 917                                          unsigned long last_pfn)
 918 {
 919         unsigned long ei_startpfn;
 920         unsigned long ei_endpfn;
 921         int i;
 922
 923         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++)
 924                 if (e820_find_active_region(&e820.map[i],
 925                                             start_pfn, last_pfn,
 926                                             &ei_startpfn, &ei_endpfn))
 927                         add_active_range(nid, ei_startpfn, ei_endpfn);
 928 }
 929
 930 /*
 931  * Find the hole size (in bytes) in the memory range.
 932  * @start: starting address of the memory range to scan
 933  * @end: ending address of the memory range to scan
 934  */
 935 u64 __init e820_hole_size(u64 start, u64 end)
 936 {
 937         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
 938         unsigned long last_pfn = end >> PAGE_SHIFT;
 939         unsigned long ei_startpfn, ei_endpfn, ram = 0;
 940         int i;
 941
 942         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 943                 if (e820_find_active_region(&e820.map[i],
 944                                             start_pfn, last_pfn,
 945                                             &ei_startpfn, &ei_endpfn))
 946                         ram += ei_endpfn - ei_startpfn;
 947         }
 948         return end - start - ((u64)ram << PAGE_SHIFT);
 949 }
 950
 951 static void early_panic(char *msg)
 952 {
 953         early_printk(msg);
 954         panic(msg);
 955 }
 956
 957 static int userdef __initdata;
 958
 959 /* "mem=nopentium" disables the 4MB page tables. */
 960 static int __init parse_memopt(char *p)
 961 {
 962         u64 mem_size;
 963
 964         if (!p)
 965                 return -EINVAL;
 966
 967 #ifdef CONFIG_X86_32
 968         if (!strcmp(p, "nopentium")) {
 969                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_PSE);
 970                 return 0;
 971         }
 972 #endif
 973
 974         userdef = 1;
 975         mem_size = memparse(p, &p);
 976         e820_remove_range(mem_size, ULLONG_MAX - mem_size, E820_RAM, 1);
 977
 978         return 0;
 979 }
 980 early_param("mem", parse_memopt);
 981
 982 static int __init parse_memmap_opt(char *p)
 983 {
 984         char *oldp;
 985         u64 start_at, mem_size;
 986
 987         if (!p)
 988                 return -EINVAL;
 989
 990         if (!strncmp(p, "exactmap", 8)) {
 991 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 992                 /*
 993                  * If we are doing a crash dump, we still need to know
 994                  * the real mem size before original memory map is
 995                  * reset.
 996                  */
 997                 saved_max_pfn = e820_end_of_ram_pfn();
 998 #endif
 999                 e820.nr_map = 0;
1000                 userdef = 1;
1001                 return 0;
1002         }
1003
1004         oldp = p;
1005         mem_size = memparse(p, &p);
1006         if (p == oldp)
1007                 return -EINVAL;
1008
1009         userdef = 1;
1010         if (*p == '@') {
1011                 start_at = memparse(p+1, &p);
1012                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_RAM);
1013         } else if (*p == '#') {
1014                 start_at = memparse(p+1, &p);
1015                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_ACPI);
1016         } else if (*p == '$') {
1017                 start_at = memparse(p+1, &p);
1018                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_RESERVED);
1019         } else
1020                 e820_remove_range(mem_size, ULLONG_MAX - mem_size, E820_RAM, 1);
1021
1022         return *p == '\0' ? 0 : -EINVAL;
1023 }
1024 early_param("memmap", parse_memmap_opt);
1025
1026 void __init finish_e820_parsing(void)
1027 {
1028         if (userdef) {
1029                 u32 nr = e820.nr_map;
1030
1031                 if (sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &nr) < 0)
1032                         early_panic("Invalid user supplied memory map");
1033                 e820.nr_map = nr;
1034
1035                 printk(KERN_INFO "user-defined physical RAM map:\n");
1036                 e820_print_map("user");
1037         }
1038 }
1039
1040 static inline const char *e820_type_to_string(int e820_type)
1041 {
1042         switch (e820_type) {
1043         case E820_RESERVED_KERN:
1044         case E820_RAM:  return "System RAM";
1045         case E820_ACPI: return "ACPI Tables";
1046         case E820_NVS:  return "ACPI Non-volatile Storage";
1047         case E820_UNUSABLE:     return "Unusable memory";
1048         default:        return "reserved";
1049         }
1050 }
1051
1052 /*
1053  * Mark e820 reserved areas as busy for the resource manager.
1054  */
1055 static struct resource __initdata *e820_res;
1056 void __init e820_reserve_resources(void)
1057 {
1058         int i;
1059         struct resource *res;
1060         u64 end;
1061
1062         res = alloc_bootmem(sizeof(struct resource) * e820.nr_map);
1063         e820_res = res;
1064         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1065                 end = e820.map[i].addr + e820.map[i].size - 1;
1066                 if (end != (resource_size_t)end) {
1067                         res++;
1068                         continue;
1069                 }
1070                 res->name = e820_type_to_string(e820.map[i].type);
1071                 res->start = e820.map[i].addr;
1072                 res->end = end;
1073
1074                 res->flags = IORESOURCE_MEM;
1075
1076                 /*
1077                  * don't register the region that could be conflicted with
1078                  * pci device BAR resource and insert them later in
1079                  * pcibios_resource_survey()
1080                  */
1081                 if (e820.map[i].type != E820_RESERVED || res->start < (1ULL<<20)) {
1082                         res->flags |= IORESOURCE_BUSY;
1083                         insert_resource(&iomem_resource, res);
1084                 }
1085                 res++;
1086         }
1087
1088         for (i = 0; i < e820_saved.nr_map; i++) {
1089                 struct e820entry *entry = &e820_saved.map[i];
1090                 firmware_map_add_early(entry->addr,
1091                         entry->addr + entry->size - 1,
1092                         e820_type_to_string(entry->type));
1093         }
1094 }
1095
1096 /* How much should we pad RAM ending depending on where it is? */
1097 static unsigned long ram_alignment(resource_size_t pos)
1098 {
1099         unsigned long mb = pos >> 20;
1100
1101         /* To 64kB in the first megabyte */
1102         if (!mb)
1103                 return 64*1024;
1104
1105         /* To 1MB in the first 16MB */
1106         if (mb < 16)
1107                 return 1024*1024;
1108
1109         /* To 64MB for anything above that */
1110         return 64*1024*1024;
1111 }
1112
1113 #define MAX_RESOURCE_SIZE ((resource_size_t)-1)
1114
1115 void __init e820_reserve_resources_late(void)
1116 {
1117         int i;
1118         struct resource *res;
1119
1120         res = e820_res;
1121         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1122                 if (!res->parent && res->end)
1123                         insert_resource_expand_to_fit(&iomem_resource, res);
1124                 res++;
1125         }
1126
1127         /*
1128          * Try to bump up RAM regions to reasonable boundaries to
1129          * avoid stolen RAM:
1130          */
1131         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1132                 struct e820entry *entry = &e820.map[i];
1133                 u64 start, end;
1134
1135                 if (entry->type != E820_RAM)
1136                         continue;
1137                 start = entry->addr + entry->size;
1138                 end = round_up(start, ram_alignment(start)) - 1;
1139                 if (end > MAX_RESOURCE_SIZE)
1140                         end = MAX_RESOURCE_SIZE;
1141                 if (start >= end)
1142                         continue;
1143                 printk(KERN_DEBUG "reserve RAM buffer: %016llx - %016llx ",
1144                                start, end);
1145                 reserve_region_with_split(&iomem_resource, start, end,
1146                                           "RAM buffer");
1147         }
1148 }
1149
1150 char *__init default_machine_specific_memory_setup(void)
1151 {
1152         char *who = "BIOS-e820";
1153         u32 new_nr;
1154         /*
1155          * Try to copy the BIOS-supplied E820-map.
1156          *
1157          * Otherwise fake a memory map; one section from 0k->640k,
1158          * the next section from 1mb->appropriate_mem_k
1159          */
1160         new_nr = boot_params.e820_entries;
1161         sanitize_e820_map(boot_params.e820_map,
1162                         ARRAY_SIZE(boot_params.e820_map),
1163                         &new_nr);
1164         boot_params.e820_entries = new_nr;
1165         if (append_e820_map(boot_params.e820_map, boot_params.e820_entries)
1166           < 0) {
1167                 u64 mem_size;
1168
1169                 /* compare results from other methods and take the greater */
1170                 if (boot_params.alt_mem_k
1171                     < boot_params.screen_info.ext_mem_k) {
1172                         mem_size = boot_params.screen_info.ext_mem_k;
1173                         who = "BIOS-88";
1174                 } else {
1175                         mem_size = boot_params.alt_mem_k;
1176                         who = "BIOS-e801";
1177                 }
1178
1179                 e820.nr_map = 0;
1180                 e820_add_region(0, LOWMEMSIZE(), E820_RAM);
1181                 e820_add_region(HIGH_MEMORY, mem_size << 10, E820_RAM);
1182         }
1183
1184         /* In case someone cares... */
1185         return who;
1186 }
1187
1188 void __init setup_memory_map(void)
1189 {
1190         char *who;
1191
1192         who = x86_init.resources.memory_setup();
1193         memcpy(&e820_saved, &e820, sizeof(struct e820map));
1194         printk(KERN_INFO "BIOS-provided physical RAM map:\n");
1195         e820_print_map(who);
1196 }