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 #include <asm/cpufeature.h>
  28
  29 /*
  30  * The e820 map is the map that gets modified e.g. with command line parameters
  31  * and that is also registered with modifications in the kernel resource tree
  32  * with the iomem_resource as parent.
  33  *
  34  * The e820_saved is directly saved after the BIOS-provided memory map is
  35  * copied. It doesn't get modified afterwards. It's registered for the
  36  * /sys/firmware/memmap interface.
  37  *
  38  * That memory map is not modified and is used as base for kexec. The kexec'd
  39  * kernel should get the same memory map as the firmware provides. Then the
  40  * user can e.g. boot the original kernel with mem=1G while still booting the
  41  * next kernel with full memory.
  42  */
  43 static struct e820map initial_e820  __initdata;
  44 static struct e820map initial_e820_saved  __initdata;
  45 struct e820map *e820 __refdata = &initial_e820;
  46 struct e820map *e820_saved __refdata = &initial_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 static void __init __e820_add_region(struct e820map *e820x, u64 start, u64 size,
 114                                          int type)
 115 {
 116         int x = e820x->nr_map;
 117
 118         if (x >= ARRAY_SIZE(e820x->map)) {
 119                 printk(KERN_ERR "e820: too many entries; ignoring [mem %#010llx-%#010llx]\n",
 120                        (unsigned long long) start,
 121                        (unsigned long long) (start + size - 1));
 122                 return;
 123         }
 124
 125         e820x->map[x].addr = start;
 126         e820x->map[x].size = size;
 127         e820x->map[x].type = type;
 128         e820x->nr_map++;
 129 }
 130
 131 void __init e820_add_region(u64 start, u64 size, int type)
 132 {
 133         __e820_add_region(e820, start, size, type);
 134 }
 135
 136 static void __init e820_print_type(u32 type)
 137 {
 138         switch (type) {
 139         case E820_RAM:
 140         case E820_RESERVED_KERN:
 141                 printk(KERN_CONT "usable");
 142                 break;
 143         case E820_RESERVED:
 144                 printk(KERN_CONT "reserved");
 145                 break;
 146         case E820_ACPI:
 147                 printk(KERN_CONT "ACPI data");
 148                 break;
 149         case E820_NVS:
 150                 printk(KERN_CONT "ACPI NVS");
 151                 break;
 152         case E820_UNUSABLE:
 153                 printk(KERN_CONT "unusable");
 154                 break;
 155         case E820_PMEM:
 156         case E820_PRAM:
 157                 printk(KERN_CONT "persistent (type %u)", type);
 158                 break;
 159         default:
 160                 printk(KERN_CONT "type %u", type);
 161                 break;
 162         }
 163 }
 164
 165 void __init e820_print_map(char *who)
 166 {
 167         int i;
 168
 169         for (i = 0; i < e820->nr_map; i++) {
 170                 printk(KERN_INFO "%s: [mem %#018Lx-%#018Lx] ", who,
 171                        (unsigned long long) e820->map[i].addr,
 172                        (unsigned long long)
 173                        (e820->map[i].addr + e820->map[i].size - 1));
 174                 e820_print_type(e820->map[i].type);
 175                 printk(KERN_CONT "\n");
 176         }
 177 }
 178
 179 /*
 180  * Sanitize the BIOS e820 map.
 181  *
 182  * Some e820 responses include overlapping entries. The following
 183  * replaces the original e820 map with a new one, removing overlaps,
 184  * and resolving conflicting memory types in favor of highest
 185  * numbered type.
 186  *
 187  * The input parameter biosmap points to an array of 'struct
 188  * e820entry' which on entry has elements in the range [0, *pnr_map)
 189  * valid, and which has space for up to max_nr_map entries.
 190  * On return, the resulting sanitized e820 map entries will be in
 191  * overwritten in the same location, starting at biosmap.
 192  *
 193  * The integer pointed to by pnr_map must be valid on entry (the
 194  * current number of valid entries located at biosmap). If the
 195  * sanitizing succeeds the *pnr_map will be updated with the new
 196  * number of valid entries (something no more than max_nr_map).
 197  *
 198  * The return value from sanitize_e820_map() is zero if it
 199  * successfully 'sanitized' the map entries passed in, and is -1
 200  * if it did nothing, which can happen if either of (1) it was
 201  * only passed one map entry, or (2) any of the input map entries
 202  * were invalid (start + size < start, meaning that the size was
 203  * so big the described memory range wrapped around through zero.)
 204  *
 205  *      Visually we're performing the following
 206  *      (1,2,3,4 = memory types)...
 207  *
 208  *      Sample memory map (w/overlaps):
 209  *         ____22__________________
 210  *         ______________________4_
 211  *         ____1111________________
 212  *         _44_____________________
 213  *         11111111________________
 214  *         ____________________33__
 215  *         ___________44___________
 216  *         __________33333_________
 217  *         ______________22________
 218  *         ___________________2222_
 219  *         _________111111111______
 220  *         _____________________11_
 221  *         _________________4______
 222  *
 223  *      Sanitized equivalent (no overlap):
 224  *         1_______________________
 225  *         _44_____________________
 226  *         ___1____________________
 227  *         ____22__________________
 228  *         ______11________________
 229  *         _________1______________
 230  *         __________3_____________
 231  *         ___________44___________
 232  *         _____________33_________
 233  *         _______________2________
 234  *         ________________1_______
 235  *         _________________4______
 236  *         ___________________2____
 237  *         ____________________33__
 238  *         ______________________4_
 239  */
 240 struct change_member {
 241         struct e820entry *pbios; /* pointer to original bios entry */
 242         unsigned long long addr; /* address for this change point */
 243 };
 244
 245 static int __init cpcompare(const void *a, const void *b)
 246 {
 247         struct change_member * const *app = a, * const *bpp = b;
 248         const struct change_member *ap = *app, *bp = *bpp;
 249
 250         /*
 251          * Inputs are pointers to two elements of change_point[].  If their
 252          * addresses are unequal, their difference dominates.  If the addresses
 253          * are equal, then consider one that represents the end of its region
 254          * to be greater than one that does not.
 255          */
 256         if (ap->addr != bp->addr)
 257                 return ap->addr > bp->addr ? 1 : -1;
 258
 259         return (ap->addr != ap->pbios->addr) - (bp->addr != bp->pbios->addr);
 260 }
 261
 262 int __init sanitize_e820_map(struct e820entry *biosmap, int max_nr_map,
 263                              u32 *pnr_map)
 264 {
 265         static struct change_member change_point_list[2*E820_X_MAX] __initdata;
 266         static struct change_member *change_point[2*E820_X_MAX] __initdata;
 267         static struct e820entry *overlap_list[E820_X_MAX] __initdata;
 268         static struct e820entry new_bios[E820_X_MAX] __initdata;
 269         unsigned long current_type, last_type;
 270         unsigned long long last_addr;
 271         int chgidx;
 272         int overlap_entries;
 273         int new_bios_entry;
 274         int old_nr, new_nr, chg_nr;
 275         int i;
 276
 277         /* if there's only one memory region, don't bother */
 278         if (*pnr_map < 2)
 279                 return -1;
 280
 281         old_nr = *pnr_map;
 282         BUG_ON(old_nr > max_nr_map);
 283
 284         /* bail out if we find any unreasonable addresses in bios map */
 285         for (i = 0; i < old_nr; i++)
 286                 if (biosmap[i].addr + biosmap[i].size < biosmap[i].addr)
 287                         return -1;
 288
 289         /* create pointers for initial change-point information (for sorting) */
 290         for (i = 0; i < 2 * old_nr; i++)
 291                 change_point[i] = &change_point_list[i];
 292
 293         /* record all known change-points (starting and ending addresses),
 294            omitting those that are for empty memory regions */
 295         chgidx = 0;
 296         for (i = 0; i < old_nr; i++)    {
 297                 if (biosmap[i].size != 0) {
 298                         change_point[chgidx]->addr = biosmap[i].addr;
 299                         change_point[chgidx++]->pbios = &biosmap[i];
 300                         change_point[chgidx]->addr = biosmap[i].addr +
 301                                 biosmap[i].size;
 302                         change_point[chgidx++]->pbios = &biosmap[i];
 303                 }
 304         }
 305         chg_nr = chgidx;
 306
 307         /* sort change-point list by memory addresses (low -> high) */
 308         sort(change_point, chg_nr, sizeof *change_point, cpcompare, NULL);
 309
 310         /* create a new bios memory map, removing overlaps */
 311         overlap_entries = 0;     /* number of entries in the overlap table */
 312         new_bios_entry = 0;      /* index for creating new bios map entries */
 313         last_type = 0;           /* start with undefined memory type */
 314         last_addr = 0;           /* start with 0 as last starting address */
 315
 316         /* loop through change-points, determining affect on the new bios map */
 317         for (chgidx = 0; chgidx < chg_nr; chgidx++) {
 318                 /* keep track of all overlapping bios entries */
 319                 if (change_point[chgidx]->addr ==
 320                     change_point[chgidx]->pbios->addr) {
 321                         /*
 322                          * add map entry to overlap list (> 1 entry
 323                          * implies an overlap)
 324                          */
 325                         overlap_list[overlap_entries++] =
 326                                 change_point[chgidx]->pbios;
 327                 } else {
 328                         /*
 329                          * remove entry from list (order independent,
 330                          * so swap with last)
 331                          */
 332                         for (i = 0; i < overlap_entries; i++) {
 333                                 if (overlap_list[i] ==
 334                                     change_point[chgidx]->pbios)
 335                                         overlap_list[i] =
 336                                                 overlap_list[overlap_entries-1];
 337                         }
 338                         overlap_entries--;
 339                 }
 340                 /*
 341                  * if there are overlapping entries, decide which
 342                  * "type" to use (larger value takes precedence --
 343                  * 1=usable, 2,3,4,4+=unusable)
 344                  */
 345                 current_type = 0;
 346                 for (i = 0; i < overlap_entries; i++)
 347                         if (overlap_list[i]->type > current_type)
 348                                 current_type = overlap_list[i]->type;
 349                 /*
 350                  * continue building up new bios map based on this
 351                  * information
 352                  */
 353                 if (current_type != last_type || current_type == E820_PRAM) {
 354                         if (last_type != 0)      {
 355                                 new_bios[new_bios_entry].size =
 356                                         change_point[chgidx]->addr - last_addr;
 357                                 /*
 358                                  * move forward only if the new size
 359                                  * was non-zero
 360                                  */
 361                                 if (new_bios[new_bios_entry].size != 0)
 362                                         /*
 363                                          * no more space left for new
 364                                          * bios entries ?
 365                                          */
 366                                         if (++new_bios_entry >= max_nr_map)
 367                                                 break;
 368                         }
 369                         if (current_type != 0)  {
 370                                 new_bios[new_bios_entry].addr =
 371                                         change_point[chgidx]->addr;
 372                                 new_bios[new_bios_entry].type = current_type;
 373                                 last_addr = change_point[chgidx]->addr;
 374                         }
 375                         last_type = current_type;
 376                 }
 377         }
 378         /* retain count for new bios entries */
 379         new_nr = new_bios_entry;
 380
 381         /* copy new bios mapping into original location */
 382         memcpy(biosmap, new_bios, new_nr * sizeof(struct e820entry));
 383         *pnr_map = new_nr;
 384
 385         return 0;
 386 }
 387
 388 static int __init __append_e820_map(struct e820entry *biosmap, int nr_map)
 389 {
 390         while (nr_map) {
 391                 u64 start = biosmap->addr;
 392                 u64 size = biosmap->size;
 393                 u64 end = start + size - 1;
 394                 u32 type = biosmap->type;
 395
 396                 /* Overflow in 64 bits? Ignore the memory map. */
 397                 if (start > end && likely(size))
 398                         return -1;
 399
 400                 e820_add_region(start, size, type);
 401
 402                 biosmap++;
 403                 nr_map--;
 404         }
 405         return 0;
 406 }
 407
 408 /*
 409  * Copy the BIOS e820 map into a safe place.
 410  *
 411  * Sanity-check it while we're at it..
 412  *
 413  * If we're lucky and live on a modern system, the setup code
 414  * will have given us a memory map that we can use to properly
 415  * set up memory.  If we aren't, we'll fake a memory map.
 416  */
 417 static int __init append_e820_map(struct e820entry *biosmap, int nr_map)
 418 {
 419         /* Only one memory region (or negative)? Ignore it */
 420         if (nr_map < 2)
 421                 return -1;
 422
 423         return __append_e820_map(biosmap, nr_map);
 424 }
 425
 426 static u64 __init __e820_update_range(struct e820map *e820x, u64 start,
 427                                         u64 size, unsigned old_type,
 428                                         unsigned new_type)
 429 {
 430         u64 end;
 431         unsigned int i;
 432         u64 real_updated_size = 0;
 433
 434         BUG_ON(old_type == new_type);
 435
 436         if (size > (ULLONG_MAX - start))
 437                 size = ULLONG_MAX - start;
 438
 439         end = start + size;
 440         printk(KERN_DEBUG "e820: update [mem %#010Lx-%#010Lx] ",
 441                (unsigned long long) start, (unsigned long long) (end - 1));
 442         e820_print_type(old_type);
 443         printk(KERN_CONT " ==> ");
 444         e820_print_type(new_type);
 445         printk(KERN_CONT "\n");
 446
 447         for (i = 0; i < e820x->nr_map; i++) {
 448                 struct e820entry *ei = &e820x->map[i];
 449                 u64 final_start, final_end;
 450                 u64 ei_end;
 451
 452                 if (ei->type != old_type)
 453                         continue;
 454
 455                 ei_end = ei->addr + ei->size;
 456                 /* totally covered by new range? */
 457                 if (ei->addr >= start && ei_end <= end) {
 458                         ei->type = new_type;
 459                         real_updated_size += ei->size;
 460                         continue;
 461                 }
 462
 463                 /* new range is totally covered? */
 464                 if (ei->addr < start && ei_end > end) {
 465                         __e820_add_region(e820x, start, size, new_type);
 466                         __e820_add_region(e820x, end, ei_end - end, ei->type);
 467                         ei->size = start - ei->addr;
 468                         real_updated_size += size;
 469                         continue;
 470                 }
 471
 472                 /* partially covered */
 473                 final_start = max(start, ei->addr);
 474                 final_end = min(end, ei_end);
 475                 if (final_start >= final_end)
 476                         continue;
 477
 478                 __e820_add_region(e820x, final_start, final_end - final_start,
 479                                   new_type);
 480
 481                 real_updated_size += final_end - final_start;
 482
 483                 /*
 484                  * left range could be head or tail, so need to update
 485                  * size at first.
 486                  */
 487                 ei->size -= final_end - final_start;
 488                 if (ei->addr < final_start)
 489                         continue;
 490                 ei->addr = final_end;
 491         }
 492         return real_updated_size;
 493 }
 494
 495 u64 __init e820_update_range(u64 start, u64 size, unsigned old_type,
 496                              unsigned new_type)
 497 {
 498         return __e820_update_range(e820, start, size, old_type, new_type);
 499 }
 500
 501 static u64 __init e820_update_range_saved(u64 start, u64 size,
 502                                           unsigned old_type, unsigned new_type)
 503 {
 504         return __e820_update_range(e820_saved, start, size, old_type,
 505                                      new_type);
 506 }
 507
 508 /* make e820 not cover the range */
 509 u64 __init e820_remove_range(u64 start, u64 size, unsigned old_type,
 510                              int checktype)
 511 {
 512         int i;
 513         u64 end;
 514         u64 real_removed_size = 0;
 515
 516         if (size > (ULLONG_MAX - start))
 517                 size = ULLONG_MAX - start;
 518
 519         end = start + size;
 520         printk(KERN_DEBUG "e820: remove [mem %#010Lx-%#010Lx] ",
 521                (unsigned long long) start, (unsigned long long) (end - 1));
 522         if (checktype)
 523                 e820_print_type(old_type);
 524         printk(KERN_CONT "\n");
 525
 526         for (i = 0; i < e820->nr_map; i++) {
 527                 struct e820entry *ei = &e820->map[i];
 528                 u64 final_start, final_end;
 529                 u64 ei_end;
 530
 531                 if (checktype && ei->type != old_type)
 532                         continue;
 533
 534                 ei_end = ei->addr + ei->size;
 535                 /* totally covered? */
 536                 if (ei->addr >= start && ei_end <= end) {
 537                         real_removed_size += ei->size;
 538                         memset(ei, 0, sizeof(struct e820entry));
 539                         continue;
 540                 }
 541
 542                 /* new range is totally covered? */
 543                 if (ei->addr < start && ei_end > end) {
 544                         e820_add_region(end, ei_end - end, ei->type);
 545                         ei->size = start - ei->addr;
 546                         real_removed_size += size;
 547                         continue;
 548                 }
 549
 550                 /* partially covered */
 551                 final_start = max(start, ei->addr);
 552                 final_end = min(end, ei_end);
 553                 if (final_start >= final_end)
 554                         continue;
 555                 real_removed_size += final_end - final_start;
 556
 557                 /*
 558                  * left range could be head or tail, so need to update
 559                  * size at first.
 560                  */
 561                 ei->size -= final_end - final_start;
 562                 if (ei->addr < final_start)
 563                         continue;
 564                 ei->addr = final_end;
 565         }
 566         return real_removed_size;
 567 }
 568
 569 void __init update_e820(void)
 570 {
 571         if (sanitize_e820_map(e820->map, ARRAY_SIZE(e820->map), &e820->nr_map))
 572                 return;
 573         printk(KERN_INFO "e820: modified physical RAM map:\n");
 574         e820_print_map("modified");
 575 }
 576 static void __init update_e820_saved(void)
 577 {
 578         sanitize_e820_map(e820_saved->map, ARRAY_SIZE(e820_saved->map),
 579                                 &e820_saved->nr_map);
 580 }
 581 #define MAX_GAP_END 0x100000000ull
 582 /*
 583  * Search for a gap in the e820 memory space from start_addr to end_addr.
 584  */
 585 __init int e820_search_gap(unsigned long *gapstart, unsigned long *gapsize,
 586                 unsigned long start_addr, unsigned long long end_addr)
 587 {
 588         unsigned long long last;
 589         int i = e820->nr_map;
 590         int found = 0;
 591
 592         last = (end_addr && end_addr < MAX_GAP_END) ? end_addr : MAX_GAP_END;
 593
 594         while (--i >= 0) {
 595                 unsigned long long start = e820->map[i].addr;
 596                 unsigned long long end = start + e820->map[i].size;
 597
 598                 if (end < start_addr)
 599                         continue;
 600
 601                 /*
 602                  * Since "last" is at most 4GB, we know we'll
 603                  * fit in 32 bits if this condition is true
 604                  */
 605                 if (last > end) {
 606                         unsigned long gap = last - end;
 607
 608                         if (gap >= *gapsize) {
 609                                 *gapsize = gap;
 610                                 *gapstart = end;
 611                                 found = 1;
 612                         }
 613                 }
 614                 if (start < last)
 615                         last = start;
 616         }
 617         return found;
 618 }
 619
 620 /*
 621  * Search for the biggest gap in the low 32 bits of the e820
 622  * memory space.  We pass this space to PCI to assign MMIO resources
 623  * for hotplug or unconfigured devices in.
 624  * Hopefully the BIOS let enough space left.
 625  */
 626 __init void e820_setup_gap(void)
 627 {
 628         unsigned long gapstart, gapsize;
 629         int found;
 630
 631         gapstart = 0x10000000;
 632         gapsize = 0x400000;
 633         found  = e820_search_gap(&gapstart, &gapsize, 0, MAX_GAP_END);
 634
 635 #ifdef CONFIG_X86_64
 636         if (!found) {
 637                 gapstart = (max_pfn << PAGE_SHIFT) + 1024*1024;
 638                 printk(KERN_ERR
 639         "e820: cannot find a gap in the 32bit address range\n"
 640         "e820: PCI devices with unassigned 32bit BARs may break!\n");
 641         }
 642 #endif
 643
 644         /*
 645          * e820_reserve_resources_late protect stolen RAM already
 646          */
 647         pci_mem_start = gapstart;
 648
 649         printk(KERN_INFO
 650                "e820: [mem %#010lx-%#010lx] available for PCI devices\n",
 651                gapstart, gapstart + gapsize - 1);
 652 }
 653
 654 /*
 655  * Called late during init, in free_initmem().
 656  *
 657  * Initial e820 and e820_saved are largish __initdata arrays.
 658  * Copy them to (usually much smaller) dynamically allocated area.
 659  * This is done after all tweaks we ever do to them:
 660  * all functions which modify them are __init functions,
 661  * they won't exist after this point.
 662  */
 663 __init void e820_reallocate_tables(void)
 664 {
 665         struct e820map *n;
 666         int size;
 667
 668         size = offsetof(struct e820map, map) + sizeof(struct e820entry) * e820->nr_map;
 669         n = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
 670         BUG_ON(!n);
 671         memcpy(n, e820, size);
 672         e820 = n;
 673
 674         size = offsetof(struct e820map, map) + sizeof(struct e820entry) * e820_saved->nr_map;
 675         n = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
 676         BUG_ON(!n);
 677         memcpy(n, e820_saved, size);
 678         e820_saved = n;
 679 }
 680
 681 /**
 682  * Because of the size limitation of struct boot_params, only first
 683  * 128 E820 memory entries are passed to kernel via
 684  * boot_params.e820_map, others are passed via SETUP_E820_EXT node of
 685  * linked list of struct setup_data, which is parsed here.
 686  */
 687 void __init parse_e820_ext(u64 phys_addr, u32 data_len)
 688 {
 689         int entries;
 690         struct e820entry *extmap;
 691         struct setup_data *sdata;
 692
 693         sdata = early_memremap(phys_addr, data_len);
 694         entries = sdata->len / sizeof(struct e820entry);
 695         extmap = (struct e820entry *)(sdata->data);
 696         __append_e820_map(extmap, entries);
 697         sanitize_e820_map(e820->map, ARRAY_SIZE(e820->map), &e820->nr_map);
 698         early_memunmap(sdata, data_len);
 699         printk(KERN_INFO "e820: extended physical RAM map:\n");
 700         e820_print_map("extended");
 701 }
 702
 703 #if defined(CONFIG_X86_64) || \
 704         (defined(CONFIG_X86_32) && defined(CONFIG_HIBERNATION))
 705 /**
 706  * Find the ranges of physical addresses that do not correspond to
 707  * e820 RAM areas and mark the corresponding pages as nosave for
 708  * hibernation (32 bit) or software suspend and suspend to RAM (64 bit).
 709  *
 710  * This function requires the e820 map to be sorted and without any
 711  * overlapping entries.
 712  */
 713 void __init e820_mark_nosave_regions(unsigned long limit_pfn)
 714 {
 715         int i;
 716         unsigned long pfn = 0;
 717
 718         for (i = 0; i < e820->nr_map; i++) {
 719                 struct e820entry *ei = &e820->map[i];
 720
 721                 if (pfn < PFN_UP(ei->addr))
 722                         register_nosave_region(pfn, PFN_UP(ei->addr));
 723
 724                 pfn = PFN_DOWN(ei->addr + ei->size);
 725
 726                 if (ei->type != E820_RAM && ei->type != E820_RESERVED_KERN)
 727                         register_nosave_region(PFN_UP(ei->addr), pfn);
 728
 729                 if (pfn >= limit_pfn)
 730                         break;
 731         }
 732 }
 733 #endif
 734
 735 #ifdef CONFIG_ACPI
 736 /**
 737  * Mark ACPI NVS memory region, so that we can save/restore it during
 738  * hibernation and the subsequent resume.
 739  */
 740 static int __init e820_mark_nvs_memory(void)
 741 {
 742         int i;
 743
 744         for (i = 0; i < e820->nr_map; i++) {
 745                 struct e820entry *ei = &e820->map[i];
 746
 747                 if (ei->type == E820_NVS)
 748                         acpi_nvs_register(ei->addr, ei->size);
 749         }
 750
 751         return 0;
 752 }
 753 core_initcall(e820_mark_nvs_memory);
 754 #endif
 755
 756 /*
 757  * pre allocated 4k and reserved it in memblock and e820_saved
 758  */
 759 u64 __init early_reserve_e820(u64 size, u64 align)
 760 {
 761         u64 addr;
 762
 763         addr = __memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
 764         if (addr) {
 765                 e820_update_range_saved(addr, size, E820_RAM, E820_RESERVED);
 766                 printk(KERN_INFO "e820: update e820_saved for early_reserve_e820\n");
 767                 update_e820_saved();
 768         }
 769
 770         return addr;
 771 }
 772
 773 #ifdef CONFIG_X86_32
 774 # ifdef CONFIG_X86_PAE
 775 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(36-PAGE_SHIFT))
 776 # else
 777 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(32-PAGE_SHIFT))
 778 # endif
 779 #else /* CONFIG_X86_32 */
 780 # define MAX_ARCH_PFN MAXMEM>>PAGE_SHIFT
 781 #endif
 782
 783 /*
 784  * Find the highest page frame number we have available
 785  */
 786 static unsigned long __init e820_end_pfn(unsigned long limit_pfn, unsigned type)
 787 {
 788         int i;
 789         unsigned long last_pfn = 0;
 790         unsigned long max_arch_pfn = MAX_ARCH_PFN;
 791
 792         for (i = 0; i < e820->nr_map; i++) {
 793                 struct e820entry *ei = &e820->map[i];
 794                 unsigned long start_pfn;
 795                 unsigned long end_pfn;
 796
 797                 if (ei->type != type)
 798                         continue;
 799
 800                 start_pfn = ei->addr >> PAGE_SHIFT;
 801                 end_pfn = (ei->addr + ei->size) >> PAGE_SHIFT;
 802
 803                 if (start_pfn >= limit_pfn)
 804                         continue;
 805                 if (end_pfn > limit_pfn) {
 806                         last_pfn = limit_pfn;
 807                         break;
 808                 }
 809                 if (end_pfn > last_pfn)
 810                         last_pfn = end_pfn;
 811         }
 812
 813         if (last_pfn > max_arch_pfn)
 814                 last_pfn = max_arch_pfn;
 815
 816         printk(KERN_INFO "e820: last_pfn = %#lx max_arch_pfn = %#lx\n",
 817                          last_pfn, max_arch_pfn);
 818         return last_pfn;
 819 }
 820 unsigned long __init e820_end_of_ram_pfn(void)
 821 {
 822         return e820_end_pfn(MAX_ARCH_PFN, E820_RAM);
 823 }
 824
 825 unsigned long __init e820_end_of_low_ram_pfn(void)
 826 {
 827         return e820_end_pfn(1UL << (32 - PAGE_SHIFT), E820_RAM);
 828 }
 829
 830 static void __init early_panic(char *msg)
 831 {
 832         early_printk(msg);
 833         panic(msg);
 834 }
 835
 836 static int userdef __initdata;
 837
 838 /* "mem=nopentium" disables the 4MB page tables. */
 839 static int __init parse_memopt(char *p)
 840 {
 841         u64 mem_size;
 842
 843         if (!p)
 844                 return -EINVAL;
 845
 846         if (!strcmp(p, "nopentium")) {
 847 #ifdef CONFIG_X86_32
 848                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_PSE);
 849                 return 0;
 850 #else
 851                 printk(KERN_WARNING "mem=nopentium ignored! (only supported on x86_32)\n");
 852                 return -EINVAL;
 853 #endif
 854         }
 855
 856         userdef = 1;
 857         mem_size = memparse(p, &p);
 858         /* don't remove all of memory when handling "mem={invalid}" param */
 859         if (mem_size == 0)
 860                 return -EINVAL;
 861         e820_remove_range(mem_size, ULLONG_MAX - mem_size, E820_RAM, 1);
 862
 863         return 0;
 864 }
 865 early_param("mem", parse_memopt);
 866
 867 static int __init parse_memmap_one(char *p)
 868 {
 869         char *oldp;
 870         u64 start_at, mem_size;
 871
 872         if (!p)
 873                 return -EINVAL;
 874
 875         if (!strncmp(p, "exactmap", 8)) {
 876 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 877                 /*
 878                  * If we are doing a crash dump, we still need to know
 879                  * the real mem size before original memory map is
 880                  * reset.
 881                  */
 882                 saved_max_pfn = e820_end_of_ram_pfn();
 883 #endif
 884                 e820->nr_map = 0;
 885                 userdef = 1;
 886                 return 0;
 887         }
 888
 889         oldp = p;
 890         mem_size = memparse(p, &p);
 891         if (p == oldp)
 892                 return -EINVAL;
 893
 894         userdef = 1;
 895         if (*p == '@') {
 896                 start_at = memparse(p+1, &p);
 897                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_RAM);
 898         } else if (*p == '#') {
 899                 start_at = memparse(p+1, &p);
 900                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_ACPI);
 901         } else if (*p == '$') {
 902                 start_at = memparse(p+1, &p);
 903                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_RESERVED);
 904         } else if (*p == '!') {
 905                 start_at = memparse(p+1, &p);
 906                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_PRAM);
 907         } else
 908                 e820_remove_range(mem_size, ULLONG_MAX - mem_size, E820_RAM, 1);
 909
 910         return *p == '\0' ? 0 : -EINVAL;
 911 }
 912 static int __init parse_memmap_opt(char *str)
 913 {
 914         while (str) {
 915                 char *k = strchr(str, ',');
 916
 917                 if (k)
 918                         *k++ = 0;
 919
 920                 parse_memmap_one(str);
 921                 str = k;
 922         }
 923
 924         return 0;
 925 }
 926 early_param("memmap", parse_memmap_opt);
 927
 928 void __init finish_e820_parsing(void)
 929 {
 930         if (userdef) {
 931                 if (sanitize_e820_map(e820->map, ARRAY_SIZE(e820->map),
 932                                         &e820->nr_map) < 0)
 933                         early_panic("Invalid user supplied memory map");
 934
 935                 printk(KERN_INFO "e820: user-defined physical RAM map:\n");
 936                 e820_print_map("user");
 937         }
 938 }
 939
 940 static const char *__init e820_type_to_string(int e820_type)
 941 {
 942         switch (e820_type) {
 943         case E820_RESERVED_KERN:
 944         case E820_RAM:  return "System RAM";
 945         case E820_ACPI: return "ACPI Tables";
 946         case E820_NVS:  return "ACPI Non-volatile Storage";
 947         case E820_UNUSABLE:     return "Unusable memory";
 948         case E820_PRAM: return "Persistent Memory (legacy)";
 949         case E820_PMEM: return "Persistent Memory";
 950         default:        return "reserved";
 951         }
 952 }
 953
 954 static unsigned long __init e820_type_to_iomem_type(int e820_type)
 955 {
 956         switch (e820_type) {
 957         case E820_RESERVED_KERN:
 958         case E820_RAM:
 959                 return IORESOURCE_SYSTEM_RAM;
 960         case E820_ACPI:
 961         case E820_NVS:
 962         case E820_UNUSABLE:
 963         case E820_PRAM:
 964         case E820_PMEM:
 965         default:
 966                 return IORESOURCE_MEM;
 967         }
 968 }
 969
 970 static unsigned long __init e820_type_to_iores_desc(int e820_type)
 971 {
 972         switch (e820_type) {
 973         case E820_ACPI:
 974                 return IORES_DESC_ACPI_TABLES;
 975         case E820_NVS:
 976                 return IORES_DESC_ACPI_NV_STORAGE;
 977         case E820_PMEM:
 978                 return IORES_DESC_PERSISTENT_MEMORY;
 979         case E820_PRAM:
 980                 return IORES_DESC_PERSISTENT_MEMORY_LEGACY;
 981         case E820_RESERVED_KERN:
 982         case E820_RAM:
 983         case E820_UNUSABLE:
 984         default:
 985                 return IORES_DESC_NONE;
 986         }
 987 }
 988
 989 static bool __init do_mark_busy(u32 type, struct resource *res)
 990 {
 991         /* this is the legacy bios/dos rom-shadow + mmio region */
 992         if (res->start < (1ULL<<20))
 993                 return true;
 994
 995         /*
 996          * Treat persistent memory like device memory, i.e. reserve it
 997          * for exclusive use of a driver
 998          */
 999         switch (type) {
1000         case E820_RESERVED:
1001         case E820_PRAM:
1002         case E820_PMEM:
1003                 return false;
1004         default:
1005                 return true;
1006         }
1007 }
1008
1009 /*
1010  * Mark e820 reserved areas as busy for the resource manager.
1011  */
1012 static struct resource __initdata *e820_res;
1013 void __init e820_reserve_resources(void)
1014 {
1015         int i;
1016         struct resource *res;
1017         u64 end;
1018
1019         res = alloc_bootmem(sizeof(struct resource) * e820->nr_map);
1020         e820_res = res;
1021         for (i = 0; i < e820->nr_map; i++) {
1022                 end = e820->map[i].addr + e820->map[i].size - 1;
1023                 if (end != (resource_size_t)end) {
1024                         res++;
1025                         continue;
1026                 }
1027                 res->name = e820_type_to_string(e820->map[i].type);
1028                 res->start = e820->map[i].addr;
1029                 res->end = end;
1030
1031                 res->flags = e820_type_to_iomem_type(e820->map[i].type);
1032                 res->desc = e820_type_to_iores_desc(e820->map[i].type);
1033
1034                 /*
1035                  * don't register the region that could be conflicted with
1036                  * pci device BAR resource and insert them later in
1037                  * pcibios_resource_survey()
1038                  */
1039                 if (do_mark_busy(e820->map[i].type, res)) {
1040                         res->flags |= IORESOURCE_BUSY;
1041                         insert_resource(&iomem_resource, res);
1042                 }
1043                 res++;
1044         }
1045
1046         for (i = 0; i < e820_saved->nr_map; i++) {
1047                 struct e820entry *entry = &e820_saved->map[i];
1048                 firmware_map_add_early(entry->addr,
1049                         entry->addr + entry->size,
1050                         e820_type_to_string(entry->type));
1051         }
1052 }
1053
1054 /* How much should we pad RAM ending depending on where it is? */
1055 static unsigned long __init ram_alignment(resource_size_t pos)
1056 {
1057         unsigned long mb = pos >> 20;
1058
1059         /* To 64kB in the first megabyte */
1060         if (!mb)
1061                 return 64*1024;
1062
1063         /* To 1MB in the first 16MB */
1064         if (mb < 16)
1065                 return 1024*1024;
1066
1067         /* To 64MB for anything above that */
1068         return 64*1024*1024;
1069 }
1070
1071 #define MAX_RESOURCE_SIZE ((resource_size_t)-1)
1072
1073 void __init e820_reserve_resources_late(void)
1074 {
1075         int i;
1076         struct resource *res;
1077
1078         res = e820_res;
1079         for (i = 0; i < e820->nr_map; i++) {
1080                 if (!res->parent && res->end)
1081                         insert_resource_expand_to_fit(&iomem_resource, res);
1082                 res++;
1083         }
1084
1085         /*
1086          * Try to bump up RAM regions to reasonable boundaries to
1087          * avoid stolen RAM:
1088          */
1089         for (i = 0; i < e820->nr_map; i++) {
1090                 struct e820entry *entry = &e820->map[i];
1091                 u64 start, end;
1092
1093                 if (entry->type != E820_RAM)
1094                         continue;
1095                 start = entry->addr + entry->size;
1096                 end = round_up(start, ram_alignment(start)) - 1;
1097                 if (end > MAX_RESOURCE_SIZE)
1098                         end = MAX_RESOURCE_SIZE;
1099                 if (start >= end)
1100                         continue;
1101                 printk(KERN_DEBUG
1102                        "e820: reserve RAM buffer [mem %#010llx-%#010llx]\n",
1103                        start, end);
1104                 reserve_region_with_split(&iomem_resource, start, end,
1105                                           "RAM buffer");
1106         }
1107 }
1108
1109 char *__init default_machine_specific_memory_setup(void)
1110 {
1111         char *who = "BIOS-e820";
1112         u32 new_nr;
1113         /*
1114          * Try to copy the BIOS-supplied E820-map.
1115          *
1116          * Otherwise fake a memory map; one section from 0k->640k,
1117          * the next section from 1mb->appropriate_mem_k
1118          */
1119         new_nr = boot_params.e820_entries;
1120         sanitize_e820_map(boot_params.e820_map,
1121                         ARRAY_SIZE(boot_params.e820_map),
1122                         &new_nr);
1123         boot_params.e820_entries = new_nr;
1124         if (append_e820_map(boot_params.e820_map, boot_params.e820_entries)
1125           < 0) {
1126                 u64 mem_size;
1127
1128                 /* compare results from other methods and take the greater */
1129                 if (boot_params.alt_mem_k
1130                     < boot_params.screen_info.ext_mem_k) {
1131                         mem_size = boot_params.screen_info.ext_mem_k;
1132                         who = "BIOS-88";
1133                 } else {
1134                         mem_size = boot_params.alt_mem_k;
1135                         who = "BIOS-e801";
1136                 }
1137
1138                 e820->nr_map = 0;
1139                 e820_add_region(0, LOWMEMSIZE(), E820_RAM);
1140                 e820_add_region(HIGH_MEMORY, mem_size << 10, E820_RAM);
1141         }
1142
1143         /* In case someone cares... */
1144         return who;
1145 }
1146
1147 void __init setup_memory_map(void)
1148 {
1149         char *who;
1150
1151         who = x86_init.resources.memory_setup();
1152         memcpy(e820_saved, e820, sizeof(struct e820map));
1153         printk(KERN_INFO "e820: BIOS-provided physical RAM map:\n");
1154         e820_print_map(who);
1155 }
1156
1157 void __init memblock_x86_fill(void)
1158 {
1159         int i;
1160         u64 end;
1161
1162         /*
1163          * EFI may have more than 128 entries
1164          * We are safe to enable resizing, beause memblock_x86_fill()
1165          * is rather later for x86
1166          */
1167         memblock_allow_resize();
1168
1169         for (i = 0; i < e820->nr_map; i++) {
1170                 struct e820entry *ei = &e820->map[i];
1171
1172                 end = ei->addr + ei->size;
1173                 if (end != (resource_size_t)end)
1174                         continue;
1175
1176                 if (ei->type != E820_RAM && ei->type != E820_RESERVED_KERN)
1177                         continue;
1178
1179                 memblock_add(ei->addr, ei->size);
1180         }
1181
1182         /* throw away partial pages */
1183         memblock_trim_memory(PAGE_SIZE);
1184
1185         memblock_dump_all();
1186 }
1187
1188 void __init memblock_find_dma_reserve(void)
1189 {
1190 #ifdef CONFIG_X86_64
1191         u64 nr_pages = 0, nr_free_pages = 0;
1192         unsigned long start_pfn, end_pfn;
1193         phys_addr_t start, end;
1194         int i;
1195         u64 u;
1196
1197         /*
1198          * need to find out used area below MAX_DMA_PFN
1199          * need to use memblock to get free size in [0, MAX_DMA_PFN]
1200          * at first, and assume boot_mem will not take below MAX_DMA_PFN
1201          */
1202         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start_pfn, &end_pfn, NULL) {
1203                 start_pfn = min(start_pfn, MAX_DMA_PFN);
1204                 end_pfn = min(end_pfn, MAX_DMA_PFN);
1205                 nr_pages += end_pfn - start_pfn;
1206         }
1207
1208         for_each_free_mem_range(u, NUMA_NO_NODE, MEMBLOCK_NONE, &start, &end,
1209                                 NULL) {
1210                 start_pfn = min_t(unsigned long, PFN_UP(start), MAX_DMA_PFN);
1211                 end_pfn = min_t(unsigned long, PFN_DOWN(end), MAX_DMA_PFN);
1212                 if (start_pfn < end_pfn)
1213                         nr_free_pages += end_pfn - start_pfn;
1214         }
1215
1216         set_dma_reserve(nr_pages - nr_free_pages);
1217 #endif
1218 }