a687d10da4178737afcb09b5dd24f6fea3430057
[sfrench/cifs-2.6.git] / arch / x86 / kernel / e820.c
1 /*
2  * Low level x86 E820 memory map handling functions.
3  *
4  * The firmware and bootloader passes us the "E820 table", which is the primary
5  * physical memory layout description available about x86 systems.
6  *
7  * The kernel takes the E820 memory layout and optionally modifies it with
8  * quirks and other tweaks, and feeds that into the generic Linux memory
9  * allocation code routines via a platform independent interface (memblock, etc.).
10  */
11 #include <linux/crash_dump.h>
12 #include <linux/memblock.h>
13 #include <linux/suspend.h>
14 #include <linux/acpi.h>
15 #include <linux/firmware-map.h>
16 #include <linux/sort.h>
17
18 #include <asm/e820/api.h>
19 #include <asm/setup.h>
20
21 /*
22  * We organize the E820 table into three main data structures:
23  *
24  * - 'e820_table_firmware': the original firmware version passed to us by the
25  *   bootloader - not modified by the kernel. It is composed of two parts:
26  *   the first 128 E820 memory entries in boot_params.e820_table and the remaining
27  *   (if any) entries of the SETUP_E820_EXT nodes. We use this to:
28  *
29  *       - inform the user about the firmware's notion of memory layout
30  *         via /sys/firmware/memmap
31  *
32  *       - the hibernation code uses it to generate a kernel-independent MD5
33  *         fingerprint of the physical memory layout of a system.
34  *
35  * - 'e820_table_kexec': a slightly modified (by the kernel) firmware version
36  *   passed to us by the bootloader - the major difference between
37  *   e820_table_firmware[] and this one is that, the latter marks the setup_data
38  *   list created by the EFI boot stub as reserved, so that kexec can reuse the
39  *   setup_data information in the second kernel. Besides, e820_table_kexec[]
40  *   might also be modified by the kexec itself to fake a mptable.
41  *   We use this to:
42  *
43  *       - kexec, which is a bootloader in disguise, uses the original E820
44  *         layout to pass to the kexec-ed kernel. This way the original kernel
45  *         can have a restricted E820 map while the kexec()-ed kexec-kernel
46  *         can have access to full memory - etc.
47  *
48  * - 'e820_table': this is the main E820 table that is massaged by the
49  *   low level x86 platform code, or modified by boot parameters, before
50  *   passed on to higher level MM layers.
51  *
52  * Once the E820 map has been converted to the standard Linux memory layout
53  * information its role stops - modifying it has no effect and does not get
54  * re-propagated. So itsmain role is a temporary bootstrap storage of firmware
55  * specific memory layout data during early bootup.
56  */
57 static struct e820_table e820_table_init                __initdata;
58 static struct e820_table e820_table_kexec_init          __initdata;
59 static struct e820_table e820_table_firmware_init       __initdata;
60
61 struct e820_table *e820_table __refdata                 = &e820_table_init;
62 struct e820_table *e820_table_kexec __refdata           = &e820_table_kexec_init;
63 struct e820_table *e820_table_firmware __refdata        = &e820_table_firmware_init;
64
65 /* For PCI or other memory-mapped resources */
66 unsigned long pci_mem_start = 0xaeedbabe;
67 #ifdef CONFIG_PCI
68 EXPORT_SYMBOL(pci_mem_start);
69 #endif
70
71 /*
72  * This function checks if any part of the range <start,end> is mapped
73  * with type.
74  */
75 bool e820__mapped_any(u64 start, u64 end, enum e820_type type)
76 {
77         int i;
78
79         for (i = 0; i < e820_table->nr_entries; i++) {
80                 struct e820_entry *entry = &e820_table->entries[i];
81
82                 if (type && entry->type != type)
83                         continue;
84                 if (entry->addr >= end || entry->addr + entry->size <= start)
85                         continue;
86                 return 1;
87         }
88         return 0;
89 }
90 EXPORT_SYMBOL_GPL(e820__mapped_any);
91
92 /*
93  * This function checks if the entire <start,end> range is mapped with 'type'.
94  *
95  * Note: this function only works correctly once the E820 table is sorted and
96  * not-overlapping (at least for the range specified), which is the case normally.
97  */
98 static struct e820_entry *__e820__mapped_all(u64 start, u64 end,
99                                              enum e820_type type)
100 {
101         int i;
102
103         for (i = 0; i < e820_table->nr_entries; i++) {
104                 struct e820_entry *entry = &e820_table->entries[i];
105
106                 if (type && entry->type != type)
107                         continue;
108
109                 /* Is the region (part) in overlap with the current region? */
110                 if (entry->addr >= end || entry->addr + entry->size <= start)
111                         continue;
112
113                 /*
114                  * If the region is at the beginning of <start,end> we move
115                  * 'start' to the end of the region since it's ok until there
116                  */
117                 if (entry->addr <= start)
118                         start = entry->addr + entry->size;
119
120                 /*
121                  * If 'start' is now at or beyond 'end', we're done, full
122                  * coverage of the desired range exists:
123                  */
124                 if (start >= end)
125                         return entry;
126         }
127
128         return NULL;
129 }
130
131 /*
132  * This function checks if the entire range <start,end> is mapped with type.
133  */
134 bool __init e820__mapped_all(u64 start, u64 end, enum e820_type type)
135 {
136         return __e820__mapped_all(start, end, type);
137 }
138
139 /*
140  * This function returns the type associated with the range <start,end>.
141  */
142 int e820__get_entry_type(u64 start, u64 end)
143 {
144         struct e820_entry *entry = __e820__mapped_all(start, end, 0);
145
146         return entry ? entry->type : -EINVAL;
147 }
148
149 /*
150  * Add a memory region to the kernel E820 map.
151  */
152 static void __init __e820__range_add(struct e820_table *table, u64 start, u64 size, enum e820_type type)
153 {
154         int x = table->nr_entries;
155
156         if (x >= ARRAY_SIZE(table->entries)) {
157                 pr_err("too many entries; ignoring [mem %#010llx-%#010llx]\n",
158                        start, start + size - 1);
159                 return;
160         }
161
162         table->entries[x].addr = start;
163         table->entries[x].size = size;
164         table->entries[x].type = type;
165         table->nr_entries++;
166 }
167
168 void __init e820__range_add(u64 start, u64 size, enum e820_type type)
169 {
170         __e820__range_add(e820_table, start, size, type);
171 }
172
173 static void __init e820_print_type(enum e820_type type)
174 {
175         switch (type) {
176         case E820_TYPE_RAM:             /* Fall through: */
177         case E820_TYPE_RESERVED_KERN:   pr_cont("usable");                      break;
178         case E820_TYPE_RESERVED:        pr_cont("reserved");                    break;
179         case E820_TYPE_ACPI:            pr_cont("ACPI data");                   break;
180         case E820_TYPE_NVS:             pr_cont("ACPI NVS");                    break;
181         case E820_TYPE_UNUSABLE:        pr_cont("unusable");                    break;
182         case E820_TYPE_PMEM:            /* Fall through: */
183         case E820_TYPE_PRAM:            pr_cont("persistent (type %u)", type);  break;
184         default:                        pr_cont("type %u", type);               break;
185         }
186 }
187
188 void __init e820__print_table(char *who)
189 {
190         int i;
191
192         for (i = 0; i < e820_table->nr_entries; i++) {
193                 pr_info("%s: [mem %#018Lx-%#018Lx] ",
194                         who,
195                         e820_table->entries[i].addr,
196                         e820_table->entries[i].addr + e820_table->entries[i].size - 1);
197
198                 e820_print_type(e820_table->entries[i].type);
199                 pr_cont("\n");
200         }
201 }
202
203 /*
204  * Sanitize an E820 map.
205  *
206  * Some E820 layouts include overlapping entries. The following
207  * replaces the original E820 map with a new one, removing overlaps,
208  * and resolving conflicting memory types in favor of highest
209  * numbered type.
210  *
211  * The input parameter 'entries' points to an array of 'struct
212  * e820_entry' which on entry has elements in the range [0, *nr_entries)
213  * valid, and which has space for up to max_nr_entries entries.
214  * On return, the resulting sanitized E820 map entries will be in
215  * overwritten in the same location, starting at 'entries'.
216  *
217  * The integer pointed to by nr_entries must be valid on entry (the
218  * current number of valid entries located at 'entries'). If the
219  * sanitizing succeeds the *nr_entries will be updated with the new
220  * number of valid entries (something no more than max_nr_entries).
221  *
222  * The return value from e820__update_table() is zero if it
223  * successfully 'sanitized' the map entries passed in, and is -1
224  * if it did nothing, which can happen if either of (1) it was
225  * only passed one map entry, or (2) any of the input map entries
226  * were invalid (start + size < start, meaning that the size was
227  * so big the described memory range wrapped around through zero.)
228  *
229  *      Visually we're performing the following
230  *      (1,2,3,4 = memory types)...
231  *
232  *      Sample memory map (w/overlaps):
233  *         ____22__________________
234  *         ______________________4_
235  *         ____1111________________
236  *         _44_____________________
237  *         11111111________________
238  *         ____________________33__
239  *         ___________44___________
240  *         __________33333_________
241  *         ______________22________
242  *         ___________________2222_
243  *         _________111111111______
244  *         _____________________11_
245  *         _________________4______
246  *
247  *      Sanitized equivalent (no overlap):
248  *         1_______________________
249  *         _44_____________________
250  *         ___1____________________
251  *         ____22__________________
252  *         ______11________________
253  *         _________1______________
254  *         __________3_____________
255  *         ___________44___________
256  *         _____________33_________
257  *         _______________2________
258  *         ________________1_______
259  *         _________________4______
260  *         ___________________2____
261  *         ____________________33__
262  *         ______________________4_
263  */
264 struct change_member {
265         /* Pointer to the original entry: */
266         struct e820_entry       *entry;
267         /* Address for this change point: */
268         unsigned long long      addr;
269 };
270
271 static struct change_member     change_point_list[2*E820_MAX_ENTRIES]   __initdata;
272 static struct change_member     *change_point[2*E820_MAX_ENTRIES]       __initdata;
273 static struct e820_entry        *overlap_list[E820_MAX_ENTRIES]         __initdata;
274 static struct e820_entry        new_entries[E820_MAX_ENTRIES]           __initdata;
275
276 static int __init cpcompare(const void *a, const void *b)
277 {
278         struct change_member * const *app = a, * const *bpp = b;
279         const struct change_member *ap = *app, *bp = *bpp;
280
281         /*
282          * Inputs are pointers to two elements of change_point[].  If their
283          * addresses are not equal, their difference dominates.  If the addresses
284          * are equal, then consider one that represents the end of its region
285          * to be greater than one that does not.
286          */
287         if (ap->addr != bp->addr)
288                 return ap->addr > bp->addr ? 1 : -1;
289
290         return (ap->addr != ap->entry->addr) - (bp->addr != bp->entry->addr);
291 }
292
293 int __init e820__update_table(struct e820_table *table)
294 {
295         struct e820_entry *entries = table->entries;
296         u32 max_nr_entries = ARRAY_SIZE(table->entries);
297         enum e820_type current_type, last_type;
298         unsigned long long last_addr;
299         u32 new_nr_entries, overlap_entries;
300         u32 i, chg_idx, chg_nr;
301
302         /* If there's only one memory region, don't bother: */
303         if (table->nr_entries < 2)
304                 return -1;
305
306         BUG_ON(table->nr_entries > max_nr_entries);
307
308         /* Bail out if we find any unreasonable addresses in the map: */
309         for (i = 0; i < table->nr_entries; i++) {
310                 if (entries[i].addr + entries[i].size < entries[i].addr)
311                         return -1;
312         }
313
314         /* Create pointers for initial change-point information (for sorting): */
315         for (i = 0; i < 2 * table->nr_entries; i++)
316                 change_point[i] = &change_point_list[i];
317
318         /*
319          * Record all known change-points (starting and ending addresses),
320          * omitting empty memory regions:
321          */
322         chg_idx = 0;
323         for (i = 0; i < table->nr_entries; i++) {
324                 if (entries[i].size != 0) {
325                         change_point[chg_idx]->addr     = entries[i].addr;
326                         change_point[chg_idx++]->entry  = &entries[i];
327                         change_point[chg_idx]->addr     = entries[i].addr + entries[i].size;
328                         change_point[chg_idx++]->entry  = &entries[i];
329                 }
330         }
331         chg_nr = chg_idx;
332
333         /* Sort change-point list by memory addresses (low -> high): */
334         sort(change_point, chg_nr, sizeof(*change_point), cpcompare, NULL);
335
336         /* Create a new memory map, removing overlaps: */
337         overlap_entries = 0;     /* Number of entries in the overlap table */
338         new_nr_entries = 0;      /* Index for creating new map entries */
339         last_type = 0;           /* Start with undefined memory type */
340         last_addr = 0;           /* Start with 0 as last starting address */
341
342         /* Loop through change-points, determining effect on the new map: */
343         for (chg_idx = 0; chg_idx < chg_nr; chg_idx++) {
344                 /* Keep track of all overlapping entries */
345                 if (change_point[chg_idx]->addr == change_point[chg_idx]->entry->addr) {
346                         /* Add map entry to overlap list (> 1 entry implies an overlap) */
347                         overlap_list[overlap_entries++] = change_point[chg_idx]->entry;
348                 } else {
349                         /* Remove entry from list (order independent, so swap with last): */
350                         for (i = 0; i < overlap_entries; i++) {
351                                 if (overlap_list[i] == change_point[chg_idx]->entry)
352                                         overlap_list[i] = overlap_list[overlap_entries-1];
353                         }
354                         overlap_entries--;
355                 }
356                 /*
357                  * If there are overlapping entries, decide which
358                  * "type" to use (larger value takes precedence --
359                  * 1=usable, 2,3,4,4+=unusable)
360                  */
361                 current_type = 0;
362                 for (i = 0; i < overlap_entries; i++) {
363                         if (overlap_list[i]->type > current_type)
364                                 current_type = overlap_list[i]->type;
365                 }
366
367                 /* Continue building up new map based on this information: */
368                 if (current_type != last_type || current_type == E820_TYPE_PRAM) {
369                         if (last_type != 0)      {
370                                 new_entries[new_nr_entries].size = change_point[chg_idx]->addr - last_addr;
371                                 /* Move forward only if the new size was non-zero: */
372                                 if (new_entries[new_nr_entries].size != 0)
373                                         /* No more space left for new entries? */
374                                         if (++new_nr_entries >= max_nr_entries)
375                                                 break;
376                         }
377                         if (current_type != 0)  {
378                                 new_entries[new_nr_entries].addr = change_point[chg_idx]->addr;
379                                 new_entries[new_nr_entries].type = current_type;
380                                 last_addr = change_point[chg_idx]->addr;
381                         }
382                         last_type = current_type;
383                 }
384         }
385
386         /* Copy the new entries into the original location: */
387         memcpy(entries, new_entries, new_nr_entries*sizeof(*entries));
388         table->nr_entries = new_nr_entries;
389
390         return 0;
391 }
392
393 static int __init __append_e820_table(struct boot_e820_entry *entries, u32 nr_entries)
394 {
395         struct boot_e820_entry *entry = entries;
396
397         while (nr_entries) {
398                 u64 start = entry->addr;
399                 u64 size = entry->size;
400                 u64 end = start + size - 1;
401                 u32 type = entry->type;
402
403                 /* Ignore the entry on 64-bit overflow: */
404                 if (start > end && likely(size))
405                         return -1;
406
407                 e820__range_add(start, size, type);
408
409                 entry++;
410                 nr_entries--;
411         }
412         return 0;
413 }
414
415 /*
416  * Copy the BIOS E820 map into a safe place.
417  *
418  * Sanity-check it while we're at it..
419  *
420  * If we're lucky and live on a modern system, the setup code
421  * will have given us a memory map that we can use to properly
422  * set up memory.  If we aren't, we'll fake a memory map.
423  */
424 static int __init append_e820_table(struct boot_e820_entry *entries, u32 nr_entries)
425 {
426         /* Only one memory region (or negative)? Ignore it */
427         if (nr_entries < 2)
428                 return -1;
429
430         return __append_e820_table(entries, nr_entries);
431 }
432
433 static u64 __init
434 __e820__range_update(struct e820_table *table, u64 start, u64 size, enum e820_type old_type, enum e820_type new_type)
435 {
436         u64 end;
437         unsigned int i;
438         u64 real_updated_size = 0;
439
440         BUG_ON(old_type == new_type);
441
442         if (size > (ULLONG_MAX - start))
443                 size = ULLONG_MAX - start;
444
445         end = start + size;
446         printk(KERN_DEBUG "e820: update [mem %#010Lx-%#010Lx] ", start, end - 1);
447         e820_print_type(old_type);
448         pr_cont(" ==> ");
449         e820_print_type(new_type);
450         pr_cont("\n");
451
452         for (i = 0; i < table->nr_entries; i++) {
453                 struct e820_entry *entry = &table->entries[i];
454                 u64 final_start, final_end;
455                 u64 entry_end;
456
457                 if (entry->type != old_type)
458                         continue;
459
460                 entry_end = entry->addr + entry->size;
461
462                 /* Completely covered by new range? */
463                 if (entry->addr >= start && entry_end <= end) {
464                         entry->type = new_type;
465                         real_updated_size += entry->size;
466                         continue;
467                 }
468
469                 /* New range is completely covered? */
470                 if (entry->addr < start && entry_end > end) {
471                         __e820__range_add(table, start, size, new_type);
472                         __e820__range_add(table, end, entry_end - end, entry->type);
473                         entry->size = start - entry->addr;
474                         real_updated_size += size;
475                         continue;
476                 }
477
478                 /* Partially covered: */
479                 final_start = max(start, entry->addr);
480                 final_end = min(end, entry_end);
481                 if (final_start >= final_end)
482                         continue;
483
484                 __e820__range_add(table, final_start, final_end - final_start, new_type);
485
486                 real_updated_size += final_end - final_start;
487
488                 /*
489                  * Left range could be head or tail, so need to update
490                  * its size first:
491                  */
492                 entry->size -= final_end - final_start;
493                 if (entry->addr < final_start)
494                         continue;
495
496                 entry->addr = final_end;
497         }
498         return real_updated_size;
499 }
500
501 u64 __init e820__range_update(u64 start, u64 size, enum e820_type old_type, enum e820_type new_type)
502 {
503         return __e820__range_update(e820_table, start, size, old_type, new_type);
504 }
505
506 static u64 __init e820__range_update_kexec(u64 start, u64 size, enum e820_type old_type, enum e820_type  new_type)
507 {
508         return __e820__range_update(e820_table_kexec, start, size, old_type, new_type);
509 }
510
511 /* Remove a range of memory from the E820 table: */
512 u64 __init e820__range_remove(u64 start, u64 size, enum e820_type old_type, bool check_type)
513 {
514         int i;
515         u64 end;
516         u64 real_removed_size = 0;
517
518         if (size > (ULLONG_MAX - start))
519                 size = ULLONG_MAX - start;
520
521         end = start + size;
522         printk(KERN_DEBUG "e820: remove [mem %#010Lx-%#010Lx] ", start, end - 1);
523         if (check_type)
524                 e820_print_type(old_type);
525         pr_cont("\n");
526
527         for (i = 0; i < e820_table->nr_entries; i++) {
528                 struct e820_entry *entry = &e820_table->entries[i];
529                 u64 final_start, final_end;
530                 u64 entry_end;
531
532                 if (check_type && entry->type != old_type)
533                         continue;
534
535                 entry_end = entry->addr + entry->size;
536
537                 /* Completely covered? */
538                 if (entry->addr >= start && entry_end <= end) {
539                         real_removed_size += entry->size;
540                         memset(entry, 0, sizeof(*entry));
541                         continue;
542                 }
543
544                 /* Is the new range completely covered? */
545                 if (entry->addr < start && entry_end > end) {
546                         e820__range_add(end, entry_end - end, entry->type);
547                         entry->size = start - entry->addr;
548                         real_removed_size += size;
549                         continue;
550                 }
551
552                 /* Partially covered: */
553                 final_start = max(start, entry->addr);
554                 final_end = min(end, entry_end);
555                 if (final_start >= final_end)
556                         continue;
557
558                 real_removed_size += final_end - final_start;
559
560                 /*
561                  * Left range could be head or tail, so need to update
562                  * the size first:
563                  */
564                 entry->size -= final_end - final_start;
565                 if (entry->addr < final_start)
566                         continue;
567
568                 entry->addr = final_end;
569         }
570         return real_removed_size;
571 }
572
573 void __init e820__update_table_print(void)
574 {
575         if (e820__update_table(e820_table))
576                 return;
577
578         pr_info("modified physical RAM map:\n");
579         e820__print_table("modified");
580 }
581
582 static void __init e820__update_table_kexec(void)
583 {
584         e820__update_table(e820_table_kexec);
585 }
586
587 #define MAX_GAP_END 0x100000000ull
588
589 /*
590  * Search for a gap in the E820 memory space from 0 to MAX_GAP_END (4GB).
591  */
592 static int __init e820_search_gap(unsigned long *gapstart, unsigned long *gapsize)
593 {
594         unsigned long long last = MAX_GAP_END;
595         int i = e820_table->nr_entries;
596         int found = 0;
597
598         while (--i >= 0) {
599                 unsigned long long start = e820_table->entries[i].addr;
600                 unsigned long long end = start + e820_table->entries[i].size;
601
602                 /*
603                  * Since "last" is at most 4GB, we know we'll
604                  * fit in 32 bits if this condition is true:
605                  */
606                 if (last > end) {
607                         unsigned long gap = last - end;
608
609                         if (gap >= *gapsize) {
610                                 *gapsize = gap;
611                                 *gapstart = end;
612                                 found = 1;
613                         }
614                 }
615                 if (start < last)
616                         last = start;
617         }
618         return found;
619 }
620
621 /*
622  * Search for the biggest gap in the low 32 bits of the E820
623  * memory space. We pass this space to the PCI subsystem, so
624  * that it can assign MMIO resources for hotplug or
625  * unconfigured devices in.
626  *
627  * Hopefully the BIOS let enough space left.
628  */
629 __init void e820__setup_pci_gap(void)
630 {
631         unsigned long gapstart, gapsize;
632         int found;
633
634         gapsize = 0x400000;
635         found  = e820_search_gap(&gapstart, &gapsize);
636
637         if (!found) {
638 #ifdef CONFIG_X86_64
639                 gapstart = (max_pfn << PAGE_SHIFT) + 1024*1024;
640                 pr_err("Cannot find an available gap in the 32-bit address range\n");
641                 pr_err("PCI devices with unassigned 32-bit BARs may not work!\n");
642 #else
643                 gapstart = 0x10000000;
644 #endif
645         }
646
647         /*
648          * e820__reserve_resources_late() protects stolen RAM already:
649          */
650         pci_mem_start = gapstart;
651
652         pr_info("[mem %#010lx-%#010lx] available for PCI devices\n",
653                 gapstart, gapstart + gapsize - 1);
654 }
655
656 /*
657  * Called late during init, in free_initmem().
658  *
659  * Initial e820_table and e820_table_kexec are largish __initdata arrays.
660  *
661  * Copy them to a (usually much smaller) dynamically allocated area that is
662  * sized precisely after the number of e820 entries.
663  *
664  * This is done after we've performed all the fixes and tweaks to the tables.
665  * All functions which modify them are __init functions, which won't exist
666  * after free_initmem().
667  */
668 __init void e820__reallocate_tables(void)
669 {
670         struct e820_table *n;
671         int size;
672
673         size = offsetof(struct e820_table, entries) + sizeof(struct e820_entry)*e820_table->nr_entries;
674         n = kmemdup(e820_table, size, GFP_KERNEL);
675         BUG_ON(!n);
676         e820_table = n;
677
678         size = offsetof(struct e820_table, entries) + sizeof(struct e820_entry)*e820_table_kexec->nr_entries;
679         n = kmemdup(e820_table_kexec, size, GFP_KERNEL);
680         BUG_ON(!n);
681         e820_table_kexec = n;
682
683         size = offsetof(struct e820_table, entries) + sizeof(struct e820_entry)*e820_table_firmware->nr_entries;
684         n = kmemdup(e820_table_firmware, size, GFP_KERNEL);
685         BUG_ON(!n);
686         e820_table_firmware = n;
687 }
688
689 /*
690  * Because of the small fixed size of struct boot_params, only the first
691  * 128 E820 memory entries are passed to the kernel via boot_params.e820_table,
692  * the remaining (if any) entries are passed via the SETUP_E820_EXT node of
693  * struct setup_data, which is parsed here.
694  */
695 void __init e820__memory_setup_extended(u64 phys_addr, u32 data_len)
696 {
697         int entries;
698         struct boot_e820_entry *extmap;
699         struct setup_data *sdata;
700
701         sdata = early_memremap(phys_addr, data_len);
702         entries = sdata->len / sizeof(*extmap);
703         extmap = (struct boot_e820_entry *)(sdata->data);
704
705         __append_e820_table(extmap, entries);
706         e820__update_table(e820_table);
707
708         memcpy(e820_table_kexec, e820_table, sizeof(*e820_table_kexec));
709         memcpy(e820_table_firmware, e820_table, sizeof(*e820_table_firmware));
710
711         early_memunmap(sdata, data_len);
712         pr_info("extended physical RAM map:\n");
713         e820__print_table("extended");
714 }
715
716 /*
717  * Find the ranges of physical addresses that do not correspond to
718  * E820 RAM areas and register the corresponding pages as 'nosave' for
719  * hibernation (32-bit) or software suspend and suspend to RAM (64-bit).
720  *
721  * This function requires the E820 map to be sorted and without any
722  * overlapping entries.
723  */
724 void __init e820__register_nosave_regions(unsigned long limit_pfn)
725 {
726         int i;
727         unsigned long pfn = 0;
728
729         for (i = 0; i < e820_table->nr_entries; i++) {
730                 struct e820_entry *entry = &e820_table->entries[i];
731
732                 if (pfn < PFN_UP(entry->addr))
733                         register_nosave_region(pfn, PFN_UP(entry->addr));
734
735                 pfn = PFN_DOWN(entry->addr + entry->size);
736
737                 if (entry->type != E820_TYPE_RAM && entry->type != E820_TYPE_RESERVED_KERN)
738                         register_nosave_region(PFN_UP(entry->addr), pfn);
739
740                 if (pfn >= limit_pfn)
741                         break;
742         }
743 }
744
745 #ifdef CONFIG_ACPI
746 /*
747  * Register ACPI NVS memory regions, so that we can save/restore them during
748  * hibernation and the subsequent resume:
749  */
750 static int __init e820__register_nvs_regions(void)
751 {
752         int i;
753
754         for (i = 0; i < e820_table->nr_entries; i++) {
755                 struct e820_entry *entry = &e820_table->entries[i];
756
757                 if (entry->type == E820_TYPE_NVS)
758                         acpi_nvs_register(entry->addr, entry->size);
759         }
760
761         return 0;
762 }
763 core_initcall(e820__register_nvs_regions);
764 #endif
765
766 /*
767  * Allocate the requested number of bytes with the requsted alignment
768  * and return (the physical address) to the caller. Also register this
769  * range in the 'kexec' E820 table as a reserved range.
770  *
771  * This allows kexec to fake a new mptable, as if it came from the real
772  * system.
773  */
774 u64 __init e820__memblock_alloc_reserved(u64 size, u64 align)
775 {
776         u64 addr;
777
778         addr = __memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
779         if (addr) {
780                 e820__range_update_kexec(addr, size, E820_TYPE_RAM, E820_TYPE_RESERVED);
781                 pr_info("update e820_table_kexec for e820__memblock_alloc_reserved()\n");
782                 e820__update_table_kexec();
783         }
784
785         return addr;
786 }
787
788 #ifdef CONFIG_X86_32
789 # ifdef CONFIG_X86_PAE
790 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(36-PAGE_SHIFT))
791 # else
792 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(32-PAGE_SHIFT))
793 # endif
794 #else /* CONFIG_X86_32 */
795 # define MAX_ARCH_PFN MAXMEM>>PAGE_SHIFT
796 #endif
797
798 /*
799  * Find the highest page frame number we have available
800  */
801 static unsigned long __init e820_end_pfn(unsigned long limit_pfn, enum e820_type type)
802 {
803         int i;
804         unsigned long last_pfn = 0;
805         unsigned long max_arch_pfn = MAX_ARCH_PFN;
806
807         for (i = 0; i < e820_table->nr_entries; i++) {
808                 struct e820_entry *entry = &e820_table->entries[i];
809                 unsigned long start_pfn;
810                 unsigned long end_pfn;
811
812                 if (entry->type != type)
813                         continue;
814
815                 start_pfn = entry->addr >> PAGE_SHIFT;
816                 end_pfn = (entry->addr + entry->size) >> PAGE_SHIFT;
817
818                 if (start_pfn >= limit_pfn)
819                         continue;
820                 if (end_pfn > limit_pfn) {
821                         last_pfn = limit_pfn;
822                         break;
823                 }
824                 if (end_pfn > last_pfn)
825                         last_pfn = end_pfn;
826         }
827
828         if (last_pfn > max_arch_pfn)
829                 last_pfn = max_arch_pfn;
830
831         pr_info("last_pfn = %#lx max_arch_pfn = %#lx\n",
832                 last_pfn, max_arch_pfn);
833         return last_pfn;
834 }
835
836 unsigned long __init e820__end_of_ram_pfn(void)
837 {
838         return e820_end_pfn(MAX_ARCH_PFN, E820_TYPE_RAM);
839 }
840
841 unsigned long __init e820__end_of_low_ram_pfn(void)
842 {
843         return e820_end_pfn(1UL << (32 - PAGE_SHIFT), E820_TYPE_RAM);
844 }
845
846 static void __init early_panic(char *msg)
847 {
848         early_printk(msg);
849         panic(msg);
850 }
851
852 static int userdef __initdata;
853
854 /* The "mem=nopentium" boot option disables 4MB page tables on 32-bit kernels: */
855 static int __init parse_memopt(char *p)
856 {
857         u64 mem_size;
858
859         if (!p)
860                 return -EINVAL;
861
862         if (!strcmp(p, "nopentium")) {
863 #ifdef CONFIG_X86_32
864                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_PSE);
865                 return 0;
866 #else
867                 pr_warn("mem=nopentium ignored! (only supported on x86_32)\n");
868                 return -EINVAL;
869 #endif
870         }
871
872         userdef = 1;
873         mem_size = memparse(p, &p);
874
875         /* Don't remove all memory when getting "mem={invalid}" parameter: */
876         if (mem_size == 0)
877                 return -EINVAL;
878
879         e820__range_remove(mem_size, ULLONG_MAX - mem_size, E820_TYPE_RAM, 1);
880
881         return 0;
882 }
883 early_param("mem", parse_memopt);
884
885 static int __init parse_memmap_one(char *p)
886 {
887         char *oldp;
888         u64 start_at, mem_size;
889
890         if (!p)
891                 return -EINVAL;
892
893         if (!strncmp(p, "exactmap", 8)) {
894 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
895                 /*
896                  * If we are doing a crash dump, we still need to know
897                  * the real memory size before the original memory map is
898                  * reset.
899                  */
900                 saved_max_pfn = e820__end_of_ram_pfn();
901 #endif
902                 e820_table->nr_entries = 0;
903                 userdef = 1;
904                 return 0;
905         }
906
907         oldp = p;
908         mem_size = memparse(p, &p);
909         if (p == oldp)
910                 return -EINVAL;
911
912         userdef = 1;
913         if (*p == '@') {
914                 start_at = memparse(p+1, &p);
915                 e820__range_add(start_at, mem_size, E820_TYPE_RAM);
916         } else if (*p == '#') {
917                 start_at = memparse(p+1, &p);
918                 e820__range_add(start_at, mem_size, E820_TYPE_ACPI);
919         } else if (*p == '$') {
920                 start_at = memparse(p+1, &p);
921                 e820__range_add(start_at, mem_size, E820_TYPE_RESERVED);
922         } else if (*p == '!') {
923                 start_at = memparse(p+1, &p);
924                 e820__range_add(start_at, mem_size, E820_TYPE_PRAM);
925         } else if (*p == '%') {
926                 enum e820_type from = 0, to = 0;
927
928                 start_at = memparse(p + 1, &p);
929                 if (*p == '-')
930                         from = simple_strtoull(p + 1, &p, 0);
931                 if (*p == '+')
932                         to = simple_strtoull(p + 1, &p, 0);
933                 if (*p != '\0')
934                         return -EINVAL;
935                 if (from && to)
936                         e820__range_update(start_at, mem_size, from, to);
937                 else if (to)
938                         e820__range_add(start_at, mem_size, to);
939                 else if (from)
940                         e820__range_remove(start_at, mem_size, from, 1);
941                 else
942                         e820__range_remove(start_at, mem_size, 0, 0);
943         } else {
944                 e820__range_remove(mem_size, ULLONG_MAX - mem_size, E820_TYPE_RAM, 1);
945         }
946
947         return *p == '\0' ? 0 : -EINVAL;
948 }
949
950 static int __init parse_memmap_opt(char *str)
951 {
952         while (str) {
953                 char *k = strchr(str, ',');
954
955                 if (k)
956                         *k++ = 0;
957
958                 parse_memmap_one(str);
959                 str = k;
960         }
961
962         return 0;
963 }
964 early_param("memmap", parse_memmap_opt);
965
966 /*
967  * Reserve all entries from the bootloader's extensible data nodes list,
968  * because if present we are going to use it later on to fetch e820
969  * entries from it:
970  */
971 void __init e820__reserve_setup_data(void)
972 {
973         struct setup_data *data;
974         u64 pa_data;
975
976         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
977         if (!pa_data)
978                 return;
979
980         while (pa_data) {
981                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
982                 e820__range_update(pa_data, sizeof(*data)+data->len, E820_TYPE_RAM, E820_TYPE_RESERVED_KERN);
983                 e820__range_update_kexec(pa_data, sizeof(*data)+data->len, E820_TYPE_RAM, E820_TYPE_RESERVED_KERN);
984                 pa_data = data->next;
985                 early_memunmap(data, sizeof(*data));
986         }
987
988         e820__update_table(e820_table);
989         e820__update_table(e820_table_kexec);
990
991         pr_info("extended physical RAM map:\n");
992         e820__print_table("reserve setup_data");
993 }
994
995 /*
996  * Called after parse_early_param(), after early parameters (such as mem=)
997  * have been processed, in which case we already have an E820 table filled in
998  * via the parameter callback function(s), but it's not sorted and printed yet:
999  */
1000 void __init e820__finish_early_params(void)
1001 {
1002         if (userdef) {
1003                 if (e820__update_table(e820_table) < 0)
1004                         early_panic("Invalid user supplied memory map");
1005
1006                 pr_info("user-defined physical RAM map:\n");
1007                 e820__print_table("user");
1008         }
1009 }
1010
1011 static const char *__init e820_type_to_string(struct e820_entry *entry)
1012 {
1013         switch (entry->type) {
1014         case E820_TYPE_RESERVED_KERN:   /* Fall-through: */
1015         case E820_TYPE_RAM:             return "System RAM";
1016         case E820_TYPE_ACPI:            return "ACPI Tables";
1017         case E820_TYPE_NVS:             return "ACPI Non-volatile Storage";
1018         case E820_TYPE_UNUSABLE:        return "Unusable memory";
1019         case E820_TYPE_PRAM:            return "Persistent Memory (legacy)";
1020         case E820_TYPE_PMEM:            return "Persistent Memory";
1021         case E820_TYPE_RESERVED:        return "Reserved";
1022         default:                        return "Unknown E820 type";
1023         }
1024 }
1025
1026 static unsigned long __init e820_type_to_iomem_type(struct e820_entry *entry)
1027 {
1028         switch (entry->type) {
1029         case E820_TYPE_RESERVED_KERN:   /* Fall-through: */
1030         case E820_TYPE_RAM:             return IORESOURCE_SYSTEM_RAM;
1031         case E820_TYPE_ACPI:            /* Fall-through: */
1032         case E820_TYPE_NVS:             /* Fall-through: */
1033         case E820_TYPE_UNUSABLE:        /* Fall-through: */
1034         case E820_TYPE_PRAM:            /* Fall-through: */
1035         case E820_TYPE_PMEM:            /* Fall-through: */
1036         case E820_TYPE_RESERVED:        /* Fall-through: */
1037         default:                        return IORESOURCE_MEM;
1038         }
1039 }
1040
1041 static unsigned long __init e820_type_to_iores_desc(struct e820_entry *entry)
1042 {
1043         switch (entry->type) {
1044         case E820_TYPE_ACPI:            return IORES_DESC_ACPI_TABLES;
1045         case E820_TYPE_NVS:             return IORES_DESC_ACPI_NV_STORAGE;
1046         case E820_TYPE_PMEM:            return IORES_DESC_PERSISTENT_MEMORY;
1047         case E820_TYPE_PRAM:            return IORES_DESC_PERSISTENT_MEMORY_LEGACY;
1048         case E820_TYPE_RESERVED_KERN:   /* Fall-through: */
1049         case E820_TYPE_RAM:             /* Fall-through: */
1050         case E820_TYPE_UNUSABLE:        /* Fall-through: */
1051         case E820_TYPE_RESERVED:        /* Fall-through: */
1052         default:                        return IORES_DESC_NONE;
1053         }
1054 }
1055
1056 static bool __init do_mark_busy(enum e820_type type, struct resource *res)
1057 {
1058         /* this is the legacy bios/dos rom-shadow + mmio region */
1059         if (res->start < (1ULL<<20))
1060                 return true;
1061
1062         /*
1063          * Treat persistent memory like device memory, i.e. reserve it
1064          * for exclusive use of a driver
1065          */
1066         switch (type) {
1067         case E820_TYPE_RESERVED:
1068         case E820_TYPE_PRAM:
1069         case E820_TYPE_PMEM:
1070                 return false;
1071         case E820_TYPE_RESERVED_KERN:
1072         case E820_TYPE_RAM:
1073         case E820_TYPE_ACPI:
1074         case E820_TYPE_NVS:
1075         case E820_TYPE_UNUSABLE:
1076         default:
1077                 return true;
1078         }
1079 }
1080
1081 /*
1082  * Mark E820 reserved areas as busy for the resource manager:
1083  */
1084
1085 static struct resource __initdata *e820_res;
1086
1087 void __init e820__reserve_resources(void)
1088 {
1089         int i;
1090         struct resource *res;
1091         u64 end;
1092
1093         res = memblock_alloc(sizeof(*res) * e820_table->nr_entries,
1094                              SMP_CACHE_BYTES);
1095         e820_res = res;
1096
1097         for (i = 0; i < e820_table->nr_entries; i++) {
1098                 struct e820_entry *entry = e820_table->entries + i;
1099
1100                 end = entry->addr + entry->size - 1;
1101                 if (end != (resource_size_t)end) {
1102                         res++;
1103                         continue;
1104                 }
1105                 res->start = entry->addr;
1106                 res->end   = end;
1107                 res->name  = e820_type_to_string(entry);
1108                 res->flags = e820_type_to_iomem_type(entry);
1109                 res->desc  = e820_type_to_iores_desc(entry);
1110
1111                 /*
1112                  * Don't register the region that could be conflicted with
1113                  * PCI device BAR resources and insert them later in
1114                  * pcibios_resource_survey():
1115                  */
1116                 if (do_mark_busy(entry->type, res)) {
1117                         res->flags |= IORESOURCE_BUSY;
1118                         insert_resource(&iomem_resource, res);
1119                 }
1120                 res++;
1121         }
1122
1123         /* Expose the bootloader-provided memory layout to the sysfs. */
1124         for (i = 0; i < e820_table_firmware->nr_entries; i++) {
1125                 struct e820_entry *entry = e820_table_firmware->entries + i;
1126
1127                 firmware_map_add_early(entry->addr, entry->addr + entry->size, e820_type_to_string(entry));
1128         }
1129 }
1130
1131 /*
1132  * How much should we pad the end of RAM, depending on where it is?
1133  */
1134 static unsigned long __init ram_alignment(resource_size_t pos)
1135 {
1136         unsigned long mb = pos >> 20;
1137
1138         /* To 64kB in the first megabyte */
1139         if (!mb)
1140                 return 64*1024;
1141
1142         /* To 1MB in the first 16MB */
1143         if (mb < 16)
1144                 return 1024*1024;
1145
1146         /* To 64MB for anything above that */
1147         return 64*1024*1024;
1148 }
1149
1150 #define MAX_RESOURCE_SIZE ((resource_size_t)-1)
1151
1152 void __init e820__reserve_resources_late(void)
1153 {
1154         int i;
1155         struct resource *res;
1156
1157         res = e820_res;
1158         for (i = 0; i < e820_table->nr_entries; i++) {
1159                 if (!res->parent && res->end)
1160                         insert_resource_expand_to_fit(&iomem_resource, res);
1161                 res++;
1162         }
1163
1164         /*
1165          * Try to bump up RAM regions to reasonable boundaries, to
1166          * avoid stolen RAM:
1167          */
1168         for (i = 0; i < e820_table->nr_entries; i++) {
1169                 struct e820_entry *entry = &e820_table->entries[i];
1170                 u64 start, end;
1171
1172                 if (entry->type != E820_TYPE_RAM)
1173                         continue;
1174
1175                 start = entry->addr + entry->size;
1176                 end = round_up(start, ram_alignment(start)) - 1;
1177                 if (end > MAX_RESOURCE_SIZE)
1178                         end = MAX_RESOURCE_SIZE;
1179                 if (start >= end)
1180                         continue;
1181
1182                 printk(KERN_DEBUG "e820: reserve RAM buffer [mem %#010llx-%#010llx]\n", start, end);
1183                 reserve_region_with_split(&iomem_resource, start, end, "RAM buffer");
1184         }
1185 }
1186
1187 /*
1188  * Pass the firmware (bootloader) E820 map to the kernel and process it:
1189  */
1190 char *__init e820__memory_setup_default(void)
1191 {
1192         char *who = "BIOS-e820";
1193
1194         /*
1195          * Try to copy the BIOS-supplied E820-map.
1196          *
1197          * Otherwise fake a memory map; one section from 0k->640k,
1198          * the next section from 1mb->appropriate_mem_k
1199          */
1200         if (append_e820_table(boot_params.e820_table, boot_params.e820_entries) < 0) {
1201                 u64 mem_size;
1202
1203                 /* Compare results from other methods and take the one that gives more RAM: */
1204                 if (boot_params.alt_mem_k < boot_params.screen_info.ext_mem_k) {
1205                         mem_size = boot_params.screen_info.ext_mem_k;
1206                         who = "BIOS-88";
1207                 } else {
1208                         mem_size = boot_params.alt_mem_k;
1209                         who = "BIOS-e801";
1210                 }
1211
1212                 e820_table->nr_entries = 0;
1213                 e820__range_add(0, LOWMEMSIZE(), E820_TYPE_RAM);
1214                 e820__range_add(HIGH_MEMORY, mem_size << 10, E820_TYPE_RAM);
1215         }
1216
1217         /* We just appended a lot of ranges, sanitize the table: */
1218         e820__update_table(e820_table);
1219
1220         return who;
1221 }
1222
1223 /*
1224  * Calls e820__memory_setup_default() in essence to pick up the firmware/bootloader
1225  * E820 map - with an optional platform quirk available for virtual platforms
1226  * to override this method of boot environment processing:
1227  */
1228 void __init e820__memory_setup(void)
1229 {
1230         char *who;
1231
1232         /* This is a firmware interface ABI - make sure we don't break it: */
1233         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct boot_e820_entry) != 20);
1234
1235         who = x86_init.resources.memory_setup();
1236
1237         memcpy(e820_table_kexec, e820_table, sizeof(*e820_table_kexec));
1238         memcpy(e820_table_firmware, e820_table, sizeof(*e820_table_firmware));
1239
1240         pr_info("BIOS-provided physical RAM map:\n");
1241         e820__print_table(who);
1242 }
1243
1244 void __init e820__memblock_setup(void)
1245 {
1246         int i;
1247         u64 end;
1248
1249         /*
1250          * The bootstrap memblock region count maximum is 128 entries
1251          * (INIT_MEMBLOCK_REGIONS), but EFI might pass us more E820 entries
1252          * than that - so allow memblock resizing.
1253          *
1254          * This is safe, because this call happens pretty late during x86 setup,
1255          * so we know about reserved memory regions already. (This is important
1256          * so that memblock resizing does no stomp over reserved areas.)
1257          */
1258         memblock_allow_resize();
1259
1260         for (i = 0; i < e820_table->nr_entries; i++) {
1261                 struct e820_entry *entry = &e820_table->entries[i];
1262
1263                 end = entry->addr + entry->size;
1264                 if (end != (resource_size_t)end)
1265                         continue;
1266
1267                 if (entry->type != E820_TYPE_RAM && entry->type != E820_TYPE_RESERVED_KERN)
1268                         continue;
1269
1270                 memblock_add(entry->addr, entry->size);
1271         }
1272
1273         /* Throw away partial pages: */
1274         memblock_trim_memory(PAGE_SIZE);
1275
1276         memblock_dump_all();
1277 }