e67513e2cbbb1711ebe0a972d6642161dee36392
[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 #include <linux/memory_hotplug.h>
18
19 #include <asm/e820/api.h>
20 #include <asm/setup.h>
21
22 /*
23  * We organize the E820 table into three main data structures:
24  *
25  * - 'e820_table_firmware': the original firmware version passed to us by the
26  *   bootloader - not modified by the kernel. It is composed of two parts:
27  *   the first 128 E820 memory entries in boot_params.e820_table and the remaining
28  *   (if any) entries of the SETUP_E820_EXT nodes. We use this to:
29  *
30  *       - inform the user about the firmware's notion of memory layout
31  *         via /sys/firmware/memmap
32  *
33  *       - the hibernation code uses it to generate a kernel-independent MD5
34  *         fingerprint of the physical memory layout of a system.
35  *
36  * - 'e820_table_kexec': a slightly modified (by the kernel) firmware version
37  *   passed to us by the bootloader - the major difference between
38  *   e820_table_firmware[] and this one is that, the latter marks the setup_data
39  *   list created by the EFI boot stub as reserved, so that kexec can reuse the
40  *   setup_data information in the second kernel. Besides, e820_table_kexec[]
41  *   might also be modified by the kexec itself to fake a mptable.
42  *   We use this to:
43  *
44  *       - kexec, which is a bootloader in disguise, uses the original E820
45  *         layout to pass to the kexec-ed kernel. This way the original kernel
46  *         can have a restricted E820 map while the kexec()-ed kexec-kernel
47  *         can have access to full memory - etc.
48  *
49  * - 'e820_table': this is the main E820 table that is massaged by the
50  *   low level x86 platform code, or modified by boot parameters, before
51  *   passed on to higher level MM layers.
52  *
53  * Once the E820 map has been converted to the standard Linux memory layout
54  * information its role stops - modifying it has no effect and does not get
55  * re-propagated. So itsmain role is a temporary bootstrap storage of firmware
56  * specific memory layout data during early bootup.
57  */
58 static struct e820_table e820_table_init                __initdata;
59 static struct e820_table e820_table_kexec_init          __initdata;
60 static struct e820_table e820_table_firmware_init       __initdata;
61
62 struct e820_table *e820_table __refdata                 = &e820_table_init;
63 struct e820_table *e820_table_kexec __refdata           = &e820_table_kexec_init;
64 struct e820_table *e820_table_firmware __refdata        = &e820_table_firmware_init;
65
66 /* For PCI or other memory-mapped resources */
67 unsigned long pci_mem_start = 0xaeedbabe;
68 #ifdef CONFIG_PCI
69 EXPORT_SYMBOL(pci_mem_start);
70 #endif
71
72 /*
73  * This function checks if any part of the range <start,end> is mapped
74  * with type.
75  */
76 bool e820__mapped_any(u64 start, u64 end, enum e820_type type)
77 {
78         int i;
79
80         for (i = 0; i < e820_table->nr_entries; i++) {
81                 struct e820_entry *entry = &e820_table->entries[i];
82
83                 if (type && entry->type != type)
84                         continue;
85                 if (entry->addr >= end || entry->addr + entry->size <= start)
86                         continue;
87                 return 1;
88         }
89         return 0;
90 }
91 EXPORT_SYMBOL_GPL(e820__mapped_any);
92
93 /*
94  * This function checks if the entire <start,end> range is mapped with 'type'.
95  *
96  * Note: this function only works correctly once the E820 table is sorted and
97  * not-overlapping (at least for the range specified), which is the case normally.
98  */
99 static struct e820_entry *__e820__mapped_all(u64 start, u64 end,
100                                              enum e820_type type)
101 {
102         int i;
103
104         for (i = 0; i < e820_table->nr_entries; i++) {
105                 struct e820_entry *entry = &e820_table->entries[i];
106
107                 if (type && entry->type != type)
108                         continue;
109
110                 /* Is the region (part) in overlap with the current region? */
111                 if (entry->addr >= end || entry->addr + entry->size <= start)
112                         continue;
113
114                 /*
115                  * If the region is at the beginning of <start,end> we move
116                  * 'start' to the end of the region since it's ok until there
117                  */
118                 if (entry->addr <= start)
119                         start = entry->addr + entry->size;
120
121                 /*
122                  * If 'start' is now at or beyond 'end', we're done, full
123                  * coverage of the desired range exists:
124                  */
125                 if (start >= end)
126                         return entry;
127         }
128
129         return NULL;
130 }
131
132 /*
133  * This function checks if the entire range <start,end> is mapped with type.
134  */
135 bool __init e820__mapped_all(u64 start, u64 end, enum e820_type type)
136 {
137         return __e820__mapped_all(start, end, type);
138 }
139
140 /*
141  * This function returns the type associated with the range <start,end>.
142  */
143 int e820__get_entry_type(u64 start, u64 end)
144 {
145         struct e820_entry *entry = __e820__mapped_all(start, end, 0);
146
147         return entry ? entry->type : -EINVAL;
148 }
149
150 /*
151  * Add a memory region to the kernel E820 map.
152  */
153 static void __init __e820__range_add(struct e820_table *table, u64 start, u64 size, enum e820_type type)
154 {
155         int x = table->nr_entries;
156
157         if (x >= ARRAY_SIZE(table->entries)) {
158                 pr_err("too many entries; ignoring [mem %#010llx-%#010llx]\n",
159                        start, start + size - 1);
160                 return;
161         }
162
163         table->entries[x].addr = start;
164         table->entries[x].size = size;
165         table->entries[x].type = type;
166         table->nr_entries++;
167 }
168
169 void __init e820__range_add(u64 start, u64 size, enum e820_type type)
170 {
171         __e820__range_add(e820_table, start, size, type);
172 }
173
174 static void __init e820_print_type(enum e820_type type)
175 {
176         switch (type) {
177         case E820_TYPE_RAM:             /* Fall through: */
178         case E820_TYPE_RESERVED_KERN:   pr_cont("usable");                      break;
179         case E820_TYPE_RESERVED:        pr_cont("reserved");                    break;
180         case E820_TYPE_ACPI:            pr_cont("ACPI data");                   break;
181         case E820_TYPE_NVS:             pr_cont("ACPI NVS");                    break;
182         case E820_TYPE_UNUSABLE:        pr_cont("unusable");                    break;
183         case E820_TYPE_PMEM:            /* Fall through: */
184         case E820_TYPE_PRAM:            pr_cont("persistent (type %u)", type);  break;
185         default:                        pr_cont("type %u", type);               break;
186         }
187 }
188
189 void __init e820__print_table(char *who)
190 {
191         int i;
192
193         for (i = 0; i < e820_table->nr_entries; i++) {
194                 pr_info("%s: [mem %#018Lx-%#018Lx] ",
195                         who,
196                         e820_table->entries[i].addr,
197                         e820_table->entries[i].addr + e820_table->entries[i].size - 1);
198
199                 e820_print_type(e820_table->entries[i].type);
200                 pr_cont("\n");
201         }
202 }
203
204 /*
205  * Sanitize an E820 map.
206  *
207  * Some E820 layouts include overlapping entries. The following
208  * replaces the original E820 map with a new one, removing overlaps,
209  * and resolving conflicting memory types in favor of highest
210  * numbered type.
211  *
212  * The input parameter 'entries' points to an array of 'struct
213  * e820_entry' which on entry has elements in the range [0, *nr_entries)
214  * valid, and which has space for up to max_nr_entries entries.
215  * On return, the resulting sanitized E820 map entries will be in
216  * overwritten in the same location, starting at 'entries'.
217  *
218  * The integer pointed to by nr_entries must be valid on entry (the
219  * current number of valid entries located at 'entries'). If the
220  * sanitizing succeeds the *nr_entries will be updated with the new
221  * number of valid entries (something no more than max_nr_entries).
222  *
223  * The return value from e820__update_table() is zero if it
224  * successfully 'sanitized' the map entries passed in, and is -1
225  * if it did nothing, which can happen if either of (1) it was
226  * only passed one map entry, or (2) any of the input map entries
227  * were invalid (start + size < start, meaning that the size was
228  * so big the described memory range wrapped around through zero.)
229  *
230  *      Visually we're performing the following
231  *      (1,2,3,4 = memory types)...
232  *
233  *      Sample memory map (w/overlaps):
234  *         ____22__________________
235  *         ______________________4_
236  *         ____1111________________
237  *         _44_____________________
238  *         11111111________________
239  *         ____________________33__
240  *         ___________44___________
241  *         __________33333_________
242  *         ______________22________
243  *         ___________________2222_
244  *         _________111111111______
245  *         _____________________11_
246  *         _________________4______
247  *
248  *      Sanitized equivalent (no overlap):
249  *         1_______________________
250  *         _44_____________________
251  *         ___1____________________
252  *         ____22__________________
253  *         ______11________________
254  *         _________1______________
255  *         __________3_____________
256  *         ___________44___________
257  *         _____________33_________
258  *         _______________2________
259  *         ________________1_______
260  *         _________________4______
261  *         ___________________2____
262  *         ____________________33__
263  *         ______________________4_
264  */
265 struct change_member {
266         /* Pointer to the original entry: */
267         struct e820_entry       *entry;
268         /* Address for this change point: */
269         unsigned long long      addr;
270 };
271
272 static struct change_member     change_point_list[2*E820_MAX_ENTRIES]   __initdata;
273 static struct change_member     *change_point[2*E820_MAX_ENTRIES]       __initdata;
274 static struct e820_entry        *overlap_list[E820_MAX_ENTRIES]         __initdata;
275 static struct e820_entry        new_entries[E820_MAX_ENTRIES]           __initdata;
276
277 static int __init cpcompare(const void *a, const void *b)
278 {
279         struct change_member * const *app = a, * const *bpp = b;
280         const struct change_member *ap = *app, *bp = *bpp;
281
282         /*
283          * Inputs are pointers to two elements of change_point[].  If their
284          * addresses are not equal, their difference dominates.  If the addresses
285          * are equal, then consider one that represents the end of its region
286          * to be greater than one that does not.
287          */
288         if (ap->addr != bp->addr)
289                 return ap->addr > bp->addr ? 1 : -1;
290
291         return (ap->addr != ap->entry->addr) - (bp->addr != bp->entry->addr);
292 }
293
294 int __init e820__update_table(struct e820_table *table)
295 {
296         struct e820_entry *entries = table->entries;
297         u32 max_nr_entries = ARRAY_SIZE(table->entries);
298         enum e820_type current_type, last_type;
299         unsigned long long last_addr;
300         u32 new_nr_entries, overlap_entries;
301         u32 i, chg_idx, chg_nr;
302
303         /* If there's only one memory region, don't bother: */
304         if (table->nr_entries < 2)
305                 return -1;
306
307         BUG_ON(table->nr_entries > max_nr_entries);
308
309         /* Bail out if we find any unreasonable addresses in the map: */
310         for (i = 0; i < table->nr_entries; i++) {
311                 if (entries[i].addr + entries[i].size < entries[i].addr)
312                         return -1;
313         }
314
315         /* Create pointers for initial change-point information (for sorting): */
316         for (i = 0; i < 2 * table->nr_entries; i++)
317                 change_point[i] = &change_point_list[i];
318
319         /*
320          * Record all known change-points (starting and ending addresses),
321          * omitting empty memory regions:
322          */
323         chg_idx = 0;
324         for (i = 0; i < table->nr_entries; i++) {
325                 if (entries[i].size != 0) {
326                         change_point[chg_idx]->addr     = entries[i].addr;
327                         change_point[chg_idx++]->entry  = &entries[i];
328                         change_point[chg_idx]->addr     = entries[i].addr + entries[i].size;
329                         change_point[chg_idx++]->entry  = &entries[i];
330                 }
331         }
332         chg_nr = chg_idx;
333
334         /* Sort change-point list by memory addresses (low -> high): */
335         sort(change_point, chg_nr, sizeof(*change_point), cpcompare, NULL);
336
337         /* Create a new memory map, removing overlaps: */
338         overlap_entries = 0;     /* Number of entries in the overlap table */
339         new_nr_entries = 0;      /* Index for creating new map entries */
340         last_type = 0;           /* Start with undefined memory type */
341         last_addr = 0;           /* Start with 0 as last starting address */
342
343         /* Loop through change-points, determining effect on the new map: */
344         for (chg_idx = 0; chg_idx < chg_nr; chg_idx++) {
345                 /* Keep track of all overlapping entries */
346                 if (change_point[chg_idx]->addr == change_point[chg_idx]->entry->addr) {
347                         /* Add map entry to overlap list (> 1 entry implies an overlap) */
348                         overlap_list[overlap_entries++] = change_point[chg_idx]->entry;
349                 } else {
350                         /* Remove entry from list (order independent, so swap with last): */
351                         for (i = 0; i < overlap_entries; i++) {
352                                 if (overlap_list[i] == change_point[chg_idx]->entry)
353                                         overlap_list[i] = overlap_list[overlap_entries-1];
354                         }
355                         overlap_entries--;
356                 }
357                 /*
358                  * If there are overlapping entries, decide which
359                  * "type" to use (larger value takes precedence --
360                  * 1=usable, 2,3,4,4+=unusable)
361                  */
362                 current_type = 0;
363                 for (i = 0; i < overlap_entries; i++) {
364                         if (overlap_list[i]->type > current_type)
365                                 current_type = overlap_list[i]->type;
366                 }
367
368                 /* Continue building up new map based on this information: */
369                 if (current_type != last_type || current_type == E820_TYPE_PRAM) {
370                         if (last_type != 0)      {
371                                 new_entries[new_nr_entries].size = change_point[chg_idx]->addr - last_addr;
372                                 /* Move forward only if the new size was non-zero: */
373                                 if (new_entries[new_nr_entries].size != 0)
374                                         /* No more space left for new entries? */
375                                         if (++new_nr_entries >= max_nr_entries)
376                                                 break;
377                         }
378                         if (current_type != 0)  {
379                                 new_entries[new_nr_entries].addr = change_point[chg_idx]->addr;
380                                 new_entries[new_nr_entries].type = current_type;
381                                 last_addr = change_point[chg_idx]->addr;
382                         }
383                         last_type = current_type;
384                 }
385         }
386
387         /* Copy the new entries into the original location: */
388         memcpy(entries, new_entries, new_nr_entries*sizeof(*entries));
389         table->nr_entries = new_nr_entries;
390
391         return 0;
392 }
393
394 static int __init __append_e820_table(struct boot_e820_entry *entries, u32 nr_entries)
395 {
396         struct boot_e820_entry *entry = entries;
397
398         while (nr_entries) {
399                 u64 start = entry->addr;
400                 u64 size = entry->size;
401                 u64 end = start + size - 1;
402                 u32 type = entry->type;
403
404                 /* Ignore the entry on 64-bit overflow: */
405                 if (start > end && likely(size))
406                         return -1;
407
408                 e820__range_add(start, size, type);
409
410                 entry++;
411                 nr_entries--;
412         }
413         return 0;
414 }
415
416 /*
417  * Copy the BIOS E820 map into a safe place.
418  *
419  * Sanity-check it while we're at it..
420  *
421  * If we're lucky and live on a modern system, the setup code
422  * will have given us a memory map that we can use to properly
423  * set up memory.  If we aren't, we'll fake a memory map.
424  */
425 static int __init append_e820_table(struct boot_e820_entry *entries, u32 nr_entries)
426 {
427         /* Only one memory region (or negative)? Ignore it */
428         if (nr_entries < 2)
429                 return -1;
430
431         return __append_e820_table(entries, nr_entries);
432 }
433
434 static u64 __init
435 __e820__range_update(struct e820_table *table, u64 start, u64 size, enum e820_type old_type, enum e820_type new_type)
436 {
437         u64 end;
438         unsigned int i;
439         u64 real_updated_size = 0;
440
441         BUG_ON(old_type == new_type);
442
443         if (size > (ULLONG_MAX - start))
444                 size = ULLONG_MAX - start;
445
446         end = start + size;
447         printk(KERN_DEBUG "e820: update [mem %#010Lx-%#010Lx] ", start, end - 1);
448         e820_print_type(old_type);
449         pr_cont(" ==> ");
450         e820_print_type(new_type);
451         pr_cont("\n");
452
453         for (i = 0; i < table->nr_entries; i++) {
454                 struct e820_entry *entry = &table->entries[i];
455                 u64 final_start, final_end;
456                 u64 entry_end;
457
458                 if (entry->type != old_type)
459                         continue;
460
461                 entry_end = entry->addr + entry->size;
462
463                 /* Completely covered by new range? */
464                 if (entry->addr >= start && entry_end <= end) {
465                         entry->type = new_type;
466                         real_updated_size += entry->size;
467                         continue;
468                 }
469
470                 /* New range is completely covered? */
471                 if (entry->addr < start && entry_end > end) {
472                         __e820__range_add(table, start, size, new_type);
473                         __e820__range_add(table, end, entry_end - end, entry->type);
474                         entry->size = start - entry->addr;
475                         real_updated_size += size;
476                         continue;
477                 }
478
479                 /* Partially covered: */
480                 final_start = max(start, entry->addr);
481                 final_end = min(end, entry_end);
482                 if (final_start >= final_end)
483                         continue;
484
485                 __e820__range_add(table, final_start, final_end - final_start, new_type);
486
487                 real_updated_size += final_end - final_start;
488
489                 /*
490                  * Left range could be head or tail, so need to update
491                  * its size first:
492                  */
493                 entry->size -= final_end - final_start;
494                 if (entry->addr < final_start)
495                         continue;
496
497                 entry->addr = final_end;
498         }
499         return real_updated_size;
500 }
501
502 u64 __init e820__range_update(u64 start, u64 size, enum e820_type old_type, enum e820_type new_type)
503 {
504         return __e820__range_update(e820_table, start, size, old_type, new_type);
505 }
506
507 static u64 __init e820__range_update_kexec(u64 start, u64 size, enum e820_type old_type, enum e820_type  new_type)
508 {
509         return __e820__range_update(e820_table_kexec, start, size, old_type, new_type);
510 }
511
512 /* Remove a range of memory from the E820 table: */
513 u64 __init e820__range_remove(u64 start, u64 size, enum e820_type old_type, bool check_type)
514 {
515         int i;
516         u64 end;
517         u64 real_removed_size = 0;
518
519         if (size > (ULLONG_MAX - start))
520                 size = ULLONG_MAX - start;
521
522         end = start + size;
523         printk(KERN_DEBUG "e820: remove [mem %#010Lx-%#010Lx] ", start, end - 1);
524         if (check_type)
525                 e820_print_type(old_type);
526         pr_cont("\n");
527
528         for (i = 0; i < e820_table->nr_entries; i++) {
529                 struct e820_entry *entry = &e820_table->entries[i];
530                 u64 final_start, final_end;
531                 u64 entry_end;
532
533                 if (check_type && entry->type != old_type)
534                         continue;
535
536                 entry_end = entry->addr + entry->size;
537
538                 /* Completely covered? */
539                 if (entry->addr >= start && entry_end <= end) {
540                         real_removed_size += entry->size;
541                         memset(entry, 0, sizeof(*entry));
542                         continue;
543                 }
544
545                 /* Is the new range completely covered? */
546                 if (entry->addr < start && entry_end > end) {
547                         e820__range_add(end, entry_end - end, entry->type);
548                         entry->size = start - entry->addr;
549                         real_removed_size += size;
550                         continue;
551                 }
552
553                 /* Partially covered: */
554                 final_start = max(start, entry->addr);
555                 final_end = min(end, entry_end);
556                 if (final_start >= final_end)
557                         continue;
558
559                 real_removed_size += final_end - final_start;
560
561                 /*
562                  * Left range could be head or tail, so need to update
563                  * the size first:
564                  */
565                 entry->size -= final_end - final_start;
566                 if (entry->addr < final_start)
567                         continue;
568
569                 entry->addr = final_end;
570         }
571         return real_removed_size;
572 }
573
574 void __init e820__update_table_print(void)
575 {
576         if (e820__update_table(e820_table))
577                 return;
578
579         pr_info("modified physical RAM map:\n");
580         e820__print_table("modified");
581 }
582
583 static void __init e820__update_table_kexec(void)
584 {
585         e820__update_table(e820_table_kexec);
586 }
587
588 #define MAX_GAP_END 0x100000000ull
589
590 /*
591  * Search for a gap in the E820 memory space from 0 to MAX_GAP_END (4GB).
592  */
593 static int __init e820_search_gap(unsigned long *gapstart, unsigned long *gapsize)
594 {
595         unsigned long long last = MAX_GAP_END;
596         int i = e820_table->nr_entries;
597         int found = 0;
598
599         while (--i >= 0) {
600                 unsigned long long start = e820_table->entries[i].addr;
601                 unsigned long long end = start + e820_table->entries[i].size;
602
603                 /*
604                  * Since "last" is at most 4GB, we know we'll
605                  * fit in 32 bits if this condition is true:
606                  */
607                 if (last > end) {
608                         unsigned long gap = last - end;
609
610                         if (gap >= *gapsize) {
611                                 *gapsize = gap;
612                                 *gapstart = end;
613                                 found = 1;
614                         }
615                 }
616                 if (start < last)
617                         last = start;
618         }
619         return found;
620 }
621
622 /*
623  * Search for the biggest gap in the low 32 bits of the E820
624  * memory space. We pass this space to the PCI subsystem, so
625  * that it can assign MMIO resources for hotplug or
626  * unconfigured devices in.
627  *
628  * Hopefully the BIOS let enough space left.
629  */
630 __init void e820__setup_pci_gap(void)
631 {
632         unsigned long gapstart, gapsize;
633         int found;
634
635         gapsize = 0x400000;
636         found  = e820_search_gap(&gapstart, &gapsize);
637
638         if (!found) {
639 #ifdef CONFIG_X86_64
640                 gapstart = (max_pfn << PAGE_SHIFT) + 1024*1024;
641                 pr_err("Cannot find an available gap in the 32-bit address range\n");
642                 pr_err("PCI devices with unassigned 32-bit BARs may not work!\n");
643 #else
644                 gapstart = 0x10000000;
645 #endif
646         }
647
648         /*
649          * e820__reserve_resources_late() protects stolen RAM already:
650          */
651         pci_mem_start = gapstart;
652
653         pr_info("[mem %#010lx-%#010lx] available for PCI devices\n",
654                 gapstart, gapstart + gapsize - 1);
655 }
656
657 /*
658  * Called late during init, in free_initmem().
659  *
660  * Initial e820_table and e820_table_kexec are largish __initdata arrays.
661  *
662  * Copy them to a (usually much smaller) dynamically allocated area that is
663  * sized precisely after the number of e820 entries.
664  *
665  * This is done after we've performed all the fixes and tweaks to the tables.
666  * All functions which modify them are __init functions, which won't exist
667  * after free_initmem().
668  */
669 __init void e820__reallocate_tables(void)
670 {
671         struct e820_table *n;
672         int size;
673
674         size = offsetof(struct e820_table, entries) + sizeof(struct e820_entry)*e820_table->nr_entries;
675         n = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
676         BUG_ON(!n);
677         memcpy(n, e820_table, size);
678         e820_table = n;
679
680         size = offsetof(struct e820_table, entries) + sizeof(struct e820_entry)*e820_table_kexec->nr_entries;
681         n = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
682         BUG_ON(!n);
683         memcpy(n, e820_table_kexec, size);
684         e820_table_kexec = n;
685
686         size = offsetof(struct e820_table, entries) + sizeof(struct e820_entry)*e820_table_firmware->nr_entries;
687         n = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
688         BUG_ON(!n);
689         memcpy(n, e820_table_firmware, size);
690         e820_table_firmware = n;
691 }
692
693 /*
694  * Because of the small fixed size of struct boot_params, only the first
695  * 128 E820 memory entries are passed to the kernel via boot_params.e820_table,
696  * the remaining (if any) entries are passed via the SETUP_E820_EXT node of
697  * struct setup_data, which is parsed here.
698  */
699 void __init e820__memory_setup_extended(u64 phys_addr, u32 data_len)
700 {
701         int entries;
702         struct boot_e820_entry *extmap;
703         struct setup_data *sdata;
704
705         sdata = early_memremap(phys_addr, data_len);
706         entries = sdata->len / sizeof(*extmap);
707         extmap = (struct boot_e820_entry *)(sdata->data);
708
709         __append_e820_table(extmap, entries);
710         e820__update_table(e820_table);
711
712         memcpy(e820_table_kexec, e820_table, sizeof(*e820_table_kexec));
713         memcpy(e820_table_firmware, e820_table, sizeof(*e820_table_firmware));
714
715         early_memunmap(sdata, data_len);
716         pr_info("extended physical RAM map:\n");
717         e820__print_table("extended");
718 }
719
720 /*
721  * Find the ranges of physical addresses that do not correspond to
722  * E820 RAM areas and register the corresponding pages as 'nosave' for
723  * hibernation (32-bit) or software suspend and suspend to RAM (64-bit).
724  *
725  * This function requires the E820 map to be sorted and without any
726  * overlapping entries.
727  */
728 void __init e820__register_nosave_regions(unsigned long limit_pfn)
729 {
730         int i;
731         unsigned long pfn = 0;
732
733         for (i = 0; i < e820_table->nr_entries; i++) {
734                 struct e820_entry *entry = &e820_table->entries[i];
735
736                 if (pfn < PFN_UP(entry->addr))
737                         register_nosave_region(pfn, PFN_UP(entry->addr));
738
739                 pfn = PFN_DOWN(entry->addr + entry->size);
740
741                 if (entry->type != E820_TYPE_RAM && entry->type != E820_TYPE_RESERVED_KERN)
742                         register_nosave_region(PFN_UP(entry->addr), pfn);
743
744                 if (pfn >= limit_pfn)
745                         break;
746         }
747 }
748
749 #ifdef CONFIG_ACPI
750 /*
751  * Register ACPI NVS memory regions, so that we can save/restore them during
752  * hibernation and the subsequent resume:
753  */
754 static int __init e820__register_nvs_regions(void)
755 {
756         int i;
757
758         for (i = 0; i < e820_table->nr_entries; i++) {
759                 struct e820_entry *entry = &e820_table->entries[i];
760
761                 if (entry->type == E820_TYPE_NVS)
762                         acpi_nvs_register(entry->addr, entry->size);
763         }
764
765         return 0;
766 }
767 core_initcall(e820__register_nvs_regions);
768 #endif
769
770 /*
771  * Allocate the requested number of bytes with the requsted alignment
772  * and return (the physical address) to the caller. Also register this
773  * range in the 'kexec' E820 table as a reserved range.
774  *
775  * This allows kexec to fake a new mptable, as if it came from the real
776  * system.
777  */
778 u64 __init e820__memblock_alloc_reserved(u64 size, u64 align)
779 {
780         u64 addr;
781
782         addr = __memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
783         if (addr) {
784                 e820__range_update_kexec(addr, size, E820_TYPE_RAM, E820_TYPE_RESERVED);
785                 pr_info("update e820_table_kexec for e820__memblock_alloc_reserved()\n");
786                 e820__update_table_kexec();
787         }
788
789         return addr;
790 }
791
792 #ifdef CONFIG_X86_32
793 # ifdef CONFIG_X86_PAE
794 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(36-PAGE_SHIFT))
795 # else
796 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(32-PAGE_SHIFT))
797 # endif
798 #else /* CONFIG_X86_32 */
799 # define MAX_ARCH_PFN MAXMEM>>PAGE_SHIFT
800 #endif
801
802 /*
803  * Find the highest page frame number we have available
804  */
805 static unsigned long __init e820_end_pfn(unsigned long limit_pfn, enum e820_type type)
806 {
807         int i;
808         unsigned long last_pfn = 0;
809         unsigned long max_arch_pfn = MAX_ARCH_PFN;
810
811         for (i = 0; i < e820_table->nr_entries; i++) {
812                 struct e820_entry *entry = &e820_table->entries[i];
813                 unsigned long start_pfn;
814                 unsigned long end_pfn;
815
816                 if (entry->type != type)
817                         continue;
818
819                 start_pfn = entry->addr >> PAGE_SHIFT;
820                 end_pfn = (entry->addr + entry->size) >> PAGE_SHIFT;
821
822                 if (start_pfn >= limit_pfn)
823                         continue;
824                 if (end_pfn > limit_pfn) {
825                         last_pfn = limit_pfn;
826                         break;
827                 }
828                 if (end_pfn > last_pfn)
829                         last_pfn = end_pfn;
830         }
831
832         if (last_pfn > max_arch_pfn)
833                 last_pfn = max_arch_pfn;
834
835         pr_info("last_pfn = %#lx max_arch_pfn = %#lx\n",
836                 last_pfn, max_arch_pfn);
837         return last_pfn;
838 }
839
840 unsigned long __init e820__end_of_ram_pfn(void)
841 {
842         return e820_end_pfn(MAX_ARCH_PFN, E820_TYPE_RAM);
843 }
844
845 unsigned long __init e820__end_of_low_ram_pfn(void)
846 {
847         return e820_end_pfn(1UL << (32 - PAGE_SHIFT), E820_TYPE_RAM);
848 }
849
850 static void __init early_panic(char *msg)
851 {
852         early_printk(msg);
853         panic(msg);
854 }
855
856 static int userdef __initdata;
857
858 /* The "mem=nopentium" boot option disables 4MB page tables on 32-bit kernels: */
859 static int __init parse_memopt(char *p)
860 {
861         u64 mem_size;
862
863         if (!p)
864                 return -EINVAL;
865
866         if (!strcmp(p, "nopentium")) {
867 #ifdef CONFIG_X86_32
868                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_PSE);
869                 return 0;
870 #else
871                 pr_warn("mem=nopentium ignored! (only supported on x86_32)\n");
872                 return -EINVAL;
873 #endif
874         }
875
876         userdef = 1;
877         mem_size = memparse(p, &p);
878
879         /* Don't remove all memory when getting "mem={invalid}" parameter: */
880         if (mem_size == 0)
881                 return -EINVAL;
882
883         e820__range_remove(mem_size, ULLONG_MAX - mem_size, E820_TYPE_RAM, 1);
884
885 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
886         max_mem_size = mem_size;
887 #endif
888
889         return 0;
890 }
891 early_param("mem", parse_memopt);
892
893 static int __init parse_memmap_one(char *p)
894 {
895         char *oldp;
896         u64 start_at, mem_size;
897
898         if (!p)
899                 return -EINVAL;
900
901         if (!strncmp(p, "exactmap", 8)) {
902 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
903                 /*
904                  * If we are doing a crash dump, we still need to know
905                  * the real memory size before the original memory map is
906                  * reset.
907                  */
908                 saved_max_pfn = e820__end_of_ram_pfn();
909 #endif
910                 e820_table->nr_entries = 0;
911                 userdef = 1;
912                 return 0;
913         }
914
915         oldp = p;
916         mem_size = memparse(p, &p);
917         if (p == oldp)
918                 return -EINVAL;
919
920         userdef = 1;
921         if (*p == '@') {
922                 start_at = memparse(p+1, &p);
923                 e820__range_add(start_at, mem_size, E820_TYPE_RAM);
924         } else if (*p == '#') {
925                 start_at = memparse(p+1, &p);
926                 e820__range_add(start_at, mem_size, E820_TYPE_ACPI);
927         } else if (*p == '$') {
928                 start_at = memparse(p+1, &p);
929                 e820__range_add(start_at, mem_size, E820_TYPE_RESERVED);
930         } else if (*p == '!') {
931                 start_at = memparse(p+1, &p);
932                 e820__range_add(start_at, mem_size, E820_TYPE_PRAM);
933         } else if (*p == '%') {
934                 enum e820_type from = 0, to = 0;
935
936                 start_at = memparse(p + 1, &p);
937                 if (*p == '-')
938                         from = simple_strtoull(p + 1, &p, 0);
939                 if (*p == '+')
940                         to = simple_strtoull(p + 1, &p, 0);
941                 if (*p != '\0')
942                         return -EINVAL;
943                 if (from && to)
944                         e820__range_update(start_at, mem_size, from, to);
945                 else if (to)
946                         e820__range_add(start_at, mem_size, to);
947                 else if (from)
948                         e820__range_remove(start_at, mem_size, from, 1);
949                 else
950                         e820__range_remove(start_at, mem_size, 0, 0);
951         } else {
952                 e820__range_remove(mem_size, ULLONG_MAX - mem_size, E820_TYPE_RAM, 1);
953         }
954
955         return *p == '\0' ? 0 : -EINVAL;
956 }
957
958 static int __init parse_memmap_opt(char *str)
959 {
960         while (str) {
961                 char *k = strchr(str, ',');
962
963                 if (k)
964                         *k++ = 0;
965
966                 parse_memmap_one(str);
967                 str = k;
968         }
969
970         return 0;
971 }
972 early_param("memmap", parse_memmap_opt);
973
974 /*
975  * Reserve all entries from the bootloader's extensible data nodes list,
976  * because if present we are going to use it later on to fetch e820
977  * entries from it:
978  */
979 void __init e820__reserve_setup_data(void)
980 {
981         struct setup_data *data;
982         u64 pa_data;
983
984         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
985         if (!pa_data)
986                 return;
987
988         while (pa_data) {
989                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
990                 e820__range_update(pa_data, sizeof(*data)+data->len, E820_TYPE_RAM, E820_TYPE_RESERVED_KERN);
991                 e820__range_update_kexec(pa_data, sizeof(*data)+data->len, E820_TYPE_RAM, E820_TYPE_RESERVED_KERN);
992                 pa_data = data->next;
993                 early_memunmap(data, sizeof(*data));
994         }
995
996         e820__update_table(e820_table);
997         e820__update_table(e820_table_kexec);
998
999         pr_info("extended physical RAM map:\n");
1000         e820__print_table("reserve setup_data");
1001 }
1002
1003 /*
1004  * Called after parse_early_param(), after early parameters (such as mem=)
1005  * have been processed, in which case we already have an E820 table filled in
1006  * via the parameter callback function(s), but it's not sorted and printed yet:
1007  */
1008 void __init e820__finish_early_params(void)
1009 {
1010         if (userdef) {
1011                 if (e820__update_table(e820_table) < 0)
1012                         early_panic("Invalid user supplied memory map");
1013
1014                 pr_info("user-defined physical RAM map:\n");
1015                 e820__print_table("user");
1016         }
1017 }
1018
1019 static const char *__init e820_type_to_string(struct e820_entry *entry)
1020 {
1021         switch (entry->type) {
1022         case E820_TYPE_RESERVED_KERN:   /* Fall-through: */
1023         case E820_TYPE_RAM:             return "System RAM";
1024         case E820_TYPE_ACPI:            return "ACPI Tables";
1025         case E820_TYPE_NVS:             return "ACPI Non-volatile Storage";
1026         case E820_TYPE_UNUSABLE:        return "Unusable memory";
1027         case E820_TYPE_PRAM:            return "Persistent Memory (legacy)";
1028         case E820_TYPE_PMEM:            return "Persistent Memory";
1029         case E820_TYPE_RESERVED:        return "Reserved";
1030         default:                        return "Unknown E820 type";
1031         }
1032 }
1033
1034 static unsigned long __init e820_type_to_iomem_type(struct e820_entry *entry)
1035 {
1036         switch (entry->type) {
1037         case E820_TYPE_RESERVED_KERN:   /* Fall-through: */
1038         case E820_TYPE_RAM:             return IORESOURCE_SYSTEM_RAM;
1039         case E820_TYPE_ACPI:            /* Fall-through: */
1040         case E820_TYPE_NVS:             /* Fall-through: */
1041         case E820_TYPE_UNUSABLE:        /* Fall-through: */
1042         case E820_TYPE_PRAM:            /* Fall-through: */
1043         case E820_TYPE_PMEM:            /* Fall-through: */
1044         case E820_TYPE_RESERVED:        /* Fall-through: */
1045         default:                        return IORESOURCE_MEM;
1046         }
1047 }
1048
1049 static unsigned long __init e820_type_to_iores_desc(struct e820_entry *entry)
1050 {
1051         switch (entry->type) {
1052         case E820_TYPE_ACPI:            return IORES_DESC_ACPI_TABLES;
1053         case E820_TYPE_NVS:             return IORES_DESC_ACPI_NV_STORAGE;
1054         case E820_TYPE_PMEM:            return IORES_DESC_PERSISTENT_MEMORY;
1055         case E820_TYPE_PRAM:            return IORES_DESC_PERSISTENT_MEMORY_LEGACY;
1056         case E820_TYPE_RESERVED_KERN:   /* Fall-through: */
1057         case E820_TYPE_RAM:             /* Fall-through: */
1058         case E820_TYPE_UNUSABLE:        /* Fall-through: */
1059         case E820_TYPE_RESERVED:        /* Fall-through: */
1060         default:                        return IORES_DESC_NONE;
1061         }
1062 }
1063
1064 static bool __init do_mark_busy(enum e820_type type, struct resource *res)
1065 {
1066         /* this is the legacy bios/dos rom-shadow + mmio region */
1067         if (res->start < (1ULL<<20))
1068                 return true;
1069
1070         /*
1071          * Treat persistent memory like device memory, i.e. reserve it
1072          * for exclusive use of a driver
1073          */
1074         switch (type) {
1075         case E820_TYPE_RESERVED:
1076         case E820_TYPE_PRAM:
1077         case E820_TYPE_PMEM:
1078                 return false;
1079         case E820_TYPE_RESERVED_KERN:
1080         case E820_TYPE_RAM:
1081         case E820_TYPE_ACPI:
1082         case E820_TYPE_NVS:
1083         case E820_TYPE_UNUSABLE:
1084         default:
1085                 return true;
1086         }
1087 }
1088
1089 /*
1090  * Mark E820 reserved areas as busy for the resource manager:
1091  */
1092
1093 static struct resource __initdata *e820_res;
1094
1095 void __init e820__reserve_resources(void)
1096 {
1097         int i;
1098         struct resource *res;
1099         u64 end;
1100
1101         res = memblock_alloc(sizeof(*res) * e820_table->nr_entries,
1102                              SMP_CACHE_BYTES);
1103         e820_res = res;
1104
1105         for (i = 0; i < e820_table->nr_entries; i++) {
1106                 struct e820_entry *entry = e820_table->entries + i;
1107
1108                 end = entry->addr + entry->size - 1;
1109                 if (end != (resource_size_t)end) {
1110                         res++;
1111                         continue;
1112                 }
1113                 res->start = entry->addr;
1114                 res->end   = end;
1115                 res->name  = e820_type_to_string(entry);
1116                 res->flags = e820_type_to_iomem_type(entry);
1117                 res->desc  = e820_type_to_iores_desc(entry);
1118
1119                 /*
1120                  * Don't register the region that could be conflicted with
1121                  * PCI device BAR resources and insert them later in
1122                  * pcibios_resource_survey():
1123                  */
1124                 if (do_mark_busy(entry->type, res)) {
1125                         res->flags |= IORESOURCE_BUSY;
1126                         insert_resource(&iomem_resource, res);
1127                 }
1128                 res++;
1129         }
1130
1131         /* Expose the bootloader-provided memory layout to the sysfs. */
1132         for (i = 0; i < e820_table_firmware->nr_entries; i++) {
1133                 struct e820_entry *entry = e820_table_firmware->entries + i;
1134
1135                 firmware_map_add_early(entry->addr, entry->addr + entry->size, e820_type_to_string(entry));
1136         }
1137 }
1138
1139 /*
1140  * How much should we pad the end of RAM, depending on where it is?
1141  */
1142 static unsigned long __init ram_alignment(resource_size_t pos)
1143 {
1144         unsigned long mb = pos >> 20;
1145
1146         /* To 64kB in the first megabyte */
1147         if (!mb)
1148                 return 64*1024;
1149
1150         /* To 1MB in the first 16MB */
1151         if (mb < 16)
1152                 return 1024*1024;
1153
1154         /* To 64MB for anything above that */
1155         return 64*1024*1024;
1156 }
1157
1158 #define MAX_RESOURCE_SIZE ((resource_size_t)-1)
1159
1160 void __init e820__reserve_resources_late(void)
1161 {
1162         int i;
1163         struct resource *res;
1164
1165         res = e820_res;
1166         for (i = 0; i < e820_table->nr_entries; i++) {
1167                 if (!res->parent && res->end)
1168                         insert_resource_expand_to_fit(&iomem_resource, res);
1169                 res++;
1170         }
1171
1172         /*
1173          * Try to bump up RAM regions to reasonable boundaries, to
1174          * avoid stolen RAM:
1175          */
1176         for (i = 0; i < e820_table->nr_entries; i++) {
1177                 struct e820_entry *entry = &e820_table->entries[i];
1178                 u64 start, end;
1179
1180                 if (entry->type != E820_TYPE_RAM)
1181                         continue;
1182
1183                 start = entry->addr + entry->size;
1184                 end = round_up(start, ram_alignment(start)) - 1;
1185                 if (end > MAX_RESOURCE_SIZE)
1186                         end = MAX_RESOURCE_SIZE;
1187                 if (start >= end)
1188                         continue;
1189
1190                 printk(KERN_DEBUG "e820: reserve RAM buffer [mem %#010llx-%#010llx]\n", start, end);
1191                 reserve_region_with_split(&iomem_resource, start, end, "RAM buffer");
1192         }
1193 }
1194
1195 /*
1196  * Pass the firmware (bootloader) E820 map to the kernel and process it:
1197  */
1198 char *__init e820__memory_setup_default(void)
1199 {
1200         char *who = "BIOS-e820";
1201
1202         /*
1203          * Try to copy the BIOS-supplied E820-map.
1204          *
1205          * Otherwise fake a memory map; one section from 0k->640k,
1206          * the next section from 1mb->appropriate_mem_k
1207          */
1208         if (append_e820_table(boot_params.e820_table, boot_params.e820_entries) < 0) {
1209                 u64 mem_size;
1210
1211                 /* Compare results from other methods and take the one that gives more RAM: */
1212                 if (boot_params.alt_mem_k < boot_params.screen_info.ext_mem_k) {
1213                         mem_size = boot_params.screen_info.ext_mem_k;
1214                         who = "BIOS-88";
1215                 } else {
1216                         mem_size = boot_params.alt_mem_k;
1217                         who = "BIOS-e801";
1218                 }
1219
1220                 e820_table->nr_entries = 0;
1221                 e820__range_add(0, LOWMEMSIZE(), E820_TYPE_RAM);
1222                 e820__range_add(HIGH_MEMORY, mem_size << 10, E820_TYPE_RAM);
1223         }
1224
1225         /* We just appended a lot of ranges, sanitize the table: */
1226         e820__update_table(e820_table);
1227
1228         return who;
1229 }
1230
1231 /*
1232  * Calls e820__memory_setup_default() in essence to pick up the firmware/bootloader
1233  * E820 map - with an optional platform quirk available for virtual platforms
1234  * to override this method of boot environment processing:
1235  */
1236 void __init e820__memory_setup(void)
1237 {
1238         char *who;
1239
1240         /* This is a firmware interface ABI - make sure we don't break it: */
1241         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct boot_e820_entry) != 20);
1242
1243         who = x86_init.resources.memory_setup();
1244
1245         memcpy(e820_table_kexec, e820_table, sizeof(*e820_table_kexec));
1246         memcpy(e820_table_firmware, e820_table, sizeof(*e820_table_firmware));
1247
1248         pr_info("BIOS-provided physical RAM map:\n");
1249         e820__print_table(who);
1250 }
1251
1252 void __init e820__memblock_setup(void)
1253 {
1254         int i;
1255         u64 end;
1256
1257         /*
1258          * The bootstrap memblock region count maximum is 128 entries
1259          * (INIT_MEMBLOCK_REGIONS), but EFI might pass us more E820 entries
1260          * than that - so allow memblock resizing.
1261          *
1262          * This is safe, because this call happens pretty late during x86 setup,
1263          * so we know about reserved memory regions already. (This is important
1264          * so that memblock resizing does no stomp over reserved areas.)
1265          */
1266         memblock_allow_resize();
1267
1268         for (i = 0; i < e820_table->nr_entries; i++) {
1269                 struct e820_entry *entry = &e820_table->entries[i];
1270
1271                 end = entry->addr + entry->size;
1272                 if (end != (resource_size_t)end)
1273                         continue;
1274
1275                 if (entry->type != E820_TYPE_RAM && entry->type != E820_TYPE_RESERVED_KERN)
1276                         continue;
1277
1278                 memblock_add(entry->addr, entry->size);
1279         }
1280
1281         /* Throw away partial pages: */
1282         memblock_trim_memory(PAGE_SIZE);
1283
1284         memblock_dump_all();
1285 }