[PATCH] Have x86_64 use add_active_range() and free_area_init_nodes
[sfrench/cifs-2.6.git] / arch / x86_64 / kernel / e820.c
1 /* 
2  * Handle the memory map.
3  * The functions here do the job until bootmem takes over.
4  *
5  *  Getting sanitize_e820_map() in sync with i386 version by applying change:
6  *  -  Provisions for empty E820 memory regions (reported by certain BIOSes).
7  *     Alex Achenbach <xela@slit.de>, December 2002.
8  *  Venkatesh Pallipadi <venkatesh.pallipadi@intel.com>
9  *
10  */
11 #include <linux/kernel.h>
12 #include <linux/types.h>
13 #include <linux/init.h>
14 #include <linux/bootmem.h>
15 #include <linux/ioport.h>
16 #include <linux/string.h>
17 #include <linux/kexec.h>
18 #include <linux/module.h>
19 #include <linux/mm.h>
20
21 #include <asm/pgtable.h>
22 #include <asm/page.h>
23 #include <asm/e820.h>
24 #include <asm/proto.h>
25 #include <asm/bootsetup.h>
26 #include <asm/sections.h>
27
28 struct e820map e820 __initdata;
29
30 /* 
31  * PFN of last memory page.
32  */
33 unsigned long end_pfn; 
34 EXPORT_SYMBOL(end_pfn);
35
36 /* 
37  * end_pfn only includes RAM, while end_pfn_map includes all e820 entries.
38  * The direct mapping extends to end_pfn_map, so that we can directly access
39  * apertures, ACPI and other tables without having to play with fixmaps.
40  */ 
41 unsigned long end_pfn_map; 
42
43 /* 
44  * Last pfn which the user wants to use.
45  */
46 static unsigned long __initdata end_user_pfn = MAXMEM>>PAGE_SHIFT;
47
48 extern struct resource code_resource, data_resource;
49
50 /* Check for some hardcoded bad areas that early boot is not allowed to touch */ 
51 static inline int bad_addr(unsigned long *addrp, unsigned long size)
52
53         unsigned long addr = *addrp, last = addr + size; 
54
55         /* various gunk below that needed for SMP startup */
56         if (addr < 0x8000) { 
57                 *addrp = 0x8000;
58                 return 1; 
59         }
60
61         /* direct mapping tables of the kernel */
62         if (last >= table_start<<PAGE_SHIFT && addr < table_end<<PAGE_SHIFT) { 
63                 *addrp = table_end << PAGE_SHIFT; 
64                 return 1;
65         } 
66
67         /* initrd */ 
68 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
69         if (LOADER_TYPE && INITRD_START && last >= INITRD_START && 
70             addr < INITRD_START+INITRD_SIZE) { 
71                 *addrp = INITRD_START + INITRD_SIZE; 
72                 return 1;
73         } 
74 #endif
75         /* kernel code */
76         if (last >= __pa_symbol(&_text) && last < __pa_symbol(&_end)) {
77                 *addrp = __pa_symbol(&_end);
78                 return 1;
79         }
80
81         if (last >= ebda_addr && addr < ebda_addr + ebda_size) {
82                 *addrp = ebda_addr + ebda_size;
83                 return 1;
84         }
85
86         /* XXX ramdisk image here? */ 
87         return 0;
88
89
90 /*
91  * This function checks if any part of the range <start,end> is mapped
92  * with type.
93  */
94 int __meminit
95 e820_any_mapped(unsigned long start, unsigned long end, unsigned type)
96
97         int i;
98         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) { 
99                 struct e820entry *ei = &e820.map[i]; 
100                 if (type && ei->type != type) 
101                         continue;
102                 if (ei->addr >= end || ei->addr + ei->size <= start)
103                         continue; 
104                 return 1; 
105         } 
106         return 0;
107 }
108
109 /*
110  * This function checks if the entire range <start,end> is mapped with type.
111  *
112  * Note: this function only works correct if the e820 table is sorted and
113  * not-overlapping, which is the case
114  */
115 int __init e820_all_mapped(unsigned long start, unsigned long end, unsigned type)
116 {
117         int i;
118         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
119                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
120                 if (type && ei->type != type)
121                         continue;
122                 /* is the region (part) in overlap with the current region ?*/
123                 if (ei->addr >= end || ei->addr + ei->size <= start)
124                         continue;
125
126                 /* if the region is at the beginning of <start,end> we move
127                  * start to the end of the region since it's ok until there
128                  */
129                 if (ei->addr <= start)
130                         start = ei->addr + ei->size;
131                 /* if start is now at or beyond end, we're done, full coverage */
132                 if (start >= end)
133                         return 1; /* we're done */
134         }
135         return 0;
136 }
137
138 /* 
139  * Find a free area in a specific range. 
140  */ 
141 unsigned long __init find_e820_area(unsigned long start, unsigned long end, unsigned size) 
142
143         int i; 
144         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) { 
145                 struct e820entry *ei = &e820.map[i]; 
146                 unsigned long addr = ei->addr, last; 
147                 if (ei->type != E820_RAM) 
148                         continue; 
149                 if (addr < start) 
150                         addr = start;
151                 if (addr > ei->addr + ei->size) 
152                         continue; 
153                 while (bad_addr(&addr, size) && addr+size <= ei->addr+ei->size)
154                         ;
155                 last = addr + size;
156                 if (last > ei->addr + ei->size)
157                         continue;
158                 if (last > end) 
159                         continue;
160                 return addr; 
161         } 
162         return -1UL;            
163
164
165 /*
166  * Find the highest page frame number we have available
167  */
168 unsigned long __init e820_end_of_ram(void)
169 {
170         unsigned long end_pfn = 0;
171         end_pfn = find_max_pfn_with_active_regions();
172         
173         if (end_pfn > end_pfn_map) 
174                 end_pfn_map = end_pfn;
175         if (end_pfn_map > MAXMEM>>PAGE_SHIFT)
176                 end_pfn_map = MAXMEM>>PAGE_SHIFT;
177         if (end_pfn > end_user_pfn)
178                 end_pfn = end_user_pfn;
179         if (end_pfn > end_pfn_map) 
180                 end_pfn = end_pfn_map; 
181
182         printk("end_pfn_map = %lu\n", end_pfn_map);
183         return end_pfn; 
184 }
185
186 /*
187  * Mark e820 reserved areas as busy for the resource manager.
188  */
189 void __init e820_reserve_resources(void)
190 {
191         int i;
192         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
193                 struct resource *res;
194                 res = alloc_bootmem_low(sizeof(struct resource));
195                 switch (e820.map[i].type) {
196                 case E820_RAM:  res->name = "System RAM"; break;
197                 case E820_ACPI: res->name = "ACPI Tables"; break;
198                 case E820_NVS:  res->name = "ACPI Non-volatile Storage"; break;
199                 default:        res->name = "reserved";
200                 }
201                 res->start = e820.map[i].addr;
202                 res->end = res->start + e820.map[i].size - 1;
203                 res->flags = IORESOURCE_MEM | IORESOURCE_BUSY;
204                 request_resource(&iomem_resource, res);
205                 if (e820.map[i].type == E820_RAM) {
206                         /*
207                          *  We don't know which RAM region contains kernel data,
208                          *  so we try it repeatedly and let the resource manager
209                          *  test it.
210                          */
211                         request_resource(res, &code_resource);
212                         request_resource(res, &data_resource);
213 #ifdef CONFIG_KEXEC
214                         request_resource(res, &crashk_res);
215 #endif
216                 }
217         }
218 }
219
220 /* Mark pages corresponding to given address range as nosave */
221 static void __init
222 e820_mark_nosave_range(unsigned long start, unsigned long end)
223 {
224         unsigned long pfn, max_pfn;
225
226         if (start >= end)
227                 return;
228
229         printk("Nosave address range: %016lx - %016lx\n", start, end);
230         max_pfn = end >> PAGE_SHIFT;
231         for (pfn = start >> PAGE_SHIFT; pfn < max_pfn; pfn++)
232                 if (pfn_valid(pfn))
233                         SetPageNosave(pfn_to_page(pfn));
234 }
235
236 /*
237  * Find the ranges of physical addresses that do not correspond to
238  * e820 RAM areas and mark the corresponding pages as nosave for software
239  * suspend and suspend to RAM.
240  *
241  * This function requires the e820 map to be sorted and without any
242  * overlapping entries and assumes the first e820 area to be RAM.
243  */
244 void __init e820_mark_nosave_regions(void)
245 {
246         int i;
247         unsigned long paddr;
248
249         paddr = round_down(e820.map[0].addr + e820.map[0].size, PAGE_SIZE);
250         for (i = 1; i < e820.nr_map; i++) {
251                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
252
253                 if (paddr < ei->addr)
254                         e820_mark_nosave_range(paddr,
255                                         round_up(ei->addr, PAGE_SIZE));
256
257                 paddr = round_down(ei->addr + ei->size, PAGE_SIZE);
258                 if (ei->type != E820_RAM)
259                         e820_mark_nosave_range(round_up(ei->addr, PAGE_SIZE),
260                                         paddr);
261
262                 if (paddr >= (end_pfn << PAGE_SHIFT))
263                         break;
264         }
265 }
266
267 /* Walk the e820 map and register active regions within a node */
268 void __init
269 e820_register_active_regions(int nid, unsigned long start_pfn,
270                                                         unsigned long end_pfn)
271 {
272         int i;
273         unsigned long ei_startpfn, ei_endpfn;
274         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
275                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
276                 ei_startpfn = round_up(ei->addr, PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
277                 ei_endpfn = round_down(ei->addr + ei->size, PAGE_SIZE)
278                                                                 >> PAGE_SHIFT;
279
280                 /* Skip map entries smaller than a page */
281                 if (ei_startpfn > ei_endpfn)
282                         continue;
283
284                 /* Check if end_pfn_map should be updated */
285                 if (ei->type != E820_RAM && ei_endpfn > end_pfn_map)
286                         end_pfn_map = ei_endpfn;
287
288                 /* Skip if map is outside the node */
289                 if (ei->type != E820_RAM ||
290                                 ei_endpfn <= start_pfn ||
291                                 ei_startpfn >= end_pfn)
292                         continue;
293
294                 /* Check for overlaps */
295                 if (ei_startpfn < start_pfn)
296                         ei_startpfn = start_pfn;
297                 if (ei_endpfn > end_pfn)
298                         ei_endpfn = end_pfn;
299
300                 /* Obey end_user_pfn to save on memmap */
301                 if (ei_startpfn >= end_user_pfn)
302                         continue;
303                 if (ei_endpfn > end_user_pfn)
304                         ei_endpfn = end_user_pfn;
305
306                 add_active_range(nid, ei_startpfn, ei_endpfn);
307         }
308 }
309
310 /* 
311  * Add a memory region to the kernel e820 map.
312  */ 
313 void __init add_memory_region(unsigned long start, unsigned long size, int type)
314 {
315         int x = e820.nr_map;
316
317         if (x == E820MAX) {
318                 printk(KERN_ERR "Ooops! Too many entries in the memory map!\n");
319                 return;
320         }
321
322         e820.map[x].addr = start;
323         e820.map[x].size = size;
324         e820.map[x].type = type;
325         e820.nr_map++;
326 }
327
328 void __init e820_print_map(char *who)
329 {
330         int i;
331
332         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
333                 printk(" %s: %016Lx - %016Lx ", who,
334                         (unsigned long long) e820.map[i].addr,
335                         (unsigned long long) (e820.map[i].addr + e820.map[i].size));
336                 switch (e820.map[i].type) {
337                 case E820_RAM:  printk("(usable)\n");
338                                 break;
339                 case E820_RESERVED:
340                                 printk("(reserved)\n");
341                                 break;
342                 case E820_ACPI:
343                                 printk("(ACPI data)\n");
344                                 break;
345                 case E820_NVS:
346                                 printk("(ACPI NVS)\n");
347                                 break;
348                 default:        printk("type %u\n", e820.map[i].type);
349                                 break;
350                 }
351         }
352 }
353
354 /*
355  * Sanitize the BIOS e820 map.
356  *
357  * Some e820 responses include overlapping entries.  The following 
358  * replaces the original e820 map with a new one, removing overlaps.
359  *
360  */
361 static int __init sanitize_e820_map(struct e820entry * biosmap, char * pnr_map)
362 {
363         struct change_member {
364                 struct e820entry *pbios; /* pointer to original bios entry */
365                 unsigned long long addr; /* address for this change point */
366         };
367         static struct change_member change_point_list[2*E820MAX] __initdata;
368         static struct change_member *change_point[2*E820MAX] __initdata;
369         static struct e820entry *overlap_list[E820MAX] __initdata;
370         static struct e820entry new_bios[E820MAX] __initdata;
371         struct change_member *change_tmp;
372         unsigned long current_type, last_type;
373         unsigned long long last_addr;
374         int chgidx, still_changing;
375         int overlap_entries;
376         int new_bios_entry;
377         int old_nr, new_nr, chg_nr;
378         int i;
379
380         /*
381                 Visually we're performing the following (1,2,3,4 = memory types)...
382
383                 Sample memory map (w/overlaps):
384                    ____22__________________
385                    ______________________4_
386                    ____1111________________
387                    _44_____________________
388                    11111111________________
389                    ____________________33__
390                    ___________44___________
391                    __________33333_________
392                    ______________22________
393                    ___________________2222_
394                    _________111111111______
395                    _____________________11_
396                    _________________4______
397
398                 Sanitized equivalent (no overlap):
399                    1_______________________
400                    _44_____________________
401                    ___1____________________
402                    ____22__________________
403                    ______11________________
404                    _________1______________
405                    __________3_____________
406                    ___________44___________
407                    _____________33_________
408                    _______________2________
409                    ________________1_______
410                    _________________4______
411                    ___________________2____
412                    ____________________33__
413                    ______________________4_
414         */
415
416         /* if there's only one memory region, don't bother */
417         if (*pnr_map < 2)
418                 return -1;
419
420         old_nr = *pnr_map;
421
422         /* bail out if we find any unreasonable addresses in bios map */
423         for (i=0; i<old_nr; i++)
424                 if (biosmap[i].addr + biosmap[i].size < biosmap[i].addr)
425                         return -1;
426
427         /* create pointers for initial change-point information (for sorting) */
428         for (i=0; i < 2*old_nr; i++)
429                 change_point[i] = &change_point_list[i];
430
431         /* record all known change-points (starting and ending addresses),
432            omitting those that are for empty memory regions */
433         chgidx = 0;
434         for (i=0; i < old_nr; i++)      {
435                 if (biosmap[i].size != 0) {
436                         change_point[chgidx]->addr = biosmap[i].addr;
437                         change_point[chgidx++]->pbios = &biosmap[i];
438                         change_point[chgidx]->addr = biosmap[i].addr + biosmap[i].size;
439                         change_point[chgidx++]->pbios = &biosmap[i];
440                 }
441         }
442         chg_nr = chgidx;
443
444         /* sort change-point list by memory addresses (low -> high) */
445         still_changing = 1;
446         while (still_changing)  {
447                 still_changing = 0;
448                 for (i=1; i < chg_nr; i++)  {
449                         /* if <current_addr> > <last_addr>, swap */
450                         /* or, if current=<start_addr> & last=<end_addr>, swap */
451                         if ((change_point[i]->addr < change_point[i-1]->addr) ||
452                                 ((change_point[i]->addr == change_point[i-1]->addr) &&
453                                  (change_point[i]->addr == change_point[i]->pbios->addr) &&
454                                  (change_point[i-1]->addr != change_point[i-1]->pbios->addr))
455                            )
456                         {
457                                 change_tmp = change_point[i];
458                                 change_point[i] = change_point[i-1];
459                                 change_point[i-1] = change_tmp;
460                                 still_changing=1;
461                         }
462                 }
463         }
464
465         /* create a new bios memory map, removing overlaps */
466         overlap_entries=0;       /* number of entries in the overlap table */
467         new_bios_entry=0;        /* index for creating new bios map entries */
468         last_type = 0;           /* start with undefined memory type */
469         last_addr = 0;           /* start with 0 as last starting address */
470         /* loop through change-points, determining affect on the new bios map */
471         for (chgidx=0; chgidx < chg_nr; chgidx++)
472         {
473                 /* keep track of all overlapping bios entries */
474                 if (change_point[chgidx]->addr == change_point[chgidx]->pbios->addr)
475                 {
476                         /* add map entry to overlap list (> 1 entry implies an overlap) */
477                         overlap_list[overlap_entries++]=change_point[chgidx]->pbios;
478                 }
479                 else
480                 {
481                         /* remove entry from list (order independent, so swap with last) */
482                         for (i=0; i<overlap_entries; i++)
483                         {
484                                 if (overlap_list[i] == change_point[chgidx]->pbios)
485                                         overlap_list[i] = overlap_list[overlap_entries-1];
486                         }
487                         overlap_entries--;
488                 }
489                 /* if there are overlapping entries, decide which "type" to use */
490                 /* (larger value takes precedence -- 1=usable, 2,3,4,4+=unusable) */
491                 current_type = 0;
492                 for (i=0; i<overlap_entries; i++)
493                         if (overlap_list[i]->type > current_type)
494                                 current_type = overlap_list[i]->type;
495                 /* continue building up new bios map based on this information */
496                 if (current_type != last_type)  {
497                         if (last_type != 0)      {
498                                 new_bios[new_bios_entry].size =
499                                         change_point[chgidx]->addr - last_addr;
500                                 /* move forward only if the new size was non-zero */
501                                 if (new_bios[new_bios_entry].size != 0)
502                                         if (++new_bios_entry >= E820MAX)
503                                                 break;  /* no more space left for new bios entries */
504                         }
505                         if (current_type != 0)  {
506                                 new_bios[new_bios_entry].addr = change_point[chgidx]->addr;
507                                 new_bios[new_bios_entry].type = current_type;
508                                 last_addr=change_point[chgidx]->addr;
509                         }
510                         last_type = current_type;
511                 }
512         }
513         new_nr = new_bios_entry;   /* retain count for new bios entries */
514
515         /* copy new bios mapping into original location */
516         memcpy(biosmap, new_bios, new_nr*sizeof(struct e820entry));
517         *pnr_map = new_nr;
518
519         return 0;
520 }
521
522 /*
523  * Copy the BIOS e820 map into a safe place.
524  *
525  * Sanity-check it while we're at it..
526  *
527  * If we're lucky and live on a modern system, the setup code
528  * will have given us a memory map that we can use to properly
529  * set up memory.  If we aren't, we'll fake a memory map.
530  */
531 static int __init copy_e820_map(struct e820entry * biosmap, int nr_map)
532 {
533         /* Only one memory region (or negative)? Ignore it */
534         if (nr_map < 2)
535                 return -1;
536
537         do {
538                 unsigned long start = biosmap->addr;
539                 unsigned long size = biosmap->size;
540                 unsigned long end = start + size;
541                 unsigned long type = biosmap->type;
542
543                 /* Overflow in 64 bits? Ignore the memory map. */
544                 if (start > end)
545                         return -1;
546
547                 add_memory_region(start, size, type);
548         } while (biosmap++,--nr_map);
549         return 0;
550 }
551
552 void early_panic(char *msg)
553 {
554         early_printk(msg);
555         panic(msg);
556 }
557
558 void __init setup_memory_region(void)
559 {
560         /*
561          * Try to copy the BIOS-supplied E820-map.
562          *
563          * Otherwise fake a memory map; one section from 0k->640k,
564          * the next section from 1mb->appropriate_mem_k
565          */
566         sanitize_e820_map(E820_MAP, &E820_MAP_NR);
567         if (copy_e820_map(E820_MAP, E820_MAP_NR) < 0)
568                 early_panic("Cannot find a valid memory map");
569         printk(KERN_INFO "BIOS-provided physical RAM map:\n");
570         e820_print_map("BIOS-e820");
571 }
572
573 static int __init parse_memopt(char *p)
574 {
575         if (!p)
576                 return -EINVAL;
577         end_user_pfn = memparse(p, &p);
578         end_user_pfn >>= PAGE_SHIFT;    
579         return 0;
580
581 early_param("mem", parse_memopt);
582
583 static int userdef __initdata;
584
585 static int __init parse_memmap_opt(char *p)
586 {
587         char *oldp;
588         unsigned long long start_at, mem_size;
589
590         if (!strcmp(p, "exactmap")) {
591 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
592                 /* If we are doing a crash dump, we
593                  * still need to know the real mem
594                  * size before original memory map is
595                  * reset.
596                  */
597                 saved_max_pfn = e820_end_of_ram();
598 #endif
599                 end_pfn_map = 0;
600                 e820.nr_map = 0;
601                 userdef = 1;
602                 return 0;
603         }
604
605         oldp = p;
606         mem_size = memparse(p, &p);
607         if (p == oldp)
608                 return -EINVAL;
609         if (*p == '@') {
610                 start_at = memparse(p+1, &p);
611                 add_memory_region(start_at, mem_size, E820_RAM);
612         } else if (*p == '#') {
613                 start_at = memparse(p+1, &p);
614                 add_memory_region(start_at, mem_size, E820_ACPI);
615         } else if (*p == '$') {
616                 start_at = memparse(p+1, &p);
617                 add_memory_region(start_at, mem_size, E820_RESERVED);
618         } else {
619                 end_user_pfn = (mem_size >> PAGE_SHIFT);
620         }
621         return *p == '\0' ? 0 : -EINVAL;
622 }
623 early_param("memmap", parse_memmap_opt);
624
625 void finish_e820_parsing(void)
626 {
627         if (userdef) {
628                 printk(KERN_INFO "user-defined physical RAM map:\n");
629                 e820_print_map("user");
630         }
631 }
632
633 unsigned long pci_mem_start = 0xaeedbabe;
634 EXPORT_SYMBOL(pci_mem_start);
635
636 /*
637  * Search for the biggest gap in the low 32 bits of the e820
638  * memory space.  We pass this space to PCI to assign MMIO resources
639  * for hotplug or unconfigured devices in.
640  * Hopefully the BIOS let enough space left.
641  */
642 __init void e820_setup_gap(void)
643 {
644         unsigned long gapstart, gapsize, round;
645         unsigned long last;
646         int i;
647         int found = 0;
648
649         last = 0x100000000ull;
650         gapstart = 0x10000000;
651         gapsize = 0x400000;
652         i = e820.nr_map;
653         while (--i >= 0) {
654                 unsigned long long start = e820.map[i].addr;
655                 unsigned long long end = start + e820.map[i].size;
656
657                 /*
658                  * Since "last" is at most 4GB, we know we'll
659                  * fit in 32 bits if this condition is true
660                  */
661                 if (last > end) {
662                         unsigned long gap = last - end;
663
664                         if (gap > gapsize) {
665                                 gapsize = gap;
666                                 gapstart = end;
667                                 found = 1;
668                         }
669                 }
670                 if (start < last)
671                         last = start;
672         }
673
674         if (!found) {
675                 gapstart = (end_pfn << PAGE_SHIFT) + 1024*1024;
676                 printk(KERN_ERR "PCI: Warning: Cannot find a gap in the 32bit address range\n"
677                        KERN_ERR "PCI: Unassigned devices with 32bit resource registers may break!\n");
678         }
679
680         /*
681          * See how much we want to round up: start off with
682          * rounding to the next 1MB area.
683          */
684         round = 0x100000;
685         while ((gapsize >> 4) > round)
686                 round += round;
687         /* Fun with two's complement */
688         pci_mem_start = (gapstart + round) & -round;
689
690         printk(KERN_INFO "Allocating PCI resources starting at %lx (gap: %lx:%lx)\n",
691                 pci_mem_start, gapstart, gapsize);
692 }