3cf6681ac80d51277769b4b446768ce8664b19b9
[linux-block.git] / arch / x86 / kernel / e820.c
1 /*
2  * Handle the memory map.
3  * The functions here do the job until bootmem takes over.
4  *
5  *  Getting sanitize_e820_map() in sync with i386 version by applying change:
6  *  -  Provisions for empty E820 memory regions (reported by certain BIOSes).
7  *     Alex Achenbach <xela@slit.de>, December 2002.
8  *  Venkatesh Pallipadi <venkatesh.pallipadi@intel.com>
9  *
10  */
11 #include <linux/kernel.h>
12 #include <linux/types.h>
13 #include <linux/init.h>
14 #include <linux/bootmem.h>
15 #include <linux/ioport.h>
16 #include <linux/string.h>
17 #include <linux/kexec.h>
18 #include <linux/module.h>
19 #include <linux/mm.h>
20 #include <linux/pfn.h>
21 #include <linux/suspend.h>
22 #include <linux/firmware-map.h>
23
24 #include <asm/pgtable.h>
25 #include <asm/page.h>
26 #include <asm/e820.h>
27 #include <asm/proto.h>
28 #include <asm/setup.h>
29 #include <asm/trampoline.h>
30
31 /*
32  * The e820 map is the map that gets modified e.g. with command line parameters
33  * and that is also registered with modifications in the kernel resource tree
34  * with the iomem_resource as parent.
35  *
36  * The e820_saved is directly saved after the BIOS-provided memory map is
37  * copied. It doesn't get modified afterwards. It's registered for the
38  * /sys/firmware/memmap interface.
39  *
40  * That memory map is not modified and is used as base for kexec. The kexec'd
41  * kernel should get the same memory map as the firmware provides. Then the
42  * user can e.g. boot the original kernel with mem=1G while still booting the
43  * next kernel with full memory.
44  */
45 struct e820map e820;
46 struct e820map e820_saved;
47
48 /* For PCI or other memory-mapped resources */
49 unsigned long pci_mem_start = 0xaeedbabe;
50 #ifdef CONFIG_PCI
51 EXPORT_SYMBOL(pci_mem_start);
52 #endif
53
54 /*
55  * This function checks if any part of the range <start,end> is mapped
56  * with type.
57  */
58 int
59 e820_any_mapped(u64 start, u64 end, unsigned type)
60 {
61         int i;
62
63         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
64                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
65
66                 if (type && ei->type != type)
67                         continue;
68                 if (ei->addr >= end || ei->addr + ei->size <= start)
69                         continue;
70                 return 1;
71         }
72         return 0;
73 }
74 EXPORT_SYMBOL_GPL(e820_any_mapped);
75
76 /*
77  * This function checks if the entire range <start,end> is mapped with type.
78  *
79  * Note: this function only works correct if the e820 table is sorted and
80  * not-overlapping, which is the case
81  */
82 int __init e820_all_mapped(u64 start, u64 end, unsigned type)
83 {
84         int i;
85
86         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
87                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
88
89                 if (type && ei->type != type)
90                         continue;
91                 /* is the region (part) in overlap with the current region ?*/
92                 if (ei->addr >= end || ei->addr + ei->size <= start)
93                         continue;
94
95                 /* if the region is at the beginning of <start,end> we move
96                  * start to the end of the region since it's ok until there
97                  */
98                 if (ei->addr <= start)
99                         start = ei->addr + ei->size;
100                 /*
101                  * if start is now at or beyond end, we're done, full
102                  * coverage
103                  */
104                 if (start >= end)
105                         return 1;
106         }
107         return 0;
108 }
109
110 /*
111  * Add a memory region to the kernel e820 map.
112  */
113 void __init e820_add_region(u64 start, u64 size, int type)
114 {
115         int x = e820.nr_map;
116
117         if (x == ARRAY_SIZE(e820.map)) {
118                 printk(KERN_ERR "Ooops! Too many entries in the memory map!\n");
119                 return;
120         }
121
122         e820.map[x].addr = start;
123         e820.map[x].size = size;
124         e820.map[x].type = type;
125         e820.nr_map++;
126 }
127
128 void __init e820_print_map(char *who)
129 {
130         int i;
131
132         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
133                 printk(KERN_INFO " %s: %016Lx - %016Lx ", who,
134                        (unsigned long long) e820.map[i].addr,
135                        (unsigned long long)
136                        (e820.map[i].addr + e820.map[i].size));
137                 switch (e820.map[i].type) {
138                 case E820_RAM:
139                 case E820_RESERVED_KERN:
140                         printk(KERN_CONT "(usable)\n");
141                         break;
142                 case E820_RESERVED:
143                         printk(KERN_CONT "(reserved)\n");
144                         break;
145                 case E820_ACPI:
146                         printk(KERN_CONT "(ACPI data)\n");
147                         break;
148                 case E820_NVS:
149                         printk(KERN_CONT "(ACPI NVS)\n");
150                         break;
151                 case E820_UNUSABLE:
152                         printk("(unusable)\n");
153                         break;
154                 default:
155                         printk(KERN_CONT "type %u\n", e820.map[i].type);
156                         break;
157                 }
158         }
159 }
160
161 /*
162  * Sanitize the BIOS e820 map.
163  *
164  * Some e820 responses include overlapping entries. The following
165  * replaces the original e820 map with a new one, removing overlaps,
166  * and resolving conflicting memory types in favor of highest
167  * numbered type.
168  *
169  * The input parameter biosmap points to an array of 'struct
170  * e820entry' which on entry has elements in the range [0, *pnr_map)
171  * valid, and which has space for up to max_nr_map entries.
172  * On return, the resulting sanitized e820 map entries will be in
173  * overwritten in the same location, starting at biosmap.
174  *
175  * The integer pointed to by pnr_map must be valid on entry (the
176  * current number of valid entries located at biosmap) and will
177  * be updated on return, with the new number of valid entries
178  * (something no more than max_nr_map.)
179  *
180  * The return value from sanitize_e820_map() is zero if it
181  * successfully 'sanitized' the map entries passed in, and is -1
182  * if it did nothing, which can happen if either of (1) it was
183  * only passed one map entry, or (2) any of the input map entries
184  * were invalid (start + size < start, meaning that the size was
185  * so big the described memory range wrapped around through zero.)
186  *
187  *      Visually we're performing the following
188  *      (1,2,3,4 = memory types)...
189  *
190  *      Sample memory map (w/overlaps):
191  *         ____22__________________
192  *         ______________________4_
193  *         ____1111________________
194  *         _44_____________________
195  *         11111111________________
196  *         ____________________33__
197  *         ___________44___________
198  *         __________33333_________
199  *         ______________22________
200  *         ___________________2222_
201  *         _________111111111______
202  *         _____________________11_
203  *         _________________4______
204  *
205  *      Sanitized equivalent (no overlap):
206  *         1_______________________
207  *         _44_____________________
208  *         ___1____________________
209  *         ____22__________________
210  *         ______11________________
211  *         _________1______________
212  *         __________3_____________
213  *         ___________44___________
214  *         _____________33_________
215  *         _______________2________
216  *         ________________1_______
217  *         _________________4______
218  *         ___________________2____
219  *         ____________________33__
220  *         ______________________4_
221  */
222
223 int __init sanitize_e820_map(struct e820entry *biosmap, int max_nr_map,
224                                 int *pnr_map)
225 {
226         struct change_member {
227                 struct e820entry *pbios; /* pointer to original bios entry */
228                 unsigned long long addr; /* address for this change point */
229         };
230         static struct change_member change_point_list[2*E820_X_MAX] __initdata;
231         static struct change_member *change_point[2*E820_X_MAX] __initdata;
232         static struct e820entry *overlap_list[E820_X_MAX] __initdata;
233         static struct e820entry new_bios[E820_X_MAX] __initdata;
234         struct change_member *change_tmp;
235         unsigned long current_type, last_type;
236         unsigned long long last_addr;
237         int chgidx, still_changing;
238         int overlap_entries;
239         int new_bios_entry;
240         int old_nr, new_nr, chg_nr;
241         int i;
242
243         /* if there's only one memory region, don't bother */
244         if (*pnr_map < 2)
245                 return -1;
246
247         old_nr = *pnr_map;
248         BUG_ON(old_nr > max_nr_map);
249
250         /* bail out if we find any unreasonable addresses in bios map */
251         for (i = 0; i < old_nr; i++)
252                 if (biosmap[i].addr + biosmap[i].size < biosmap[i].addr)
253                         return -1;
254
255         /* create pointers for initial change-point information (for sorting) */
256         for (i = 0; i < 2 * old_nr; i++)
257                 change_point[i] = &change_point_list[i];
258
259         /* record all known change-points (starting and ending addresses),
260            omitting those that are for empty memory regions */
261         chgidx = 0;
262         for (i = 0; i < old_nr; i++)    {
263                 if (biosmap[i].size != 0) {
264                         change_point[chgidx]->addr = biosmap[i].addr;
265                         change_point[chgidx++]->pbios = &biosmap[i];
266                         change_point[chgidx]->addr = biosmap[i].addr +
267                                 biosmap[i].size;
268                         change_point[chgidx++]->pbios = &biosmap[i];
269                 }
270         }
271         chg_nr = chgidx;
272
273         /* sort change-point list by memory addresses (low -> high) */
274         still_changing = 1;
275         while (still_changing)  {
276                 still_changing = 0;
277                 for (i = 1; i < chg_nr; i++)  {
278                         unsigned long long curaddr, lastaddr;
279                         unsigned long long curpbaddr, lastpbaddr;
280
281                         curaddr = change_point[i]->addr;
282                         lastaddr = change_point[i - 1]->addr;
283                         curpbaddr = change_point[i]->pbios->addr;
284                         lastpbaddr = change_point[i - 1]->pbios->addr;
285
286                         /*
287                          * swap entries, when:
288                          *
289                          * curaddr > lastaddr or
290                          * curaddr == lastaddr and curaddr == curpbaddr and
291                          * lastaddr != lastpbaddr
292                          */
293                         if (curaddr < lastaddr ||
294                             (curaddr == lastaddr && curaddr == curpbaddr &&
295                              lastaddr != lastpbaddr)) {
296                                 change_tmp = change_point[i];
297                                 change_point[i] = change_point[i-1];
298                                 change_point[i-1] = change_tmp;
299                                 still_changing = 1;
300                         }
301                 }
302         }
303
304         /* create a new bios memory map, removing overlaps */
305         overlap_entries = 0;     /* number of entries in the overlap table */
306         new_bios_entry = 0;      /* index for creating new bios map entries */
307         last_type = 0;           /* start with undefined memory type */
308         last_addr = 0;           /* start with 0 as last starting address */
309
310         /* loop through change-points, determining affect on the new bios map */
311         for (chgidx = 0; chgidx < chg_nr; chgidx++) {
312                 /* keep track of all overlapping bios entries */
313                 if (change_point[chgidx]->addr ==
314                     change_point[chgidx]->pbios->addr) {
315                         /*
316                          * add map entry to overlap list (> 1 entry
317                          * implies an overlap)
318                          */
319                         overlap_list[overlap_entries++] =
320                                 change_point[chgidx]->pbios;
321                 } else {
322                         /*
323                          * remove entry from list (order independent,
324                          * so swap with last)
325                          */
326                         for (i = 0; i < overlap_entries; i++) {
327                                 if (overlap_list[i] ==
328                                     change_point[chgidx]->pbios)
329                                         overlap_list[i] =
330                                                 overlap_list[overlap_entries-1];
331                         }
332                         overlap_entries--;
333                 }
334                 /*
335                  * if there are overlapping entries, decide which
336                  * "type" to use (larger value takes precedence --
337                  * 1=usable, 2,3,4,4+=unusable)
338                  */
339                 current_type = 0;
340                 for (i = 0; i < overlap_entries; i++)
341                         if (overlap_list[i]->type > current_type)
342                                 current_type = overlap_list[i]->type;
343                 /*
344                  * continue building up new bios map based on this
345                  * information
346                  */
347                 if (current_type != last_type)  {
348                         if (last_type != 0)      {
349                                 new_bios[new_bios_entry].size =
350                                         change_point[chgidx]->addr - last_addr;
351                                 /*
352                                  * move forward only if the new size
353                                  * was non-zero
354                                  */
355                                 if (new_bios[new_bios_entry].size != 0)
356                                         /*
357                                          * no more space left for new
358                                          * bios entries ?
359                                          */
360                                         if (++new_bios_entry >= max_nr_map)
361                                                 break;
362                         }
363                         if (current_type != 0)  {
364                                 new_bios[new_bios_entry].addr =
365                                         change_point[chgidx]->addr;
366                                 new_bios[new_bios_entry].type = current_type;
367                                 last_addr = change_point[chgidx]->addr;
368                         }
369                         last_type = current_type;
370                 }
371         }
372         /* retain count for new bios entries */
373         new_nr = new_bios_entry;
374
375         /* copy new bios mapping into original location */
376         memcpy(biosmap, new_bios, new_nr * sizeof(struct e820entry));
377         *pnr_map = new_nr;
378
379         return 0;
380 }
381
382 static int __init __append_e820_map(struct e820entry *biosmap, int nr_map)
383 {
384         while (nr_map) {
385                 u64 start = biosmap->addr;
386                 u64 size = biosmap->size;
387                 u64 end = start + size;
388                 u32 type = biosmap->type;
389
390                 /* Overflow in 64 bits? Ignore the memory map. */
391                 if (start > end)
392                         return -1;
393
394                 e820_add_region(start, size, type);
395
396                 biosmap++;
397                 nr_map--;
398         }
399         return 0;
400 }
401
402 /*
403  * Copy the BIOS e820 map into a safe place.
404  *
405  * Sanity-check it while we're at it..
406  *
407  * If we're lucky and live on a modern system, the setup code
408  * will have given us a memory map that we can use to properly
409  * set up memory.  If we aren't, we'll fake a memory map.
410  */
411 static int __init append_e820_map(struct e820entry *biosmap, int nr_map)
412 {
413         /* Only one memory region (or negative)? Ignore it */
414         if (nr_map < 2)
415                 return -1;
416
417         return __append_e820_map(biosmap, nr_map);
418 }
419
420 static u64 __init e820_update_range_map(struct e820map *e820x, u64 start,
421                                         u64 size, unsigned old_type,
422                                         unsigned new_type)
423 {
424         unsigned int i, x;
425         u64 real_updated_size = 0;
426
427         BUG_ON(old_type == new_type);
428
429         if (size > (ULLONG_MAX - start))
430                 size = ULLONG_MAX - start;
431
432         for (i = 0; i < e820x->nr_map; i++) {
433                 struct e820entry *ei = &e820x->map[i];
434                 u64 final_start, final_end;
435                 if (ei->type != old_type)
436                         continue;
437                 /* totally covered? */
438                 if (ei->addr >= start &&
439                     (ei->addr + ei->size) <= (start + size)) {
440                         ei->type = new_type;
441                         real_updated_size += ei->size;
442                         continue;
443                 }
444                 /* partially covered */
445                 final_start = max(start, ei->addr);
446                 final_end = min(start + size, ei->addr + ei->size);
447                 if (final_start >= final_end)
448                         continue;
449
450                 x = e820x->nr_map;
451                 if (x == ARRAY_SIZE(e820x->map)) {
452                         printk(KERN_ERR "Too many memory map entries!\n");
453                         break;
454                 }
455                 e820x->map[x].addr = final_start;
456                 e820x->map[x].size = final_end - final_start;
457                 e820x->map[x].type = new_type;
458                 e820x->nr_map++;
459
460                 real_updated_size += final_end - final_start;
461
462                 if (ei->addr < final_start)
463                         continue;
464                 ei->addr = final_end;
465                 ei->size -= final_end - final_start;
466         }
467         return real_updated_size;
468 }
469
470 u64 __init e820_update_range(u64 start, u64 size, unsigned old_type,
471                              unsigned new_type)
472 {
473         return e820_update_range_map(&e820, start, size, old_type, new_type);
474 }
475
476 static u64 __init e820_update_range_saved(u64 start, u64 size,
477                                           unsigned old_type, unsigned new_type)
478 {
479         return e820_update_range_map(&e820_saved, start, size, old_type,
480                                      new_type);
481 }
482
483 /* make e820 not cover the range */
484 u64 __init e820_remove_range(u64 start, u64 size, unsigned old_type,
485                              int checktype)
486 {
487         int i;
488         u64 real_removed_size = 0;
489
490         if (size > (ULLONG_MAX - start))
491                 size = ULLONG_MAX - start;
492
493         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
494                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
495                 u64 final_start, final_end;
496
497                 if (checktype && ei->type != old_type)
498                         continue;
499                 /* totally covered? */
500                 if (ei->addr >= start &&
501                     (ei->addr + ei->size) <= (start + size)) {
502                         real_removed_size += ei->size;
503                         memset(ei, 0, sizeof(struct e820entry));
504                         continue;
505                 }
506                 /* partially covered */
507                 final_start = max(start, ei->addr);
508                 final_end = min(start + size, ei->addr + ei->size);
509                 if (final_start >= final_end)
510                         continue;
511                 real_removed_size += final_end - final_start;
512
513                 ei->size -= final_end - final_start;
514                 if (ei->addr < final_start)
515                         continue;
516                 ei->addr = final_end;
517         }
518         return real_removed_size;
519 }
520
521 void __init update_e820(void)
522 {
523         int nr_map;
524
525         nr_map = e820.nr_map;
526         if (sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &nr_map))
527                 return;
528         e820.nr_map = nr_map;
529         printk(KERN_INFO "modified physical RAM map:\n");
530         e820_print_map("modified");
531 }
532 static void __init update_e820_saved(void)
533 {
534         int nr_map;
535
536         nr_map = e820_saved.nr_map;
537         if (sanitize_e820_map(e820_saved.map, ARRAY_SIZE(e820_saved.map), &nr_map))
538                 return;
539         e820_saved.nr_map = nr_map;
540 }
541 #define MAX_GAP_END 0x100000000ull
542 /*
543  * Search for a gap in the e820 memory space from start_addr to end_addr.
544  */
545 __init int e820_search_gap(unsigned long *gapstart, unsigned long *gapsize,
546                 unsigned long start_addr, unsigned long long end_addr)
547 {
548         unsigned long long last;
549         int i = e820.nr_map;
550         int found = 0;
551
552         last = (end_addr && end_addr < MAX_GAP_END) ? end_addr : MAX_GAP_END;
553
554         while (--i >= 0) {
555                 unsigned long long start = e820.map[i].addr;
556                 unsigned long long end = start + e820.map[i].size;
557
558                 if (end < start_addr)
559                         continue;
560
561                 /*
562                  * Since "last" is at most 4GB, we know we'll
563                  * fit in 32 bits if this condition is true
564                  */
565                 if (last > end) {
566                         unsigned long gap = last - end;
567
568                         if (gap >= *gapsize) {
569                                 *gapsize = gap;
570                                 *gapstart = end;
571                                 found = 1;
572                         }
573                 }
574                 if (start < last)
575                         last = start;
576         }
577         return found;
578 }
579
580 /*
581  * Search for the biggest gap in the low 32 bits of the e820
582  * memory space.  We pass this space to PCI to assign MMIO resources
583  * for hotplug or unconfigured devices in.
584  * Hopefully the BIOS let enough space left.
585  */
586 __init void e820_setup_gap(void)
587 {
588         unsigned long gapstart, gapsize, round;
589         int found;
590
591         gapstart = 0x10000000;
592         gapsize = 0x400000;
593         found  = e820_search_gap(&gapstart, &gapsize, 0, MAX_GAP_END);
594
595 #ifdef CONFIG_X86_64
596         if (!found) {
597                 gapstart = (max_pfn << PAGE_SHIFT) + 1024*1024;
598                 printk(KERN_ERR "PCI: Warning: Cannot find a gap in the 32bit "
599                        "address range\n"
600                        KERN_ERR "PCI: Unassigned devices with 32bit resource "
601                        "registers may break!\n");
602         }
603 #endif
604
605         /*
606          * See how much we want to round up: start off with
607          * rounding to the next 1MB area.
608          */
609         round = 0x100000;
610         while ((gapsize >> 4) > round)
611                 round += round;
612         /* Fun with two's complement */
613         pci_mem_start = (gapstart + round) & -round;
614
615         printk(KERN_INFO
616                "Allocating PCI resources starting at %lx (gap: %lx:%lx)\n",
617                pci_mem_start, gapstart, gapsize);
618 }
619
620 /**
621  * Because of the size limitation of struct boot_params, only first
622  * 128 E820 memory entries are passed to kernel via
623  * boot_params.e820_map, others are passed via SETUP_E820_EXT node of
624  * linked list of struct setup_data, which is parsed here.
625  */
626 void __init parse_e820_ext(struct setup_data *sdata, unsigned long pa_data)
627 {
628         u32 map_len;
629         int entries;
630         struct e820entry *extmap;
631
632         entries = sdata->len / sizeof(struct e820entry);
633         map_len = sdata->len + sizeof(struct setup_data);
634         if (map_len > PAGE_SIZE)
635                 sdata = early_ioremap(pa_data, map_len);
636         extmap = (struct e820entry *)(sdata->data);
637         __append_e820_map(extmap, entries);
638         sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
639         if (map_len > PAGE_SIZE)
640                 early_iounmap(sdata, map_len);
641         printk(KERN_INFO "extended physical RAM map:\n");
642         e820_print_map("extended");
643 }
644
645 #if defined(CONFIG_X86_64) || \
646         (defined(CONFIG_X86_32) && defined(CONFIG_HIBERNATION))
647 /**
648  * Find the ranges of physical addresses that do not correspond to
649  * e820 RAM areas and mark the corresponding pages as nosave for
650  * hibernation (32 bit) or software suspend and suspend to RAM (64 bit).
651  *
652  * This function requires the e820 map to be sorted and without any
653  * overlapping entries and assumes the first e820 area to be RAM.
654  */
655 void __init e820_mark_nosave_regions(unsigned long limit_pfn)
656 {
657         int i;
658         unsigned long pfn;
659
660         pfn = PFN_DOWN(e820.map[0].addr + e820.map[0].size);
661         for (i = 1; i < e820.nr_map; i++) {
662                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
663
664                 if (pfn < PFN_UP(ei->addr))
665                         register_nosave_region(pfn, PFN_UP(ei->addr));
666
667                 pfn = PFN_DOWN(ei->addr + ei->size);
668                 if (ei->type != E820_RAM && ei->type != E820_RESERVED_KERN)
669                         register_nosave_region(PFN_UP(ei->addr), pfn);
670
671                 if (pfn >= limit_pfn)
672                         break;
673         }
674 }
675 #endif
676
677 #ifdef CONFIG_HIBERNATION
678 /**
679  * Mark ACPI NVS memory region, so that we can save/restore it during
680  * hibernation and the subsequent resume.
681  */
682 static int __init e820_mark_nvs_memory(void)
683 {
684         int i;
685
686         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
687                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
688
689                 if (ei->type == E820_NVS)
690                         hibernate_nvs_register(ei->addr, ei->size);
691         }
692
693         return 0;
694 }
695 core_initcall(e820_mark_nvs_memory);
696 #endif
697
698 /*
699  * Early reserved memory areas.
700  */
701 #define MAX_EARLY_RES 20
702
703 struct early_res {
704         u64 start, end;
705         char name[16];
706         char overlap_ok;
707 };
708 static struct early_res early_res[MAX_EARLY_RES] __initdata = {
709         { 0, PAGE_SIZE, "BIOS data page" },     /* BIOS data page */
710         {}
711 };
712
713 static int __init find_overlapped_early(u64 start, u64 end)
714 {
715         int i;
716         struct early_res *r;
717
718         for (i = 0; i < MAX_EARLY_RES && early_res[i].end; i++) {
719                 r = &early_res[i];
720                 if (end > r->start && start < r->end)
721                         break;
722         }
723
724         return i;
725 }
726
727 /*
728  * Drop the i-th range from the early reservation map,
729  * by copying any higher ranges down one over it, and
730  * clearing what had been the last slot.
731  */
732 static void __init drop_range(int i)
733 {
734         int j;
735
736         for (j = i + 1; j < MAX_EARLY_RES && early_res[j].end; j++)
737                 ;
738
739         memmove(&early_res[i], &early_res[i + 1],
740                (j - 1 - i) * sizeof(struct early_res));
741
742         early_res[j - 1].end = 0;
743 }
744
745 /*
746  * Split any existing ranges that:
747  *  1) are marked 'overlap_ok', and
748  *  2) overlap with the stated range [start, end)
749  * into whatever portion (if any) of the existing range is entirely
750  * below or entirely above the stated range.  Drop the portion
751  * of the existing range that overlaps with the stated range,
752  * which will allow the caller of this routine to then add that
753  * stated range without conflicting with any existing range.
754  */
755 static void __init drop_overlaps_that_are_ok(u64 start, u64 end)
756 {
757         int i;
758         struct early_res *r;
759         u64 lower_start, lower_end;
760         u64 upper_start, upper_end;
761         char name[16];
762
763         for (i = 0; i < MAX_EARLY_RES && early_res[i].end; i++) {
764                 r = &early_res[i];
765
766                 /* Continue past non-overlapping ranges */
767                 if (end <= r->start || start >= r->end)
768                         continue;
769
770                 /*
771                  * Leave non-ok overlaps as is; let caller
772                  * panic "Overlapping early reservations"
773                  * when it hits this overlap.
774                  */
775                 if (!r->overlap_ok)
776                         return;
777
778                 /*
779                  * We have an ok overlap.  We will drop it from the early
780                  * reservation map, and add back in any non-overlapping
781                  * portions (lower or upper) as separate, overlap_ok,
782                  * non-overlapping ranges.
783                  */
784
785                 /* 1. Note any non-overlapping (lower or upper) ranges. */
786                 strncpy(name, r->name, sizeof(name) - 1);
787
788                 lower_start = lower_end = 0;
789                 upper_start = upper_end = 0;
790                 if (r->start < start) {
791                         lower_start = r->start;
792                         lower_end = start;
793                 }
794                 if (r->end > end) {
795                         upper_start = end;
796                         upper_end = r->end;
797                 }
798
799                 /* 2. Drop the original ok overlapping range */
800                 drop_range(i);
801
802                 i--;            /* resume for-loop on copied down entry */
803
804                 /* 3. Add back in any non-overlapping ranges. */
805                 if (lower_end)
806                         reserve_early_overlap_ok(lower_start, lower_end, name);
807                 if (upper_end)
808                         reserve_early_overlap_ok(upper_start, upper_end, name);
809         }
810 }
811
812 static void __init __reserve_early(u64 start, u64 end, char *name,
813                                                 int overlap_ok)
814 {
815         int i;
816         struct early_res *r;
817
818         i = find_overlapped_early(start, end);
819         if (i >= MAX_EARLY_RES)
820                 panic("Too many early reservations");
821         r = &early_res[i];
822         if (r->end)
823                 panic("Overlapping early reservations "
824                       "%llx-%llx %s to %llx-%llx %s\n",
825                       start, end - 1, name?name:"", r->start,
826                       r->end - 1, r->name);
827         r->start = start;
828         r->end = end;
829         r->overlap_ok = overlap_ok;
830         if (name)
831                 strncpy(r->name, name, sizeof(r->name) - 1);
832 }
833
834 /*
835  * A few early reservtations come here.
836  *
837  * The 'overlap_ok' in the name of this routine does -not- mean it
838  * is ok for these reservations to overlap an earlier reservation.
839  * Rather it means that it is ok for subsequent reservations to
840  * overlap this one.
841  *
842  * Use this entry point to reserve early ranges when you are doing
843  * so out of "Paranoia", reserving perhaps more memory than you need,
844  * just in case, and don't mind a subsequent overlapping reservation
845  * that is known to be needed.
846  *
847  * The drop_overlaps_that_are_ok() call here isn't really needed.
848  * It would be needed if we had two colliding 'overlap_ok'
849  * reservations, so that the second such would not panic on the
850  * overlap with the first.  We don't have any such as of this
851  * writing, but might as well tolerate such if it happens in
852  * the future.
853  */
854 void __init reserve_early_overlap_ok(u64 start, u64 end, char *name)
855 {
856         drop_overlaps_that_are_ok(start, end);
857         __reserve_early(start, end, name, 1);
858 }
859
860 /*
861  * Most early reservations come here.
862  *
863  * We first have drop_overlaps_that_are_ok() drop any pre-existing
864  * 'overlap_ok' ranges, so that we can then reserve this memory
865  * range without risk of panic'ing on an overlapping overlap_ok
866  * early reservation.
867  */
868 void __init reserve_early(u64 start, u64 end, char *name)
869 {
870         if (start >= end)
871                 return;
872
873         drop_overlaps_that_are_ok(start, end);
874         __reserve_early(start, end, name, 0);
875 }
876
877 void __init free_early(u64 start, u64 end)
878 {
879         struct early_res *r;
880         int i;
881
882         i = find_overlapped_early(start, end);
883         r = &early_res[i];
884         if (i >= MAX_EARLY_RES || r->end != end || r->start != start)
885                 panic("free_early on not reserved area: %llx-%llx!",
886                          start, end - 1);
887
888         drop_range(i);
889 }
890
891 void __init early_res_to_bootmem(u64 start, u64 end)
892 {
893         int i, count;
894         u64 final_start, final_end;
895
896         count  = 0;
897         for (i = 0; i < MAX_EARLY_RES && early_res[i].end; i++)
898                 count++;
899
900         printk(KERN_INFO "(%d early reservations) ==> bootmem [%010llx - %010llx]\n",
901                          count, start, end);
902         for (i = 0; i < count; i++) {
903                 struct early_res *r = &early_res[i];
904                 printk(KERN_INFO "  #%d [%010llx - %010llx] %16s", i,
905                         r->start, r->end, r->name);
906                 final_start = max(start, r->start);
907                 final_end = min(end, r->end);
908                 if (final_start >= final_end) {
909                         printk(KERN_CONT "\n");
910                         continue;
911                 }
912                 printk(KERN_CONT " ==> [%010llx - %010llx]\n",
913                         final_start, final_end);
914                 reserve_bootmem_generic(final_start, final_end - final_start,
915                                 BOOTMEM_DEFAULT);
916         }
917 }
918
919 /* Check for already reserved areas */
920 static inline int __init bad_addr(u64 *addrp, u64 size, u64 align)
921 {
922         int i;
923         u64 addr = *addrp;
924         int changed = 0;
925         struct early_res *r;
926 again:
927         i = find_overlapped_early(addr, addr + size);
928         r = &early_res[i];
929         if (i < MAX_EARLY_RES && r->end) {
930                 *addrp = addr = round_up(r->end, align);
931                 changed = 1;
932                 goto again;
933         }
934         return changed;
935 }
936
937 /* Check for already reserved areas */
938 static inline int __init bad_addr_size(u64 *addrp, u64 *sizep, u64 align)
939 {
940         int i;
941         u64 addr = *addrp, last;
942         u64 size = *sizep;
943         int changed = 0;
944 again:
945         last = addr + size;
946         for (i = 0; i < MAX_EARLY_RES && early_res[i].end; i++) {
947                 struct early_res *r = &early_res[i];
948                 if (last > r->start && addr < r->start) {
949                         size = r->start - addr;
950                         changed = 1;
951                         goto again;
952                 }
953                 if (last > r->end && addr < r->end) {
954                         addr = round_up(r->end, align);
955                         size = last - addr;
956                         changed = 1;
957                         goto again;
958                 }
959                 if (last <= r->end && addr >= r->start) {
960                         (*sizep)++;
961                         return 0;
962                 }
963         }
964         if (changed) {
965                 *addrp = addr;
966                 *sizep = size;
967         }
968         return changed;
969 }
970
971 /*
972  * Find a free area with specified alignment in a specific range.
973  */
974 u64 __init find_e820_area(u64 start, u64 end, u64 size, u64 align)
975 {
976         int i;
977
978         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
979                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
980                 u64 addr, last;
981                 u64 ei_last;
982
983                 if (ei->type != E820_RAM)
984                         continue;
985                 addr = round_up(ei->addr, align);
986                 ei_last = ei->addr + ei->size;
987                 if (addr < start)
988                         addr = round_up(start, align);
989                 if (addr >= ei_last)
990                         continue;
991                 while (bad_addr(&addr, size, align) && addr+size <= ei_last)
992                         ;
993                 last = addr + size;
994                 if (last > ei_last)
995                         continue;
996                 if (last > end)
997                         continue;
998                 return addr;
999         }
1000         return -1ULL;
1001 }
1002
1003 /*
1004  * Find next free range after *start
1005  */
1006 u64 __init find_e820_area_size(u64 start, u64 *sizep, u64 align)
1007 {
1008         int i;
1009
1010         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1011                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
1012                 u64 addr, last;
1013                 u64 ei_last;
1014
1015                 if (ei->type != E820_RAM)
1016                         continue;
1017                 addr = round_up(ei->addr, align);
1018                 ei_last = ei->addr + ei->size;
1019                 if (addr < start)
1020                         addr = round_up(start, align);
1021                 if (addr >= ei_last)
1022                         continue;
1023                 *sizep = ei_last - addr;
1024                 while (bad_addr_size(&addr, sizep, align) &&
1025                         addr + *sizep <= ei_last)
1026                         ;
1027                 last = addr + *sizep;
1028                 if (last > ei_last)
1029                         continue;
1030                 return addr;
1031         }
1032
1033         return -1ULL;
1034 }
1035
1036 /*
1037  * pre allocated 4k and reserved it in e820
1038  */
1039 u64 __init early_reserve_e820(u64 startt, u64 sizet, u64 align)
1040 {
1041         u64 size = 0;
1042         u64 addr;
1043         u64 start;
1044
1045         start = startt;
1046         while (size < sizet && (start + 1))
1047                 start = find_e820_area_size(start, &size, align);
1048
1049         if (size < sizet)
1050                 return 0;
1051
1052 #ifdef CONFIG_X86_32
1053         if (start >= MAXMEM)
1054                 return 0;
1055         if (start + size > MAXMEM)
1056                 size = MAXMEM - start;
1057 #endif
1058
1059         addr = round_down(start + size - sizet, align);
1060         if (addr < start)
1061                 return 0;
1062         e820_update_range(addr, sizet, E820_RAM, E820_RESERVED);
1063         e820_update_range_saved(addr, sizet, E820_RAM, E820_RESERVED);
1064         printk(KERN_INFO "update e820 for early_reserve_e820\n");
1065         update_e820();
1066         update_e820_saved();
1067
1068         return addr;
1069 }
1070
1071 #ifdef CONFIG_X86_32
1072 # ifdef CONFIG_X86_PAE
1073 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(36-PAGE_SHIFT))
1074 # else
1075 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(32-PAGE_SHIFT))
1076 # endif
1077 #else /* CONFIG_X86_32 */
1078 # define MAX_ARCH_PFN MAXMEM>>PAGE_SHIFT
1079 #endif
1080
1081 /*
1082  * Find the highest page frame number we have available
1083  */
1084 static unsigned long __init e820_end_pfn(unsigned long limit_pfn, unsigned type)
1085 {
1086         int i;
1087         unsigned long last_pfn = 0;
1088         unsigned long max_arch_pfn = MAX_ARCH_PFN;
1089
1090         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1091                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
1092                 unsigned long start_pfn;
1093                 unsigned long end_pfn;
1094
1095                 if (ei->type != type)
1096                         continue;
1097
1098                 start_pfn = ei->addr >> PAGE_SHIFT;
1099                 end_pfn = (ei->addr + ei->size) >> PAGE_SHIFT;
1100
1101                 if (start_pfn >= limit_pfn)
1102                         continue;
1103                 if (end_pfn > limit_pfn) {
1104                         last_pfn = limit_pfn;
1105                         break;
1106                 }
1107                 if (end_pfn > last_pfn)
1108                         last_pfn = end_pfn;
1109         }
1110
1111         if (last_pfn > max_arch_pfn)
1112                 last_pfn = max_arch_pfn;
1113
1114         printk(KERN_INFO "last_pfn = %#lx max_arch_pfn = %#lx\n",
1115                          last_pfn, max_arch_pfn);
1116         return last_pfn;
1117 }
1118 unsigned long __init e820_end_of_ram_pfn(void)
1119 {
1120         return e820_end_pfn(MAX_ARCH_PFN, E820_RAM);
1121 }
1122
1123 unsigned long __init e820_end_of_low_ram_pfn(void)
1124 {
1125         return e820_end_pfn(1UL<<(32 - PAGE_SHIFT), E820_RAM);
1126 }
1127 /*
1128  * Finds an active region in the address range from start_pfn to last_pfn and
1129  * returns its range in ei_startpfn and ei_endpfn for the e820 entry.
1130  */
1131 int __init e820_find_active_region(const struct e820entry *ei,
1132                                   unsigned long start_pfn,
1133                                   unsigned long last_pfn,
1134                                   unsigned long *ei_startpfn,
1135                                   unsigned long *ei_endpfn)
1136 {
1137         u64 align = PAGE_SIZE;
1138
1139         *ei_startpfn = round_up(ei->addr, align) >> PAGE_SHIFT;
1140         *ei_endpfn = round_down(ei->addr + ei->size, align) >> PAGE_SHIFT;
1141
1142         /* Skip map entries smaller than a page */
1143         if (*ei_startpfn >= *ei_endpfn)
1144                 return 0;
1145
1146         /* Skip if map is outside the node */
1147         if (ei->type != E820_RAM || *ei_endpfn <= start_pfn ||
1148                                     *ei_startpfn >= last_pfn)
1149                 return 0;
1150
1151         /* Check for overlaps */
1152         if (*ei_startpfn < start_pfn)
1153                 *ei_startpfn = start_pfn;
1154         if (*ei_endpfn > last_pfn)
1155                 *ei_endpfn = last_pfn;
1156
1157         return 1;
1158 }
1159
1160 /* Walk the e820 map and register active regions within a node */
1161 void __init e820_register_active_regions(int nid, unsigned long start_pfn,
1162                                          unsigned long last_pfn)
1163 {
1164         unsigned long ei_startpfn;
1165         unsigned long ei_endpfn;
1166         int i;
1167
1168         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++)
1169                 if (e820_find_active_region(&e820.map[i],
1170                                             start_pfn, last_pfn,
1171                                             &ei_startpfn, &ei_endpfn))
1172                         add_active_range(nid, ei_startpfn, ei_endpfn);
1173 }
1174
1175 /*
1176  * Find the hole size (in bytes) in the memory range.
1177  * @start: starting address of the memory range to scan
1178  * @end: ending address of the memory range to scan
1179  */
1180 u64 __init e820_hole_size(u64 start, u64 end)
1181 {
1182         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
1183         unsigned long last_pfn = end >> PAGE_SHIFT;
1184         unsigned long ei_startpfn, ei_endpfn, ram = 0;
1185         int i;
1186
1187         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1188                 if (e820_find_active_region(&e820.map[i],
1189                                             start_pfn, last_pfn,
1190                                             &ei_startpfn, &ei_endpfn))
1191                         ram += ei_endpfn - ei_startpfn;
1192         }
1193         return end - start - ((u64)ram << PAGE_SHIFT);
1194 }
1195
1196 static void early_panic(char *msg)
1197 {
1198         early_printk(msg);
1199         panic(msg);
1200 }
1201
1202 static int userdef __initdata;
1203
1204 /* "mem=nopentium" disables the 4MB page tables. */
1205 static int __init parse_memopt(char *p)
1206 {
1207         u64 mem_size;
1208
1209         if (!p)
1210                 return -EINVAL;
1211
1212 #ifdef CONFIG_X86_32
1213         if (!strcmp(p, "nopentium")) {
1214                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_PSE);
1215                 return 0;
1216         }
1217 #endif
1218
1219         userdef = 1;
1220         mem_size = memparse(p, &p);
1221         e820_remove_range(mem_size, ULLONG_MAX - mem_size, E820_RAM, 1);
1222
1223         return 0;
1224 }
1225 early_param("mem", parse_memopt);
1226
1227 static int __init parse_memmap_opt(char *p)
1228 {
1229         char *oldp;
1230         u64 start_at, mem_size;
1231
1232         if (!p)
1233                 return -EINVAL;
1234
1235         if (!strncmp(p, "exactmap", 8)) {
1236 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
1237                 /*
1238                  * If we are doing a crash dump, we still need to know
1239                  * the real mem size before original memory map is
1240                  * reset.
1241                  */
1242                 saved_max_pfn = e820_end_of_ram_pfn();
1243 #endif
1244                 e820.nr_map = 0;
1245                 userdef = 1;
1246                 return 0;
1247         }
1248
1249         oldp = p;
1250         mem_size = memparse(p, &p);
1251         if (p == oldp)
1252                 return -EINVAL;
1253
1254         userdef = 1;
1255         if (*p == '@') {
1256                 start_at = memparse(p+1, &p);
1257                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_RAM);
1258         } else if (*p == '#') {
1259                 start_at = memparse(p+1, &p);
1260                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_ACPI);
1261         } else if (*p == '$') {
1262                 start_at = memparse(p+1, &p);
1263                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_RESERVED);
1264         } else
1265                 e820_remove_range(mem_size, ULLONG_MAX - mem_size, E820_RAM, 1);
1266
1267         return *p == '\0' ? 0 : -EINVAL;
1268 }
1269 early_param("memmap", parse_memmap_opt);
1270
1271 void __init finish_e820_parsing(void)
1272 {
1273         if (userdef) {
1274                 int nr = e820.nr_map;
1275
1276                 if (sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &nr) < 0)
1277                         early_panic("Invalid user supplied memory map");
1278                 e820.nr_map = nr;
1279
1280                 printk(KERN_INFO "user-defined physical RAM map:\n");
1281                 e820_print_map("user");
1282         }
1283 }
1284
1285 static inline const char *e820_type_to_string(int e820_type)
1286 {
1287         switch (e820_type) {
1288         case E820_RESERVED_KERN:
1289         case E820_RAM:  return "System RAM";
1290         case E820_ACPI: return "ACPI Tables";
1291         case E820_NVS:  return "ACPI Non-volatile Storage";
1292         case E820_UNUSABLE:     return "Unusable memory";
1293         default:        return "reserved";
1294         }
1295 }
1296
1297 /*
1298  * Mark e820 reserved areas as busy for the resource manager.
1299  */
1300 static struct resource __initdata *e820_res;
1301 void __init e820_reserve_resources(void)
1302 {
1303         int i;
1304         struct resource *res;
1305         u64 end;
1306
1307         res = alloc_bootmem_low(sizeof(struct resource) * e820.nr_map);
1308         e820_res = res;
1309         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1310                 end = e820.map[i].addr + e820.map[i].size - 1;
1311                 if (end != (resource_size_t)end) {
1312                         res++;
1313                         continue;
1314                 }
1315                 res->name = e820_type_to_string(e820.map[i].type);
1316                 res->start = e820.map[i].addr;
1317                 res->end = end;
1318
1319                 res->flags = IORESOURCE_MEM;
1320
1321                 /*
1322                  * don't register the region that could be conflicted with
1323                  * pci device BAR resource and insert them later in
1324                  * pcibios_resource_survey()
1325                  */
1326                 if (e820.map[i].type != E820_RESERVED || res->start < (1ULL<<20)) {
1327                         res->flags |= IORESOURCE_BUSY;
1328                         insert_resource(&iomem_resource, res);
1329                 }
1330                 res++;
1331         }
1332
1333         for (i = 0; i < e820_saved.nr_map; i++) {
1334                 struct e820entry *entry = &e820_saved.map[i];
1335                 firmware_map_add_early(entry->addr,
1336                         entry->addr + entry->size - 1,
1337                         e820_type_to_string(entry->type));
1338         }
1339 }
1340
1341 void __init e820_reserve_resources_late(void)
1342 {
1343         int i;
1344         struct resource *res;
1345
1346         res = e820_res;
1347         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1348                 if (!res->parent && res->end)
1349                         insert_resource_expand_to_fit(&iomem_resource, res);
1350                 res++;
1351         }
1352 }
1353
1354 char *__init default_machine_specific_memory_setup(void)
1355 {
1356         char *who = "BIOS-e820";
1357         int new_nr;
1358         /*
1359          * Try to copy the BIOS-supplied E820-map.
1360          *
1361          * Otherwise fake a memory map; one section from 0k->640k,
1362          * the next section from 1mb->appropriate_mem_k
1363          */
1364         new_nr = boot_params.e820_entries;
1365         sanitize_e820_map(boot_params.e820_map,
1366                         ARRAY_SIZE(boot_params.e820_map),
1367                         &new_nr);
1368         boot_params.e820_entries = new_nr;
1369         if (append_e820_map(boot_params.e820_map, boot_params.e820_entries)
1370           < 0) {
1371                 u64 mem_size;
1372
1373                 /* compare results from other methods and take the greater */
1374                 if (boot_params.alt_mem_k
1375                     < boot_params.screen_info.ext_mem_k) {
1376                         mem_size = boot_params.screen_info.ext_mem_k;
1377                         who = "BIOS-88";
1378                 } else {
1379                         mem_size = boot_params.alt_mem_k;
1380                         who = "BIOS-e801";
1381                 }
1382
1383                 e820.nr_map = 0;
1384                 e820_add_region(0, LOWMEMSIZE(), E820_RAM);
1385                 e820_add_region(HIGH_MEMORY, mem_size << 10, E820_RAM);
1386         }
1387
1388         /* In case someone cares... */
1389         return who;
1390 }
1391
1392 char *__init __attribute__((weak)) machine_specific_memory_setup(void)
1393 {
1394         if (x86_quirks->arch_memory_setup) {
1395                 char *who = x86_quirks->arch_memory_setup();
1396
1397                 if (who)
1398                         return who;
1399         }
1400         return default_machine_specific_memory_setup();
1401 }
1402
1403 /* Overridden in paravirt.c if CONFIG_PARAVIRT */
1404 char * __init __attribute__((weak)) memory_setup(void)
1405 {
1406         return machine_specific_memory_setup();
1407 }
1408
1409 void __init setup_memory_map(void)
1410 {
1411         char *who;
1412
1413         who = memory_setup();
1414         memcpy(&e820_saved, &e820, sizeof(struct e820map));
1415         printk(KERN_INFO "BIOS-provided physical RAM map:\n");
1416         e820_print_map(who);
1417 }