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
  23 #include <asm/pgtable.h>
  24 #include <asm/page.h>
  25 #include <asm/e820.h>
  26 #include <asm/proto.h>
  27 #include <asm/setup.h>
  28 #include <asm/trampoline.h>
  29
  30 struct e820map e820;
  31
  32 /* For PCI or other memory-mapped resources */
  33 unsigned long pci_mem_start = 0xaeedbabe;
  34 #ifdef CONFIG_PCI
  35 EXPORT_SYMBOL(pci_mem_start);
  36 #endif
  37
  38 /*
  39  * This function checks if any part of the range <start,end> is mapped
  40  * with type.
  41  */
  42 int
  43 e820_any_mapped(u64 start, u64 end, unsigned type)
  44 {
  45         int i;
  46
  47         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
  48                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
  49
  50                 if (type && ei->type != type)
  51                         continue;
  52                 if (ei->addr >= end || ei->addr + ei->size <= start)
  53                         continue;
  54                 return 1;
  55         }
  56         return 0;
  57 }
  58 EXPORT_SYMBOL_GPL(e820_any_mapped);
  59
  60 /*
  61  * This function checks if the entire range <start,end> is mapped with type.
  62  *
  63  * Note: this function only works correct if the e820 table is sorted and
  64  * not-overlapping, which is the case
  65  */
  66 int __init e820_all_mapped(u64 start, u64 end, unsigned type)
  67 {
  68         int i;
  69
  70         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
  71                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
  72
  73                 if (type && ei->type != type)
  74                         continue;
  75                 /* is the region (part) in overlap with the current region ?*/
  76                 if (ei->addr >= end || ei->addr + ei->size <= start)
  77                         continue;
  78
  79                 /* if the region is at the beginning of <start,end> we move
  80                  * start to the end of the region since it's ok until there
  81                  */
  82                 if (ei->addr <= start)
  83                         start = ei->addr + ei->size;
  84                 /*
  85                  * if start is now at or beyond end, we're done, full
  86                  * coverage
  87                  */
  88                 if (start >= end)
  89                         return 1;
  90         }
  91         return 0;
  92 }
  93
  94 /*
  95  * Add a memory region to the kernel e820 map.
  96  */
  97 void __init e820_add_region(u64 start, u64 size, int type)
  98 {
  99         int x = e820.nr_map;
 100
 101         if (x == ARRAY_SIZE(e820.map)) {
 102                 printk(KERN_ERR "Ooops! Too many entries in the memory map!\n");
 103                 return;
 104         }
 105
 106         e820.map[x].addr = start;
 107         e820.map[x].size = size;
 108         e820.map[x].type = type;
 109         e820.nr_map++;
 110 }
 111
 112 void __init e820_print_map(char *who)
 113 {
 114         int i;
 115
 116         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 117                 printk(KERN_INFO " %s: %016Lx - %016Lx ", who,
 118                        (unsigned long long) e820.map[i].addr,
 119                        (unsigned long long)
 120                        (e820.map[i].addr + e820.map[i].size));
 121                 switch (e820.map[i].type) {
 122                 case E820_RAM:
 123                 case E820_RESERVED_KERN:
 124                         printk(KERN_CONT "(usable)\n");
 125                         break;
 126                 case E820_RESERVED:
 127                         printk(KERN_CONT "(reserved)\n");
 128                         break;
 129                 case E820_ACPI:
 130                         printk(KERN_CONT "(ACPI data)\n");
 131                         break;
 132                 case E820_NVS:
 133                         printk(KERN_CONT "(ACPI NVS)\n");
 134                         break;
 135                 default:
 136                         printk(KERN_CONT "type %u\n", e820.map[i].type);
 137                         break;
 138                 }
 139         }
 140 }
 141
 142 /*
 143  * Sanitize the BIOS e820 map.
 144  *
 145  * Some e820 responses include overlapping entries. The following
 146  * replaces the original e820 map with a new one, removing overlaps,
 147  * and resolving conflicting memory types in favor of highest
 148  * numbered type.
 149  *
 150  * The input parameter biosmap points to an array of 'struct
 151  * e820entry' which on entry has elements in the range [0, *pnr_map)
 152  * valid, and which has space for up to max_nr_map entries.
 153  * On return, the resulting sanitized e820 map entries will be in
 154  * overwritten in the same location, starting at biosmap.
 155  *
 156  * The integer pointed to by pnr_map must be valid on entry (the
 157  * current number of valid entries located at biosmap) and will
 158  * be updated on return, with the new number of valid entries
 159  * (something no more than max_nr_map.)
 160  *
 161  * The return value from sanitize_e820_map() is zero if it
 162  * successfully 'sanitized' the map entries passed in, and is -1
 163  * if it did nothing, which can happen if either of (1) it was
 164  * only passed one map entry, or (2) any of the input map entries
 165  * were invalid (start + size < start, meaning that the size was
 166  * so big the described memory range wrapped around through zero.)
 167  *
 168  *      Visually we're performing the following
 169  *      (1,2,3,4 = memory types)...
 170  *
 171  *      Sample memory map (w/overlaps):
 172  *         ____22__________________
 173  *         ______________________4_
 174  *         ____1111________________
 175  *         _44_____________________
 176  *         11111111________________
 177  *         ____________________33__
 178  *         ___________44___________
 179  *         __________33333_________
 180  *         ______________22________
 181  *         ___________________2222_
 182  *         _________111111111______
 183  *         _____________________11_
 184  *         _________________4______
 185  *
 186  *      Sanitized equivalent (no overlap):
 187  *         1_______________________
 188  *         _44_____________________
 189  *         ___1____________________
 190  *         ____22__________________
 191  *         ______11________________
 192  *         _________1______________
 193  *         __________3_____________
 194  *         ___________44___________
 195  *         _____________33_________
 196  *         _______________2________
 197  *         ________________1_______
 198  *         _________________4______
 199  *         ___________________2____
 200  *         ____________________33__
 201  *         ______________________4_
 202  */
 203
 204 int __init sanitize_e820_map(struct e820entry *biosmap, int max_nr_map,
 205                                 int *pnr_map)
 206 {
 207         struct change_member {
 208                 struct e820entry *pbios; /* pointer to original bios entry */
 209                 unsigned long long addr; /* address for this change point */
 210         };
 211         static struct change_member change_point_list[2*E820_X_MAX] __initdata;
 212         static struct change_member *change_point[2*E820_X_MAX] __initdata;
 213         static struct e820entry *overlap_list[E820_X_MAX] __initdata;
 214         static struct e820entry new_bios[E820_X_MAX] __initdata;
 215         struct change_member *change_tmp;
 216         unsigned long current_type, last_type;
 217         unsigned long long last_addr;
 218         int chgidx, still_changing;
 219         int overlap_entries;
 220         int new_bios_entry;
 221         int old_nr, new_nr, chg_nr;
 222         int i;
 223
 224         /* if there's only one memory region, don't bother */
 225         if (*pnr_map < 2)
 226                 return -1;
 227
 228         old_nr = *pnr_map;
 229         BUG_ON(old_nr > max_nr_map);
 230
 231         /* bail out if we find any unreasonable addresses in bios map */
 232         for (i = 0; i < old_nr; i++)
 233                 if (biosmap[i].addr + biosmap[i].size < biosmap[i].addr)
 234                         return -1;
 235
 236         /* create pointers for initial change-point information (for sorting) */
 237         for (i = 0; i < 2 * old_nr; i++)
 238                 change_point[i] = &change_point_list[i];
 239
 240         /* record all known change-points (starting and ending addresses),
 241            omitting those that are for empty memory regions */
 242         chgidx = 0;
 243         for (i = 0; i < old_nr; i++)    {
 244                 if (biosmap[i].size != 0) {
 245                         change_point[chgidx]->addr = biosmap[i].addr;
 246                         change_point[chgidx++]->pbios = &biosmap[i];
 247                         change_point[chgidx]->addr = biosmap[i].addr +
 248                                 biosmap[i].size;
 249                         change_point[chgidx++]->pbios = &biosmap[i];
 250                 }
 251         }
 252         chg_nr = chgidx;
 253
 254         /* sort change-point list by memory addresses (low -> high) */
 255         still_changing = 1;
 256         while (still_changing)  {
 257                 still_changing = 0;
 258                 for (i = 1; i < chg_nr; i++)  {
 259                         unsigned long long curaddr, lastaddr;
 260                         unsigned long long curpbaddr, lastpbaddr;
 261
 262                         curaddr = change_point[i]->addr;
 263                         lastaddr = change_point[i - 1]->addr;
 264                         curpbaddr = change_point[i]->pbios->addr;
 265                         lastpbaddr = change_point[i - 1]->pbios->addr;
 266
 267                         /*
 268                          * swap entries, when:
 269                          *
 270                          * curaddr > lastaddr or
 271                          * curaddr == lastaddr and curaddr == curpbaddr and
 272                          * lastaddr != lastpbaddr
 273                          */
 274                         if (curaddr < lastaddr ||
 275                             (curaddr == lastaddr && curaddr == curpbaddr &&
 276                              lastaddr != lastpbaddr)) {
 277                                 change_tmp = change_point[i];
 278                                 change_point[i] = change_point[i-1];
 279                                 change_point[i-1] = change_tmp;
 280                                 still_changing = 1;
 281                         }
 282                 }
 283         }
 284
 285         /* create a new bios memory map, removing overlaps */
 286         overlap_entries = 0;     /* number of entries in the overlap table */
 287         new_bios_entry = 0;      /* index for creating new bios map entries */
 288         last_type = 0;           /* start with undefined memory type */
 289         last_addr = 0;           /* start with 0 as last starting address */
 290
 291         /* loop through change-points, determining affect on the new bios map */
 292         for (chgidx = 0; chgidx < chg_nr; chgidx++) {
 293                 /* keep track of all overlapping bios entries */
 294                 if (change_point[chgidx]->addr ==
 295                     change_point[chgidx]->pbios->addr) {
 296                         /*
 297                          * add map entry to overlap list (> 1 entry
 298                          * implies an overlap)
 299                          */
 300                         overlap_list[overlap_entries++] =
 301                                 change_point[chgidx]->pbios;
 302                 } else {
 303                         /*
 304                          * remove entry from list (order independent,
 305                          * so swap with last)
 306                          */
 307                         for (i = 0; i < overlap_entries; i++) {
 308                                 if (overlap_list[i] ==
 309                                     change_point[chgidx]->pbios)
 310                                         overlap_list[i] =
 311                                                 overlap_list[overlap_entries-1];
 312                         }
 313                         overlap_entries--;
 314                 }
 315                 /*
 316                  * if there are overlapping entries, decide which
 317                  * "type" to use (larger value takes precedence --
 318                  * 1=usable, 2,3,4,4+=unusable)
 319                  */
 320                 current_type = 0;
 321                 for (i = 0; i < overlap_entries; i++)
 322                         if (overlap_list[i]->type > current_type)
 323                                 current_type = overlap_list[i]->type;
 324                 /*
 325                  * continue building up new bios map based on this
 326                  * information
 327                  */
 328                 if (current_type != last_type)  {
 329                         if (last_type != 0)      {
 330                                 new_bios[new_bios_entry].size =
 331                                         change_point[chgidx]->addr - last_addr;
 332                                 /*
 333                                  * move forward only if the new size
 334                                  * was non-zero
 335                                  */
 336                                 if (new_bios[new_bios_entry].size != 0)
 337                                         /*
 338                                          * no more space left for new
 339                                          * bios entries ?
 340                                          */
 341                                         if (++new_bios_entry >= max_nr_map)
 342                                                 break;
 343                         }
 344                         if (current_type != 0)  {
 345                                 new_bios[new_bios_entry].addr =
 346                                         change_point[chgidx]->addr;
 347                                 new_bios[new_bios_entry].type = current_type;
 348                                 last_addr = change_point[chgidx]->addr;
 349                         }
 350                         last_type = current_type;
 351                 }
 352         }
 353         /* retain count for new bios entries */
 354         new_nr = new_bios_entry;
 355
 356         /* copy new bios mapping into original location */
 357         memcpy(biosmap, new_bios, new_nr * sizeof(struct e820entry));
 358         *pnr_map = new_nr;
 359
 360         return 0;
 361 }
 362
 363 static int __init __copy_e820_map(struct e820entry *biosmap, int nr_map)
 364 {
 365         while (nr_map) {
 366                 u64 start = biosmap->addr;
 367                 u64 size = biosmap->size;
 368                 u64 end = start + size;
 369                 u32 type = biosmap->type;
 370
 371                 /* Overflow in 64 bits? Ignore the memory map. */
 372                 if (start > end)
 373                         return -1;
 374
 375                 e820_add_region(start, size, type);
 376
 377                 biosmap++;
 378                 nr_map--;
 379         }
 380         return 0;
 381 }
 382
 383 /*
 384  * Copy the BIOS e820 map into a safe place.
 385  *
 386  * Sanity-check it while we're at it..
 387  *
 388  * If we're lucky and live on a modern system, the setup code
 389  * will have given us a memory map that we can use to properly
 390  * set up memory.  If we aren't, we'll fake a memory map.
 391  */
 392 int __init copy_e820_map(struct e820entry *biosmap, int nr_map)
 393 {
 394         /* Only one memory region (or negative)? Ignore it */
 395         if (nr_map < 2)
 396                 return -1;
 397
 398         return __copy_e820_map(biosmap, nr_map);
 399 }
 400
 401 u64 __init e820_update_range(u64 start, u64 size, unsigned old_type,
 402                                 unsigned new_type)
 403 {
 404         int i;
 405         u64 real_updated_size = 0;
 406
 407         BUG_ON(old_type == new_type);
 408
 409         if (size > (ULLONG_MAX - start))
 410                 size = ULLONG_MAX - start;
 411
 412         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 413                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 414                 u64 final_start, final_end;
 415                 if (ei->type != old_type)
 416                         continue;
 417                 /* totally covered? */
 418                 if (ei->addr >= start &&
 419                     (ei->addr + ei->size) <= (start + size)) {
 420                         ei->type = new_type;
 421                         real_updated_size += ei->size;
 422                         continue;
 423                 }
 424                 /* partially covered */
 425                 final_start = max(start, ei->addr);
 426                 final_end = min(start + size, ei->addr + ei->size);
 427                 if (final_start >= final_end)
 428                         continue;
 429                 e820_add_region(final_start, final_end - final_start,
 430                                          new_type);
 431                 real_updated_size += final_end - final_start;
 432
 433                 ei->size -= final_end - final_start;
 434                 if (ei->addr < final_start)
 435                         continue;
 436                 ei->addr = final_end;
 437         }
 438         return real_updated_size;
 439 }
 440
 441 /* make e820 not cover the range */
 442 u64 __init e820_remove_range(u64 start, u64 size, unsigned old_type,
 443                              int checktype)
 444 {
 445         int i;
 446         u64 real_removed_size = 0;
 447
 448         if (size > (ULLONG_MAX - start))
 449                 size = ULLONG_MAX - start;
 450
 451         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 452                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 453                 u64 final_start, final_end;
 454
 455                 if (checktype && ei->type != old_type)
 456                         continue;
 457                 /* totally covered? */
 458                 if (ei->addr >= start &&
 459                     (ei->addr + ei->size) <= (start + size)) {
 460                         real_removed_size += ei->size;
 461                         memset(ei, 0, sizeof(struct e820entry));
 462                         continue;
 463                 }
 464                 /* partially covered */
 465                 final_start = max(start, ei->addr);
 466                 final_end = min(start + size, ei->addr + ei->size);
 467                 if (final_start >= final_end)
 468                         continue;
 469                 real_removed_size += final_end - final_start;
 470
 471                 ei->size -= final_end - final_start;
 472                 if (ei->addr < final_start)
 473                         continue;
 474                 ei->addr = final_end;
 475         }
 476         return real_removed_size;
 477 }
 478
 479 void __init update_e820(void)
 480 {
 481         int nr_map;
 482
 483         nr_map = e820.nr_map;
 484         if (sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &nr_map))
 485                 return;
 486         e820.nr_map = nr_map;
 487         printk(KERN_INFO "modified physical RAM map:\n");
 488         e820_print_map("modified");
 489 }
 490 #define MAX_GAP_END 0x100000000ull
 491 /*
 492  * Search for a gap in the e820 memory space from start_addr to end_addr.
 493  */
 494 __init int e820_search_gap(unsigned long *gapstart, unsigned long *gapsize,
 495                 unsigned long start_addr, unsigned long long end_addr)
 496 {
 497         unsigned long long last;
 498         int i = e820.nr_map;
 499         int found = 0;
 500
 501         last = (end_addr && end_addr < MAX_GAP_END) ? end_addr : MAX_GAP_END;
 502
 503         while (--i >= 0) {
 504                 unsigned long long start = e820.map[i].addr;
 505                 unsigned long long end = start + e820.map[i].size;
 506
 507                 if (end < start_addr)
 508                         continue;
 509
 510                 /*
 511                  * Since "last" is at most 4GB, we know we'll
 512                  * fit in 32 bits if this condition is true
 513                  */
 514                 if (last > end) {
 515                         unsigned long gap = last - end;
 516
 517                         if (gap >= *gapsize) {
 518                                 *gapsize = gap;
 519                                 *gapstart = end;
 520                                 found = 1;
 521                         }
 522                 }
 523                 if (start < last)
 524                         last = start;
 525         }
 526         return found;
 527 }
 528
 529 /*
 530  * Search for the biggest gap in the low 32 bits of the e820
 531  * memory space.  We pass this space to PCI to assign MMIO resources
 532  * for hotplug or unconfigured devices in.
 533  * Hopefully the BIOS let enough space left.
 534  */
 535 __init void e820_setup_gap(void)
 536 {
 537         unsigned long gapstart, gapsize, round;
 538         int found;
 539
 540         gapstart = 0x10000000;
 541         gapsize = 0x400000;
 542         found  = e820_search_gap(&gapstart, &gapsize, 0, MAX_GAP_END);
 543
 544 #ifdef CONFIG_X86_64
 545         if (!found) {
 546                 gapstart = (max_pfn << PAGE_SHIFT) + 1024*1024;
 547                 printk(KERN_ERR "PCI: Warning: Cannot find a gap in the 32bit "
 548                        "address range\n"
 549                        KERN_ERR "PCI: Unassigned devices with 32bit resource "
 550                        "registers may break!\n");
 551         }
 552 #endif
 553
 554         /*
 555          * See how much we want to round up: start off with
 556          * rounding to the next 1MB area.
 557          */
 558         round = 0x100000;
 559         while ((gapsize >> 4) > round)
 560                 round += round;
 561         /* Fun with two's complement */
 562         pci_mem_start = (gapstart + round) & -round;
 563
 564         printk(KERN_INFO
 565                "Allocating PCI resources starting at %lx (gap: %lx:%lx)\n",
 566                pci_mem_start, gapstart, gapsize);
 567 }
 568
 569 /**
 570  * Because of the size limitation of struct boot_params, only first
 571  * 128 E820 memory entries are passed to kernel via
 572  * boot_params.e820_map, others are passed via SETUP_E820_EXT node of
 573  * linked list of struct setup_data, which is parsed here.
 574  */
 575 void __init parse_e820_ext(struct setup_data *sdata, unsigned long pa_data)
 576 {
 577         u32 map_len;
 578         int entries;
 579         struct e820entry *extmap;
 580
 581         entries = sdata->len / sizeof(struct e820entry);
 582         map_len = sdata->len + sizeof(struct setup_data);
 583         if (map_len > PAGE_SIZE)
 584                 sdata = early_ioremap(pa_data, map_len);
 585         extmap = (struct e820entry *)(sdata->data);
 586         __copy_e820_map(extmap, entries);
 587         sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
 588         if (map_len > PAGE_SIZE)
 589                 early_iounmap(sdata, map_len);
 590         printk(KERN_INFO "extended physical RAM map:\n");
 591         e820_print_map("extended");
 592 }
 593
 594 #if defined(CONFIG_X86_64) || \
 595         (defined(CONFIG_X86_32) && defined(CONFIG_HIBERNATION))
 596 /**
 597  * Find the ranges of physical addresses that do not correspond to
 598  * e820 RAM areas and mark the corresponding pages as nosave for
 599  * hibernation (32 bit) or software suspend and suspend to RAM (64 bit).
 600  *
 601  * This function requires the e820 map to be sorted and without any
 602  * overlapping entries and assumes the first e820 area to be RAM.
 603  */
 604 void __init e820_mark_nosave_regions(unsigned long limit_pfn)
 605 {
 606         int i;
 607         unsigned long pfn;
 608
 609         pfn = PFN_DOWN(e820.map[0].addr + e820.map[0].size);
 610         for (i = 1; i < e820.nr_map; i++) {
 611                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 612
 613                 if (pfn < PFN_UP(ei->addr))
 614                         register_nosave_region(pfn, PFN_UP(ei->addr));
 615
 616                 pfn = PFN_DOWN(ei->addr + ei->size);
 617                 if (ei->type != E820_RAM && ei->type != E820_RESERVED_KERN)
 618                         register_nosave_region(PFN_UP(ei->addr), pfn);
 619
 620                 if (pfn >= limit_pfn)
 621                         break;
 622         }
 623 }
 624 #endif
 625
 626 /*
 627  * Early reserved memory areas.
 628  */
 629 #define MAX_EARLY_RES 20
 630
 631 struct early_res {
 632         u64 start, end;
 633         char name[16];
 634         char overlap_ok;
 635 };
 636 static struct early_res early_res[MAX_EARLY_RES] __initdata = {
 637         { 0, PAGE_SIZE, "BIOS data page" },     /* BIOS data page */
 638 #if defined(CONFIG_X86_64) && defined(CONFIG_X86_TRAMPOLINE)
 639         { TRAMPOLINE_BASE, TRAMPOLINE_BASE + 2 * PAGE_SIZE, "TRAMPOLINE" },
 640 #endif
 641 #if defined(CONFIG_X86_32) && defined(CONFIG_SMP)
 642         /*
 643          * But first pinch a few for the stack/trampoline stuff
 644          * FIXME: Don't need the extra page at 4K, but need to fix
 645          * trampoline before removing it. (see the GDT stuff)
 646          */
 647         { PAGE_SIZE, PAGE_SIZE + PAGE_SIZE, "EX TRAMPOLINE" },
 648         /*
 649          * Has to be in very low memory so we can execute
 650          * real-mode AP code.
 651          */
 652         { TRAMPOLINE_BASE, TRAMPOLINE_BASE + PAGE_SIZE, "TRAMPOLINE" },
 653 #endif
 654         {}
 655 };
 656
 657 static int __init find_overlapped_early(u64 start, u64 end)
 658 {
 659         int i;
 660         struct early_res *r;
 661
 662         for (i = 0; i < MAX_EARLY_RES && early_res[i].end; i++) {
 663                 r = &early_res[i];
 664                 if (end > r->start && start < r->end)
 665                         break;
 666         }
 667
 668         return i;
 669 }
 670
 671 /*
 672  * Drop the i-th range from the early reservation map,
 673  * by copying any higher ranges down one over it, and
 674  * clearing what had been the last slot.
 675  */
 676 static void __init drop_range(int i)
 677 {
 678         int j;
 679
 680         for (j = i + 1; j < MAX_EARLY_RES && early_res[j].end; j++)
 681                 ;
 682
 683         memmove(&early_res[i], &early_res[i + 1],
 684                (j - 1 - i) * sizeof(struct early_res));
 685
 686         early_res[j - 1].end = 0;
 687 }
 688
 689 /*
 690  * Split any existing ranges that:
 691  *  1) are marked 'overlap_ok', and
 692  *  2) overlap with the stated range [start, end)
 693  * into whatever portion (if any) of the existing range is entirely
 694  * below or entirely above the stated range.  Drop the portion
 695  * of the existing range that overlaps with the stated range,
 696  * which will allow the caller of this routine to then add that
 697  * stated range without conflicting with any existing range.
 698  */
 699 static void __init drop_overlaps_that_are_ok(u64 start, u64 end)
 700 {
 701         int i;
 702         struct early_res *r;
 703         u64 lower_start, lower_end;
 704         u64 upper_start, upper_end;
 705         char name[16];
 706
 707         for (i = 0; i < MAX_EARLY_RES && early_res[i].end; i++) {
 708                 r = &early_res[i];
 709
 710                 /* Continue past non-overlapping ranges */
 711                 if (end <= r->start || start >= r->end)
 712                         continue;
 713
 714                 /*
 715                  * Leave non-ok overlaps as is; let caller
 716                  * panic "Overlapping early reservations"
 717                  * when it hits this overlap.
 718                  */
 719                 if (!r->overlap_ok)
 720                         return;
 721
 722                 /*
 723                  * We have an ok overlap.  We will drop it from the early
 724                  * reservation map, and add back in any non-overlapping
 725                  * portions (lower or upper) as separate, overlap_ok,
 726                  * non-overlapping ranges.
 727                  */
 728
 729                 /* 1. Note any non-overlapping (lower or upper) ranges. */
 730                 strncpy(name, r->name, sizeof(name) - 1);
 731
 732                 lower_start = lower_end = 0;
 733                 upper_start = upper_end = 0;
 734                 if (r->start < start) {
 735                         lower_start = r->start;
 736                         lower_end = start;
 737                 }
 738                 if (r->end > end) {
 739                         upper_start = end;
 740                         upper_end = r->end;
 741                 }
 742
 743                 /* 2. Drop the original ok overlapping range */
 744                 drop_range(i);
 745
 746                 i--;            /* resume for-loop on copied down entry */
 747
 748                 /* 3. Add back in any non-overlapping ranges. */
 749                 if (lower_end)
 750                         reserve_early_overlap_ok(lower_start, lower_end, name);
 751                 if (upper_end)
 752                         reserve_early_overlap_ok(upper_start, upper_end, name);
 753         }
 754 }
 755
 756 static void __init __reserve_early(u64 start, u64 end, char *name,
 757                                                 int overlap_ok)
 758 {
 759         int i;
 760         struct early_res *r;
 761
 762         i = find_overlapped_early(start, end);
 763         if (i >= MAX_EARLY_RES)
 764                 panic("Too many early reservations");
 765         r = &early_res[i];
 766         if (r->end)
 767                 panic("Overlapping early reservations "
 768                       "%llx-%llx %s to %llx-%llx %s\n",
 769                       start, end - 1, name?name:"", r->start,
 770                       r->end - 1, r->name);
 771         r->start = start;
 772         r->end = end;
 773         r->overlap_ok = overlap_ok;
 774         if (name)
 775                 strncpy(r->name, name, sizeof(r->name) - 1);
 776 }
 777
 778 /*
 779  * A few early reservtations come here.
 780  *
 781  * The 'overlap_ok' in the name of this routine does -not- mean it
 782  * is ok for these reservations to overlap an earlier reservation.
 783  * Rather it means that it is ok for subsequent reservations to
 784  * overlap this one.
 785  *
 786  * Use this entry point to reserve early ranges when you are doing
 787  * so out of "Paranoia", reserving perhaps more memory than you need,
 788  * just in case, and don't mind a subsequent overlapping reservation
 789  * that is known to be needed.
 790  *
 791  * The drop_overlaps_that_are_ok() call here isn't really needed.
 792  * It would be needed if we had two colliding 'overlap_ok'
 793  * reservations, so that the second such would not panic on the
 794  * overlap with the first.  We don't have any such as of this
 795  * writing, but might as well tolerate such if it happens in
 796  * the future.
 797  */
 798 void __init reserve_early_overlap_ok(u64 start, u64 end, char *name)
 799 {
 800         drop_overlaps_that_are_ok(start, end);
 801         __reserve_early(start, end, name, 1);
 802 }
 803
 804 /*
 805  * Most early reservations come here.
 806  *
 807  * We first have drop_overlaps_that_are_ok() drop any pre-existing
 808  * 'overlap_ok' ranges, so that we can then reserve this memory
 809  * range without risk of panic'ing on an overlapping overlap_ok
 810  * early reservation.
 811  */
 812 void __init reserve_early(u64 start, u64 end, char *name)
 813 {
 814         drop_overlaps_that_are_ok(start, end);
 815         __reserve_early(start, end, name, 0);
 816 }
 817
 818 void __init free_early(u64 start, u64 end)
 819 {
 820         struct early_res *r;
 821         int i;
 822
 823         i = find_overlapped_early(start, end);
 824         r = &early_res[i];
 825         if (i >= MAX_EARLY_RES || r->end != end || r->start != start)
 826                 panic("free_early on not reserved area: %llx-%llx!",
 827                          start, end - 1);
 828
 829         drop_range(i);
 830 }
 831
 832 void __init early_res_to_bootmem(u64 start, u64 end)
 833 {
 834         int i, count;
 835         u64 final_start, final_end;
 836
 837         count  = 0;
 838         for (i = 0; i < MAX_EARLY_RES && early_res[i].end; i++)
 839                 count++;
 840
 841         printk(KERN_INFO "(%d early reservations) ==> bootmem\n", count);
 842         for (i = 0; i < count; i++) {
 843                 struct early_res *r = &early_res[i];
 844                 printk(KERN_INFO "  #%d [ %010llx - %010llx ] %16s", i,
 845                         r->start, r->end, r->name);
 846                 final_start = max(start, r->start);
 847                 final_end = min(end, r->end);
 848                 if (final_start >= final_end) {
 849                         printk(KERN_CONT "\n");
 850                         continue;
 851                 }
 852                 printk(KERN_CONT " ===> [ %010llx - %010llx ]\n",
 853                         final_start, final_end);
 854                 reserve_bootmem_generic(final_start, final_end - final_start,
 855                                 BOOTMEM_DEFAULT);
 856         }
 857 }
 858
 859 /* Check for already reserved areas */
 860 static inline int __init bad_addr(u64 *addrp, u64 size, u64 align)
 861 {
 862         int i;
 863         u64 addr = *addrp;
 864         int changed = 0;
 865         struct early_res *r;
 866 again:
 867         i = find_overlapped_early(addr, addr + size);
 868         r = &early_res[i];
 869         if (i < MAX_EARLY_RES && r->end) {
 870                 *addrp = addr = round_up(r->end, align);
 871                 changed = 1;
 872                 goto again;
 873         }
 874         return changed;
 875 }
 876
 877 /* Check for already reserved areas */
 878 static inline int __init bad_addr_size(u64 *addrp, u64 *sizep, u64 align)
 879 {
 880         int i;
 881         u64 addr = *addrp, last;
 882         u64 size = *sizep;
 883         int changed = 0;
 884 again:
 885         last = addr + size;
 886         for (i = 0; i < MAX_EARLY_RES && early_res[i].end; i++) {
 887                 struct early_res *r = &early_res[i];
 888                 if (last > r->start && addr < r->start) {
 889                         size = r->start - addr;
 890                         changed = 1;
 891                         goto again;
 892                 }
 893                 if (last > r->end && addr < r->end) {
 894                         addr = round_up(r->end, align);
 895                         size = last - addr;
 896                         changed = 1;
 897                         goto again;
 898                 }
 899                 if (last <= r->end && addr >= r->start) {
 900                         (*sizep)++;
 901                         return 0;
 902                 }
 903         }
 904         if (changed) {
 905                 *addrp = addr;
 906                 *sizep = size;
 907         }
 908         return changed;
 909 }
 910
 911 /*
 912  * Find a free area with specified alignment in a specific range.
 913  */
 914 u64 __init find_e820_area(u64 start, u64 end, u64 size, u64 align)
 915 {
 916         int i;
 917
 918         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 919                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 920                 u64 addr, last;
 921                 u64 ei_last;
 922
 923                 if (ei->type != E820_RAM)
 924                         continue;
 925                 addr = round_up(ei->addr, align);
 926                 ei_last = ei->addr + ei->size;
 927                 if (addr < start)
 928                         addr = round_up(start, align);
 929                 if (addr >= ei_last)
 930                         continue;
 931                 while (bad_addr(&addr, size, align) && addr+size <= ei_last)
 932                         ;
 933                 last = addr + size;
 934                 if (last > ei_last)
 935                         continue;
 936                 if (last > end)
 937                         continue;
 938                 return addr;
 939         }
 940         return -1ULL;
 941 }
 942
 943 /*
 944  * Find next free range after *start
 945  */
 946 u64 __init find_e820_area_size(u64 start, u64 *sizep, u64 align)
 947 {
 948         int i;
 949
 950         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 951                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 952                 u64 addr, last;
 953                 u64 ei_last;
 954
 955                 if (ei->type != E820_RAM)
 956                         continue;
 957                 addr = round_up(ei->addr, align);
 958                 ei_last = ei->addr + ei->size;
 959                 if (addr < start)
 960                         addr = round_up(start, align);
 961                 if (addr >= ei_last)
 962                         continue;
 963                 *sizep = ei_last - addr;
 964                 while (bad_addr_size(&addr, sizep, align) &&
 965                         addr + *sizep <= ei_last)
 966                         ;
 967                 last = addr + *sizep;
 968                 if (last > ei_last)
 969                         continue;
 970                 return addr;
 971         }
 972         return -1UL;
 973
 974 }
 975
 976 /*
 977  * pre allocated 4k and reserved it in e820
 978  */
 979 u64 __init early_reserve_e820(u64 startt, u64 sizet, u64 align)
 980 {
 981         u64 size = 0;
 982         u64 addr;
 983         u64 start;
 984
 985         start = startt;
 986         while (size < sizet)
 987                 start = find_e820_area_size(start, &size, align);
 988
 989         if (size < sizet)
 990                 return 0;
 991
 992         addr = round_down(start + size - sizet, align);
 993         e820_update_range(addr, sizet, E820_RAM, E820_RESERVED);
 994         printk(KERN_INFO "update e820 for early_reserve_e820\n");
 995         update_e820();
 996
 997         return addr;
 998 }
 999
1000 #ifdef CONFIG_X86_32
1001 # ifdef CONFIG_X86_PAE
1002 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(36-PAGE_SHIFT))
1003 # else
1004 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(32-PAGE_SHIFT))
1005 # endif
1006 #else /* CONFIG_X86_32 */
1007 # define MAX_ARCH_PFN MAXMEM>>PAGE_SHIFT
1008 #endif
1009
1010 /*
1011  * Last pfn which the user wants to use.
1012  */
1013 unsigned long __initdata end_user_pfn = MAX_ARCH_PFN;
1014
1015 /*
1016  * Find the highest page frame number we have available
1017  */
1018 unsigned long __init e820_end_of_ram(void)
1019 {
1020         unsigned long last_pfn;
1021         unsigned long max_arch_pfn = MAX_ARCH_PFN;
1022
1023         last_pfn = find_max_pfn_with_active_regions();
1024
1025         if (last_pfn > max_arch_pfn)
1026                 last_pfn = max_arch_pfn;
1027         if (last_pfn > end_user_pfn)
1028                 last_pfn = end_user_pfn;
1029
1030         printk(KERN_INFO "last_pfn = %#lx max_arch_pfn = %#lx\n",
1031                          last_pfn, max_arch_pfn);
1032         return last_pfn;
1033 }
1034
1035 /*
1036  * Finds an active region in the address range from start_pfn to last_pfn and
1037  * returns its range in ei_startpfn and ei_endpfn for the e820 entry.
1038  */
1039 int __init e820_find_active_region(const struct e820entry *ei,
1040                                   unsigned long start_pfn,
1041                                   unsigned long last_pfn,
1042                                   unsigned long *ei_startpfn,
1043                                   unsigned long *ei_endpfn)
1044 {
1045         u64 align = PAGE_SIZE;
1046
1047         *ei_startpfn = round_up(ei->addr, align) >> PAGE_SHIFT;
1048         *ei_endpfn = round_down(ei->addr + ei->size, align) >> PAGE_SHIFT;
1049
1050         /* Skip map entries smaller than a page */
1051         if (*ei_startpfn >= *ei_endpfn)
1052                 return 0;
1053
1054         /* Skip if map is outside the node */
1055         if (ei->type != E820_RAM || *ei_endpfn <= start_pfn ||
1056                                     *ei_startpfn >= last_pfn)
1057                 return 0;
1058
1059         /* Check for overlaps */
1060         if (*ei_startpfn < start_pfn)
1061                 *ei_startpfn = start_pfn;
1062         if (*ei_endpfn > last_pfn)
1063                 *ei_endpfn = last_pfn;
1064
1065         /* Obey end_user_pfn to save on memmap */
1066         if (*ei_startpfn >= end_user_pfn)
1067                 return 0;
1068         if (*ei_endpfn > end_user_pfn)
1069                 *ei_endpfn = end_user_pfn;
1070
1071         return 1;
1072 }
1073
1074 /* Walk the e820 map and register active regions within a node */
1075 void __init e820_register_active_regions(int nid, unsigned long start_pfn,
1076                                          unsigned long last_pfn)
1077 {
1078         unsigned long ei_startpfn;
1079         unsigned long ei_endpfn;
1080         int i;
1081
1082         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++)
1083                 if (e820_find_active_region(&e820.map[i],
1084                                             start_pfn, last_pfn,
1085                                             &ei_startpfn, &ei_endpfn))
1086                         add_active_range(nid, ei_startpfn, ei_endpfn);
1087 }
1088
1089 /*
1090  * Find the hole size (in bytes) in the memory range.
1091  * @start: starting address of the memory range to scan
1092  * @end: ending address of the memory range to scan
1093  */
1094 u64 __init e820_hole_size(u64 start, u64 end)
1095 {
1096         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
1097         unsigned long last_pfn = end >> PAGE_SHIFT;
1098         unsigned long ei_startpfn, ei_endpfn, ram = 0;
1099         int i;
1100
1101         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1102                 if (e820_find_active_region(&e820.map[i],
1103                                             start_pfn, last_pfn,
1104                                             &ei_startpfn, &ei_endpfn))
1105                         ram += ei_endpfn - ei_startpfn;
1106         }
1107         return end - start - ((u64)ram << PAGE_SHIFT);
1108 }
1109
1110 static void early_panic(char *msg)
1111 {
1112         early_printk(msg);
1113         panic(msg);
1114 }
1115
1116 /* "mem=nopentium" disables the 4MB page tables. */
1117 static int __init parse_memopt(char *p)
1118 {
1119         u64 mem_size;
1120
1121         if (!p)
1122                 return -EINVAL;
1123
1124 #ifdef CONFIG_X86_32
1125         if (!strcmp(p, "nopentium")) {
1126                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_PSE);
1127                 return 0;
1128         }
1129 #endif
1130
1131         mem_size = memparse(p, &p);
1132         end_user_pfn = mem_size>>PAGE_SHIFT;
1133         e820_update_range(mem_size, ULLONG_MAX - mem_size,
1134                 E820_RAM, E820_RESERVED);
1135
1136         return 0;
1137 }
1138 early_param("mem", parse_memopt);
1139
1140 static int userdef __initdata;
1141
1142 static int __init parse_memmap_opt(char *p)
1143 {
1144         char *oldp;
1145         u64 start_at, mem_size;
1146
1147         if (!strcmp(p, "exactmap")) {
1148 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
1149                 /*
1150                  * If we are doing a crash dump, we still need to know
1151                  * the real mem size before original memory map is
1152                  * reset.
1153                  */
1154                 e820_register_active_regions(0, 0, -1UL);
1155                 saved_max_pfn = e820_end_of_ram();
1156                 remove_all_active_ranges();
1157 #endif
1158                 e820.nr_map = 0;
1159                 userdef = 1;
1160                 return 0;
1161         }
1162
1163         oldp = p;
1164         mem_size = memparse(p, &p);
1165         if (p == oldp)
1166                 return -EINVAL;
1167
1168         userdef = 1;
1169         if (*p == '@') {
1170                 start_at = memparse(p+1, &p);
1171                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_RAM);
1172         } else if (*p == '#') {
1173                 start_at = memparse(p+1, &p);
1174                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_ACPI);
1175         } else if (*p == '$') {
1176                 start_at = memparse(p+1, &p);
1177                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_RESERVED);
1178         } else {
1179                 end_user_pfn = (mem_size >> PAGE_SHIFT);
1180                 e820_update_range(mem_size, ULLONG_MAX - mem_size,
1181                         E820_RAM, E820_RESERVED);
1182         }
1183         return *p == '\0' ? 0 : -EINVAL;
1184 }
1185 early_param("memmap", parse_memmap_opt);
1186
1187 void __init finish_e820_parsing(void)
1188 {
1189         if (userdef) {
1190                 int nr = e820.nr_map;
1191
1192                 if (sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &nr) < 0)
1193                         early_panic("Invalid user supplied memory map");
1194                 e820.nr_map = nr;
1195
1196                 printk(KERN_INFO "user-defined physical RAM map:\n");
1197                 e820_print_map("user");
1198         }
1199 }
1200
1201 /*
1202  * Mark e820 reserved areas as busy for the resource manager.
1203  */
1204 void __init e820_reserve_resources(void)
1205 {
1206         int i;
1207         struct resource *res;
1208         u64 end;
1209
1210         res = alloc_bootmem_low(sizeof(struct resource) * e820.nr_map);
1211         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1212                 switch (e820.map[i].type) {
1213                 case E820_RESERVED_KERN:
1214                 case E820_RAM:  res->name = "System RAM"; break;
1215                 case E820_ACPI: res->name = "ACPI Tables"; break;
1216                 case E820_NVS:  res->name = "ACPI Non-volatile Storage"; break;
1217                 default:        res->name = "reserved";
1218                 }
1219                 end = e820.map[i].addr + e820.map[i].size - 1;
1220 #ifndef CONFIG_RESOURCES_64BIT
1221                 if (end > 0x100000000ULL) {
1222                         res++;
1223                         continue;
1224                 }
1225 #endif
1226                 res->start = e820.map[i].addr;
1227                 res->end = end;
1228
1229                 res->flags = IORESOURCE_MEM | IORESOURCE_BUSY;
1230                 insert_resource(&iomem_resource, res);
1231                 res++;
1232         }
1233 }
1234
1235 char *__init default_machine_specific_memory_setup(void)
1236 {
1237         char *who = "BIOS-e820";
1238         int new_nr;
1239         /*
1240          * Try to copy the BIOS-supplied E820-map.
1241          *
1242          * Otherwise fake a memory map; one section from 0k->640k,
1243          * the next section from 1mb->appropriate_mem_k
1244          */
1245         new_nr = boot_params.e820_entries;
1246         sanitize_e820_map(boot_params.e820_map,
1247                         ARRAY_SIZE(boot_params.e820_map),
1248                         &new_nr);
1249         boot_params.e820_entries = new_nr;
1250         if (copy_e820_map(boot_params.e820_map, boot_params.e820_entries) < 0) {
1251                 u64 mem_size;
1252
1253                 /* compare results from other methods and take the greater */
1254                 if (boot_params.alt_mem_k
1255                     < boot_params.screen_info.ext_mem_k) {
1256                         mem_size = boot_params.screen_info.ext_mem_k;
1257                         who = "BIOS-88";
1258                 } else {
1259                         mem_size = boot_params.alt_mem_k;
1260                         who = "BIOS-e801";
1261                 }
1262
1263                 e820.nr_map = 0;
1264                 e820_add_region(0, LOWMEMSIZE(), E820_RAM);
1265                 e820_add_region(HIGH_MEMORY, mem_size << 10, E820_RAM);
1266         }
1267
1268         /* In case someone cares... */
1269         return who;
1270 }
1271
1272 char *__init __attribute__((weak)) machine_specific_memory_setup(void)
1273 {
1274         return default_machine_specific_memory_setup();
1275 }
1276
1277 /* Overridden in paravirt.c if CONFIG_PARAVIRT */
1278 char * __init __attribute__((weak)) memory_setup(void)
1279 {
1280         return machine_specific_memory_setup();
1281 }
1282
1283 void __init setup_memory_map(void)
1284 {
1285         printk(KERN_INFO "BIOS-provided physical RAM map:\n");
1286         e820_print_map(memory_setup());
1287 }
1288
1289 #ifdef CONFIG_X86_64
1290 int __init arch_get_ram_range(int slot, u64 *addr, u64 *size)
1291 {
1292         int i;
1293
1294         if (slot < 0 || slot >= e820.nr_map)
1295                 return -1;
1296         for (i = slot; i < e820.nr_map; i++) {
1297                 if (e820.map[i].type != E820_RAM)
1298                         continue;
1299                 break;
1300         }
1301         if (i == e820.nr_map || e820.map[i].addr > (max_pfn << PAGE_SHIFT))
1302                 return -1;
1303         *addr = e820.map[i].addr;
1304         *size = min_t(u64, e820.map[i].size + e820.map[i].addr,
1305                 max_pfn << PAGE_SHIFT) - *addr;
1306         return i + 1;
1307 }
1308 #endif