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/crash_dump.h>
  15 #include <linux/export.h>
  16 #include <linux/bootmem.h>
  17 #include <linux/pfn.h>
  18 #include <linux/suspend.h>
  19 #include <linux/acpi.h>
  20 #include <linux/firmware-map.h>
  21 #include <linux/memblock.h>
  22 #include <linux/sort.h>
  23
  24 #include <asm/e820.h>
  25 #include <asm/proto.h>
  26 #include <asm/setup.h>
  27
  28 /*
  29  * The e820 map is the map that gets modified e.g. with command line parameters
  30  * and that is also registered with modifications in the kernel resource tree
  31  * with the iomem_resource as parent.
  32  *
  33  * The e820_saved is directly saved after the BIOS-provided memory map is
  34  * copied. It doesn't get modified afterwards. It's registered for the
  35  * /sys/firmware/memmap interface.
  36  *
  37  * That memory map is not modified and is used as base for kexec. The kexec'd
  38  * kernel should get the same memory map as the firmware provides. Then the
  39  * user can e.g. boot the original kernel with mem=1G while still booting the
  40  * next kernel with full memory.
  41  */
  42 struct e820map e820;
  43 struct e820map e820_saved;
  44
  45 /* For PCI or other memory-mapped resources */
  46 unsigned long pci_mem_start = 0xaeedbabe;
  47 #ifdef CONFIG_PCI
  48 EXPORT_SYMBOL(pci_mem_start);
  49 #endif
  50
  51 /*
  52  * This function checks if any part of the range <start,end> is mapped
  53  * with type.
  54  */
  55 int
  56 e820_any_mapped(u64 start, u64 end, unsigned type)
  57 {
  58         int i;
  59
  60         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
  61                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
  62
  63                 if (type && ei->type != type)
  64                         continue;
  65                 if (ei->addr >= end || ei->addr + ei->size <= start)
  66                         continue;
  67                 return 1;
  68         }
  69         return 0;
  70 }
  71 EXPORT_SYMBOL_GPL(e820_any_mapped);
  72
  73 /*
  74  * This function checks if the entire range <start,end> is mapped with type.
  75  *
  76  * Note: this function only works correct if the e820 table is sorted and
  77  * not-overlapping, which is the case
  78  */
  79 int __init e820_all_mapped(u64 start, u64 end, unsigned type)
  80 {
  81         int i;
  82
  83         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
  84                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
  85
  86                 if (type && ei->type != type)
  87                         continue;
  88                 /* is the region (part) in overlap with the current region ?*/
  89                 if (ei->addr >= end || ei->addr + ei->size <= start)
  90                         continue;
  91
  92                 /* if the region is at the beginning of <start,end> we move
  93                  * start to the end of the region since it's ok until there
  94                  */
  95                 if (ei->addr <= start)
  96                         start = ei->addr + ei->size;
  97                 /*
  98                  * if start is now at or beyond end, we're done, full
  99                  * coverage
 100                  */
 101                 if (start >= end)
 102                         return 1;
 103         }
 104         return 0;
 105 }
 106
 107 /*
 108  * Add a memory region to the kernel e820 map.
 109  */
 110 static void __init __e820_add_region(struct e820map *e820x, u64 start, u64 size,
 111                                          int type)
 112 {
 113         int x = e820x->nr_map;
 114
 115         if (x >= ARRAY_SIZE(e820x->map)) {
 116                 printk(KERN_ERR "e820: too many entries; ignoring [mem %#010llx-%#010llx]\n",
 117                        (unsigned long long) start,
 118                        (unsigned long long) (start + size - 1));
 119                 return;
 120         }
 121
 122         e820x->map[x].addr = start;
 123         e820x->map[x].size = size;
 124         e820x->map[x].type = type;
 125         e820x->nr_map++;
 126 }
 127
 128 void __init e820_add_region(u64 start, u64 size, int type)
 129 {
 130         __e820_add_region(&e820, start, size, type);
 131 }
 132
 133 static void __init e820_print_type(u32 type)
 134 {
 135         switch (type) {
 136         case E820_RAM:
 137         case E820_RESERVED_KERN:
 138                 printk(KERN_CONT "usable");
 139                 break;
 140         case E820_RESERVED:
 141                 printk(KERN_CONT "reserved");
 142                 break;
 143         case E820_ACPI:
 144                 printk(KERN_CONT "ACPI data");
 145                 break;
 146         case E820_NVS:
 147                 printk(KERN_CONT "ACPI NVS");
 148                 break;
 149         case E820_UNUSABLE:
 150                 printk(KERN_CONT "unusable");
 151                 break;
 152         case E820_PMEM:
 153         case E820_PRAM:
 154                 printk(KERN_CONT "persistent (type %u)", type);
 155                 break;
 156         default:
 157                 printk(KERN_CONT "type %u", type);
 158                 break;
 159         }
 160 }
 161
 162 void __init e820_print_map(char *who)
 163 {
 164         int i;
 165
 166         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 167                 printk(KERN_INFO "%s: [mem %#018Lx-%#018Lx] ", who,
 168                        (unsigned long long) e820.map[i].addr,
 169                        (unsigned long long)
 170                        (e820.map[i].addr + e820.map[i].size - 1));
 171                 e820_print_type(e820.map[i].type);
 172                 printk(KERN_CONT "\n");
 173         }
 174 }
 175
 176 /*
 177  * Sanitize the BIOS e820 map.
 178  *
 179  * Some e820 responses include overlapping entries. The following
 180  * replaces the original e820 map with a new one, removing overlaps,
 181  * and resolving conflicting memory types in favor of highest
 182  * numbered type.
 183  *
 184  * The input parameter biosmap points to an array of 'struct
 185  * e820entry' which on entry has elements in the range [0, *pnr_map)
 186  * valid, and which has space for up to max_nr_map entries.
 187  * On return, the resulting sanitized e820 map entries will be in
 188  * overwritten in the same location, starting at biosmap.
 189  *
 190  * The integer pointed to by pnr_map must be valid on entry (the
 191  * current number of valid entries located at biosmap). If the
 192  * sanitizing succeeds the *pnr_map will be updated with the new
 193  * number of valid entries (something no more than max_nr_map).
 194  *
 195  * The return value from sanitize_e820_map() is zero if it
 196  * successfully 'sanitized' the map entries passed in, and is -1
 197  * if it did nothing, which can happen if either of (1) it was
 198  * only passed one map entry, or (2) any of the input map entries
 199  * were invalid (start + size < start, meaning that the size was
 200  * so big the described memory range wrapped around through zero.)
 201  *
 202  *      Visually we're performing the following
 203  *      (1,2,3,4 = memory types)...
 204  *
 205  *      Sample memory map (w/overlaps):
 206  *         ____22__________________
 207  *         ______________________4_
 208  *         ____1111________________
 209  *         _44_____________________
 210  *         11111111________________
 211  *         ____________________33__
 212  *         ___________44___________
 213  *         __________33333_________
 214  *         ______________22________
 215  *         ___________________2222_
 216  *         _________111111111______
 217  *         _____________________11_
 218  *         _________________4______
 219  *
 220  *      Sanitized equivalent (no overlap):
 221  *         1_______________________
 222  *         _44_____________________
 223  *         ___1____________________
 224  *         ____22__________________
 225  *         ______11________________
 226  *         _________1______________
 227  *         __________3_____________
 228  *         ___________44___________
 229  *         _____________33_________
 230  *         _______________2________
 231  *         ________________1_______
 232  *         _________________4______
 233  *         ___________________2____
 234  *         ____________________33__
 235  *         ______________________4_
 236  */
 237 struct change_member {
 238         struct e820entry *pbios; /* pointer to original bios entry */
 239         unsigned long long addr; /* address for this change point */
 240 };
 241
 242 static int __init cpcompare(const void *a, const void *b)
 243 {
 244         struct change_member * const *app = a, * const *bpp = b;
 245         const struct change_member *ap = *app, *bp = *bpp;
 246
 247         /*
 248          * Inputs are pointers to two elements of change_point[].  If their
 249          * addresses are unequal, their difference dominates.  If the addresses
 250          * are equal, then consider one that represents the end of its region
 251          * to be greater than one that does not.
 252          */
 253         if (ap->addr != bp->addr)
 254                 return ap->addr > bp->addr ? 1 : -1;
 255
 256         return (ap->addr != ap->pbios->addr) - (bp->addr != bp->pbios->addr);
 257 }
 258
 259 int __init sanitize_e820_map(struct e820entry *biosmap, int max_nr_map,
 260                              u32 *pnr_map)
 261 {
 262         static struct change_member change_point_list[2*E820_X_MAX] __initdata;
 263         static struct change_member *change_point[2*E820_X_MAX] __initdata;
 264         static struct e820entry *overlap_list[E820_X_MAX] __initdata;
 265         static struct e820entry new_bios[E820_X_MAX] __initdata;
 266         unsigned long current_type, last_type;
 267         unsigned long long last_addr;
 268         int chgidx;
 269         int overlap_entries;
 270         int new_bios_entry;
 271         int old_nr, new_nr, chg_nr;
 272         int i;
 273
 274         /* if there's only one memory region, don't bother */
 275         if (*pnr_map < 2)
 276                 return -1;
 277
 278         old_nr = *pnr_map;
 279         BUG_ON(old_nr > max_nr_map);
 280
 281         /* bail out if we find any unreasonable addresses in bios map */
 282         for (i = 0; i < old_nr; i++)
 283                 if (biosmap[i].addr + biosmap[i].size < biosmap[i].addr)
 284                         return -1;
 285
 286         /* create pointers for initial change-point information (for sorting) */
 287         for (i = 0; i < 2 * old_nr; i++)
 288                 change_point[i] = &change_point_list[i];
 289
 290         /* record all known change-points (starting and ending addresses),
 291            omitting those that are for empty memory regions */
 292         chgidx = 0;
 293         for (i = 0; i < old_nr; i++)    {
 294                 if (biosmap[i].size != 0) {
 295                         change_point[chgidx]->addr = biosmap[i].addr;
 296                         change_point[chgidx++]->pbios = &biosmap[i];
 297                         change_point[chgidx]->addr = biosmap[i].addr +
 298                                 biosmap[i].size;
 299                         change_point[chgidx++]->pbios = &biosmap[i];
 300                 }
 301         }
 302         chg_nr = chgidx;
 303
 304         /* sort change-point list by memory addresses (low -> high) */
 305         sort(change_point, chg_nr, sizeof *change_point, cpcompare, NULL);
 306
 307         /* create a new bios memory map, removing overlaps */
 308         overlap_entries = 0;     /* number of entries in the overlap table */
 309         new_bios_entry = 0;      /* index for creating new bios map entries */
 310         last_type = 0;           /* start with undefined memory type */
 311         last_addr = 0;           /* start with 0 as last starting address */
 312
 313         /* loop through change-points, determining affect on the new bios map */
 314         for (chgidx = 0; chgidx < chg_nr; chgidx++) {
 315                 /* keep track of all overlapping bios entries */
 316                 if (change_point[chgidx]->addr ==
 317                     change_point[chgidx]->pbios->addr) {
 318                         /*
 319                          * add map entry to overlap list (> 1 entry
 320                          * implies an overlap)
 321                          */
 322                         overlap_list[overlap_entries++] =
 323                                 change_point[chgidx]->pbios;
 324                 } else {
 325                         /*
 326                          * remove entry from list (order independent,
 327                          * so swap with last)
 328                          */
 329                         for (i = 0; i < overlap_entries; i++) {
 330                                 if (overlap_list[i] ==
 331                                     change_point[chgidx]->pbios)
 332                                         overlap_list[i] =
 333                                                 overlap_list[overlap_entries-1];
 334                         }
 335                         overlap_entries--;
 336                 }
 337                 /*
 338                  * if there are overlapping entries, decide which
 339                  * "type" to use (larger value takes precedence --
 340                  * 1=usable, 2,3,4,4+=unusable)
 341                  */
 342                 current_type = 0;
 343                 for (i = 0; i < overlap_entries; i++)
 344                         if (overlap_list[i]->type > current_type)
 345                                 current_type = overlap_list[i]->type;
 346                 /*
 347                  * continue building up new bios map based on this
 348                  * information
 349                  */
 350                 if (current_type != last_type || current_type == E820_PRAM) {
 351                         if (last_type != 0)      {
 352                                 new_bios[new_bios_entry].size =
 353                                         change_point[chgidx]->addr - last_addr;
 354                                 /*
 355                                  * move forward only if the new size
 356                                  * was non-zero
 357                                  */
 358                                 if (new_bios[new_bios_entry].size != 0)
 359                                         /*
 360                                          * no more space left for new
 361                                          * bios entries ?
 362                                          */
 363                                         if (++new_bios_entry >= max_nr_map)
 364                                                 break;
 365                         }
 366                         if (current_type != 0)  {
 367                                 new_bios[new_bios_entry].addr =
 368                                         change_point[chgidx]->addr;
 369                                 new_bios[new_bios_entry].type = current_type;
 370                                 last_addr = change_point[chgidx]->addr;
 371                         }
 372                         last_type = current_type;
 373                 }
 374         }
 375         /* retain count for new bios entries */
 376         new_nr = new_bios_entry;
 377
 378         /* copy new bios mapping into original location */
 379         memcpy(biosmap, new_bios, new_nr * sizeof(struct e820entry));
 380         *pnr_map = new_nr;
 381
 382         return 0;
 383 }
 384
 385 static int __init __append_e820_map(struct e820entry *biosmap, int nr_map)
 386 {
 387         while (nr_map) {
 388                 u64 start = biosmap->addr;
 389                 u64 size = biosmap->size;
 390                 u64 end = start + size;
 391                 u32 type = biosmap->type;
 392
 393                 /* Overflow in 64 bits? Ignore the memory map. */
 394                 if (start > end)
 395                         return -1;
 396
 397                 e820_add_region(start, size, type);
 398
 399                 biosmap++;
 400                 nr_map--;
 401         }
 402         return 0;
 403 }
 404
 405 /*
 406  * Copy the BIOS e820 map into a safe place.
 407  *
 408  * Sanity-check it while we're at it..
 409  *
 410  * If we're lucky and live on a modern system, the setup code
 411  * will have given us a memory map that we can use to properly
 412  * set up memory.  If we aren't, we'll fake a memory map.
 413  */
 414 static int __init append_e820_map(struct e820entry *biosmap, int nr_map)
 415 {
 416         /* Only one memory region (or negative)? Ignore it */
 417         if (nr_map < 2)
 418                 return -1;
 419
 420         return __append_e820_map(biosmap, nr_map);
 421 }
 422
 423 static u64 __init __e820_update_range(struct e820map *e820x, u64 start,
 424                                         u64 size, unsigned old_type,
 425                                         unsigned new_type)
 426 {
 427         u64 end;
 428         unsigned int i;
 429         u64 real_updated_size = 0;
 430
 431         BUG_ON(old_type == new_type);
 432
 433         if (size > (ULLONG_MAX - start))
 434                 size = ULLONG_MAX - start;
 435
 436         end = start + size;
 437         printk(KERN_DEBUG "e820: update [mem %#010Lx-%#010Lx] ",
 438                (unsigned long long) start, (unsigned long long) (end - 1));
 439         e820_print_type(old_type);
 440         printk(KERN_CONT " ==> ");
 441         e820_print_type(new_type);
 442         printk(KERN_CONT "\n");
 443
 444         for (i = 0; i < e820x->nr_map; i++) {
 445                 struct e820entry *ei = &e820x->map[i];
 446                 u64 final_start, final_end;
 447                 u64 ei_end;
 448
 449                 if (ei->type != old_type)
 450                         continue;
 451
 452                 ei_end = ei->addr + ei->size;
 453                 /* totally covered by new range? */
 454                 if (ei->addr >= start && ei_end <= end) {
 455                         ei->type = new_type;
 456                         real_updated_size += ei->size;
 457                         continue;
 458                 }
 459
 460                 /* new range is totally covered? */
 461                 if (ei->addr < start && ei_end > end) {
 462                         __e820_add_region(e820x, start, size, new_type);
 463                         __e820_add_region(e820x, end, ei_end - end, ei->type);
 464                         ei->size = start - ei->addr;
 465                         real_updated_size += size;
 466                         continue;
 467                 }
 468
 469                 /* partially covered */
 470                 final_start = max(start, ei->addr);
 471                 final_end = min(end, ei_end);
 472                 if (final_start >= final_end)
 473                         continue;
 474
 475                 __e820_add_region(e820x, final_start, final_end - final_start,
 476                                   new_type);
 477
 478                 real_updated_size += final_end - final_start;
 479
 480                 /*
 481                  * left range could be head or tail, so need to update
 482                  * size at first.
 483                  */
 484                 ei->size -= final_end - final_start;
 485                 if (ei->addr < final_start)
 486                         continue;
 487                 ei->addr = final_end;
 488         }
 489         return real_updated_size;
 490 }
 491
 492 u64 __init e820_update_range(u64 start, u64 size, unsigned old_type,
 493                              unsigned new_type)
 494 {
 495         return __e820_update_range(&e820, start, size, old_type, new_type);
 496 }
 497
 498 static u64 __init e820_update_range_saved(u64 start, u64 size,
 499                                           unsigned old_type, unsigned new_type)
 500 {
 501         return __e820_update_range(&e820_saved, start, size, old_type,
 502                                      new_type);
 503 }
 504
 505 /* make e820 not cover the range */
 506 u64 __init e820_remove_range(u64 start, u64 size, unsigned old_type,
 507                              int checktype)
 508 {
 509         int i;
 510         u64 end;
 511         u64 real_removed_size = 0;
 512
 513         if (size > (ULLONG_MAX - start))
 514                 size = ULLONG_MAX - start;
 515
 516         end = start + size;
 517         printk(KERN_DEBUG "e820: remove [mem %#010Lx-%#010Lx] ",
 518                (unsigned long long) start, (unsigned long long) (end - 1));
 519         if (checktype)
 520                 e820_print_type(old_type);
 521         printk(KERN_CONT "\n");
 522
 523         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 524                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 525                 u64 final_start, final_end;
 526                 u64 ei_end;
 527
 528                 if (checktype && ei->type != old_type)
 529                         continue;
 530
 531                 ei_end = ei->addr + ei->size;
 532                 /* totally covered? */
 533                 if (ei->addr >= start && ei_end <= end) {
 534                         real_removed_size += ei->size;
 535                         memset(ei, 0, sizeof(struct e820entry));
 536                         continue;
 537                 }
 538
 539                 /* new range is totally covered? */
 540                 if (ei->addr < start && ei_end > end) {
 541                         e820_add_region(end, ei_end - end, ei->type);
 542                         ei->size = start - ei->addr;
 543                         real_removed_size += size;
 544                         continue;
 545                 }
 546
 547                 /* partially covered */
 548                 final_start = max(start, ei->addr);
 549                 final_end = min(end, ei_end);
 550                 if (final_start >= final_end)
 551                         continue;
 552                 real_removed_size += final_end - final_start;
 553
 554                 /*
 555                  * left range could be head or tail, so need to update
 556                  * size at first.
 557                  */
 558                 ei->size -= final_end - final_start;
 559                 if (ei->addr < final_start)
 560                         continue;
 561                 ei->addr = final_end;
 562         }
 563         return real_removed_size;
 564 }
 565
 566 void __init update_e820(void)
 567 {
 568         if (sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map))
 569                 return;
 570         printk(KERN_INFO "e820: modified physical RAM map:\n");
 571         e820_print_map("modified");
 572 }
 573 static void __init update_e820_saved(void)
 574 {
 575         sanitize_e820_map(e820_saved.map, ARRAY_SIZE(e820_saved.map),
 576                                 &e820_saved.nr_map);
 577 }
 578 #define MAX_GAP_END 0x100000000ull
 579 /*
 580  * Search for a gap in the e820 memory space from start_addr to end_addr.
 581  */
 582 __init int e820_search_gap(unsigned long *gapstart, unsigned long *gapsize,
 583                 unsigned long start_addr, unsigned long long end_addr)
 584 {
 585         unsigned long long last;
 586         int i = e820.nr_map;
 587         int found = 0;
 588
 589         last = (end_addr && end_addr < MAX_GAP_END) ? end_addr : MAX_GAP_END;
 590
 591         while (--i >= 0) {
 592                 unsigned long long start = e820.map[i].addr;
 593                 unsigned long long end = start + e820.map[i].size;
 594
 595                 if (end < start_addr)
 596                         continue;
 597
 598                 /*
 599                  * Since "last" is at most 4GB, we know we'll
 600                  * fit in 32 bits if this condition is true
 601                  */
 602                 if (last > end) {
 603                         unsigned long gap = last - end;
 604
 605                         if (gap >= *gapsize) {
 606                                 *gapsize = gap;
 607                                 *gapstart = end;
 608                                 found = 1;
 609                         }
 610                 }
 611                 if (start < last)
 612                         last = start;
 613         }
 614         return found;
 615 }
 616
 617 /*
 618  * Search for the biggest gap in the low 32 bits of the e820
 619  * memory space.  We pass this space to PCI to assign MMIO resources
 620  * for hotplug or unconfigured devices in.
 621  * Hopefully the BIOS let enough space left.
 622  */
 623 __init void e820_setup_gap(void)
 624 {
 625         unsigned long gapstart, gapsize;
 626         int found;
 627
 628         gapstart = 0x10000000;
 629         gapsize = 0x400000;
 630         found  = e820_search_gap(&gapstart, &gapsize, 0, MAX_GAP_END);
 631
 632 #ifdef CONFIG_X86_64
 633         if (!found) {
 634                 gapstart = (max_pfn << PAGE_SHIFT) + 1024*1024;
 635                 printk(KERN_ERR
 636         "e820: cannot find a gap in the 32bit address range\n"
 637         "e820: PCI devices with unassigned 32bit BARs may break!\n");
 638         }
 639 #endif
 640
 641         /*
 642          * e820_reserve_resources_late protect stolen RAM already
 643          */
 644         pci_mem_start = gapstart;
 645
 646         printk(KERN_INFO
 647                "e820: [mem %#010lx-%#010lx] available for PCI devices\n",
 648                gapstart, gapstart + gapsize - 1);
 649 }
 650
 651 /**
 652  * Because of the size limitation of struct boot_params, only first
 653  * 128 E820 memory entries are passed to kernel via
 654  * boot_params.e820_map, others are passed via SETUP_E820_EXT node of
 655  * linked list of struct setup_data, which is parsed here.
 656  */
 657 void __init parse_e820_ext(u64 phys_addr, u32 data_len)
 658 {
 659         int entries;
 660         struct e820entry *extmap;
 661         struct setup_data *sdata;
 662
 663         sdata = early_memremap(phys_addr, data_len);
 664         entries = sdata->len / sizeof(struct e820entry);
 665         extmap = (struct e820entry *)(sdata->data);
 666         __append_e820_map(extmap, entries);
 667         sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
 668         early_memunmap(sdata, data_len);
 669         printk(KERN_INFO "e820: extended physical RAM map:\n");
 670         e820_print_map("extended");
 671 }
 672
 673 #if defined(CONFIG_X86_64) || \
 674         (defined(CONFIG_X86_32) && defined(CONFIG_HIBERNATION))
 675 /**
 676  * Find the ranges of physical addresses that do not correspond to
 677  * e820 RAM areas and mark the corresponding pages as nosave for
 678  * hibernation (32 bit) or software suspend and suspend to RAM (64 bit).
 679  *
 680  * This function requires the e820 map to be sorted and without any
 681  * overlapping entries.
 682  */
 683 void __init e820_mark_nosave_regions(unsigned long limit_pfn)
 684 {
 685         int i;
 686         unsigned long pfn = 0;
 687
 688         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 689                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 690
 691                 if (pfn < PFN_UP(ei->addr))
 692                         register_nosave_region(pfn, PFN_UP(ei->addr));
 693
 694                 pfn = PFN_DOWN(ei->addr + ei->size);
 695
 696                 if (ei->type != E820_RAM && ei->type != E820_RESERVED_KERN)
 697                         register_nosave_region(PFN_UP(ei->addr), pfn);
 698
 699                 if (pfn >= limit_pfn)
 700                         break;
 701         }
 702 }
 703 #endif
 704
 705 #ifdef CONFIG_ACPI
 706 /**
 707  * Mark ACPI NVS memory region, so that we can save/restore it during
 708  * hibernation and the subsequent resume.
 709  */
 710 static int __init e820_mark_nvs_memory(void)
 711 {
 712         int i;
 713
 714         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 715                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 716
 717                 if (ei->type == E820_NVS)
 718                         acpi_nvs_register(ei->addr, ei->size);
 719         }
 720
 721         return 0;
 722 }
 723 core_initcall(e820_mark_nvs_memory);
 724 #endif
 725
 726 /*
 727  * pre allocated 4k and reserved it in memblock and e820_saved
 728  */
 729 u64 __init early_reserve_e820(u64 size, u64 align)
 730 {
 731         u64 addr;
 732
 733         addr = __memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
 734         if (addr) {
 735                 e820_update_range_saved(addr, size, E820_RAM, E820_RESERVED);
 736                 printk(KERN_INFO "e820: update e820_saved for early_reserve_e820\n");
 737                 update_e820_saved();
 738         }
 739
 740         return addr;
 741 }
 742
 743 #ifdef CONFIG_X86_32
 744 # ifdef CONFIG_X86_PAE
 745 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(36-PAGE_SHIFT))
 746 # else
 747 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(32-PAGE_SHIFT))
 748 # endif
 749 #else /* CONFIG_X86_32 */
 750 # define MAX_ARCH_PFN MAXMEM>>PAGE_SHIFT
 751 #endif
 752
 753 /*
 754  * Find the highest page frame number we have available
 755  */
 756 static unsigned long __init e820_end_pfn(unsigned long limit_pfn)
 757 {
 758         int i;
 759         unsigned long last_pfn = 0;
 760         unsigned long max_arch_pfn = MAX_ARCH_PFN;
 761
 762         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 763                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 764                 unsigned long start_pfn;
 765                 unsigned long end_pfn;
 766
 767                 /*
 768                  * Persistent memory is accounted as ram for purposes of
 769                  * establishing max_pfn and mem_map.
 770                  */
 771                 if (ei->type != E820_RAM && ei->type != E820_PRAM)
 772                         continue;
 773
 774                 start_pfn = ei->addr >> PAGE_SHIFT;
 775                 end_pfn = (ei->addr + ei->size) >> PAGE_SHIFT;
 776
 777                 if (start_pfn >= limit_pfn)
 778                         continue;
 779                 if (end_pfn > limit_pfn) {
 780                         last_pfn = limit_pfn;
 781                         break;
 782                 }
 783                 if (end_pfn > last_pfn)
 784                         last_pfn = end_pfn;
 785         }
 786
 787         if (last_pfn > max_arch_pfn)
 788                 last_pfn = max_arch_pfn;
 789
 790         printk(KERN_INFO "e820: last_pfn = %#lx max_arch_pfn = %#lx\n",
 791                          last_pfn, max_arch_pfn);
 792         return last_pfn;
 793 }
 794 unsigned long __init e820_end_of_ram_pfn(void)
 795 {
 796         return e820_end_pfn(MAX_ARCH_PFN);
 797 }
 798
 799 unsigned long __init e820_end_of_low_ram_pfn(void)
 800 {
 801         return e820_end_pfn(1UL << (32-PAGE_SHIFT));
 802 }
 803
 804 static void early_panic(char *msg)
 805 {
 806         early_printk(msg);
 807         panic(msg);
 808 }
 809
 810 static int userdef __initdata;
 811
 812 /* "mem=nopentium" disables the 4MB page tables. */
 813 static int __init parse_memopt(char *p)
 814 {
 815         u64 mem_size;
 816
 817         if (!p)
 818                 return -EINVAL;
 819
 820         if (!strcmp(p, "nopentium")) {
 821 #ifdef CONFIG_X86_32
 822                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_PSE);
 823                 return 0;
 824 #else
 825                 printk(KERN_WARNING "mem=nopentium ignored! (only supported on x86_32)\n");
 826                 return -EINVAL;
 827 #endif
 828         }
 829
 830         userdef = 1;
 831         mem_size = memparse(p, &p);
 832         /* don't remove all of memory when handling "mem={invalid}" param */
 833         if (mem_size == 0)
 834                 return -EINVAL;
 835         e820_remove_range(mem_size, ULLONG_MAX - mem_size, E820_RAM, 1);
 836
 837         return 0;
 838 }
 839 early_param("mem", parse_memopt);
 840
 841 static int __init parse_memmap_one(char *p)
 842 {
 843         char *oldp;
 844         u64 start_at, mem_size;
 845
 846         if (!p)
 847                 return -EINVAL;
 848
 849         if (!strncmp(p, "exactmap", 8)) {
 850 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 851                 /*
 852                  * If we are doing a crash dump, we still need to know
 853                  * the real mem size before original memory map is
 854                  * reset.
 855                  */
 856                 saved_max_pfn = e820_end_of_ram_pfn();
 857 #endif
 858                 e820.nr_map = 0;
 859                 userdef = 1;
 860                 return 0;
 861         }
 862
 863         oldp = p;
 864         mem_size = memparse(p, &p);
 865         if (p == oldp)
 866                 return -EINVAL;
 867
 868         userdef = 1;
 869         if (*p == '@') {
 870                 start_at = memparse(p+1, &p);
 871                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_RAM);
 872         } else if (*p == '#') {
 873                 start_at = memparse(p+1, &p);
 874                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_ACPI);
 875         } else if (*p == '$') {
 876                 start_at = memparse(p+1, &p);
 877                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_RESERVED);
 878         } else if (*p == '!') {
 879                 start_at = memparse(p+1, &p);
 880                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_PRAM);
 881         } else
 882                 e820_remove_range(mem_size, ULLONG_MAX - mem_size, E820_RAM, 1);
 883
 884         return *p == '\0' ? 0 : -EINVAL;
 885 }
 886 static int __init parse_memmap_opt(char *str)
 887 {
 888         while (str) {
 889                 char *k = strchr(str, ',');
 890
 891                 if (k)
 892                         *k++ = 0;
 893
 894                 parse_memmap_one(str);
 895                 str = k;
 896         }
 897
 898         return 0;
 899 }
 900 early_param("memmap", parse_memmap_opt);
 901
 902 void __init finish_e820_parsing(void)
 903 {
 904         if (userdef) {
 905                 if (sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map),
 906                                         &e820.nr_map) < 0)
 907                         early_panic("Invalid user supplied memory map");
 908
 909                 printk(KERN_INFO "e820: user-defined physical RAM map:\n");
 910                 e820_print_map("user");
 911         }
 912 }
 913
 914 static const char *e820_type_to_string(int e820_type)
 915 {
 916         switch (e820_type) {
 917         case E820_RESERVED_KERN:
 918         case E820_RAM:  return "System RAM";
 919         case E820_ACPI: return "ACPI Tables";
 920         case E820_NVS:  return "ACPI Non-volatile Storage";
 921         case E820_UNUSABLE:     return "Unusable memory";
 922         case E820_PRAM: return "Persistent Memory (legacy)";
 923         case E820_PMEM: return "Persistent Memory";
 924         default:        return "reserved";
 925         }
 926 }
 927
 928 static bool do_mark_busy(u32 type, struct resource *res)
 929 {
 930         /* this is the legacy bios/dos rom-shadow + mmio region */
 931         if (res->start < (1ULL<<20))
 932                 return true;
 933
 934         /*
 935          * Treat persistent memory like device memory, i.e. reserve it
 936          * for exclusive use of a driver
 937          */
 938         switch (type) {
 939         case E820_RESERVED:
 940         case E820_PRAM:
 941         case E820_PMEM:
 942                 return false;
 943         default:
 944                 return true;
 945         }
 946 }
 947
 948 /*
 949  * Mark e820 reserved areas as busy for the resource manager.
 950  */
 951 static struct resource __initdata *e820_res;
 952 void __init e820_reserve_resources(void)
 953 {
 954         int i;
 955         struct resource *res;
 956         u64 end;
 957
 958         res = alloc_bootmem(sizeof(struct resource) * e820.nr_map);
 959         e820_res = res;
 960         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 961                 end = e820.map[i].addr + e820.map[i].size - 1;
 962                 if (end != (resource_size_t)end) {
 963                         res++;
 964                         continue;
 965                 }
 966                 res->name = e820_type_to_string(e820.map[i].type);
 967                 res->start = e820.map[i].addr;
 968                 res->end = end;
 969
 970                 res->flags = IORESOURCE_MEM;
 971
 972                 /*
 973                  * don't register the region that could be conflicted with
 974                  * pci device BAR resource and insert them later in
 975                  * pcibios_resource_survey()
 976                  */
 977                 if (do_mark_busy(e820.map[i].type, res)) {
 978                         res->flags |= IORESOURCE_BUSY;
 979                         insert_resource(&iomem_resource, res);
 980                 }
 981                 res++;
 982         }
 983
 984         for (i = 0; i < e820_saved.nr_map; i++) {
 985                 struct e820entry *entry = &e820_saved.map[i];
 986                 firmware_map_add_early(entry->addr,
 987                         entry->addr + entry->size,
 988                         e820_type_to_string(entry->type));
 989         }
 990 }
 991
 992 /* How much should we pad RAM ending depending on where it is? */
 993 static unsigned long ram_alignment(resource_size_t pos)
 994 {
 995         unsigned long mb = pos >> 20;
 996
 997         /* To 64kB in the first megabyte */
 998         if (!mb)
 999                 return 64*1024;
1000
1001         /* To 1MB in the first 16MB */
1002         if (mb < 16)
1003                 return 1024*1024;
1004
1005         /* To 64MB for anything above that */
1006         return 64*1024*1024;
1007 }
1008
1009 #define MAX_RESOURCE_SIZE ((resource_size_t)-1)
1010
1011 void __init e820_reserve_resources_late(void)
1012 {
1013         int i;
1014         struct resource *res;
1015
1016         res = e820_res;
1017         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1018                 if (!res->parent && res->end)
1019                         insert_resource_expand_to_fit(&iomem_resource, res);
1020                 res++;
1021         }
1022
1023         /*
1024          * Try to bump up RAM regions to reasonable boundaries to
1025          * avoid stolen RAM:
1026          */
1027         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1028                 struct e820entry *entry = &e820.map[i];
1029                 u64 start, end;
1030
1031                 if (entry->type != E820_RAM)
1032                         continue;
1033                 start = entry->addr + entry->size;
1034                 end = round_up(start, ram_alignment(start)) - 1;
1035                 if (end > MAX_RESOURCE_SIZE)
1036                         end = MAX_RESOURCE_SIZE;
1037                 if (start >= end)
1038                         continue;
1039                 printk(KERN_DEBUG
1040                        "e820: reserve RAM buffer [mem %#010llx-%#010llx]\n",
1041                        start, end);
1042                 reserve_region_with_split(&iomem_resource, start, end,
1043                                           "RAM buffer");
1044         }
1045 }
1046
1047 char *__init default_machine_specific_memory_setup(void)
1048 {
1049         char *who = "BIOS-e820";
1050         u32 new_nr;
1051         /*
1052          * Try to copy the BIOS-supplied E820-map.
1053          *
1054          * Otherwise fake a memory map; one section from 0k->640k,
1055          * the next section from 1mb->appropriate_mem_k
1056          */
1057         new_nr = boot_params.e820_entries;
1058         sanitize_e820_map(boot_params.e820_map,
1059                         ARRAY_SIZE(boot_params.e820_map),
1060                         &new_nr);
1061         boot_params.e820_entries = new_nr;
1062         if (append_e820_map(boot_params.e820_map, boot_params.e820_entries)
1063           < 0) {
1064                 u64 mem_size;
1065
1066                 /* compare results from other methods and take the greater */
1067                 if (boot_params.alt_mem_k
1068                     < boot_params.screen_info.ext_mem_k) {
1069                         mem_size = boot_params.screen_info.ext_mem_k;
1070                         who = "BIOS-88";
1071                 } else {
1072                         mem_size = boot_params.alt_mem_k;
1073                         who = "BIOS-e801";
1074                 }
1075
1076                 e820.nr_map = 0;
1077                 e820_add_region(0, LOWMEMSIZE(), E820_RAM);
1078                 e820_add_region(HIGH_MEMORY, mem_size << 10, E820_RAM);
1079         }
1080
1081         /* In case someone cares... */
1082         return who;
1083 }
1084
1085 void __init setup_memory_map(void)
1086 {
1087         char *who;
1088
1089         who = x86_init.resources.memory_setup();
1090         memcpy(&e820_saved, &e820, sizeof(struct e820map));
1091         printk(KERN_INFO "e820: BIOS-provided physical RAM map:\n");
1092         e820_print_map(who);
1093 }
1094
1095 void __init memblock_x86_fill(void)
1096 {
1097         int i;
1098         u64 end;
1099
1100         /*
1101          * EFI may have more than 128 entries
1102          * We are safe to enable resizing, beause memblock_x86_fill()
1103          * is rather later for x86
1104          */
1105         memblock_allow_resize();
1106
1107         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1108                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
1109
1110                 end = ei->addr + ei->size;
1111                 if (end != (resource_size_t)end)
1112                         continue;
1113
1114                 if (ei->type != E820_RAM && ei->type != E820_RESERVED_KERN)
1115                         continue;
1116
1117                 memblock_add(ei->addr, ei->size);
1118         }
1119
1120         /* throw away partial pages */
1121         memblock_trim_memory(PAGE_SIZE);
1122
1123         memblock_dump_all();
1124 }
1125
1126 void __init memblock_find_dma_reserve(void)
1127 {
1128 #ifdef CONFIG_X86_64
1129         u64 nr_pages = 0, nr_free_pages = 0;
1130         unsigned long start_pfn, end_pfn;
1131         phys_addr_t start, end;
1132         int i;
1133         u64 u;
1134
1135         /*
1136          * need to find out used area below MAX_DMA_PFN
1137          * need to use memblock to get free size in [0, MAX_DMA_PFN]
1138          * at first, and assume boot_mem will not take below MAX_DMA_PFN
1139          */
1140         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start_pfn, &end_pfn, NULL) {
1141                 start_pfn = min(start_pfn, MAX_DMA_PFN);
1142                 end_pfn = min(end_pfn, MAX_DMA_PFN);
1143                 nr_pages += end_pfn - start_pfn;
1144         }
1145
1146         for_each_free_mem_range(u, NUMA_NO_NODE, MEMBLOCK_NONE, &start, &end,
1147                                 NULL) {
1148                 start_pfn = min_t(unsigned long, PFN_UP(start), MAX_DMA_PFN);
1149                 end_pfn = min_t(unsigned long, PFN_DOWN(end), MAX_DMA_PFN);
1150                 if (start_pfn < end_pfn)
1151                         nr_free_pages += end_pfn - start_pfn;
1152         }
1153
1154         set_dma_reserve(nr_pages - nr_free_pages);
1155 #endif
1156 }