git.oblomov.eu Git - linux-2.6/blob - 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                         printk(KERN_CONT "(usable)\n");
 124                         break;
 125                 case E820_RESERVED:
 126                         printk(KERN_CONT "(reserved)\n");
 127                         break;
 128                 case E820_ACPI:
 129                         printk(KERN_CONT "(ACPI data)\n");
 130                         break;
 131                 case E820_NVS:
 132                         printk(KERN_CONT "(ACPI NVS)\n");
 133                         break;
 134                 default:
 135                         printk(KERN_CONT "type %u\n", e820.map[i].type);
 136                         break;
 137                 }
 138         }
 139 }
 140
 141 /*
 142  * Sanitize the BIOS e820 map.
 143  *
 144  * Some e820 responses include overlapping entries. The following
 145  * replaces the original e820 map with a new one, removing overlaps,
 146  * and resolving conflicting memory types in favor of highest
 147  * numbered type.
 148  *
 149  * The input parameter biosmap points to an array of 'struct
 150  * e820entry' which on entry has elements in the range [0, *pnr_map)
 151  * valid, and which has space for up to max_nr_map entries.
 152  * On return, the resulting sanitized e820 map entries will be in
 153  * overwritten in the same location, starting at biosmap.
 154  *
 155  * The integer pointed to by pnr_map must be valid on entry (the
 156  * current number of valid entries located at biosmap) and will
 157  * be updated on return, with the new number of valid entries
 158  * (something no more than max_nr_map.)
 159  *
 160  * The return value from sanitize_e820_map() is zero if it
 161  * successfully 'sanitized' the map entries passed in, and is -1
 162  * if it did nothing, which can happen if either of (1) it was
 163  * only passed one map entry, or (2) any of the input map entries
 164  * were invalid (start + size < start, meaning that the size was
 165  * so big the described memory range wrapped around through zero.)
 166  *
 167  *      Visually we're performing the following
 168  *      (1,2,3,4 = memory types)...
 169  *
 170  *      Sample memory map (w/overlaps):
 171  *         ____22__________________
 172  *         ______________________4_
 173  *         ____1111________________
 174  *         _44_____________________
 175  *         11111111________________
 176  *         ____________________33__
 177  *         ___________44___________
 178  *         __________33333_________
 179  *         ______________22________
 180  *         ___________________2222_
 181  *         _________111111111______
 182  *         _____________________11_
 183  *         _________________4______
 184  *
 185  *      Sanitized equivalent (no overlap):
 186  *         1_______________________
 187  *         _44_____________________
 188  *         ___1____________________
 189  *         ____22__________________
 190  *         ______11________________
 191  *         _________1______________
 192  *         __________3_____________
 193  *         ___________44___________
 194  *         _____________33_________
 195  *         _______________2________
 196  *         ________________1_______
 197  *         _________________4______
 198  *         ___________________2____
 199  *         ____________________33__
 200  *         ______________________4_
 201  */
 202
 203 int __init sanitize_e820_map(struct e820entry *biosmap, int max_nr_map,
 204                                 int *pnr_map)
 205 {
 206         struct change_member {
 207                 struct e820entry *pbios; /* pointer to original bios entry */
 208                 unsigned long long addr; /* address for this change point */
 209         };
 210         static struct change_member change_point_list[2*E820_X_MAX] __initdata;
 211         static struct change_member *change_point[2*E820_X_MAX] __initdata;
 212         static struct e820entry *overlap_list[E820_X_MAX] __initdata;
 213         static struct e820entry new_bios[E820_X_MAX] __initdata;
 214         struct change_member *change_tmp;
 215         unsigned long current_type, last_type;
 216         unsigned long long last_addr;
 217         int chgidx, still_changing;
 218         int overlap_entries;
 219         int new_bios_entry;
 220         int old_nr, new_nr, chg_nr;
 221         int i;
 222
 223         /* if there's only one memory region, don't bother */
 224         if (*pnr_map < 2)
 225                 return -1;
 226
 227         old_nr = *pnr_map;
 228         BUG_ON(old_nr > max_nr_map);
 229
 230         /* bail out if we find any unreasonable addresses in bios map */
 231         for (i = 0; i < old_nr; i++)
 232                 if (biosmap[i].addr + biosmap[i].size < biosmap[i].addr)
 233                         return -1;
 234
 235         /* create pointers for initial change-point information (for sorting) */
 236         for (i = 0; i < 2 * old_nr; i++)
 237                 change_point[i] = &change_point_list[i];
 238
 239         /* record all known change-points (starting and ending addresses),
 240            omitting those that are for empty memory regions */
 241         chgidx = 0;
 242         for (i = 0; i < old_nr; i++)    {
 243                 if (biosmap[i].size != 0) {
 244                         change_point[chgidx]->addr = biosmap[i].addr;
 245                         change_point[chgidx++]->pbios = &biosmap[i];
 246                         change_point[chgidx]->addr = biosmap[i].addr +
 247                                 biosmap[i].size;
 248                         change_point[chgidx++]->pbios = &biosmap[i];
 249                 }
 250         }
 251         chg_nr = chgidx;
 252
 253         /* sort change-point list by memory addresses (low -> high) */
 254         still_changing = 1;
 255         while (still_changing)  {
 256                 still_changing = 0;
 257                 for (i = 1; i < chg_nr; i++)  {
 258                         unsigned long long curaddr, lastaddr;
 259                         unsigned long long curpbaddr, lastpbaddr;
 260
 261                         curaddr = change_point[i]->addr;
 262                         lastaddr = change_point[i - 1]->addr;
 263                         curpbaddr = change_point[i]->pbios->addr;
 264                         lastpbaddr = change_point[i - 1]->pbios->addr;
 265
 266                         /*
 267                          * swap entries, when:
 268                          *
 269                          * curaddr > lastaddr or
 270                          * curaddr == lastaddr and curaddr == curpbaddr and
 271                          * lastaddr != lastpbaddr
 272                          */
 273                         if (curaddr < lastaddr ||
 274                             (curaddr == lastaddr && curaddr == curpbaddr &&
 275                              lastaddr != lastpbaddr)) {
 276                                 change_tmp = change_point[i];
 277                                 change_point[i] = change_point[i-1];
 278                                 change_point[i-1] = change_tmp;
 279                                 still_changing = 1;
 280                         }
 281                 }
 282         }
 283
 284         /* create a new bios memory map, removing overlaps */
 285         overlap_entries = 0;     /* number of entries in the overlap table */
 286         new_bios_entry = 0;      /* index for creating new bios map entries */
 287         last_type = 0;           /* start with undefined memory type */
 288         last_addr = 0;           /* start with 0 as last starting address */
 289
 290         /* loop through change-points, determining affect on the new bios map */
 291         for (chgidx = 0; chgidx < chg_nr; chgidx++) {
 292                 /* keep track of all overlapping bios entries */
 293                 if (change_point[chgidx]->addr ==
 294                     change_point[chgidx]->pbios->addr) {
 295                         /*
 296                          * add map entry to overlap list (> 1 entry
 297                          * implies an overlap)
 298                          */
 299                         overlap_list[overlap_entries++] =
 300                                 change_point[chgidx]->pbios;
 301                 } else {
 302                         /*
 303                          * remove entry from list (order independent,
 304                          * so swap with last)
 305                          */
 306                         for (i = 0; i < overlap_entries; i++) {
 307                                 if (overlap_list[i] ==
 308                                     change_point[chgidx]->pbios)
 309                                         overlap_list[i] =
 310                                                 overlap_list[overlap_entries-1];
 311                         }
 312                         overlap_entries--;
 313                 }
 314                 /*
 315                  * if there are overlapping entries, decide which
 316                  * "type" to use (larger value takes precedence --
 317                  * 1=usable, 2,3,4,4+=unusable)
 318                  */
 319                 current_type = 0;
 320                 for (i = 0; i < overlap_entries; i++)
 321                         if (overlap_list[i]->type > current_type)
 322                                 current_type = overlap_list[i]->type;
 323                 /*
 324                  * continue building up new bios map based on this
 325                  * information
 326                  */
 327                 if (current_type != last_type)  {
 328                         if (last_type != 0)      {
 329                                 new_bios[new_bios_entry].size =
 330                                         change_point[chgidx]->addr - last_addr;
 331                                 /*
 332                                  * move forward only if the new size
 333                                  * was non-zero
 334                                  */
 335                                 if (new_bios[new_bios_entry].size != 0)
 336                                         /*
 337                                          * no more space left for new
 338                                          * bios entries ?
 339                                          */
 340                                         if (++new_bios_entry >= max_nr_map)
 341                                                 break;
 342                         }
 343                         if (current_type != 0)  {
 344                                 new_bios[new_bios_entry].addr =
 345                                         change_point[chgidx]->addr;
 346                                 new_bios[new_bios_entry].type = current_type;
 347                                 last_addr = change_point[chgidx]->addr;
 348                         }
 349                         last_type = current_type;
 350                 }
 351         }
 352         /* retain count for new bios entries */
 353         new_nr = new_bios_entry;
 354
 355         /* copy new bios mapping into original location */
 356         memcpy(biosmap, new_bios, new_nr * sizeof(struct e820entry));
 357         *pnr_map = new_nr;
 358
 359         return 0;
 360 }
 361
 362 static int __init __copy_e820_map(struct e820entry *biosmap, int nr_map)
 363 {
 364         while (nr_map) {
 365                 u64 start = biosmap->addr;
 366                 u64 size = biosmap->size;
 367                 u64 end = start + size;
 368                 u32 type = biosmap->type;
 369
 370                 /* Overflow in 64 bits? Ignore the memory map. */
 371                 if (start > end)
 372                         return -1;
 373
 374                 e820_add_region(start, size, type);
 375
 376                 biosmap++;
 377                 nr_map--;
 378         }
 379         return 0;
 380 }
 381
 382 /*
 383  * Copy the BIOS e820 map into a safe place.
 384  *
 385  * Sanity-check it while we're at it..
 386  *
 387  * If we're lucky and live on a modern system, the setup code
 388  * will have given us a memory map that we can use to properly
 389  * set up memory.  If we aren't, we'll fake a memory map.
 390  */
 391 int __init copy_e820_map(struct e820entry *biosmap, int nr_map)
 392 {
 393         /* Only one memory region (or negative)? Ignore it */
 394         if (nr_map < 2)
 395                 return -1;
 396
 397         return __copy_e820_map(biosmap, nr_map);
 398 }
 399
 400 u64 __init e820_update_range(u64 start, u64 size, unsigned old_type,
 401                                 unsigned new_type)
 402 {
 403         int i;
 404         u64 real_updated_size = 0;
 405
 406         BUG_ON(old_type == new_type);
 407
 408         if (size > (ULLONG_MAX - start))
 409                 size = ULLONG_MAX - start;
 410
 411         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 412                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 413                 u64 final_start, final_end;
 414                 if (ei->type != old_type)
 415                         continue;
 416                 /* totally covered? */
 417                 if (ei->addr >= start &&
 418                     (ei->addr + ei->size) <= (start + size)) {
 419                         ei->type = new_type;
 420                         real_updated_size += ei->size;
 421                         continue;
 422                 }
 423                 /* partially covered */
 424                 final_start = max(start, ei->addr);
 425                 final_end = min(start + size, ei->addr + ei->size);
 426                 if (final_start >= final_end)
 427                         continue;
 428                 e820_add_region(final_start, final_end - final_start,
 429                                          new_type);
 430                 real_updated_size += final_end - final_start;
 431
 432                 ei->size -= final_end - final_start;
 433                 if (ei->addr < final_start)
 434                         continue;
 435                 ei->addr = final_end;
 436         }
 437         return real_updated_size;
 438 }
 439
 440 /* make e820 not cover the range */
 441 u64 __init e820_remove_range(u64 start, u64 size, unsigned old_type,
 442                              int checktype)
 443 {
 444         int i;
 445         u64 real_removed_size = 0;
 446
 447         if (size > (ULLONG_MAX - start))
 448                 size = ULLONG_MAX - start;
 449
 450         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 451                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 452                 u64 final_start, final_end;
 453
 454                 if (checktype && ei->type != old_type)
 455                         continue;
 456                 /* totally covered? */
 457                 if (ei->addr >= start &&
 458                     (ei->addr + ei->size) <= (start + size)) {
 459                         real_removed_size += ei->size;
 460                         memset(ei, 0, sizeof(struct e820entry));
 461                         continue;
 462                 }
 463                 /* partially covered */
 464                 final_start = max(start, ei->addr);
 465                 final_end = min(start + size, ei->addr + ei->size);
 466                 if (final_start >= final_end)
 467                         continue;
 468                 real_removed_size += final_end - final_start;
 469
 470                 ei->size -= final_end - final_start;
 471                 if (ei->addr < final_start)
 472                         continue;
 473                 ei->addr = final_end;
 474         }
 475         return real_removed_size;
 476 }
 477
 478 void __init update_e820(void)
 479 {
 480         int nr_map;
 481
 482         nr_map = e820.nr_map;
 483         if (sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &nr_map))
 484                 return;
 485         e820.nr_map = nr_map;
 486         printk(KERN_INFO "modified physical RAM map:\n");
 487         e820_print_map("modified");
 488 }
 489
 490 /*
 491  * Search for a gap in the e820 memory space from start_addr to 2^32.
 492  */
 493 __init int e820_search_gap(unsigned long *gapstart, unsigned long *gapsize,
 494                 unsigned long start_addr)
 495 {
 496         unsigned long long last = 0x100000000ull;
 497         int i = e820.nr_map;
 498         int found = 0;
 499
 500         while (--i >= 0) {
 501                 unsigned long long start = e820.map[i].addr;
 502                 unsigned long long end = start + e820.map[i].size;
 503
 504                 if (end < start_addr)
 505                         continue;
 506
 507                 /*
 508                  * Since "last" is at most 4GB, we know we'll
 509                  * fit in 32 bits if this condition is true
 510                  */
 511                 if (last > end) {
 512                         unsigned long gap = last - end;
 513
 514                         if (gap >= *gapsize) {
 515                                 *gapsize = gap;
 516                                 *gapstart = end;
 517                                 found = 1;
 518                         }
 519                 }
 520                 if (start < last)
 521                         last = start;
 522         }
 523         return found;
 524 }
 525
 526 /*
 527  * Search for the biggest gap in the low 32 bits of the e820
 528  * memory space.  We pass this space to PCI to assign MMIO resources
 529  * for hotplug or unconfigured devices in.
 530  * Hopefully the BIOS let enough space left.
 531  */
 532 __init void e820_setup_gap(void)
 533 {
 534         unsigned long gapstart, gapsize, round;
 535         int found;
 536
 537         gapstart = 0x10000000;
 538         gapsize = 0x400000;
 539         found  = e820_search_gap(&gapstart, &gapsize, 0);
 540
 541 #ifdef CONFIG_X86_64
 542         if (!found) {
 543                 gapstart = (max_pfn << PAGE_SHIFT) + 1024*1024;
 544                 printk(KERN_ERR "PCI: Warning: Cannot find a gap in the 32bit "
 545                        "address range\n"
 546                        KERN_ERR "PCI: Unassigned devices with 32bit resource "
 547                        "registers may break!\n");
 548         }
 549 #endif
 550
 551         /*
 552          * See how much we want to round up: start off with
 553          * rounding to the next 1MB area.
 554          */
 555         round = 0x100000;
 556         while ((gapsize >> 4) > round)
 557                 round += round;
 558         /* Fun with two's complement */
 559         pci_mem_start = (gapstart + round) & -round;
 560
 561         printk(KERN_INFO
 562                "Allocating PCI resources starting at %lx (gap: %lx:%lx)\n",
 563                pci_mem_start, gapstart, gapsize);
 564 }
 565
 566 /**
 567  * Because of the size limitation of struct boot_params, only first
 568  * 128 E820 memory entries are passed to kernel via
 569  * boot_params.e820_map, others are passed via SETUP_E820_EXT node of
 570  * linked list of struct setup_data, which is parsed here.
 571  */
 572 void __init parse_e820_ext(struct setup_data *sdata, unsigned long pa_data)
 573 {
 574         u32 map_len;
 575         int entries;
 576         struct e820entry *extmap;
 577
 578         entries = sdata->len / sizeof(struct e820entry);
 579         map_len = sdata->len + sizeof(struct setup_data);
 580         if (map_len > PAGE_SIZE)
 581                 sdata = early_ioremap(pa_data, map_len);
 582         extmap = (struct e820entry *)(sdata->data);
 583         __copy_e820_map(extmap, entries);
 584         sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
 585         if (map_len > PAGE_SIZE)
 586                 early_iounmap(sdata, map_len);
 587         printk(KERN_INFO "extended physical RAM map:\n");
 588         e820_print_map("extended");
 589 }
 590
 591 #if defined(CONFIG_X86_64) || \
 592         (defined(CONFIG_X86_32) && defined(CONFIG_HIBERNATION))
 593 /**
 594  * Find the ranges of physical addresses that do not correspond to
 595  * e820 RAM areas and mark the corresponding pages as nosave for
 596  * hibernation (32 bit) or software suspend and suspend to RAM (64 bit).
 597  *
 598  * This function requires the e820 map to be sorted and without any
 599  * overlapping entries and assumes the first e820 area to be RAM.
 600  */
 601 void __init e820_mark_nosave_regions(unsigned long limit_pfn)
 602 {
 603         int i;
 604         unsigned long pfn;
 605
 606         pfn = PFN_DOWN(e820.map[0].addr + e820.map[0].size);
 607         for (i = 1; i < e820.nr_map; i++) {
 608                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 609
 610                 if (pfn < PFN_UP(ei->addr))
 611                         register_nosave_region(pfn, PFN_UP(ei->addr));
 612
 613                 pfn = PFN_DOWN(ei->addr + ei->size);
 614                 if (ei->type != E820_RAM)
 615                         register_nosave_region(PFN_UP(ei->addr), pfn);
 616
 617                 if (pfn >= limit_pfn)
 618                         break;
 619         }
 620 }
 621 #endif
 622
 623 /*
 624  * Early reserved memory areas.
 625  */
 626 #define MAX_EARLY_RES 20
 627
 628 struct early_res {
 629         u64 start, end;
 630         char name[16];
 631         char overlap_ok;
 632 };
 633 static struct early_res early_res[MAX_EARLY_RES] __initdata = {
 634         { 0, PAGE_SIZE, "BIOS data page" },     /* BIOS data page */
 635 #if defined(CONFIG_X86_64) && defined(CONFIG_X86_TRAMPOLINE)
 636         { TRAMPOLINE_BASE, TRAMPOLINE_BASE + 2 * PAGE_SIZE, "TRAMPOLINE" },
 637 #endif
 638 #if defined(CONFIG_X86_32) && defined(CONFIG_SMP)
 639         /*
 640          * But first pinch a few for the stack/trampoline stuff
 641          * FIXME: Don't need the extra page at 4K, but need to fix
 642          * trampoline before removing it. (see the GDT stuff)
 643          */
 644         { PAGE_SIZE, PAGE_SIZE + PAGE_SIZE, "EX TRAMPOLINE" },
 645         /*
 646          * Has to be in very low memory so we can execute
 647          * real-mode AP code.
 648          */
 649         { TRAMPOLINE_BASE, TRAMPOLINE_BASE + PAGE_SIZE, "TRAMPOLINE" },
 650 #endif
 651         {}
 652 };
 653
 654 static int __init find_overlapped_early(u64 start, u64 end)
 655 {
 656         int i;
 657         struct early_res *r;
 658
 659         for (i = 0; i < MAX_EARLY_RES && early_res[i].end; i++) {
 660                 r = &early_res[i];
 661                 if (end > r->start && start < r->end)
 662                         break;
 663         }
 664
 665         return i;
 666 }
 667
 668 /*
 669  * Drop the i-th range from the early reservation map,
 670  * by copying any higher ranges down one over it, and
 671  * clearing what had been the last slot.
 672  */
 673 static void __init drop_range(int i)
 674 {
 675         int j;
 676
 677         for (j = i + 1; j < MAX_EARLY_RES && early_res[j].end; j++)
 678                 ;
 679
 680         memmove(&early_res[i], &early_res[i + 1],
 681                (j - 1 - i) * sizeof(struct early_res));
 682
 683         early_res[j - 1].end = 0;
 684 }
 685
 686 /*
 687  * Split any existing ranges that:
 688  *  1) are marked 'overlap_ok', and
 689  *  2) overlap with the stated range [start, end)
 690  * into whatever portion (if any) of the existing range is entirely
 691  * below or entirely above the stated range.  Drop the portion
 692  * of the existing range that overlaps with the stated range,
 693  * which will allow the caller of this routine to then add that
 694  * stated range without conflicting with any existing range.
 695  */
 696 static void __init drop_overlaps_that_are_ok(u64 start, u64 end)
 697 {
 698         int i;
 699         struct early_res *r;
 700         u64 lower_start, lower_end;
 701         u64 upper_start, upper_end;
 702         char name[16];
 703
 704         for (i = 0; i < MAX_EARLY_RES && early_res[i].end; i++) {
 705                 r = &early_res[i];
 706
 707                 /* Continue past non-overlapping ranges */
 708                 if (end <= r->start || start >= r->end)
 709                         continue;
 710
 711                 /*
 712                  * Leave non-ok overlaps as is; let caller
 713                  * panic "Overlapping early reservations"
 714                  * when it hits this overlap.
 715                  */
 716                 if (!r->overlap_ok)
 717                         return;
 718
 719                 /*
 720                  * We have an ok overlap.  We will drop it from the early
 721                  * reservation map, and add back in any non-overlapping
 722                  * portions (lower or upper) as separate, overlap_ok,
 723                  * non-overlapping ranges.
 724                  */
 725
 726                 /* 1. Note any non-overlapping (lower or upper) ranges. */
 727                 strncpy(name, r->name, sizeof(name) - 1);
 728
 729                 lower_start = lower_end = 0;
 730                 upper_start = upper_end = 0;
 731                 if (r->start < start) {
 732                         lower_start = r->start;
 733                         lower_end = start;
 734                 }
 735                 if (r->end > end) {
 736                         upper_start = end;
 737                         upper_end = r->end;
 738                 }
 739
 740                 /* 2. Drop the original ok overlapping range */
 741                 drop_range(i);
 742
 743                 i--;            /* resume for-loop on copied down entry */
 744
 745                 /* 3. Add back in any non-overlapping ranges. */
 746                 if (lower_end)
 747                         reserve_early_overlap_ok(lower_start, lower_end, name);
 748                 if (upper_end)
 749                         reserve_early_overlap_ok(upper_start, upper_end, name);
 750         }
 751 }
 752
 753 static void __init __reserve_early(u64 start, u64 end, char *name,
 754                                                 int overlap_ok)
 755 {
 756         int i;
 757         struct early_res *r;
 758
 759         i = find_overlapped_early(start, end);
 760         if (i >= MAX_EARLY_RES)
 761                 panic("Too many early reservations");
 762         r = &early_res[i];
 763         if (r->end)
 764                 panic("Overlapping early reservations "
 765                       "%llx-%llx %s to %llx-%llx %s\n",
 766                       start, end - 1, name?name:"", r->start,
 767                       r->end - 1, r->name);
 768         r->start = start;
 769         r->end = end;
 770         r->overlap_ok = overlap_ok;
 771         if (name)
 772                 strncpy(r->name, name, sizeof(r->name) - 1);
 773 }
 774
 775 /*
 776  * A few early reservtations come here.
 777  *
 778  * The 'overlap_ok' in the name of this routine does -not- mean it
 779  * is ok for these reservations to overlap an earlier reservation.
 780  * Rather it means that it is ok for subsequent reservations to
 781  * overlap this one.
 782  *
 783  * Use this entry point to reserve early ranges when you are doing
 784  * so out of "Paranoia", reserving perhaps more memory than you need,
 785  * just in case, and don't mind a subsequent overlapping reservation
 786  * that is known to be needed.
 787  *
 788  * The drop_overlaps_that_are_ok() call here isn't really needed.
 789  * It would be needed if we had two colliding 'overlap_ok'
 790  * reservations, so that the second such would not panic on the
 791  * overlap with the first.  We don't have any such as of this
 792  * writing, but might as well tolerate such if it happens in
 793  * the future.
 794  */
 795 void __init reserve_early_overlap_ok(u64 start, u64 end, char *name)
 796 {
 797         drop_overlaps_that_are_ok(start, end);
 798         __reserve_early(start, end, name, 1);
 799 }
 800
 801 /*
 802  * Most early reservations come here.
 803  *
 804  * We first have drop_overlaps_that_are_ok() drop any pre-existing
 805  * 'overlap_ok' ranges, so that we can then reserve this memory
 806  * range without risk of panic'ing on an overlapping overlap_ok
 807  * early reservation.
 808  */
 809 void __init reserve_early(u64 start, u64 end, char *name)
 810 {
 811         drop_overlaps_that_are_ok(start, end);
 812         __reserve_early(start, end, name, 0);
 813 }
 814
 815 void __init free_early(u64 start, u64 end)
 816 {
 817         struct early_res *r;
 818         int i;
 819
 820         i = find_overlapped_early(start, end);
 821         r = &early_res[i];
 822         if (i >= MAX_EARLY_RES || r->end != end || r->start != start)
 823                 panic("free_early on not reserved area: %llx-%llx!",
 824                          start, end - 1);
 825
 826         drop_range(i);
 827 }
 828
 829 void __init early_res_to_bootmem(u64 start, u64 end)
 830 {
 831         int i;
 832         u64 final_start, final_end;
 833         for (i = 0; i < MAX_EARLY_RES && early_res[i].end; i++) {
 834                 struct early_res *r = &early_res[i];
 835                 final_start = max(start, r->start);
 836                 final_end = min(end, r->end);
 837                 if (final_start >= final_end)
 838                         continue;
 839                 printk(KERN_INFO "  early res: %d [%llx-%llx] %s\n", i,
 840                         final_start, final_end - 1, r->name);
 841                 reserve_bootmem_generic(final_start, final_end - final_start,
 842                                 BOOTMEM_DEFAULT);
 843         }
 844 }
 845
 846 /* Check for already reserved areas */
 847 static inline int __init bad_addr(u64 *addrp, u64 size, u64 align)
 848 {
 849         int i;
 850         u64 addr = *addrp;
 851         int changed = 0;
 852         struct early_res *r;
 853 again:
 854         i = find_overlapped_early(addr, addr + size);
 855         r = &early_res[i];
 856         if (i < MAX_EARLY_RES && r->end) {
 857                 *addrp = addr = round_up(r->end, align);
 858                 changed = 1;
 859                 goto again;
 860         }
 861         return changed;
 862 }
 863
 864 /* Check for already reserved areas */
 865 static inline int __init bad_addr_size(u64 *addrp, u64 *sizep, u64 align)
 866 {
 867         int i;
 868         u64 addr = *addrp, last;
 869         u64 size = *sizep;
 870         int changed = 0;
 871 again:
 872         last = addr + size;
 873         for (i = 0; i < MAX_EARLY_RES && early_res[i].end; i++) {
 874                 struct early_res *r = &early_res[i];
 875                 if (last > r->start && addr < r->start) {
 876                         size = r->start - addr;
 877                         changed = 1;
 878                         goto again;
 879                 }
 880                 if (last > r->end && addr < r->end) {
 881                         addr = round_up(r->end, align);
 882                         size = last - addr;
 883                         changed = 1;
 884                         goto again;
 885                 }
 886                 if (last <= r->end && addr >= r->start) {
 887                         (*sizep)++;
 888                         return 0;
 889                 }
 890         }
 891         if (changed) {
 892                 *addrp = addr;
 893                 *sizep = size;
 894         }
 895         return changed;
 896 }
 897
 898 /*
 899  * Find a free area with specified alignment in a specific range.
 900  */
 901 u64 __init find_e820_area(u64 start, u64 end, u64 size, u64 align)
 902 {
 903         int i;
 904
 905         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 906                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 907                 u64 addr, last;
 908                 u64 ei_last;
 909
 910                 if (ei->type != E820_RAM)
 911                         continue;
 912                 addr = round_up(ei->addr, align);
 913                 ei_last = ei->addr + ei->size;
 914                 if (addr < start)
 915                         addr = round_up(start, align);
 916                 if (addr >= ei_last)
 917                         continue;
 918                 while (bad_addr(&addr, size, align) && addr+size <= ei_last)
 919                         ;
 920                 last = addr + size;
 921                 if (last > ei_last)
 922                         continue;
 923                 if (last > end)
 924                         continue;
 925                 return addr;
 926         }
 927         return -1ULL;
 928 }
 929
 930 /*
 931  * Find next free range after *start
 932  */
 933 u64 __init find_e820_area_size(u64 start, u64 *sizep, u64 align)
 934 {
 935         int i;
 936
 937         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 938                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 939                 u64 addr, last;
 940                 u64 ei_last;
 941
 942                 if (ei->type != E820_RAM)
 943                         continue;
 944                 addr = round_up(ei->addr, align);
 945                 ei_last = ei->addr + ei->size;
 946                 if (addr < start)
 947                         addr = round_up(start, align);
 948                 if (addr >= ei_last)
 949                         continue;
 950                 *sizep = ei_last - addr;
 951                 while (bad_addr_size(&addr, sizep, align) &&
 952                         addr + *sizep <= ei_last)
 953                         ;
 954                 last = addr + *sizep;
 955                 if (last > ei_last)
 956                         continue;
 957                 return addr;
 958         }
 959         return -1UL;
 960
 961 }
 962
 963 /*
 964  * pre allocated 4k and reserved it in e820
 965  */
 966 u64 __init early_reserve_e820(u64 startt, u64 sizet, u64 align)
 967 {
 968         u64 size = 0;
 969         u64 addr;
 970         u64 start;
 971
 972         start = startt;
 973         while (size < sizet)
 974                 start = find_e820_area_size(start, &size, align);
 975
 976         if (size < sizet)
 977                 return 0;
 978
 979         addr = round_down(start + size - sizet, align);
 980         e820_update_range(addr, sizet, E820_RAM, E820_RESERVED);
 981         printk(KERN_INFO "update e820 for early_reserve_e820\n");
 982         update_e820();
 983
 984         return addr;
 985 }
 986
 987 #ifdef CONFIG_X86_32
 988 # ifdef CONFIG_X86_PAE
 989 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(36-PAGE_SHIFT))
 990 # else
 991 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(32-PAGE_SHIFT))
 992 # endif
 993 #else /* CONFIG_X86_32 */
 994 # define MAX_ARCH_PFN MAXMEM>>PAGE_SHIFT
 995 #endif
 996
 997 /*
 998  * Last pfn which the user wants to use.
 999  */
1000 unsigned long __initdata end_user_pfn = MAX_ARCH_PFN;
1001
1002 /*
1003  * Find the highest page frame number we have available
1004  */
1005 unsigned long __init e820_end_of_ram(void)
1006 {
1007         unsigned long last_pfn;
1008         unsigned long max_arch_pfn = MAX_ARCH_PFN;
1009
1010         last_pfn = find_max_pfn_with_active_regions();
1011
1012         if (last_pfn > max_arch_pfn)
1013                 last_pfn = max_arch_pfn;
1014         if (last_pfn > end_user_pfn)
1015                 last_pfn = end_user_pfn;
1016
1017         printk(KERN_INFO "last_pfn = 0x%lx max_arch_pfn = 0x%lx\n",
1018                          last_pfn, max_arch_pfn);
1019         return last_pfn;
1020 }
1021
1022 /*
1023  * Finds an active region in the address range from start_pfn to last_pfn and
1024  * returns its range in ei_startpfn and ei_endpfn for the e820 entry.
1025  */
1026 int __init e820_find_active_region(const struct e820entry *ei,
1027                                   unsigned long start_pfn,
1028                                   unsigned long last_pfn,
1029                                   unsigned long *ei_startpfn,
1030                                   unsigned long *ei_endpfn)
1031 {
1032         u64 align = PAGE_SIZE;
1033
1034         *ei_startpfn = round_up(ei->addr, align) >> PAGE_SHIFT;
1035         *ei_endpfn = round_down(ei->addr + ei->size, align) >> PAGE_SHIFT;
1036
1037         /* Skip map entries smaller than a page */
1038         if (*ei_startpfn >= *ei_endpfn)
1039                 return 0;
1040
1041         /* Skip if map is outside the node */
1042         if (ei->type != E820_RAM || *ei_endpfn <= start_pfn ||
1043                                     *ei_startpfn >= last_pfn)
1044                 return 0;
1045
1046         /* Check for overlaps */
1047         if (*ei_startpfn < start_pfn)
1048                 *ei_startpfn = start_pfn;
1049         if (*ei_endpfn > last_pfn)
1050                 *ei_endpfn = last_pfn;
1051
1052         /* Obey end_user_pfn to save on memmap */
1053         if (*ei_startpfn >= end_user_pfn)
1054                 return 0;
1055         if (*ei_endpfn > end_user_pfn)
1056                 *ei_endpfn = end_user_pfn;
1057
1058         return 1;
1059 }
1060
1061 /* Walk the e820 map and register active regions within a node */
1062 void __init e820_register_active_regions(int nid, unsigned long start_pfn,
1063                                          unsigned long last_pfn)
1064 {
1065         unsigned long ei_startpfn;
1066         unsigned long ei_endpfn;
1067         int i;
1068
1069         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++)
1070                 if (e820_find_active_region(&e820.map[i],
1071                                             start_pfn, last_pfn,
1072                                             &ei_startpfn, &ei_endpfn))
1073                         add_active_range(nid, ei_startpfn, ei_endpfn);
1074 }
1075
1076 /*
1077  * Find the hole size (in bytes) in the memory range.
1078  * @start: starting address of the memory range to scan
1079  * @end: ending address of the memory range to scan
1080  */
1081 u64 __init e820_hole_size(u64 start, u64 end)
1082 {
1083         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
1084         unsigned long last_pfn = end >> PAGE_SHIFT;
1085         unsigned long ei_startpfn, ei_endpfn, ram = 0;
1086         int i;
1087
1088         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1089                 if (e820_find_active_region(&e820.map[i],
1090                                             start_pfn, last_pfn,
1091                                             &ei_startpfn, &ei_endpfn))
1092                         ram += ei_endpfn - ei_startpfn;
1093         }
1094         return end - start - ((u64)ram << PAGE_SHIFT);
1095 }
1096
1097 static void early_panic(char *msg)
1098 {
1099         early_printk(msg);
1100         panic(msg);
1101 }
1102
1103 /* "mem=nopentium" disables the 4MB page tables. */
1104 static int __init parse_memopt(char *p)
1105 {
1106         u64 mem_size;
1107
1108         if (!p)
1109                 return -EINVAL;
1110
1111 #ifdef CONFIG_X86_32
1112         if (!strcmp(p, "nopentium")) {
1113                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_PSE);
1114                 return 0;
1115         }
1116 #endif
1117
1118         mem_size = memparse(p, &p);
1119         end_user_pfn = mem_size>>PAGE_SHIFT;
1120         return 0;
1121 }
1122 early_param("mem", parse_memopt);
1123
1124 static int userdef __initdata;
1125
1126 static int __init parse_memmap_opt(char *p)
1127 {
1128         char *oldp;
1129         u64 start_at, mem_size;
1130
1131         if (!strcmp(p, "exactmap")) {
1132 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
1133                 /*
1134                  * If we are doing a crash dump, we still need to know
1135                  * the real mem size before original memory map is
1136                  * reset.
1137                  */
1138                 e820_register_active_regions(0, 0, -1UL);
1139                 saved_max_pfn = e820_end_of_ram();
1140                 remove_all_active_ranges();
1141 #endif
1142                 e820.nr_map = 0;
1143                 userdef = 1;
1144                 return 0;
1145         }
1146
1147         oldp = p;
1148         mem_size = memparse(p, &p);
1149         if (p == oldp)
1150                 return -EINVAL;
1151
1152         userdef = 1;
1153         if (*p == '@') {
1154                 start_at = memparse(p+1, &p);
1155                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_RAM);
1156         } else if (*p == '#') {
1157                 start_at = memparse(p+1, &p);
1158                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_ACPI);
1159         } else if (*p == '$') {
1160                 start_at = memparse(p+1, &p);
1161                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_RESERVED);
1162         } else {
1163                 end_user_pfn = (mem_size >> PAGE_SHIFT);
1164         }
1165         return *p == '\0' ? 0 : -EINVAL;
1166 }
1167 early_param("memmap", parse_memmap_opt);
1168
1169 void __init finish_e820_parsing(void)
1170 {
1171         if (userdef) {
1172                 int nr = e820.nr_map;
1173
1174                 if (sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &nr) < 0)
1175                         early_panic("Invalid user supplied memory map");
1176                 e820.nr_map = nr;
1177
1178                 printk(KERN_INFO "user-defined physical RAM map:\n");
1179                 e820_print_map("user");
1180         }
1181 }
1182
1183 /*
1184  * Mark e820 reserved areas as busy for the resource manager.
1185  */
1186 void __init e820_reserve_resources(void)
1187 {
1188         int i;
1189         struct resource *res;
1190
1191         res = alloc_bootmem_low(sizeof(struct resource) * e820.nr_map);
1192         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1193                 switch (e820.map[i].type) {
1194                 case E820_RAM:  res->name = "System RAM"; break;
1195                 case E820_ACPI: res->name = "ACPI Tables"; break;
1196                 case E820_NVS:  res->name = "ACPI Non-volatile Storage"; break;
1197                 default:        res->name = "reserved";
1198                 }
1199                 res->start = e820.map[i].addr;
1200                 res->end = res->start + e820.map[i].size - 1;
1201 #ifndef CONFIG_RESOURCES_64BIT
1202                 if (res->end > 0x100000000ULL) {
1203                         res++;
1204                         continue;
1205                 }
1206 #endif
1207                 res->flags = IORESOURCE_MEM | IORESOURCE_BUSY;
1208                 insert_resource(&iomem_resource, res);
1209                 res++;
1210         }
1211 }
1212
1213 char *__init default_machine_specific_memory_setup(void)
1214 {
1215         char *who = "BIOS-e820";
1216         int new_nr;
1217         /*
1218          * Try to copy the BIOS-supplied E820-map.
1219          *
1220          * Otherwise fake a memory map; one section from 0k->640k,
1221          * the next section from 1mb->appropriate_mem_k
1222          */
1223         new_nr = boot_params.e820_entries;
1224         sanitize_e820_map(boot_params.e820_map,
1225                         ARRAY_SIZE(boot_params.e820_map),
1226                         &new_nr);
1227         boot_params.e820_entries = new_nr;
1228         if (copy_e820_map(boot_params.e820_map, boot_params.e820_entries) < 0) {
1229                 u64 mem_size;
1230
1231                 /* compare results from other methods and take the greater */
1232                 if (boot_params.alt_mem_k
1233                     < boot_params.screen_info.ext_mem_k) {
1234                         mem_size = boot_params.screen_info.ext_mem_k;
1235                         who = "BIOS-88";
1236                 } else {
1237                         mem_size = boot_params.alt_mem_k;
1238                         who = "BIOS-e801";
1239                 }
1240
1241                 e820.nr_map = 0;
1242                 e820_add_region(0, LOWMEMSIZE(), E820_RAM);
1243                 e820_add_region(HIGH_MEMORY, mem_size << 10, E820_RAM);
1244         }
1245
1246         /* In case someone cares... */
1247         return who;
1248 }
1249
1250 char *__init __attribute__((weak)) machine_specific_memory_setup(void)
1251 {
1252         return default_machine_specific_memory_setup();
1253 }
1254
1255 /* Overridden in paravirt.c if CONFIG_PARAVIRT */
1256 char * __init __attribute__((weak)) memory_setup(void)
1257 {
1258         return machine_specific_memory_setup();
1259 }
1260
1261 void __init setup_memory_map(void)
1262 {
1263         printk(KERN_INFO "BIOS-provided physical RAM map:\n");
1264         e820_print_map(memory_setup());
1265 }
1266
1267 #ifdef CONFIG_X86_64
1268 int __init arch_get_ram_range(int slot, u64 *addr, u64 *size)
1269 {
1270         int i;
1271
1272         if (slot < 0 || slot >= e820.nr_map)
1273                 return -1;
1274         for (i = slot; i < e820.nr_map; i++) {
1275                 if (e820.map[i].type != E820_RAM)
1276                         continue;
1277                 break;
1278         }
1279         if (i == e820.nr_map || e820.map[i].addr > (max_pfn << PAGE_SHIFT))
1280                 return -1;
1281         *addr = e820.map[i].addr;
1282         *size = min_t(u64, e820.map[i].size + e820.map[i].addr,
1283                 max_pfn << PAGE_SHIFT) - *addr;
1284         return i + 1;
1285 }
1286 #endif