x86: cleanup e820_setup_gap(), v2
[linux-2.6] / arch / x86 / kernel / e820.c
1 /*
2  * Handle the memory map.
3  * The functions here do the job until bootmem takes over.
4  *
5  *  Getting sanitize_e820_map() in sync with i386 version by applying change:
6  *  -  Provisions for empty E820 memory regions (reported by certain BIOSes).
7  *     Alex Achenbach <xela@slit.de>, December 2002.
8  *  Venkatesh Pallipadi <venkatesh.pallipadi@intel.com>
9  *
10  */
11 #include <linux/kernel.h>
12 #include <linux/types.h>
13 #include <linux/init.h>
14 #include <linux/bootmem.h>
15 #include <linux/ioport.h>
16 #include <linux/string.h>
17 #include <linux/kexec.h>
18 #include <linux/module.h>
19 #include <linux/mm.h>
20 #include <linux/pfn.h>
21 #include <linux/suspend.h>
22
23 #include <asm/pgtable.h>
24 #include <asm/page.h>
25 #include <asm/e820.h>
26 #include <asm/proto.h>
27 #include <asm/setup.h>
28 #include <asm/trampoline.h>
29
30 struct e820map e820;
31
32 /* For PCI or other memory-mapped resources */
33 unsigned long pci_mem_start = 0xaeedbabe;
34 #ifdef CONFIG_PCI
35 EXPORT_SYMBOL(pci_mem_start);
36 #endif
37
38 /*
39  * This function checks if any part of the range <start,end> is mapped
40  * with type.
41  */
42 int
43 e820_any_mapped(u64 start, u64 end, unsigned type)
44 {
45         int i;
46
47         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
48                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
49
50                 if (type && ei->type != type)
51                         continue;
52                 if (ei->addr >= end || ei->addr + ei->size <= start)
53                         continue;
54                 return 1;
55         }
56         return 0;
57 }
58 EXPORT_SYMBOL_GPL(e820_any_mapped);
59
60 /*
61  * This function checks if the entire range <start,end> is mapped with type.
62  *
63  * Note: this function only works correct if the e820 table is sorted and
64  * not-overlapping, which is the case
65  */
66 int __init e820_all_mapped(u64 start, u64 end, unsigned type)
67 {
68         int i;
69
70         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
71                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
72
73                 if (type && ei->type != type)
74                         continue;
75                 /* is the region (part) in overlap with the current region ?*/
76                 if (ei->addr >= end || ei->addr + ei->size <= start)
77                         continue;
78
79                 /* if the region is at the beginning of <start,end> we move
80                  * start to the end of the region since it's ok until there
81                  */
82                 if (ei->addr <= start)
83                         start = ei->addr + ei->size;
84                 /*
85                  * if start is now at or beyond end, we're done, full
86                  * coverage
87                  */
88                 if (start >= end)
89                         return 1;
90         }
91         return 0;
92 }
93
94 /*
95  * Add a memory region to the kernel e820 map.
96  */
97 void __init e820_add_region(u64 start, u64 size, int type)
98 {
99         int x = e820.nr_map;
100
101         if (x == ARRAY_SIZE(e820.map)) {
102                 printk(KERN_ERR "Ooops! Too many entries in the memory map!\n");
103                 return;
104         }
105
106         e820.map[x].addr = start;
107         e820.map[x].size = size;
108         e820.map[x].type = type;
109         e820.nr_map++;
110 }
111
112 void __init e820_print_map(char *who)
113 {
114         int i;
115
116         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
117                 printk(KERN_INFO " %s: %016Lx - %016Lx ", who,
118                        (unsigned long long) e820.map[i].addr,
119                        (unsigned long long)
120                        (e820.map[i].addr + e820.map[i].size));
121                 switch (e820.map[i].type) {
122                 case E820_RAM:
123                 case E820_RESERVED_KERN:
124                         printk(KERN_CONT "(usable)\n");
125                         break;
126                 case E820_RESERVED:
127                         printk(KERN_CONT "(reserved)\n");
128                         break;
129                 case E820_ACPI:
130                         printk(KERN_CONT "(ACPI data)\n");
131                         break;
132                 case E820_NVS:
133                         printk(KERN_CONT "(ACPI NVS)\n");
134                         break;
135                 default:
136                         printk(KERN_CONT "type %u\n", e820.map[i].type);
137                         break;
138                 }
139         }
140 }
141
142 /*
143  * Sanitize the BIOS e820 map.
144  *
145  * Some e820 responses include overlapping entries. The following
146  * replaces the original e820 map with a new one, removing overlaps,
147  * and resolving conflicting memory types in favor of highest
148  * numbered type.
149  *
150  * The input parameter biosmap points to an array of 'struct
151  * e820entry' which on entry has elements in the range [0, *pnr_map)
152  * valid, and which has space for up to max_nr_map entries.
153  * On return, the resulting sanitized e820 map entries will be in
154  * overwritten in the same location, starting at biosmap.
155  *
156  * The integer pointed to by pnr_map must be valid on entry (the
157  * current number of valid entries located at biosmap) and will
158  * be updated on return, with the new number of valid entries
159  * (something no more than max_nr_map.)
160  *
161  * The return value from sanitize_e820_map() is zero if it
162  * successfully 'sanitized' the map entries passed in, and is -1
163  * if it did nothing, which can happen if either of (1) it was
164  * only passed one map entry, or (2) any of the input map entries
165  * were invalid (start + size < start, meaning that the size was
166  * so big the described memory range wrapped around through zero.)
167  *
168  *      Visually we're performing the following
169  *      (1,2,3,4 = memory types)...
170  *
171  *      Sample memory map (w/overlaps):
172  *         ____22__________________
173  *         ______________________4_
174  *         ____1111________________
175  *         _44_____________________
176  *         11111111________________
177  *         ____________________33__
178  *         ___________44___________
179  *         __________33333_________
180  *         ______________22________
181  *         ___________________2222_
182  *         _________111111111______
183  *         _____________________11_
184  *         _________________4______
185  *
186  *      Sanitized equivalent (no overlap):
187  *         1_______________________
188  *         _44_____________________
189  *         ___1____________________
190  *         ____22__________________
191  *         ______11________________
192  *         _________1______________
193  *         __________3_____________
194  *         ___________44___________
195  *         _____________33_________
196  *         _______________2________
197  *         ________________1_______
198  *         _________________4______
199  *         ___________________2____
200  *         ____________________33__
201  *         ______________________4_
202  */
203
204 int __init sanitize_e820_map(struct e820entry *biosmap, int max_nr_map,
205                                 int *pnr_map)
206 {
207         struct change_member {
208                 struct e820entry *pbios; /* pointer to original bios entry */
209                 unsigned long long addr; /* address for this change point */
210         };
211         static struct change_member change_point_list[2*E820_X_MAX] __initdata;
212         static struct change_member *change_point[2*E820_X_MAX] __initdata;
213         static struct e820entry *overlap_list[E820_X_MAX] __initdata;
214         static struct e820entry new_bios[E820_X_MAX] __initdata;
215         struct change_member *change_tmp;
216         unsigned long current_type, last_type;
217         unsigned long long last_addr;
218         int chgidx, still_changing;
219         int overlap_entries;
220         int new_bios_entry;
221         int old_nr, new_nr, chg_nr;
222         int i;
223
224         /* if there's only one memory region, don't bother */
225         if (*pnr_map < 2)
226                 return -1;
227
228         old_nr = *pnr_map;
229         BUG_ON(old_nr > max_nr_map);
230
231         /* bail out if we find any unreasonable addresses in bios map */
232         for (i = 0; i < old_nr; i++)
233                 if (biosmap[i].addr + biosmap[i].size < biosmap[i].addr)
234                         return -1;
235
236         /* create pointers for initial change-point information (for sorting) */
237         for (i = 0; i < 2 * old_nr; i++)
238                 change_point[i] = &change_point_list[i];
239
240         /* record all known change-points (starting and ending addresses),
241            omitting those that are for empty memory regions */
242         chgidx = 0;
243         for (i = 0; i < old_nr; i++)    {
244                 if (biosmap[i].size != 0) {
245                         change_point[chgidx]->addr = biosmap[i].addr;
246                         change_point[chgidx++]->pbios = &biosmap[i];
247                         change_point[chgidx]->addr = biosmap[i].addr +
248                                 biosmap[i].size;
249                         change_point[chgidx++]->pbios = &biosmap[i];
250                 }
251         }
252         chg_nr = chgidx;
253
254         /* sort change-point list by memory addresses (low -> high) */
255         still_changing = 1;
256         while (still_changing)  {
257                 still_changing = 0;
258                 for (i = 1; i < chg_nr; i++)  {
259                         unsigned long long curaddr, lastaddr;
260                         unsigned long long curpbaddr, lastpbaddr;
261
262                         curaddr = change_point[i]->addr;
263                         lastaddr = change_point[i - 1]->addr;
264                         curpbaddr = change_point[i]->pbios->addr;
265                         lastpbaddr = change_point[i - 1]->pbios->addr;
266
267                         /*
268                          * swap entries, when:
269                          *
270                          * curaddr > lastaddr or
271                          * curaddr == lastaddr and curaddr == curpbaddr and
272                          * lastaddr != lastpbaddr
273                          */
274                         if (curaddr < lastaddr ||
275                             (curaddr == lastaddr && curaddr == curpbaddr &&
276                              lastaddr != lastpbaddr)) {
277                                 change_tmp = change_point[i];
278                                 change_point[i] = change_point[i-1];
279                                 change_point[i-1] = change_tmp;
280                                 still_changing = 1;
281                         }
282                 }
283         }
284
285         /* create a new bios memory map, removing overlaps */
286         overlap_entries = 0;     /* number of entries in the overlap table */
287         new_bios_entry = 0;      /* index for creating new bios map entries */
288         last_type = 0;           /* start with undefined memory type */
289         last_addr = 0;           /* start with 0 as last starting address */
290
291         /* loop through change-points, determining affect on the new bios map */
292         for (chgidx = 0; chgidx < chg_nr; chgidx++) {
293                 /* keep track of all overlapping bios entries */
294                 if (change_point[chgidx]->addr ==
295                     change_point[chgidx]->pbios->addr) {
296                         /*
297                          * add map entry to overlap list (> 1 entry
298                          * implies an overlap)
299                          */
300                         overlap_list[overlap_entries++] =
301                                 change_point[chgidx]->pbios;
302                 } else {
303                         /*
304                          * remove entry from list (order independent,
305                          * so swap with last)
306                          */
307                         for (i = 0; i < overlap_entries; i++) {
308                                 if (overlap_list[i] ==
309                                     change_point[chgidx]->pbios)
310                                         overlap_list[i] =
311                                                 overlap_list[overlap_entries-1];
312                         }
313                         overlap_entries--;
314                 }
315                 /*
316                  * if there are overlapping entries, decide which
317                  * "type" to use (larger value takes precedence --
318                  * 1=usable, 2,3,4,4+=unusable)
319                  */
320                 current_type = 0;
321                 for (i = 0; i < overlap_entries; i++)
322                         if (overlap_list[i]->type > current_type)
323                                 current_type = overlap_list[i]->type;
324                 /*
325                  * continue building up new bios map based on this
326                  * information
327                  */
328                 if (current_type != last_type)  {
329                         if (last_type != 0)      {
330                                 new_bios[new_bios_entry].size =
331                                         change_point[chgidx]->addr - last_addr;
332                                 /*
333                                  * move forward only if the new size
334                                  * was non-zero
335                                  */
336                                 if (new_bios[new_bios_entry].size != 0)
337                                         /*
338                                          * no more space left for new
339                                          * bios entries ?
340                                          */
341                                         if (++new_bios_entry >= max_nr_map)
342                                                 break;
343                         }
344                         if (current_type != 0)  {
345                                 new_bios[new_bios_entry].addr =
346                                         change_point[chgidx]->addr;
347                                 new_bios[new_bios_entry].type = current_type;
348                                 last_addr = change_point[chgidx]->addr;
349                         }
350                         last_type = current_type;
351                 }
352         }
353         /* retain count for new bios entries */
354         new_nr = new_bios_entry;
355
356         /* copy new bios mapping into original location */
357         memcpy(biosmap, new_bios, new_nr * sizeof(struct e820entry));
358         *pnr_map = new_nr;
359
360         return 0;
361 }
362
363 static int __init __copy_e820_map(struct e820entry *biosmap, int nr_map)
364 {
365         while (nr_map) {
366                 u64 start = biosmap->addr;
367                 u64 size = biosmap->size;
368                 u64 end = start + size;
369                 u32 type = biosmap->type;
370
371                 /* Overflow in 64 bits? Ignore the memory map. */
372                 if (start > end)
373                         return -1;
374
375                 e820_add_region(start, size, type);
376
377                 biosmap++;
378                 nr_map--;
379         }
380         return 0;
381 }
382
383 /*
384  * Copy the BIOS e820 map into a safe place.
385  *
386  * Sanity-check it while we're at it..
387  *
388  * If we're lucky and live on a modern system, the setup code
389  * will have given us a memory map that we can use to properly
390  * set up memory.  If we aren't, we'll fake a memory map.
391  */
392 int __init copy_e820_map(struct e820entry *biosmap, int nr_map)
393 {
394         /* Only one memory region (or negative)? Ignore it */
395         if (nr_map < 2)
396                 return -1;
397
398         return __copy_e820_map(biosmap, nr_map);
399 }
400
401 u64 __init e820_update_range(u64 start, u64 size, unsigned old_type,
402                                 unsigned new_type)
403 {
404         int i;
405         u64 real_updated_size = 0;
406
407         BUG_ON(old_type == new_type);
408
409         if (size > (ULLONG_MAX - start))
410                 size = ULLONG_MAX - start;
411
412         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
413                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
414                 u64 final_start, final_end;
415                 if (ei->type != old_type)
416                         continue;
417                 /* totally covered? */
418                 if (ei->addr >= start &&
419                     (ei->addr + ei->size) <= (start + size)) {
420                         ei->type = new_type;
421                         real_updated_size += ei->size;
422                         continue;
423                 }
424                 /* partially covered */
425                 final_start = max(start, ei->addr);
426                 final_end = min(start + size, ei->addr + ei->size);
427                 if (final_start >= final_end)
428                         continue;
429                 e820_add_region(final_start, final_end - final_start,
430                                          new_type);
431                 real_updated_size += final_end - final_start;
432
433                 ei->size -= final_end - final_start;
434                 if (ei->addr < final_start)
435                         continue;
436                 ei->addr = final_end;
437         }
438         return real_updated_size;
439 }
440
441 /* make e820 not cover the range */
442 u64 __init e820_remove_range(u64 start, u64 size, unsigned old_type,
443                              int checktype)
444 {
445         int i;
446         u64 real_removed_size = 0;
447
448         if (size > (ULLONG_MAX - start))
449                 size = ULLONG_MAX - start;
450
451         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
452                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
453                 u64 final_start, final_end;
454
455                 if (checktype && ei->type != old_type)
456                         continue;
457                 /* totally covered? */
458                 if (ei->addr >= start &&
459                     (ei->addr + ei->size) <= (start + size)) {
460                         real_removed_size += ei->size;
461                         memset(ei, 0, sizeof(struct e820entry));
462                         continue;
463                 }
464                 /* partially covered */
465                 final_start = max(start, ei->addr);
466                 final_end = min(start + size, ei->addr + ei->size);
467                 if (final_start >= final_end)
468                         continue;
469                 real_removed_size += final_end - final_start;
470
471                 ei->size -= final_end - final_start;
472                 if (ei->addr < final_start)
473                         continue;
474                 ei->addr = final_end;
475         }
476         return real_removed_size;
477 }
478
479 void __init update_e820(void)
480 {
481         int nr_map;
482
483         nr_map = e820.nr_map;
484         if (sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &nr_map))
485                 return;
486         e820.nr_map = nr_map;
487         printk(KERN_INFO "modified physical RAM map:\n");
488         e820_print_map("modified");
489 }
490 #define MAX_GAP_END 0x100000000ull
491 /*
492  * Search for a gap in the e820 memory space from start_addr to end_addr.
493  */
494 __init int e820_search_gap(unsigned long *gapstart, unsigned long *gapsize,
495                 unsigned long start_addr, unsigned long long end_addr)
496 {
497         unsigned long long last;
498         int i = e820.nr_map;
499         int found = 0;
500
501         last = (end_addr && end_addr < MAX_GAP_END) ? end_addr : MAX_GAP_END;
502
503         while (--i >= 0) {
504                 unsigned long long start = e820.map[i].addr;
505                 unsigned long long end = start + e820.map[i].size;
506
507                 if (end < start_addr)
508                         continue;
509
510                 /*
511                  * Since "last" is at most 4GB, we know we'll
512                  * fit in 32 bits if this condition is true
513                  */
514                 if (last > end) {
515                         unsigned long gap = last - end;
516
517                         if (gap >= *gapsize) {
518                                 *gapsize = gap;
519                                 *gapstart = end;
520                                 found = 1;
521                         }
522                 }
523                 if (start < last)
524                         last = start;
525         }
526         return found;
527 }
528
529 /*
530  * Search for the biggest gap in the low 32 bits of the e820
531  * memory space.  We pass this space to PCI to assign MMIO resources
532  * for hotplug or unconfigured devices in.
533  * Hopefully the BIOS let enough space left.
534  */
535 __init void e820_setup_gap(void)
536 {
537         unsigned long gapstart, gapsize, round;
538         int found;
539
540         gapstart = 0x10000000;
541         gapsize = 0x400000;
542         found  = e820_search_gap(&gapstart, &gapsize, 0, MAX_GAP_END);
543
544 #ifdef CONFIG_X86_64
545         if (!found) {
546                 gapstart = (max_pfn << PAGE_SHIFT) + 1024*1024;
547                 printk(KERN_ERR "PCI: Warning: Cannot find a gap in the 32bit "
548                        "address range\n"
549                        KERN_ERR "PCI: Unassigned devices with 32bit resource "
550                        "registers may break!\n");
551         }
552 #endif
553
554         /*
555          * See how much we want to round up: start off with
556          * rounding to the next 1MB area.
557          */
558         round = 0x100000;
559         while ((gapsize >> 4) > round)
560                 round += round;
561         /* Fun with two's complement */
562         pci_mem_start = (gapstart + round) & -round;
563
564         printk(KERN_INFO
565                "Allocating PCI resources starting at %lx (gap: %lx:%lx)\n",
566                pci_mem_start, gapstart, gapsize);
567 }
568
569 /**
570  * Because of the size limitation of struct boot_params, only first
571  * 128 E820 memory entries are passed to kernel via
572  * boot_params.e820_map, others are passed via SETUP_E820_EXT node of
573  * linked list of struct setup_data, which is parsed here.
574  */
575 void __init parse_e820_ext(struct setup_data *sdata, unsigned long pa_data)
576 {
577         u32 map_len;
578         int entries;
579         struct e820entry *extmap;
580
581         entries = sdata->len / sizeof(struct e820entry);
582         map_len = sdata->len + sizeof(struct setup_data);
583         if (map_len > PAGE_SIZE)
584                 sdata = early_ioremap(pa_data, map_len);
585         extmap = (struct e820entry *)(sdata->data);
586         __copy_e820_map(extmap, entries);
587         sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
588         if (map_len > PAGE_SIZE)
589                 early_iounmap(sdata, map_len);
590         printk(KERN_INFO "extended physical RAM map:\n");
591         e820_print_map("extended");
592 }
593
594 #if defined(CONFIG_X86_64) || \
595         (defined(CONFIG_X86_32) && defined(CONFIG_HIBERNATION))
596 /**
597  * Find the ranges of physical addresses that do not correspond to
598  * e820 RAM areas and mark the corresponding pages as nosave for
599  * hibernation (32 bit) or software suspend and suspend to RAM (64 bit).
600  *
601  * This function requires the e820 map to be sorted and without any
602  * overlapping entries and assumes the first e820 area to be RAM.
603  */
604 void __init e820_mark_nosave_regions(unsigned long limit_pfn)
605 {
606         int i;
607         unsigned long pfn;
608
609         pfn = PFN_DOWN(e820.map[0].addr + e820.map[0].size);
610         for (i = 1; i < e820.nr_map; i++) {
611                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
612
613                 if (pfn < PFN_UP(ei->addr))
614                         register_nosave_region(pfn, PFN_UP(ei->addr));
615
616                 pfn = PFN_DOWN(ei->addr + ei->size);
617                 if (ei->type != E820_RAM && ei->type != E820_RESERVED_KERN)
618                         register_nosave_region(PFN_UP(ei->addr), pfn);
619
620                 if (pfn >= limit_pfn)
621                         break;
622         }
623 }
624 #endif
625
626 /*
627  * Early reserved memory areas.
628  */
629 #define MAX_EARLY_RES 20
630
631 struct early_res {
632         u64 start, end;
633         char name[16];
634         char overlap_ok;
635 };
636 static struct early_res early_res[MAX_EARLY_RES] __initdata = {
637         { 0, PAGE_SIZE, "BIOS data page" },     /* BIOS data page */
638 #if defined(CONFIG_X86_64) && defined(CONFIG_X86_TRAMPOLINE)
639         { TRAMPOLINE_BASE, TRAMPOLINE_BASE + 2 * PAGE_SIZE, "TRAMPOLINE" },
640 #endif
641 #if defined(CONFIG_X86_32) && defined(CONFIG_SMP)
642         /*
643          * But first pinch a few for the stack/trampoline stuff
644          * FIXME: Don't need the extra page at 4K, but need to fix
645          * trampoline before removing it. (see the GDT stuff)
646          */
647         { PAGE_SIZE, PAGE_SIZE + PAGE_SIZE, "EX TRAMPOLINE" },
648         /*
649          * Has to be in very low memory so we can execute
650          * real-mode AP code.
651          */
652         { TRAMPOLINE_BASE, TRAMPOLINE_BASE + PAGE_SIZE, "TRAMPOLINE" },
653 #endif
654         {}
655 };
656
657 static int __init find_overlapped_early(u64 start, u64 end)
658 {
659         int i;
660         struct early_res *r;
661
662         for (i = 0; i < MAX_EARLY_RES && early_res[i].end; i++) {
663                 r = &early_res[i];
664                 if (end > r->start && start < r->end)
665                         break;
666         }
667
668         return i;
669 }
670
671 /*
672  * Drop the i-th range from the early reservation map,
673  * by copying any higher ranges down one over it, and
674  * clearing what had been the last slot.
675  */
676 static void __init drop_range(int i)
677 {
678         int j;
679
680         for (j = i + 1; j < MAX_EARLY_RES && early_res[j].end; j++)
681                 ;
682
683         memmove(&early_res[i], &early_res[i + 1],
684                (j - 1 - i) * sizeof(struct early_res));
685
686         early_res[j - 1].end = 0;
687 }
688
689 /*
690  * Split any existing ranges that:
691  *  1) are marked 'overlap_ok', and
692  *  2) overlap with the stated range [start, end)
693  * into whatever portion (if any) of the existing range is entirely
694  * below or entirely above the stated range.  Drop the portion
695  * of the existing range that overlaps with the stated range,
696  * which will allow the caller of this routine to then add that
697  * stated range without conflicting with any existing range.
698  */
699 static void __init drop_overlaps_that_are_ok(u64 start, u64 end)
700 {
701         int i;
702         struct early_res *r;
703         u64 lower_start, lower_end;
704         u64 upper_start, upper_end;
705         char name[16];
706
707         for (i = 0; i < MAX_EARLY_RES && early_res[i].end; i++) {
708                 r = &early_res[i];
709
710                 /* Continue past non-overlapping ranges */
711                 if (end <= r->start || start >= r->end)
712                         continue;
713
714                 /*
715                  * Leave non-ok overlaps as is; let caller
716                  * panic "Overlapping early reservations"
717                  * when it hits this overlap.
718                  */
719                 if (!r->overlap_ok)
720                         return;
721
722                 /*
723                  * We have an ok overlap.  We will drop it from the early
724                  * reservation map, and add back in any non-overlapping
725                  * portions (lower or upper) as separate, overlap_ok,
726                  * non-overlapping ranges.
727                  */
728
729                 /* 1. Note any non-overlapping (lower or upper) ranges. */
730                 strncpy(name, r->name, sizeof(name) - 1);
731
732                 lower_start = lower_end = 0;
733                 upper_start = upper_end = 0;
734                 if (r->start < start) {
735                         lower_start = r->start;
736                         lower_end = start;
737                 }
738                 if (r->end > end) {
739                         upper_start = end;
740                         upper_end = r->end;
741                 }
742
743                 /* 2. Drop the original ok overlapping range */
744                 drop_range(i);
745
746                 i--;            /* resume for-loop on copied down entry */
747
748                 /* 3. Add back in any non-overlapping ranges. */
749                 if (lower_end)
750                         reserve_early_overlap_ok(lower_start, lower_end, name);
751                 if (upper_end)
752                         reserve_early_overlap_ok(upper_start, upper_end, name);
753         }
754 }
755
756 static void __init __reserve_early(u64 start, u64 end, char *name,
757                                                 int overlap_ok)
758 {
759         int i;
760         struct early_res *r;
761
762         i = find_overlapped_early(start, end);
763         if (i >= MAX_EARLY_RES)
764                 panic("Too many early reservations");
765         r = &early_res[i];
766         if (r->end)
767                 panic("Overlapping early reservations "
768                       "%llx-%llx %s to %llx-%llx %s\n",
769                       start, end - 1, name?name:"", r->start,
770                       r->end - 1, r->name);
771         r->start = start;
772         r->end = end;
773         r->overlap_ok = overlap_ok;
774         if (name)
775                 strncpy(r->name, name, sizeof(r->name) - 1);
776 }
777
778 /*
779  * A few early reservtations come here.
780  *
781  * The 'overlap_ok' in the name of this routine does -not- mean it
782  * is ok for these reservations to overlap an earlier reservation.
783  * Rather it means that it is ok for subsequent reservations to
784  * overlap this one.
785  *
786  * Use this entry point to reserve early ranges when you are doing
787  * so out of "Paranoia", reserving perhaps more memory than you need,
788  * just in case, and don't mind a subsequent overlapping reservation
789  * that is known to be needed.
790  *
791  * The drop_overlaps_that_are_ok() call here isn't really needed.
792  * It would be needed if we had two colliding 'overlap_ok'
793  * reservations, so that the second such would not panic on the
794  * overlap with the first.  We don't have any such as of this
795  * writing, but might as well tolerate such if it happens in
796  * the future.
797  */
798 void __init reserve_early_overlap_ok(u64 start, u64 end, char *name)
799 {
800         drop_overlaps_that_are_ok(start, end);
801         __reserve_early(start, end, name, 1);
802 }
803
804 /*
805  * Most early reservations come here.
806  *
807  * We first have drop_overlaps_that_are_ok() drop any pre-existing
808  * 'overlap_ok' ranges, so that we can then reserve this memory
809  * range without risk of panic'ing on an overlapping overlap_ok
810  * early reservation.
811  */
812 void __init reserve_early(u64 start, u64 end, char *name)
813 {
814         drop_overlaps_that_are_ok(start, end);
815         __reserve_early(start, end, name, 0);
816 }
817
818 void __init free_early(u64 start, u64 end)
819 {
820         struct early_res *r;
821         int i;
822
823         i = find_overlapped_early(start, end);
824         r = &early_res[i];
825         if (i >= MAX_EARLY_RES || r->end != end || r->start != start)
826                 panic("free_early on not reserved area: %llx-%llx!",
827                          start, end - 1);
828
829         drop_range(i);
830 }
831
832 void __init early_res_to_bootmem(u64 start, u64 end)
833 {
834         int i, count;
835         u64 final_start, final_end;
836
837         count  = 0;
838         for (i = 0; i < MAX_EARLY_RES && early_res[i].end; i++)
839                 count++;
840
841         printk(KERN_INFO "(%d early reservations) ==> bootmem\n", count);
842         for (i = 0; i < count; i++) {
843                 struct early_res *r = &early_res[i];
844                 printk(KERN_INFO "  #%d [ %010llx - %010llx ] %16s", i,
845                         r->start, r->end, r->name);
846                 final_start = max(start, r->start);
847                 final_end = min(end, r->end);
848                 if (final_start >= final_end) {
849                         printk(KERN_CONT "\n");
850                         continue;
851                 }
852                 printk(KERN_CONT " ===> [ %010llx - %010llx ]\n",
853                         final_start, final_end);
854                 reserve_bootmem_generic(final_start, final_end - final_start,
855                                 BOOTMEM_DEFAULT);
856         }
857 }
858
859 /* Check for already reserved areas */
860 static inline int __init bad_addr(u64 *addrp, u64 size, u64 align)
861 {
862         int i;
863         u64 addr = *addrp;
864         int changed = 0;
865         struct early_res *r;
866 again:
867         i = find_overlapped_early(addr, addr + size);
868         r = &early_res[i];
869         if (i < MAX_EARLY_RES && r->end) {
870                 *addrp = addr = round_up(r->end, align);
871                 changed = 1;
872                 goto again;
873         }
874         return changed;
875 }
876
877 /* Check for already reserved areas */
878 static inline int __init bad_addr_size(u64 *addrp, u64 *sizep, u64 align)
879 {
880         int i;
881         u64 addr = *addrp, last;
882         u64 size = *sizep;
883         int changed = 0;
884 again:
885         last = addr + size;
886         for (i = 0; i < MAX_EARLY_RES && early_res[i].end; i++) {
887                 struct early_res *r = &early_res[i];
888                 if (last > r->start && addr < r->start) {
889                         size = r->start - addr;
890                         changed = 1;
891                         goto again;
892                 }
893                 if (last > r->end && addr < r->end) {
894                         addr = round_up(r->end, align);
895                         size = last - addr;
896                         changed = 1;
897                         goto again;
898                 }
899                 if (last <= r->end && addr >= r->start) {
900                         (*sizep)++;
901                         return 0;
902                 }
903         }
904         if (changed) {
905                 *addrp = addr;
906                 *sizep = size;
907         }
908         return changed;
909 }
910
911 /*
912  * Find a free area with specified alignment in a specific range.
913  */
914 u64 __init find_e820_area(u64 start, u64 end, u64 size, u64 align)
915 {
916         int i;
917
918         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
919                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
920                 u64 addr, last;
921                 u64 ei_last;
922
923                 if (ei->type != E820_RAM)
924                         continue;
925                 addr = round_up(ei->addr, align);
926                 ei_last = ei->addr + ei->size;
927                 if (addr < start)
928                         addr = round_up(start, align);
929                 if (addr >= ei_last)
930                         continue;
931                 while (bad_addr(&addr, size, align) && addr+size <= ei_last)
932                         ;
933                 last = addr + size;
934                 if (last > ei_last)
935                         continue;
936                 if (last > end)
937                         continue;
938                 return addr;
939         }
940         return -1ULL;
941 }
942
943 /*
944  * Find next free range after *start
945  */
946 u64 __init find_e820_area_size(u64 start, u64 *sizep, u64 align)
947 {
948         int i;
949
950         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
951                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
952                 u64 addr, last;
953                 u64 ei_last;
954
955                 if (ei->type != E820_RAM)
956                         continue;
957                 addr = round_up(ei->addr, align);
958                 ei_last = ei->addr + ei->size;
959                 if (addr < start)
960                         addr = round_up(start, align);
961                 if (addr >= ei_last)
962                         continue;
963                 *sizep = ei_last - addr;
964                 while (bad_addr_size(&addr, sizep, align) &&
965                         addr + *sizep <= ei_last)
966                         ;
967                 last = addr + *sizep;
968                 if (last > ei_last)
969                         continue;
970                 return addr;
971         }
972         return -1UL;
973
974 }
975
976 /*
977  * pre allocated 4k and reserved it in e820
978  */
979 u64 __init early_reserve_e820(u64 startt, u64 sizet, u64 align)
980 {
981         u64 size = 0;
982         u64 addr;
983         u64 start;
984
985         start = startt;
986         while (size < sizet)
987                 start = find_e820_area_size(start, &size, align);
988
989         if (size < sizet)
990                 return 0;
991
992         addr = round_down(start + size - sizet, align);
993         e820_update_range(addr, sizet, E820_RAM, E820_RESERVED);
994         printk(KERN_INFO "update e820 for early_reserve_e820\n");
995         update_e820();
996
997         return addr;
998 }
999
1000 #ifdef CONFIG_X86_32
1001 # ifdef CONFIG_X86_PAE
1002 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(36-PAGE_SHIFT))
1003 # else
1004 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(32-PAGE_SHIFT))
1005 # endif
1006 #else /* CONFIG_X86_32 */
1007 # define MAX_ARCH_PFN MAXMEM>>PAGE_SHIFT
1008 #endif
1009
1010 /*
1011  * Last pfn which the user wants to use.
1012  */
1013 unsigned long __initdata end_user_pfn = MAX_ARCH_PFN;
1014
1015 /*
1016  * Find the highest page frame number we have available
1017  */
1018 unsigned long __init e820_end_of_ram(void)
1019 {
1020         unsigned long last_pfn;
1021         unsigned long max_arch_pfn = MAX_ARCH_PFN;
1022
1023         last_pfn = find_max_pfn_with_active_regions();
1024
1025         if (last_pfn > max_arch_pfn)
1026                 last_pfn = max_arch_pfn;
1027         if (last_pfn > end_user_pfn)
1028                 last_pfn = end_user_pfn;
1029
1030         printk(KERN_INFO "last_pfn = %#lx max_arch_pfn = %#lx\n",
1031                          last_pfn, max_arch_pfn);
1032         return last_pfn;
1033 }
1034
1035 /*
1036  * Finds an active region in the address range from start_pfn to last_pfn and
1037  * returns its range in ei_startpfn and ei_endpfn for the e820 entry.
1038  */
1039 int __init e820_find_active_region(const struct e820entry *ei,
1040                                   unsigned long start_pfn,
1041                                   unsigned long last_pfn,
1042                                   unsigned long *ei_startpfn,
1043                                   unsigned long *ei_endpfn)
1044 {
1045         u64 align = PAGE_SIZE;
1046
1047         *ei_startpfn = round_up(ei->addr, align) >> PAGE_SHIFT;
1048         *ei_endpfn = round_down(ei->addr + ei->size, align) >> PAGE_SHIFT;
1049
1050         /* Skip map entries smaller than a page */
1051         if (*ei_startpfn >= *ei_endpfn)
1052                 return 0;
1053
1054         /* Skip if map is outside the node */
1055         if (ei->type != E820_RAM || *ei_endpfn <= start_pfn ||
1056                                     *ei_startpfn >= last_pfn)
1057                 return 0;
1058
1059         /* Check for overlaps */
1060         if (*ei_startpfn < start_pfn)
1061                 *ei_startpfn = start_pfn;
1062         if (*ei_endpfn > last_pfn)
1063                 *ei_endpfn = last_pfn;
1064
1065         /* Obey end_user_pfn to save on memmap */
1066         if (*ei_startpfn >= end_user_pfn)
1067                 return 0;
1068         if (*ei_endpfn > end_user_pfn)
1069                 *ei_endpfn = end_user_pfn;
1070
1071         return 1;
1072 }
1073
1074 /* Walk the e820 map and register active regions within a node */
1075 void __init e820_register_active_regions(int nid, unsigned long start_pfn,
1076                                          unsigned long last_pfn)
1077 {
1078         unsigned long ei_startpfn;
1079         unsigned long ei_endpfn;
1080         int i;
1081
1082         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++)
1083                 if (e820_find_active_region(&e820.map[i],
1084                                             start_pfn, last_pfn,
1085                                             &ei_startpfn, &ei_endpfn))
1086                         add_active_range(nid, ei_startpfn, ei_endpfn);
1087 }
1088
1089 /*
1090  * Find the hole size (in bytes) in the memory range.
1091  * @start: starting address of the memory range to scan
1092  * @end: ending address of the memory range to scan
1093  */
1094 u64 __init e820_hole_size(u64 start, u64 end)
1095 {
1096         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
1097         unsigned long last_pfn = end >> PAGE_SHIFT;
1098         unsigned long ei_startpfn, ei_endpfn, ram = 0;
1099         int i;
1100
1101         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1102                 if (e820_find_active_region(&e820.map[i],
1103                                             start_pfn, last_pfn,
1104                                             &ei_startpfn, &ei_endpfn))
1105                         ram += ei_endpfn - ei_startpfn;
1106         }
1107         return end - start - ((u64)ram << PAGE_SHIFT);
1108 }
1109
1110 static void early_panic(char *msg)
1111 {
1112         early_printk(msg);
1113         panic(msg);
1114 }
1115
1116 /* "mem=nopentium" disables the 4MB page tables. */
1117 static int __init parse_memopt(char *p)
1118 {
1119         u64 mem_size;
1120
1121         if (!p)
1122                 return -EINVAL;
1123
1124 #ifdef CONFIG_X86_32
1125         if (!strcmp(p, "nopentium")) {
1126                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_PSE);
1127                 return 0;
1128         }
1129 #endif
1130
1131         mem_size = memparse(p, &p);
1132         end_user_pfn = mem_size>>PAGE_SHIFT;
1133         e820_update_range(mem_size, ULLONG_MAX - mem_size,
1134                 E820_RAM, E820_RESERVED);
1135
1136         return 0;
1137 }
1138 early_param("mem", parse_memopt);
1139
1140 static int userdef __initdata;
1141
1142 static int __init parse_memmap_opt(char *p)
1143 {
1144         char *oldp;
1145         u64 start_at, mem_size;
1146
1147         if (!strcmp(p, "exactmap")) {
1148 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
1149                 /*
1150                  * If we are doing a crash dump, we still need to know
1151                  * the real mem size before original memory map is
1152                  * reset.
1153                  */
1154                 e820_register_active_regions(0, 0, -1UL);
1155                 saved_max_pfn = e820_end_of_ram();
1156                 remove_all_active_ranges();
1157 #endif
1158                 e820.nr_map = 0;
1159                 userdef = 1;
1160                 return 0;
1161         }
1162
1163         oldp = p;
1164         mem_size = memparse(p, &p);
1165         if (p == oldp)
1166                 return -EINVAL;
1167
1168         userdef = 1;
1169         if (*p == '@') {
1170                 start_at = memparse(p+1, &p);
1171                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_RAM);
1172         } else if (*p == '#') {
1173                 start_at = memparse(p+1, &p);
1174                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_ACPI);
1175         } else if (*p == '$') {
1176                 start_at = memparse(p+1, &p);
1177                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_RESERVED);
1178         } else {
1179                 end_user_pfn = (mem_size >> PAGE_SHIFT);
1180                 e820_update_range(mem_size, ULLONG_MAX - mem_size,
1181                         E820_RAM, E820_RESERVED);
1182         }
1183         return *p == '\0' ? 0 : -EINVAL;
1184 }
1185 early_param("memmap", parse_memmap_opt);
1186
1187 void __init finish_e820_parsing(void)
1188 {
1189         if (userdef) {
1190                 int nr = e820.nr_map;
1191
1192                 if (sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &nr) < 0)
1193                         early_panic("Invalid user supplied memory map");
1194                 e820.nr_map = nr;
1195
1196                 printk(KERN_INFO "user-defined physical RAM map:\n");
1197                 e820_print_map("user");
1198         }
1199 }
1200
1201 /*
1202  * Mark e820 reserved areas as busy for the resource manager.
1203  */
1204 void __init e820_reserve_resources(void)
1205 {
1206         int i;
1207         struct resource *res;
1208         u64 end;
1209
1210         res = alloc_bootmem_low(sizeof(struct resource) * e820.nr_map);
1211         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1212                 switch (e820.map[i].type) {
1213                 case E820_RESERVED_KERN:
1214                 case E820_RAM:  res->name = "System RAM"; break;
1215                 case E820_ACPI: res->name = "ACPI Tables"; break;
1216                 case E820_NVS:  res->name = "ACPI Non-volatile Storage"; break;
1217                 default:        res->name = "reserved";
1218                 }
1219                 end = e820.map[i].addr + e820.map[i].size - 1;
1220 #ifndef CONFIG_RESOURCES_64BIT
1221                 if (end > 0x100000000ULL) {
1222                         res++;
1223                         continue;
1224                 }
1225 #endif
1226                 res->start = e820.map[i].addr;
1227                 res->end = end;
1228
1229                 res->flags = IORESOURCE_MEM | IORESOURCE_BUSY;
1230                 insert_resource(&iomem_resource, res);
1231                 res++;
1232         }
1233 }
1234
1235 char *__init default_machine_specific_memory_setup(void)
1236 {
1237         char *who = "BIOS-e820";
1238         int new_nr;
1239         /*
1240          * Try to copy the BIOS-supplied E820-map.
1241          *
1242          * Otherwise fake a memory map; one section from 0k->640k,
1243          * the next section from 1mb->appropriate_mem_k
1244          */
1245         new_nr = boot_params.e820_entries;
1246         sanitize_e820_map(boot_params.e820_map,
1247                         ARRAY_SIZE(boot_params.e820_map),
1248                         &new_nr);
1249         boot_params.e820_entries = new_nr;
1250         if (copy_e820_map(boot_params.e820_map, boot_params.e820_entries) < 0) {
1251                 u64 mem_size;
1252
1253                 /* compare results from other methods and take the greater */
1254                 if (boot_params.alt_mem_k
1255                     < boot_params.screen_info.ext_mem_k) {
1256                         mem_size = boot_params.screen_info.ext_mem_k;
1257                         who = "BIOS-88";
1258                 } else {
1259                         mem_size = boot_params.alt_mem_k;
1260                         who = "BIOS-e801";
1261                 }
1262
1263                 e820.nr_map = 0;
1264                 e820_add_region(0, LOWMEMSIZE(), E820_RAM);
1265                 e820_add_region(HIGH_MEMORY, mem_size << 10, E820_RAM);
1266         }
1267
1268         /* In case someone cares... */
1269         return who;
1270 }
1271
1272 char *__init __attribute__((weak)) machine_specific_memory_setup(void)
1273 {
1274         return default_machine_specific_memory_setup();
1275 }
1276
1277 /* Overridden in paravirt.c if CONFIG_PARAVIRT */
1278 char * __init __attribute__((weak)) memory_setup(void)
1279 {
1280         return machine_specific_memory_setup();
1281 }
1282
1283 void __init setup_memory_map(void)
1284 {
1285         printk(KERN_INFO "BIOS-provided physical RAM map:\n");
1286         e820_print_map(memory_setup());
1287 }
1288
1289 #ifdef CONFIG_X86_64
1290 int __init arch_get_ram_range(int slot, u64 *addr, u64 *size)
1291 {
1292         int i;
1293
1294         if (slot < 0 || slot >= e820.nr_map)
1295                 return -1;
1296         for (i = slot; i < e820.nr_map; i++) {
1297                 if (e820.map[i].type != E820_RAM)
1298                         continue;
1299                 break;
1300         }
1301         if (i == e820.nr_map || e820.map[i].addr > (max_pfn << PAGE_SHIFT))
1302                 return -1;
1303         *addr = e820.map[i].addr;
1304         *size = min_t(u64, e820.map[i].size + e820.map[i].addr,
1305                 max_pfn << PAGE_SHIFT) - *addr;
1306         return i + 1;
1307 }
1308 #endif