arch/x86/kernel/e820.c

   1 /*
   2  * Handle the memory map.
   3  * The functions here do the job until bootmem takes over.
   4  *
   5  *  Getting sanitize_e820_map() in sync with i386 version by applying change:
   6  *  -  Provisions for empty E820 memory regions (reported by certain BIOSes).
   7  *     Alex Achenbach <xela@slit.de>, December 2002.
   8  *  Venkatesh Pallipadi <venkatesh.pallipadi@intel.com>
   9  *
  10  */
  11 #include <linux/kernel.h>
  12 #include <linux/types.h>
  13 #include <linux/init.h>
  14 #include <linux/crash_dump.h>
  15 #include <linux/export.h>
  16 #include <linux/bootmem.h>
  17 #include <linux/pfn.h>
  18 #include <linux/suspend.h>
  19 #include <linux/acpi.h>
  20 #include <linux/firmware-map.h>
  21 #include <linux/memblock.h>
  22 #include <linux/sort.h>
  23
  24 #include <asm/e820.h>
  25 #include <asm/proto.h>
  26 #include <asm/setup.h>
  27
  28 /*
  29  * The e820 map is the map that gets modified e.g. with command line parameters
  30  * and that is also registered with modifications in the kernel resource tree
  31  * with the iomem_resource as parent.
  32  *
  33  * The e820_saved is directly saved after the BIOS-provided memory map is
  34  * copied. It doesn't get modified afterwards. It's registered for the
  35  * /sys/firmware/memmap interface.
  36  *
  37  * That memory map is not modified and is used as base for kexec. The kexec'd
  38  * kernel should get the same memory map as the firmware provides. Then the
  39  * user can e.g. boot the original kernel with mem=1G while still booting the
  40  * next kernel with full memory.
  41  */
  42 struct e820map e820;
  43 struct e820map e820_saved;
  44
  45 /* For PCI or other memory-mapped resources */
  46 unsigned long pci_mem_start = 0xaeedbabe;
  47 #ifdef CONFIG_PCI
  48 EXPORT_SYMBOL(pci_mem_start);
  49 #endif
  50
  51 /*
  52  * This function checks if any part of the range <start,end> is mapped
  53  * with type.
  54  */
  55 int
  56 e820_any_mapped(u64 start, u64 end, unsigned type)
  57 {
  58         int i;
  59
  60         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
  61                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
  62
  63                 if (type && ei->type != type)
  64                         continue;
  65                 if (ei->addr >= end || ei->addr + ei->size <= start)
  66                         continue;
  67                 return 1;
  68         }
  69         return 0;
  70 }
  71 EXPORT_SYMBOL_GPL(e820_any_mapped);
  72
  73 /*
  74  * This function checks if the entire range <start,end> is mapped with type.
  75  *
  76  * Note: this function only works correct if the e820 table is sorted and
  77  * not-overlapping, which is the case
  78  */
  79 int __init e820_all_mapped(u64 start, u64 end, unsigned type)
  80 {
  81         int i;
  82
  83         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
  84                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
  85
  86                 if (type && ei->type != type)
  87                         continue;
  88                 /* is the region (part) in overlap with the current region ?*/
  89                 if (ei->addr >= end || ei->addr + ei->size <= start)
  90                         continue;
  91
  92                 /* if the region is at the beginning of <start,end> we move
  93                  * start to the end of the region since it's ok until there
  94                  */
  95                 if (ei->addr <= start)
  96                         start = ei->addr + ei->size;
  97                 /*
  98                  * if start is now at or beyond end, we're done, full
  99                  * coverage
 100                  */
 101                 if (start >= end)
 102                         return 1;
 103         }
 104         return 0;
 105 }
 106
 107 /*
 108  * Add a memory region to the kernel e820 map.
 109  */
 110 static void __init __e820_add_region(struct e820map *e820x, u64 start, u64 size,
 111                                          int type)
 112 {
 113         int x = e820x->nr_map;
 114
 115         if (x >= ARRAY_SIZE(e820x->map)) {
 116                 printk(KERN_ERR "e820: too many entries; ignoring [mem %#010llx-%#010llx]\n",
 117                        (unsigned long long) start,
 118                        (unsigned long long) (start + size - 1));
 119                 return;
 120         }
 121
 122         e820x->map[x].addr = start;
 123         e820x->map[x].size = size;
 124         e820x->map[x].type = type;
 125         e820x->nr_map++;
 126 }
 127
 128 void __init e820_add_region(u64 start, u64 size, int type)
 129 {
 130         __e820_add_region(&e820, start, size, type);
 131 }
 132
 133 static void __init e820_print_type(u32 type)
 134 {
 135         switch (type) {
 136         case E820_RAM:
 137         case E820_RESERVED_KERN:
 138                 printk(KERN_CONT "usable");
 139                 break;
 140         case E820_RESERVED:
 141                 printk(KERN_CONT "reserved");
 142                 break;
 143         case E820_ACPI:
 144                 printk(KERN_CONT "ACPI data");
 145                 break;
 146         case E820_NVS:
 147                 printk(KERN_CONT "ACPI NVS");
 148                 break;
 149         case E820_UNUSABLE:
 150                 printk(KERN_CONT "unusable");
 151                 break;
 152         default:
 153                 printk(KERN_CONT "type %u", type);
 154                 break;
 155         }
 156 }
 157
 158 void __init e820_print_map(char *who)
 159 {
 160         int i;
 161
 162         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 163                 printk(KERN_INFO "%s: [mem %#018Lx-%#018Lx] ", who,
 164                        (unsigned long long) e820.map[i].addr,
 165                        (unsigned long long)
 166                        (e820.map[i].addr + e820.map[i].size - 1));
 167                 e820_print_type(e820.map[i].type);
 168                 printk(KERN_CONT "\n");
 169         }
 170 }
 171
 172 /*
 173  * Sanitize the BIOS e820 map.
 174  *
 175  * Some e820 responses include overlapping entries. The following
 176  * replaces the original e820 map with a new one, removing overlaps,
 177  * and resolving conflicting memory types in favor of highest
 178  * numbered type.
 179  *
 180  * The input parameter biosmap points to an array of 'struct
 181  * e820entry' which on entry has elements in the range [0, *pnr_map)
 182  * valid, and which has space for up to max_nr_map entries.
 183  * On return, the resulting sanitized e820 map entries will be in
 184  * overwritten in the same location, starting at biosmap.
 185  *
 186  * The integer pointed to by pnr_map must be valid on entry (the
 187  * current number of valid entries located at biosmap). If the
 188  * sanitizing succeeds the *pnr_map will be updated with the new
 189  * number of valid entries (something no more than max_nr_map).
 190  *
 191  * The return value from sanitize_e820_map() is zero if it
 192  * successfully 'sanitized' the map entries passed in, and is -1
 193  * if it did nothing, which can happen if either of (1) it was
 194  * only passed one map entry, or (2) any of the input map entries
 195  * were invalid (start + size < start, meaning that the size was
 196  * so big the described memory range wrapped around through zero.)
 197  *
 198  *      Visually we're performing the following
 199  *      (1,2,3,4 = memory types)...
 200  *
 201  *      Sample memory map (w/overlaps):
 202  *         ____22__________________
 203  *         ______________________4_
 204  *         ____1111________________
 205  *         _44_____________________
 206  *         11111111________________
 207  *         ____________________33__
 208  *         ___________44___________
 209  *         __________33333_________
 210  *         ______________22________
 211  *         ___________________2222_
 212  *         _________111111111______
 213  *         _____________________11_
 214  *         _________________4______
 215  *
 216  *      Sanitized equivalent (no overlap):
 217  *         1_______________________
 218  *         _44_____________________
 219  *         ___1____________________
 220  *         ____22__________________
 221  *         ______11________________
 222  *         _________1______________
 223  *         __________3_____________
 224  *         ___________44___________
 225  *         _____________33_________
 226  *         _______________2________
 227  *         ________________1_______
 228  *         _________________4______
 229  *         ___________________2____
 230  *         ____________________33__
 231  *         ______________________4_
 232  */
 233 struct change_member {
 234         struct e820entry *pbios; /* pointer to original bios entry */
 235         unsigned long long addr; /* address for this change point */
 236 };
 237
 238 static int __init cpcompare(const void *a, const void *b)
 239 {
 240         struct change_member * const *app = a, * const *bpp = b;
 241         const struct change_member *ap = *app, *bp = *bpp;
 242
 243         /*
 244          * Inputs are pointers to two elements of change_point[].  If their
 245          * addresses are unequal, their difference dominates.  If the addresses
 246          * are equal, then consider one that represents the end of its region
 247          * to be greater than one that does not.
 248          */
 249         if (ap->addr != bp->addr)
 250                 return ap->addr > bp->addr ? 1 : -1;
 251
 252         return (ap->addr != ap->pbios->addr) - (bp->addr != bp->pbios->addr);
 253 }
 254
 255 int __init sanitize_e820_map(struct e820entry *biosmap, int max_nr_map,
 256                              u32 *pnr_map)
 257 {
 258         static struct change_member change_point_list[2*E820_X_MAX] __initdata;
 259         static struct change_member *change_point[2*E820_X_MAX] __initdata;
 260         static struct e820entry *overlap_list[E820_X_MAX] __initdata;
 261         static struct e820entry new_bios[E820_X_MAX] __initdata;
 262         unsigned long current_type, last_type;
 263         unsigned long long last_addr;
 264         int chgidx;
 265         int overlap_entries;
 266         int new_bios_entry;
 267         int old_nr, new_nr, chg_nr;
 268         int i;
 269
 270         /* if there's only one memory region, don't bother */
 271         if (*pnr_map < 2)
 272                 return -1;
 273
 274         old_nr = *pnr_map;
 275         BUG_ON(old_nr > max_nr_map);
 276
 277         /* bail out if we find any unreasonable addresses in bios map */
 278         for (i = 0; i < old_nr; i++)
 279                 if (biosmap[i].addr + biosmap[i].size < biosmap[i].addr)
 280                         return -1;
 281
 282         /* create pointers for initial change-point information (for sorting) */
 283         for (i = 0; i < 2 * old_nr; i++)
 284                 change_point[i] = &change_point_list[i];
 285
 286         /* record all known change-points (starting and ending addresses),
 287            omitting those that are for empty memory regions */
 288         chgidx = 0;
 289         for (i = 0; i < old_nr; i++)    {
 290                 if (biosmap[i].size != 0) {
 291                         change_point[chgidx]->addr = biosmap[i].addr;
 292                         change_point[chgidx++]->pbios = &biosmap[i];
 293                         change_point[chgidx]->addr = biosmap[i].addr +
 294                                 biosmap[i].size;
 295                         change_point[chgidx++]->pbios = &biosmap[i];
 296                 }
 297         }
 298         chg_nr = chgidx;
 299
 300         /* sort change-point list by memory addresses (low -> high) */
 301         sort(change_point, chg_nr, sizeof *change_point, cpcompare, NULL);
 302
 303         /* create a new bios memory map, removing overlaps */
 304         overlap_entries = 0;     /* number of entries in the overlap table */
 305         new_bios_entry = 0;      /* index for creating new bios map entries */
 306         last_type = 0;           /* start with undefined memory type */
 307         last_addr = 0;           /* start with 0 as last starting address */
 308
 309         /* loop through change-points, determining affect on the new bios map */
 310         for (chgidx = 0; chgidx < chg_nr; chgidx++) {
 311                 /* keep track of all overlapping bios entries */
 312                 if (change_point[chgidx]->addr ==
 313                     change_point[chgidx]->pbios->addr) {
 314                         /*
 315                          * add map entry to overlap list (> 1 entry
 316                          * implies an overlap)
 317                          */
 318                         overlap_list[overlap_entries++] =
 319                                 change_point[chgidx]->pbios;
 320                 } else {
 321                         /*
 322                          * remove entry from list (order independent,
 323                          * so swap with last)
 324                          */
 325                         for (i = 0; i < overlap_entries; i++) {
 326                                 if (overlap_list[i] ==
 327                                     change_point[chgidx]->pbios)
 328                                         overlap_list[i] =
 329                                                 overlap_list[overlap_entries-1];
 330                         }
 331                         overlap_entries--;
 332                 }
 333                 /*
 334                  * if there are overlapping entries, decide which
 335                  * "type" to use (larger value takes precedence --
 336                  * 1=usable, 2,3,4,4+=unusable)
 337                  */
 338                 current_type = 0;
 339                 for (i = 0; i < overlap_entries; i++)
 340                         if (overlap_list[i]->type > current_type)
 341                                 current_type = overlap_list[i]->type;
 342                 /*
 343                  * continue building up new bios map based on this
 344                  * information
 345                  */
 346                 if (current_type != last_type)  {
 347                         if (last_type != 0)      {
 348                                 new_bios[new_bios_entry].size =
 349                                         change_point[chgidx]->addr - last_addr;
 350                                 /*
 351                                  * move forward only if the new size
 352                                  * was non-zero
 353                                  */
 354                                 if (new_bios[new_bios_entry].size != 0)
 355                                         /*
 356                                          * no more space left for new
 357                                          * bios entries ?
 358                                          */
 359                                         if (++new_bios_entry >= max_nr_map)
 360                                                 break;
 361                         }
 362                         if (current_type != 0)  {
 363                                 new_bios[new_bios_entry].addr =
 364                                         change_point[chgidx]->addr;
 365                                 new_bios[new_bios_entry].type = current_type;
 366                                 last_addr = change_point[chgidx]->addr;
 367                         }
 368                         last_type = current_type;
 369                 }
 370         }
 371         /* retain count for new bios entries */
 372         new_nr = new_bios_entry;
 373
 374         /* copy new bios mapping into original location */
 375         memcpy(biosmap, new_bios, new_nr * sizeof(struct e820entry));
 376         *pnr_map = new_nr;
 377
 378         return 0;
 379 }
 380
 381 static int __init __append_e820_map(struct e820entry *biosmap, int nr_map)
 382 {
 383         while (nr_map) {
 384                 u64 start = biosmap->addr;
 385                 u64 size = biosmap->size;
 386                 u64 end = start + size;
 387                 u32 type = biosmap->type;
 388
 389                 /* Overflow in 64 bits? Ignore the memory map. */
 390                 if (start > end)
 391                         return -1;
 392
 393                 e820_add_region(start, size, type);
 394
 395                 biosmap++;
 396                 nr_map--;
 397         }
 398         return 0;
 399 }
 400
 401 /*
 402  * Copy the BIOS e820 map into a safe place.
 403  *
 404  * Sanity-check it while we're at it..
 405  *
 406  * If we're lucky and live on a modern system, the setup code
 407  * will have given us a memory map that we can use to properly
 408  * set up memory.  If we aren't, we'll fake a memory map.
 409  */
 410 static int __init append_e820_map(struct e820entry *biosmap, int nr_map)
 411 {
 412         /* Only one memory region (or negative)? Ignore it */
 413         if (nr_map < 2)
 414                 return -1;
 415
 416         return __append_e820_map(biosmap, nr_map);
 417 }
 418
 419 static u64 __init __e820_update_range(struct e820map *e820x, u64 start,
 420                                         u64 size, unsigned old_type,
 421                                         unsigned new_type)
 422 {
 423         u64 end;
 424         unsigned int i;
 425         u64 real_updated_size = 0;
 426
 427         BUG_ON(old_type == new_type);
 428
 429         if (size > (ULLONG_MAX - start))
 430                 size = ULLONG_MAX - start;
 431
 432         end = start + size;
 433         printk(KERN_DEBUG "e820: update [mem %#010Lx-%#010Lx] ",
 434                (unsigned long long) start, (unsigned long long) (end - 1));
 435         e820_print_type(old_type);
 436         printk(KERN_CONT " ==> ");
 437         e820_print_type(new_type);
 438         printk(KERN_CONT "\n");
 439
 440         for (i = 0; i < e820x->nr_map; i++) {
 441                 struct e820entry *ei = &e820x->map[i];
 442                 u64 final_start, final_end;
 443                 u64 ei_end;
 444
 445                 if (ei->type != old_type)
 446                         continue;
 447
 448                 ei_end = ei->addr + ei->size;
 449                 /* totally covered by new range? */
 450                 if (ei->addr >= start && ei_end <= end) {
 451                         ei->type = new_type;
 452                         real_updated_size += ei->size;
 453                         continue;
 454                 }
 455
 456                 /* new range is totally covered? */
 457                 if (ei->addr < start && ei_end > end) {
 458                         __e820_add_region(e820x, start, size, new_type);
 459                         __e820_add_region(e820x, end, ei_end - end, ei->type);
 460                         ei->size = start - ei->addr;
 461                         real_updated_size += size;
 462                         continue;
 463                 }
 464
 465                 /* partially covered */
 466                 final_start = max(start, ei->addr);
 467                 final_end = min(end, ei_end);
 468                 if (final_start >= final_end)
 469                         continue;
 470
 471                 __e820_add_region(e820x, final_start, final_end - final_start,
 472                                   new_type);
 473
 474                 real_updated_size += final_end - final_start;
 475
 476                 /*
 477                  * left range could be head or tail, so need to update
 478                  * size at first.
 479                  */
 480                 ei->size -= final_end - final_start;
 481                 if (ei->addr < final_start)
 482                         continue;
 483                 ei->addr = final_end;
 484         }
 485         return real_updated_size;
 486 }
 487
 488 u64 __init e820_update_range(u64 start, u64 size, unsigned old_type,
 489                              unsigned new_type)
 490 {
 491         return __e820_update_range(&e820, start, size, old_type, new_type);
 492 }
 493
 494 static u64 __init e820_update_range_saved(u64 start, u64 size,
 495                                           unsigned old_type, unsigned new_type)
 496 {
 497         return __e820_update_range(&e820_saved, start, size, old_type,
 498                                      new_type);
 499 }
 500
 501 /* make e820 not cover the range */
 502 u64 __init e820_remove_range(u64 start, u64 size, unsigned old_type,
 503                              int checktype)
 504 {
 505         int i;
 506         u64 end;
 507         u64 real_removed_size = 0;
 508
 509         if (size > (ULLONG_MAX - start))
 510                 size = ULLONG_MAX - start;
 511
 512         end = start + size;
 513         printk(KERN_DEBUG "e820: remove [mem %#010Lx-%#010Lx] ",
 514                (unsigned long long) start, (unsigned long long) (end - 1));
 515         if (checktype)
 516                 e820_print_type(old_type);
 517         printk(KERN_CONT "\n");
 518
 519         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 520                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 521                 u64 final_start, final_end;
 522                 u64 ei_end;
 523
 524                 if (checktype && ei->type != old_type)
 525                         continue;
 526
 527                 ei_end = ei->addr + ei->size;
 528                 /* totally covered? */
 529                 if (ei->addr >= start && ei_end <= end) {
 530                         real_removed_size += ei->size;
 531                         memset(ei, 0, sizeof(struct e820entry));
 532                         continue;
 533                 }
 534
 535                 /* new range is totally covered? */
 536                 if (ei->addr < start && ei_end > end) {
 537                         e820_add_region(end, ei_end - end, ei->type);
 538                         ei->size = start - ei->addr;
 539                         real_removed_size += size;
 540                         continue;
 541                 }
 542
 543                 /* partially covered */
 544                 final_start = max(start, ei->addr);
 545                 final_end = min(end, ei_end);
 546                 if (final_start >= final_end)
 547                         continue;
 548                 real_removed_size += final_end - final_start;
 549
 550                 /*
 551                  * left range could be head or tail, so need to update
 552                  * size at first.
 553                  */
 554                 ei->size -= final_end - final_start;
 555                 if (ei->addr < final_start)
 556                         continue;
 557                 ei->addr = final_end;
 558         }
 559         return real_removed_size;
 560 }
 561
 562 void __init update_e820(void)
 563 {
 564         if (sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map))
 565                 return;
 566         printk(KERN_INFO "e820: modified physical RAM map:\n");
 567         e820_print_map("modified");
 568 }
 569 static void __init update_e820_saved(void)
 570 {
 571         sanitize_e820_map(e820_saved.map, ARRAY_SIZE(e820_saved.map),
 572                                 &e820_saved.nr_map);
 573 }
 574 #define MAX_GAP_END 0x100000000ull
 575 /*
 576  * Search for a gap in the e820 memory space from start_addr to end_addr.
 577  */
 578 __init int e820_search_gap(unsigned long *gapstart, unsigned long *gapsize,
 579                 unsigned long start_addr, unsigned long long end_addr)
 580 {
 581         unsigned long long last;
 582         int i = e820.nr_map;
 583         int found = 0;
 584
 585         last = (end_addr && end_addr < MAX_GAP_END) ? end_addr : MAX_GAP_END;
 586
 587         while (--i >= 0) {
 588                 unsigned long long start = e820.map[i].addr;
 589                 unsigned long long end = start + e820.map[i].size;
 590
 591                 if (end < start_addr)
 592                         continue;
 593
 594                 /*
 595                  * Since "last" is at most 4GB, we know we'll
 596                  * fit in 32 bits if this condition is true
 597                  */
 598                 if (last > end) {
 599                         unsigned long gap = last - end;
 600
 601                         if (gap >= *gapsize) {
 602                                 *gapsize = gap;
 603                                 *gapstart = end;
 604                                 found = 1;
 605                         }
 606                 }
 607                 if (start < last)
 608                         last = start;
 609         }
 610         return found;
 611 }
 612
 613 /*
 614  * Search for the biggest gap in the low 32 bits of the e820
 615  * memory space.  We pass this space to PCI to assign MMIO resources
 616  * for hotplug or unconfigured devices in.
 617  * Hopefully the BIOS let enough space left.
 618  */
 619 __init void e820_setup_gap(void)
 620 {
 621         unsigned long gapstart, gapsize;
 622         int found;
 623
 624         gapstart = 0x10000000;
 625         gapsize = 0x400000;
 626         found  = e820_search_gap(&gapstart, &gapsize, 0, MAX_GAP_END);
 627
 628 #ifdef CONFIG_X86_64
 629         if (!found) {
 630                 gapstart = (max_pfn << PAGE_SHIFT) + 1024*1024;
 631                 printk(KERN_ERR
 632         "e820: cannot find a gap in the 32bit address range\n"
 633         "e820: PCI devices with unassigned 32bit BARs may break!\n");
 634         }
 635 #endif
 636
 637         /*
 638          * e820_reserve_resources_late protect stolen RAM already
 639          */
 640         pci_mem_start = gapstart;
 641
 642         printk(KERN_INFO
 643                "e820: [mem %#010lx-%#010lx] available for PCI devices\n",
 644                gapstart, gapstart + gapsize - 1);
 645 }
 646
 647 /**
 648  * Because of the size limitation of struct boot_params, only first
 649  * 128 E820 memory entries are passed to kernel via
 650  * boot_params.e820_map, others are passed via SETUP_E820_EXT node of
 651  * linked list of struct setup_data, which is parsed here.
 652  */
 653 void __init parse_e820_ext(u64 phys_addr, u32 data_len)
 654 {
 655         int entries;
 656         struct e820entry *extmap;
 657         struct setup_data *sdata;
 658
 659         sdata = early_memremap(phys_addr, data_len);
 660         entries = sdata->len / sizeof(struct e820entry);
 661         extmap = (struct e820entry *)(sdata->data);
 662         __append_e820_map(extmap, entries);
 663         sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
 664         early_iounmap(sdata, data_len);
 665         printk(KERN_INFO "e820: extended physical RAM map:\n");
 666         e820_print_map("extended");
 667 }
 668
 669 #if defined(CONFIG_X86_64) || \
 670         (defined(CONFIG_X86_32) && defined(CONFIG_HIBERNATION))
 671 /**
 672  * Find the ranges of physical addresses that do not correspond to
 673  * e820 RAM areas and mark the corresponding pages as nosave for
 674  * hibernation (32 bit) or software suspend and suspend to RAM (64 bit).
 675  *
 676  * This function requires the e820 map to be sorted and without any
 677  * overlapping entries.
 678  */
 679 void __init e820_mark_nosave_regions(unsigned long limit_pfn)
 680 {
 681         int i;
 682         unsigned long pfn = 0;
 683
 684         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 685                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 686
 687                 if (pfn < PFN_UP(ei->addr))
 688                         register_nosave_region(pfn, PFN_UP(ei->addr));
 689
 690                 pfn = PFN_DOWN(ei->addr + ei->size);
 691                 if (ei->type != E820_RAM && ei->type != E820_RESERVED_KERN)
 692                         register_nosave_region(PFN_UP(ei->addr), pfn);
 693
 694                 if (pfn >= limit_pfn)
 695                         break;
 696         }
 697 }
 698 #endif
 699
 700 #ifdef CONFIG_ACPI
 701 /**
 702  * Mark ACPI NVS memory region, so that we can save/restore it during
 703  * hibernation and the subsequent resume.
 704  */
 705 static int __init e820_mark_nvs_memory(void)
 706 {
 707         int i;
 708
 709         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 710                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 711
 712                 if (ei->type == E820_NVS)
 713                         acpi_nvs_register(ei->addr, ei->size);
 714         }
 715
 716         return 0;
 717 }
 718 core_initcall(e820_mark_nvs_memory);
 719 #endif
 720
 721 /*
 722  * pre allocated 4k and reserved it in memblock and e820_saved
 723  */
 724 u64 __init early_reserve_e820(u64 size, u64 align)
 725 {
 726         u64 addr;
 727
 728         addr = __memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
 729         if (addr) {
 730                 e820_update_range_saved(addr, size, E820_RAM, E820_RESERVED);
 731                 printk(KERN_INFO "e820: update e820_saved for early_reserve_e820\n");
 732                 update_e820_saved();
 733         }
 734
 735         return addr;
 736 }
 737
 738 #ifdef CONFIG_X86_32
 739 # ifdef CONFIG_X86_PAE
 740 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(36-PAGE_SHIFT))
 741 # else
 742 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(32-PAGE_SHIFT))
 743 # endif
 744 #else /* CONFIG_X86_32 */
 745 # define MAX_ARCH_PFN MAXMEM>>PAGE_SHIFT
 746 #endif
 747
 748 /*
 749  * Find the highest page frame number we have available
 750  */
 751 static unsigned long __init e820_end_pfn(unsigned long limit_pfn, unsigned type)
 752 {
 753         int i;
 754         unsigned long last_pfn = 0;
 755         unsigned long max_arch_pfn = MAX_ARCH_PFN;
 756
 757         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 758                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 759                 unsigned long start_pfn;
 760                 unsigned long end_pfn;
 761
 762                 if (ei->type != type)
 763                         continue;
 764
 765                 start_pfn = ei->addr >> PAGE_SHIFT;
 766                 end_pfn = (ei->addr + ei->size) >> PAGE_SHIFT;
 767
 768                 if (start_pfn >= limit_pfn)
 769                         continue;
 770                 if (end_pfn > limit_pfn) {
 771                         last_pfn = limit_pfn;
 772                         break;
 773                 }
 774                 if (end_pfn > last_pfn)
 775                         last_pfn = end_pfn;
 776         }
 777
 778         if (last_pfn > max_arch_pfn)
 779                 last_pfn = max_arch_pfn;
 780
 781         printk(KERN_INFO "e820: last_pfn = %#lx max_arch_pfn = %#lx\n",
 782                          last_pfn, max_arch_pfn);
 783         return last_pfn;
 784 }
 785 unsigned long __init e820_end_of_ram_pfn(void)
 786 {
 787         return e820_end_pfn(MAX_ARCH_PFN, E820_RAM);
 788 }
 789
 790 unsigned long __init e820_end_of_low_ram_pfn(void)
 791 {
 792         return e820_end_pfn(1UL<<(32 - PAGE_SHIFT), E820_RAM);
 793 }
 794
 795 static void early_panic(char *msg)
 796 {
 797         early_printk(msg);
 798         panic(msg);
 799 }
 800
 801 static int userdef __initdata;
 802
 803 /* "mem=nopentium" disables the 4MB page tables. */
 804 static int __init parse_memopt(char *p)
 805 {
 806         u64 mem_size;
 807
 808         if (!p)
 809                 return -EINVAL;
 810
 811         if (!strcmp(p, "nopentium")) {
 812 #ifdef CONFIG_X86_32
 813                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_PSE);
 814                 return 0;
 815 #else
 816                 printk(KERN_WARNING "mem=nopentium ignored! (only supported on x86_32)\n");
 817                 return -EINVAL;
 818 #endif
 819         }
 820
 821         userdef = 1;
 822         mem_size = memparse(p, &p);
 823         /* don't remove all of memory when handling "mem={invalid}" param */
 824         if (mem_size == 0)
 825                 return -EINVAL;
 826         e820_remove_range(mem_size, ULLONG_MAX - mem_size, E820_RAM, 1);
 827
 828         return 0;
 829 }
 830 early_param("mem", parse_memopt);
 831
 832 static int __init parse_memmap_one(char *p)
 833 {
 834         char *oldp;
 835         u64 start_at, mem_size;
 836
 837         if (!p)
 838                 return -EINVAL;
 839
 840         if (!strncmp(p, "exactmap", 8)) {
 841 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 842                 /*
 843                  * If we are doing a crash dump, we still need to know
 844                  * the real mem size before original memory map is
 845                  * reset.
 846                  */
 847                 saved_max_pfn = e820_end_of_ram_pfn();
 848 #endif
 849                 e820.nr_map = 0;
 850                 userdef = 1;
 851                 return 0;
 852         }
 853
 854         oldp = p;
 855         mem_size = memparse(p, &p);
 856         if (p == oldp)
 857                 return -EINVAL;
 858
 859         userdef = 1;
 860         if (*p == '@') {
 861                 start_at = memparse(p+1, &p);
 862                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_RAM);
 863         } else if (*p == '#') {
 864                 start_at = memparse(p+1, &p);
 865                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_ACPI);
 866         } else if (*p == '$') {
 867                 start_at = memparse(p+1, &p);
 868                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_RESERVED);
 869         } else
 870                 e820_remove_range(mem_size, ULLONG_MAX - mem_size, E820_RAM, 1);
 871
 872         return *p == '\0' ? 0 : -EINVAL;
 873 }
 874 static int __init parse_memmap_opt(char *str)
 875 {
 876         while (str) {
 877                 char *k = strchr(str, ',');
 878
 879                 if (k)
 880                         *k++ = 0;
 881
 882                 parse_memmap_one(str);
 883                 str = k;
 884         }
 885
 886         return 0;
 887 }
 888 early_param("memmap", parse_memmap_opt);
 889
 890 void __init finish_e820_parsing(void)
 891 {
 892         if (userdef) {
 893                 if (sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map),
 894                                         &e820.nr_map) < 0)
 895                         early_panic("Invalid user supplied memory map");
 896
 897                 printk(KERN_INFO "e820: user-defined physical RAM map:\n");
 898                 e820_print_map("user");
 899         }
 900 }
 901
 902 static inline const char *e820_type_to_string(int e820_type)
 903 {
 904         switch (e820_type) {
 905         case E820_RESERVED_KERN:
 906         case E820_RAM:  return "System RAM";
 907         case E820_ACPI: return "ACPI Tables";
 908         case E820_NVS:  return "ACPI Non-volatile Storage";
 909         case E820_UNUSABLE:     return "Unusable memory";
 910         default:        return "reserved";
 911         }
 912 }
 913
 914 /*
 915  * Mark e820 reserved areas as busy for the resource manager.
 916  */
 917 static struct resource __initdata *e820_res;
 918 void __init e820_reserve_resources(void)
 919 {
 920         int i;
 921         struct resource *res;
 922         u64 end;
 923
 924         res = alloc_bootmem(sizeof(struct resource) * e820.nr_map);
 925         e820_res = res;
 926         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 927                 end = e820.map[i].addr + e820.map[i].size - 1;
 928                 if (end != (resource_size_t)end) {
 929                         res++;
 930                         continue;
 931                 }
 932                 res->name = e820_type_to_string(e820.map[i].type);
 933                 res->start = e820.map[i].addr;
 934                 res->end = end;
 935
 936                 res->flags = IORESOURCE_MEM;
 937
 938                 /*
 939                  * don't register the region that could be conflicted with
 940                  * pci device BAR resource and insert them later in
 941                  * pcibios_resource_survey()
 942                  */
 943                 if (e820.map[i].type != E820_RESERVED || res->start < (1ULL<<20)) {
 944                         res->flags |= IORESOURCE_BUSY;
 945                         insert_resource(&iomem_resource, res);
 946                 }
 947                 res++;
 948         }
 949
 950         for (i = 0; i < e820_saved.nr_map; i++) {
 951                 struct e820entry *entry = &e820_saved.map[i];
 952                 firmware_map_add_early(entry->addr,
 953                         entry->addr + entry->size,
 954                         e820_type_to_string(entry->type));
 955         }
 956 }
 957
 958 /* How much should we pad RAM ending depending on where it is? */
 959 static unsigned long ram_alignment(resource_size_t pos)
 960 {
 961         unsigned long mb = pos >> 20;
 962
 963         /* To 64kB in the first megabyte */
 964         if (!mb)
 965                 return 64*1024;
 966
 967         /* To 1MB in the first 16MB */
 968         if (mb < 16)
 969                 return 1024*1024;
 970
 971         /* To 64MB for anything above that */
 972         return 64*1024*1024;
 973 }
 974
 975 #define MAX_RESOURCE_SIZE ((resource_size_t)-1)
 976
 977 void __init e820_reserve_resources_late(void)
 978 {
 979         int i;
 980         struct resource *res;
 981
 982         res = e820_res;
 983         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 984                 if (!res->parent && res->end)
 985                         insert_resource_expand_to_fit(&iomem_resource, res);
 986                 res++;
 987         }
 988
 989         /*
 990          * Try to bump up RAM regions to reasonable boundaries to
 991          * avoid stolen RAM:
 992          */
 993         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 994                 struct e820entry *entry = &e820.map[i];
 995                 u64 start, end;
 996
 997                 if (entry->type != E820_RAM)
 998                         continue;
 999                 start = entry->addr + entry->size;
1000                 end = round_up(start, ram_alignment(start)) - 1;
1001                 if (end > MAX_RESOURCE_SIZE)
1002                         end = MAX_RESOURCE_SIZE;
1003                 if (start >= end)
1004                         continue;
1005                 printk(KERN_DEBUG
1006                        "e820: reserve RAM buffer [mem %#010llx-%#010llx]\n",
1007                        start, end);
1008                 reserve_region_with_split(&iomem_resource, start, end,
1009                                           "RAM buffer");
1010         }
1011 }
1012
1013 char *__init default_machine_specific_memory_setup(void)
1014 {
1015         char *who = "BIOS-e820";
1016         u32 new_nr;
1017         /*
1018          * Try to copy the BIOS-supplied E820-map.
1019          *
1020          * Otherwise fake a memory map; one section from 0k->640k,
1021          * the next section from 1mb->appropriate_mem_k
1022          */
1023         new_nr = boot_params.e820_entries;
1024         sanitize_e820_map(boot_params.e820_map,
1025                         ARRAY_SIZE(boot_params.e820_map),
1026                         &new_nr);
1027         boot_params.e820_entries = new_nr;
1028         if (append_e820_map(boot_params.e820_map, boot_params.e820_entries)
1029           < 0) {
1030                 u64 mem_size;
1031
1032                 /* compare results from other methods and take the greater */
1033                 if (boot_params.alt_mem_k
1034                     < boot_params.screen_info.ext_mem_k) {
1035                         mem_size = boot_params.screen_info.ext_mem_k;
1036                         who = "BIOS-88";
1037                 } else {
1038                         mem_size = boot_params.alt_mem_k;
1039                         who = "BIOS-e801";
1040                 }
1041
1042                 e820.nr_map = 0;
1043                 e820_add_region(0, LOWMEMSIZE(), E820_RAM);
1044                 e820_add_region(HIGH_MEMORY, mem_size << 10, E820_RAM);
1045         }
1046
1047         /* In case someone cares... */
1048         return who;
1049 }
1050
1051 void __init setup_memory_map(void)
1052 {
1053         char *who;
1054
1055         who = x86_init.resources.memory_setup();
1056         memcpy(&e820_saved, &e820, sizeof(struct e820map));
1057         printk(KERN_INFO "e820: BIOS-provided physical RAM map:\n");
1058         e820_print_map(who);
1059 }
1060
1061 void __init memblock_x86_fill(void)
1062 {
1063         int i;
1064         u64 end;
1065
1066         /*
1067          * EFI may have more than 128 entries
1068          * We are safe to enable resizing, beause memblock_x86_fill()
1069          * is rather later for x86
1070          */
1071         memblock_allow_resize();
1072
1073         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1074                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
1075
1076                 end = ei->addr + ei->size;
1077                 if (end != (resource_size_t)end)
1078                         continue;
1079
1080                 if (ei->type != E820_RAM && ei->type != E820_RESERVED_KERN)
1081                         continue;
1082
1083                 memblock_add(ei->addr, ei->size);
1084         }
1085
1086         /* throw away partial pages */
1087         memblock_trim_memory(PAGE_SIZE);
1088
1089         memblock_dump_all();
1090 }
1091
1092 void __init memblock_find_dma_reserve(void)
1093 {
1094 #ifdef CONFIG_X86_64
1095         u64 nr_pages = 0, nr_free_pages = 0;
1096         unsigned long start_pfn, end_pfn;
1097         phys_addr_t start, end;
1098         int i;
1099         u64 u;
1100
1101         /*
1102          * need to find out used area below MAX_DMA_PFN
1103          * need to use memblock to get free size in [0, MAX_DMA_PFN]
1104          * at first, and assume boot_mem will not take below MAX_DMA_PFN
1105          */
1106         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start_pfn, &end_pfn, NULL) {
1107                 start_pfn = min(start_pfn, MAX_DMA_PFN);
1108                 end_pfn = min(end_pfn, MAX_DMA_PFN);
1109                 nr_pages += end_pfn - start_pfn;
1110         }
1111
1112         for_each_free_mem_range(u, NUMA_NO_NODE, &start, &end, NULL) {
1113                 start_pfn = min_t(unsigned long, PFN_UP(start), MAX_DMA_PFN);
1114                 end_pfn = min_t(unsigned long, PFN_DOWN(end), MAX_DMA_PFN);
1115                 if (start_pfn < end_pfn)
1116                         nr_free_pages += end_pfn - start_pfn;
1117         }
1118
1119         set_dma_reserve(nr_pages - nr_free_pages);
1120 #endif
1121 }