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) and will
 188  * be updated on return, with the new number of valid entries
 189  * (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         u32 nr_map;
 565
 566         nr_map = e820.nr_map;
 567         if (sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &nr_map))
 568                 return;
 569         e820.nr_map = nr_map;
 570         printk(KERN_INFO "e820: modified physical RAM map:\n");
 571         e820_print_map("modified");
 572 }
 573 static void __init update_e820_saved(void)
 574 {
 575         u32 nr_map;
 576
 577         nr_map = e820_saved.nr_map;
 578         if (sanitize_e820_map(e820_saved.map, ARRAY_SIZE(e820_saved.map), &nr_map))
 579                 return;
 580         e820_saved.nr_map = nr_map;
 581 }
 582 #define MAX_GAP_END 0x100000000ull
 583 /*
 584  * Search for a gap in the e820 memory space from start_addr to end_addr.
 585  */
 586 __init int e820_search_gap(unsigned long *gapstart, unsigned long *gapsize,
 587                 unsigned long start_addr, unsigned long long end_addr)
 588 {
 589         unsigned long long last;
 590         int i = e820.nr_map;
 591         int found = 0;
 592
 593         last = (end_addr && end_addr < MAX_GAP_END) ? end_addr : MAX_GAP_END;
 594
 595         while (--i >= 0) {
 596                 unsigned long long start = e820.map[i].addr;
 597                 unsigned long long end = start + e820.map[i].size;
 598
 599                 if (end < start_addr)
 600                         continue;
 601
 602                 /*
 603                  * Since "last" is at most 4GB, we know we'll
 604                  * fit in 32 bits if this condition is true
 605                  */
 606                 if (last > end) {
 607                         unsigned long gap = last - end;
 608
 609                         if (gap >= *gapsize) {
 610                                 *gapsize = gap;
 611                                 *gapstart = end;
 612                                 found = 1;
 613                         }
 614                 }
 615                 if (start < last)
 616                         last = start;
 617         }
 618         return found;
 619 }
 620
 621 /*
 622  * Search for the biggest gap in the low 32 bits of the e820
 623  * memory space.  We pass this space to PCI to assign MMIO resources
 624  * for hotplug or unconfigured devices in.
 625  * Hopefully the BIOS let enough space left.
 626  */
 627 __init void e820_setup_gap(void)
 628 {
 629         unsigned long gapstart, gapsize;
 630         int found;
 631
 632         gapstart = 0x10000000;
 633         gapsize = 0x400000;
 634         found  = e820_search_gap(&gapstart, &gapsize, 0, MAX_GAP_END);
 635
 636 #ifdef CONFIG_X86_64
 637         if (!found) {
 638                 gapstart = (max_pfn << PAGE_SHIFT) + 1024*1024;
 639                 printk(KERN_ERR
 640         "e820: cannot find a gap in the 32bit address range\n"
 641         "e820: PCI devices with unassigned 32bit BARs may break!\n");
 642         }
 643 #endif
 644
 645         /*
 646          * e820_reserve_resources_late protect stolen RAM already
 647          */
 648         pci_mem_start = gapstart;
 649
 650         printk(KERN_INFO
 651                "e820: [mem %#010lx-%#010lx] available for PCI devices\n",
 652                gapstart, gapstart + gapsize - 1);
 653 }
 654
 655 /**
 656  * Because of the size limitation of struct boot_params, only first
 657  * 128 E820 memory entries are passed to kernel via
 658  * boot_params.e820_map, others are passed via SETUP_E820_EXT node of
 659  * linked list of struct setup_data, which is parsed here.
 660  */
 661 void __init parse_e820_ext(u64 phys_addr, u32 data_len)
 662 {
 663         int entries;
 664         struct e820entry *extmap;
 665         struct setup_data *sdata;
 666
 667         sdata = early_memremap(phys_addr, data_len);
 668         entries = sdata->len / sizeof(struct e820entry);
 669         extmap = (struct e820entry *)(sdata->data);
 670         __append_e820_map(extmap, entries);
 671         sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
 672         early_iounmap(sdata, data_len);
 673         printk(KERN_INFO "e820: extended physical RAM map:\n");
 674         e820_print_map("extended");
 675 }
 676
 677 #if defined(CONFIG_X86_64) || \
 678         (defined(CONFIG_X86_32) && defined(CONFIG_HIBERNATION))
 679 /**
 680  * Find the ranges of physical addresses that do not correspond to
 681  * e820 RAM areas and mark the corresponding pages as nosave for
 682  * hibernation (32 bit) or software suspend and suspend to RAM (64 bit).
 683  *
 684  * This function requires the e820 map to be sorted and without any
 685  * overlapping entries and assumes the first e820 area to be RAM.
 686  */
 687 void __init e820_mark_nosave_regions(unsigned long limit_pfn)
 688 {
 689         int i;
 690         unsigned long pfn;
 691
 692         pfn = PFN_DOWN(e820.map[0].addr + e820.map[0].size);
 693         for (i = 1; i < e820.nr_map; i++) {
 694                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 695
 696                 if (pfn < PFN_UP(ei->addr))
 697                         register_nosave_region(pfn, PFN_UP(ei->addr));
 698
 699                 pfn = PFN_DOWN(ei->addr + ei->size);
 700                 if (ei->type != E820_RAM && ei->type != E820_RESERVED_KERN)
 701                         register_nosave_region(PFN_UP(ei->addr), pfn);
 702
 703                 if (pfn >= limit_pfn)
 704                         break;
 705         }
 706 }
 707 #endif
 708
 709 #ifdef CONFIG_ACPI
 710 /**
 711  * Mark ACPI NVS memory region, so that we can save/restore it during
 712  * hibernation and the subsequent resume.
 713  */
 714 static int __init e820_mark_nvs_memory(void)
 715 {
 716         int i;
 717
 718         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 719                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 720
 721                 if (ei->type == E820_NVS)
 722                         acpi_nvs_register(ei->addr, ei->size);
 723         }
 724
 725         return 0;
 726 }
 727 core_initcall(e820_mark_nvs_memory);
 728 #endif
 729
 730 /*
 731  * pre allocated 4k and reserved it in memblock and e820_saved
 732  */
 733 u64 __init early_reserve_e820(u64 size, u64 align)
 734 {
 735         u64 addr;
 736
 737         addr = __memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
 738         if (addr) {
 739                 e820_update_range_saved(addr, size, E820_RAM, E820_RESERVED);
 740                 printk(KERN_INFO "e820: update e820_saved for early_reserve_e820\n");
 741                 update_e820_saved();
 742         }
 743
 744         return addr;
 745 }
 746
 747 #ifdef CONFIG_X86_32
 748 # ifdef CONFIG_X86_PAE
 749 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(36-PAGE_SHIFT))
 750 # else
 751 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(32-PAGE_SHIFT))
 752 # endif
 753 #else /* CONFIG_X86_32 */
 754 # define MAX_ARCH_PFN MAXMEM>>PAGE_SHIFT
 755 #endif
 756
 757 /*
 758  * Find the highest page frame number we have available
 759  */
 760 static unsigned long __init e820_end_pfn(unsigned long limit_pfn, unsigned type)
 761 {
 762         int i;
 763         unsigned long last_pfn = 0;
 764         unsigned long max_arch_pfn = MAX_ARCH_PFN;
 765
 766         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 767                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 768                 unsigned long start_pfn;
 769                 unsigned long end_pfn;
 770
 771                 if (ei->type != type)
 772                         continue;
 773
 774                 start_pfn = ei->addr >> PAGE_SHIFT;
 775                 end_pfn = (ei->addr + ei->size) >> PAGE_SHIFT;
 776
 777                 if (start_pfn >= limit_pfn)
 778                         continue;
 779                 if (end_pfn > limit_pfn) {
 780                         last_pfn = limit_pfn;
 781                         break;
 782                 }
 783                 if (end_pfn > last_pfn)
 784                         last_pfn = end_pfn;
 785         }
 786
 787         if (last_pfn > max_arch_pfn)
 788                 last_pfn = max_arch_pfn;
 789
 790         printk(KERN_INFO "e820: last_pfn = %#lx max_arch_pfn = %#lx\n",
 791                          last_pfn, max_arch_pfn);
 792         return last_pfn;
 793 }
 794 unsigned long __init e820_end_of_ram_pfn(void)
 795 {
 796         return e820_end_pfn(MAX_ARCH_PFN, E820_RAM);
 797 }
 798
 799 unsigned long __init e820_end_of_low_ram_pfn(void)
 800 {
 801         return e820_end_pfn(1UL<<(32 - PAGE_SHIFT), E820_RAM);
 802 }
 803
 804 static void early_panic(char *msg)
 805 {
 806         early_printk(msg);
 807         panic(msg);
 808 }
 809
 810 static int userdef __initdata;
 811
 812 /* "mem=nopentium" disables the 4MB page tables. */
 813 static int __init parse_memopt(char *p)
 814 {
 815         u64 mem_size;
 816
 817         if (!p)
 818                 return -EINVAL;
 819
 820         if (!strcmp(p, "nopentium")) {
 821 #ifdef CONFIG_X86_32
 822                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_PSE);
 823                 return 0;
 824 #else
 825                 printk(KERN_WARNING "mem=nopentium ignored! (only supported on x86_32)\n");
 826                 return -EINVAL;
 827 #endif
 828         }
 829
 830         userdef = 1;
 831         mem_size = memparse(p, &p);
 832         /* don't remove all of memory when handling "mem={invalid}" param */
 833         if (mem_size == 0)
 834                 return -EINVAL;
 835         e820_remove_range(mem_size, ULLONG_MAX - mem_size, E820_RAM, 1);
 836
 837         return 0;
 838 }
 839 early_param("mem", parse_memopt);
 840
 841 static int __init parse_memmap_one(char *p)
 842 {
 843         char *oldp;
 844         u64 start_at, mem_size;
 845
 846         if (!p)
 847                 return -EINVAL;
 848
 849         if (!strncmp(p, "exactmap", 8)) {
 850 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 851                 /*
 852                  * If we are doing a crash dump, we still need to know
 853                  * the real mem size before original memory map is
 854                  * reset.
 855                  */
 856                 saved_max_pfn = e820_end_of_ram_pfn();
 857 #endif
 858                 e820.nr_map = 0;
 859                 userdef = 1;
 860                 return 0;
 861         }
 862
 863         oldp = p;
 864         mem_size = memparse(p, &p);
 865         if (p == oldp)
 866                 return -EINVAL;
 867
 868         userdef = 1;
 869         if (*p == '@') {
 870                 start_at = memparse(p+1, &p);
 871                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_RAM);
 872         } else if (*p == '#') {
 873                 start_at = memparse(p+1, &p);
 874                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_ACPI);
 875         } else if (*p == '$') {
 876                 start_at = memparse(p+1, &p);
 877                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_RESERVED);
 878         } else
 879                 e820_remove_range(mem_size, ULLONG_MAX - mem_size, E820_RAM, 1);
 880
 881         return *p == '\0' ? 0 : -EINVAL;
 882 }
 883 static int __init parse_memmap_opt(char *str)
 884 {
 885         while (str) {
 886                 char *k = strchr(str, ',');
 887
 888                 if (k)
 889                         *k++ = 0;
 890
 891                 parse_memmap_one(str);
 892                 str = k;
 893         }
 894
 895         return 0;
 896 }
 897 early_param("memmap", parse_memmap_opt);
 898
 899 void __init finish_e820_parsing(void)
 900 {
 901         if (userdef) {
 902                 u32 nr = e820.nr_map;
 903
 904                 if (sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &nr) < 0)
 905                         early_panic("Invalid user supplied memory map");
 906                 e820.nr_map = nr;
 907
 908                 printk(KERN_INFO "e820: user-defined physical RAM map:\n");
 909                 e820_print_map("user");
 910         }
 911 }
 912
 913 static inline const char *e820_type_to_string(int e820_type)
 914 {
 915         switch (e820_type) {
 916         case E820_RESERVED_KERN:
 917         case E820_RAM:  return "System RAM";
 918         case E820_ACPI: return "ACPI Tables";
 919         case E820_NVS:  return "ACPI Non-volatile Storage";
 920         case E820_UNUSABLE:     return "Unusable memory";
 921         default:        return "reserved";
 922         }
 923 }
 924
 925 /*
 926  * Mark e820 reserved areas as busy for the resource manager.
 927  */
 928 static struct resource __initdata *e820_res;
 929 void __init e820_reserve_resources(void)
 930 {
 931         int i;
 932         struct resource *res;
 933         u64 end;
 934
 935         res = alloc_bootmem(sizeof(struct resource) * e820.nr_map);
 936         e820_res = res;
 937         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 938                 end = e820.map[i].addr + e820.map[i].size - 1;
 939                 if (end != (resource_size_t)end) {
 940                         res++;
 941                         continue;
 942                 }
 943                 res->name = e820_type_to_string(e820.map[i].type);
 944                 res->start = e820.map[i].addr;
 945                 res->end = end;
 946
 947                 res->flags = IORESOURCE_MEM;
 948
 949                 /*
 950                  * don't register the region that could be conflicted with
 951                  * pci device BAR resource and insert them later in
 952                  * pcibios_resource_survey()
 953                  */
 954                 if (e820.map[i].type != E820_RESERVED || res->start < (1ULL<<20)) {
 955                         res->flags |= IORESOURCE_BUSY;
 956                         insert_resource(&iomem_resource, res);
 957                 }
 958                 res++;
 959         }
 960
 961         for (i = 0; i < e820_saved.nr_map; i++) {
 962                 struct e820entry *entry = &e820_saved.map[i];
 963                 firmware_map_add_early(entry->addr,
 964                         entry->addr + entry->size,
 965                         e820_type_to_string(entry->type));
 966         }
 967 }
 968
 969 /* How much should we pad RAM ending depending on where it is? */
 970 static unsigned long ram_alignment(resource_size_t pos)
 971 {
 972         unsigned long mb = pos >> 20;
 973
 974         /* To 64kB in the first megabyte */
 975         if (!mb)
 976                 return 64*1024;
 977
 978         /* To 1MB in the first 16MB */
 979         if (mb < 16)
 980                 return 1024*1024;
 981
 982         /* To 64MB for anything above that */
 983         return 64*1024*1024;
 984 }
 985
 986 #define MAX_RESOURCE_SIZE ((resource_size_t)-1)
 987
 988 void __init e820_reserve_resources_late(void)
 989 {
 990         int i;
 991         struct resource *res;
 992
 993         res = e820_res;
 994         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 995                 if (!res->parent && res->end)
 996                         insert_resource_expand_to_fit(&iomem_resource, res);
 997                 res++;
 998         }
 999
1000         /*
1001          * Try to bump up RAM regions to reasonable boundaries to
1002          * avoid stolen RAM:
1003          */
1004         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1005                 struct e820entry *entry = &e820.map[i];
1006                 u64 start, end;
1007
1008                 if (entry->type != E820_RAM)
1009                         continue;
1010                 start = entry->addr + entry->size;
1011                 end = round_up(start, ram_alignment(start)) - 1;
1012                 if (end > MAX_RESOURCE_SIZE)
1013                         end = MAX_RESOURCE_SIZE;
1014                 if (start >= end)
1015                         continue;
1016                 printk(KERN_DEBUG
1017                        "e820: reserve RAM buffer [mem %#010llx-%#010llx]\n",
1018                        start, end);
1019                 reserve_region_with_split(&iomem_resource, start, end,
1020                                           "RAM buffer");
1021         }
1022 }
1023
1024 char *__init default_machine_specific_memory_setup(void)
1025 {
1026         char *who = "BIOS-e820";
1027         u32 new_nr;
1028         /*
1029          * Try to copy the BIOS-supplied E820-map.
1030          *
1031          * Otherwise fake a memory map; one section from 0k->640k,
1032          * the next section from 1mb->appropriate_mem_k
1033          */
1034         new_nr = boot_params.e820_entries;
1035         sanitize_e820_map(boot_params.e820_map,
1036                         ARRAY_SIZE(boot_params.e820_map),
1037                         &new_nr);
1038         boot_params.e820_entries = new_nr;
1039         if (append_e820_map(boot_params.e820_map, boot_params.e820_entries)
1040           < 0) {
1041                 u64 mem_size;
1042
1043                 /* compare results from other methods and take the greater */
1044                 if (boot_params.alt_mem_k
1045                     < boot_params.screen_info.ext_mem_k) {
1046                         mem_size = boot_params.screen_info.ext_mem_k;
1047                         who = "BIOS-88";
1048                 } else {
1049                         mem_size = boot_params.alt_mem_k;
1050                         who = "BIOS-e801";
1051                 }
1052
1053                 e820.nr_map = 0;
1054                 e820_add_region(0, LOWMEMSIZE(), E820_RAM);
1055                 e820_add_region(HIGH_MEMORY, mem_size << 10, E820_RAM);
1056         }
1057
1058         /* In case someone cares... */
1059         return who;
1060 }
1061
1062 void __init setup_memory_map(void)
1063 {
1064         char *who;
1065
1066         who = x86_init.resources.memory_setup();
1067         memcpy(&e820_saved, &e820, sizeof(struct e820map));
1068         printk(KERN_INFO "e820: BIOS-provided physical RAM map:\n");
1069         e820_print_map(who);
1070 }
1071
1072 void __init memblock_x86_fill(void)
1073 {
1074         int i;
1075         u64 end;
1076
1077         /*
1078          * EFI may have more than 128 entries
1079          * We are safe to enable resizing, beause memblock_x86_fill()
1080          * is rather later for x86
1081          */
1082         memblock_allow_resize();
1083
1084         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1085                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
1086
1087                 end = ei->addr + ei->size;
1088                 if (end != (resource_size_t)end)
1089                         continue;
1090
1091                 if (ei->type != E820_RAM && ei->type != E820_RESERVED_KERN)
1092                         continue;
1093
1094                 memblock_add(ei->addr, ei->size);
1095         }
1096
1097         /* throw away partial pages */
1098         memblock_trim_memory(PAGE_SIZE);
1099
1100         memblock_dump_all();
1101 }
1102
1103 void __init memblock_find_dma_reserve(void)
1104 {
1105 #ifdef CONFIG_X86_64
1106         u64 nr_pages = 0, nr_free_pages = 0;
1107         unsigned long start_pfn, end_pfn;
1108         phys_addr_t start, end;
1109         int i;
1110         u64 u;
1111
1112         /*
1113          * need to find out used area below MAX_DMA_PFN
1114          * need to use memblock to get free size in [0, MAX_DMA_PFN]
1115          * at first, and assume boot_mem will not take below MAX_DMA_PFN
1116          */
1117         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &start_pfn, &end_pfn, NULL) {
1118                 start_pfn = min_t(unsigned long, start_pfn, MAX_DMA_PFN);
1119                 end_pfn = min_t(unsigned long, end_pfn, MAX_DMA_PFN);
1120                 nr_pages += end_pfn - start_pfn;
1121         }
1122
1123         for_each_free_mem_range(u, MAX_NUMNODES, &start, &end, NULL) {
1124                 start_pfn = min_t(unsigned long, PFN_UP(start), MAX_DMA_PFN);
1125                 end_pfn = min_t(unsigned long, PFN_DOWN(end), MAX_DMA_PFN);
1126                 if (start_pfn < end_pfn)
1127                         nr_free_pages += end_pfn - start_pfn;
1128         }
1129
1130         set_dma_reserve(nr_pages - nr_free_pages);
1131 #endif
1132 }