arch/x86/kernel/e820.c

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