Merge branch 'core-v28-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[linux-2.6.git] / 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 #include <linux/firmware-map.h>
23
24 #include <asm/pgtable.h>
25 #include <asm/page.h>
26 #include <asm/e820.h>
27 #include <asm/proto.h>
28 #include <asm/setup.h>
29 #include <asm/trampoline.h>
30
31 /*
32  * The e820 map is the map that gets modified e.g. with command line parameters
33  * and that is also registered with modifications in the kernel resource tree
34  * with the iomem_resource as parent.
35  *
36  * The e820_saved is directly saved after the BIOS-provided memory map is
37  * copied. It doesn't get modified afterwards. It's registered for the
38  * /sys/firmware/memmap interface.
39  *
40  * That memory map is not modified and is used as base for kexec. The kexec'd
41  * kernel should get the same memory map as the firmware provides. Then the
42  * user can e.g. boot the original kernel with mem=1G while still booting the
43  * next kernel with full memory.
44  */
45 struct e820map e820;
46 struct e820map e820_saved;
47
48 /* For PCI or other memory-mapped resources */
49 unsigned long pci_mem_start = 0xaeedbabe;
50 #ifdef CONFIG_PCI
51 EXPORT_SYMBOL(pci_mem_start);
52 #endif
53
54 /*
55  * This function checks if any part of the range <start,end> is mapped
56  * with type.
57  */
58 int
59 e820_any_mapped(u64 start, u64 end, unsigned type)
60 {
61         int i;
62
63         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
64                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
65
66                 if (type && ei->type != type)
67                         continue;
68                 if (ei->addr >= end || ei->addr + ei->size <= start)
69                         continue;
70                 return 1;
71         }
72         return 0;
73 }
74 EXPORT_SYMBOL_GPL(e820_any_mapped);
75
76 /*
77  * This function checks if the entire range <start,end> is mapped with type.
78  *
79  * Note: this function only works correct if the e820 table is sorted and
80  * not-overlapping, which is the case
81  */
82 int __init e820_all_mapped(u64 start, u64 end, unsigned type)
83 {
84         int i;
85
86         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
87                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
88
89                 if (type && ei->type != type)
90                         continue;
91                 /* is the region (part) in overlap with the current region ?*/
92                 if (ei->addr >= end || ei->addr + ei->size <= start)
93                         continue;
94
95                 /* if the region is at the beginning of <start,end> we move
96                  * start to the end of the region since it's ok until there
97                  */
98                 if (ei->addr <= start)
99                         start = ei->addr + ei->size;
100                 /*
101                  * if start is now at or beyond end, we're done, full
102                  * coverage
103                  */
104                 if (start >= end)
105                         return 1;
106         }
107         return 0;
108 }
109
110 /*
111  * Add a memory region to the kernel e820 map.
112  */
113 void __init e820_add_region(u64 start, u64 size, int type)
114 {
115         int x = e820.nr_map;
116
117         if (x == ARRAY_SIZE(e820.map)) {
118                 printk(KERN_ERR "Ooops! Too many entries in the memory map!\n");
119                 return;
120         }
121
122         e820.map[x].addr = start;
123         e820.map[x].size = size;
124         e820.map[x].type = type;
125         e820.nr_map++;
126 }
127
128 void __init e820_print_map(char *who)
129 {
130         int i;
131
132         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
133                 printk(KERN_INFO " %s: %016Lx - %016Lx ", who,
134                        (unsigned long long) e820.map[i].addr,
135                        (unsigned long long)
136                        (e820.map[i].addr + e820.map[i].size));
137                 switch (e820.map[i].type) {
138                 case E820_RAM:
139                 case E820_RESERVED_KERN:
140                         printk(KERN_CONT "(usable)\n");
141                         break;
142                 case E820_RESERVED:
143                         printk(KERN_CONT "(reserved)\n");
144                         break;
145                 case E820_ACPI:
146                         printk(KERN_CONT "(ACPI data)\n");
147                         break;
148                 case E820_NVS:
149                         printk(KERN_CONT "(ACPI NVS)\n");
150                         break;
151                 case E820_UNUSABLE:
152                         printk("(unusable)\n");
153                         break;
154                 default:
155                         printk(KERN_CONT "type %u\n", e820.map[i].type);
156                         break;
157                 }
158         }
159 }
160
161 /*
162  * Sanitize the BIOS e820 map.
163  *
164  * Some e820 responses include overlapping entries. The following
165  * replaces the original e820 map with a new one, removing overlaps,
166  * and resolving conflicting memory types in favor of highest
167  * numbered type.
168  *
169  * The input parameter biosmap points to an array of 'struct
170  * e820entry' which on entry has elements in the range [0, *pnr_map)
171  * valid, and which has space for up to max_nr_map entries.
172  * On return, the resulting sanitized e820 map entries will be in
173  * overwritten in the same location, starting at biosmap.
174  *
175  * The integer pointed to by pnr_map must be valid on entry (the
176  * current number of valid entries located at biosmap) and will
177  * be updated on return, with the new number of valid entries
178  * (something no more than max_nr_map.)
179  *
180  * The return value from sanitize_e820_map() is zero if it
181  * successfully 'sanitized' the map entries passed in, and is -1
182  * if it did nothing, which can happen if either of (1) it was
183  * only passed one map entry, or (2) any of the input map entries
184  * were invalid (start + size < start, meaning that the size was
185  * so big the described memory range wrapped around through zero.)
186  *
187  *      Visually we're performing the following
188  *      (1,2,3,4 = memory types)...
189  *
190  *      Sample memory map (w/overlaps):
191  *         ____22__________________
192  *         ______________________4_
193  *         ____1111________________
194  *         _44_____________________
195  *         11111111________________
196  *         ____________________33__
197  *         ___________44___________
198  *         __________33333_________
199  *         ______________22________
200  *         ___________________2222_
201  *         _________111111111______
202  *         _____________________11_
203  *         _________________4______
204  *
205  *      Sanitized equivalent (no overlap):
206  *         1_______________________
207  *         _44_____________________
208  *         ___1____________________
209  *         ____22__________________
210  *         ______11________________
211  *         _________1______________
212  *         __________3_____________
213  *         ___________44___________
214  *         _____________33_________
215  *         _______________2________
216  *         ________________1_______
217  *         _________________4______
218  *         ___________________2____
219  *         ____________________33__
220  *         ______________________4_
221  */
222
223 int __init sanitize_e820_map(struct e820entry *biosmap, int max_nr_map,
224                                 int *pnr_map)
225 {
226         struct change_member {
227                 struct e820entry *pbios; /* pointer to original bios entry */
228                 unsigned long long addr; /* address for this change point */
229         };
230         static struct change_member change_point_list[2*E820_X_MAX] __initdata;
231         static struct change_member *change_point[2*E820_X_MAX] __initdata;
232         static struct e820entry *overlap_list[E820_X_MAX] __initdata;
233         static struct e820entry new_bios[E820_X_MAX] __initdata;
234         struct change_member *change_tmp;
235         unsigned long current_type, last_type;
236         unsigned long long last_addr;
237         int chgidx, still_changing;
238         int overlap_entries;
239         int new_bios_entry;
240         int old_nr, new_nr, chg_nr;
241         int i;
242
243         /* if there's only one memory region, don't bother */
244         if (*pnr_map < 2)
245                 return -1;
246
247         old_nr = *pnr_map;
248         BUG_ON(old_nr > max_nr_map);
249
250         /* bail out if we find any unreasonable addresses in bios map */
251         for (i = 0; i < old_nr; i++)
252                 if (biosmap[i].addr + biosmap[i].size < biosmap[i].addr)
253                         return -1;
254
255         /* create pointers for initial change-point information (for sorting) */
256         for (i = 0; i < 2 * old_nr; i++)
257                 change_point[i] = &change_point_list[i];
258
259         /* record all known change-points (starting and ending addresses),
260            omitting those that are for empty memory regions */
261         chgidx = 0;
262         for (i = 0; i < old_nr; i++)    {
263                 if (biosmap[i].size != 0) {
264                         change_point[chgidx]->addr = biosmap[i].addr;
265                         change_point[chgidx++]->pbios = &biosmap[i];
266                         change_point[chgidx]->addr = biosmap[i].addr +
267                                 biosmap[i].size;
268                         change_point[chgidx++]->pbios = &biosmap[i];
269                 }
270         }
271         chg_nr = chgidx;
272
273         /* sort change-point list by memory addresses (low -> high) */
274         still_changing = 1;
275         while (still_changing)  {
276                 still_changing = 0;
277                 for (i = 1; i < chg_nr; i++)  {
278                         unsigned long long curaddr, lastaddr;
279                         unsigned long long curpbaddr, lastpbaddr;
280
281                         curaddr = change_point[i]->addr;
282                         lastaddr = change_point[i - 1]->addr;
283                         curpbaddr = change_point[i]->pbios->addr;
284                         lastpbaddr = change_point[i - 1]->pbios->addr;
285
286                         /*
287                          * swap entries, when:
288                          *
289                          * curaddr > lastaddr or
290                          * curaddr == lastaddr and curaddr == curpbaddr and
291                          * lastaddr != lastpbaddr
292                          */
293                         if (curaddr < lastaddr ||
294                             (curaddr == lastaddr && curaddr == curpbaddr &&
295                              lastaddr != lastpbaddr)) {
296                                 change_tmp = change_point[i];
297                                 change_point[i] = change_point[i-1];
298                                 change_point[i-1] = change_tmp;
299                                 still_changing = 1;
300                         }
301                 }
302         }
303
304         /* create a new bios memory map, removing overlaps */
305         overlap_entries = 0;     /* number of entries in the overlap table */
306         new_bios_entry = 0;      /* index for creating new bios map entries */
307         last_type = 0;           /* start with undefined memory type */
308         last_addr = 0;           /* start with 0 as last starting address */
309
310         /* loop through change-points, determining affect on the new bios map */
311         for (chgidx = 0; chgidx < chg_nr; chgidx++) {
312                 /* keep track of all overlapping bios entries */
313                 if (change_point[chgidx]->addr ==
314                     change_point[chgidx]->pbios->addr) {
315                         /*
316                          * add map entry to overlap list (> 1 entry
317                          * implies an overlap)
318                          */
319                         overlap_list[overlap_entries++] =
320                                 change_point[chgidx]->pbios;
321                 } else {
322                         /*
323                          * remove entry from list (order independent,
324                          * so swap with last)
325                          */
326                         for (i = 0; i < overlap_entries; i++) {
327                                 if (overlap_list[i] ==
328                                     change_point[chgidx]->pbios)
329                                         overlap_list[i] =
330                                                 overlap_list[overlap_entries-1];
331                         }
332                         overlap_entries--;
333                 }
334                 /*
335                  * if there are overlapping entries, decide which
336                  * "type" to use (larger value takes precedence --
337                  * 1=usable, 2,3,4,4+=unusable)
338                  */
339                 current_type = 0;
340                 for (i = 0; i < overlap_entries; i++)
341                         if (overlap_list[i]->type > current_type)
342                                 current_type = overlap_list[i]->type;
343                 /*
344                  * continue building up new bios map based on this
345                  * information
346                  */
347                 if (current_type != last_type)  {
348                         if (last_type != 0)      {
349                                 new_bios[new_bios_entry].size =
350                                         change_point[chgidx]->addr - last_addr;
351                                 /*
352                                  * move forward only if the new size
353                                  * was non-zero
354                                  */
355                                 if (new_bios[new_bios_entry].size != 0)
356                                         /*
357                                          * no more space left for new
358                                          * bios entries ?
359                                          */
360                                         if (++new_bios_entry >= max_nr_map)
361                                                 break;
362                         }
363                         if (current_type != 0)  {
364                                 new_bios[new_bios_entry].addr =
365                                         change_point[chgidx]->addr;
366                                 new_bios[new_bios_entry].type = current_type;
367                                 last_addr = change_point[chgidx]->addr;
368                         }
369                         last_type = current_type;
370                 }
371         }
372         /* retain count for new bios entries */
373         new_nr = new_bios_entry;
374
375         /* copy new bios mapping into original location */
376         memcpy(biosmap, new_bios, new_nr * sizeof(struct e820entry));
377         *pnr_map = new_nr;
378
379         return 0;
380 }
381
382 static int __init __append_e820_map(struct e820entry *biosmap, int nr_map)
383 {
384         while (nr_map) {
385                 u64 start = biosmap->addr;
386                 u64 size = biosmap->size;
387                 u64 end = start + size;
388                 u32 type = biosmap->type;
389
390                 /* Overflow in 64 bits? Ignore the memory map. */
391                 if (start > end)
392                         return -1;
393
394                 e820_add_region(start, size, type);
395
396                 biosmap++;
397                 nr_map--;
398         }
399         return 0;
400 }
401
402 /*
403  * Copy the BIOS e820 map into a safe place.
404  *
405  * Sanity-check it while we're at it..
406  *
407  * If we're lucky and live on a modern system, the setup code
408  * will have given us a memory map that we can use to properly
409  * set up memory.  If we aren't, we'll fake a memory map.
410  */
411 static int __init append_e820_map(struct e820entry *biosmap, int nr_map)
412 {
413         /* Only one memory region (or negative)? Ignore it */
414         if (nr_map < 2)
415                 return -1;
416
417         return __append_e820_map(biosmap, nr_map);
418 }
419
420 static u64 __init e820_update_range_map(struct e820map *e820x, u64 start,
421                                         u64 size, unsigned old_type,
422                                         unsigned new_type)
423 {
424         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         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
433                 struct e820entry *ei = &e820x->map[i];
434                 u64 final_start, final_end;
435                 if (ei->type != old_type)
436                         continue;
437                 /* totally covered? */
438                 if (ei->addr >= start &&
439                     (ei->addr + ei->size) <= (start + size)) {
440                         ei->type = new_type;
441                         real_updated_size += ei->size;
442                         continue;
443                 }
444                 /* partially covered */
445                 final_start = max(start, ei->addr);
446                 final_end = min(start + size, ei->addr + ei->size);
447                 if (final_start >= final_end)
448                         continue;
449                 e820_add_region(final_start, final_end - final_start,
450                                          new_type);
451                 real_updated_size += final_end - final_start;
452
453                 ei->size -= final_end - final_start;
454                 if (ei->addr < final_start)
455                         continue;
456                 ei->addr = final_end;
457         }
458         return real_updated_size;
459 }
460
461 u64 __init e820_update_range(u64 start, u64 size, unsigned old_type,
462                              unsigned new_type)
463 {
464         return e820_update_range_map(&e820, start, size, old_type, new_type);
465 }
466
467 static u64 __init e820_update_range_saved(u64 start, u64 size,
468                                           unsigned old_type, unsigned new_type)
469 {
470         return e820_update_range_map(&e820_saved, start, size, old_type,
471                                      new_type);
472 }
473
474 /* make e820 not cover the range */
475 u64 __init e820_remove_range(u64 start, u64 size, unsigned old_type,
476                              int checktype)
477 {
478         int i;
479         u64 real_removed_size = 0;
480
481         if (size > (ULLONG_MAX - start))
482                 size = ULLONG_MAX - start;
483
484         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
485                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
486                 u64 final_start, final_end;
487
488                 if (checktype && ei->type != old_type)
489                         continue;
490                 /* totally covered? */
491                 if (ei->addr >= start &&
492                     (ei->addr + ei->size) <= (start + size)) {
493                         real_removed_size += ei->size;
494                         memset(ei, 0, sizeof(struct e820entry));
495                         continue;
496                 }
497                 /* partially covered */
498                 final_start = max(start, ei->addr);
499                 final_end = min(start + size, ei->addr + ei->size);
500                 if (final_start >= final_end)
501                         continue;
502                 real_removed_size += final_end - final_start;
503
504                 ei->size -= final_end - final_start;
505                 if (ei->addr < final_start)
506                         continue;
507                 ei->addr = final_end;
508         }
509         return real_removed_size;
510 }
511
512 void __init update_e820(void)
513 {
514         int nr_map;
515
516         nr_map = e820.nr_map;
517         if (sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &nr_map))
518                 return;
519         e820.nr_map = nr_map;
520         printk(KERN_INFO "modified physical RAM map:\n");
521         e820_print_map("modified");
522 }
523 static void __init update_e820_saved(void)
524 {
525         int nr_map;
526
527         nr_map = e820_saved.nr_map;
528         if (sanitize_e820_map(e820_saved.map, ARRAY_SIZE(e820_saved.map), &nr_map))
529                 return;
530         e820_saved.nr_map = nr_map;
531 }
532 #define MAX_GAP_END 0x100000000ull
533 /*
534  * Search for a gap in the e820 memory space from start_addr to end_addr.
535  */
536 __init int e820_search_gap(unsigned long *gapstart, unsigned long *gapsize,
537                 unsigned long start_addr, unsigned long long end_addr)
538 {
539         unsigned long long last;
540         int i = e820.nr_map;
541         int found = 0;
542
543         last = (end_addr && end_addr < MAX_GAP_END) ? end_addr : MAX_GAP_END;
544
545         while (--i >= 0) {
546                 unsigned long long start = e820.map[i].addr;
547                 unsigned long long end = start + e820.map[i].size;
548
549                 if (end < start_addr)
550                         continue;
551
552                 /*
553                  * Since "last" is at most 4GB, we know we'll
554                  * fit in 32 bits if this condition is true
555                  */
556                 if (last > end) {
557                         unsigned long gap = last - end;
558
559                         if (gap >= *gapsize) {
560                                 *gapsize = gap;
561                                 *gapstart = end;
562                                 found = 1;
563                         }
564                 }
565                 if (start < last)
566                         last = start;
567         }
568         return found;
569 }
570
571 /*
572  * Search for the biggest gap in the low 32 bits of the e820
573  * memory space.  We pass this space to PCI to assign MMIO resources
574  * for hotplug or unconfigured devices in.
575  * Hopefully the BIOS let enough space left.
576  */
577 __init void e820_setup_gap(void)
578 {
579         unsigned long gapstart, gapsize, round;
580         int found;
581
582         gapstart = 0x10000000;
583         gapsize = 0x400000;
584         found  = e820_search_gap(&gapstart, &gapsize, 0, MAX_GAP_END);
585
586 #ifdef CONFIG_X86_64
587         if (!found) {
588                 gapstart = (max_pfn << PAGE_SHIFT) + 1024*1024;
589                 printk(KERN_ERR "PCI: Warning: Cannot find a gap in the 32bit "
590                        "address range\n"
591                        KERN_ERR "PCI: Unassigned devices with 32bit resource "
592                        "registers may break!\n");
593         }
594 #endif
595
596         /*
597          * See how much we want to round up: start off with
598          * rounding to the next 1MB area.
599          */
600         round = 0x100000;
601         while ((gapsize >> 4) > round)
602                 round += round;
603         /* Fun with two's complement */
604         pci_mem_start = (gapstart + round) & -round;
605
606         printk(KERN_INFO
607                "Allocating PCI resources starting at %lx (gap: %lx:%lx)\n",
608                pci_mem_start, gapstart, gapsize);
609 }
610
611 /**
612  * Because of the size limitation of struct boot_params, only first
613  * 128 E820 memory entries are passed to kernel via
614  * boot_params.e820_map, others are passed via SETUP_E820_EXT node of
615  * linked list of struct setup_data, which is parsed here.
616  */
617 void __init parse_e820_ext(struct setup_data *sdata, unsigned long pa_data)
618 {
619         u32 map_len;
620         int entries;
621         struct e820entry *extmap;
622
623         entries = sdata->len / sizeof(struct e820entry);
624         map_len = sdata->len + sizeof(struct setup_data);
625         if (map_len > PAGE_SIZE)
626                 sdata = early_ioremap(pa_data, map_len);
627         extmap = (struct e820entry *)(sdata->data);
628         __append_e820_map(extmap, entries);
629         sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
630         if (map_len > PAGE_SIZE)
631                 early_iounmap(sdata, map_len);
632         printk(KERN_INFO "extended physical RAM map:\n");
633         e820_print_map("extended");
634 }
635
636 #if defined(CONFIG_X86_64) || \
637         (defined(CONFIG_X86_32) && defined(CONFIG_HIBERNATION))
638 /**
639  * Find the ranges of physical addresses that do not correspond to
640  * e820 RAM areas and mark the corresponding pages as nosave for
641  * hibernation (32 bit) or software suspend and suspend to RAM (64 bit).
642  *
643  * This function requires the e820 map to be sorted and without any
644  * overlapping entries and assumes the first e820 area to be RAM.
645  */
646 void __init e820_mark_nosave_regions(unsigned long limit_pfn)
647 {
648         int i;
649         unsigned long pfn;
650
651         pfn = PFN_DOWN(e820.map[0].addr + e820.map[0].size);
652         for (i = 1; i < e820.nr_map; i++) {
653                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
654
655                 if (pfn < PFN_UP(ei->addr))
656                         register_nosave_region(pfn, PFN_UP(ei->addr));
657
658                 pfn = PFN_DOWN(ei->addr + ei->size);
659                 if (ei->type != E820_RAM && ei->type != E820_RESERVED_KERN)
660                         register_nosave_region(PFN_UP(ei->addr), pfn);
661
662                 if (pfn >= limit_pfn)
663                         break;
664         }
665 }
666 #endif
667
668 /*
669  * Early reserved memory areas.
670  */
671 #define MAX_EARLY_RES 20
672
673 struct early_res {
674         u64 start, end;
675         char name[16];
676         char overlap_ok;
677 };
678 static struct early_res early_res[MAX_EARLY_RES] __initdata = {
679         { 0, PAGE_SIZE, "BIOS data page" },     /* BIOS data page */
680 #if defined(CONFIG_X86_64) && defined(CONFIG_X86_TRAMPOLINE)
681         { TRAMPOLINE_BASE, TRAMPOLINE_BASE + 2 * PAGE_SIZE, "TRAMPOLINE" },
682 #endif
683 #if defined(CONFIG_X86_32) && defined(CONFIG_SMP)
684         /*
685          * But first pinch a few for the stack/trampoline stuff
686          * FIXME: Don't need the extra page at 4K, but need to fix
687          * trampoline before removing it. (see the GDT stuff)
688          */
689         { PAGE_SIZE, PAGE_SIZE + PAGE_SIZE, "EX TRAMPOLINE" },
690         /*
691          * Has to be in very low memory so we can execute
692          * real-mode AP code.
693          */
694         { TRAMPOLINE_BASE, TRAMPOLINE_BASE + PAGE_SIZE, "TRAMPOLINE" },
695 #endif
696         {}
697 };
698
699 static int __init find_overlapped_early(u64 start, u64 end)
700 {
701         int i;
702         struct early_res *r;
703
704         for (i = 0; i < MAX_EARLY_RES && early_res[i].end; i++) {
705                 r = &early_res[i];
706                 if (end > r->start && start < r->end)
707                         break;
708         }
709
710         return i;
711 }
712
713 /*
714  * Drop the i-th range from the early reservation map,
715  * by copying any higher ranges down one over it, and
716  * clearing what had been the last slot.
717  */
718 static void __init drop_range(int i)
719 {
720         int j;
721
722         for (j = i + 1; j < MAX_EARLY_RES && early_res[j].end; j++)
723                 ;
724
725         memmove(&early_res[i], &early_res[i + 1],
726                (j - 1 - i) * sizeof(struct early_res));
727
728         early_res[j - 1].end = 0;
729 }
730
731 /*
732  * Split any existing ranges that:
733  *  1) are marked 'overlap_ok', and
734  *  2) overlap with the stated range [start, end)
735  * into whatever portion (if any) of the existing range is entirely
736  * below or entirely above the stated range.  Drop the portion
737  * of the existing range that overlaps with the stated range,
738  * which will allow the caller of this routine to then add that
739  * stated range without conflicting with any existing range.
740  */
741 static void __init drop_overlaps_that_are_ok(u64 start, u64 end)
742 {
743         int i;
744         struct early_res *r;
745         u64 lower_start, lower_end;
746         u64 upper_start, upper_end;
747         char name[16];
748
749         for (i = 0; i < MAX_EARLY_RES && early_res[i].end; i++) {
750                 r = &early_res[i];
751
752                 /* Continue past non-overlapping ranges */
753                 if (end <= r->start || start >= r->end)
754                         continue;
755
756                 /*
757                  * Leave non-ok overlaps as is; let caller
758                  * panic "Overlapping early reservations"
759                  * when it hits this overlap.
760                  */
761                 if (!r->overlap_ok)
762                         return;
763
764                 /*
765                  * We have an ok overlap.  We will drop it from the early
766                  * reservation map, and add back in any non-overlapping
767                  * portions (lower or upper) as separate, overlap_ok,
768                  * non-overlapping ranges.
769                  */
770
771                 /* 1. Note any non-overlapping (lower or upper) ranges. */
772                 strncpy(name, r->name, sizeof(name) - 1);
773
774                 lower_start = lower_end = 0;
775                 upper_start = upper_end = 0;
776                 if (r->start < start) {
777                         lower_start = r->start;
778                         lower_end = start;
779                 }
780                 if (r->end > end) {
781                         upper_start = end;
782                         upper_end = r->end;
783                 }
784
785                 /* 2. Drop the original ok overlapping range */
786                 drop_range(i);
787
788                 i--;            /* resume for-loop on copied down entry */
789
790                 /* 3. Add back in any non-overlapping ranges. */
791                 if (lower_end)
792                         reserve_early_overlap_ok(lower_start, lower_end, name);
793                 if (upper_end)
794                         reserve_early_overlap_ok(upper_start, upper_end, name);
795         }
796 }
797
798 static void __init __reserve_early(u64 start, u64 end, char *name,
799                                                 int overlap_ok)
800 {
801         int i;
802         struct early_res *r;
803
804         i = find_overlapped_early(start, end);
805         if (i >= MAX_EARLY_RES)
806                 panic("Too many early reservations");
807         r = &early_res[i];
808         if (r->end)
809                 panic("Overlapping early reservations "
810                       "%llx-%llx %s to %llx-%llx %s\n",
811                       start, end - 1, name?name:"", r->start,
812                       r->end - 1, r->name);
813         r->start = start;
814         r->end = end;
815         r->overlap_ok = overlap_ok;
816         if (name)
817                 strncpy(r->name, name, sizeof(r->name) - 1);
818 }
819
820 /*
821  * A few early reservtations come here.
822  *
823  * The 'overlap_ok' in the name of this routine does -not- mean it
824  * is ok for these reservations to overlap an earlier reservation.
825  * Rather it means that it is ok for subsequent reservations to
826  * overlap this one.
827  *
828  * Use this entry point to reserve early ranges when you are doing
829  * so out of "Paranoia", reserving perhaps more memory than you need,
830  * just in case, and don't mind a subsequent overlapping reservation
831  * that is known to be needed.
832  *
833  * The drop_overlaps_that_are_ok() call here isn't really needed.
834  * It would be needed if we had two colliding 'overlap_ok'
835  * reservations, so that the second such would not panic on the
836  * overlap with the first.  We don't have any such as of this
837  * writing, but might as well tolerate such if it happens in
838  * the future.
839  */
840 void __init reserve_early_overlap_ok(u64 start, u64 end, char *name)
841 {
842         drop_overlaps_that_are_ok(start, end);
843         __reserve_early(start, end, name, 1);
844 }
845
846 /*
847  * Most early reservations come here.
848  *
849  * We first have drop_overlaps_that_are_ok() drop any pre-existing
850  * 'overlap_ok' ranges, so that we can then reserve this memory
851  * range without risk of panic'ing on an overlapping overlap_ok
852  * early reservation.
853  */
854 void __init reserve_early(u64 start, u64 end, char *name)
855 {
856         drop_overlaps_that_are_ok(start, end);
857         __reserve_early(start, end, name, 0);
858 }
859
860 void __init free_early(u64 start, u64 end)
861 {
862         struct early_res *r;
863         int i;
864
865         i = find_overlapped_early(start, end);
866         r = &early_res[i];
867         if (i >= MAX_EARLY_RES || r->end != end || r->start != start)
868                 panic("free_early on not reserved area: %llx-%llx!",
869                          start, end - 1);
870
871         drop_range(i);
872 }
873
874 void __init early_res_to_bootmem(u64 start, u64 end)
875 {
876         int i, count;
877         u64 final_start, final_end;
878
879         count  = 0;
880         for (i = 0; i < MAX_EARLY_RES && early_res[i].end; i++)
881                 count++;
882
883         printk(KERN_INFO "(%d early reservations) ==> bootmem [%010llx - %010llx]\n",
884                          count, start, end);
885         for (i = 0; i < count; i++) {
886                 struct early_res *r = &early_res[i];
887                 printk(KERN_INFO "  #%d [%010llx - %010llx] %16s", i,
888                         r->start, r->end, r->name);
889                 final_start = max(start, r->start);
890                 final_end = min(end, r->end);
891                 if (final_start >= final_end) {
892                         printk(KERN_CONT "\n");
893                         continue;
894                 }
895                 printk(KERN_CONT " ==> [%010llx - %010llx]\n",
896                         final_start, final_end);
897                 reserve_bootmem_generic(final_start, final_end - final_start,
898                                 BOOTMEM_DEFAULT);
899         }
900 }
901
902 /* Check for already reserved areas */
903 static inline int __init bad_addr(u64 *addrp, u64 size, u64 align)
904 {
905         int i;
906         u64 addr = *addrp;
907         int changed = 0;
908         struct early_res *r;
909 again:
910         i = find_overlapped_early(addr, addr + size);
911         r = &early_res[i];
912         if (i < MAX_EARLY_RES && r->end) {
913                 *addrp = addr = round_up(r->end, align);
914                 changed = 1;
915                 goto again;
916         }
917         return changed;
918 }
919
920 /* Check for already reserved areas */
921 static inline int __init bad_addr_size(u64 *addrp, u64 *sizep, u64 align)
922 {
923         int i;
924         u64 addr = *addrp, last;
925         u64 size = *sizep;
926         int changed = 0;
927 again:
928         last = addr + size;
929         for (i = 0; i < MAX_EARLY_RES && early_res[i].end; i++) {
930                 struct early_res *r = &early_res[i];
931                 if (last > r->start && addr < r->start) {
932                         size = r->start - addr;
933                         changed = 1;
934                         goto again;
935                 }
936                 if (last > r->end && addr < r->end) {
937                         addr = round_up(r->end, align);
938                         size = last - addr;
939                         changed = 1;
940                         goto again;
941                 }
942                 if (last <= r->end && addr >= r->start) {
943                         (*sizep)++;
944                         return 0;
945                 }
946         }
947         if (changed) {
948                 *addrp = addr;
949                 *sizep = size;
950         }
951         return changed;
952 }
953
954 /*
955  * Find a free area with specified alignment in a specific range.
956  */
957 u64 __init find_e820_area(u64 start, u64 end, u64 size, u64 align)
958 {
959         int i;
960
961         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
962                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
963                 u64 addr, last;
964                 u64 ei_last;
965
966                 if (ei->type != E820_RAM)
967                         continue;
968                 addr = round_up(ei->addr, align);
969                 ei_last = ei->addr + ei->size;
970                 if (addr < start)
971                         addr = round_up(start, align);
972                 if (addr >= ei_last)
973                         continue;
974                 while (bad_addr(&addr, size, align) && addr+size <= ei_last)
975                         ;
976                 last = addr + size;
977                 if (last > ei_last)
978                         continue;
979                 if (last > end)
980                         continue;
981                 return addr;
982         }
983         return -1ULL;
984 }
985
986 /*
987  * Find next free range after *start
988  */
989 u64 __init find_e820_area_size(u64 start, u64 *sizep, u64 align)
990 {
991         int i;
992
993         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
994                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
995                 u64 addr, last;
996                 u64 ei_last;
997
998                 if (ei->type != E820_RAM)
999                         continue;
1000                 addr = round_up(ei->addr, align);
1001                 ei_last = ei->addr + ei->size;
1002                 if (addr < start)
1003                         addr = round_up(start, align);
1004                 if (addr >= ei_last)
1005                         continue;
1006                 *sizep = ei_last - addr;
1007                 while (bad_addr_size(&addr, sizep, align) &&
1008                         addr + *sizep <= ei_last)
1009                         ;
1010                 last = addr + *sizep;
1011                 if (last > ei_last)
1012                         continue;
1013                 return addr;
1014         }
1015         return -1UL;
1016
1017 }
1018
1019 /*
1020  * pre allocated 4k and reserved it in e820
1021  */
1022 u64 __init early_reserve_e820(u64 startt, u64 sizet, u64 align)
1023 {
1024         u64 size = 0;
1025         u64 addr;
1026         u64 start;
1027
1028         start = startt;
1029         while (size < sizet)
1030                 start = find_e820_area_size(start, &size, align);
1031
1032         if (size < sizet)
1033                 return 0;
1034
1035         addr = round_down(start + size - sizet, align);
1036         e820_update_range(addr, sizet, E820_RAM, E820_RESERVED);
1037         e820_update_range_saved(addr, sizet, E820_RAM, E820_RESERVED);
1038         printk(KERN_INFO "update e820 for early_reserve_e820\n");
1039         update_e820();
1040         update_e820_saved();
1041
1042         return addr;
1043 }
1044
1045 #ifdef CONFIG_X86_32
1046 # ifdef CONFIG_X86_PAE
1047 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(36-PAGE_SHIFT))
1048 # else
1049 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(32-PAGE_SHIFT))
1050 # endif
1051 #else /* CONFIG_X86_32 */
1052 # define MAX_ARCH_PFN MAXMEM>>PAGE_SHIFT
1053 #endif
1054
1055 /*
1056  * Find the highest page frame number we have available
1057  */
1058 static unsigned long __init e820_end_pfn(unsigned long limit_pfn, unsigned type)
1059 {
1060         int i;
1061         unsigned long last_pfn = 0;
1062         unsigned long max_arch_pfn = MAX_ARCH_PFN;
1063
1064         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1065                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
1066                 unsigned long start_pfn;
1067                 unsigned long end_pfn;
1068
1069                 if (ei->type != type)
1070                         continue;
1071
1072                 start_pfn = ei->addr >> PAGE_SHIFT;
1073                 end_pfn = (ei->addr + ei->size) >> PAGE_SHIFT;
1074
1075                 if (start_pfn >= limit_pfn)
1076                         continue;
1077                 if (end_pfn > limit_pfn) {
1078                         last_pfn = limit_pfn;
1079                         break;
1080                 }
1081                 if (end_pfn > last_pfn)
1082                         last_pfn = end_pfn;
1083         }
1084
1085         if (last_pfn > max_arch_pfn)
1086                 last_pfn = max_arch_pfn;
1087
1088         printk(KERN_INFO "last_pfn = %#lx max_arch_pfn = %#lx\n",
1089                          last_pfn, max_arch_pfn);
1090         return last_pfn;
1091 }
1092 unsigned long __init e820_end_of_ram_pfn(void)
1093 {
1094         return e820_end_pfn(MAX_ARCH_PFN, E820_RAM);
1095 }
1096
1097 unsigned long __init e820_end_of_low_ram_pfn(void)
1098 {
1099         return e820_end_pfn(1UL<<(32 - PAGE_SHIFT), E820_RAM);
1100 }
1101 /*
1102  * Finds an active region in the address range from start_pfn to last_pfn and
1103  * returns its range in ei_startpfn and ei_endpfn for the e820 entry.
1104  */
1105 int __init e820_find_active_region(const struct e820entry *ei,
1106                                   unsigned long start_pfn,
1107                                   unsigned long last_pfn,
1108                                   unsigned long *ei_startpfn,
1109                                   unsigned long *ei_endpfn)
1110 {
1111         u64 align = PAGE_SIZE;
1112
1113         *ei_startpfn = round_up(ei->addr, align) >> PAGE_SHIFT;
1114         *ei_endpfn = round_down(ei->addr + ei->size, align) >> PAGE_SHIFT;
1115
1116         /* Skip map entries smaller than a page */
1117         if (*ei_startpfn >= *ei_endpfn)
1118                 return 0;
1119
1120         /* Skip if map is outside the node */
1121         if (ei->type != E820_RAM || *ei_endpfn <= start_pfn ||
1122                                     *ei_startpfn >= last_pfn)
1123                 return 0;
1124
1125         /* Check for overlaps */
1126         if (*ei_startpfn < start_pfn)
1127                 *ei_startpfn = start_pfn;
1128         if (*ei_endpfn > last_pfn)
1129                 *ei_endpfn = last_pfn;
1130
1131         return 1;
1132 }
1133
1134 /* Walk the e820 map and register active regions within a node */
1135 void __init e820_register_active_regions(int nid, unsigned long start_pfn,
1136                                          unsigned long last_pfn)
1137 {
1138         unsigned long ei_startpfn;
1139         unsigned long ei_endpfn;
1140         int i;
1141
1142         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++)
1143                 if (e820_find_active_region(&e820.map[i],
1144                                             start_pfn, last_pfn,
1145                                             &ei_startpfn, &ei_endpfn))
1146                         add_active_range(nid, ei_startpfn, ei_endpfn);
1147 }
1148
1149 /*
1150  * Find the hole size (in bytes) in the memory range.
1151  * @start: starting address of the memory range to scan
1152  * @end: ending address of the memory range to scan
1153  */
1154 u64 __init e820_hole_size(u64 start, u64 end)
1155 {
1156         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
1157         unsigned long last_pfn = end >> PAGE_SHIFT;
1158         unsigned long ei_startpfn, ei_endpfn, ram = 0;
1159         int i;
1160
1161         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1162                 if (e820_find_active_region(&e820.map[i],
1163                                             start_pfn, last_pfn,
1164                                             &ei_startpfn, &ei_endpfn))
1165                         ram += ei_endpfn - ei_startpfn;
1166         }
1167         return end - start - ((u64)ram << PAGE_SHIFT);
1168 }
1169
1170 static void early_panic(char *msg)
1171 {
1172         early_printk(msg);
1173         panic(msg);
1174 }
1175
1176 static int userdef __initdata;
1177
1178 /* "mem=nopentium" disables the 4MB page tables. */
1179 static int __init parse_memopt(char *p)
1180 {
1181         u64 mem_size;
1182
1183         if (!p)
1184                 return -EINVAL;
1185
1186 #ifdef CONFIG_X86_32
1187         if (!strcmp(p, "nopentium")) {
1188                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_PSE);
1189                 return 0;
1190         }
1191 #endif
1192
1193         userdef = 1;
1194         mem_size = memparse(p, &p);
1195         e820_remove_range(mem_size, ULLONG_MAX - mem_size, E820_RAM, 1);
1196
1197         return 0;
1198 }
1199 early_param("mem", parse_memopt);
1200
1201 static int __init parse_memmap_opt(char *p)
1202 {
1203         char *oldp;
1204         u64 start_at, mem_size;
1205
1206         if (!p)
1207                 return -EINVAL;
1208
1209         if (!strncmp(p, "exactmap", 8)) {
1210 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
1211                 /*
1212                  * If we are doing a crash dump, we still need to know
1213                  * the real mem size before original memory map is
1214                  * reset.
1215                  */
1216                 saved_max_pfn = e820_end_of_ram_pfn();
1217 #endif
1218                 e820.nr_map = 0;
1219                 userdef = 1;
1220                 return 0;
1221         }
1222
1223         oldp = p;
1224         mem_size = memparse(p, &p);
1225         if (p == oldp)
1226                 return -EINVAL;
1227
1228         userdef = 1;
1229         if (*p == '@') {
1230                 start_at = memparse(p+1, &p);
1231                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_RAM);
1232         } else if (*p == '#') {
1233                 start_at = memparse(p+1, &p);
1234                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_ACPI);
1235         } else if (*p == '$') {
1236                 start_at = memparse(p+1, &p);
1237                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_RESERVED);
1238         } else
1239                 e820_remove_range(mem_size, ULLONG_MAX - mem_size, E820_RAM, 1);
1240
1241         return *p == '\0' ? 0 : -EINVAL;
1242 }
1243 early_param("memmap", parse_memmap_opt);
1244
1245 void __init finish_e820_parsing(void)
1246 {
1247         if (userdef) {
1248                 int nr = e820.nr_map;
1249
1250                 if (sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &nr) < 0)
1251                         early_panic("Invalid user supplied memory map");
1252                 e820.nr_map = nr;
1253
1254                 printk(KERN_INFO "user-defined physical RAM map:\n");
1255                 e820_print_map("user");
1256         }
1257 }
1258
1259 static inline const char *e820_type_to_string(int e820_type)
1260 {
1261         switch (e820_type) {
1262         case E820_RESERVED_KERN:
1263         case E820_RAM:  return "System RAM";
1264         case E820_ACPI: return "ACPI Tables";
1265         case E820_NVS:  return "ACPI Non-volatile Storage";
1266         case E820_UNUSABLE:     return "Unusable memory";
1267         default:        return "reserved";
1268         }
1269 }
1270
1271 /*
1272  * Mark e820 reserved areas as busy for the resource manager.
1273  */
1274 static struct resource __initdata *e820_res;
1275 void __init e820_reserve_resources(void)
1276 {
1277         int i;
1278         struct resource *res;
1279         u64 end;
1280
1281         res = alloc_bootmem_low(sizeof(struct resource) * e820.nr_map);
1282         e820_res = res;
1283         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1284                 end = e820.map[i].addr + e820.map[i].size - 1;
1285                 if (end != (resource_size_t)end) {
1286                         res++;
1287                         continue;
1288                 }
1289                 res->name = e820_type_to_string(e820.map[i].type);
1290                 res->start = e820.map[i].addr;
1291                 res->end = end;
1292
1293                 res->flags = IORESOURCE_MEM | IORESOURCE_BUSY;
1294
1295                 /*
1296                  * don't register the region that could be conflicted with
1297                  * pci device BAR resource and insert them later in
1298                  * pcibios_resource_survey()
1299                  */
1300                 if (e820.map[i].type != E820_RESERVED || res->start < (1ULL<<20))
1301                         insert_resource(&iomem_resource, res);
1302                 res++;
1303         }
1304
1305         for (i = 0; i < e820_saved.nr_map; i++) {
1306                 struct e820entry *entry = &e820_saved.map[i];
1307                 firmware_map_add_early(entry->addr,
1308                         entry->addr + entry->size - 1,
1309                         e820_type_to_string(entry->type));
1310         }
1311 }
1312
1313 void __init e820_reserve_resources_late(void)
1314 {
1315         int i;
1316         struct resource *res;
1317
1318         res = e820_res;
1319         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1320                 if (!res->parent && res->end)
1321                         reserve_region_with_split(&iomem_resource, res->start, res->end, res->name);
1322                 res++;
1323         }
1324 }
1325
1326 char *__init default_machine_specific_memory_setup(void)
1327 {
1328         char *who = "BIOS-e820";
1329         int new_nr;
1330         /*
1331          * Try to copy the BIOS-supplied E820-map.
1332          *
1333          * Otherwise fake a memory map; one section from 0k->640k,
1334          * the next section from 1mb->appropriate_mem_k
1335          */
1336         new_nr = boot_params.e820_entries;
1337         sanitize_e820_map(boot_params.e820_map,
1338                         ARRAY_SIZE(boot_params.e820_map),
1339                         &new_nr);
1340         boot_params.e820_entries = new_nr;
1341         if (append_e820_map(boot_params.e820_map, boot_params.e820_entries)
1342           < 0) {
1343                 u64 mem_size;
1344
1345                 /* compare results from other methods and take the greater */
1346                 if (boot_params.alt_mem_k
1347                     < boot_params.screen_info.ext_mem_k) {
1348                         mem_size = boot_params.screen_info.ext_mem_k;
1349                         who = "BIOS-88";
1350                 } else {
1351                         mem_size = boot_params.alt_mem_k;
1352                         who = "BIOS-e801";
1353                 }
1354
1355                 e820.nr_map = 0;
1356                 e820_add_region(0, LOWMEMSIZE(), E820_RAM);
1357                 e820_add_region(HIGH_MEMORY, mem_size << 10, E820_RAM);
1358         }
1359
1360         /* In case someone cares... */
1361         return who;
1362 }
1363
1364 char *__init __attribute__((weak)) machine_specific_memory_setup(void)
1365 {
1366         if (x86_quirks->arch_memory_setup) {
1367                 char *who = x86_quirks->arch_memory_setup();
1368
1369                 if (who)
1370                         return who;
1371         }
1372         return default_machine_specific_memory_setup();
1373 }
1374
1375 /* Overridden in paravirt.c if CONFIG_PARAVIRT */
1376 char * __init __attribute__((weak)) memory_setup(void)
1377 {
1378         return machine_specific_memory_setup();
1379 }
1380
1381 void __init setup_memory_map(void)
1382 {
1383         char *who;
1384
1385         who = memory_setup();
1386         memcpy(&e820_saved, &e820, sizeof(struct e820map));
1387         printk(KERN_INFO "BIOS-provided physical RAM map:\n");
1388         e820_print_map(who);
1389 }