arch/x86/kernel/e820.c

   1 /*
   2  * Low level x86 E820 memory map handling functions.
   3  *
   4  * The firmware and bootloader passes us the "E820 table", which is the primary
   5  * physical memory layout description available about x86 systems.
   6  *
   7  * The kernel takes the E820 memory layout and optionally modifies it with
   8  * quirks and other tweaks, and feeds that into the generic Linux memory
   9  * allocation code routines via a platform independent interface (memblock, etc.).
  10  */
  11 #include <linux/crash_dump.h>
  12 #include <linux/bootmem.h>
  13 #include <linux/suspend.h>
  14 #include <linux/acpi.h>
  15 #include <linux/firmware-map.h>
  16 #include <linux/memblock.h>
  17 #include <linux/sort.h>
  18
  19 #include <asm/e820/api.h>
  20 #include <asm/setup.h>
  21
  22 /*
  23  * We organize the E820 table into two main data structures:
  24  *
  25  * - 'e820_table_firmware': the original firmware version passed to us by the
  26  *   bootloader - not modified by the kernel. We use this to:
  27  *
  28  *       - inform the user about the firmware's notion of memory layout
  29  *         via /sys/firmware/memmap
  30  *
  31  *       - the hibernation code uses it to generate a kernel-independent MD5
  32  *         fingerprint of the physical memory layout of a system.
  33  *
  34  *       - kexec, which is a bootloader in disguise, uses the original E820
  35  *         layout to pass to the kexec-ed kernel. This way the original kernel
  36  *         can have a restricted E820 map while the kexec()-ed kexec-kernel
  37  *         can have access to full memory - etc.
  38  *
  39  * - 'e820_table': this is the main E820 table that is massaged by the
  40  *   low level x86 platform code, or modified by boot parameters, before
  41  *   passed on to higher level MM layers.
  42  *
  43  * Once the E820 map has been converted to the standard Linux memory layout
  44  * information its role stops - modifying it has no effect and does not get
  45  * re-propagated. So itsmain role is a temporary bootstrap storage of firmware
  46  * specific memory layout data during early bootup.
  47  */
  48 static struct e820_table e820_table_init                __initdata;
  49 static struct e820_table e820_table_firmware_init       __initdata;
  50
  51 struct e820_table *e820_table __refdata                 = &e820_table_init;
  52 struct e820_table *e820_table_firmware __refdata        = &e820_table_firmware_init;
  53
  54 /* For PCI or other memory-mapped resources */
  55 unsigned long pci_mem_start = 0xaeedbabe;
  56 #ifdef CONFIG_PCI
  57 EXPORT_SYMBOL(pci_mem_start);
  58 #endif
  59
  60 /*
  61  * This function checks if any part of the range <start,end> is mapped
  62  * with type.
  63  */
  64 bool e820__mapped_any(u64 start, u64 end, enum e820_type type)
  65 {
  66         int i;
  67
  68         for (i = 0; i < e820_table->nr_entries; i++) {
  69                 struct e820_entry *entry = &e820_table->entries[i];
  70
  71                 if (type && entry->type != type)
  72                         continue;
  73                 if (entry->addr >= end || entry->addr + entry->size <= start)
  74                         continue;
  75                 return 1;
  76         }
  77         return 0;
  78 }
  79 EXPORT_SYMBOL_GPL(e820__mapped_any);
  80
  81 /*
  82  * This function checks if the entire <start,end> range is mapped with 'type'.
  83  *
  84  * Note: this function only works correctly once the E820 table is sorted and
  85  * not-overlapping (at least for the range specified), which is the case normally.
  86  */
  87 bool __init e820__mapped_all(u64 start, u64 end, enum e820_type type)
  88 {
  89         int i;
  90
  91         for (i = 0; i < e820_table->nr_entries; i++) {
  92                 struct e820_entry *entry = &e820_table->entries[i];
  93
  94                 if (type && entry->type != type)
  95                         continue;
  96
  97                 /* Is the region (part) in overlap with the current region? */
  98                 if (entry->addr >= end || entry->addr + entry->size <= start)
  99                         continue;
 100
 101                 /*
 102                  * If the region is at the beginning of <start,end> we move
 103                  * 'start' to the end of the region since it's ok until there
 104                  */
 105                 if (entry->addr <= start)
 106                         start = entry->addr + entry->size;
 107
 108                 /*
 109                  * If 'start' is now at or beyond 'end', we're done, full
 110                  * coverage of the desired range exists:
 111                  */
 112                 if (start >= end)
 113                         return 1;
 114         }
 115         return 0;
 116 }
 117
 118 /*
 119  * Add a memory region to the kernel E820 map.
 120  */
 121 static void __init __e820__range_add(struct e820_table *table, u64 start, u64 size, enum e820_type type)
 122 {
 123         int x = table->nr_entries;
 124
 125         if (x >= ARRAY_SIZE(table->entries)) {
 126                 pr_err("e820: too many entries; ignoring [mem %#010llx-%#010llx]\n", start, start + size - 1);
 127                 return;
 128         }
 129
 130         table->entries[x].addr = start;
 131         table->entries[x].size = size;
 132         table->entries[x].type = type;
 133         table->nr_entries++;
 134 }
 135
 136 void __init e820__range_add(u64 start, u64 size, enum e820_type type)
 137 {
 138         __e820__range_add(e820_table, start, size, type);
 139 }
 140
 141 static void __init e820_print_type(enum e820_type type)
 142 {
 143         switch (type) {
 144         case E820_TYPE_RAM:             /* Fall through: */
 145         case E820_TYPE_RESERVED_KERN:   pr_cont("usable");                      break;
 146         case E820_TYPE_RESERVED:        pr_cont("reserved");                    break;
 147         case E820_TYPE_ACPI:            pr_cont("ACPI data");                   break;
 148         case E820_TYPE_NVS:             pr_cont("ACPI NVS");                    break;
 149         case E820_TYPE_UNUSABLE:        pr_cont("unusable");                    break;
 150         case E820_TYPE_PMEM:            /* Fall through: */
 151         case E820_TYPE_PRAM:            pr_cont("persistent (type %u)", type);  break;
 152         default:                        pr_cont("type %u", type);               break;
 153         }
 154 }
 155
 156 void __init e820__print_table(char *who)
 157 {
 158         int i;
 159
 160         for (i = 0; i < e820_table->nr_entries; i++) {
 161                 pr_info("%s: [mem %#018Lx-%#018Lx] ", who,
 162                        e820_table->entries[i].addr,
 163                        e820_table->entries[i].addr + e820_table->entries[i].size - 1);
 164
 165                 e820_print_type(e820_table->entries[i].type);
 166                 pr_cont("\n");
 167         }
 168 }
 169
 170 /*
 171  * Sanitize an E820 map.
 172  *
 173  * Some E820 layouts include overlapping entries. The following
 174  * replaces the original E820 map with a new one, removing overlaps,
 175  * and resolving conflicting memory types in favor of highest
 176  * numbered type.
 177  *
 178  * The input parameter 'entries' points to an array of 'struct
 179  * e820_entry' which on entry has elements in the range [0, *nr_entries)
 180  * valid, and which has space for up to max_nr_entries entries.
 181  * On return, the resulting sanitized E820 map entries will be in
 182  * overwritten in the same location, starting at 'entries'.
 183  *
 184  * The integer pointed to by nr_entries must be valid on entry (the
 185  * current number of valid entries located at 'entries'). If the
 186  * sanitizing succeeds the *nr_entries will be updated with the new
 187  * number of valid entries (something no more than max_nr_entries).
 188  *
 189  * The return value from e820__update_table() is zero if it
 190  * successfully 'sanitized' the map entries passed in, and is -1
 191  * if it did nothing, which can happen if either of (1) it was
 192  * only passed one map entry, or (2) any of the input map entries
 193  * were invalid (start + size < start, meaning that the size was
 194  * so big the described memory range wrapped around through zero.)
 195  *
 196  *      Visually we're performing the following
 197  *      (1,2,3,4 = memory types)...
 198  *
 199  *      Sample memory map (w/overlaps):
 200  *         ____22__________________
 201  *         ______________________4_
 202  *         ____1111________________
 203  *         _44_____________________
 204  *         11111111________________
 205  *         ____________________33__
 206  *         ___________44___________
 207  *         __________33333_________
 208  *         ______________22________
 209  *         ___________________2222_
 210  *         _________111111111______
 211  *         _____________________11_
 212  *         _________________4______
 213  *
 214  *      Sanitized equivalent (no overlap):
 215  *         1_______________________
 216  *         _44_____________________
 217  *         ___1____________________
 218  *         ____22__________________
 219  *         ______11________________
 220  *         _________1______________
 221  *         __________3_____________
 222  *         ___________44___________
 223  *         _____________33_________
 224  *         _______________2________
 225  *         ________________1_______
 226  *         _________________4______
 227  *         ___________________2____
 228  *         ____________________33__
 229  *         ______________________4_
 230  */
 231 struct change_member {
 232         /* Pointer to the original entry: */
 233         struct e820_entry       *entry;
 234         /* Address for this change point: */
 235         unsigned long long      addr;
 236 };
 237
 238 static struct change_member     change_point_list[2*E820_MAX_ENTRIES]   __initdata;
 239 static struct change_member     *change_point[2*E820_MAX_ENTRIES]       __initdata;
 240 static struct e820_entry        *overlap_list[E820_MAX_ENTRIES]         __initdata;
 241 static struct e820_entry        new_entries[E820_MAX_ENTRIES]           __initdata;
 242
 243 static int __init cpcompare(const void *a, const void *b)
 244 {
 245         struct change_member * const *app = a, * const *bpp = b;
 246         const struct change_member *ap = *app, *bp = *bpp;
 247
 248         /*
 249          * Inputs are pointers to two elements of change_point[].  If their
 250          * addresses are not equal, their difference dominates.  If the addresses
 251          * are equal, then consider one that represents the end of its region
 252          * to be greater than one that does not.
 253          */
 254         if (ap->addr != bp->addr)
 255                 return ap->addr > bp->addr ? 1 : -1;
 256
 257         return (ap->addr != ap->entry->addr) - (bp->addr != bp->entry->addr);
 258 }
 259
 260 int __init e820__update_table(struct e820_table *table)
 261 {
 262         struct e820_entry *entries = table->entries;
 263         u32 max_nr_entries = ARRAY_SIZE(table->entries);
 264         enum e820_type current_type, last_type;
 265         unsigned long long last_addr;
 266         u32 new_nr_entries, overlap_entries;
 267         u32 i, chg_idx, chg_nr;
 268
 269         /* If there's only one memory region, don't bother: */
 270         if (table->nr_entries < 2)
 271                 return -1;
 272
 273         BUG_ON(table->nr_entries > max_nr_entries);
 274
 275         /* Bail out if we find any unreasonable addresses in the map: */
 276         for (i = 0; i < table->nr_entries; i++) {
 277                 if (entries[i].addr + entries[i].size < entries[i].addr)
 278                         return -1;
 279         }
 280
 281         /* Create pointers for initial change-point information (for sorting): */
 282         for (i = 0; i < 2 * table->nr_entries; i++)
 283                 change_point[i] = &change_point_list[i];
 284
 285         /*
 286          * Record all known change-points (starting and ending addresses),
 287          * omitting empty memory regions:
 288          */
 289         chg_idx = 0;
 290         for (i = 0; i < table->nr_entries; i++) {
 291                 if (entries[i].size != 0) {
 292                         change_point[chg_idx]->addr     = entries[i].addr;
 293                         change_point[chg_idx++]->entry  = &entries[i];
 294                         change_point[chg_idx]->addr     = entries[i].addr + entries[i].size;
 295                         change_point[chg_idx++]->entry  = &entries[i];
 296                 }
 297         }
 298         chg_nr = chg_idx;
 299
 300         /* Sort change-point list by memory addresses (low -> high): */
 301         sort(change_point, chg_nr, sizeof(*change_point), cpcompare, NULL);
 302
 303         /* Create a new memory map, removing overlaps: */
 304         overlap_entries = 0;     /* Number of entries in the overlap table */
 305         new_nr_entries = 0;      /* Index for creating new map entries */
 306         last_type = 0;           /* Start with undefined memory type */
 307         last_addr = 0;           /* Start with 0 as last starting address */
 308
 309         /* Loop through change-points, determining effect on the new map: */
 310         for (chg_idx = 0; chg_idx < chg_nr; chg_idx++) {
 311                 /* Keep track of all overlapping entries */
 312                 if (change_point[chg_idx]->addr == change_point[chg_idx]->entry->addr) {
 313                         /* Add map entry to overlap list (> 1 entry implies an overlap) */
 314                         overlap_list[overlap_entries++] = change_point[chg_idx]->entry;
 315                 } else {
 316                         /* Remove entry from list (order independent, so swap with last): */
 317                         for (i = 0; i < overlap_entries; i++) {
 318                                 if (overlap_list[i] == change_point[chg_idx]->entry)
 319                                         overlap_list[i] = overlap_list[overlap_entries-1];
 320                         }
 321                         overlap_entries--;
 322                 }
 323                 /*
 324                  * If there are overlapping entries, decide which
 325                  * "type" to use (larger value takes precedence --
 326                  * 1=usable, 2,3,4,4+=unusable)
 327                  */
 328                 current_type = 0;
 329                 for (i = 0; i < overlap_entries; i++) {
 330                         if (overlap_list[i]->type > current_type)
 331                                 current_type = overlap_list[i]->type;
 332                 }
 333
 334                 /* Continue building up new map based on this information: */
 335                 if (current_type != last_type || current_type == E820_TYPE_PRAM) {
 336                         if (last_type != 0)      {
 337                                 new_entries[new_nr_entries].size = change_point[chg_idx]->addr - last_addr;
 338                                 /* Move forward only if the new size was non-zero: */
 339                                 if (new_entries[new_nr_entries].size != 0)
 340                                         /* No more space left for new entries? */
 341                                         if (++new_nr_entries >= max_nr_entries)
 342                                                 break;
 343                         }
 344                         if (current_type != 0)  {
 345                                 new_entries[new_nr_entries].addr = change_point[chg_idx]->addr;
 346                                 new_entries[new_nr_entries].type = current_type;
 347                                 last_addr = change_point[chg_idx]->addr;
 348                         }
 349                         last_type = current_type;
 350                 }
 351         }
 352
 353         /* Copy the new entries into the original location: */
 354         memcpy(entries, new_entries, new_nr_entries*sizeof(*entries));
 355         table->nr_entries = new_nr_entries;
 356
 357         return 0;
 358 }
 359
 360 static int __init __append_e820_table(struct boot_e820_entry *entries, u32 nr_entries)
 361 {
 362         struct boot_e820_entry *entry = entries;
 363
 364         while (nr_entries) {
 365                 u64 start = entry->addr;
 366                 u64 size = entry->size;
 367                 u64 end = start + size - 1;
 368                 u32 type = entry->type;
 369
 370                 /* Ignore the entry on 64-bit overflow: */
 371                 if (start > end && likely(size))
 372                         return -1;
 373
 374                 e820__range_add(start, size, type);
 375
 376                 entry++;
 377                 nr_entries--;
 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 static int __init append_e820_table(struct boot_e820_entry *entries, u32 nr_entries)
 392 {
 393         /* Only one memory region (or negative)? Ignore it */
 394         if (nr_entries < 2)
 395                 return -1;
 396
 397         return __append_e820_table(entries, nr_entries);
 398 }
 399
 400 static u64 __init
 401 __e820__range_update(struct e820_table *table, u64 start, u64 size, enum e820_type old_type, enum e820_type new_type)
 402 {
 403         u64 end;
 404         unsigned int i;
 405         u64 real_updated_size = 0;
 406
 407         BUG_ON(old_type == new_type);
 408
 409         if (size > (ULLONG_MAX - start))
 410                 size = ULLONG_MAX - start;
 411
 412         end = start + size;
 413         printk(KERN_DEBUG "e820: update [mem %#010Lx-%#010Lx] ", start, end - 1);
 414         e820_print_type(old_type);
 415         pr_cont(" ==> ");
 416         e820_print_type(new_type);
 417         pr_cont("\n");
 418
 419         for (i = 0; i < table->nr_entries; i++) {
 420                 struct e820_entry *entry = &table->entries[i];
 421                 u64 final_start, final_end;
 422                 u64 entry_end;
 423
 424                 if (entry->type != old_type)
 425                         continue;
 426
 427                 entry_end = entry->addr + entry->size;
 428
 429                 /* Completely covered by new range? */
 430                 if (entry->addr >= start && entry_end <= end) {
 431                         entry->type = new_type;
 432                         real_updated_size += entry->size;
 433                         continue;
 434                 }
 435
 436                 /* New range is completely covered? */
 437                 if (entry->addr < start && entry_end > end) {
 438                         __e820__range_add(table, start, size, new_type);
 439                         __e820__range_add(table, end, entry_end - end, entry->type);
 440                         entry->size = start - entry->addr;
 441                         real_updated_size += size;
 442                         continue;
 443                 }
 444
 445                 /* Partially covered: */
 446                 final_start = max(start, entry->addr);
 447                 final_end = min(end, entry_end);
 448                 if (final_start >= final_end)
 449                         continue;
 450
 451                 __e820__range_add(table, final_start, final_end - final_start, new_type);
 452
 453                 real_updated_size += final_end - final_start;
 454
 455                 /*
 456                  * Left range could be head or tail, so need to update
 457                  * its size first:
 458                  */
 459                 entry->size -= final_end - final_start;
 460                 if (entry->addr < final_start)
 461                         continue;
 462
 463                 entry->addr = final_end;
 464         }
 465         return real_updated_size;
 466 }
 467
 468 u64 __init e820__range_update(u64 start, u64 size, enum e820_type old_type, enum e820_type new_type)
 469 {
 470         return __e820__range_update(e820_table, start, size, old_type, new_type);
 471 }
 472
 473 static u64 __init e820__range_update_firmware(u64 start, u64 size, enum e820_type old_type, enum e820_type  new_type)
 474 {
 475         return __e820__range_update(e820_table_firmware, start, size, old_type, new_type);
 476 }
 477
 478 /* Remove a range of memory from the E820 table: */
 479 u64 __init e820__range_remove(u64 start, u64 size, enum e820_type old_type, bool check_type)
 480 {
 481         int i;
 482         u64 end;
 483         u64 real_removed_size = 0;
 484
 485         if (size > (ULLONG_MAX - start))
 486                 size = ULLONG_MAX - start;
 487
 488         end = start + size;
 489         printk(KERN_DEBUG "e820: remove [mem %#010Lx-%#010Lx] ", start, end - 1);
 490         if (check_type)
 491                 e820_print_type(old_type);
 492         pr_cont("\n");
 493
 494         for (i = 0; i < e820_table->nr_entries; i++) {
 495                 struct e820_entry *entry = &e820_table->entries[i];
 496                 u64 final_start, final_end;
 497                 u64 entry_end;
 498
 499                 if (check_type && entry->type != old_type)
 500                         continue;
 501
 502                 entry_end = entry->addr + entry->size;
 503
 504                 /* Completely covered? */
 505                 if (entry->addr >= start && entry_end <= end) {
 506                         real_removed_size += entry->size;
 507                         memset(entry, 0, sizeof(*entry));
 508                         continue;
 509                 }
 510
 511                 /* Is the new range completely covered? */
 512                 if (entry->addr < start && entry_end > end) {
 513                         e820__range_add(end, entry_end - end, entry->type);
 514                         entry->size = start - entry->addr;
 515                         real_removed_size += size;
 516                         continue;
 517                 }
 518
 519                 /* Partially covered: */
 520                 final_start = max(start, entry->addr);
 521                 final_end = min(end, entry_end);
 522                 if (final_start >= final_end)
 523                         continue;
 524
 525                 real_removed_size += final_end - final_start;
 526
 527                 /*
 528                  * Left range could be head or tail, so need to update
 529                  * the size first:
 530                  */
 531                 entry->size -= final_end - final_start;
 532                 if (entry->addr < final_start)
 533                         continue;
 534
 535                 entry->addr = final_end;
 536         }
 537         return real_removed_size;
 538 }
 539
 540 void __init e820__update_table_print(void)
 541 {
 542         if (e820__update_table(e820_table))
 543                 return;
 544
 545         pr_info("e820: modified physical RAM map:\n");
 546         e820__print_table("modified");
 547 }
 548
 549 static void __init e820__update_table_firmware(void)
 550 {
 551         e820__update_table(e820_table_firmware);
 552 }
 553
 554 #define MAX_GAP_END 0x100000000ull
 555
 556 /*
 557  * Search for a gap in the E820 memory space from 0 to MAX_GAP_END (4GB).
 558  */
 559 static int __init e820_search_gap(unsigned long *gapstart, unsigned long *gapsize)
 560 {
 561         unsigned long long last = MAX_GAP_END;
 562         int i = e820_table->nr_entries;
 563         int found = 0;
 564
 565         while (--i >= 0) {
 566                 unsigned long long start = e820_table->entries[i].addr;
 567                 unsigned long long end = start + e820_table->entries[i].size;
 568
 569                 /*
 570                  * Since "last" is at most 4GB, we know we'll
 571                  * fit in 32 bits if this condition is true:
 572                  */
 573                 if (last > end) {
 574                         unsigned long gap = last - end;
 575
 576                         if (gap >= *gapsize) {
 577                                 *gapsize = gap;
 578                                 *gapstart = end;
 579                                 found = 1;
 580                         }
 581                 }
 582                 if (start < last)
 583                         last = start;
 584         }
 585         return found;
 586 }
 587
 588 /*
 589  * Search for the biggest gap in the low 32 bits of the E820
 590  * memory space. We pass this space to the PCI subsystem, so
 591  * that it can assign MMIO resources for hotplug or
 592  * unconfigured devices in.
 593  *
 594  * Hopefully the BIOS let enough space left.
 595  */
 596 __init void e820__setup_pci_gap(void)
 597 {
 598         unsigned long gapstart, gapsize;
 599         int found;
 600
 601         gapsize = 0x400000;
 602         found  = e820_search_gap(&gapstart, &gapsize);
 603
 604         if (!found) {
 605 #ifdef CONFIG_X86_64
 606                 gapstart = (max_pfn << PAGE_SHIFT) + 1024*1024;
 607                 pr_err(
 608                         "e820: Cannot find an available gap in the 32-bit address range\n"
 609                         "e820: PCI devices with unassigned 32-bit BARs may not work!\n");
 610 #else
 611                 gapstart = 0x10000000;
 612 #endif
 613         }
 614
 615         /*
 616          * e820__reserve_resources_late() protects stolen RAM already:
 617          */
 618         pci_mem_start = gapstart;
 619
 620         pr_info("e820: [mem %#010lx-%#010lx] available for PCI devices\n", gapstart, gapstart + gapsize - 1);
 621 }
 622
 623 /*
 624  * Called late during init, in free_initmem().
 625  *
 626  * Initial e820_table and e820_table_firmware are largish __initdata arrays.
 627  *
 628  * Copy them to a (usually much smaller) dynamically allocated area that is
 629  * sized precisely after the number of e820 entries.
 630  *
 631  * This is done after we've performed all the fixes and tweaks to the tables.
 632  * All functions which modify them are __init functions, which won't exist
 633  * after free_initmem().
 634  */
 635 __init void e820__reallocate_tables(void)
 636 {
 637         struct e820_table *n;
 638         int size;
 639
 640         size = offsetof(struct e820_table, entries) + sizeof(struct e820_entry)*e820_table->nr_entries;
 641         n = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
 642         BUG_ON(!n);
 643         memcpy(n, e820_table, size);
 644         e820_table = n;
 645
 646         size = offsetof(struct e820_table, entries) + sizeof(struct e820_entry)*e820_table_firmware->nr_entries;
 647         n = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
 648         BUG_ON(!n);
 649         memcpy(n, e820_table_firmware, size);
 650         e820_table_firmware = n;
 651 }
 652
 653 /*
 654  * Because of the small fixed size of struct boot_params, only the first
 655  * 128 E820 memory entries are passed to the kernel via boot_params.e820_table,
 656  * the remaining (if any) entries are passed via the SETUP_E820_EXT node of
 657  * struct setup_data, which is parsed here.
 658  */
 659 void __init e820__memory_setup_extended(u64 phys_addr, u32 data_len)
 660 {
 661         int entries;
 662         struct boot_e820_entry *extmap;
 663         struct setup_data *sdata;
 664
 665         sdata = early_memremap(phys_addr, data_len);
 666         entries = sdata->len / sizeof(*extmap);
 667         extmap = (struct boot_e820_entry *)(sdata->data);
 668
 669         __append_e820_table(extmap, entries);
 670         e820__update_table(e820_table);
 671
 672         early_memunmap(sdata, data_len);
 673         pr_info("e820: extended physical RAM map:\n");
 674         e820__print_table("extended");
 675 }
 676
 677 /*
 678  * Find the ranges of physical addresses that do not correspond to
 679  * E820 RAM areas and register the corresponding pages as 'nosave' for
 680  * hibernation (32-bit) or software suspend and suspend to RAM (64-bit).
 681  *
 682  * This function requires the E820 map to be sorted and without any
 683  * overlapping entries.
 684  */
 685 void __init e820__register_nosave_regions(unsigned long limit_pfn)
 686 {
 687         int i;
 688         unsigned long pfn = 0;
 689
 690         for (i = 0; i < e820_table->nr_entries; i++) {
 691                 struct e820_entry *entry = &e820_table->entries[i];
 692
 693                 if (pfn < PFN_UP(entry->addr))
 694                         register_nosave_region(pfn, PFN_UP(entry->addr));
 695
 696                 pfn = PFN_DOWN(entry->addr + entry->size);
 697
 698                 if (entry->type != E820_TYPE_RAM && entry->type != E820_TYPE_RESERVED_KERN)
 699                         register_nosave_region(PFN_UP(entry->addr), pfn);
 700
 701                 if (pfn >= limit_pfn)
 702                         break;
 703         }
 704 }
 705
 706 #ifdef CONFIG_ACPI
 707 /*
 708  * Register ACPI NVS memory regions, so that we can save/restore them during
 709  * hibernation and the subsequent resume:
 710  */
 711 static int __init e820__register_nvs_regions(void)
 712 {
 713         int i;
 714
 715         for (i = 0; i < e820_table->nr_entries; i++) {
 716                 struct e820_entry *entry = &e820_table->entries[i];
 717
 718                 if (entry->type == E820_TYPE_NVS)
 719                         acpi_nvs_register(entry->addr, entry->size);
 720         }
 721
 722         return 0;
 723 }
 724 core_initcall(e820__register_nvs_regions);
 725 #endif
 726
 727 /*
 728  * Allocate the requested number of bytes with the requsted alignment
 729  * and return (the physical address) to the caller. Also register this
 730  * range in the 'firmware' E820 table as a reserved range.
 731  *
 732  * This allows kexec to fake a new mptable, as if it came from the real
 733  * system.
 734  */
 735 u64 __init e820__memblock_alloc_reserved(u64 size, u64 align)
 736 {
 737         u64 addr;
 738
 739         addr = __memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
 740         if (addr) {
 741                 e820__range_update_firmware(addr, size, E820_TYPE_RAM, E820_TYPE_RESERVED);
 742                 pr_info("e820: update e820_table_firmware for e820__memblock_alloc_reserved()\n");
 743                 e820__update_table_firmware();
 744         }
 745
 746         return addr;
 747 }
 748
 749 #ifdef CONFIG_X86_32
 750 # ifdef CONFIG_X86_PAE
 751 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(36-PAGE_SHIFT))
 752 # else
 753 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(32-PAGE_SHIFT))
 754 # endif
 755 #else /* CONFIG_X86_32 */
 756 # define MAX_ARCH_PFN MAXMEM>>PAGE_SHIFT
 757 #endif
 758
 759 /*
 760  * Find the highest page frame number we have available
 761  */
 762 static unsigned long __init e820_end_pfn(unsigned long limit_pfn, enum e820_type type)
 763 {
 764         int i;
 765         unsigned long last_pfn = 0;
 766         unsigned long max_arch_pfn = MAX_ARCH_PFN;
 767
 768         for (i = 0; i < e820_table->nr_entries; i++) {
 769                 struct e820_entry *entry = &e820_table->entries[i];
 770                 unsigned long start_pfn;
 771                 unsigned long end_pfn;
 772
 773                 if (entry->type != type)
 774                         continue;
 775
 776                 start_pfn = entry->addr >> PAGE_SHIFT;
 777                 end_pfn = (entry->addr + entry->size) >> PAGE_SHIFT;
 778
 779                 if (start_pfn >= limit_pfn)
 780                         continue;
 781                 if (end_pfn > limit_pfn) {
 782                         last_pfn = limit_pfn;
 783                         break;
 784                 }
 785                 if (end_pfn > last_pfn)
 786                         last_pfn = end_pfn;
 787         }
 788
 789         if (last_pfn > max_arch_pfn)
 790                 last_pfn = max_arch_pfn;
 791
 792         pr_info("e820: last_pfn = %#lx max_arch_pfn = %#lx\n",
 793                          last_pfn, max_arch_pfn);
 794         return last_pfn;
 795 }
 796
 797 unsigned long __init e820__end_of_ram_pfn(void)
 798 {
 799         return e820_end_pfn(MAX_ARCH_PFN, E820_TYPE_RAM);
 800 }
 801
 802 unsigned long __init e820__end_of_low_ram_pfn(void)
 803 {
 804         return e820_end_pfn(1UL << (32 - PAGE_SHIFT), E820_TYPE_RAM);
 805 }
 806
 807 static void __init early_panic(char *msg)
 808 {
 809         early_printk(msg);
 810         panic(msg);
 811 }
 812
 813 static int userdef __initdata;
 814
 815 /* The "mem=nopentium" boot option disables 4MB page tables on 32-bit kernels: */
 816 static int __init parse_memopt(char *p)
 817 {
 818         u64 mem_size;
 819
 820         if (!p)
 821                 return -EINVAL;
 822
 823         if (!strcmp(p, "nopentium")) {
 824 #ifdef CONFIG_X86_32
 825                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_PSE);
 826                 return 0;
 827 #else
 828                 pr_warn("mem=nopentium ignored! (only supported on x86_32)\n");
 829                 return -EINVAL;
 830 #endif
 831         }
 832
 833         userdef = 1;
 834         mem_size = memparse(p, &p);
 835
 836         /* Don't remove all memory when getting "mem={invalid}" parameter: */
 837         if (mem_size == 0)
 838                 return -EINVAL;
 839
 840         e820__range_remove(mem_size, ULLONG_MAX - mem_size, E820_TYPE_RAM, 1);
 841
 842         return 0;
 843 }
 844 early_param("mem", parse_memopt);
 845
 846 static int __init parse_memmap_one(char *p)
 847 {
 848         char *oldp;
 849         u64 start_at, mem_size;
 850
 851         if (!p)
 852                 return -EINVAL;
 853
 854         if (!strncmp(p, "exactmap", 8)) {
 855 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 856                 /*
 857                  * If we are doing a crash dump, we still need to know
 858                  * the real memory size before the original memory map is
 859                  * reset.
 860                  */
 861                 saved_max_pfn = e820__end_of_ram_pfn();
 862 #endif
 863                 e820_table->nr_entries = 0;
 864                 userdef = 1;
 865                 return 0;
 866         }
 867
 868         oldp = p;
 869         mem_size = memparse(p, &p);
 870         if (p == oldp)
 871                 return -EINVAL;
 872
 873         userdef = 1;
 874         if (*p == '@') {
 875                 start_at = memparse(p+1, &p);
 876                 e820__range_add(start_at, mem_size, E820_TYPE_RAM);
 877         } else if (*p == '#') {
 878                 start_at = memparse(p+1, &p);
 879                 e820__range_add(start_at, mem_size, E820_TYPE_ACPI);
 880         } else if (*p == '$') {
 881                 start_at = memparse(p+1, &p);
 882                 e820__range_add(start_at, mem_size, E820_TYPE_RESERVED);
 883         } else if (*p == '!') {
 884                 start_at = memparse(p+1, &p);
 885                 e820__range_add(start_at, mem_size, E820_TYPE_PRAM);
 886         } else {
 887                 e820__range_remove(mem_size, ULLONG_MAX - mem_size, E820_TYPE_RAM, 1);
 888         }
 889
 890         return *p == '\0' ? 0 : -EINVAL;
 891 }
 892
 893 static int __init parse_memmap_opt(char *str)
 894 {
 895         while (str) {
 896                 char *k = strchr(str, ',');
 897
 898                 if (k)
 899                         *k++ = 0;
 900
 901                 parse_memmap_one(str);
 902                 str = k;
 903         }
 904
 905         return 0;
 906 }
 907 early_param("memmap", parse_memmap_opt);
 908
 909 /*
 910  * Reserve all entries from the bootloader's extensible data nodes list,
 911  * because if present we are going to use it later on to fetch e820
 912  * entries from it:
 913  */
 914 void __init e820__reserve_setup_data(void)
 915 {
 916         struct setup_data *data;
 917         u64 pa_data;
 918
 919         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 920         if (!pa_data)
 921                 return;
 922
 923         while (pa_data) {
 924                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 925                 e820__range_update(pa_data, sizeof(*data)+data->len, E820_TYPE_RAM, E820_TYPE_RESERVED_KERN);
 926                 pa_data = data->next;
 927                 early_memunmap(data, sizeof(*data));
 928         }
 929
 930         e820__update_table(e820_table);
 931
 932         memcpy(e820_table_firmware, e820_table, sizeof(*e820_table_firmware));
 933
 934         pr_info("extended physical RAM map:\n");
 935         e820__print_table("reserve setup_data");
 936 }
 937
 938 /*
 939  * Called after parse_early_param(), after early parameters (such as mem=)
 940  * have been processed, in which case we already have an E820 table filled in
 941  * via the parameter callback function(s), but it's not sorted and printed yet:
 942  */
 943 void __init e820__finish_early_params(void)
 944 {
 945         if (userdef) {
 946                 if (e820__update_table(e820_table) < 0)
 947                         early_panic("Invalid user supplied memory map");
 948
 949                 pr_info("e820: user-defined physical RAM map:\n");
 950                 e820__print_table("user");
 951         }
 952 }
 953
 954 static const char *__init e820_type_to_string(struct e820_entry *entry)
 955 {
 956         switch (entry->type) {
 957         case E820_TYPE_RESERVED_KERN:   /* Fall-through: */
 958         case E820_TYPE_RAM:             return "System RAM";
 959         case E820_TYPE_ACPI:            return "ACPI Tables";
 960         case E820_TYPE_NVS:             return "ACPI Non-volatile Storage";
 961         case E820_TYPE_UNUSABLE:        return "Unusable memory";
 962         case E820_TYPE_PRAM:            return "Persistent Memory (legacy)";
 963         case E820_TYPE_PMEM:            return "Persistent Memory";
 964         case E820_TYPE_RESERVED:        return "Reserved";
 965         default:                        return "Unknown E820 type";
 966         }
 967 }
 968
 969 static unsigned long __init e820_type_to_iomem_type(struct e820_entry *entry)
 970 {
 971         switch (entry->type) {
 972         case E820_TYPE_RESERVED_KERN:   /* Fall-through: */
 973         case E820_TYPE_RAM:             return IORESOURCE_SYSTEM_RAM;
 974         case E820_TYPE_ACPI:            /* Fall-through: */
 975         case E820_TYPE_NVS:             /* Fall-through: */
 976         case E820_TYPE_UNUSABLE:        /* Fall-through: */
 977         case E820_TYPE_PRAM:            /* Fall-through: */
 978         case E820_TYPE_PMEM:            /* Fall-through: */
 979         case E820_TYPE_RESERVED:        /* Fall-through: */
 980         default:                        return IORESOURCE_MEM;
 981         }
 982 }
 983
 984 static unsigned long __init e820_type_to_iores_desc(struct e820_entry *entry)
 985 {
 986         switch (entry->type) {
 987         case E820_TYPE_ACPI:            return IORES_DESC_ACPI_TABLES;
 988         case E820_TYPE_NVS:             return IORES_DESC_ACPI_NV_STORAGE;
 989         case E820_TYPE_PMEM:            return IORES_DESC_PERSISTENT_MEMORY;
 990         case E820_TYPE_PRAM:            return IORES_DESC_PERSISTENT_MEMORY_LEGACY;
 991         case E820_TYPE_RESERVED_KERN:   /* Fall-through: */
 992         case E820_TYPE_RAM:             /* Fall-through: */
 993         case E820_TYPE_UNUSABLE:        /* Fall-through: */
 994         case E820_TYPE_RESERVED:        /* Fall-through: */
 995         default:                        return IORES_DESC_NONE;
 996         }
 997 }
 998
 999 static bool __init do_mark_busy(enum e820_type type, struct resource *res)
1000 {
1001         /* this is the legacy bios/dos rom-shadow + mmio region */
1002         if (res->start < (1ULL<<20))
1003                 return true;
1004
1005         /*
1006          * Treat persistent memory like device memory, i.e. reserve it
1007          * for exclusive use of a driver
1008          */
1009         switch (type) {
1010         case E820_TYPE_RESERVED:
1011         case E820_TYPE_PRAM:
1012         case E820_TYPE_PMEM:
1013                 return false;
1014         case E820_TYPE_RESERVED_KERN:
1015         case E820_TYPE_RAM:
1016         case E820_TYPE_ACPI:
1017         case E820_TYPE_NVS:
1018         case E820_TYPE_UNUSABLE:
1019         default:
1020                 return true;
1021         }
1022 }
1023
1024 /*
1025  * Mark E820 reserved areas as busy for the resource manager:
1026  */
1027
1028 static struct resource __initdata *e820_res;
1029
1030 void __init e820__reserve_resources(void)
1031 {
1032         int i;
1033         struct resource *res;
1034         u64 end;
1035
1036         res = alloc_bootmem(sizeof(*res) * e820_table->nr_entries);
1037         e820_res = res;
1038
1039         for (i = 0; i < e820_table->nr_entries; i++) {
1040                 struct e820_entry *entry = e820_table->entries + i;
1041
1042                 end = entry->addr + entry->size - 1;
1043                 if (end != (resource_size_t)end) {
1044                         res++;
1045                         continue;
1046                 }
1047                 res->start = entry->addr;
1048                 res->end   = end;
1049                 res->name  = e820_type_to_string(entry);
1050                 res->flags = e820_type_to_iomem_type(entry);
1051                 res->desc  = e820_type_to_iores_desc(entry);
1052
1053                 /*
1054                  * Don't register the region that could be conflicted with
1055                  * PCI device BAR resources and insert them later in
1056                  * pcibios_resource_survey():
1057                  */
1058                 if (do_mark_busy(entry->type, res)) {
1059                         res->flags |= IORESOURCE_BUSY;
1060                         insert_resource(&iomem_resource, res);
1061                 }
1062                 res++;
1063         }
1064
1065         for (i = 0; i < e820_table_firmware->nr_entries; i++) {
1066                 struct e820_entry *entry = e820_table_firmware->entries + i;
1067
1068                 firmware_map_add_early(entry->addr, entry->addr + entry->size, e820_type_to_string(entry));
1069         }
1070 }
1071
1072 /*
1073  * How much should we pad the end of RAM, depending on where it is?
1074  */
1075 static unsigned long __init ram_alignment(resource_size_t pos)
1076 {
1077         unsigned long mb = pos >> 20;
1078
1079         /* To 64kB in the first megabyte */
1080         if (!mb)
1081                 return 64*1024;
1082
1083         /* To 1MB in the first 16MB */
1084         if (mb < 16)
1085                 return 1024*1024;
1086
1087         /* To 64MB for anything above that */
1088         return 64*1024*1024;
1089 }
1090
1091 #define MAX_RESOURCE_SIZE ((resource_size_t)-1)
1092
1093 void __init e820__reserve_resources_late(void)
1094 {
1095         int i;
1096         struct resource *res;
1097
1098         res = e820_res;
1099         for (i = 0; i < e820_table->nr_entries; i++) {
1100                 if (!res->parent && res->end)
1101                         insert_resource_expand_to_fit(&iomem_resource, res);
1102                 res++;
1103         }
1104
1105         /*
1106          * Try to bump up RAM regions to reasonable boundaries, to
1107          * avoid stolen RAM:
1108          */
1109         for (i = 0; i < e820_table->nr_entries; i++) {
1110                 struct e820_entry *entry = &e820_table->entries[i];
1111                 u64 start, end;
1112
1113                 if (entry->type != E820_TYPE_RAM)
1114                         continue;
1115
1116                 start = entry->addr + entry->size;
1117                 end = round_up(start, ram_alignment(start)) - 1;
1118                 if (end > MAX_RESOURCE_SIZE)
1119                         end = MAX_RESOURCE_SIZE;
1120                 if (start >= end)
1121                         continue;
1122
1123                 printk(KERN_DEBUG "e820: reserve RAM buffer [mem %#010llx-%#010llx]\n", start, end);
1124                 reserve_region_with_split(&iomem_resource, start, end, "RAM buffer");
1125         }
1126 }
1127
1128 /*
1129  * Pass the firmware (bootloader) E820 map to the kernel and process it:
1130  */
1131 char *__init e820__memory_setup_default(void)
1132 {
1133         char *who = "BIOS-e820";
1134
1135         /*
1136          * Try to copy the BIOS-supplied E820-map.
1137          *
1138          * Otherwise fake a memory map; one section from 0k->640k,
1139          * the next section from 1mb->appropriate_mem_k
1140          */
1141         if (append_e820_table(boot_params.e820_table, boot_params.e820_entries) < 0) {
1142                 u64 mem_size;
1143
1144                 /* Compare results from other methods and take the one that gives more RAM: */
1145                 if (boot_params.alt_mem_k < boot_params.screen_info.ext_mem_k) {
1146                         mem_size = boot_params.screen_info.ext_mem_k;
1147                         who = "BIOS-88";
1148                 } else {
1149                         mem_size = boot_params.alt_mem_k;
1150                         who = "BIOS-e801";
1151                 }
1152
1153                 e820_table->nr_entries = 0;
1154                 e820__range_add(0, LOWMEMSIZE(), E820_TYPE_RAM);
1155                 e820__range_add(HIGH_MEMORY, mem_size << 10, E820_TYPE_RAM);
1156         }
1157
1158         /* We just appended a lot of ranges, sanitize the table: */
1159         e820__update_table(e820_table);
1160
1161         return who;
1162 }
1163
1164 /*
1165  * Calls e820__memory_setup_default() in essence to pick up the firmware/bootloader
1166  * E820 map - with an optional platform quirk available for virtual platforms
1167  * to override this method of boot environment processing:
1168  */
1169 void __init e820__memory_setup(void)
1170 {
1171         char *who;
1172
1173         /* This is a firmware interface ABI - make sure we don't break it: */
1174         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct boot_e820_entry) != 20);
1175
1176         who = x86_init.resources.memory_setup();
1177
1178         memcpy(e820_table_firmware, e820_table, sizeof(*e820_table_firmware));
1179
1180         pr_info("e820: BIOS-provided physical RAM map:\n");
1181         e820__print_table(who);
1182 }
1183
1184 void __init e820__memblock_setup(void)
1185 {
1186         int i;
1187         u64 end;
1188
1189         /*
1190          * The bootstrap memblock region count maximum is 128 entries
1191          * (INIT_MEMBLOCK_REGIONS), but EFI might pass us more E820 entries
1192          * than that - so allow memblock resizing.
1193          *
1194          * This is safe, because this call happens pretty late during x86 setup,
1195          * so we know about reserved memory regions already. (This is important
1196          * so that memblock resizing does no stomp over reserved areas.)
1197          */
1198         memblock_allow_resize();
1199
1200         for (i = 0; i < e820_table->nr_entries; i++) {
1201                 struct e820_entry *entry = &e820_table->entries[i];
1202
1203                 end = entry->addr + entry->size;
1204                 if (end != (resource_size_t)end)
1205                         continue;
1206
1207                 if (entry->type != E820_TYPE_RAM && entry->type != E820_TYPE_RESERVED_KERN)
1208                         continue;
1209
1210                 memblock_add(entry->addr, entry->size);
1211         }
1212
1213         /* Throw away partial pages: */
1214         memblock_trim_memory(PAGE_SIZE);
1215
1216         memblock_dump_all();
1217 }