arch/x86/kernel/e820.c

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