err.no Git - linux-2.6/blob - 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                 default:
 152                         printk(KERN_CONT "type %u\n", e820.map[i].type);
 153                         break;
 154                 }
 155         }
 156 }
 157
 158 /*
 159  * Sanitize the BIOS e820 map.
 160  *
 161  * Some e820 responses include overlapping entries. The following
 162  * replaces the original e820 map with a new one, removing overlaps,
 163  * and resolving conflicting memory types in favor of highest
 164  * numbered type.
 165  *
 166  * The input parameter biosmap points to an array of 'struct
 167  * e820entry' which on entry has elements in the range [0, *pnr_map)
 168  * valid, and which has space for up to max_nr_map entries.
 169  * On return, the resulting sanitized e820 map entries will be in
 170  * overwritten in the same location, starting at biosmap.
 171  *
 172  * The integer pointed to by pnr_map must be valid on entry (the
 173  * current number of valid entries located at biosmap) and will
 174  * be updated on return, with the new number of valid entries
 175  * (something no more than max_nr_map.)
 176  *
 177  * The return value from sanitize_e820_map() is zero if it
 178  * successfully 'sanitized' the map entries passed in, and is -1
 179  * if it did nothing, which can happen if either of (1) it was
 180  * only passed one map entry, or (2) any of the input map entries
 181  * were invalid (start + size < start, meaning that the size was
 182  * so big the described memory range wrapped around through zero.)
 183  *
 184  *      Visually we're performing the following
 185  *      (1,2,3,4 = memory types)...
 186  *
 187  *      Sample memory map (w/overlaps):
 188  *         ____22__________________
 189  *         ______________________4_
 190  *         ____1111________________
 191  *         _44_____________________
 192  *         11111111________________
 193  *         ____________________33__
 194  *         ___________44___________
 195  *         __________33333_________
 196  *         ______________22________
 197  *         ___________________2222_
 198  *         _________111111111______
 199  *         _____________________11_
 200  *         _________________4______
 201  *
 202  *      Sanitized equivalent (no overlap):
 203  *         1_______________________
 204  *         _44_____________________
 205  *         ___1____________________
 206  *         ____22__________________
 207  *         ______11________________
 208  *         _________1______________
 209  *         __________3_____________
 210  *         ___________44___________
 211  *         _____________33_________
 212  *         _______________2________
 213  *         ________________1_______
 214  *         _________________4______
 215  *         ___________________2____
 216  *         ____________________33__
 217  *         ______________________4_
 218  */
 219
 220 int __init sanitize_e820_map(struct e820entry *biosmap, int max_nr_map,
 221                                 int *pnr_map)
 222 {
 223         struct change_member {
 224                 struct e820entry *pbios; /* pointer to original bios entry */
 225                 unsigned long long addr; /* address for this change point */
 226         };
 227         static struct change_member change_point_list[2*E820_X_MAX] __initdata;
 228         static struct change_member *change_point[2*E820_X_MAX] __initdata;
 229         static struct e820entry *overlap_list[E820_X_MAX] __initdata;
 230         static struct e820entry new_bios[E820_X_MAX] __initdata;
 231         struct change_member *change_tmp;
 232         unsigned long current_type, last_type;
 233         unsigned long long last_addr;
 234         int chgidx, still_changing;
 235         int overlap_entries;
 236         int new_bios_entry;
 237         int old_nr, new_nr, chg_nr;
 238         int i;
 239
 240         /* if there's only one memory region, don't bother */
 241         if (*pnr_map < 2)
 242                 return -1;
 243
 244         old_nr = *pnr_map;
 245         BUG_ON(old_nr > max_nr_map);
 246
 247         /* bail out if we find any unreasonable addresses in bios map */
 248         for (i = 0; i < old_nr; i++)
 249                 if (biosmap[i].addr + biosmap[i].size < biosmap[i].addr)
 250                         return -1;
 251
 252         /* create pointers for initial change-point information (for sorting) */
 253         for (i = 0; i < 2 * old_nr; i++)
 254                 change_point[i] = &change_point_list[i];
 255
 256         /* record all known change-points (starting and ending addresses),
 257            omitting those that are for empty memory regions */
 258         chgidx = 0;
 259         for (i = 0; i < old_nr; i++)    {
 260                 if (biosmap[i].size != 0) {
 261                         change_point[chgidx]->addr = biosmap[i].addr;
 262                         change_point[chgidx++]->pbios = &biosmap[i];
 263                         change_point[chgidx]->addr = biosmap[i].addr +
 264                                 biosmap[i].size;
 265                         change_point[chgidx++]->pbios = &biosmap[i];
 266                 }
 267         }
 268         chg_nr = chgidx;
 269
 270         /* sort change-point list by memory addresses (low -> high) */
 271         still_changing = 1;
 272         while (still_changing)  {
 273                 still_changing = 0;
 274                 for (i = 1; i < chg_nr; i++)  {
 275                         unsigned long long curaddr, lastaddr;
 276                         unsigned long long curpbaddr, lastpbaddr;
 277
 278                         curaddr = change_point[i]->addr;
 279                         lastaddr = change_point[i - 1]->addr;
 280                         curpbaddr = change_point[i]->pbios->addr;
 281                         lastpbaddr = change_point[i - 1]->pbios->addr;
 282
 283                         /*
 284                          * swap entries, when:
 285                          *
 286                          * curaddr > lastaddr or
 287                          * curaddr == lastaddr and curaddr == curpbaddr and
 288                          * lastaddr != lastpbaddr
 289                          */
 290                         if (curaddr < lastaddr ||
 291                             (curaddr == lastaddr && curaddr == curpbaddr &&
 292                              lastaddr != lastpbaddr)) {
 293                                 change_tmp = change_point[i];
 294                                 change_point[i] = change_point[i-1];
 295                                 change_point[i-1] = change_tmp;
 296                                 still_changing = 1;
 297                         }
 298                 }
 299         }
 300
 301         /* create a new bios memory map, removing overlaps */
 302         overlap_entries = 0;     /* number of entries in the overlap table */
 303         new_bios_entry = 0;      /* index for creating new bios map entries */
 304         last_type = 0;           /* start with undefined memory type */
 305         last_addr = 0;           /* start with 0 as last starting address */
 306
 307         /* loop through change-points, determining affect on the new bios map */
 308         for (chgidx = 0; chgidx < chg_nr; chgidx++) {
 309                 /* keep track of all overlapping bios entries */
 310                 if (change_point[chgidx]->addr ==
 311                     change_point[chgidx]->pbios->addr) {
 312                         /*
 313                          * add map entry to overlap list (> 1 entry
 314                          * implies an overlap)
 315                          */
 316                         overlap_list[overlap_entries++] =
 317                                 change_point[chgidx]->pbios;
 318                 } else {
 319                         /*
 320                          * remove entry from list (order independent,
 321                          * so swap with last)
 322                          */
 323                         for (i = 0; i < overlap_entries; i++) {
 324                                 if (overlap_list[i] ==
 325                                     change_point[chgidx]->pbios)
 326                                         overlap_list[i] =
 327                                                 overlap_list[overlap_entries-1];
 328                         }
 329                         overlap_entries--;
 330                 }
 331                 /*
 332                  * if there are overlapping entries, decide which
 333                  * "type" to use (larger value takes precedence --
 334                  * 1=usable, 2,3,4,4+=unusable)
 335                  */
 336                 current_type = 0;
 337                 for (i = 0; i < overlap_entries; i++)
 338                         if (overlap_list[i]->type > current_type)
 339                                 current_type = overlap_list[i]->type;
 340                 /*
 341                  * continue building up new bios map based on this
 342                  * information
 343                  */
 344                 if (current_type != last_type)  {
 345                         if (last_type != 0)      {
 346                                 new_bios[new_bios_entry].size =
 347                                         change_point[chgidx]->addr - last_addr;
 348                                 /*
 349                                  * move forward only if the new size
 350                                  * was non-zero
 351                                  */
 352                                 if (new_bios[new_bios_entry].size != 0)
 353                                         /*
 354                                          * no more space left for new
 355                                          * bios entries ?
 356                                          */
 357                                         if (++new_bios_entry >= max_nr_map)
 358                                                 break;
 359                         }
 360                         if (current_type != 0)  {
 361                                 new_bios[new_bios_entry].addr =
 362                                         change_point[chgidx]->addr;
 363                                 new_bios[new_bios_entry].type = current_type;
 364                                 last_addr = change_point[chgidx]->addr;
 365                         }
 366                         last_type = current_type;
 367                 }
 368         }
 369         /* retain count for new bios entries */
 370         new_nr = new_bios_entry;
 371
 372         /* copy new bios mapping into original location */
 373         memcpy(biosmap, new_bios, new_nr * sizeof(struct e820entry));
 374         *pnr_map = new_nr;
 375
 376         return 0;
 377 }
 378
 379 static int __init __append_e820_map(struct e820entry *biosmap, int nr_map)
 380 {
 381         while (nr_map) {
 382                 u64 start = biosmap->addr;
 383                 u64 size = biosmap->size;
 384                 u64 end = start + size;
 385                 u32 type = biosmap->type;
 386
 387                 /* Overflow in 64 bits? Ignore the memory map. */
 388                 if (start > end)
 389                         return -1;
 390
 391                 e820_add_region(start, size, type);
 392
 393                 biosmap++;
 394                 nr_map--;
 395         }
 396         return 0;
 397 }
 398
 399 /*
 400  * Copy the BIOS e820 map into a safe place.
 401  *
 402  * Sanity-check it while we're at it..
 403  *
 404  * If we're lucky and live on a modern system, the setup code
 405  * will have given us a memory map that we can use to properly
 406  * set up memory.  If we aren't, we'll fake a memory map.
 407  */
 408 static int __init append_e820_map(struct e820entry *biosmap, int nr_map)
 409 {
 410         /* Only one memory region (or negative)? Ignore it */
 411         if (nr_map < 2)
 412                 return -1;
 413
 414         return __append_e820_map(biosmap, nr_map);
 415 }
 416
 417 u64 __init e820_update_range(u64 start, u64 size, unsigned old_type,
 418                                 unsigned new_type)
 419 {
 420         int i;
 421         u64 real_updated_size = 0;
 422
 423         BUG_ON(old_type == new_type);
 424
 425         if (size > (ULLONG_MAX - start))
 426                 size = ULLONG_MAX - start;
 427
 428         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 429                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 430                 u64 final_start, final_end;
 431                 if (ei->type != old_type)
 432                         continue;
 433                 /* totally covered? */
 434                 if (ei->addr >= start &&
 435                     (ei->addr + ei->size) <= (start + size)) {
 436                         ei->type = new_type;
 437                         real_updated_size += ei->size;
 438                         continue;
 439                 }
 440                 /* partially covered */
 441                 final_start = max(start, ei->addr);
 442                 final_end = min(start + size, ei->addr + ei->size);
 443                 if (final_start >= final_end)
 444                         continue;
 445                 e820_add_region(final_start, final_end - final_start,
 446                                          new_type);
 447                 real_updated_size += final_end - final_start;
 448
 449                 ei->size -= final_end - final_start;
 450                 if (ei->addr < final_start)
 451                         continue;
 452                 ei->addr = final_end;
 453         }
 454         return real_updated_size;
 455 }
 456
 457 /* make e820 not cover the range */
 458 u64 __init e820_remove_range(u64 start, u64 size, unsigned old_type,
 459                              int checktype)
 460 {
 461         int i;
 462         u64 real_removed_size = 0;
 463
 464         if (size > (ULLONG_MAX - start))
 465                 size = ULLONG_MAX - start;
 466
 467         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 468                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 469                 u64 final_start, final_end;
 470
 471                 if (checktype && ei->type != old_type)
 472                         continue;
 473                 /* totally covered? */
 474                 if (ei->addr >= start &&
 475                     (ei->addr + ei->size) <= (start + size)) {
 476                         real_removed_size += ei->size;
 477                         memset(ei, 0, sizeof(struct e820entry));
 478                         continue;
 479                 }
 480                 /* partially covered */
 481                 final_start = max(start, ei->addr);
 482                 final_end = min(start + size, ei->addr + ei->size);
 483                 if (final_start >= final_end)
 484                         continue;
 485                 real_removed_size += final_end - final_start;
 486
 487                 ei->size -= final_end - final_start;
 488                 if (ei->addr < final_start)
 489                         continue;
 490                 ei->addr = final_end;
 491         }
 492         return real_removed_size;
 493 }
 494
 495 void __init update_e820(void)
 496 {
 497         int nr_map;
 498
 499         nr_map = e820.nr_map;
 500         if (sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &nr_map))
 501                 return;
 502         e820.nr_map = nr_map;
 503         printk(KERN_INFO "modified physical RAM map:\n");
 504         e820_print_map("modified");
 505 }
 506 #define MAX_GAP_END 0x100000000ull
 507 /*
 508  * Search for a gap in the e820 memory space from start_addr to end_addr.
 509  */
 510 __init int e820_search_gap(unsigned long *gapstart, unsigned long *gapsize,
 511                 unsigned long start_addr, unsigned long long end_addr)
 512 {
 513         unsigned long long last;
 514         int i = e820.nr_map;
 515         int found = 0;
 516
 517         last = (end_addr && end_addr < MAX_GAP_END) ? end_addr : MAX_GAP_END;
 518
 519         while (--i >= 0) {
 520                 unsigned long long start = e820.map[i].addr;
 521                 unsigned long long end = start + e820.map[i].size;
 522
 523                 if (end < start_addr)
 524                         continue;
 525
 526                 /*
 527                  * Since "last" is at most 4GB, we know we'll
 528                  * fit in 32 bits if this condition is true
 529                  */
 530                 if (last > end) {
 531                         unsigned long gap = last - end;
 532
 533                         if (gap >= *gapsize) {
 534                                 *gapsize = gap;
 535                                 *gapstart = end;
 536                                 found = 1;
 537                         }
 538                 }
 539                 if (start < last)
 540                         last = start;
 541         }
 542         return found;
 543 }
 544
 545 /*
 546  * Search for the biggest gap in the low 32 bits of the e820
 547  * memory space.  We pass this space to PCI to assign MMIO resources
 548  * for hotplug or unconfigured devices in.
 549  * Hopefully the BIOS let enough space left.
 550  */
 551 __init void e820_setup_gap(void)
 552 {
 553         unsigned long gapstart, gapsize, round;
 554         int found;
 555
 556         gapstart = 0x10000000;
 557         gapsize = 0x400000;
 558         found  = e820_search_gap(&gapstart, &gapsize, 0, MAX_GAP_END);
 559
 560 #ifdef CONFIG_X86_64
 561         if (!found) {
 562                 gapstart = (max_pfn << PAGE_SHIFT) + 1024*1024;
 563                 printk(KERN_ERR "PCI: Warning: Cannot find a gap in the 32bit "
 564                        "address range\n"
 565                        KERN_ERR "PCI: Unassigned devices with 32bit resource "
 566                        "registers may break!\n");
 567         }
 568 #endif
 569
 570         /*
 571          * See how much we want to round up: start off with
 572          * rounding to the next 1MB area.
 573          */
 574         round = 0x100000;
 575         while ((gapsize >> 4) > round)
 576                 round += round;
 577         /* Fun with two's complement */
 578         pci_mem_start = (gapstart + round) & -round;
 579
 580         printk(KERN_INFO
 581                "Allocating PCI resources starting at %lx (gap: %lx:%lx)\n",
 582                pci_mem_start, gapstart, gapsize);
 583 }
 584
 585 /**
 586  * Because of the size limitation of struct boot_params, only first
 587  * 128 E820 memory entries are passed to kernel via
 588  * boot_params.e820_map, others are passed via SETUP_E820_EXT node of
 589  * linked list of struct setup_data, which is parsed here.
 590  */
 591 void __init parse_e820_ext(struct setup_data *sdata, unsigned long pa_data)
 592 {
 593         u32 map_len;
 594         int entries;
 595         struct e820entry *extmap;
 596
 597         entries = sdata->len / sizeof(struct e820entry);
 598         map_len = sdata->len + sizeof(struct setup_data);
 599         if (map_len > PAGE_SIZE)
 600                 sdata = early_ioremap(pa_data, map_len);
 601         extmap = (struct e820entry *)(sdata->data);
 602         __append_e820_map(extmap, entries);
 603         sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
 604         if (map_len > PAGE_SIZE)
 605                 early_iounmap(sdata, map_len);
 606         printk(KERN_INFO "extended physical RAM map:\n");
 607         e820_print_map("extended");
 608 }
 609
 610 #if defined(CONFIG_X86_64) || \
 611         (defined(CONFIG_X86_32) && defined(CONFIG_HIBERNATION))
 612 /**
 613  * Find the ranges of physical addresses that do not correspond to
 614  * e820 RAM areas and mark the corresponding pages as nosave for
 615  * hibernation (32 bit) or software suspend and suspend to RAM (64 bit).
 616  *
 617  * This function requires the e820 map to be sorted and without any
 618  * overlapping entries and assumes the first e820 area to be RAM.
 619  */
 620 void __init e820_mark_nosave_regions(unsigned long limit_pfn)
 621 {
 622         int i;
 623         unsigned long pfn;
 624
 625         pfn = PFN_DOWN(e820.map[0].addr + e820.map[0].size);
 626         for (i = 1; i < e820.nr_map; i++) {
 627                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 628
 629                 if (pfn < PFN_UP(ei->addr))
 630                         register_nosave_region(pfn, PFN_UP(ei->addr));
 631
 632                 pfn = PFN_DOWN(ei->addr + ei->size);
 633                 if (ei->type != E820_RAM && ei->type != E820_RESERVED_KERN)
 634                         register_nosave_region(PFN_UP(ei->addr), pfn);
 635
 636                 if (pfn >= limit_pfn)
 637                         break;
 638         }
 639 }
 640 #endif
 641
 642 /*
 643  * Early reserved memory areas.
 644  */
 645 #define MAX_EARLY_RES 20
 646
 647 struct early_res {
 648         u64 start, end;
 649         char name[16];
 650         char overlap_ok;
 651 };
 652 static struct early_res early_res[MAX_EARLY_RES] __initdata = {
 653         { 0, PAGE_SIZE, "BIOS data page" },     /* BIOS data page */
 654 #if defined(CONFIG_X86_64) && defined(CONFIG_X86_TRAMPOLINE)
 655         { TRAMPOLINE_BASE, TRAMPOLINE_BASE + 2 * PAGE_SIZE, "TRAMPOLINE" },
 656 #endif
 657 #if defined(CONFIG_X86_32) && defined(CONFIG_SMP)
 658         /*
 659          * But first pinch a few for the stack/trampoline stuff
 660          * FIXME: Don't need the extra page at 4K, but need to fix
 661          * trampoline before removing it. (see the GDT stuff)
 662          */
 663         { PAGE_SIZE, PAGE_SIZE + PAGE_SIZE, "EX TRAMPOLINE" },
 664         /*
 665          * Has to be in very low memory so we can execute
 666          * real-mode AP code.
 667          */
 668         { TRAMPOLINE_BASE, TRAMPOLINE_BASE + PAGE_SIZE, "TRAMPOLINE" },
 669 #endif
 670         {}
 671 };
 672
 673 static int __init find_overlapped_early(u64 start, u64 end)
 674 {
 675         int i;
 676         struct early_res *r;
 677
 678         for (i = 0; i < MAX_EARLY_RES && early_res[i].end; i++) {
 679                 r = &early_res[i];
 680                 if (end > r->start && start < r->end)
 681                         break;
 682         }
 683
 684         return i;
 685 }
 686
 687 /*
 688  * Drop the i-th range from the early reservation map,
 689  * by copying any higher ranges down one over it, and
 690  * clearing what had been the last slot.
 691  */
 692 static void __init drop_range(int i)
 693 {
 694         int j;
 695
 696         for (j = i + 1; j < MAX_EARLY_RES && early_res[j].end; j++)
 697                 ;
 698
 699         memmove(&early_res[i], &early_res[i + 1],
 700                (j - 1 - i) * sizeof(struct early_res));
 701
 702         early_res[j - 1].end = 0;
 703 }
 704
 705 /*
 706  * Split any existing ranges that:
 707  *  1) are marked 'overlap_ok', and
 708  *  2) overlap with the stated range [start, end)
 709  * into whatever portion (if any) of the existing range is entirely
 710  * below or entirely above the stated range.  Drop the portion
 711  * of the existing range that overlaps with the stated range,
 712  * which will allow the caller of this routine to then add that
 713  * stated range without conflicting with any existing range.
 714  */
 715 static void __init drop_overlaps_that_are_ok(u64 start, u64 end)
 716 {
 717         int i;
 718         struct early_res *r;
 719         u64 lower_start, lower_end;
 720         u64 upper_start, upper_end;
 721         char name[16];
 722
 723         for (i = 0; i < MAX_EARLY_RES && early_res[i].end; i++) {
 724                 r = &early_res[i];
 725
 726                 /* Continue past non-overlapping ranges */
 727                 if (end <= r->start || start >= r->end)
 728                         continue;
 729
 730                 /*
 731                  * Leave non-ok overlaps as is; let caller
 732                  * panic "Overlapping early reservations"
 733                  * when it hits this overlap.
 734                  */
 735                 if (!r->overlap_ok)
 736                         return;
 737
 738                 /*
 739                  * We have an ok overlap.  We will drop it from the early
 740                  * reservation map, and add back in any non-overlapping
 741                  * portions (lower or upper) as separate, overlap_ok,
 742                  * non-overlapping ranges.
 743                  */
 744
 745                 /* 1. Note any non-overlapping (lower or upper) ranges. */
 746                 strncpy(name, r->name, sizeof(name) - 1);
 747
 748                 lower_start = lower_end = 0;
 749                 upper_start = upper_end = 0;
 750                 if (r->start < start) {
 751                         lower_start = r->start;
 752                         lower_end = start;
 753                 }
 754                 if (r->end > end) {
 755                         upper_start = end;
 756                         upper_end = r->end;
 757                 }
 758
 759                 /* 2. Drop the original ok overlapping range */
 760                 drop_range(i);
 761
 762                 i--;            /* resume for-loop on copied down entry */
 763
 764                 /* 3. Add back in any non-overlapping ranges. */
 765                 if (lower_end)
 766                         reserve_early_overlap_ok(lower_start, lower_end, name);
 767                 if (upper_end)
 768                         reserve_early_overlap_ok(upper_start, upper_end, name);
 769         }
 770 }
 771
 772 static void __init __reserve_early(u64 start, u64 end, char *name,
 773                                                 int overlap_ok)
 774 {
 775         int i;
 776         struct early_res *r;
 777
 778         i = find_overlapped_early(start, end);
 779         if (i >= MAX_EARLY_RES)
 780                 panic("Too many early reservations");
 781         r = &early_res[i];
 782         if (r->end)
 783                 panic("Overlapping early reservations "
 784                       "%llx-%llx %s to %llx-%llx %s\n",
 785                       start, end - 1, name?name:"", r->start,
 786                       r->end - 1, r->name);
 787         r->start = start;
 788         r->end = end;
 789         r->overlap_ok = overlap_ok;
 790         if (name)
 791                 strncpy(r->name, name, sizeof(r->name) - 1);
 792 }
 793
 794 /*
 795  * A few early reservtations come here.
 796  *
 797  * The 'overlap_ok' in the name of this routine does -not- mean it
 798  * is ok for these reservations to overlap an earlier reservation.
 799  * Rather it means that it is ok for subsequent reservations to
 800  * overlap this one.
 801  *
 802  * Use this entry point to reserve early ranges when you are doing
 803  * so out of "Paranoia", reserving perhaps more memory than you need,
 804  * just in case, and don't mind a subsequent overlapping reservation
 805  * that is known to be needed.
 806  *
 807  * The drop_overlaps_that_are_ok() call here isn't really needed.
 808  * It would be needed if we had two colliding 'overlap_ok'
 809  * reservations, so that the second such would not panic on the
 810  * overlap with the first.  We don't have any such as of this
 811  * writing, but might as well tolerate such if it happens in
 812  * the future.
 813  */
 814 void __init reserve_early_overlap_ok(u64 start, u64 end, char *name)
 815 {
 816         drop_overlaps_that_are_ok(start, end);
 817         __reserve_early(start, end, name, 1);
 818 }
 819
 820 /*
 821  * Most early reservations come here.
 822  *
 823  * We first have drop_overlaps_that_are_ok() drop any pre-existing
 824  * 'overlap_ok' ranges, so that we can then reserve this memory
 825  * range without risk of panic'ing on an overlapping overlap_ok
 826  * early reservation.
 827  */
 828 void __init reserve_early(u64 start, u64 end, char *name)
 829 {
 830         drop_overlaps_that_are_ok(start, end);
 831         __reserve_early(start, end, name, 0);
 832 }
 833
 834 void __init free_early(u64 start, u64 end)
 835 {
 836         struct early_res *r;
 837         int i;
 838
 839         i = find_overlapped_early(start, end);
 840         r = &early_res[i];
 841         if (i >= MAX_EARLY_RES || r->end != end || r->start != start)
 842                 panic("free_early on not reserved area: %llx-%llx!",
 843                          start, end - 1);
 844
 845         drop_range(i);
 846 }
 847
 848 void __init early_res_to_bootmem(u64 start, u64 end)
 849 {
 850         int i, count;
 851         u64 final_start, final_end;
 852
 853         count  = 0;
 854         for (i = 0; i < MAX_EARLY_RES && early_res[i].end; i++)
 855                 count++;
 856
 857         printk(KERN_INFO "(%d early reservations) ==> bootmem\n", count);
 858         for (i = 0; i < count; i++) {
 859                 struct early_res *r = &early_res[i];
 860                 printk(KERN_INFO "  #%d [%010llx - %010llx] %16s", i,
 861                         r->start, r->end, r->name);
 862                 final_start = max(start, r->start);
 863                 final_end = min(end, r->end);
 864                 if (final_start >= final_end) {
 865                         printk(KERN_CONT "\n");
 866                         continue;
 867                 }
 868                 printk(KERN_CONT " ==> [%010llx - %010llx]\n",
 869                         final_start, final_end);
 870                 reserve_bootmem_generic(final_start, final_end - final_start,
 871                                 BOOTMEM_DEFAULT);
 872         }
 873 }
 874
 875 /* Check for already reserved areas */
 876 static inline int __init bad_addr(u64 *addrp, u64 size, u64 align)
 877 {
 878         int i;
 879         u64 addr = *addrp;
 880         int changed = 0;
 881         struct early_res *r;
 882 again:
 883         i = find_overlapped_early(addr, addr + size);
 884         r = &early_res[i];
 885         if (i < MAX_EARLY_RES && r->end) {
 886                 *addrp = addr = round_up(r->end, align);
 887                 changed = 1;
 888                 goto again;
 889         }
 890         return changed;
 891 }
 892
 893 /* Check for already reserved areas */
 894 static inline int __init bad_addr_size(u64 *addrp, u64 *sizep, u64 align)
 895 {
 896         int i;
 897         u64 addr = *addrp, last;
 898         u64 size = *sizep;
 899         int changed = 0;
 900 again:
 901         last = addr + size;
 902         for (i = 0; i < MAX_EARLY_RES && early_res[i].end; i++) {
 903                 struct early_res *r = &early_res[i];
 904                 if (last > r->start && addr < r->start) {
 905                         size = r->start - addr;
 906                         changed = 1;
 907                         goto again;
 908                 }
 909                 if (last > r->end && addr < r->end) {
 910                         addr = round_up(r->end, align);
 911                         size = last - addr;
 912                         changed = 1;
 913                         goto again;
 914                 }
 915                 if (last <= r->end && addr >= r->start) {
 916                         (*sizep)++;
 917                         return 0;
 918                 }
 919         }
 920         if (changed) {
 921                 *addrp = addr;
 922                 *sizep = size;
 923         }
 924         return changed;
 925 }
 926
 927 /*
 928  * Find a free area with specified alignment in a specific range.
 929  */
 930 u64 __init find_e820_area(u64 start, u64 end, u64 size, u64 align)
 931 {
 932         int i;
 933
 934         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 935                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 936                 u64 addr, last;
 937                 u64 ei_last;
 938
 939                 if (ei->type != E820_RAM)
 940                         continue;
 941                 addr = round_up(ei->addr, align);
 942                 ei_last = ei->addr + ei->size;
 943                 if (addr < start)
 944                         addr = round_up(start, align);
 945                 if (addr >= ei_last)
 946                         continue;
 947                 while (bad_addr(&addr, size, align) && addr+size <= ei_last)
 948                         ;
 949                 last = addr + size;
 950                 if (last > ei_last)
 951                         continue;
 952                 if (last > end)
 953                         continue;
 954                 return addr;
 955         }
 956         return -1ULL;
 957 }
 958
 959 /*
 960  * Find next free range after *start
 961  */
 962 u64 __init find_e820_area_size(u64 start, u64 *sizep, u64 align)
 963 {
 964         int i;
 965
 966         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 967                 struct e820entry *ei = &e820.map[i];
 968                 u64 addr, last;
 969                 u64 ei_last;
 970
 971                 if (ei->type != E820_RAM)
 972                         continue;
 973                 addr = round_up(ei->addr, align);
 974                 ei_last = ei->addr + ei->size;
 975                 if (addr < start)
 976                         addr = round_up(start, align);
 977                 if (addr >= ei_last)
 978                         continue;
 979                 *sizep = ei_last - addr;
 980                 while (bad_addr_size(&addr, sizep, align) &&
 981                         addr + *sizep <= ei_last)
 982                         ;
 983                 last = addr + *sizep;
 984                 if (last > ei_last)
 985                         continue;
 986                 return addr;
 987         }
 988         return -1UL;
 989
 990 }
 991
 992 /*
 993  * pre allocated 4k and reserved it in e820
 994  */
 995 u64 __init early_reserve_e820(u64 startt, u64 sizet, u64 align)
 996 {
 997         u64 size = 0;
 998         u64 addr;
 999         u64 start;
1000
1001         start = startt;
1002         while (size < sizet)
1003                 start = find_e820_area_size(start, &size, align);
1004
1005         if (size < sizet)
1006                 return 0;
1007
1008         addr = round_down(start + size - sizet, align);
1009         e820_update_range(addr, sizet, E820_RAM, E820_RESERVED);
1010         printk(KERN_INFO "update e820 for early_reserve_e820\n");
1011         update_e820();
1012
1013         return addr;
1014 }
1015
1016 #ifdef CONFIG_X86_32
1017 # ifdef CONFIG_X86_PAE
1018 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(36-PAGE_SHIFT))
1019 # else
1020 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(32-PAGE_SHIFT))
1021 # endif
1022 #else /* CONFIG_X86_32 */
1023 # define MAX_ARCH_PFN MAXMEM>>PAGE_SHIFT
1024 #endif
1025
1026 /*
1027  * Last pfn which the user wants to use.
1028  */
1029 unsigned long __initdata end_user_pfn = MAX_ARCH_PFN;
1030
1031 /*
1032  * Find the highest page frame number we have available
1033  */
1034 unsigned long __init e820_end_of_ram(void)
1035 {
1036         unsigned long last_pfn;
1037         unsigned long max_arch_pfn = MAX_ARCH_PFN;
1038
1039         last_pfn = find_max_pfn_with_active_regions();
1040
1041         if (last_pfn > max_arch_pfn)
1042                 last_pfn = max_arch_pfn;
1043         if (last_pfn > end_user_pfn)
1044                 last_pfn = end_user_pfn;
1045
1046         printk(KERN_INFO "last_pfn = %#lx max_arch_pfn = %#lx\n",
1047                          last_pfn, max_arch_pfn);
1048         return last_pfn;
1049 }
1050
1051 /*
1052  * Finds an active region in the address range from start_pfn to last_pfn and
1053  * returns its range in ei_startpfn and ei_endpfn for the e820 entry.
1054  */
1055 int __init e820_find_active_region(const struct e820entry *ei,
1056                                   unsigned long start_pfn,
1057                                   unsigned long last_pfn,
1058                                   unsigned long *ei_startpfn,
1059                                   unsigned long *ei_endpfn)
1060 {
1061         u64 align = PAGE_SIZE;
1062
1063         *ei_startpfn = round_up(ei->addr, align) >> PAGE_SHIFT;
1064         *ei_endpfn = round_down(ei->addr + ei->size, align) >> PAGE_SHIFT;
1065
1066         /* Skip map entries smaller than a page */
1067         if (*ei_startpfn >= *ei_endpfn)
1068                 return 0;
1069
1070         /* Skip if map is outside the node */
1071         if (ei->type != E820_RAM || *ei_endpfn <= start_pfn ||
1072                                     *ei_startpfn >= last_pfn)
1073                 return 0;
1074
1075         /* Check for overlaps */
1076         if (*ei_startpfn < start_pfn)
1077                 *ei_startpfn = start_pfn;
1078         if (*ei_endpfn > last_pfn)
1079                 *ei_endpfn = last_pfn;
1080
1081         /* Obey end_user_pfn to save on memmap */
1082         if (*ei_startpfn >= end_user_pfn)
1083                 return 0;
1084         if (*ei_endpfn > end_user_pfn)
1085                 *ei_endpfn = end_user_pfn;
1086
1087         return 1;
1088 }
1089
1090 /* Walk the e820 map and register active regions within a node */
1091 void __init e820_register_active_regions(int nid, unsigned long start_pfn,
1092                                          unsigned long last_pfn)
1093 {
1094         unsigned long ei_startpfn;
1095         unsigned long ei_endpfn;
1096         int i;
1097
1098         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++)
1099                 if (e820_find_active_region(&e820.map[i],
1100                                             start_pfn, last_pfn,
1101                                             &ei_startpfn, &ei_endpfn))
1102                         add_active_range(nid, ei_startpfn, ei_endpfn);
1103 }
1104
1105 /*
1106  * Find the hole size (in bytes) in the memory range.
1107  * @start: starting address of the memory range to scan
1108  * @end: ending address of the memory range to scan
1109  */
1110 u64 __init e820_hole_size(u64 start, u64 end)
1111 {
1112         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
1113         unsigned long last_pfn = end >> PAGE_SHIFT;
1114         unsigned long ei_startpfn, ei_endpfn, ram = 0;
1115         int i;
1116
1117         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1118                 if (e820_find_active_region(&e820.map[i],
1119                                             start_pfn, last_pfn,
1120                                             &ei_startpfn, &ei_endpfn))
1121                         ram += ei_endpfn - ei_startpfn;
1122         }
1123         return end - start - ((u64)ram << PAGE_SHIFT);
1124 }
1125
1126 static void early_panic(char *msg)
1127 {
1128         early_printk(msg);
1129         panic(msg);
1130 }
1131
1132 /* "mem=nopentium" disables the 4MB page tables. */
1133 static int __init parse_memopt(char *p)
1134 {
1135         u64 mem_size;
1136
1137         if (!p)
1138                 return -EINVAL;
1139
1140 #ifdef CONFIG_X86_32
1141         if (!strcmp(p, "nopentium")) {
1142                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_PSE);
1143                 return 0;
1144         }
1145 #endif
1146
1147         mem_size = memparse(p, &p);
1148         end_user_pfn = mem_size>>PAGE_SHIFT;
1149         e820_update_range(mem_size, ULLONG_MAX - mem_size,
1150                 E820_RAM, E820_RESERVED);
1151
1152         return 0;
1153 }
1154 early_param("mem", parse_memopt);
1155
1156 static int userdef __initdata;
1157
1158 static int __init parse_memmap_opt(char *p)
1159 {
1160         char *oldp;
1161         u64 start_at, mem_size;
1162
1163         if (!strcmp(p, "exactmap")) {
1164 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
1165                 /*
1166                  * If we are doing a crash dump, we still need to know
1167                  * the real mem size before original memory map is
1168                  * reset.
1169                  */
1170                 e820_register_active_regions(0, 0, -1UL);
1171                 saved_max_pfn = e820_end_of_ram();
1172                 remove_all_active_ranges();
1173 #endif
1174                 e820.nr_map = 0;
1175                 userdef = 1;
1176                 return 0;
1177         }
1178
1179         oldp = p;
1180         mem_size = memparse(p, &p);
1181         if (p == oldp)
1182                 return -EINVAL;
1183
1184         userdef = 1;
1185         if (*p == '@') {
1186                 start_at = memparse(p+1, &p);
1187                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_RAM);
1188         } else if (*p == '#') {
1189                 start_at = memparse(p+1, &p);
1190                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_ACPI);
1191         } else if (*p == '$') {
1192                 start_at = memparse(p+1, &p);
1193                 e820_add_region(start_at, mem_size, E820_RESERVED);
1194         } else {
1195                 end_user_pfn = (mem_size >> PAGE_SHIFT);
1196                 e820_update_range(mem_size, ULLONG_MAX - mem_size,
1197                         E820_RAM, E820_RESERVED);
1198         }
1199         return *p == '\0' ? 0 : -EINVAL;
1200 }
1201 early_param("memmap", parse_memmap_opt);
1202
1203 void __init finish_e820_parsing(void)
1204 {
1205         if (userdef) {
1206                 int nr = e820.nr_map;
1207
1208                 if (sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &nr) < 0)
1209                         early_panic("Invalid user supplied memory map");
1210                 e820.nr_map = nr;
1211
1212                 printk(KERN_INFO "user-defined physical RAM map:\n");
1213                 e820_print_map("user");
1214         }
1215 }
1216
1217 static inline const char *e820_type_to_string(int e820_type)
1218 {
1219         switch (e820_type) {
1220         case E820_RESERVED_KERN:
1221         case E820_RAM:  return "System RAM";
1222         case E820_ACPI: return "ACPI Tables";
1223         case E820_NVS:  return "ACPI Non-volatile Storage";
1224         default:        return "reserved";
1225         }
1226 }
1227
1228 /*
1229  * Mark e820 reserved areas as busy for the resource manager.
1230  */
1231 void __init e820_reserve_resources(void)
1232 {
1233         int i;
1234         struct resource *res;
1235         u64 end;
1236
1237         res = alloc_bootmem_low(sizeof(struct resource) * e820.nr_map);
1238         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
1239                 end = e820.map[i].addr + e820.map[i].size - 1;
1240 #ifndef CONFIG_RESOURCES_64BIT
1241                 if (end > 0x100000000ULL) {
1242                         res++;
1243                         continue;
1244                 }
1245 #endif
1246                 res->name = e820_type_to_string(e820.map[i].type);
1247                 res->start = e820.map[i].addr;
1248                 res->end = end;
1249
1250                 res->flags = IORESOURCE_MEM | IORESOURCE_BUSY;
1251                 insert_resource(&iomem_resource, res);
1252                 res++;
1253         }
1254
1255         for (i = 0; i < e820_saved.nr_map; i++) {
1256                 struct e820entry *entry = &e820_saved.map[i];
1257                 firmware_map_add_early(entry->addr,
1258                         entry->addr + entry->size - 1,
1259                         e820_type_to_string(entry->type));
1260         }
1261 }
1262
1263 char *__init default_machine_specific_memory_setup(void)
1264 {
1265         char *who = "BIOS-e820";
1266         int new_nr;
1267         /*
1268          * Try to copy the BIOS-supplied E820-map.
1269          *
1270          * Otherwise fake a memory map; one section from 0k->640k,
1271          * the next section from 1mb->appropriate_mem_k
1272          */
1273         new_nr = boot_params.e820_entries;
1274         sanitize_e820_map(boot_params.e820_map,
1275                         ARRAY_SIZE(boot_params.e820_map),
1276                         &new_nr);
1277         boot_params.e820_entries = new_nr;
1278         if (append_e820_map(boot_params.e820_map, boot_params.e820_entries)
1279           < 0) {
1280                 u64 mem_size;
1281
1282                 /* compare results from other methods and take the greater */
1283                 if (boot_params.alt_mem_k
1284                     < boot_params.screen_info.ext_mem_k) {
1285                         mem_size = boot_params.screen_info.ext_mem_k;
1286                         who = "BIOS-88";
1287                 } else {
1288                         mem_size = boot_params.alt_mem_k;
1289                         who = "BIOS-e801";
1290                 }
1291
1292                 e820.nr_map = 0;
1293                 e820_add_region(0, LOWMEMSIZE(), E820_RAM);
1294                 e820_add_region(HIGH_MEMORY, mem_size << 10, E820_RAM);
1295         }
1296
1297         /* In case someone cares... */
1298         return who;
1299 }
1300
1301 char *__init __attribute__((weak)) machine_specific_memory_setup(void)
1302 {
1303         return default_machine_specific_memory_setup();
1304 }
1305
1306 /* Overridden in paravirt.c if CONFIG_PARAVIRT */
1307 char * __init __attribute__((weak)) memory_setup(void)
1308 {
1309         return machine_specific_memory_setup();
1310 }
1311
1312 void __init setup_memory_map(void)
1313 {
1314         char *who;
1315
1316         who = memory_setup();
1317         memcpy(&e820_saved, &e820, sizeof(struct e820map));
1318         printk(KERN_INFO "BIOS-provided physical RAM map:\n");
1319         e820_print_map(who);
1320 }
1321
1322 #ifdef CONFIG_X86_64
1323 int __init arch_get_ram_range(int slot, u64 *addr, u64 *size)
1324 {
1325         int i;
1326
1327         if (slot < 0 || slot >= e820.nr_map)
1328                 return -1;
1329         for (i = slot; i < e820.nr_map; i++) {
1330                 if (e820.map[i].type != E820_RAM)
1331                         continue;
1332                 break;
1333         }
1334         if (i == e820.nr_map || e820.map[i].addr > (max_pfn << PAGE_SHIFT))
1335                 return -1;
1336         *addr = e820.map[i].addr;
1337         *size = min_t(u64, e820.map[i].size + e820.map[i].addr,
1338                 max_pfn << PAGE_SHIFT) - *addr;
1339         return i + 1;
1340 }
1341 #endif