532da61d605ccc2271067fdf67bac83c454616aa
[muen/linux.git] / arch / x86 / kernel / e820.c
1 /*
2  * Low level x86 E820 memory map handling functions.
3  *
4  * The firmware and bootloader passes us the "E820 table", which is the primary
5  * physical memory layout description available about x86 systems.
6  *
7  * The kernel takes the E820 memory layout and optionally modifies it with
8  * quirks and other tweaks, and feeds that into the generic Linux memory
9  * allocation code routines via a platform independent interface (memblock, etc.).
10  */
11 #include <linux/crash_dump.h>
12 #include <linux/bootmem.h>
13 #include <linux/suspend.h>
14 #include <linux/acpi.h>
15 #include <linux/firmware-map.h>
16 #include <linux/memblock.h>
17 #include <linux/sort.h>
18
19 #include <asm/e820/api.h>
20 #include <asm/setup.h>
21
22 /*
23  * We organize the E820 table into three main data structures:
24  *
25  * - 'e820_table_firmware': the original firmware version passed to us by the
26  *   bootloader - not modified by the kernel. It is composed of two parts:
27  *   the first 128 E820 memory entries in boot_params.e820_table and the remaining
28  *   (if any) entries of the SETUP_E820_EXT nodes. We use this to:
29  *
30  *       - inform the user about the firmware's notion of memory layout
31  *         via /sys/firmware/memmap
32  *
33  *       - the hibernation code uses it to generate a kernel-independent MD5
34  *         fingerprint of the physical memory layout of a system.
35  *
36  * - 'e820_table_kexec': a slightly modified (by the kernel) firmware version
37  *   passed to us by the bootloader - the major difference between
38  *   e820_table_firmware[] and this one is that, the latter marks the setup_data
39  *   list created by the EFI boot stub as reserved, so that kexec can reuse the
40  *   setup_data information in the second kernel. Besides, e820_table_kexec[]
41  *   might also be modified by the kexec itself to fake a mptable.
42  *   We use this to:
43  *
44  *       - kexec, which is a bootloader in disguise, uses the original E820
45  *         layout to pass to the kexec-ed kernel. This way the original kernel
46  *         can have a restricted E820 map while the kexec()-ed kexec-kernel
47  *         can have access to full memory - etc.
48  *
49  * - 'e820_table': this is the main E820 table that is massaged by the
50  *   low level x86 platform code, or modified by boot parameters, before
51  *   passed on to higher level MM layers.
52  *
53  * Once the E820 map has been converted to the standard Linux memory layout
54  * information its role stops - modifying it has no effect and does not get
55  * re-propagated. So itsmain role is a temporary bootstrap storage of firmware
56  * specific memory layout data during early bootup.
57  */
58 static struct e820_table e820_table_init                __initdata;
59 static struct e820_table e820_table_kexec_init          __initdata;
60 static struct e820_table e820_table_firmware_init       __initdata;
61
62 struct e820_table *e820_table __refdata                 = &e820_table_init;
63 struct e820_table *e820_table_kexec __refdata           = &e820_table_kexec_init;
64 struct e820_table *e820_table_firmware __refdata        = &e820_table_firmware_init;
65
66 /* For PCI or other memory-mapped resources */
67 unsigned long pci_mem_start = 0xaeedbabe;
68 #ifdef CONFIG_PCI
69 EXPORT_SYMBOL(pci_mem_start);
70 #endif
71
72 /*
73  * This function checks if any part of the range <start,end> is mapped
74  * with type.
75  */
76 bool e820__mapped_any(u64 start, u64 end, enum e820_type type)
77 {
78         int i;
79
80         for (i = 0; i < e820_table->nr_entries; i++) {
81                 struct e820_entry *entry = &e820_table->entries[i];
82
83                 if (type && entry->type != type)
84                         continue;
85                 if (entry->addr >= end || entry->addr + entry->size <= start)
86                         continue;
87                 return 1;
88         }
89         return 0;
90 }
91 EXPORT_SYMBOL_GPL(e820__mapped_any);
92
93 /*
94  * This function checks if the entire <start,end> range is mapped with 'type'.
95  *
96  * Note: this function only works correctly once the E820 table is sorted and
97  * not-overlapping (at least for the range specified), which is the case normally.
98  */
99 bool __init e820__mapped_all(u64 start, u64 end, enum e820_type type)
100 {
101         int i;
102
103         for (i = 0; i < e820_table->nr_entries; i++) {
104                 struct e820_entry *entry = &e820_table->entries[i];
105
106                 if (type && entry->type != type)
107                         continue;
108
109                 /* Is the region (part) in overlap with the current region? */
110                 if (entry->addr >= end || entry->addr + entry->size <= start)
111                         continue;
112
113                 /*
114                  * If the region is at the beginning of <start,end> we move
115                  * 'start' to the end of the region since it's ok until there
116                  */
117                 if (entry->addr <= start)
118                         start = entry->addr + entry->size;
119
120                 /*
121                  * If 'start' is now at or beyond 'end', we're done, full
122                  * coverage of the desired range exists:
123                  */
124                 if (start >= end)
125                         return 1;
126         }
127         return 0;
128 }
129
130 /*
131  * Add a memory region to the kernel E820 map.
132  */
133 static void __init __e820__range_add(struct e820_table *table, u64 start, u64 size, enum e820_type type)
134 {
135         int x = table->nr_entries;
136
137         if (x >= ARRAY_SIZE(table->entries)) {
138                 pr_err("e820: too many entries; ignoring [mem %#010llx-%#010llx]\n", start, start + size - 1);
139                 return;
140         }
141
142         table->entries[x].addr = start;
143         table->entries[x].size = size;
144         table->entries[x].type = type;
145         table->nr_entries++;
146 }
147
148 void __init e820__range_add(u64 start, u64 size, enum e820_type type)
149 {
150         __e820__range_add(e820_table, start, size, type);
151 }
152
153 static void __init e820_print_type(enum e820_type type)
154 {
155         switch (type) {
156         case E820_TYPE_RAM:             /* Fall through: */
157         case E820_TYPE_RESERVED_KERN:   pr_cont("usable");                      break;
158         case E820_TYPE_RESERVED:        pr_cont("reserved");                    break;
159         case E820_TYPE_ACPI:            pr_cont("ACPI data");                   break;
160         case E820_TYPE_NVS:             pr_cont("ACPI NVS");                    break;
161         case E820_TYPE_UNUSABLE:        pr_cont("unusable");                    break;
162         case E820_TYPE_PMEM:            /* Fall through: */
163         case E820_TYPE_PRAM:            pr_cont("persistent (type %u)", type);  break;
164         default:                        pr_cont("type %u", type);               break;
165         }
166 }
167
168 void __init e820__print_table(char *who)
169 {
170         int i;
171
172         for (i = 0; i < e820_table->nr_entries; i++) {
173                 pr_info("%s: [mem %#018Lx-%#018Lx] ", who,
174                        e820_table->entries[i].addr,
175                        e820_table->entries[i].addr + e820_table->entries[i].size - 1);
176
177                 e820_print_type(e820_table->entries[i].type);
178                 pr_cont("\n");
179         }
180 }
181
182 /*
183  * Sanitize an E820 map.
184  *
185  * Some E820 layouts include overlapping entries. The following
186  * replaces the original E820 map with a new one, removing overlaps,
187  * and resolving conflicting memory types in favor of highest
188  * numbered type.
189  *
190  * The input parameter 'entries' points to an array of 'struct
191  * e820_entry' which on entry has elements in the range [0, *nr_entries)
192  * valid, and which has space for up to max_nr_entries entries.
193  * On return, the resulting sanitized E820 map entries will be in
194  * overwritten in the same location, starting at 'entries'.
195  *
196  * The integer pointed to by nr_entries must be valid on entry (the
197  * current number of valid entries located at 'entries'). If the
198  * sanitizing succeeds the *nr_entries will be updated with the new
199  * number of valid entries (something no more than max_nr_entries).
200  *
201  * The return value from e820__update_table() is zero if it
202  * successfully 'sanitized' the map entries passed in, and is -1
203  * if it did nothing, which can happen if either of (1) it was
204  * only passed one map entry, or (2) any of the input map entries
205  * were invalid (start + size < start, meaning that the size was
206  * so big the described memory range wrapped around through zero.)
207  *
208  *      Visually we're performing the following
209  *      (1,2,3,4 = memory types)...
210  *
211  *      Sample memory map (w/overlaps):
212  *         ____22__________________
213  *         ______________________4_
214  *         ____1111________________
215  *         _44_____________________
216  *         11111111________________
217  *         ____________________33__
218  *         ___________44___________
219  *         __________33333_________
220  *         ______________22________
221  *         ___________________2222_
222  *         _________111111111______
223  *         _____________________11_
224  *         _________________4______
225  *
226  *      Sanitized equivalent (no overlap):
227  *         1_______________________
228  *         _44_____________________
229  *         ___1____________________
230  *         ____22__________________
231  *         ______11________________
232  *         _________1______________
233  *         __________3_____________
234  *         ___________44___________
235  *         _____________33_________
236  *         _______________2________
237  *         ________________1_______
238  *         _________________4______
239  *         ___________________2____
240  *         ____________________33__
241  *         ______________________4_
242  */
243 struct change_member {
244         /* Pointer to the original entry: */
245         struct e820_entry       *entry;
246         /* Address for this change point: */
247         unsigned long long      addr;
248 };
249
250 static struct change_member     change_point_list[2*E820_MAX_ENTRIES]   __initdata;
251 static struct change_member     *change_point[2*E820_MAX_ENTRIES]       __initdata;
252 static struct e820_entry        *overlap_list[E820_MAX_ENTRIES]         __initdata;
253 static struct e820_entry        new_entries[E820_MAX_ENTRIES]           __initdata;
254
255 static int __init cpcompare(const void *a, const void *b)
256 {
257         struct change_member * const *app = a, * const *bpp = b;
258         const struct change_member *ap = *app, *bp = *bpp;
259
260         /*
261          * Inputs are pointers to two elements of change_point[].  If their
262          * addresses are not equal, their difference dominates.  If the addresses
263          * are equal, then consider one that represents the end of its region
264          * to be greater than one that does not.
265          */
266         if (ap->addr != bp->addr)
267                 return ap->addr > bp->addr ? 1 : -1;
268
269         return (ap->addr != ap->entry->addr) - (bp->addr != bp->entry->addr);
270 }
271
272 int __init e820__update_table(struct e820_table *table)
273 {
274         struct e820_entry *entries = table->entries;
275         u32 max_nr_entries = ARRAY_SIZE(table->entries);
276         enum e820_type current_type, last_type;
277         unsigned long long last_addr;
278         u32 new_nr_entries, overlap_entries;
279         u32 i, chg_idx, chg_nr;
280
281         /* If there's only one memory region, don't bother: */
282         if (table->nr_entries < 2)
283                 return -1;
284
285         BUG_ON(table->nr_entries > max_nr_entries);
286
287         /* Bail out if we find any unreasonable addresses in the map: */
288         for (i = 0; i < table->nr_entries; i++) {
289                 if (entries[i].addr + entries[i].size < entries[i].addr)
290                         return -1;
291         }
292
293         /* Create pointers for initial change-point information (for sorting): */
294         for (i = 0; i < 2 * table->nr_entries; i++)
295                 change_point[i] = &change_point_list[i];
296
297         /*
298          * Record all known change-points (starting and ending addresses),
299          * omitting empty memory regions:
300          */
301         chg_idx = 0;
302         for (i = 0; i < table->nr_entries; i++) {
303                 if (entries[i].size != 0) {
304                         change_point[chg_idx]->addr     = entries[i].addr;
305                         change_point[chg_idx++]->entry  = &entries[i];
306                         change_point[chg_idx]->addr     = entries[i].addr + entries[i].size;
307                         change_point[chg_idx++]->entry  = &entries[i];
308                 }
309         }
310         chg_nr = chg_idx;
311
312         /* Sort change-point list by memory addresses (low -> high): */
313         sort(change_point, chg_nr, sizeof(*change_point), cpcompare, NULL);
314
315         /* Create a new memory map, removing overlaps: */
316         overlap_entries = 0;     /* Number of entries in the overlap table */
317         new_nr_entries = 0;      /* Index for creating new map entries */
318         last_type = 0;           /* Start with undefined memory type */
319         last_addr = 0;           /* Start with 0 as last starting address */
320
321         /* Loop through change-points, determining effect on the new map: */
322         for (chg_idx = 0; chg_idx < chg_nr; chg_idx++) {
323                 /* Keep track of all overlapping entries */
324                 if (change_point[chg_idx]->addr == change_point[chg_idx]->entry->addr) {
325                         /* Add map entry to overlap list (> 1 entry implies an overlap) */
326                         overlap_list[overlap_entries++] = change_point[chg_idx]->entry;
327                 } else {
328                         /* Remove entry from list (order independent, so swap with last): */
329                         for (i = 0; i < overlap_entries; i++) {
330                                 if (overlap_list[i] == change_point[chg_idx]->entry)
331                                         overlap_list[i] = overlap_list[overlap_entries-1];
332                         }
333                         overlap_entries--;
334                 }
335                 /*
336                  * If there are overlapping entries, decide which
337                  * "type" to use (larger value takes precedence --
338                  * 1=usable, 2,3,4,4+=unusable)
339                  */
340                 current_type = 0;
341                 for (i = 0; i < overlap_entries; i++) {
342                         if (overlap_list[i]->type > current_type)
343                                 current_type = overlap_list[i]->type;
344                 }
345
346                 /* Continue building up new map based on this information: */
347                 if (current_type != last_type || current_type == E820_TYPE_PRAM) {
348                         if (last_type != 0)      {
349                                 new_entries[new_nr_entries].size = change_point[chg_idx]->addr - last_addr;
350                                 /* Move forward only if the new size was non-zero: */
351                                 if (new_entries[new_nr_entries].size != 0)
352                                         /* No more space left for new entries? */
353                                         if (++new_nr_entries >= max_nr_entries)
354                                                 break;
355                         }
356                         if (current_type != 0)  {
357                                 new_entries[new_nr_entries].addr = change_point[chg_idx]->addr;
358                                 new_entries[new_nr_entries].type = current_type;
359                                 last_addr = change_point[chg_idx]->addr;
360                         }
361                         last_type = current_type;
362                 }
363         }
364
365         /* Copy the new entries into the original location: */
366         memcpy(entries, new_entries, new_nr_entries*sizeof(*entries));
367         table->nr_entries = new_nr_entries;
368
369         return 0;
370 }
371
372 static int __init __append_e820_table(struct boot_e820_entry *entries, u32 nr_entries)
373 {
374         struct boot_e820_entry *entry = entries;
375
376         while (nr_entries) {
377                 u64 start = entry->addr;
378                 u64 size = entry->size;
379                 u64 end = start + size - 1;
380                 u32 type = entry->type;
381
382                 /* Ignore the entry on 64-bit overflow: */
383                 if (start > end && likely(size))
384                         return -1;
385
386                 e820__range_add(start, size, type);
387
388                 entry++;
389                 nr_entries--;
390         }
391         return 0;
392 }
393
394 /*
395  * Copy the BIOS E820 map into a safe place.
396  *
397  * Sanity-check it while we're at it..
398  *
399  * If we're lucky and live on a modern system, the setup code
400  * will have given us a memory map that we can use to properly
401  * set up memory.  If we aren't, we'll fake a memory map.
402  */
403 static int __init append_e820_table(struct boot_e820_entry *entries, u32 nr_entries)
404 {
405         /* Only one memory region (or negative)? Ignore it */
406         if (nr_entries < 2)
407                 return -1;
408
409         return __append_e820_table(entries, nr_entries);
410 }
411
412 static u64 __init
413 __e820__range_update(struct e820_table *table, u64 start, u64 size, enum e820_type old_type, enum e820_type new_type)
414 {
415         u64 end;
416         unsigned int i;
417         u64 real_updated_size = 0;
418
419         BUG_ON(old_type == new_type);
420
421         if (size > (ULLONG_MAX - start))
422                 size = ULLONG_MAX - start;
423
424         end = start + size;
425         printk(KERN_DEBUG "e820: update [mem %#010Lx-%#010Lx] ", start, end - 1);
426         e820_print_type(old_type);
427         pr_cont(" ==> ");
428         e820_print_type(new_type);
429         pr_cont("\n");
430
431         for (i = 0; i < table->nr_entries; i++) {
432                 struct e820_entry *entry = &table->entries[i];
433                 u64 final_start, final_end;
434                 u64 entry_end;
435
436                 if (entry->type != old_type)
437                         continue;
438
439                 entry_end = entry->addr + entry->size;
440
441                 /* Completely covered by new range? */
442                 if (entry->addr >= start && entry_end <= end) {
443                         entry->type = new_type;
444                         real_updated_size += entry->size;
445                         continue;
446                 }
447
448                 /* New range is completely covered? */
449                 if (entry->addr < start && entry_end > end) {
450                         __e820__range_add(table, start, size, new_type);
451                         __e820__range_add(table, end, entry_end - end, entry->type);
452                         entry->size = start - entry->addr;
453                         real_updated_size += size;
454                         continue;
455                 }
456
457                 /* Partially covered: */
458                 final_start = max(start, entry->addr);
459                 final_end = min(end, entry_end);
460                 if (final_start >= final_end)
461                         continue;
462
463                 __e820__range_add(table, final_start, final_end - final_start, new_type);
464
465                 real_updated_size += final_end - final_start;
466
467                 /*
468                  * Left range could be head or tail, so need to update
469                  * its size first:
470                  */
471                 entry->size -= final_end - final_start;
472                 if (entry->addr < final_start)
473                         continue;
474
475                 entry->addr = final_end;
476         }
477         return real_updated_size;
478 }
479
480 u64 __init e820__range_update(u64 start, u64 size, enum e820_type old_type, enum e820_type new_type)
481 {
482         return __e820__range_update(e820_table, start, size, old_type, new_type);
483 }
484
485 static u64 __init e820__range_update_kexec(u64 start, u64 size, enum e820_type old_type, enum e820_type  new_type)
486 {
487         return __e820__range_update(e820_table_kexec, start, size, old_type, new_type);
488 }
489
490 /* Remove a range of memory from the E820 table: */
491 u64 __init e820__range_remove(u64 start, u64 size, enum e820_type old_type, bool check_type)
492 {
493         int i;
494         u64 end;
495         u64 real_removed_size = 0;
496
497         if (size > (ULLONG_MAX - start))
498                 size = ULLONG_MAX - start;
499
500         end = start + size;
501         printk(KERN_DEBUG "e820: remove [mem %#010Lx-%#010Lx] ", start, end - 1);
502         if (check_type)
503                 e820_print_type(old_type);
504         pr_cont("\n");
505
506         for (i = 0; i < e820_table->nr_entries; i++) {
507                 struct e820_entry *entry = &e820_table->entries[i];
508                 u64 final_start, final_end;
509                 u64 entry_end;
510
511                 if (check_type && entry->type != old_type)
512                         continue;
513
514                 entry_end = entry->addr + entry->size;
515
516                 /* Completely covered? */
517                 if (entry->addr >= start && entry_end <= end) {
518                         real_removed_size += entry->size;
519                         memset(entry, 0, sizeof(*entry));
520                         continue;
521                 }
522
523                 /* Is the new range completely covered? */
524                 if (entry->addr < start && entry_end > end) {
525                         e820__range_add(end, entry_end - end, entry->type);
526                         entry->size = start - entry->addr;
527                         real_removed_size += size;
528                         continue;
529                 }
530
531                 /* Partially covered: */
532                 final_start = max(start, entry->addr);
533                 final_end = min(end, entry_end);
534                 if (final_start >= final_end)
535                         continue;
536
537                 real_removed_size += final_end - final_start;
538
539                 /*
540                  * Left range could be head or tail, so need to update
541                  * the size first:
542                  */
543                 entry->size -= final_end - final_start;
544                 if (entry->addr < final_start)
545                         continue;
546
547                 entry->addr = final_end;
548         }
549         return real_removed_size;
550 }
551
552 void __init e820__update_table_print(void)
553 {
554         if (e820__update_table(e820_table))
555                 return;
556
557         pr_info("e820: modified physical RAM map:\n");
558         e820__print_table("modified");
559 }
560
561 static void __init e820__update_table_kexec(void)
562 {
563         e820__update_table(e820_table_kexec);
564 }
565
566 #define MAX_GAP_END 0x100000000ull
567
568 /*
569  * Search for a gap in the E820 memory space from 0 to MAX_GAP_END (4GB).
570  */
571 static int __init e820_search_gap(unsigned long *gapstart, unsigned long *gapsize)
572 {
573         unsigned long long last = MAX_GAP_END;
574         int i = e820_table->nr_entries;
575         int found = 0;
576
577         while (--i >= 0) {
578                 unsigned long long start = e820_table->entries[i].addr;
579                 unsigned long long end = start + e820_table->entries[i].size;
580
581                 /*
582                  * Since "last" is at most 4GB, we know we'll
583                  * fit in 32 bits if this condition is true:
584                  */
585                 if (last > end) {
586                         unsigned long gap = last - end;
587
588                         if (gap >= *gapsize) {
589                                 *gapsize = gap;
590                                 *gapstart = end;
591                                 found = 1;
592                         }
593                 }
594                 if (start < last)
595                         last = start;
596         }
597         return found;
598 }
599
600 /*
601  * Search for the biggest gap in the low 32 bits of the E820
602  * memory space. We pass this space to the PCI subsystem, so
603  * that it can assign MMIO resources for hotplug or
604  * unconfigured devices in.
605  *
606  * Hopefully the BIOS let enough space left.
607  */
608 __init void e820__setup_pci_gap(void)
609 {
610         unsigned long gapstart, gapsize;
611         int found;
612
613         gapsize = 0x400000;
614         found  = e820_search_gap(&gapstart, &gapsize);
615
616         if (!found) {
617 #ifdef CONFIG_X86_64
618                 gapstart = (max_pfn << PAGE_SHIFT) + 1024*1024;
619                 pr_err(
620                         "e820: Cannot find an available gap in the 32-bit address range\n"
621                         "e820: PCI devices with unassigned 32-bit BARs may not work!\n");
622 #else
623                 gapstart = 0x10000000;
624 #endif
625         }
626
627         /*
628          * e820__reserve_resources_late() protects stolen RAM already:
629          */
630         pci_mem_start = gapstart;
631
632         pr_info("e820: [mem %#010lx-%#010lx] available for PCI devices\n", gapstart, gapstart + gapsize - 1);
633 }
634
635 /*
636  * Called late during init, in free_initmem().
637  *
638  * Initial e820_table and e820_table_kexec are largish __initdata arrays.
639  *
640  * Copy them to a (usually much smaller) dynamically allocated area that is
641  * sized precisely after the number of e820 entries.
642  *
643  * This is done after we've performed all the fixes and tweaks to the tables.
644  * All functions which modify them are __init functions, which won't exist
645  * after free_initmem().
646  */
647 __init void e820__reallocate_tables(void)
648 {
649         struct e820_table *n;
650         int size;
651
652         size = offsetof(struct e820_table, entries) + sizeof(struct e820_entry)*e820_table->nr_entries;
653         n = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
654         BUG_ON(!n);
655         memcpy(n, e820_table, size);
656         e820_table = n;
657
658         size = offsetof(struct e820_table, entries) + sizeof(struct e820_entry)*e820_table_kexec->nr_entries;
659         n = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
660         BUG_ON(!n);
661         memcpy(n, e820_table_kexec, size);
662         e820_table_kexec = n;
663
664         size = offsetof(struct e820_table, entries) + sizeof(struct e820_entry)*e820_table_firmware->nr_entries;
665         n = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
666         BUG_ON(!n);
667         memcpy(n, e820_table_firmware, size);
668         e820_table_firmware = n;
669 }
670
671 /*
672  * Because of the small fixed size of struct boot_params, only the first
673  * 128 E820 memory entries are passed to the kernel via boot_params.e820_table,
674  * the remaining (if any) entries are passed via the SETUP_E820_EXT node of
675  * struct setup_data, which is parsed here.
676  */
677 void __init e820__memory_setup_extended(u64 phys_addr, u32 data_len)
678 {
679         int entries;
680         struct boot_e820_entry *extmap;
681         struct setup_data *sdata;
682
683         sdata = early_memremap(phys_addr, data_len);
684         entries = sdata->len / sizeof(*extmap);
685         extmap = (struct boot_e820_entry *)(sdata->data);
686
687         __append_e820_table(extmap, entries);
688         e820__update_table(e820_table);
689
690         memcpy(e820_table_kexec, e820_table, sizeof(*e820_table_kexec));
691         memcpy(e820_table_firmware, e820_table, sizeof(*e820_table_firmware));
692
693         early_memunmap(sdata, data_len);
694         pr_info("e820: extended physical RAM map:\n");
695         e820__print_table("extended");
696 }
697
698 /*
699  * Find the ranges of physical addresses that do not correspond to
700  * E820 RAM areas and register the corresponding pages as 'nosave' for
701  * hibernation (32-bit) or software suspend and suspend to RAM (64-bit).
702  *
703  * This function requires the E820 map to be sorted and without any
704  * overlapping entries.
705  */
706 void __init e820__register_nosave_regions(unsigned long limit_pfn)
707 {
708         int i;
709         unsigned long pfn = 0;
710
711         for (i = 0; i < e820_table->nr_entries; i++) {
712                 struct e820_entry *entry = &e820_table->entries[i];
713
714                 if (pfn < PFN_UP(entry->addr))
715                         register_nosave_region(pfn, PFN_UP(entry->addr));
716
717                 pfn = PFN_DOWN(entry->addr + entry->size);
718
719                 if (entry->type != E820_TYPE_RAM && entry->type != E820_TYPE_RESERVED_KERN)
720                         register_nosave_region(PFN_UP(entry->addr), pfn);
721
722                 if (pfn >= limit_pfn)
723                         break;
724         }
725 }
726
727 #ifdef CONFIG_ACPI
728 /*
729  * Register ACPI NVS memory regions, so that we can save/restore them during
730  * hibernation and the subsequent resume:
731  */
732 static int __init e820__register_nvs_regions(void)
733 {
734         int i;
735
736         for (i = 0; i < e820_table->nr_entries; i++) {
737                 struct e820_entry *entry = &e820_table->entries[i];
738
739                 if (entry->type == E820_TYPE_NVS)
740                         acpi_nvs_register(entry->addr, entry->size);
741         }
742
743         return 0;
744 }
745 core_initcall(e820__register_nvs_regions);
746 #endif
747
748 /*
749  * Allocate the requested number of bytes with the requsted alignment
750  * and return (the physical address) to the caller. Also register this
751  * range in the 'kexec' E820 table as a reserved range.
752  *
753  * This allows kexec to fake a new mptable, as if it came from the real
754  * system.
755  */
756 u64 __init e820__memblock_alloc_reserved(u64 size, u64 align)
757 {
758         u64 addr;
759
760         addr = __memblock_alloc_base(size, align, MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE);
761         if (addr) {
762                 e820__range_update_kexec(addr, size, E820_TYPE_RAM, E820_TYPE_RESERVED);
763                 pr_info("e820: update e820_table_kexec for e820__memblock_alloc_reserved()\n");
764                 e820__update_table_kexec();
765         }
766
767         return addr;
768 }
769
770 #ifdef CONFIG_X86_32
771 # ifdef CONFIG_X86_PAE
772 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(36-PAGE_SHIFT))
773 # else
774 #  define MAX_ARCH_PFN          (1ULL<<(32-PAGE_SHIFT))
775 # endif
776 #else /* CONFIG_X86_32 */
777 # define MAX_ARCH_PFN MAXMEM>>PAGE_SHIFT
778 #endif
779
780 /*
781  * Find the highest page frame number we have available
782  */
783 static unsigned long __init e820_end_pfn(unsigned long limit_pfn, enum e820_type type)
784 {
785         int i;
786         unsigned long last_pfn = 0;
787         unsigned long max_arch_pfn = MAX_ARCH_PFN;
788
789         for (i = 0; i < e820_table->nr_entries; i++) {
790                 struct e820_entry *entry = &e820_table->entries[i];
791                 unsigned long start_pfn;
792                 unsigned long end_pfn;
793
794                 if (entry->type != type)
795                         continue;
796
797                 start_pfn = entry->addr >> PAGE_SHIFT;
798                 end_pfn = (entry->addr + entry->size) >> PAGE_SHIFT;
799
800                 if (start_pfn >= limit_pfn)
801                         continue;
802                 if (end_pfn > limit_pfn) {
803                         last_pfn = limit_pfn;
804                         break;
805                 }
806                 if (end_pfn > last_pfn)
807                         last_pfn = end_pfn;
808         }
809
810         if (last_pfn > max_arch_pfn)
811                 last_pfn = max_arch_pfn;
812
813         pr_info("e820: last_pfn = %#lx max_arch_pfn = %#lx\n",
814                          last_pfn, max_arch_pfn);
815         return last_pfn;
816 }
817
818 unsigned long __init e820__end_of_ram_pfn(void)
819 {
820         return e820_end_pfn(MAX_ARCH_PFN, E820_TYPE_RAM);
821 }
822
823 unsigned long __init e820__end_of_low_ram_pfn(void)
824 {
825         return e820_end_pfn(1UL << (32 - PAGE_SHIFT), E820_TYPE_RAM);
826 }
827
828 static void __init early_panic(char *msg)
829 {
830         early_printk(msg);
831         panic(msg);
832 }
833
834 static int userdef __initdata;
835
836 /* The "mem=nopentium" boot option disables 4MB page tables on 32-bit kernels: */
837 static int __init parse_memopt(char *p)
838 {
839         u64 mem_size;
840
841         if (!p)
842                 return -EINVAL;
843
844         if (!strcmp(p, "nopentium")) {
845 #ifdef CONFIG_X86_32
846                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_PSE);
847                 return 0;
848 #else
849                 pr_warn("mem=nopentium ignored! (only supported on x86_32)\n");
850                 return -EINVAL;
851 #endif
852         }
853
854         userdef = 1;
855         mem_size = memparse(p, &p);
856
857         /* Don't remove all memory when getting "mem={invalid}" parameter: */
858         if (mem_size == 0)
859                 return -EINVAL;
860
861         e820__range_remove(mem_size, ULLONG_MAX - mem_size, E820_TYPE_RAM, 1);
862
863         return 0;
864 }
865 early_param("mem", parse_memopt);
866
867 static int __init parse_memmap_one(char *p)
868 {
869         char *oldp;
870         u64 start_at, mem_size;
871
872         if (!p)
873                 return -EINVAL;
874
875         if (!strncmp(p, "exactmap", 8)) {
876 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
877                 /*
878                  * If we are doing a crash dump, we still need to know
879                  * the real memory size before the original memory map is
880                  * reset.
881                  */
882                 saved_max_pfn = e820__end_of_ram_pfn();
883 #endif
884                 e820_table->nr_entries = 0;
885                 userdef = 1;
886                 return 0;
887         }
888
889         oldp = p;
890         mem_size = memparse(p, &p);
891         if (p == oldp)
892                 return -EINVAL;
893
894         userdef = 1;
895         if (*p == '@') {
896                 start_at = memparse(p+1, &p);
897                 e820__range_add(start_at, mem_size, E820_TYPE_RAM);
898         } else if (*p == '#') {
899                 start_at = memparse(p+1, &p);
900                 e820__range_add(start_at, mem_size, E820_TYPE_ACPI);
901         } else if (*p == '$') {
902                 start_at = memparse(p+1, &p);
903                 e820__range_add(start_at, mem_size, E820_TYPE_RESERVED);
904         } else if (*p == '!') {
905                 start_at = memparse(p+1, &p);
906                 e820__range_add(start_at, mem_size, E820_TYPE_PRAM);
907         } else {
908                 e820__range_remove(mem_size, ULLONG_MAX - mem_size, E820_TYPE_RAM, 1);
909         }
910
911         return *p == '\0' ? 0 : -EINVAL;
912 }
913
914 static int __init parse_memmap_opt(char *str)
915 {
916         while (str) {
917                 char *k = strchr(str, ',');
918
919                 if (k)
920                         *k++ = 0;
921
922                 parse_memmap_one(str);
923                 str = k;
924         }
925
926         return 0;
927 }
928 early_param("memmap", parse_memmap_opt);
929
930 /*
931  * Reserve all entries from the bootloader's extensible data nodes list,
932  * because if present we are going to use it later on to fetch e820
933  * entries from it:
934  */
935 void __init e820__reserve_setup_data(void)
936 {
937         struct setup_data *data;
938         u64 pa_data;
939
940         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
941         if (!pa_data)
942                 return;
943
944         while (pa_data) {
945                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
946                 e820__range_update(pa_data, sizeof(*data)+data->len, E820_TYPE_RAM, E820_TYPE_RESERVED_KERN);
947                 e820__range_update_kexec(pa_data, sizeof(*data)+data->len, E820_TYPE_RAM, E820_TYPE_RESERVED_KERN);
948                 pa_data = data->next;
949                 early_memunmap(data, sizeof(*data));
950         }
951
952         e820__update_table(e820_table);
953         e820__update_table(e820_table_kexec);
954
955         pr_info("extended physical RAM map:\n");
956         e820__print_table("reserve setup_data");
957 }
958
959 /*
960  * Called after parse_early_param(), after early parameters (such as mem=)
961  * have been processed, in which case we already have an E820 table filled in
962  * via the parameter callback function(s), but it's not sorted and printed yet:
963  */
964 void __init e820__finish_early_params(void)
965 {
966         if (userdef) {
967                 if (e820__update_table(e820_table) < 0)
968                         early_panic("Invalid user supplied memory map");
969
970                 pr_info("e820: user-defined physical RAM map:\n");
971                 e820__print_table("user");
972         }
973 }
974
975 static const char *__init e820_type_to_string(struct e820_entry *entry)
976 {
977         switch (entry->type) {
978         case E820_TYPE_RESERVED_KERN:   /* Fall-through: */
979         case E820_TYPE_RAM:             return "System RAM";
980         case E820_TYPE_ACPI:            return "ACPI Tables";
981         case E820_TYPE_NVS:             return "ACPI Non-volatile Storage";
982         case E820_TYPE_UNUSABLE:        return "Unusable memory";
983         case E820_TYPE_PRAM:            return "Persistent Memory (legacy)";
984         case E820_TYPE_PMEM:            return "Persistent Memory";
985         case E820_TYPE_RESERVED:        return "Reserved";
986         default:                        return "Unknown E820 type";
987         }
988 }
989
990 static unsigned long __init e820_type_to_iomem_type(struct e820_entry *entry)
991 {
992         switch (entry->type) {
993         case E820_TYPE_RESERVED_KERN:   /* Fall-through: */
994         case E820_TYPE_RAM:             return IORESOURCE_SYSTEM_RAM;
995         case E820_TYPE_ACPI:            /* Fall-through: */
996         case E820_TYPE_NVS:             /* Fall-through: */
997         case E820_TYPE_UNUSABLE:        /* Fall-through: */
998         case E820_TYPE_PRAM:            /* Fall-through: */
999         case E820_TYPE_PMEM:            /* Fall-through: */
1000         case E820_TYPE_RESERVED:        /* Fall-through: */
1001         default:                        return IORESOURCE_MEM;
1002         }
1003 }
1004
1005 static unsigned long __init e820_type_to_iores_desc(struct e820_entry *entry)
1006 {
1007         switch (entry->type) {
1008         case E820_TYPE_ACPI:            return IORES_DESC_ACPI_TABLES;
1009         case E820_TYPE_NVS:             return IORES_DESC_ACPI_NV_STORAGE;
1010         case E820_TYPE_PMEM:            return IORES_DESC_PERSISTENT_MEMORY;
1011         case E820_TYPE_PRAM:            return IORES_DESC_PERSISTENT_MEMORY_LEGACY;
1012         case E820_TYPE_RESERVED_KERN:   /* Fall-through: */
1013         case E820_TYPE_RAM:             /* Fall-through: */
1014         case E820_TYPE_UNUSABLE:        /* Fall-through: */
1015         case E820_TYPE_RESERVED:        /* Fall-through: */
1016         default:                        return IORES_DESC_NONE;
1017         }
1018 }
1019
1020 static bool __init do_mark_busy(enum e820_type type, struct resource *res)
1021 {
1022         /* this is the legacy bios/dos rom-shadow + mmio region */
1023         if (res->start < (1ULL<<20))
1024                 return true;
1025
1026         /*
1027          * Treat persistent memory like device memory, i.e. reserve it
1028          * for exclusive use of a driver
1029          */
1030         switch (type) {
1031         case E820_TYPE_RESERVED:
1032         case E820_TYPE_PRAM:
1033         case E820_TYPE_PMEM:
1034                 return false;
1035         case E820_TYPE_RESERVED_KERN:
1036         case E820_TYPE_RAM:
1037         case E820_TYPE_ACPI:
1038         case E820_TYPE_NVS:
1039         case E820_TYPE_UNUSABLE:
1040         default:
1041                 return true;
1042         }
1043 }
1044
1045 /*
1046  * Mark E820 reserved areas as busy for the resource manager:
1047  */
1048
1049 static struct resource __initdata *e820_res;
1050
1051 void __init e820__reserve_resources(void)
1052 {
1053         int i;
1054         struct resource *res;
1055         u64 end;
1056
1057         res = alloc_bootmem(sizeof(*res) * e820_table->nr_entries);
1058         e820_res = res;
1059
1060         for (i = 0; i < e820_table->nr_entries; i++) {
1061                 struct e820_entry *entry = e820_table->entries + i;
1062
1063                 end = entry->addr + entry->size - 1;
1064                 if (end != (resource_size_t)end) {
1065                         res++;
1066                         continue;
1067                 }
1068                 res->start = entry->addr;
1069                 res->end   = end;
1070                 res->name  = e820_type_to_string(entry);
1071                 res->flags = e820_type_to_iomem_type(entry);
1072                 res->desc  = e820_type_to_iores_desc(entry);
1073
1074                 /*
1075                  * Don't register the region that could be conflicted with
1076                  * PCI device BAR resources and insert them later in
1077                  * pcibios_resource_survey():
1078                  */
1079                 if (do_mark_busy(entry->type, res)) {
1080                         res->flags |= IORESOURCE_BUSY;
1081                         insert_resource(&iomem_resource, res);
1082                 }
1083                 res++;
1084         }
1085
1086         /* Expose the bootloader-provided memory layout to the sysfs. */
1087         for (i = 0; i < e820_table_firmware->nr_entries; i++) {
1088                 struct e820_entry *entry = e820_table_firmware->entries + i;
1089
1090                 firmware_map_add_early(entry->addr, entry->addr + entry->size, e820_type_to_string(entry));
1091         }
1092 }
1093
1094 /*
1095  * How much should we pad the end of RAM, depending on where it is?
1096  */
1097 static unsigned long __init ram_alignment(resource_size_t pos)
1098 {
1099         unsigned long mb = pos >> 20;
1100
1101         /* To 64kB in the first megabyte */
1102         if (!mb)
1103                 return 64*1024;
1104
1105         /* To 1MB in the first 16MB */
1106         if (mb < 16)
1107                 return 1024*1024;
1108
1109         /* To 64MB for anything above that */
1110         return 64*1024*1024;
1111 }
1112
1113 #define MAX_RESOURCE_SIZE ((resource_size_t)-1)
1114
1115 void __init e820__reserve_resources_late(void)
1116 {
1117         int i;
1118         struct resource *res;
1119
1120         res = e820_res;
1121         for (i = 0; i < e820_table->nr_entries; i++) {
1122                 if (!res->parent && res->end)
1123                         insert_resource_expand_to_fit(&iomem_resource, res);
1124                 res++;
1125         }
1126
1127         /*
1128          * Try to bump up RAM regions to reasonable boundaries, to
1129          * avoid stolen RAM:
1130          */
1131         for (i = 0; i < e820_table->nr_entries; i++) {
1132                 struct e820_entry *entry = &e820_table->entries[i];
1133                 u64 start, end;
1134
1135                 if (entry->type != E820_TYPE_RAM)
1136                         continue;
1137
1138                 start = entry->addr + entry->size;
1139                 end = round_up(start, ram_alignment(start)) - 1;
1140                 if (end > MAX_RESOURCE_SIZE)
1141                         end = MAX_RESOURCE_SIZE;
1142                 if (start >= end)
1143                         continue;
1144
1145                 printk(KERN_DEBUG "e820: reserve RAM buffer [mem %#010llx-%#010llx]\n", start, end);
1146                 reserve_region_with_split(&iomem_resource, start, end, "RAM buffer");
1147         }
1148 }
1149
1150 /*
1151  * Pass the firmware (bootloader) E820 map to the kernel and process it:
1152  */
1153 char *__init e820__memory_setup_default(void)
1154 {
1155         char *who = "BIOS-e820";
1156
1157         /*
1158          * Try to copy the BIOS-supplied E820-map.
1159          *
1160          * Otherwise fake a memory map; one section from 0k->640k,
1161          * the next section from 1mb->appropriate_mem_k
1162          */
1163         if (append_e820_table(boot_params.e820_table, boot_params.e820_entries) < 0) {
1164                 u64 mem_size;
1165
1166                 /* Compare results from other methods and take the one that gives more RAM: */
1167                 if (boot_params.alt_mem_k < boot_params.screen_info.ext_mem_k) {
1168                         mem_size = boot_params.screen_info.ext_mem_k;
1169                         who = "BIOS-88";
1170                 } else {
1171                         mem_size = boot_params.alt_mem_k;
1172                         who = "BIOS-e801";
1173                 }
1174
1175                 e820_table->nr_entries = 0;
1176                 e820__range_add(0, LOWMEMSIZE(), E820_TYPE_RAM);
1177                 e820__range_add(HIGH_MEMORY, mem_size << 10, E820_TYPE_RAM);
1178         }
1179
1180         /* We just appended a lot of ranges, sanitize the table: */
1181         e820__update_table(e820_table);
1182
1183         return who;
1184 }
1185
1186 /*
1187  * Calls e820__memory_setup_default() in essence to pick up the firmware/bootloader
1188  * E820 map - with an optional platform quirk available for virtual platforms
1189  * to override this method of boot environment processing:
1190  */
1191 void __init e820__memory_setup(void)
1192 {
1193         char *who;
1194
1195         /* This is a firmware interface ABI - make sure we don't break it: */
1196         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct boot_e820_entry) != 20);
1197
1198         who = x86_init.resources.memory_setup();
1199
1200         memcpy(e820_table_kexec, e820_table, sizeof(*e820_table_kexec));
1201         memcpy(e820_table_firmware, e820_table, sizeof(*e820_table_firmware));
1202
1203         pr_info("e820: BIOS-provided physical RAM map:\n");
1204         e820__print_table(who);
1205 }
1206
1207 void __init e820__memblock_setup(void)
1208 {
1209         int i;
1210         u64 end;
1211
1212         /*
1213          * The bootstrap memblock region count maximum is 128 entries
1214          * (INIT_MEMBLOCK_REGIONS), but EFI might pass us more E820 entries
1215          * than that - so allow memblock resizing.
1216          *
1217          * This is safe, because this call happens pretty late during x86 setup,
1218          * so we know about reserved memory regions already. (This is important
1219          * so that memblock resizing does no stomp over reserved areas.)
1220          */
1221         memblock_allow_resize();
1222
1223         for (i = 0; i < e820_table->nr_entries; i++) {
1224                 struct e820_entry *entry = &e820_table->entries[i];
1225
1226                 end = entry->addr + entry->size;
1227                 if (end != (resource_size_t)end)
1228                         continue;
1229
1230                 if (entry->type != E820_TYPE_RAM && entry->type != E820_TYPE_RESERVED_KERN)
1231                         continue;
1232
1233                 memblock_add(entry->addr, entry->size);
1234         }
1235
1236         /* Throw away partial pages: */
1237         memblock_trim_memory(PAGE_SIZE);
1238
1239         memblock_dump_all();
1240 }