arch/arm64/kernel/setup.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * Based on arch/arm/kernel/setup.c
   4  *
   5  * Copyright (C) 1995-2001 Russell King
   6  * Copyright (C) 2012 ARM Ltd.
   7  */
   8
   9 #include <linux/acpi.h>
  10 #include <linux/export.h>
  11 #include <linux/kernel.h>
  12 #include <linux/stddef.h>
  13 #include <linux/ioport.h>
  14 #include <linux/delay.h>
  15 #include <linux/initrd.h>
  16 #include <linux/console.h>
  17 #include <linux/cache.h>
  18 #include <linux/screen_info.h>
  19 #include <linux/init.h>
  20 #include <linux/kexec.h>
  21 #include <linux/root_dev.h>
  22 #include <linux/cpu.h>
  23 #include <linux/interrupt.h>
  24 #include <linux/smp.h>
  25 #include <linux/fs.h>
  26 #include <linux/panic_notifier.h>
  27 #include <linux/proc_fs.h>
  28 #include <linux/memblock.h>
  29 #include <linux/of_fdt.h>
  30 #include <linux/efi.h>
  31 #include <linux/psci.h>
  32 #include <linux/sched/task.h>
  33 #include <linux/scs.h>
  34 #include <linux/mm.h>
  35
  36 #include <asm/acpi.h>
  37 #include <asm/fixmap.h>
  38 #include <asm/cpu.h>
  39 #include <asm/cputype.h>
  40 #include <asm/daifflags.h>
  41 #include <asm/elf.h>
  42 #include <asm/cpufeature.h>
  43 #include <asm/cpu_ops.h>
  44 #include <asm/kasan.h>
  45 #include <asm/numa.h>
  46 #include <asm/scs.h>
  47 #include <asm/sections.h>
  48 #include <asm/setup.h>
  49 #include <asm/smp_plat.h>
  50 #include <asm/cacheflush.h>
  51 #include <asm/tlbflush.h>
  52 #include <asm/traps.h>
  53 #include <asm/efi.h>
  54 #include <asm/xen/hypervisor.h>
  55 #include <asm/mmu_context.h>
  56
  57 static int num_standard_resources;
  58 static struct resource *standard_resources;
  59
  60 phys_addr_t __fdt_pointer __initdata;
  61
  62 /*
  63  * Standard memory resources
  64  */
  65 static struct resource mem_res[] = {
  66         {
  67                 .name = "Kernel code",
  68                 .start = 0,
  69                 .end = 0,
  70                 .flags = IORESOURCE_SYSTEM_RAM
  71         },
  72         {
  73                 .name = "Kernel data",
  74                 .start = 0,
  75                 .end = 0,
  76                 .flags = IORESOURCE_SYSTEM_RAM
  77         }
  78 };
  79
  80 #define kernel_code mem_res[0]
  81 #define kernel_data mem_res[1]
  82
  83 /*
  84  * The recorded values of x0 .. x3 upon kernel entry.
  85  */
  86 u64 __cacheline_aligned boot_args[4];
  87
  88 void __init smp_setup_processor_id(void)
  89 {
  90         u64 mpidr = read_cpuid_mpidr() & MPIDR_HWID_BITMASK;
  91         set_cpu_logical_map(0, mpidr);
  92
  93         pr_info("Booting Linux on physical CPU 0x%010lx [0x%08x]\n",
  94                 (unsigned long)mpidr, read_cpuid_id());
  95 }
  96
  97 bool arch_match_cpu_phys_id(int cpu, u64 phys_id)
  98 {
  99         return phys_id == cpu_logical_map(cpu);
 100 }
 101
 102 struct mpidr_hash mpidr_hash;
 103 /**
 104  * smp_build_mpidr_hash - Pre-compute shifts required at each affinity
 105  *                        level in order to build a linear index from an
 106  *                        MPIDR value. Resulting algorithm is a collision
 107  *                        free hash carried out through shifting and ORing
 108  */
 109 static void __init smp_build_mpidr_hash(void)
 110 {
 111         u32 i, affinity, fs[4], bits[4], ls;
 112         u64 mask = 0;
 113         /*
 114          * Pre-scan the list of MPIDRS and filter out bits that do
 115          * not contribute to affinity levels, ie they never toggle.
 116          */
 117         for_each_possible_cpu(i)
 118                 mask |= (cpu_logical_map(i) ^ cpu_logical_map(0));
 119         pr_debug("mask of set bits %#llx\n", mask);
 120         /*
 121          * Find and stash the last and first bit set at all affinity levels to
 122          * check how many bits are required to represent them.
 123          */
 124         for (i = 0; i < 4; i++) {
 125                 affinity = MPIDR_AFFINITY_LEVEL(mask, i);
 126                 /*
 127                  * Find the MSB bit and LSB bits position
 128                  * to determine how many bits are required
 129                  * to express the affinity level.
 130                  */
 131                 ls = fls(affinity);
 132                 fs[i] = affinity ? ffs(affinity) - 1 : 0;
 133                 bits[i] = ls - fs[i];
 134         }
 135         /*
 136          * An index can be created from the MPIDR_EL1 by isolating the
 137          * significant bits at each affinity level and by shifting
 138          * them in order to compress the 32 bits values space to a
 139          * compressed set of values. This is equivalent to hashing
 140          * the MPIDR_EL1 through shifting and ORing. It is a collision free
 141          * hash though not minimal since some levels might contain a number
 142          * of CPUs that is not an exact power of 2 and their bit
 143          * representation might contain holes, eg MPIDR_EL1[7:0] = {0x2, 0x80}.
 144          */
 145         mpidr_hash.shift_aff[0] = MPIDR_LEVEL_SHIFT(0) + fs[0];
 146         mpidr_hash.shift_aff[1] = MPIDR_LEVEL_SHIFT(1) + fs[1] - bits[0];
 147         mpidr_hash.shift_aff[2] = MPIDR_LEVEL_SHIFT(2) + fs[2] -
 148                                                 (bits[1] + bits[0]);
 149         mpidr_hash.shift_aff[3] = MPIDR_LEVEL_SHIFT(3) +
 150                                   fs[3] - (bits[2] + bits[1] + bits[0]);
 151         mpidr_hash.mask = mask;
 152         mpidr_hash.bits = bits[3] + bits[2] + bits[1] + bits[0];
 153         pr_debug("MPIDR hash: aff0[%u] aff1[%u] aff2[%u] aff3[%u] mask[%#llx] bits[%u]\n",
 154                 mpidr_hash.shift_aff[0],
 155                 mpidr_hash.shift_aff[1],
 156                 mpidr_hash.shift_aff[2],
 157                 mpidr_hash.shift_aff[3],
 158                 mpidr_hash.mask,
 159                 mpidr_hash.bits);
 160         /*
 161          * 4x is an arbitrary value used to warn on a hash table much bigger
 162          * than expected on most systems.
 163          */
 164         if (mpidr_hash_size() > 4 * num_possible_cpus())
 165                 pr_warn("Large number of MPIDR hash buckets detected\n");
 166 }
 167
 168 static void *early_fdt_ptr __initdata;
 169
 170 void __init *get_early_fdt_ptr(void)
 171 {
 172         return early_fdt_ptr;
 173 }
 174
 175 asmlinkage void __init early_fdt_map(u64 dt_phys)
 176 {
 177         int fdt_size;
 178
 179         early_fixmap_init();
 180         early_fdt_ptr = fixmap_remap_fdt(dt_phys, &fdt_size, PAGE_KERNEL);
 181 }
 182
 183 static void __init setup_machine_fdt(phys_addr_t dt_phys)
 184 {
 185         int size;
 186         void *dt_virt = fixmap_remap_fdt(dt_phys, &size, PAGE_KERNEL);
 187         const char *name;
 188
 189         if (dt_virt)
 190                 memblock_reserve(dt_phys, size);
 191
 192         if (!dt_virt || !early_init_dt_scan(dt_virt)) {
 193                 pr_crit("\n"
 194                         "Error: invalid device tree blob at physical address %pa (virtual address 0x%px)\n"
 195                         "The dtb must be 8-byte aligned and must not exceed 2 MB in size\n"
 196                         "\nPlease check your bootloader.",
 197                         &dt_phys, dt_virt);
 198
 199                 /*
 200                  * Note that in this _really_ early stage we cannot even BUG()
 201                  * or oops, so the least terrible thing to do is cpu_relax(),
 202                  * or else we could end-up printing non-initialized data, etc.
 203                  */
 204                 while (true)
 205                         cpu_relax();
 206         }
 207
 208         /* Early fixups are done, map the FDT as read-only now */
 209         fixmap_remap_fdt(dt_phys, &size, PAGE_KERNEL_RO);
 210
 211         name = of_flat_dt_get_machine_name();
 212         if (!name)
 213                 return;
 214
 215         pr_info("Machine model: %s\n", name);
 216         dump_stack_set_arch_desc("%s (DT)", name);
 217 }
 218
 219 static void __init request_standard_resources(void)
 220 {
 221         struct memblock_region *region;
 222         struct resource *res;
 223         unsigned long i = 0;
 224         size_t res_size;
 225
 226         kernel_code.start   = __pa_symbol(_stext);
 227         kernel_code.end     = __pa_symbol(__init_begin - 1);
 228         kernel_data.start   = __pa_symbol(_sdata);
 229         kernel_data.end     = __pa_symbol(_end - 1);
 230         insert_resource(&iomem_resource, &kernel_code);
 231         insert_resource(&iomem_resource, &kernel_data);
 232
 233         num_standard_resources = memblock.memory.cnt;
 234         res_size = num_standard_resources * sizeof(*standard_resources);
 235         standard_resources = memblock_alloc(res_size, SMP_CACHE_BYTES);
 236         if (!standard_resources)
 237                 panic("%s: Failed to allocate %zu bytes\n", __func__, res_size);
 238
 239         for_each_mem_region(region) {
 240                 res = &standard_resources[i++];
 241                 if (memblock_is_nomap(region)) {
 242                         res->name  = "reserved";
 243                         res->flags = IORESOURCE_MEM;
 244                         res->start = __pfn_to_phys(memblock_region_reserved_base_pfn(region));
 245                         res->end = __pfn_to_phys(memblock_region_reserved_end_pfn(region)) - 1;
 246                 } else {
 247                         res->name  = "System RAM";
 248                         res->flags = IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
 249                         res->start = __pfn_to_phys(memblock_region_memory_base_pfn(region));
 250                         res->end = __pfn_to_phys(memblock_region_memory_end_pfn(region)) - 1;
 251                 }
 252
 253                 insert_resource(&iomem_resource, res);
 254         }
 255 }
 256
 257 static int __init reserve_memblock_reserved_regions(void)
 258 {
 259         u64 i, j;
 260
 261         for (i = 0; i < num_standard_resources; ++i) {
 262                 struct resource *mem = &standard_resources[i];
 263                 phys_addr_t r_start, r_end, mem_size = resource_size(mem);
 264
 265                 if (!memblock_is_region_reserved(mem->start, mem_size))
 266                         continue;
 267
 268                 for_each_reserved_mem_range(j, &r_start, &r_end) {
 269                         resource_size_t start, end;
 270
 271                         start = max(PFN_PHYS(PFN_DOWN(r_start)), mem->start);
 272                         end = min(PFN_PHYS(PFN_UP(r_end)) - 1, mem->end);
 273
 274                         if (start > mem->end || end < mem->start)
 275                                 continue;
 276
 277                         reserve_region_with_split(mem, start, end, "reserved");
 278                 }
 279         }
 280
 281         return 0;
 282 }
 283 arch_initcall(reserve_memblock_reserved_regions);
 284
 285 u64 __cpu_logical_map[NR_CPUS] = { [0 ... NR_CPUS-1] = INVALID_HWID };
 286
 287 u64 cpu_logical_map(unsigned int cpu)
 288 {
 289         return __cpu_logical_map[cpu];
 290 }
 291
 292 void __init __no_sanitize_address setup_arch(char **cmdline_p)
 293 {
 294         setup_initial_init_mm(_stext, _etext, _edata, _end);
 295
 296         *cmdline_p = boot_command_line;
 297
 298         /*
 299          * If know now we are going to need KPTI then use non-global
 300          * mappings from the start, avoiding the cost of rewriting
 301          * everything later.
 302          */
 303         arm64_use_ng_mappings = kaslr_requires_kpti();
 304
 305         early_fixmap_init();
 306         early_ioremap_init();
 307
 308         setup_machine_fdt(__fdt_pointer);
 309
 310         /*
 311          * Initialise the static keys early as they may be enabled by the
 312          * cpufeature code and early parameters.
 313          */
 314         jump_label_init();
 315         parse_early_param();
 316
 317         dynamic_scs_init();
 318
 319         /*
 320          * Unmask asynchronous aborts and fiq after bringing up possible
 321          * earlycon. (Report possible System Errors once we can report this
 322          * occurred).
 323          */
 324         local_daif_restore(DAIF_PROCCTX_NOIRQ);
 325
 326         /*
 327          * TTBR0 is only used for the identity mapping at this stage. Make it
 328          * point to zero page to avoid speculatively fetching new entries.
 329          */
 330         cpu_uninstall_idmap();
 331
 332         xen_early_init();
 333         efi_init();
 334
 335         if (!efi_enabled(EFI_BOOT) && ((u64)_text % MIN_KIMG_ALIGN) != 0)
 336              pr_warn(FW_BUG "Kernel image misaligned at boot, please fix your bootloader!");
 337
 338         arm64_memblock_init();
 339
 340         paging_init();
 341
 342         acpi_table_upgrade();
 343
 344         /* Parse the ACPI tables for possible boot-time configuration */
 345         acpi_boot_table_init();
 346
 347         if (acpi_disabled)
 348                 unflatten_device_tree();
 349
 350         bootmem_init();
 351
 352         kasan_init();
 353
 354         request_standard_resources();
 355
 356         early_ioremap_reset();
 357
 358         if (acpi_disabled)
 359                 psci_dt_init();
 360         else
 361                 psci_acpi_init();
 362
 363         init_bootcpu_ops();
 364         smp_init_cpus();
 365         smp_build_mpidr_hash();
 366
 367         /* Init percpu seeds for random tags after cpus are set up. */
 368         kasan_init_sw_tags();
 369
 370 #ifdef CONFIG_ARM64_SW_TTBR0_PAN
 371         /*
 372          * Make sure init_thread_info.ttbr0 always generates translation
 373          * faults in case uaccess_enable() is inadvertently called by the init
 374          * thread.
 375          */
 376         init_task.thread_info.ttbr0 = phys_to_ttbr(__pa_symbol(reserved_pg_dir));
 377 #endif
 378
 379         if (boot_args[1] || boot_args[2] || boot_args[3]) {
 380                 pr_err("WARNING: x1-x3 nonzero in violation of boot protocol:\n"
 381                         "\tx1: %016llx\n\tx2: %016llx\n\tx3: %016llx\n"
 382                         "This indicates a broken bootloader or old kernel\n",
 383                         boot_args[1], boot_args[2], boot_args[3]);
 384         }
 385 }
 386
 387 static inline bool cpu_can_disable(unsigned int cpu)
 388 {
 389 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 390         const struct cpu_operations *ops = get_cpu_ops(cpu);
 391
 392         if (ops && ops->cpu_can_disable)
 393                 return ops->cpu_can_disable(cpu);
 394 #endif
 395         return false;
 396 }
 397
 398 static int __init topology_init(void)
 399 {
 400         int i;
 401
 402         for_each_possible_cpu(i) {
 403                 struct cpu *cpu = &per_cpu(cpu_data.cpu, i);
 404                 cpu->hotpluggable = cpu_can_disable(i);
 405                 register_cpu(cpu, i);
 406         }
 407
 408         return 0;
 409 }
 410 subsys_initcall(topology_init);
 411
 412 static void dump_kernel_offset(void)
 413 {
 414         const unsigned long offset = kaslr_offset();
 415
 416         if (IS_ENABLED(CONFIG_RANDOMIZE_BASE) && offset > 0) {
 417                 pr_emerg("Kernel Offset: 0x%lx from 0x%lx\n",
 418                          offset, KIMAGE_VADDR);
 419                 pr_emerg("PHYS_OFFSET: 0x%llx\n", PHYS_OFFSET);
 420         } else {
 421                 pr_emerg("Kernel Offset: disabled\n");
 422         }
 423 }
 424
 425 static int arm64_panic_block_dump(struct notifier_block *self,
 426                                   unsigned long v, void *p)
 427 {
 428         dump_kernel_offset();
 429         dump_cpu_features();
 430         dump_mem_limit();
 431         return 0;
 432 }
 433
 434 static struct notifier_block arm64_panic_block = {
 435         .notifier_call = arm64_panic_block_dump
 436 };
 437
 438 static int __init register_arm64_panic_block(void)
 439 {
 440         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list,
 441                                        &arm64_panic_block);
 442         return 0;
 443 }
 444 device_initcall(register_arm64_panic_block);