arch/x86/kernel/setup.c

   1 /*
   2  *  Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
   3  *
   4  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
   5  *
   6  *  Memory region support
   7  *      David Parsons <orc@pell.chi.il.us>, July-August 1999
   8  *
   9  *  Added E820 sanitization routine (removes overlapping memory regions);
  10  *  Brian Moyle <bmoyle@mvista.com>, February 2001
  11  *
  12  * Moved CPU detection code to cpu/${cpu}.c
  13  *    Patrick Mochel <mochel@osdl.org>, March 2002
  14  *
  15  *  Provisions for empty E820 memory regions (reported by certain BIOSes).
  16  *  Alex Achenbach <xela@slit.de>, December 2002.
  17  *
  18  */
  19
  20 /*
  21  * This file handles the architecture-dependent parts of initialization
  22  */
  23
  24 #include <linux/sched.h>
  25 #include <linux/mm.h>
  26 #include <linux/mmzone.h>
  27 #include <linux/screen_info.h>
  28 #include <linux/ioport.h>
  29 #include <linux/acpi.h>
  30 #include <linux/sfi.h>
  31 #include <linux/apm_bios.h>
  32 #include <linux/initrd.h>
  33 #include <linux/bootmem.h>
  34 #include <linux/memblock.h>
  35 #include <linux/seq_file.h>
  36 #include <linux/console.h>
  37 #include <linux/root_dev.h>
  38 #include <linux/highmem.h>
  39 #include <linux/export.h>
  40 #include <linux/efi.h>
  41 #include <linux/init.h>
  42 #include <linux/edd.h>
  43 #include <linux/iscsi_ibft.h>
  44 #include <linux/nodemask.h>
  45 #include <linux/kexec.h>
  46 #include <linux/dmi.h>
  47 #include <linux/pfn.h>
  48 #include <linux/pci.h>
  49 #include <asm/pci-direct.h>
  50 #include <linux/init_ohci1394_dma.h>
  51 #include <linux/kvm_para.h>
  52 #include <linux/dma-contiguous.h>
  53 #include <xen/xen.h>
  54
  55 #include <linux/errno.h>
  56 #include <linux/kernel.h>
  57 #include <linux/stddef.h>
  58 #include <linux/unistd.h>
  59 #include <linux/ptrace.h>
  60 #include <linux/user.h>
  61 #include <linux/delay.h>
  62
  63 #include <linux/kallsyms.h>
  64 #include <linux/cpufreq.h>
  65 #include <linux/dma-mapping.h>
  66 #include <linux/ctype.h>
  67 #include <linux/uaccess.h>
  68
  69 #include <linux/percpu.h>
  70 #include <linux/crash_dump.h>
  71 #include <linux/tboot.h>
  72 #include <linux/jiffies.h>
  73 #include <linux/mem_encrypt.h>
  74
  75 #include <linux/usb/xhci-dbgp.h>
  76 #include <video/edid.h>
  77
  78 #include <asm/mtrr.h>
  79 #include <asm/apic.h>
  80 #include <asm/realmode.h>
  81 #include <asm/e820/api.h>
  82 #include <asm/mpspec.h>
  83 #include <asm/setup.h>
  84 #include <asm/efi.h>
  85 #include <asm/timer.h>
  86 #include <asm/i8259.h>
  87 #include <asm/sections.h>
  88 #include <asm/io_apic.h>
  89 #include <asm/ist.h>
  90 #include <asm/setup_arch.h>
  91 #include <asm/bios_ebda.h>
  92 #include <asm/cacheflush.h>
  93 #include <asm/processor.h>
  94 #include <asm/bugs.h>
  95 #include <asm/kasan.h>
  96
  97 #include <asm/vsyscall.h>
  98 #include <asm/cpu.h>
  99 #include <asm/desc.h>
 100 #include <asm/dma.h>
 101 #include <asm/iommu.h>
 102 #include <asm/gart.h>
 103 #include <asm/mmu_context.h>
 104 #include <asm/proto.h>
 105
 106 #include <asm/paravirt.h>
 107 #include <asm/hypervisor.h>
 108 #include <asm/olpc_ofw.h>
 109
 110 #include <asm/percpu.h>
 111 #include <asm/topology.h>
 112 #include <asm/apicdef.h>
 113 #include <asm/amd_nb.h>
 114 #include <asm/mce.h>
 115 #include <asm/alternative.h>
 116 #include <asm/prom.h>
 117 #include <asm/microcode.h>
 118 #include <asm/kaslr.h>
 119 #include <asm/unwind.h>
 120
 121 /*
 122  * max_low_pfn_mapped: highest direct mapped pfn under 4GB
 123  * max_pfn_mapped:     highest direct mapped pfn over 4GB
 124  *
 125  * The direct mapping only covers E820_TYPE_RAM regions, so the ranges and gaps are
 126  * represented by pfn_mapped
 127  */
 128 unsigned long max_low_pfn_mapped;
 129 unsigned long max_pfn_mapped;
 130
 131 #ifdef CONFIG_DMI
 132 RESERVE_BRK(dmi_alloc, 65536);
 133 #endif
 134
 135
 136 static __initdata unsigned long _brk_start = (unsigned long)__brk_base;
 137 unsigned long _brk_end = (unsigned long)__brk_base;
 138
 139 struct boot_params boot_params;
 140
 141 /*
 142  * Machine setup..
 143  */
 144 static struct resource data_resource = {
 145         .name   = "Kernel data",
 146         .start  = 0,
 147         .end    = 0,
 148         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
 149 };
 150
 151 static struct resource code_resource = {
 152         .name   = "Kernel code",
 153         .start  = 0,
 154         .end    = 0,
 155         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
 156 };
 157
 158 static struct resource bss_resource = {
 159         .name   = "Kernel bss",
 160         .start  = 0,
 161         .end    = 0,
 162         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
 163 };
 164
 165
 166 #ifdef CONFIG_X86_32
 167 /* cpu data as detected by the assembly code in head_32.S */
 168 struct cpuinfo_x86 new_cpu_data;
 169
 170 /* common cpu data for all cpus */
 171 struct cpuinfo_x86 boot_cpu_data __read_mostly;
 172 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_data);
 173
 174 unsigned int def_to_bigsmp;
 175
 176 /* for MCA, but anyone else can use it if they want */
 177 unsigned int machine_id;
 178 unsigned int machine_submodel_id;
 179 unsigned int BIOS_revision;
 180
 181 struct apm_info apm_info;
 182 EXPORT_SYMBOL(apm_info);
 183
 184 #if defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI) || \
 185         defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI_MODULE)
 186 struct ist_info ist_info;
 187 EXPORT_SYMBOL(ist_info);
 188 #else
 189 struct ist_info ist_info;
 190 #endif
 191
 192 #else
 193 struct cpuinfo_x86 boot_cpu_data __read_mostly;
 194 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_data);
 195 #endif
 196
 197
 198 #if !defined(CONFIG_X86_PAE) || defined(CONFIG_X86_64)
 199 __visible unsigned long mmu_cr4_features __ro_after_init;
 200 #else
 201 __visible unsigned long mmu_cr4_features __ro_after_init = X86_CR4_PAE;
 202 #endif
 203
 204 /* Boot loader ID and version as integers, for the benefit of proc_dointvec */
 205 int bootloader_type, bootloader_version;
 206
 207 /*
 208  * Setup options
 209  */
 210 struct screen_info screen_info;
 211 EXPORT_SYMBOL(screen_info);
 212 struct edid_info edid_info;
 213 EXPORT_SYMBOL_GPL(edid_info);
 214
 215 extern int root_mountflags;
 216
 217 unsigned long saved_video_mode;
 218
 219 #define RAMDISK_IMAGE_START_MASK        0x07FF
 220 #define RAMDISK_PROMPT_FLAG             0x8000
 221 #define RAMDISK_LOAD_FLAG               0x4000
 222
 223 static char __initdata command_line[COMMAND_LINE_SIZE];
 224 #ifdef CONFIG_CMDLINE_BOOL
 225 static char __initdata builtin_cmdline[COMMAND_LINE_SIZE] = CONFIG_CMDLINE;
 226 #endif
 227
 228 #if defined(CONFIG_EDD) || defined(CONFIG_EDD_MODULE)
 229 struct edd edd;
 230 #ifdef CONFIG_EDD_MODULE
 231 EXPORT_SYMBOL(edd);
 232 #endif
 233 /**
 234  * copy_edd() - Copy the BIOS EDD information
 235  *              from boot_params into a safe place.
 236  *
 237  */
 238 static inline void __init copy_edd(void)
 239 {
 240      memcpy(edd.mbr_signature, boot_params.edd_mbr_sig_buffer,
 241             sizeof(edd.mbr_signature));
 242      memcpy(edd.edd_info, boot_params.eddbuf, sizeof(edd.edd_info));
 243      edd.mbr_signature_nr = boot_params.edd_mbr_sig_buf_entries;
 244      edd.edd_info_nr = boot_params.eddbuf_entries;
 245 }
 246 #else
 247 static inline void __init copy_edd(void)
 248 {
 249 }
 250 #endif
 251
 252 void * __init extend_brk(size_t size, size_t align)
 253 {
 254         size_t mask = align - 1;
 255         void *ret;
 256
 257         BUG_ON(_brk_start == 0);
 258         BUG_ON(align & mask);
 259
 260         _brk_end = (_brk_end + mask) & ~mask;
 261         BUG_ON((char *)(_brk_end + size) > __brk_limit);
 262
 263         ret = (void *)_brk_end;
 264         _brk_end += size;
 265
 266         memset(ret, 0, size);
 267
 268         return ret;
 269 }
 270
 271 #ifdef CONFIG_X86_32
 272 static void __init cleanup_highmap(void)
 273 {
 274 }
 275 #endif
 276
 277 static void __init reserve_brk(void)
 278 {
 279         if (_brk_end > _brk_start)
 280                 memblock_reserve(__pa_symbol(_brk_start),
 281                                  _brk_end - _brk_start);
 282
 283         /* Mark brk area as locked down and no longer taking any
 284            new allocations */
 285         _brk_start = 0;
 286 }
 287
 288 u64 relocated_ramdisk;
 289
 290 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 291
 292 static u64 __init get_ramdisk_image(void)
 293 {
 294         u64 ramdisk_image = boot_params.hdr.ramdisk_image;
 295
 296         ramdisk_image |= (u64)boot_params.ext_ramdisk_image << 32;
 297
 298         return ramdisk_image;
 299 }
 300 static u64 __init get_ramdisk_size(void)
 301 {
 302         u64 ramdisk_size = boot_params.hdr.ramdisk_size;
 303
 304         ramdisk_size |= (u64)boot_params.ext_ramdisk_size << 32;
 305
 306         return ramdisk_size;
 307 }
 308
 309 static void __init relocate_initrd(void)
 310 {
 311         /* Assume only end is not page aligned */
 312         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 313         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 314         u64 area_size     = PAGE_ALIGN(ramdisk_size);
 315
 316         /* We need to move the initrd down into directly mapped mem */
 317         relocated_ramdisk = memblock_find_in_range(0, PFN_PHYS(max_pfn_mapped),
 318                                                    area_size, PAGE_SIZE);
 319
 320         if (!relocated_ramdisk)
 321                 panic("Cannot find place for new RAMDISK of size %lld\n",
 322                       ramdisk_size);
 323
 324         /* Note: this includes all the mem currently occupied by
 325            the initrd, we rely on that fact to keep the data intact. */
 326         memblock_reserve(relocated_ramdisk, area_size);
 327         initrd_start = relocated_ramdisk + PAGE_OFFSET;
 328         initrd_end   = initrd_start + ramdisk_size;
 329         printk(KERN_INFO "Allocated new RAMDISK: [mem %#010llx-%#010llx]\n",
 330                relocated_ramdisk, relocated_ramdisk + ramdisk_size - 1);
 331
 332         copy_from_early_mem((void *)initrd_start, ramdisk_image, ramdisk_size);
 333
 334         printk(KERN_INFO "Move RAMDISK from [mem %#010llx-%#010llx] to"
 335                 " [mem %#010llx-%#010llx]\n",
 336                 ramdisk_image, ramdisk_image + ramdisk_size - 1,
 337                 relocated_ramdisk, relocated_ramdisk + ramdisk_size - 1);
 338 }
 339
 340 static void __init early_reserve_initrd(void)
 341 {
 342         /* Assume only end is not page aligned */
 343         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 344         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 345         u64 ramdisk_end   = PAGE_ALIGN(ramdisk_image + ramdisk_size);
 346
 347         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
 348             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
 349                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
 350
 351         memblock_reserve(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
 352 }
 353 static void __init reserve_initrd(void)
 354 {
 355         /* Assume only end is not page aligned */
 356         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 357         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 358         u64 ramdisk_end   = PAGE_ALIGN(ramdisk_image + ramdisk_size);
 359         u64 mapped_size;
 360
 361         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
 362             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
 363                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
 364
 365         initrd_start = 0;
 366
 367         mapped_size = memblock_mem_size(max_pfn_mapped);
 368         if (ramdisk_size >= (mapped_size>>1))
 369                 panic("initrd too large to handle, "
 370                        "disabling initrd (%lld needed, %lld available)\n",
 371                        ramdisk_size, mapped_size>>1);
 372
 373         printk(KERN_INFO "RAMDISK: [mem %#010llx-%#010llx]\n", ramdisk_image,
 374                         ramdisk_end - 1);
 375
 376         if (pfn_range_is_mapped(PFN_DOWN(ramdisk_image),
 377                                 PFN_DOWN(ramdisk_end))) {
 378                 /* All are mapped, easy case */
 379                 initrd_start = ramdisk_image + PAGE_OFFSET;
 380                 initrd_end = initrd_start + ramdisk_size;
 381                 return;
 382         }
 383
 384         relocate_initrd();
 385
 386         memblock_free(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
 387 }
 388
 389 #else
 390 static void __init early_reserve_initrd(void)
 391 {
 392 }
 393 static void __init reserve_initrd(void)
 394 {
 395 }
 396 #endif /* CONFIG_BLK_DEV_INITRD */
 397
 398 static void __init parse_setup_data(void)
 399 {
 400         struct setup_data *data;
 401         u64 pa_data, pa_next;
 402
 403         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 404         while (pa_data) {
 405                 u32 data_len, data_type;
 406
 407                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 408                 data_len = data->len + sizeof(struct setup_data);
 409                 data_type = data->type;
 410                 pa_next = data->next;
 411                 early_memunmap(data, sizeof(*data));
 412
 413                 switch (data_type) {
 414                 case SETUP_E820_EXT:
 415                         e820__memory_setup_extended(pa_data, data_len);
 416                         break;
 417                 case SETUP_DTB:
 418                         add_dtb(pa_data);
 419                         break;
 420                 case SETUP_EFI:
 421                         parse_efi_setup(pa_data, data_len);
 422                         break;
 423                 default:
 424                         break;
 425                 }
 426                 pa_data = pa_next;
 427         }
 428 }
 429
 430 static void __init memblock_x86_reserve_range_setup_data(void)
 431 {
 432         struct setup_data *data;
 433         u64 pa_data;
 434
 435         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 436         while (pa_data) {
 437                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 438                 memblock_reserve(pa_data, sizeof(*data) + data->len);
 439                 pa_data = data->next;
 440                 early_memunmap(data, sizeof(*data));
 441         }
 442 }
 443
 444 /*
 445  * --------- Crashkernel reservation ------------------------------
 446  */
 447
 448 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
 449
 450 /* 16M alignment for crash kernel regions */
 451 #define CRASH_ALIGN             (16 << 20)
 452
 453 /*
 454  * Keep the crash kernel below this limit.  On 32 bits earlier kernels
 455  * would limit the kernel to the low 512 MiB due to mapping restrictions.
 456  * On 64bit, old kexec-tools need to under 896MiB.
 457  */
 458 #ifdef CONFIG_X86_32
 459 # define CRASH_ADDR_LOW_MAX     (512 << 20)
 460 # define CRASH_ADDR_HIGH_MAX    (512 << 20)
 461 #else
 462 # define CRASH_ADDR_LOW_MAX     (896UL << 20)
 463 # define CRASH_ADDR_HIGH_MAX    MAXMEM
 464 #endif
 465
 466 static int __init reserve_crashkernel_low(void)
 467 {
 468 #ifdef CONFIG_X86_64
 469         unsigned long long base, low_base = 0, low_size = 0;
 470         unsigned long total_low_mem;
 471         int ret;
 472
 473         total_low_mem = memblock_mem_size(1UL << (32 - PAGE_SHIFT));
 474
 475         /* crashkernel=Y,low */
 476         ret = parse_crashkernel_low(boot_command_line, total_low_mem, &low_size, &base);
 477         if (ret) {
 478                 /*
 479                  * two parts from lib/swiotlb.c:
 480                  * -swiotlb size: user-specified with swiotlb= or default.
 481                  *
 482                  * -swiotlb overflow buffer: now hardcoded to 32k. We round it
 483                  * to 8M for other buffers that may need to stay low too. Also
 484                  * make sure we allocate enough extra low memory so that we
 485                  * don't run out of DMA buffers for 32-bit devices.
 486                  */
 487                 low_size = max(swiotlb_size_or_default() + (8UL << 20), 256UL << 20);
 488         } else {
 489                 /* passed with crashkernel=0,low ? */
 490                 if (!low_size)
 491                         return 0;
 492         }
 493
 494         low_base = memblock_find_in_range(0, 1ULL << 32, low_size, CRASH_ALIGN);
 495         if (!low_base) {
 496                 pr_err("Cannot reserve %ldMB crashkernel low memory, please try smaller size.\n",
 497                        (unsigned long)(low_size >> 20));
 498                 return -ENOMEM;
 499         }
 500
 501         ret = memblock_reserve(low_base, low_size);
 502         if (ret) {
 503                 pr_err("%s: Error reserving crashkernel low memblock.\n", __func__);
 504                 return ret;
 505         }
 506
 507         pr_info("Reserving %ldMB of low memory at %ldMB for crashkernel (System low RAM: %ldMB)\n",
 508                 (unsigned long)(low_size >> 20),
 509                 (unsigned long)(low_base >> 20),
 510                 (unsigned long)(total_low_mem >> 20));
 511
 512         crashk_low_res.start = low_base;
 513         crashk_low_res.end   = low_base + low_size - 1;
 514         insert_resource(&iomem_resource, &crashk_low_res);
 515 #endif
 516         return 0;
 517 }
 518
 519 static void __init reserve_crashkernel(void)
 520 {
 521         unsigned long long crash_size, crash_base, total_mem;
 522         bool high = false;
 523         int ret;
 524
 525         total_mem = memblock_phys_mem_size();
 526
 527         /* crashkernel=XM */
 528         ret = parse_crashkernel(boot_command_line, total_mem, &crash_size, &crash_base);
 529         if (ret != 0 || crash_size <= 0) {
 530                 /* crashkernel=X,high */
 531                 ret = parse_crashkernel_high(boot_command_line, total_mem,
 532                                              &crash_size, &crash_base);
 533                 if (ret != 0 || crash_size <= 0)
 534                         return;
 535                 high = true;
 536         }
 537
 538         if (xen_pv_domain()) {
 539                 pr_info("Ignoring crashkernel for a Xen PV domain\n");
 540                 return;
 541         }
 542
 543         /* 0 means: find the address automatically */
 544         if (crash_base <= 0) {
 545                 /*
 546                  * Set CRASH_ADDR_LOW_MAX upper bound for crash memory,
 547                  * as old kexec-tools loads bzImage below that, unless
 548                  * "crashkernel=size[KMG],high" is specified.
 549                  */
 550                 crash_base = memblock_find_in_range(CRASH_ALIGN,
 551                                                     high ? CRASH_ADDR_HIGH_MAX
 552                                                          : CRASH_ADDR_LOW_MAX,
 553                                                     crash_size, CRASH_ALIGN);
 554                 if (!crash_base) {
 555                         pr_info("crashkernel reservation failed - No suitable area found.\n");
 556                         return;
 557                 }
 558
 559         } else {
 560                 unsigned long long start;
 561
 562                 start = memblock_find_in_range(crash_base,
 563                                                crash_base + crash_size,
 564                                                crash_size, 1 << 20);
 565                 if (start != crash_base) {
 566                         pr_info("crashkernel reservation failed - memory is in use.\n");
 567                         return;
 568                 }
 569         }
 570         ret = memblock_reserve(crash_base, crash_size);
 571         if (ret) {
 572                 pr_err("%s: Error reserving crashkernel memblock.\n", __func__);
 573                 return;
 574         }
 575
 576         if (crash_base >= (1ULL << 32) && reserve_crashkernel_low()) {
 577                 memblock_free(crash_base, crash_size);
 578                 return;
 579         }
 580
 581         pr_info("Reserving %ldMB of memory at %ldMB for crashkernel (System RAM: %ldMB)\n",
 582                 (unsigned long)(crash_size >> 20),
 583                 (unsigned long)(crash_base >> 20),
 584                 (unsigned long)(total_mem >> 20));
 585
 586         crashk_res.start = crash_base;
 587         crashk_res.end   = crash_base + crash_size - 1;
 588         insert_resource(&iomem_resource, &crashk_res);
 589 }
 590 #else
 591 static void __init reserve_crashkernel(void)
 592 {
 593 }
 594 #endif
 595
 596 static struct resource standard_io_resources[] = {
 597         { .name = "dma1", .start = 0x00, .end = 0x1f,
 598                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 599         { .name = "pic1", .start = 0x20, .end = 0x21,
 600                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 601         { .name = "timer0", .start = 0x40, .end = 0x43,
 602                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 603         { .name = "timer1", .start = 0x50, .end = 0x53,
 604                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 605         { .name = "keyboard", .start = 0x60, .end = 0x60,
 606                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 607         { .name = "keyboard", .start = 0x64, .end = 0x64,
 608                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 609         { .name = "dma page reg", .start = 0x80, .end = 0x8f,
 610                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 611         { .name = "pic2", .start = 0xa0, .end = 0xa1,
 612                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 613         { .name = "dma2", .start = 0xc0, .end = 0xdf,
 614                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 615         { .name = "fpu", .start = 0xf0, .end = 0xff,
 616                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO }
 617 };
 618
 619 void __init reserve_standard_io_resources(void)
 620 {
 621         int i;
 622
 623         /* request I/O space for devices used on all i[345]86 PCs */
 624         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(standard_io_resources); i++)
 625                 request_resource(&ioport_resource, &standard_io_resources[i]);
 626
 627 }
 628
 629 static __init void reserve_ibft_region(void)
 630 {
 631         unsigned long addr, size = 0;
 632
 633         addr = find_ibft_region(&size);
 634
 635         if (size)
 636                 memblock_reserve(addr, size);
 637 }
 638
 639 static bool __init snb_gfx_workaround_needed(void)
 640 {
 641 #ifdef CONFIG_PCI
 642         int i;
 643         u16 vendor, devid;
 644         static const __initconst u16 snb_ids[] = {
 645                 0x0102,
 646                 0x0112,
 647                 0x0122,
 648                 0x0106,
 649                 0x0116,
 650                 0x0126,
 651                 0x010a,
 652         };
 653
 654         /* Assume no if something weird is going on with PCI */
 655         if (!early_pci_allowed())
 656                 return false;
 657
 658         vendor = read_pci_config_16(0, 2, 0, PCI_VENDOR_ID);
 659         if (vendor != 0x8086)
 660                 return false;
 661
 662         devid = read_pci_config_16(0, 2, 0, PCI_DEVICE_ID);
 663         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(snb_ids); i++)
 664                 if (devid == snb_ids[i])
 665                         return true;
 666 #endif
 667
 668         return false;
 669 }
 670
 671 /*
 672  * Sandy Bridge graphics has trouble with certain ranges, exclude
 673  * them from allocation.
 674  */
 675 static void __init trim_snb_memory(void)
 676 {
 677         static const __initconst unsigned long bad_pages[] = {
 678                 0x20050000,
 679                 0x20110000,
 680                 0x20130000,
 681                 0x20138000,
 682                 0x40004000,
 683         };
 684         int i;
 685
 686         if (!snb_gfx_workaround_needed())
 687                 return;
 688
 689         printk(KERN_DEBUG "reserving inaccessible SNB gfx pages\n");
 690
 691         /*
 692          * Reserve all memory below the 1 MB mark that has not
 693          * already been reserved.
 694          */
 695         memblock_reserve(0, 1<<20);
 696
 697         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(bad_pages); i++) {
 698                 if (memblock_reserve(bad_pages[i], PAGE_SIZE))
 699                         printk(KERN_WARNING "failed to reserve 0x%08lx\n",
 700                                bad_pages[i]);
 701         }
 702 }
 703
 704 /*
 705  * Here we put platform-specific memory range workarounds, i.e.
 706  * memory known to be corrupt or otherwise in need to be reserved on
 707  * specific platforms.
 708  *
 709  * If this gets used more widely it could use a real dispatch mechanism.
 710  */
 711 static void __init trim_platform_memory_ranges(void)
 712 {
 713         trim_snb_memory();
 714 }
 715
 716 static void __init trim_bios_range(void)
 717 {
 718         /*
 719          * A special case is the first 4Kb of memory;
 720          * This is a BIOS owned area, not kernel ram, but generally
 721          * not listed as such in the E820 table.
 722          *
 723          * This typically reserves additional memory (64KiB by default)
 724          * since some BIOSes are known to corrupt low memory.  See the
 725          * Kconfig help text for X86_RESERVE_LOW.
 726          */
 727         e820__range_update(0, PAGE_SIZE, E820_TYPE_RAM, E820_TYPE_RESERVED);
 728
 729         /*
 730          * special case: Some BIOSen report the PC BIOS
 731          * area (640->1Mb) as ram even though it is not.
 732          * take them out.
 733          */
 734         e820__range_remove(BIOS_BEGIN, BIOS_END - BIOS_BEGIN, E820_TYPE_RAM, 1);
 735
 736         e820__update_table(e820_table);
 737 }
 738
 739 /* called before trim_bios_range() to spare extra sanitize */
 740 static void __init e820_add_kernel_range(void)
 741 {
 742         u64 start = __pa_symbol(_text);
 743         u64 size = __pa_symbol(_end) - start;
 744
 745         /*
 746          * Complain if .text .data and .bss are not marked as E820_TYPE_RAM and
 747          * attempt to fix it by adding the range. We may have a confused BIOS,
 748          * or the user may have used memmap=exactmap or memmap=xxM$yyM to
 749          * exclude kernel range. If we really are running on top non-RAM,
 750          * we will crash later anyways.
 751          */
 752         if (e820__mapped_all(start, start + size, E820_TYPE_RAM))
 753                 return;
 754
 755         pr_warn(".text .data .bss are not marked as E820_TYPE_RAM!\n");
 756         e820__range_remove(start, size, E820_TYPE_RAM, 0);
 757         e820__range_add(start, size, E820_TYPE_RAM);
 758 }
 759
 760 static unsigned reserve_low = CONFIG_X86_RESERVE_LOW << 10;
 761
 762 static int __init parse_reservelow(char *p)
 763 {
 764         unsigned long long size;
 765
 766         if (!p)
 767                 return -EINVAL;
 768
 769         size = memparse(p, &p);
 770
 771         if (size < 4096)
 772                 size = 4096;
 773
 774         if (size > 640*1024)
 775                 size = 640*1024;
 776
 777         reserve_low = size;
 778
 779         return 0;
 780 }
 781
 782 early_param("reservelow", parse_reservelow);
 783
 784 static void __init trim_low_memory_range(void)
 785 {
 786         memblock_reserve(0, ALIGN(reserve_low, PAGE_SIZE));
 787 }
 788
 789 /*
 790  * Dump out kernel offset information on panic.
 791  */
 792 static int
 793 dump_kernel_offset(struct notifier_block *self, unsigned long v, void *p)
 794 {
 795         if (kaslr_enabled()) {
 796                 pr_emerg("Kernel Offset: 0x%lx from 0x%lx (relocation range: 0x%lx-0x%lx)\n",
 797                          kaslr_offset(),
 798                          __START_KERNEL,
 799                          __START_KERNEL_map,
 800                          MODULES_VADDR-1);
 801         } else {
 802                 pr_emerg("Kernel Offset: disabled\n");
 803         }
 804
 805         return 0;
 806 }
 807
 808 /*
 809  * Determine if we were loaded by an EFI loader.  If so, then we have also been
 810  * passed the efi memmap, systab, etc., so we should use these data structures
 811  * for initialization.  Note, the efi init code path is determined by the
 812  * global efi_enabled. This allows the same kernel image to be used on existing
 813  * systems (with a traditional BIOS) as well as on EFI systems.
 814  */
 815 /*
 816  * setup_arch - architecture-specific boot-time initializations
 817  *
 818  * Note: On x86_64, fixmaps are ready for use even before this is called.
 819  */
 820
 821 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
 822 {
 823         memblock_reserve(__pa_symbol(_text),
 824                          (unsigned long)__bss_stop - (unsigned long)_text);
 825
 826         early_reserve_initrd();
 827
 828         /*
 829          * At this point everything still needed from the boot loader
 830          * or BIOS or kernel text should be early reserved or marked not
 831          * RAM in e820. All other memory is free game.
 832          */
 833
 834 #ifdef CONFIG_X86_32
 835         memcpy(&boot_cpu_data, &new_cpu_data, sizeof(new_cpu_data));
 836
 837         /*
 838          * copy kernel address range established so far and switch
 839          * to the proper swapper page table
 840          */
 841         clone_pgd_range(swapper_pg_dir     + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
 842                         initial_page_table + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
 843                         KERNEL_PGD_PTRS);
 844
 845         load_cr3(swapper_pg_dir);
 846         /*
 847          * Note: Quark X1000 CPUs advertise PGE incorrectly and require
 848          * a cr3 based tlb flush, so the following __flush_tlb_all()
 849          * will not flush anything because the cpu quirk which clears
 850          * X86_FEATURE_PGE has not been invoked yet. Though due to the
 851          * load_cr3() above the TLB has been flushed already. The
 852          * quirk is invoked before subsequent calls to __flush_tlb_all()
 853          * so proper operation is guaranteed.
 854          */
 855         __flush_tlb_all();
 856 #else
 857         printk(KERN_INFO "Command line: %s\n", boot_command_line);
 858         boot_cpu_data.x86_phys_bits = MAX_PHYSMEM_BITS;
 859 #endif
 860
 861         /*
 862          * If we have OLPC OFW, we might end up relocating the fixmap due to
 863          * reserve_top(), so do this before touching the ioremap area.
 864          */
 865         olpc_ofw_detect();
 866
 867         idt_setup_early_traps();
 868         early_cpu_init();
 869         arch_init_ideal_nops();
 870         jump_label_init();
 871         early_ioremap_init();
 872
 873         setup_olpc_ofw_pgd();
 874
 875         ROOT_DEV = old_decode_dev(boot_params.hdr.root_dev);
 876         screen_info = boot_params.screen_info;
 877         edid_info = boot_params.edid_info;
 878 #ifdef CONFIG_X86_32
 879         apm_info.bios = boot_params.apm_bios_info;
 880         ist_info = boot_params.ist_info;
 881 #endif
 882         saved_video_mode = boot_params.hdr.vid_mode;
 883         bootloader_type = boot_params.hdr.type_of_loader;
 884         if ((bootloader_type >> 4) == 0xe) {
 885                 bootloader_type &= 0xf;
 886                 bootloader_type |= (boot_params.hdr.ext_loader_type+0x10) << 4;
 887         }
 888         bootloader_version  = bootloader_type & 0xf;
 889         bootloader_version |= boot_params.hdr.ext_loader_ver << 4;
 890
 891 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_RAM
 892         rd_image_start = boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_IMAGE_START_MASK;
 893         rd_prompt = ((boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_PROMPT_FLAG) != 0);
 894         rd_doload = ((boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_LOAD_FLAG) != 0);
 895 #endif
 896 #ifdef CONFIG_EFI
 897         if (!strncmp((char *)&boot_params.efi_info.efi_loader_signature,
 898                      EFI32_LOADER_SIGNATURE, 4)) {
 899                 set_bit(EFI_BOOT, &efi.flags);
 900         } else if (!strncmp((char *)&boot_params.efi_info.efi_loader_signature,
 901                      EFI64_LOADER_SIGNATURE, 4)) {
 902                 set_bit(EFI_BOOT, &efi.flags);
 903                 set_bit(EFI_64BIT, &efi.flags);
 904         }
 905 #endif
 906
 907         x86_init.oem.arch_setup();
 908
 909         iomem_resource.end = (1ULL << boot_cpu_data.x86_phys_bits) - 1;
 910         e820__memory_setup();
 911         parse_setup_data();
 912
 913         copy_edd();
 914
 915         if (!boot_params.hdr.root_flags)
 916                 root_mountflags &= ~MS_RDONLY;
 917         init_mm.start_code = (unsigned long) _text;
 918         init_mm.end_code = (unsigned long) _etext;
 919         init_mm.end_data = (unsigned long) _edata;
 920         init_mm.brk = _brk_end;
 921
 922         mpx_mm_init(&init_mm);
 923
 924         code_resource.start = __pa_symbol(_text);
 925         code_resource.end = __pa_symbol(_etext)-1;
 926         data_resource.start = __pa_symbol(_etext);
 927         data_resource.end = __pa_symbol(_edata)-1;
 928         bss_resource.start = __pa_symbol(__bss_start);
 929         bss_resource.end = __pa_symbol(__bss_stop)-1;
 930
 931 #ifdef CONFIG_CMDLINE_BOOL
 932 #ifdef CONFIG_CMDLINE_OVERRIDE
 933         strlcpy(boot_command_line, builtin_cmdline, COMMAND_LINE_SIZE);
 934 #else
 935         if (builtin_cmdline[0]) {
 936                 /* append boot loader cmdline to builtin */
 937                 strlcat(builtin_cmdline, " ", COMMAND_LINE_SIZE);
 938                 strlcat(builtin_cmdline, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 939                 strlcpy(boot_command_line, builtin_cmdline, COMMAND_LINE_SIZE);
 940         }
 941 #endif
 942 #endif
 943
 944         strlcpy(command_line, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 945         *cmdline_p = command_line;
 946
 947         /*
 948          * x86_configure_nx() is called before parse_early_param() to detect
 949          * whether hardware doesn't support NX (so that the early EHCI debug
 950          * console setup can safely call set_fixmap()). It may then be called
 951          * again from within noexec_setup() during parsing early parameters
 952          * to honor the respective command line option.
 953          */
 954         x86_configure_nx();
 955
 956         parse_early_param();
 957
 958         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
 959                 efi_memblock_x86_reserve_range();
 960 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
 961         /*
 962          * Memory used by the kernel cannot be hot-removed because Linux
 963          * cannot migrate the kernel pages. When memory hotplug is
 964          * enabled, we should prevent memblock from allocating memory
 965          * for the kernel.
 966          *
 967          * ACPI SRAT records all hotpluggable memory ranges. But before
 968          * SRAT is parsed, we don't know about it.
 969          *
 970          * The kernel image is loaded into memory at very early time. We
 971          * cannot prevent this anyway. So on NUMA system, we set any
 972          * node the kernel resides in as un-hotpluggable.
 973          *
 974          * Since on modern servers, one node could have double-digit
 975          * gigabytes memory, we can assume the memory around the kernel
 976          * image is also un-hotpluggable. So before SRAT is parsed, just
 977          * allocate memory near the kernel image to try the best to keep
 978          * the kernel away from hotpluggable memory.
 979          */
 980         if (movable_node_is_enabled())
 981                 memblock_set_bottom_up(true);
 982 #endif
 983
 984         x86_report_nx();
 985
 986         /* after early param, so could get panic from serial */
 987         memblock_x86_reserve_range_setup_data();
 988
 989         if (acpi_mps_check()) {
 990 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 991                 disable_apic = 1;
 992 #endif
 993                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_APIC);
 994         }
 995
 996 #ifdef CONFIG_PCI
 997         if (pci_early_dump_regs)
 998                 early_dump_pci_devices();
 999 #endif
1000
1001         e820__reserve_setup_data();
1002         e820__finish_early_params();
1003
1004         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
1005                 efi_init();
1006
1007         dmi_scan_machine();
1008         dmi_memdev_walk();
1009         dmi_set_dump_stack_arch_desc();
1010
1011         /*
1012          * VMware detection requires dmi to be available, so this
1013          * needs to be done after dmi_scan_machine(), for the boot CPU.
1014          */
1015         init_hypervisor_platform();
1016
1017         tsc_early_init();
1018         x86_init.resources.probe_roms();
1019
1020         /* after parse_early_param, so could debug it */
1021         insert_resource(&iomem_resource, &code_resource);
1022         insert_resource(&iomem_resource, &data_resource);
1023         insert_resource(&iomem_resource, &bss_resource);
1024
1025         e820_add_kernel_range();
1026         trim_bios_range();
1027 #ifdef CONFIG_X86_32
1028         if (ppro_with_ram_bug()) {
1029                 e820__range_update(0x70000000ULL, 0x40000ULL, E820_TYPE_RAM,
1030                                   E820_TYPE_RESERVED);
1031                 e820__update_table(e820_table);
1032                 printk(KERN_INFO "fixed physical RAM map:\n");
1033                 e820__print_table("bad_ppro");
1034         }
1035 #else
1036         early_gart_iommu_check();
1037 #endif
1038
1039         /*
1040          * partially used pages are not usable - thus
1041          * we are rounding upwards:
1042          */
1043         max_pfn = e820__end_of_ram_pfn();
1044
1045         /* update e820 for memory not covered by WB MTRRs */
1046         mtrr_bp_init();
1047         if (mtrr_trim_uncached_memory(max_pfn))
1048                 max_pfn = e820__end_of_ram_pfn();
1049
1050         max_possible_pfn = max_pfn;
1051
1052         /*
1053          * This call is required when the CPU does not support PAT. If
1054          * mtrr_bp_init() invoked it already via pat_init() the call has no
1055          * effect.
1056          */
1057         init_cache_modes();
1058
1059         /*
1060          * Define random base addresses for memory sections after max_pfn is
1061          * defined and before each memory section base is used.
1062          */
1063         kernel_randomize_memory();
1064
1065 #ifdef CONFIG_X86_32
1066         /* max_low_pfn get updated here */
1067         find_low_pfn_range();
1068 #else
1069         check_x2apic();
1070
1071         /* How many end-of-memory variables you have, grandma! */
1072         /* need this before calling reserve_initrd */
1073         if (max_pfn > (1UL<<(32 - PAGE_SHIFT)))
1074                 max_low_pfn = e820__end_of_low_ram_pfn();
1075         else
1076                 max_low_pfn = max_pfn;
1077
1078         high_memory = (void *)__va(max_pfn * PAGE_SIZE - 1) + 1;
1079 #endif
1080
1081         /*
1082          * Find and reserve possible boot-time SMP configuration:
1083          */
1084         find_smp_config();
1085
1086         reserve_ibft_region();
1087
1088         early_alloc_pgt_buf();
1089
1090         /*
1091          * Need to conclude brk, before e820__memblock_setup()
1092          *  it could use memblock_find_in_range, could overlap with
1093          *  brk area.
1094          */
1095         reserve_brk();
1096
1097         cleanup_highmap();
1098
1099         memblock_set_current_limit(ISA_END_ADDRESS);
1100         e820__memblock_setup();
1101
1102         reserve_bios_regions();
1103
1104         if (efi_enabled(EFI_MEMMAP)) {
1105                 efi_fake_memmap();
1106                 efi_find_mirror();
1107                 efi_esrt_init();
1108
1109                 /*
1110                  * The EFI specification says that boot service code won't be
1111                  * called after ExitBootServices(). This is, in fact, a lie.
1112                  */
1113                 efi_reserve_boot_services();
1114         }
1115
1116         /* preallocate 4k for mptable mpc */
1117         e820__memblock_alloc_reserved_mpc_new();
1118
1119 #ifdef CONFIG_X86_CHECK_BIOS_CORRUPTION
1120         setup_bios_corruption_check();
1121 #endif
1122
1123 #ifdef CONFIG_X86_32
1124         printk(KERN_DEBUG "initial memory mapped: [mem 0x00000000-%#010lx]\n",
1125                         (max_pfn_mapped<<PAGE_SHIFT) - 1);
1126 #endif
1127
1128         reserve_real_mode();
1129
1130         trim_platform_memory_ranges();
1131         trim_low_memory_range();
1132
1133         init_mem_mapping();
1134
1135         idt_setup_early_pf();
1136
1137         /*
1138          * Update mmu_cr4_features (and, indirectly, trampoline_cr4_features)
1139          * with the current CR4 value.  This may not be necessary, but
1140          * auditing all the early-boot CR4 manipulation would be needed to
1141          * rule it out.
1142          *
1143          * Mask off features that don't work outside long mode (just
1144          * PCIDE for now).
1145          */
1146         mmu_cr4_features = __read_cr4() & ~X86_CR4_PCIDE;
1147
1148         memblock_set_current_limit(get_max_mapped());
1149
1150         /*
1151          * NOTE: On x86-32, only from this point on, fixmaps are ready for use.
1152          */
1153
1154 #ifdef CONFIG_PROVIDE_OHCI1394_DMA_INIT
1155         if (init_ohci1394_dma_early)
1156                 init_ohci1394_dma_on_all_controllers();
1157 #endif
1158         /* Allocate bigger log buffer */
1159         setup_log_buf(1);
1160
1161         if (efi_enabled(EFI_BOOT)) {
1162                 switch (boot_params.secure_boot) {
1163                 case efi_secureboot_mode_disabled:
1164                         pr_info("Secure boot disabled\n");
1165                         break;
1166                 case efi_secureboot_mode_enabled:
1167                         pr_info("Secure boot enabled\n");
1168                         break;
1169                 default:
1170                         pr_info("Secure boot could not be determined\n");
1171                         break;
1172                 }
1173         }
1174
1175         reserve_initrd();
1176
1177         acpi_table_upgrade();
1178
1179         vsmp_init();
1180
1181         io_delay_init();
1182
1183         early_platform_quirks();
1184
1185         /*
1186          * Parse the ACPI tables for possible boot-time SMP configuration.
1187          */
1188         acpi_boot_table_init();
1189
1190         early_acpi_boot_init();
1191
1192         initmem_init();
1193         dma_contiguous_reserve(max_pfn_mapped << PAGE_SHIFT);
1194
1195         /*
1196          * Reserve memory for crash kernel after SRAT is parsed so that it
1197          * won't consume hotpluggable memory.
1198          */
1199         reserve_crashkernel();
1200
1201         memblock_find_dma_reserve();
1202
1203         if (!early_xdbc_setup_hardware())
1204                 early_xdbc_register_console();
1205
1206         x86_init.paging.pagetable_init();
1207
1208         kasan_init();
1209
1210         /*
1211          * Sync back kernel address range.
1212          *
1213          * FIXME: Can the later sync in setup_cpu_entry_areas() replace
1214          * this call?
1215          */
1216         sync_initial_page_table();
1217
1218         tboot_probe();
1219
1220         map_vsyscall();
1221
1222         generic_apic_probe();
1223
1224         early_quirks();
1225
1226         /*
1227          * Read APIC and some other early information from ACPI tables.
1228          */
1229         acpi_boot_init();
1230         sfi_init();
1231         x86_dtb_init();
1232
1233         /*
1234          * get boot-time SMP configuration:
1235          */
1236         get_smp_config();
1237
1238         /*
1239          * Systems w/o ACPI and mptables might not have it mapped the local
1240          * APIC yet, but prefill_possible_map() might need to access it.
1241          */
1242         init_apic_mappings();
1243
1244         prefill_possible_map();
1245
1246         init_cpu_to_node();
1247
1248         io_apic_init_mappings();
1249
1250         x86_init.hyper.guest_late_init();
1251
1252         e820__reserve_resources();
1253         e820__register_nosave_regions(max_low_pfn);
1254
1255         x86_init.resources.reserve_resources();
1256
1257         e820__setup_pci_gap();
1258
1259 #ifdef CONFIG_VT
1260 #if defined(CONFIG_VGA_CONSOLE)
1261         if (!efi_enabled(EFI_BOOT) || (efi_mem_type(0xa0000) != EFI_CONVENTIONAL_MEMORY))
1262                 conswitchp = &vga_con;
1263 #elif defined(CONFIG_DUMMY_CONSOLE)
1264         conswitchp = &dummy_con;
1265 #endif
1266 #endif
1267         x86_init.oem.banner();
1268
1269         x86_init.timers.wallclock_init();
1270
1271         mcheck_init();
1272
1273         register_refined_jiffies(CLOCK_TICK_RATE);
1274
1275 #ifdef CONFIG_EFI
1276         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
1277                 efi_apply_memmap_quirks();
1278 #endif
1279
1280         unwind_init();
1281 }
1282
1283 #ifdef CONFIG_X86_32
1284
1285 static struct resource video_ram_resource = {
1286         .name   = "Video RAM area",
1287         .start  = 0xa0000,
1288         .end    = 0xbffff,
1289         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_MEM
1290 };
1291
1292 void __init i386_reserve_resources(void)
1293 {
1294         request_resource(&iomem_resource, &video_ram_resource);
1295         reserve_standard_io_resources();
1296 }
1297
1298 #endif /* CONFIG_X86_32 */
1299
1300 static struct notifier_block kernel_offset_notifier = {
1301         .notifier_call = dump_kernel_offset
1302 };
1303
1304 static int __init register_kernel_offset_dumper(void)
1305 {
1306         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list,
1307                                         &kernel_offset_notifier);
1308         return 0;
1309 }
1310 __initcall(register_kernel_offset_dumper);