arch/x86/kernel/setup.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  *  Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
   4  *
   5  * This file contains the setup_arch() code, which handles the architecture-dependent
   6  * parts of early kernel initialization.
   7  */
   8 #include <linux/console.h>
   9 #include <linux/crash_dump.h>
  10 #include <linux/dmi.h>
  11 #include <linux/efi.h>
  12 #include <linux/init_ohci1394_dma.h>
  13 #include <linux/initrd.h>
  14 #include <linux/iscsi_ibft.h>
  15 #include <linux/memblock.h>
  16 #include <linux/pci.h>
  17 #include <linux/root_dev.h>
  18 #include <linux/sfi.h>
  19 #include <linux/tboot.h>
  20 #include <linux/usb/xhci-dbgp.h>
  21
  22 #include <uapi/linux/mount.h>
  23
  24 #include <xen/xen.h>
  25
  26 #include <asm/apic.h>
  27 #include <asm/bios_ebda.h>
  28 #include <asm/bugs.h>
  29 #include <asm/cpu.h>
  30 #include <asm/efi.h>
  31 #include <asm/gart.h>
  32 #include <asm/hypervisor.h>
  33 #include <asm/io_apic.h>
  34 #include <asm/kasan.h>
  35 #include <asm/kaslr.h>
  36 #include <asm/mce.h>
  37 #include <asm/mtrr.h>
  38 #include <asm/realmode.h>
  39 #include <asm/olpc_ofw.h>
  40 #include <asm/pci-direct.h>
  41 #include <asm/prom.h>
  42 #include <asm/proto.h>
  43 #include <asm/unwind.h>
  44 #include <asm/vsyscall.h>
  45 #include <linux/vmalloc.h>
  46
  47 /*
  48  * max_low_pfn_mapped: highest directly mapped pfn < 4 GB
  49  * max_pfn_mapped:     highest directly mapped pfn > 4 GB
  50  *
  51  * The direct mapping only covers E820_TYPE_RAM regions, so the ranges and gaps are
  52  * represented by pfn_mapped[].
  53  */
  54 unsigned long max_low_pfn_mapped;
  55 unsigned long max_pfn_mapped;
  56
  57 #ifdef CONFIG_DMI
  58 RESERVE_BRK(dmi_alloc, 65536);
  59 #endif
  60
  61
  62 /*
  63  * Range of the BSS area. The size of the BSS area is determined
  64  * at link time, with RESERVE_BRK*() facility reserving additional
  65  * chunks.
  66  */
  67 unsigned long _brk_start = (unsigned long)__brk_base;
  68 unsigned long _brk_end   = (unsigned long)__brk_base;
  69
  70 struct boot_params boot_params;
  71
  72 /*
  73  * These are the four main kernel memory regions, we put them into
  74  * the resource tree so that kdump tools and other debugging tools
  75  * recover it:
  76  */
  77
  78 static struct resource rodata_resource = {
  79         .name   = "Kernel rodata",
  80         .start  = 0,
  81         .end    = 0,
  82         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
  83 };
  84
  85 static struct resource data_resource = {
  86         .name   = "Kernel data",
  87         .start  = 0,
  88         .end    = 0,
  89         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
  90 };
  91
  92 static struct resource code_resource = {
  93         .name   = "Kernel code",
  94         .start  = 0,
  95         .end    = 0,
  96         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
  97 };
  98
  99 static struct resource bss_resource = {
 100         .name   = "Kernel bss",
 101         .start  = 0,
 102         .end    = 0,
 103         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
 104 };
 105
 106
 107 #ifdef CONFIG_X86_32
 108 /* CPU data as detected by the assembly code in head_32.S */
 109 struct cpuinfo_x86 new_cpu_data;
 110
 111 /* Common CPU data for all CPUs */
 112 struct cpuinfo_x86 boot_cpu_data __read_mostly;
 113 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_data);
 114
 115 unsigned int def_to_bigsmp;
 116
 117 /* For MCA, but anyone else can use it if they want */
 118 unsigned int machine_id;
 119 unsigned int machine_submodel_id;
 120 unsigned int BIOS_revision;
 121
 122 struct apm_info apm_info;
 123 EXPORT_SYMBOL(apm_info);
 124
 125 #if defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI) || \
 126         defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI_MODULE)
 127 struct ist_info ist_info;
 128 EXPORT_SYMBOL(ist_info);
 129 #else
 130 struct ist_info ist_info;
 131 #endif
 132
 133 #else
 134 struct cpuinfo_x86 boot_cpu_data __read_mostly;
 135 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_data);
 136 #endif
 137
 138
 139 #if !defined(CONFIG_X86_PAE) || defined(CONFIG_X86_64)
 140 __visible unsigned long mmu_cr4_features __ro_after_init;
 141 #else
 142 __visible unsigned long mmu_cr4_features __ro_after_init = X86_CR4_PAE;
 143 #endif
 144
 145 /* Boot loader ID and version as integers, for the benefit of proc_dointvec */
 146 int bootloader_type, bootloader_version;
 147
 148 /*
 149  * Setup options
 150  */
 151 struct screen_info screen_info;
 152 EXPORT_SYMBOL(screen_info);
 153 struct edid_info edid_info;
 154 EXPORT_SYMBOL_GPL(edid_info);
 155
 156 extern int root_mountflags;
 157
 158 unsigned long saved_video_mode;
 159
 160 #define RAMDISK_IMAGE_START_MASK        0x07FF
 161 #define RAMDISK_PROMPT_FLAG             0x8000
 162 #define RAMDISK_LOAD_FLAG               0x4000
 163
 164 static char __initdata command_line[COMMAND_LINE_SIZE];
 165 #ifdef CONFIG_CMDLINE_BOOL
 166 static char __initdata builtin_cmdline[COMMAND_LINE_SIZE] = CONFIG_CMDLINE;
 167 #endif
 168
 169 #if defined(CONFIG_EDD) || defined(CONFIG_EDD_MODULE)
 170 struct edd edd;
 171 #ifdef CONFIG_EDD_MODULE
 172 EXPORT_SYMBOL(edd);
 173 #endif
 174 /**
 175  * copy_edd() - Copy the BIOS EDD information
 176  *              from boot_params into a safe place.
 177  *
 178  */
 179 static inline void __init copy_edd(void)
 180 {
 181      memcpy(edd.mbr_signature, boot_params.edd_mbr_sig_buffer,
 182             sizeof(edd.mbr_signature));
 183      memcpy(edd.edd_info, boot_params.eddbuf, sizeof(edd.edd_info));
 184      edd.mbr_signature_nr = boot_params.edd_mbr_sig_buf_entries;
 185      edd.edd_info_nr = boot_params.eddbuf_entries;
 186 }
 187 #else
 188 static inline void __init copy_edd(void)
 189 {
 190 }
 191 #endif
 192
 193 void * __init extend_brk(size_t size, size_t align)
 194 {
 195         size_t mask = align - 1;
 196         void *ret;
 197
 198         BUG_ON(_brk_start == 0);
 199         BUG_ON(align & mask);
 200
 201         _brk_end = (_brk_end + mask) & ~mask;
 202         BUG_ON((char *)(_brk_end + size) > __brk_limit);
 203
 204         ret = (void *)_brk_end;
 205         _brk_end += size;
 206
 207         memset(ret, 0, size);
 208
 209         return ret;
 210 }
 211
 212 #ifdef CONFIG_X86_32
 213 static void __init cleanup_highmap(void)
 214 {
 215 }
 216 #endif
 217
 218 static void __init reserve_brk(void)
 219 {
 220         if (_brk_end > _brk_start)
 221                 memblock_reserve(__pa_symbol(_brk_start),
 222                                  _brk_end - _brk_start);
 223
 224         /* Mark brk area as locked down and no longer taking any
 225            new allocations */
 226         _brk_start = 0;
 227 }
 228
 229 u64 relocated_ramdisk;
 230
 231 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 232
 233 static u64 __init get_ramdisk_image(void)
 234 {
 235         u64 ramdisk_image = boot_params.hdr.ramdisk_image;
 236
 237         ramdisk_image |= (u64)boot_params.ext_ramdisk_image << 32;
 238
 239         return ramdisk_image;
 240 }
 241 static u64 __init get_ramdisk_size(void)
 242 {
 243         u64 ramdisk_size = boot_params.hdr.ramdisk_size;
 244
 245         ramdisk_size |= (u64)boot_params.ext_ramdisk_size << 32;
 246
 247         return ramdisk_size;
 248 }
 249
 250 static void __init relocate_initrd(void)
 251 {
 252         /* Assume only end is not page aligned */
 253         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 254         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 255         u64 area_size     = PAGE_ALIGN(ramdisk_size);
 256
 257         /* We need to move the initrd down into directly mapped mem */
 258         relocated_ramdisk = memblock_find_in_range(0, PFN_PHYS(max_pfn_mapped),
 259                                                    area_size, PAGE_SIZE);
 260
 261         if (!relocated_ramdisk)
 262                 panic("Cannot find place for new RAMDISK of size %lld\n",
 263                       ramdisk_size);
 264
 265         /* Note: this includes all the mem currently occupied by
 266            the initrd, we rely on that fact to keep the data intact. */
 267         memblock_reserve(relocated_ramdisk, area_size);
 268         initrd_start = relocated_ramdisk + PAGE_OFFSET;
 269         initrd_end   = initrd_start + ramdisk_size;
 270         printk(KERN_INFO "Allocated new RAMDISK: [mem %#010llx-%#010llx]\n",
 271                relocated_ramdisk, relocated_ramdisk + ramdisk_size - 1);
 272
 273         copy_from_early_mem((void *)initrd_start, ramdisk_image, ramdisk_size);
 274
 275         printk(KERN_INFO "Move RAMDISK from [mem %#010llx-%#010llx] to"
 276                 " [mem %#010llx-%#010llx]\n",
 277                 ramdisk_image, ramdisk_image + ramdisk_size - 1,
 278                 relocated_ramdisk, relocated_ramdisk + ramdisk_size - 1);
 279 }
 280
 281 static void __init early_reserve_initrd(void)
 282 {
 283         /* Assume only end is not page aligned */
 284         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 285         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 286         u64 ramdisk_end   = PAGE_ALIGN(ramdisk_image + ramdisk_size);
 287
 288         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
 289             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
 290                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
 291
 292         memblock_reserve(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
 293 }
 294 static void __init reserve_initrd(void)
 295 {
 296         /* Assume only end is not page aligned */
 297         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 298         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 299         u64 ramdisk_end   = PAGE_ALIGN(ramdisk_image + ramdisk_size);
 300         u64 mapped_size;
 301
 302         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
 303             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
 304                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
 305
 306         initrd_start = 0;
 307
 308         mapped_size = memblock_mem_size(max_pfn_mapped);
 309         if (ramdisk_size >= (mapped_size>>1))
 310                 panic("initrd too large to handle, "
 311                        "disabling initrd (%lld needed, %lld available)\n",
 312                        ramdisk_size, mapped_size>>1);
 313
 314         printk(KERN_INFO "RAMDISK: [mem %#010llx-%#010llx]\n", ramdisk_image,
 315                         ramdisk_end - 1);
 316
 317         if (pfn_range_is_mapped(PFN_DOWN(ramdisk_image),
 318                                 PFN_DOWN(ramdisk_end))) {
 319                 /* All are mapped, easy case */
 320                 initrd_start = ramdisk_image + PAGE_OFFSET;
 321                 initrd_end = initrd_start + ramdisk_size;
 322                 return;
 323         }
 324
 325         relocate_initrd();
 326
 327         memblock_free(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
 328 }
 329
 330 #else
 331 static void __init early_reserve_initrd(void)
 332 {
 333 }
 334 static void __init reserve_initrd(void)
 335 {
 336 }
 337 #endif /* CONFIG_BLK_DEV_INITRD */
 338
 339 static void __init parse_setup_data(void)
 340 {
 341         struct setup_data *data;
 342         u64 pa_data, pa_next;
 343
 344         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 345         while (pa_data) {
 346                 u32 data_len, data_type;
 347
 348                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 349                 data_len = data->len + sizeof(struct setup_data);
 350                 data_type = data->type;
 351                 pa_next = data->next;
 352                 early_memunmap(data, sizeof(*data));
 353
 354                 switch (data_type) {
 355                 case SETUP_E820_EXT:
 356                         e820__memory_setup_extended(pa_data, data_len);
 357                         break;
 358                 case SETUP_DTB:
 359                         add_dtb(pa_data);
 360                         break;
 361                 case SETUP_EFI:
 362                         parse_efi_setup(pa_data, data_len);
 363                         break;
 364                 default:
 365                         break;
 366                 }
 367                 pa_data = pa_next;
 368         }
 369 }
 370
 371 static void __init memblock_x86_reserve_range_setup_data(void)
 372 {
 373         struct setup_data *data;
 374         u64 pa_data;
 375
 376         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 377         while (pa_data) {
 378                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 379                 memblock_reserve(pa_data, sizeof(*data) + data->len);
 380
 381                 if (data->type == SETUP_INDIRECT &&
 382                     ((struct setup_indirect *)data->data)->type != SETUP_INDIRECT)
 383                         memblock_reserve(((struct setup_indirect *)data->data)->addr,
 384                                          ((struct setup_indirect *)data->data)->len);
 385
 386                 pa_data = data->next;
 387                 early_memunmap(data, sizeof(*data));
 388         }
 389 }
 390
 391 /*
 392  * --------- Crashkernel reservation ------------------------------
 393  */
 394
 395 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
 396
 397 /* 16M alignment for crash kernel regions */
 398 #define CRASH_ALIGN             SZ_16M
 399
 400 /*
 401  * Keep the crash kernel below this limit.
 402  *
 403  * Earlier 32-bits kernels would limit the kernel to the low 512 MB range
 404  * due to mapping restrictions.
 405  *
 406  * 64-bit kdump kernels need to be restricted to be under 64 TB, which is
 407  * the upper limit of system RAM in 4-level paging mode. Since the kdump
 408  * jump could be from 5-level paging to 4-level paging, the jump will fail if
 409  * the kernel is put above 64 TB, and during the 1st kernel bootup there's
 410  * no good way to detect the paging mode of the target kernel which will be
 411  * loaded for dumping.
 412  */
 413 #ifdef CONFIG_X86_32
 414 # define CRASH_ADDR_LOW_MAX     SZ_512M
 415 # define CRASH_ADDR_HIGH_MAX    SZ_512M
 416 #else
 417 # define CRASH_ADDR_LOW_MAX     SZ_4G
 418 # define CRASH_ADDR_HIGH_MAX    SZ_64T
 419 #endif
 420
 421 static int __init reserve_crashkernel_low(void)
 422 {
 423 #ifdef CONFIG_X86_64
 424         unsigned long long base, low_base = 0, low_size = 0;
 425         unsigned long total_low_mem;
 426         int ret;
 427
 428         total_low_mem = memblock_mem_size(1UL << (32 - PAGE_SHIFT));
 429
 430         /* crashkernel=Y,low */
 431         ret = parse_crashkernel_low(boot_command_line, total_low_mem, &low_size, &base);
 432         if (ret) {
 433                 /*
 434                  * two parts from kernel/dma/swiotlb.c:
 435                  * -swiotlb size: user-specified with swiotlb= or default.
 436                  *
 437                  * -swiotlb overflow buffer: now hardcoded to 32k. We round it
 438                  * to 8M for other buffers that may need to stay low too. Also
 439                  * make sure we allocate enough extra low memory so that we
 440                  * don't run out of DMA buffers for 32-bit devices.
 441                  */
 442                 low_size = max(swiotlb_size_or_default() + (8UL << 20), 256UL << 20);
 443         } else {
 444                 /* passed with crashkernel=0,low ? */
 445                 if (!low_size)
 446                         return 0;
 447         }
 448
 449         low_base = memblock_find_in_range(0, 1ULL << 32, low_size, CRASH_ALIGN);
 450         if (!low_base) {
 451                 pr_err("Cannot reserve %ldMB crashkernel low memory, please try smaller size.\n",
 452                        (unsigned long)(low_size >> 20));
 453                 return -ENOMEM;
 454         }
 455
 456         ret = memblock_reserve(low_base, low_size);
 457         if (ret) {
 458                 pr_err("%s: Error reserving crashkernel low memblock.\n", __func__);
 459                 return ret;
 460         }
 461
 462         pr_info("Reserving %ldMB of low memory at %ldMB for crashkernel (System low RAM: %ldMB)\n",
 463                 (unsigned long)(low_size >> 20),
 464                 (unsigned long)(low_base >> 20),
 465                 (unsigned long)(total_low_mem >> 20));
 466
 467         crashk_low_res.start = low_base;
 468         crashk_low_res.end   = low_base + low_size - 1;
 469         insert_resource(&iomem_resource, &crashk_low_res);
 470 #endif
 471         return 0;
 472 }
 473
 474 static void __init reserve_crashkernel(void)
 475 {
 476         unsigned long long crash_size, crash_base, total_mem;
 477         bool high = false;
 478         int ret;
 479
 480         total_mem = memblock_phys_mem_size();
 481
 482         /* crashkernel=XM */
 483         ret = parse_crashkernel(boot_command_line, total_mem, &crash_size, &crash_base);
 484         if (ret != 0 || crash_size <= 0) {
 485                 /* crashkernel=X,high */
 486                 ret = parse_crashkernel_high(boot_command_line, total_mem,
 487                                              &crash_size, &crash_base);
 488                 if (ret != 0 || crash_size <= 0)
 489                         return;
 490                 high = true;
 491         }
 492
 493         if (xen_pv_domain()) {
 494                 pr_info("Ignoring crashkernel for a Xen PV domain\n");
 495                 return;
 496         }
 497
 498         /* 0 means: find the address automatically */
 499         if (!crash_base) {
 500                 /*
 501                  * Set CRASH_ADDR_LOW_MAX upper bound for crash memory,
 502                  * crashkernel=x,high reserves memory over 4G, also allocates
 503                  * 256M extra low memory for DMA buffers and swiotlb.
 504                  * But the extra memory is not required for all machines.
 505                  * So try low memory first and fall back to high memory
 506                  * unless "crashkernel=size[KMG],high" is specified.
 507                  */
 508                 if (!high)
 509                         crash_base = memblock_find_in_range(CRASH_ALIGN,
 510                                                 CRASH_ADDR_LOW_MAX,
 511                                                 crash_size, CRASH_ALIGN);
 512                 if (!crash_base)
 513                         crash_base = memblock_find_in_range(CRASH_ALIGN,
 514                                                 CRASH_ADDR_HIGH_MAX,
 515                                                 crash_size, CRASH_ALIGN);
 516                 if (!crash_base) {
 517                         pr_info("crashkernel reservation failed - No suitable area found.\n");
 518                         return;
 519                 }
 520         } else {
 521                 unsigned long long start;
 522
 523                 start = memblock_find_in_range(crash_base,
 524                                                crash_base + crash_size,
 525                                                crash_size, 1 << 20);
 526                 if (start != crash_base) {
 527                         pr_info("crashkernel reservation failed - memory is in use.\n");
 528                         return;
 529                 }
 530         }
 531         ret = memblock_reserve(crash_base, crash_size);
 532         if (ret) {
 533                 pr_err("%s: Error reserving crashkernel memblock.\n", __func__);
 534                 return;
 535         }
 536
 537         if (crash_base >= (1ULL << 32) && reserve_crashkernel_low()) {
 538                 memblock_free(crash_base, crash_size);
 539                 return;
 540         }
 541
 542         pr_info("Reserving %ldMB of memory at %ldMB for crashkernel (System RAM: %ldMB)\n",
 543                 (unsigned long)(crash_size >> 20),
 544                 (unsigned long)(crash_base >> 20),
 545                 (unsigned long)(total_mem >> 20));
 546
 547         crashk_res.start = crash_base;
 548         crashk_res.end   = crash_base + crash_size - 1;
 549         insert_resource(&iomem_resource, &crashk_res);
 550 }
 551 #else
 552 static void __init reserve_crashkernel(void)
 553 {
 554 }
 555 #endif
 556
 557 static struct resource standard_io_resources[] = {
 558         { .name = "dma1", .start = 0x00, .end = 0x1f,
 559                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 560         { .name = "pic1", .start = 0x20, .end = 0x21,
 561                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 562         { .name = "timer0", .start = 0x40, .end = 0x43,
 563                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 564         { .name = "timer1", .start = 0x50, .end = 0x53,
 565                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 566         { .name = "keyboard", .start = 0x60, .end = 0x60,
 567                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 568         { .name = "keyboard", .start = 0x64, .end = 0x64,
 569                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 570         { .name = "dma page reg", .start = 0x80, .end = 0x8f,
 571                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 572         { .name = "pic2", .start = 0xa0, .end = 0xa1,
 573                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 574         { .name = "dma2", .start = 0xc0, .end = 0xdf,
 575                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 576         { .name = "fpu", .start = 0xf0, .end = 0xff,
 577                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO }
 578 };
 579
 580 void __init reserve_standard_io_resources(void)
 581 {
 582         int i;
 583
 584         /* request I/O space for devices used on all i[345]86 PCs */
 585         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(standard_io_resources); i++)
 586                 request_resource(&ioport_resource, &standard_io_resources[i]);
 587
 588 }
 589
 590 static __init void reserve_ibft_region(void)
 591 {
 592         unsigned long addr, size = 0;
 593
 594         addr = find_ibft_region(&size);
 595
 596         if (size)
 597                 memblock_reserve(addr, size);
 598 }
 599
 600 static bool __init snb_gfx_workaround_needed(void)
 601 {
 602 #ifdef CONFIG_PCI
 603         int i;
 604         u16 vendor, devid;
 605         static const __initconst u16 snb_ids[] = {
 606                 0x0102,
 607                 0x0112,
 608                 0x0122,
 609                 0x0106,
 610                 0x0116,
 611                 0x0126,
 612                 0x010a,
 613         };
 614
 615         /* Assume no if something weird is going on with PCI */
 616         if (!early_pci_allowed())
 617                 return false;
 618
 619         vendor = read_pci_config_16(0, 2, 0, PCI_VENDOR_ID);
 620         if (vendor != 0x8086)
 621                 return false;
 622
 623         devid = read_pci_config_16(0, 2, 0, PCI_DEVICE_ID);
 624         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(snb_ids); i++)
 625                 if (devid == snb_ids[i])
 626                         return true;
 627 #endif
 628
 629         return false;
 630 }
 631
 632 /*
 633  * Sandy Bridge graphics has trouble with certain ranges, exclude
 634  * them from allocation.
 635  */
 636 static void __init trim_snb_memory(void)
 637 {
 638         static const __initconst unsigned long bad_pages[] = {
 639                 0x20050000,
 640                 0x20110000,
 641                 0x20130000,
 642                 0x20138000,
 643                 0x40004000,
 644         };
 645         int i;
 646
 647         if (!snb_gfx_workaround_needed())
 648                 return;
 649
 650         printk(KERN_DEBUG "reserving inaccessible SNB gfx pages\n");
 651
 652         /*
 653          * Reserve all memory below the 1 MB mark that has not
 654          * already been reserved.
 655          */
 656         memblock_reserve(0, 1<<20);
 657
 658         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(bad_pages); i++) {
 659                 if (memblock_reserve(bad_pages[i], PAGE_SIZE))
 660                         printk(KERN_WARNING "failed to reserve 0x%08lx\n",
 661                                bad_pages[i]);
 662         }
 663 }
 664
 665 /*
 666  * Here we put platform-specific memory range workarounds, i.e.
 667  * memory known to be corrupt or otherwise in need to be reserved on
 668  * specific platforms.
 669  *
 670  * If this gets used more widely it could use a real dispatch mechanism.
 671  */
 672 static void __init trim_platform_memory_ranges(void)
 673 {
 674         trim_snb_memory();
 675 }
 676
 677 static void __init trim_bios_range(void)
 678 {
 679         /*
 680          * A special case is the first 4Kb of memory;
 681          * This is a BIOS owned area, not kernel ram, but generally
 682          * not listed as such in the E820 table.
 683          *
 684          * This typically reserves additional memory (64KiB by default)
 685          * since some BIOSes are known to corrupt low memory.  See the
 686          * Kconfig help text for X86_RESERVE_LOW.
 687          */
 688         e820__range_update(0, PAGE_SIZE, E820_TYPE_RAM, E820_TYPE_RESERVED);
 689
 690         /*
 691          * special case: Some BIOSes report the PC BIOS
 692          * area (640Kb -> 1Mb) as RAM even though it is not.
 693          * take them out.
 694          */
 695         e820__range_remove(BIOS_BEGIN, BIOS_END - BIOS_BEGIN, E820_TYPE_RAM, 1);
 696
 697         e820__update_table(e820_table);
 698 }
 699
 700 /* called before trim_bios_range() to spare extra sanitize */
 701 static void __init e820_add_kernel_range(void)
 702 {
 703         u64 start = __pa_symbol(_text);
 704         u64 size = __pa_symbol(_end) - start;
 705
 706         /*
 707          * Complain if .text .data and .bss are not marked as E820_TYPE_RAM and
 708          * attempt to fix it by adding the range. We may have a confused BIOS,
 709          * or the user may have used memmap=exactmap or memmap=xxM$yyM to
 710          * exclude kernel range. If we really are running on top non-RAM,
 711          * we will crash later anyways.
 712          */
 713         if (e820__mapped_all(start, start + size, E820_TYPE_RAM))
 714                 return;
 715
 716         pr_warn(".text .data .bss are not marked as E820_TYPE_RAM!\n");
 717         e820__range_remove(start, size, E820_TYPE_RAM, 0);
 718         e820__range_add(start, size, E820_TYPE_RAM);
 719 }
 720
 721 static unsigned reserve_low = CONFIG_X86_RESERVE_LOW << 10;
 722
 723 static int __init parse_reservelow(char *p)
 724 {
 725         unsigned long long size;
 726
 727         if (!p)
 728                 return -EINVAL;
 729
 730         size = memparse(p, &p);
 731
 732         if (size < 4096)
 733                 size = 4096;
 734
 735         if (size > 640*1024)
 736                 size = 640*1024;
 737
 738         reserve_low = size;
 739
 740         return 0;
 741 }
 742
 743 early_param("reservelow", parse_reservelow);
 744
 745 static void __init trim_low_memory_range(void)
 746 {
 747         memblock_reserve(0, ALIGN(reserve_low, PAGE_SIZE));
 748 }
 749
 750 /*
 751  * Dump out kernel offset information on panic.
 752  */
 753 static int
 754 dump_kernel_offset(struct notifier_block *self, unsigned long v, void *p)
 755 {
 756         if (kaslr_enabled()) {
 757                 pr_emerg("Kernel Offset: 0x%lx from 0x%lx (relocation range: 0x%lx-0x%lx)\n",
 758                          kaslr_offset(),
 759                          __START_KERNEL,
 760                          __START_KERNEL_map,
 761                          MODULES_VADDR-1);
 762         } else {
 763                 pr_emerg("Kernel Offset: disabled\n");
 764         }
 765
 766         return 0;
 767 }
 768
 769 /*
 770  * Determine if we were loaded by an EFI loader.  If so, then we have also been
 771  * passed the efi memmap, systab, etc., so we should use these data structures
 772  * for initialization.  Note, the efi init code path is determined by the
 773  * global efi_enabled. This allows the same kernel image to be used on existing
 774  * systems (with a traditional BIOS) as well as on EFI systems.
 775  */
 776 /*
 777  * setup_arch - architecture-specific boot-time initializations
 778  *
 779  * Note: On x86_64, fixmaps are ready for use even before this is called.
 780  */
 781
 782 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
 783 {
 784         /*
 785          * Reserve the memory occupied by the kernel between _text and
 786          * __end_of_kernel_reserve symbols. Any kernel sections after the
 787          * __end_of_kernel_reserve symbol must be explicitly reserved with a
 788          * separate memblock_reserve() or they will be discarded.
 789          */
 790         memblock_reserve(__pa_symbol(_text),
 791                          (unsigned long)__end_of_kernel_reserve - (unsigned long)_text);
 792
 793         /*
 794          * Make sure page 0 is always reserved because on systems with
 795          * L1TF its contents can be leaked to user processes.
 796          */
 797         memblock_reserve(0, PAGE_SIZE);
 798
 799         early_reserve_initrd();
 800
 801         /*
 802          * At this point everything still needed from the boot loader
 803          * or BIOS or kernel text should be early reserved or marked not
 804          * RAM in e820. All other memory is free game.
 805          */
 806
 807 #ifdef CONFIG_X86_32
 808         memcpy(&boot_cpu_data, &new_cpu_data, sizeof(new_cpu_data));
 809
 810         /*
 811          * copy kernel address range established so far and switch
 812          * to the proper swapper page table
 813          */
 814         clone_pgd_range(swapper_pg_dir     + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
 815                         initial_page_table + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
 816                         KERNEL_PGD_PTRS);
 817
 818         load_cr3(swapper_pg_dir);
 819         /*
 820          * Note: Quark X1000 CPUs advertise PGE incorrectly and require
 821          * a cr3 based tlb flush, so the following __flush_tlb_all()
 822          * will not flush anything because the CPU quirk which clears
 823          * X86_FEATURE_PGE has not been invoked yet. Though due to the
 824          * load_cr3() above the TLB has been flushed already. The
 825          * quirk is invoked before subsequent calls to __flush_tlb_all()
 826          * so proper operation is guaranteed.
 827          */
 828         __flush_tlb_all();
 829 #else
 830         printk(KERN_INFO "Command line: %s\n", boot_command_line);
 831         boot_cpu_data.x86_phys_bits = MAX_PHYSMEM_BITS;
 832 #endif
 833
 834         /*
 835          * If we have OLPC OFW, we might end up relocating the fixmap due to
 836          * reserve_top(), so do this before touching the ioremap area.
 837          */
 838         olpc_ofw_detect();
 839
 840         idt_setup_early_traps();
 841         early_cpu_init();
 842         arch_init_ideal_nops();
 843         jump_label_init();
 844         early_ioremap_init();
 845
 846         setup_olpc_ofw_pgd();
 847
 848         ROOT_DEV = old_decode_dev(boot_params.hdr.root_dev);
 849         screen_info = boot_params.screen_info;
 850         edid_info = boot_params.edid_info;
 851 #ifdef CONFIG_X86_32
 852         apm_info.bios = boot_params.apm_bios_info;
 853         ist_info = boot_params.ist_info;
 854 #endif
 855         saved_video_mode = boot_params.hdr.vid_mode;
 856         bootloader_type = boot_params.hdr.type_of_loader;
 857         if ((bootloader_type >> 4) == 0xe) {
 858                 bootloader_type &= 0xf;
 859                 bootloader_type |= (boot_params.hdr.ext_loader_type+0x10) << 4;
 860         }
 861         bootloader_version  = bootloader_type & 0xf;
 862         bootloader_version |= boot_params.hdr.ext_loader_ver << 4;
 863
 864 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_RAM
 865         rd_image_start = boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_IMAGE_START_MASK;
 866         rd_prompt = ((boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_PROMPT_FLAG) != 0);
 867         rd_doload = ((boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_LOAD_FLAG) != 0);
 868 #endif
 869 #ifdef CONFIG_EFI
 870         if (!strncmp((char *)&boot_params.efi_info.efi_loader_signature,
 871                      EFI32_LOADER_SIGNATURE, 4)) {
 872                 set_bit(EFI_BOOT, &efi.flags);
 873         } else if (!strncmp((char *)&boot_params.efi_info.efi_loader_signature,
 874                      EFI64_LOADER_SIGNATURE, 4)) {
 875                 set_bit(EFI_BOOT, &efi.flags);
 876                 set_bit(EFI_64BIT, &efi.flags);
 877         }
 878 #endif
 879
 880         x86_init.oem.arch_setup();
 881
 882         iomem_resource.end = (1ULL << boot_cpu_data.x86_phys_bits) - 1;
 883         e820__memory_setup();
 884         parse_setup_data();
 885
 886         copy_edd();
 887
 888         if (!boot_params.hdr.root_flags)
 889                 root_mountflags &= ~MS_RDONLY;
 890         init_mm.start_code = (unsigned long) _text;
 891         init_mm.end_code = (unsigned long) _etext;
 892         init_mm.end_data = (unsigned long) _edata;
 893         init_mm.brk = _brk_end;
 894
 895         code_resource.start = __pa_symbol(_text);
 896         code_resource.end = __pa_symbol(_etext)-1;
 897         rodata_resource.start = __pa_symbol(__start_rodata);
 898         rodata_resource.end = __pa_symbol(__end_rodata)-1;
 899         data_resource.start = __pa_symbol(_sdata);
 900         data_resource.end = __pa_symbol(_edata)-1;
 901         bss_resource.start = __pa_symbol(__bss_start);
 902         bss_resource.end = __pa_symbol(__bss_stop)-1;
 903
 904 #ifdef CONFIG_CMDLINE_BOOL
 905 #ifdef CONFIG_CMDLINE_OVERRIDE
 906         strlcpy(boot_command_line, builtin_cmdline, COMMAND_LINE_SIZE);
 907 #else
 908         if (builtin_cmdline[0]) {
 909                 /* append boot loader cmdline to builtin */
 910                 strlcat(builtin_cmdline, " ", COMMAND_LINE_SIZE);
 911                 strlcat(builtin_cmdline, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 912                 strlcpy(boot_command_line, builtin_cmdline, COMMAND_LINE_SIZE);
 913         }
 914 #endif
 915 #endif
 916
 917         strlcpy(command_line, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 918         *cmdline_p = command_line;
 919
 920         /*
 921          * x86_configure_nx() is called before parse_early_param() to detect
 922          * whether hardware doesn't support NX (so that the early EHCI debug
 923          * console setup can safely call set_fixmap()). It may then be called
 924          * again from within noexec_setup() during parsing early parameters
 925          * to honor the respective command line option.
 926          */
 927         x86_configure_nx();
 928
 929         parse_early_param();
 930
 931         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
 932                 efi_memblock_x86_reserve_range();
 933 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
 934         /*
 935          * Memory used by the kernel cannot be hot-removed because Linux
 936          * cannot migrate the kernel pages. When memory hotplug is
 937          * enabled, we should prevent memblock from allocating memory
 938          * for the kernel.
 939          *
 940          * ACPI SRAT records all hotpluggable memory ranges. But before
 941          * SRAT is parsed, we don't know about it.
 942          *
 943          * The kernel image is loaded into memory at very early time. We
 944          * cannot prevent this anyway. So on NUMA system, we set any
 945          * node the kernel resides in as un-hotpluggable.
 946          *
 947          * Since on modern servers, one node could have double-digit
 948          * gigabytes memory, we can assume the memory around the kernel
 949          * image is also un-hotpluggable. So before SRAT is parsed, just
 950          * allocate memory near the kernel image to try the best to keep
 951          * the kernel away from hotpluggable memory.
 952          */
 953         if (movable_node_is_enabled())
 954                 memblock_set_bottom_up(true);
 955 #endif
 956
 957         x86_report_nx();
 958
 959         /* after early param, so could get panic from serial */
 960         memblock_x86_reserve_range_setup_data();
 961
 962         if (acpi_mps_check()) {
 963 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 964                 disable_apic = 1;
 965 #endif
 966                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_APIC);
 967         }
 968
 969         e820__reserve_setup_data();
 970         e820__finish_early_params();
 971
 972         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
 973                 efi_init();
 974
 975         dmi_setup();
 976
 977         /*
 978          * VMware detection requires dmi to be available, so this
 979          * needs to be done after dmi_setup(), for the boot CPU.
 980          */
 981         init_hypervisor_platform();
 982
 983         tsc_early_init();
 984         x86_init.resources.probe_roms();
 985
 986         /* after parse_early_param, so could debug it */
 987         insert_resource(&iomem_resource, &code_resource);
 988         insert_resource(&iomem_resource, &rodata_resource);
 989         insert_resource(&iomem_resource, &data_resource);
 990         insert_resource(&iomem_resource, &bss_resource);
 991
 992         e820_add_kernel_range();
 993         trim_bios_range();
 994 #ifdef CONFIG_X86_32
 995         if (ppro_with_ram_bug()) {
 996                 e820__range_update(0x70000000ULL, 0x40000ULL, E820_TYPE_RAM,
 997                                   E820_TYPE_RESERVED);
 998                 e820__update_table(e820_table);
 999                 printk(KERN_INFO "fixed physical RAM map:\n");
1000                 e820__print_table("bad_ppro");
1001         }
1002 #else
1003         early_gart_iommu_check();
1004 #endif
1005
1006         /*
1007          * partially used pages are not usable - thus
1008          * we are rounding upwards:
1009          */
1010         max_pfn = e820__end_of_ram_pfn();
1011
1012         /* update e820 for memory not covered by WB MTRRs */
1013         mtrr_bp_init();
1014         if (mtrr_trim_uncached_memory(max_pfn))
1015                 max_pfn = e820__end_of_ram_pfn();
1016
1017         max_possible_pfn = max_pfn;
1018
1019         /*
1020          * This call is required when the CPU does not support PAT. If
1021          * mtrr_bp_init() invoked it already via pat_init() the call has no
1022          * effect.
1023          */
1024         init_cache_modes();
1025
1026         /*
1027          * Define random base addresses for memory sections after max_pfn is
1028          * defined and before each memory section base is used.
1029          */
1030         kernel_randomize_memory();
1031
1032 #ifdef CONFIG_X86_32
1033         /* max_low_pfn get updated here */
1034         find_low_pfn_range();
1035 #else
1036         check_x2apic();
1037
1038         /* How many end-of-memory variables you have, grandma! */
1039         /* need this before calling reserve_initrd */
1040         if (max_pfn > (1UL<<(32 - PAGE_SHIFT)))
1041                 max_low_pfn = e820__end_of_low_ram_pfn();
1042         else
1043                 max_low_pfn = max_pfn;
1044
1045         high_memory = (void *)__va(max_pfn * PAGE_SIZE - 1) + 1;
1046 #endif
1047
1048         /*
1049          * Find and reserve possible boot-time SMP configuration:
1050          */
1051         find_smp_config();
1052
1053         reserve_ibft_region();
1054
1055         early_alloc_pgt_buf();
1056
1057         /*
1058          * Need to conclude brk, before e820__memblock_setup()
1059          *  it could use memblock_find_in_range, could overlap with
1060          *  brk area.
1061          */
1062         reserve_brk();
1063
1064         cleanup_highmap();
1065
1066         memblock_set_current_limit(ISA_END_ADDRESS);
1067         e820__memblock_setup();
1068
1069         reserve_bios_regions();
1070
1071         efi_fake_memmap();
1072         efi_find_mirror();
1073         efi_esrt_init();
1074
1075         /*
1076          * The EFI specification says that boot service code won't be
1077          * called after ExitBootServices(). This is, in fact, a lie.
1078          */
1079         efi_reserve_boot_services();
1080
1081         /* preallocate 4k for mptable mpc */
1082         e820__memblock_alloc_reserved_mpc_new();
1083
1084 #ifdef CONFIG_X86_CHECK_BIOS_CORRUPTION
1085         setup_bios_corruption_check();
1086 #endif
1087
1088 #ifdef CONFIG_X86_32
1089         printk(KERN_DEBUG "initial memory mapped: [mem 0x00000000-%#010lx]\n",
1090                         (max_pfn_mapped<<PAGE_SHIFT) - 1);
1091 #endif
1092
1093         reserve_real_mode();
1094
1095         trim_platform_memory_ranges();
1096         trim_low_memory_range();
1097
1098         init_mem_mapping();
1099
1100         idt_setup_early_pf();
1101
1102         /*
1103          * Update mmu_cr4_features (and, indirectly, trampoline_cr4_features)
1104          * with the current CR4 value.  This may not be necessary, but
1105          * auditing all the early-boot CR4 manipulation would be needed to
1106          * rule it out.
1107          *
1108          * Mask off features that don't work outside long mode (just
1109          * PCIDE for now).
1110          */
1111         mmu_cr4_features = __read_cr4() & ~X86_CR4_PCIDE;
1112
1113         memblock_set_current_limit(get_max_mapped());
1114
1115         /*
1116          * NOTE: On x86-32, only from this point on, fixmaps are ready for use.
1117          */
1118
1119 #ifdef CONFIG_PROVIDE_OHCI1394_DMA_INIT
1120         if (init_ohci1394_dma_early)
1121                 init_ohci1394_dma_on_all_controllers();
1122 #endif
1123         /* Allocate bigger log buffer */
1124         setup_log_buf(1);
1125
1126         if (efi_enabled(EFI_BOOT)) {
1127                 switch (boot_params.secure_boot) {
1128                 case efi_secureboot_mode_disabled:
1129                         pr_info("Secure boot disabled\n");
1130                         break;
1131                 case efi_secureboot_mode_enabled:
1132                         pr_info("Secure boot enabled\n");
1133                         break;
1134                 default:
1135                         pr_info("Secure boot could not be determined\n");
1136                         break;
1137                 }
1138         }
1139
1140         reserve_initrd();
1141
1142         acpi_table_upgrade();
1143
1144         vsmp_init();
1145
1146         io_delay_init();
1147
1148         early_platform_quirks();
1149
1150         /*
1151          * Parse the ACPI tables for possible boot-time SMP configuration.
1152          */
1153         acpi_boot_table_init();
1154
1155         early_acpi_boot_init();
1156
1157         initmem_init();
1158         dma_contiguous_reserve(max_pfn_mapped << PAGE_SHIFT);
1159
1160         /*
1161          * Reserve memory for crash kernel after SRAT is parsed so that it
1162          * won't consume hotpluggable memory.
1163          */
1164         reserve_crashkernel();
1165
1166         memblock_find_dma_reserve();
1167
1168         if (!early_xdbc_setup_hardware())
1169                 early_xdbc_register_console();
1170
1171         x86_init.paging.pagetable_init();
1172
1173         kasan_init();
1174
1175         /*
1176          * Sync back kernel address range.
1177          *
1178          * FIXME: Can the later sync in setup_cpu_entry_areas() replace
1179          * this call?
1180          */
1181         sync_initial_page_table();
1182
1183         tboot_probe();
1184
1185         map_vsyscall();
1186
1187         generic_apic_probe();
1188
1189         early_quirks();
1190
1191         /*
1192          * Read APIC and some other early information from ACPI tables.
1193          */
1194         acpi_boot_init();
1195         sfi_init();
1196         x86_dtb_init();
1197
1198         /*
1199          * get boot-time SMP configuration:
1200          */
1201         get_smp_config();
1202
1203         /*
1204          * Systems w/o ACPI and mptables might not have it mapped the local
1205          * APIC yet, but prefill_possible_map() might need to access it.
1206          */
1207         init_apic_mappings();
1208
1209         prefill_possible_map();
1210
1211         init_cpu_to_node();
1212
1213         io_apic_init_mappings();
1214
1215         x86_init.hyper.guest_late_init();
1216
1217         e820__reserve_resources();
1218         e820__register_nosave_regions(max_pfn);
1219
1220         x86_init.resources.reserve_resources();
1221
1222         e820__setup_pci_gap();
1223
1224 #ifdef CONFIG_VT
1225 #if defined(CONFIG_VGA_CONSOLE)
1226         if (!efi_enabled(EFI_BOOT) || (efi_mem_type(0xa0000) != EFI_CONVENTIONAL_MEMORY))
1227                 conswitchp = &vga_con;
1228 #endif
1229 #endif
1230         x86_init.oem.banner();
1231
1232         x86_init.timers.wallclock_init();
1233
1234         mcheck_init();
1235
1236         register_refined_jiffies(CLOCK_TICK_RATE);
1237
1238 #ifdef CONFIG_EFI
1239         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
1240                 efi_apply_memmap_quirks();
1241 #endif
1242
1243         unwind_init();
1244 }
1245
1246 #ifdef CONFIG_X86_32
1247
1248 static struct resource video_ram_resource = {
1249         .name   = "Video RAM area",
1250         .start  = 0xa0000,
1251         .end    = 0xbffff,
1252         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_MEM
1253 };
1254
1255 void __init i386_reserve_resources(void)
1256 {
1257         request_resource(&iomem_resource, &video_ram_resource);
1258         reserve_standard_io_resources();
1259 }
1260
1261 #endif /* CONFIG_X86_32 */
1262
1263 static struct notifier_block kernel_offset_notifier = {
1264         .notifier_call = dump_kernel_offset
1265 };
1266
1267 static int __init register_kernel_offset_dumper(void)
1268 {
1269         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list,
1270                                         &kernel_offset_notifier);
1271         return 0;
1272 }
1273 __initcall(register_kernel_offset_dumper);