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 <[email protected]>, July-August 1999
   8  *
   9  *  Added E820 sanitization routine (removes overlapping memory regions);
  10  *  Brian Moyle <[email protected]>, February 2001
  11  *
  12  * Moved CPU detection code to cpu/${cpu}.c
  13  *    Patrick Mochel <[email protected]>, March 2002
  14  *
  15  *  Provisions for empty E820 memory regions (reported by certain BIOSes).
  16  *  Alex Achenbach <[email protected]>, 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/memblock.h>
  34 #include <linux/seq_file.h>
  35 #include <linux/console.h>
  36 #include <linux/root_dev.h>
  37 #include <linux/highmem.h>
  38 #include <linux/export.h>
  39 #include <linux/efi.h>
  40 #include <linux/init.h>
  41 #include <linux/edd.h>
  42 #include <linux/iscsi_ibft.h>
  43 #include <linux/nodemask.h>
  44 #include <linux/kexec.h>
  45 #include <linux/dmi.h>
  46 #include <linux/pfn.h>
  47 #include <linux/pci.h>
  48 #include <asm/pci-direct.h>
  49 #include <linux/init_ohci1394_dma.h>
  50 #include <linux/kvm_para.h>
  51 #include <linux/dma-contiguous.h>
  52 #include <xen/xen.h>
  53
  54 #include <linux/errno.h>
  55 #include <linux/kernel.h>
  56 #include <linux/stddef.h>
  57 #include <linux/unistd.h>
  58 #include <linux/ptrace.h>
  59 #include <linux/user.h>
  60 #include <linux/delay.h>
  61
  62 #include <linux/kallsyms.h>
  63 #include <linux/cpufreq.h>
  64 #include <linux/dma-mapping.h>
  65 #include <linux/ctype.h>
  66 #include <linux/uaccess.h>
  67
  68 #include <linux/percpu.h>
  69 #include <linux/crash_dump.h>
  70 #include <linux/tboot.h>
  71 #include <linux/jiffies.h>
  72 #include <linux/mem_encrypt.h>
  73
  74 #include <linux/usb/xhci-dbgp.h>
  75 #include <video/edid.h>
  76
  77 #include <asm/mtrr.h>
  78 #include <asm/apic.h>
  79 #include <asm/realmode.h>
  80 #include <asm/e820/api.h>
  81 #include <asm/mpspec.h>
  82 #include <asm/setup.h>
  83 #include <asm/efi.h>
  84 #include <asm/timer.h>
  85 #include <asm/i8259.h>
  86 #include <asm/sections.h>
  87 #include <asm/io_apic.h>
  88 #include <asm/ist.h>
  89 #include <asm/setup_arch.h>
  90 #include <asm/bios_ebda.h>
  91 #include <asm/cacheflush.h>
  92 #include <asm/processor.h>
  93 #include <asm/bugs.h>
  94 #include <asm/kasan.h>
  95
  96 #include <asm/vsyscall.h>
  97 #include <asm/cpu.h>
  98 #include <asm/desc.h>
  99 #include <asm/dma.h>
 100 #include <asm/iommu.h>
 101 #include <asm/gart.h>
 102 #include <asm/mmu_context.h>
 103 #include <asm/proto.h>
 104
 105 #include <asm/paravirt.h>
 106 #include <asm/hypervisor.h>
 107 #include <asm/olpc_ofw.h>
 108
 109 #include <asm/percpu.h>
 110 #include <asm/topology.h>
 111 #include <asm/apicdef.h>
 112 #include <asm/amd_nb.h>
 113 #include <asm/mce.h>
 114 #include <asm/alternative.h>
 115 #include <asm/prom.h>
 116 #include <asm/microcode.h>
 117 #include <asm/kaslr.h>
 118 #include <asm/unwind.h>
 119
 120 /*
 121  * max_low_pfn_mapped: highest direct mapped pfn under 4GB
 122  * max_pfn_mapped:     highest direct mapped pfn over 4GB
 123  *
 124  * The direct mapping only covers E820_TYPE_RAM regions, so the ranges and gaps are
 125  * represented by pfn_mapped
 126  */
 127 unsigned long max_low_pfn_mapped;
 128 unsigned long max_pfn_mapped;
 129
 130 #ifdef CONFIG_DMI
 131 RESERVE_BRK(dmi_alloc, 65536);
 132 #endif
 133
 134
 135 static __initdata unsigned long _brk_start = (unsigned long)__brk_base;
 136 unsigned long _brk_end = (unsigned long)__brk_base;
 137
 138 struct boot_params boot_params;
 139
 140 /*
 141  * Machine setup..
 142  */
 143 static struct resource data_resource = {
 144         .name   = "Kernel data",
 145         .start  = 0,
 146         .end    = 0,
 147         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
 148 };
 149
 150 static struct resource code_resource = {
 151         .name   = "Kernel code",
 152         .start  = 0,
 153         .end    = 0,
 154         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
 155 };
 156
 157 static struct resource bss_resource = {
 158         .name   = "Kernel bss",
 159         .start  = 0,
 160         .end    = 0,
 161         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
 162 };
 163
 164
 165 #ifdef CONFIG_X86_32
 166 /* cpu data as detected by the assembly code in head_32.S */
 167 struct cpuinfo_x86 new_cpu_data;
 168
 169 /* common cpu data for all cpus */
 170 struct cpuinfo_x86 boot_cpu_data __read_mostly;
 171 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_data);
 172
 173 unsigned int def_to_bigsmp;
 174
 175 /* for MCA, but anyone else can use it if they want */
 176 unsigned int machine_id;
 177 unsigned int machine_submodel_id;
 178 unsigned int BIOS_revision;
 179
 180 struct apm_info apm_info;
 181 EXPORT_SYMBOL(apm_info);
 182
 183 #if defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI) || \
 184         defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI_MODULE)
 185 struct ist_info ist_info;
 186 EXPORT_SYMBOL(ist_info);
 187 #else
 188 struct ist_info ist_info;
 189 #endif
 190
 191 #else
 192 struct cpuinfo_x86 boot_cpu_data __read_mostly;
 193 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_data);
 194 #endif
 195
 196
 197 #if !defined(CONFIG_X86_PAE) || defined(CONFIG_X86_64)
 198 __visible unsigned long mmu_cr4_features __ro_after_init;
 199 #else
 200 __visible unsigned long mmu_cr4_features __ro_after_init = X86_CR4_PAE;
 201 #endif
 202
 203 /* Boot loader ID and version as integers, for the benefit of proc_dointvec */
 204 int bootloader_type, bootloader_version;
 205
 206 /*
 207  * Setup options
 208  */
 209 struct screen_info screen_info;
 210 EXPORT_SYMBOL(screen_info);
 211 struct edid_info edid_info;
 212 EXPORT_SYMBOL_GPL(edid_info);
 213
 214 extern int root_mountflags;
 215
 216 unsigned long saved_video_mode;
 217
 218 #define RAMDISK_IMAGE_START_MASK        0x07FF
 219 #define RAMDISK_PROMPT_FLAG             0x8000
 220 #define RAMDISK_LOAD_FLAG               0x4000
 221
 222 static char __initdata command_line[COMMAND_LINE_SIZE];
 223 #ifdef CONFIG_CMDLINE_BOOL
 224 static char __initdata builtin_cmdline[COMMAND_LINE_SIZE] = CONFIG_CMDLINE;
 225 #endif
 226
 227 #if defined(CONFIG_EDD) || defined(CONFIG_EDD_MODULE)
 228 struct edd edd;
 229 #ifdef CONFIG_EDD_MODULE
 230 EXPORT_SYMBOL(edd);
 231 #endif
 232 /**
 233  * copy_edd() - Copy the BIOS EDD information
 234  *              from boot_params into a safe place.
 235  *
 236  */
 237 static inline void __init copy_edd(void)
 238 {
 239      memcpy(edd.mbr_signature, boot_params.edd_mbr_sig_buffer,
 240             sizeof(edd.mbr_signature));
 241      memcpy(edd.edd_info, boot_params.eddbuf, sizeof(edd.edd_info));
 242      edd.mbr_signature_nr = boot_params.edd_mbr_sig_buf_entries;
 243      edd.edd_info_nr = boot_params.eddbuf_entries;
 244 }
 245 #else
 246 static inline void __init copy_edd(void)
 247 {
 248 }
 249 #endif
 250
 251 void * __init extend_brk(size_t size, size_t align)
 252 {
 253         size_t mask = align - 1;
 254         void *ret;
 255
 256         BUG_ON(_brk_start == 0);
 257         BUG_ON(align & mask);
 258
 259         _brk_end = (_brk_end + mask) & ~mask;
 260         BUG_ON((char *)(_brk_end + size) > __brk_limit);
 261
 262         ret = (void *)_brk_end;
 263         _brk_end += size;
 264
 265         memset(ret, 0, size);
 266
 267         return ret;
 268 }
 269
 270 #ifdef CONFIG_X86_32
 271 static void __init cleanup_highmap(void)
 272 {
 273 }
 274 #endif
 275
 276 static void __init reserve_brk(void)
 277 {
 278         if (_brk_end > _brk_start)
 279                 memblock_reserve(__pa_symbol(_brk_start),
 280                                  _brk_end - _brk_start);
 281
 282         /* Mark brk area as locked down and no longer taking any
 283            new allocations */
 284         _brk_start = 0;
 285 }
 286
 287 u64 relocated_ramdisk;
 288
 289 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 290
 291 static u64 __init get_ramdisk_image(void)
 292 {
 293         u64 ramdisk_image = boot_params.hdr.ramdisk_image;
 294
 295         ramdisk_image |= (u64)boot_params.ext_ramdisk_image << 32;
 296
 297         return ramdisk_image;
 298 }
 299 static u64 __init get_ramdisk_size(void)
 300 {
 301         u64 ramdisk_size = boot_params.hdr.ramdisk_size;
 302
 303         ramdisk_size |= (u64)boot_params.ext_ramdisk_size << 32;
 304
 305         return ramdisk_size;
 306 }
 307
 308 static void __init relocate_initrd(void)
 309 {
 310         /* Assume only end is not page aligned */
 311         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 312         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 313         u64 area_size     = PAGE_ALIGN(ramdisk_size);
 314
 315         /* We need to move the initrd down into directly mapped mem */
 316         relocated_ramdisk = memblock_find_in_range(0, PFN_PHYS(max_pfn_mapped),
 317                                                    area_size, PAGE_SIZE);
 318
 319         if (!relocated_ramdisk)
 320                 panic("Cannot find place for new RAMDISK of size %lld\n",
 321                       ramdisk_size);
 322
 323         /* Note: this includes all the mem currently occupied by
 324            the initrd, we rely on that fact to keep the data intact. */
 325         memblock_reserve(relocated_ramdisk, area_size);
 326         initrd_start = relocated_ramdisk + PAGE_OFFSET;
 327         initrd_end   = initrd_start + ramdisk_size;
 328         printk(KERN_INFO "Allocated new RAMDISK: [mem %#010llx-%#010llx]\n",
 329                relocated_ramdisk, relocated_ramdisk + ramdisk_size - 1);
 330
 331         copy_from_early_mem((void *)initrd_start, ramdisk_image, ramdisk_size);
 332
 333         printk(KERN_INFO "Move RAMDISK from [mem %#010llx-%#010llx] to"
 334                 " [mem %#010llx-%#010llx]\n",
 335                 ramdisk_image, ramdisk_image + ramdisk_size - 1,
 336                 relocated_ramdisk, relocated_ramdisk + ramdisk_size - 1);
 337 }
 338
 339 static void __init early_reserve_initrd(void)
 340 {
 341         /* Assume only end is not page aligned */
 342         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 343         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 344         u64 ramdisk_end   = PAGE_ALIGN(ramdisk_image + ramdisk_size);
 345
 346         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
 347             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
 348                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
 349
 350         memblock_reserve(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
 351 }
 352 static void __init reserve_initrd(void)
 353 {
 354         /* Assume only end is not page aligned */
 355         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 356         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 357         u64 ramdisk_end   = PAGE_ALIGN(ramdisk_image + ramdisk_size);
 358         u64 mapped_size;
 359
 360         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
 361             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
 362                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
 363
 364         initrd_start = 0;
 365
 366         mapped_size = memblock_mem_size(max_pfn_mapped);
 367         if (ramdisk_size >= (mapped_size>>1))
 368                 panic("initrd too large to handle, "
 369                        "disabling initrd (%lld needed, %lld available)\n",
 370                        ramdisk_size, mapped_size>>1);
 371
 372         printk(KERN_INFO "RAMDISK: [mem %#010llx-%#010llx]\n", ramdisk_image,
 373                         ramdisk_end - 1);
 374
 375         if (pfn_range_is_mapped(PFN_DOWN(ramdisk_image),
 376                                 PFN_DOWN(ramdisk_end))) {
 377                 /* All are mapped, easy case */
 378                 initrd_start = ramdisk_image + PAGE_OFFSET;
 379                 initrd_end = initrd_start + ramdisk_size;
 380                 return;
 381         }
 382
 383         relocate_initrd();
 384
 385         memblock_free(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
 386 }
 387
 388 #else
 389 static void __init early_reserve_initrd(void)
 390 {
 391 }
 392 static void __init reserve_initrd(void)
 393 {
 394 }
 395 #endif /* CONFIG_BLK_DEV_INITRD */
 396
 397 static void __init parse_setup_data(void)
 398 {
 399         struct setup_data *data;
 400         u64 pa_data, pa_next;
 401
 402         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 403         while (pa_data) {
 404                 u32 data_len, data_type;
 405
 406                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 407                 data_len = data->len + sizeof(struct setup_data);
 408                 data_type = data->type;
 409                 pa_next = data->next;
 410                 early_memunmap(data, sizeof(*data));
 411
 412                 switch (data_type) {
 413                 case SETUP_E820_EXT:
 414                         e820__memory_setup_extended(pa_data, data_len);
 415                         break;
 416                 case SETUP_DTB:
 417                         add_dtb(pa_data);
 418                         break;
 419                 case SETUP_EFI:
 420                         parse_efi_setup(pa_data, data_len);
 421                         break;
 422                 default:
 423                         break;
 424                 }
 425                 pa_data = pa_next;
 426         }
 427 }
 428
 429 static void __init memblock_x86_reserve_range_setup_data(void)
 430 {
 431         struct setup_data *data;
 432         u64 pa_data;
 433
 434         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 435         while (pa_data) {
 436                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 437                 memblock_reserve(pa_data, sizeof(*data) + data->len);
 438                 pa_data = data->next;
 439                 early_memunmap(data, sizeof(*data));
 440         }
 441 }
 442
 443 /*
 444  * --------- Crashkernel reservation ------------------------------
 445  */
 446
 447 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
 448
 449 /* 16M alignment for crash kernel regions */
 450 #define CRASH_ALIGN             (16 << 20)
 451
 452 /*
 453  * Keep the crash kernel below this limit.  On 32 bits earlier kernels
 454  * would limit the kernel to the low 512 MiB due to mapping restrictions.
 455  * On 64bit, old kexec-tools need to under 896MiB.
 456  */
 457 #ifdef CONFIG_X86_32
 458 # define CRASH_ADDR_LOW_MAX     (512 << 20)
 459 # define CRASH_ADDR_HIGH_MAX    (512 << 20)
 460 #else
 461 # define CRASH_ADDR_LOW_MAX     (896UL << 20)
 462 # define CRASH_ADDR_HIGH_MAX    MAXMEM
 463 #endif
 464
 465 static int __init reserve_crashkernel_low(void)
 466 {
 467 #ifdef CONFIG_X86_64
 468         unsigned long long base, low_base = 0, low_size = 0;
 469         unsigned long total_low_mem;
 470         int ret;
 471
 472         total_low_mem = memblock_mem_size(1UL << (32 - PAGE_SHIFT));
 473
 474         /* crashkernel=Y,low */
 475         ret = parse_crashkernel_low(boot_command_line, total_low_mem, &low_size, &base);
 476         if (ret) {
 477                 /*
 478                  * two parts from lib/swiotlb.c:
 479                  * -swiotlb size: user-specified with swiotlb= or default.
 480                  *
 481                  * -swiotlb overflow buffer: now hardcoded to 32k. We round it
 482                  * to 8M for other buffers that may need to stay low too. Also
 483                  * make sure we allocate enough extra low memory so that we
 484                  * don't run out of DMA buffers for 32-bit devices.
 485                  */
 486                 low_size = max(swiotlb_size_or_default() + (8UL << 20), 256UL << 20);
 487         } else {
 488                 /* passed with crashkernel=0,low ? */
 489                 if (!low_size)
 490                         return 0;
 491         }
 492
 493         low_base = memblock_find_in_range(0, 1ULL << 32, low_size, CRASH_ALIGN);
 494         if (!low_base) {
 495                 pr_err("Cannot reserve %ldMB crashkernel low memory, please try smaller size.\n",
 496                        (unsigned long)(low_size >> 20));
 497                 return -ENOMEM;
 498         }
 499
 500         ret = memblock_reserve(low_base, low_size);
 501         if (ret) {
 502                 pr_err("%s: Error reserving crashkernel low memblock.\n", __func__);
 503                 return ret;
 504         }
 505
 506         pr_info("Reserving %ldMB of low memory at %ldMB for crashkernel (System low RAM: %ldMB)\n",
 507                 (unsigned long)(low_size >> 20),
 508                 (unsigned long)(low_base >> 20),
 509                 (unsigned long)(total_low_mem >> 20));
 510
 511         crashk_low_res.start = low_base;
 512         crashk_low_res.end   = low_base + low_size - 1;
 513         insert_resource(&iomem_resource, &crashk_low_res);
 514 #endif
 515         return 0;
 516 }
 517
 518 static void __init reserve_crashkernel(void)
 519 {
 520         unsigned long long crash_size, crash_base, total_mem;
 521         bool high = false;
 522         int ret;
 523
 524         total_mem = memblock_phys_mem_size();
 525
 526         /* crashkernel=XM */
 527         ret = parse_crashkernel(boot_command_line, total_mem, &crash_size, &crash_base);
 528         if (ret != 0 || crash_size <= 0) {
 529                 /* crashkernel=X,high */
 530                 ret = parse_crashkernel_high(boot_command_line, total_mem,
 531                                              &crash_size, &crash_base);
 532                 if (ret != 0 || crash_size <= 0)
 533                         return;
 534                 high = true;
 535         }
 536
 537         if (xen_pv_domain()) {
 538                 pr_info("Ignoring crashkernel for a Xen PV domain\n");
 539                 return;
 540         }
 541
 542         /* 0 means: find the address automatically */
 543         if (crash_base <= 0) {
 544                 /*
 545                  * Set CRASH_ADDR_LOW_MAX upper bound for crash memory,
 546                  * as old kexec-tools loads bzImage below that, unless
 547                  * "crashkernel=size[KMG],high" is specified.
 548                  */
 549                 crash_base = memblock_find_in_range(CRASH_ALIGN,
 550                                                     high ? CRASH_ADDR_HIGH_MAX
 551                                                          : CRASH_ADDR_LOW_MAX,
 552                                                     crash_size, CRASH_ALIGN);
 553                 if (!crash_base) {
 554                         pr_info("crashkernel reservation failed - No suitable area found.\n");
 555                         return;
 556                 }
 557
 558         } else {
 559                 unsigned long long start;
 560
 561                 start = memblock_find_in_range(crash_base,
 562                                                crash_base + crash_size,
 563                                                crash_size, 1 << 20);
 564                 if (start != crash_base) {
 565                         pr_info("crashkernel reservation failed - memory is in use.\n");
 566                         return;
 567                 }
 568         }
 569         ret = memblock_reserve(crash_base, crash_size);
 570         if (ret) {
 571                 pr_err("%s: Error reserving crashkernel memblock.\n", __func__);
 572                 return;
 573         }
 574
 575         if (crash_base >= (1ULL << 32) && reserve_crashkernel_low()) {
 576                 memblock_free(crash_base, crash_size);
 577                 return;
 578         }
 579
 580         pr_info("Reserving %ldMB of memory at %ldMB for crashkernel (System RAM: %ldMB)\n",
 581                 (unsigned long)(crash_size >> 20),
 582                 (unsigned long)(crash_base >> 20),
 583                 (unsigned long)(total_mem >> 20));
 584
 585         crashk_res.start = crash_base;
 586         crashk_res.end   = crash_base + crash_size - 1;
 587         insert_resource(&iomem_resource, &crashk_res);
 588 }
 589 #else
 590 static void __init reserve_crashkernel(void)
 591 {
 592 }
 593 #endif
 594
 595 static struct resource standard_io_resources[] = {
 596         { .name = "dma1", .start = 0x00, .end = 0x1f,
 597                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 598         { .name = "pic1", .start = 0x20, .end = 0x21,
 599                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 600         { .name = "timer0", .start = 0x40, .end = 0x43,
 601                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 602         { .name = "timer1", .start = 0x50, .end = 0x53,
 603                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 604         { .name = "keyboard", .start = 0x60, .end = 0x60,
 605                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 606         { .name = "keyboard", .start = 0x64, .end = 0x64,
 607                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 608         { .name = "dma page reg", .start = 0x80, .end = 0x8f,
 609                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 610         { .name = "pic2", .start = 0xa0, .end = 0xa1,
 611                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 612         { .name = "dma2", .start = 0xc0, .end = 0xdf,
 613                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 614         { .name = "fpu", .start = 0xf0, .end = 0xff,
 615                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO }
 616 };
 617
 618 void __init reserve_standard_io_resources(void)
 619 {
 620         int i;
 621
 622         /* request I/O space for devices used on all i[345]86 PCs */
 623         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(standard_io_resources); i++)
 624                 request_resource(&ioport_resource, &standard_io_resources[i]);
 625
 626 }
 627
 628 static __init void reserve_ibft_region(void)
 629 {
 630         unsigned long addr, size = 0;
 631
 632         addr = find_ibft_region(&size);
 633
 634         if (size)
 635                 memblock_reserve(addr, size);
 636 }
 637
 638 static bool __init snb_gfx_workaround_needed(void)
 639 {
 640 #ifdef CONFIG_PCI
 641         int i;
 642         u16 vendor, devid;
 643         static const __initconst u16 snb_ids[] = {
 644                 0x0102,
 645                 0x0112,
 646                 0x0122,
 647                 0x0106,
 648                 0x0116,
 649                 0x0126,
 650                 0x010a,
 651         };
 652
 653         /* Assume no if something weird is going on with PCI */
 654         if (!early_pci_allowed())
 655                 return false;
 656
 657         vendor = read_pci_config_16(0, 2, 0, PCI_VENDOR_ID);
 658         if (vendor != 0x8086)
 659                 return false;
 660
 661         devid = read_pci_config_16(0, 2, 0, PCI_DEVICE_ID);
 662         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(snb_ids); i++)
 663                 if (devid == snb_ids[i])
 664                         return true;
 665 #endif
 666
 667         return false;
 668 }
 669
 670 /*
 671  * Sandy Bridge graphics has trouble with certain ranges, exclude
 672  * them from allocation.
 673  */
 674 static void __init trim_snb_memory(void)
 675 {
 676         static const __initconst unsigned long bad_pages[] = {
 677                 0x20050000,
 678                 0x20110000,
 679                 0x20130000,
 680                 0x20138000,
 681                 0x40004000,
 682         };
 683         int i;
 684
 685         if (!snb_gfx_workaround_needed())
 686                 return;
 687
 688         printk(KERN_DEBUG "reserving inaccessible SNB gfx pages\n");
 689
 690         /*
 691          * Reserve all memory below the 1 MB mark that has not
 692          * already been reserved.
 693          */
 694         memblock_reserve(0, 1<<20);
 695
 696         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(bad_pages); i++) {
 697                 if (memblock_reserve(bad_pages[i], PAGE_SIZE))
 698                         printk(KERN_WARNING "failed to reserve 0x%08lx\n",
 699                                bad_pages[i]);
 700         }
 701 }
 702
 703 /*
 704  * Here we put platform-specific memory range workarounds, i.e.
 705  * memory known to be corrupt or otherwise in need to be reserved on
 706  * specific platforms.
 707  *
 708  * If this gets used more widely it could use a real dispatch mechanism.
 709  */
 710 static void __init trim_platform_memory_ranges(void)
 711 {
 712         trim_snb_memory();
 713 }
 714
 715 static void __init trim_bios_range(void)
 716 {
 717         /*
 718          * A special case is the first 4Kb of memory;
 719          * This is a BIOS owned area, not kernel ram, but generally
 720          * not listed as such in the E820 table.
 721          *
 722          * This typically reserves additional memory (64KiB by default)
 723          * since some BIOSes are known to corrupt low memory.  See the
 724          * Kconfig help text for X86_RESERVE_LOW.
 725          */
 726         e820__range_update(0, PAGE_SIZE, E820_TYPE_RAM, E820_TYPE_RESERVED);
 727
 728         /*
 729          * special case: Some BIOSen report the PC BIOS
 730          * area (640->1Mb) as ram even though it is not.
 731          * take them out.
 732          */
 733         e820__range_remove(BIOS_BEGIN, BIOS_END - BIOS_BEGIN, E820_TYPE_RAM, 1);
 734
 735         e820__update_table(e820_table);
 736 }
 737
 738 /* called before trim_bios_range() to spare extra sanitize */
 739 static void __init e820_add_kernel_range(void)
 740 {
 741         u64 start = __pa_symbol(_text);
 742         u64 size = __pa_symbol(_end) - start;
 743
 744         /*
 745          * Complain if .text .data and .bss are not marked as E820_TYPE_RAM and
 746          * attempt to fix it by adding the range. We may have a confused BIOS,
 747          * or the user may have used memmap=exactmap or memmap=xxM$yyM to
 748          * exclude kernel range. If we really are running on top non-RAM,
 749          * we will crash later anyways.
 750          */
 751         if (e820__mapped_all(start, start + size, E820_TYPE_RAM))
 752                 return;
 753
 754         pr_warn(".text .data .bss are not marked as E820_TYPE_RAM!\n");
 755         e820__range_remove(start, size, E820_TYPE_RAM, 0);
 756         e820__range_add(start, size, E820_TYPE_RAM);
 757 }
 758
 759 static unsigned reserve_low = CONFIG_X86_RESERVE_LOW << 10;
 760
 761 static int __init parse_reservelow(char *p)
 762 {
 763         unsigned long long size;
 764
 765         if (!p)
 766                 return -EINVAL;
 767
 768         size = memparse(p, &p);
 769
 770         if (size < 4096)
 771                 size = 4096;
 772
 773         if (size > 640*1024)
 774                 size = 640*1024;
 775
 776         reserve_low = size;
 777
 778         return 0;
 779 }
 780
 781 early_param("reservelow", parse_reservelow);
 782
 783 static void __init trim_low_memory_range(void)
 784 {
 785         memblock_reserve(0, ALIGN(reserve_low, PAGE_SIZE));
 786 }
 787
 788 /*
 789  * Dump out kernel offset information on panic.
 790  */
 791 static int
 792 dump_kernel_offset(struct notifier_block *self, unsigned long v, void *p)
 793 {
 794         if (kaslr_enabled()) {
 795                 pr_emerg("Kernel Offset: 0x%lx from 0x%lx (relocation range: 0x%lx-0x%lx)\n",
 796                          kaslr_offset(),
 797                          __START_KERNEL,
 798                          __START_KERNEL_map,
 799                          MODULES_VADDR-1);
 800         } else {
 801                 pr_emerg("Kernel Offset: disabled\n");
 802         }
 803
 804         return 0;
 805 }
 806
 807 /*
 808  * Determine if we were loaded by an EFI loader.  If so, then we have also been
 809  * passed the efi memmap, systab, etc., so we should use these data structures
 810  * for initialization.  Note, the efi init code path is determined by the
 811  * global efi_enabled. This allows the same kernel image to be used on existing
 812  * systems (with a traditional BIOS) as well as on EFI systems.
 813  */
 814 /*
 815  * setup_arch - architecture-specific boot-time initializations
 816  *
 817  * Note: On x86_64, fixmaps are ready for use even before this is called.
 818  */
 819
 820 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
 821 {
 822         memblock_reserve(__pa_symbol(_text),
 823                          (unsigned long)__bss_stop - (unsigned long)_text);
 824
 825         /*
 826          * Make sure page 0 is always reserved because on systems with
 827          * L1TF its contents can be leaked to user processes.
 828          */
 829         memblock_reserve(0, PAGE_SIZE);
 830
 831         early_reserve_initrd();
 832
 833         /*
 834          * At this point everything still needed from the boot loader
 835          * or BIOS or kernel text should be early reserved or marked not
 836          * RAM in e820. All other memory is free game.
 837          */
 838
 839 #ifdef CONFIG_X86_32
 840         memcpy(&boot_cpu_data, &new_cpu_data, sizeof(new_cpu_data));
 841
 842         /*
 843          * copy kernel address range established so far and switch
 844          * to the proper swapper page table
 845          */
 846         clone_pgd_range(swapper_pg_dir     + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
 847                         initial_page_table + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
 848                         KERNEL_PGD_PTRS);
 849
 850         load_cr3(swapper_pg_dir);
 851         /*
 852          * Note: Quark X1000 CPUs advertise PGE incorrectly and require
 853          * a cr3 based tlb flush, so the following __flush_tlb_all()
 854          * will not flush anything because the cpu quirk which clears
 855          * X86_FEATURE_PGE has not been invoked yet. Though due to the
 856          * load_cr3() above the TLB has been flushed already. The
 857          * quirk is invoked before subsequent calls to __flush_tlb_all()
 858          * so proper operation is guaranteed.
 859          */
 860         __flush_tlb_all();
 861 #else
 862         printk(KERN_INFO "Command line: %s\n", boot_command_line);
 863         boot_cpu_data.x86_phys_bits = MAX_PHYSMEM_BITS;
 864 #endif
 865
 866         /*
 867          * If we have OLPC OFW, we might end up relocating the fixmap due to
 868          * reserve_top(), so do this before touching the ioremap area.
 869          */
 870         olpc_ofw_detect();
 871
 872         idt_setup_early_traps();
 873         early_cpu_init();
 874         arch_init_ideal_nops();
 875         jump_label_init();
 876         early_ioremap_init();
 877
 878         setup_olpc_ofw_pgd();
 879
 880         ROOT_DEV = old_decode_dev(boot_params.hdr.root_dev);
 881         screen_info = boot_params.screen_info;
 882         edid_info = boot_params.edid_info;
 883 #ifdef CONFIG_X86_32
 884         apm_info.bios = boot_params.apm_bios_info;
 885         ist_info = boot_params.ist_info;
 886 #endif
 887         saved_video_mode = boot_params.hdr.vid_mode;
 888         bootloader_type = boot_params.hdr.type_of_loader;
 889         if ((bootloader_type >> 4) == 0xe) {
 890                 bootloader_type &= 0xf;
 891                 bootloader_type |= (boot_params.hdr.ext_loader_type+0x10) << 4;
 892         }
 893         bootloader_version  = bootloader_type & 0xf;
 894         bootloader_version |= boot_params.hdr.ext_loader_ver << 4;
 895
 896 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_RAM
 897         rd_image_start = boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_IMAGE_START_MASK;
 898         rd_prompt = ((boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_PROMPT_FLAG) != 0);
 899         rd_doload = ((boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_LOAD_FLAG) != 0);
 900 #endif
 901 #ifdef CONFIG_EFI
 902         if (!strncmp((char *)&boot_params.efi_info.efi_loader_signature,
 903                      EFI32_LOADER_SIGNATURE, 4)) {
 904                 set_bit(EFI_BOOT, &efi.flags);
 905         } else if (!strncmp((char *)&boot_params.efi_info.efi_loader_signature,
 906                      EFI64_LOADER_SIGNATURE, 4)) {
 907                 set_bit(EFI_BOOT, &efi.flags);
 908                 set_bit(EFI_64BIT, &efi.flags);
 909         }
 910 #endif
 911
 912         x86_init.oem.arch_setup();
 913
 914         iomem_resource.end = (1ULL << boot_cpu_data.x86_phys_bits) - 1;
 915         e820__memory_setup();
 916         parse_setup_data();
 917
 918         copy_edd();
 919
 920         if (!boot_params.hdr.root_flags)
 921                 root_mountflags &= ~MS_RDONLY;
 922         init_mm.start_code = (unsigned long) _text;
 923         init_mm.end_code = (unsigned long) _etext;
 924         init_mm.end_data = (unsigned long) _edata;
 925         init_mm.brk = _brk_end;
 926
 927         mpx_mm_init(&init_mm);
 928
 929         code_resource.start = __pa_symbol(_text);
 930         code_resource.end = __pa_symbol(_etext)-1;
 931         data_resource.start = __pa_symbol(_etext);
 932         data_resource.end = __pa_symbol(_edata)-1;
 933         bss_resource.start = __pa_symbol(__bss_start);
 934         bss_resource.end = __pa_symbol(__bss_stop)-1;
 935
 936 #ifdef CONFIG_CMDLINE_BOOL
 937 #ifdef CONFIG_CMDLINE_OVERRIDE
 938         strlcpy(boot_command_line, builtin_cmdline, COMMAND_LINE_SIZE);
 939 #else
 940         if (builtin_cmdline[0]) {
 941                 /* append boot loader cmdline to builtin */
 942                 strlcat(builtin_cmdline, " ", COMMAND_LINE_SIZE);
 943                 strlcat(builtin_cmdline, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 944                 strlcpy(boot_command_line, builtin_cmdline, COMMAND_LINE_SIZE);
 945         }
 946 #endif
 947 #endif
 948
 949         strlcpy(command_line, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 950         *cmdline_p = command_line;
 951
 952         /*
 953          * x86_configure_nx() is called before parse_early_param() to detect
 954          * whether hardware doesn't support NX (so that the early EHCI debug
 955          * console setup can safely call set_fixmap()). It may then be called
 956          * again from within noexec_setup() during parsing early parameters
 957          * to honor the respective command line option.
 958          */
 959         x86_configure_nx();
 960
 961         parse_early_param();
 962
 963         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
 964                 efi_memblock_x86_reserve_range();
 965 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
 966         /*
 967          * Memory used by the kernel cannot be hot-removed because Linux
 968          * cannot migrate the kernel pages. When memory hotplug is
 969          * enabled, we should prevent memblock from allocating memory
 970          * for the kernel.
 971          *
 972          * ACPI SRAT records all hotpluggable memory ranges. But before
 973          * SRAT is parsed, we don't know about it.
 974          *
 975          * The kernel image is loaded into memory at very early time. We
 976          * cannot prevent this anyway. So on NUMA system, we set any
 977          * node the kernel resides in as un-hotpluggable.
 978          *
 979          * Since on modern servers, one node could have double-digit
 980          * gigabytes memory, we can assume the memory around the kernel
 981          * image is also un-hotpluggable. So before SRAT is parsed, just
 982          * allocate memory near the kernel image to try the best to keep
 983          * the kernel away from hotpluggable memory.
 984          */
 985         if (movable_node_is_enabled())
 986                 memblock_set_bottom_up(true);
 987 #endif
 988
 989         x86_report_nx();
 990
 991         /* after early param, so could get panic from serial */
 992         memblock_x86_reserve_range_setup_data();
 993
 994         if (acpi_mps_check()) {
 995 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 996                 disable_apic = 1;
 997 #endif
 998                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_APIC);
 999         }
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_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 /*
1284  * From boot protocol 2.14 onwards we expect the bootloader to set the
1285  * version to "0x8000 | <used version>". In case we find a version >= 2.14
1286  * without the 0x8000 we assume the boot loader supports 2.13 only and
1287  * reset the version accordingly. The 0x8000 flag is removed in any case.
1288  */
1289 void __init x86_verify_bootdata_version(void)
1290 {
1291         if (boot_params.hdr.version & VERSION_WRITTEN)
1292                 boot_params.hdr.version &= ~VERSION_WRITTEN;
1293         else if (boot_params.hdr.version >= 0x020e)
1294                 boot_params.hdr.version = 0x020d;
1295
1296         if (boot_params.hdr.version < 0x020e)
1297                 boot_params.hdr.acpi_rsdp_addr = 0;
1298 }
1299
1300 #ifdef CONFIG_X86_32
1301
1302 static struct resource video_ram_resource = {
1303         .name   = "Video RAM area",
1304         .start  = 0xa0000,
1305         .end    = 0xbffff,
1306         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_MEM
1307 };
1308
1309 void __init i386_reserve_resources(void)
1310 {
1311         request_resource(&iomem_resource, &video_ram_resource);
1312         reserve_standard_io_resources();
1313 }
1314
1315 #endif /* CONFIG_X86_32 */
1316
1317 static struct notifier_block kernel_offset_notifier = {
1318         .notifier_call = dump_kernel_offset
1319 };
1320
1321 static int __init register_kernel_offset_dumper(void)
1322 {
1323         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list,
1324                                         &kernel_offset_notifier);
1325         return 0;
1326 }
1327 __initcall(register_kernel_offset_dumper);