arch/x86/kernel/setup.c

   1 /*
   2  *  Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
   3  *
   4  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
   5  *
   6  *  Memory region support
   7  *      David Parsons <orc@pell.chi.il.us>, July-August 1999
   8  *
   9  *  Added E820 sanitization routine (removes overlapping memory regions);
  10  *  Brian Moyle <bmoyle@mvista.com>, February 2001
  11  *
  12  * Moved CPU detection code to cpu/${cpu}.c
  13  *    Patrick Mochel <mochel@osdl.org>, March 2002
  14  *
  15  *  Provisions for empty E820 memory regions (reported by certain BIOSes).
  16  *  Alex Achenbach <xela@slit.de>, December 2002.
  17  *
  18  */
  19
  20 /*
  21  * This file handles the architecture-dependent parts of initialization
  22  */
  23
  24 #include <linux/sched.h>
  25 #include <linux/mm.h>
  26 #include <linux/mmzone.h>
  27 #include <linux/screen_info.h>
  28 #include <linux/ioport.h>
  29 #include <linux/acpi.h>
  30 #include <linux/sfi.h>
  31 #include <linux/apm_bios.h>
  32 #include <linux/initrd.h>
  33 #include <linux/bootmem.h>
  34 #include <linux/memblock.h>
  35 #include <linux/seq_file.h>
  36 #include <linux/console.h>
  37 #include <linux/root_dev.h>
  38 #include <linux/highmem.h>
  39 #include <linux/module.h>
  40 #include <linux/efi.h>
  41 #include <linux/init.h>
  42 #include <linux/edd.h>
  43 #include <linux/iscsi_ibft.h>
  44 #include <linux/nodemask.h>
  45 #include <linux/kexec.h>
  46 #include <linux/dmi.h>
  47 #include <linux/pfn.h>
  48 #include <linux/pci.h>
  49 #include <asm/pci-direct.h>
  50 #include <linux/init_ohci1394_dma.h>
  51 #include <linux/kvm_para.h>
  52 #include <linux/dma-contiguous.h>
  53
  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
  73 #include <video/edid.h>
  74
  75 #include <asm/mtrr.h>
  76 #include <asm/apic.h>
  77 #include <asm/realmode.h>
  78 #include <asm/e820.h>
  79 #include <asm/mpspec.h>
  80 #include <asm/setup.h>
  81 #include <asm/efi.h>
  82 #include <asm/timer.h>
  83 #include <asm/i8259.h>
  84 #include <asm/sections.h>
  85 #include <asm/io_apic.h>
  86 #include <asm/ist.h>
  87 #include <asm/setup_arch.h>
  88 #include <asm/bios_ebda.h>
  89 #include <asm/cacheflush.h>
  90 #include <asm/processor.h>
  91 #include <asm/bugs.h>
  92 #include <asm/kasan.h>
  93
  94 #include <asm/vsyscall.h>
  95 #include <asm/cpu.h>
  96 #include <asm/desc.h>
  97 #include <asm/dma.h>
  98 #include <asm/iommu.h>
  99 #include <asm/gart.h>
 100 #include <asm/mmu_context.h>
 101 #include <asm/proto.h>
 102
 103 #include <asm/paravirt.h>
 104 #include <asm/hypervisor.h>
 105 #include <asm/olpc_ofw.h>
 106
 107 #include <asm/percpu.h>
 108 #include <asm/topology.h>
 109 #include <asm/apicdef.h>
 110 #include <asm/amd_nb.h>
 111 #include <asm/mce.h>
 112 #include <asm/alternative.h>
 113 #include <asm/prom.h>
 114 #include <asm/microcode.h>
 115 #include <asm/mmu_context.h>
 116
 117 /*
 118  * max_low_pfn_mapped: highest direct mapped pfn under 4GB
 119  * max_pfn_mapped:     highest direct mapped pfn over 4GB
 120  *
 121  * The direct mapping only covers E820_RAM regions, so the ranges and gaps are
 122  * represented by pfn_mapped
 123  */
 124 unsigned long max_low_pfn_mapped;
 125 unsigned long max_pfn_mapped;
 126
 127 #ifdef CONFIG_DMI
 128 RESERVE_BRK(dmi_alloc, 65536);
 129 #endif
 130
 131
 132 static __initdata unsigned long _brk_start = (unsigned long)__brk_base;
 133 unsigned long _brk_end = (unsigned long)__brk_base;
 134
 135 #ifdef CONFIG_X86_64
 136 int default_cpu_present_to_apicid(int mps_cpu)
 137 {
 138         return __default_cpu_present_to_apicid(mps_cpu);
 139 }
 140
 141 int default_check_phys_apicid_present(int phys_apicid)
 142 {
 143         return __default_check_phys_apicid_present(phys_apicid);
 144 }
 145 #endif
 146
 147 struct boot_params boot_params;
 148
 149 #ifdef CONFIG_X86_32
 150 /* cpu data as detected by the assembly code in head.S */
 151 struct cpuinfo_x86 new_cpu_data = {
 152         .wp_works_ok = -1,
 153 };
 154 /* common cpu data for all cpus */
 155 struct cpuinfo_x86 boot_cpu_data __read_mostly = {
 156         .wp_works_ok = -1,
 157 };
 158 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_data);
 159
 160 unsigned int def_to_bigsmp;
 161
 162 /* for MCA, but anyone else can use it if they want */
 163 unsigned int machine_id;
 164 unsigned int machine_submodel_id;
 165 unsigned int BIOS_revision;
 166
 167 struct apm_info apm_info;
 168 EXPORT_SYMBOL(apm_info);
 169
 170 #if defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI) || \
 171         defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI_MODULE)
 172 struct ist_info ist_info;
 173 EXPORT_SYMBOL(ist_info);
 174 #else
 175 struct ist_info ist_info;
 176 #endif
 177
 178 #else
 179 struct cpuinfo_x86 boot_cpu_data __read_mostly = {
 180         .x86_phys_bits = MAX_PHYSMEM_BITS,
 181 };
 182 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_data);
 183 #endif
 184
 185
 186 #if !defined(CONFIG_X86_PAE) || defined(CONFIG_X86_64)
 187 __visible unsigned long mmu_cr4_features;
 188 #else
 189 __visible unsigned long mmu_cr4_features = X86_CR4_PAE;
 190 #endif
 191
 192 /* Boot loader ID and version as integers, for the benefit of proc_dointvec */
 193 int bootloader_type, bootloader_version;
 194
 195 /*
 196  * Setup options
 197  */
 198 struct screen_info screen_info;
 199 EXPORT_SYMBOL(screen_info);
 200 struct edid_info edid_info;
 201 EXPORT_SYMBOL_GPL(edid_info);
 202
 203 extern int root_mountflags;
 204
 205 unsigned long saved_video_mode;
 206
 207 #define RAMDISK_IMAGE_START_MASK        0x07FF
 208 #define RAMDISK_PROMPT_FLAG             0x8000
 209 #define RAMDISK_LOAD_FLAG               0x4000
 210
 211 static char __initdata command_line[COMMAND_LINE_SIZE];
 212 #ifdef CONFIG_CMDLINE_BOOL
 213 static char __initdata builtin_cmdline[COMMAND_LINE_SIZE] = CONFIG_CMDLINE;
 214 #endif
 215
 216 #if defined(CONFIG_EDD) || defined(CONFIG_EDD_MODULE)
 217 struct edd edd;
 218 #ifdef CONFIG_EDD_MODULE
 219 EXPORT_SYMBOL(edd);
 220 #endif
 221 /**
 222  * copy_edd() - Copy the BIOS EDD information
 223  *              from boot_params into a safe place.
 224  *
 225  */
 226 static inline void __init copy_edd(void)
 227 {
 228      memcpy(edd.mbr_signature, boot_params.edd_mbr_sig_buffer,
 229             sizeof(edd.mbr_signature));
 230      memcpy(edd.edd_info, boot_params.eddbuf, sizeof(edd.edd_info));
 231      edd.mbr_signature_nr = boot_params.edd_mbr_sig_buf_entries;
 232      edd.edd_info_nr = boot_params.eddbuf_entries;
 233 }
 234 #else
 235 static inline void __init copy_edd(void)
 236 {
 237 }
 238 #endif
 239
 240 void * __init extend_brk(size_t size, size_t align)
 241 {
 242         size_t mask = align - 1;
 243         void *ret;
 244
 245         BUG_ON(_brk_start == 0);
 246         BUG_ON(align & mask);
 247
 248         _brk_end = (_brk_end + mask) & ~mask;
 249         BUG_ON((char *)(_brk_end + size) > __brk_limit);
 250
 251         ret = (void *)_brk_end;
 252         _brk_end += size;
 253
 254         memset(ret, 0, size);
 255
 256         return ret;
 257 }
 258
 259 #ifdef CONFIG_X86_32
 260 static void __init cleanup_highmap(void)
 261 {
 262 }
 263 #endif
 264
 265 static void __init reserve_brk(void)
 266 {
 267         if (_brk_end > _brk_start)
 268                 memblock_reserve(__pa_symbol(_brk_start),
 269                                  _brk_end - _brk_start);
 270
 271         /* Mark brk area as locked down and no longer taking any
 272            new allocations */
 273         _brk_start = 0;
 274 }
 275
 276 u64 relocated_ramdisk;
 277
 278 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 279
 280 static u64 __init get_ramdisk_image(void)
 281 {
 282         u64 ramdisk_image = boot_params.hdr.ramdisk_image;
 283
 284         ramdisk_image |= (u64)boot_params.ext_ramdisk_image << 32;
 285
 286         return ramdisk_image;
 287 }
 288 static u64 __init get_ramdisk_size(void)
 289 {
 290         u64 ramdisk_size = boot_params.hdr.ramdisk_size;
 291
 292         ramdisk_size |= (u64)boot_params.ext_ramdisk_size << 32;
 293
 294         return ramdisk_size;
 295 }
 296
 297 static void __init relocate_initrd(void)
 298 {
 299         /* Assume only end is not page aligned */
 300         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 301         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 302         u64 area_size     = PAGE_ALIGN(ramdisk_size);
 303
 304         /* We need to move the initrd down into directly mapped mem */
 305         relocated_ramdisk = memblock_find_in_range(0, PFN_PHYS(max_pfn_mapped),
 306                                                    area_size, PAGE_SIZE);
 307
 308         if (!relocated_ramdisk)
 309                 panic("Cannot find place for new RAMDISK of size %lld\n",
 310                       ramdisk_size);
 311
 312         /* Note: this includes all the mem currently occupied by
 313            the initrd, we rely on that fact to keep the data intact. */
 314         memblock_reserve(relocated_ramdisk, area_size);
 315         initrd_start = relocated_ramdisk + PAGE_OFFSET;
 316         initrd_end   = initrd_start + ramdisk_size;
 317         printk(KERN_INFO "Allocated new RAMDISK: [mem %#010llx-%#010llx]\n",
 318                relocated_ramdisk, relocated_ramdisk + ramdisk_size - 1);
 319
 320         copy_from_early_mem((void *)initrd_start, ramdisk_image, ramdisk_size);
 321
 322         printk(KERN_INFO "Move RAMDISK from [mem %#010llx-%#010llx] to"
 323                 " [mem %#010llx-%#010llx]\n",
 324                 ramdisk_image, ramdisk_image + ramdisk_size - 1,
 325                 relocated_ramdisk, relocated_ramdisk + ramdisk_size - 1);
 326 }
 327
 328 static void __init early_reserve_initrd(void)
 329 {
 330         /* Assume only end is not page aligned */
 331         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 332         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 333         u64 ramdisk_end   = PAGE_ALIGN(ramdisk_image + ramdisk_size);
 334
 335         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
 336             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
 337                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
 338
 339         memblock_reserve(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
 340 }
 341 static void __init reserve_initrd(void)
 342 {
 343         /* Assume only end is not page aligned */
 344         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 345         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 346         u64 ramdisk_end   = PAGE_ALIGN(ramdisk_image + ramdisk_size);
 347         u64 mapped_size;
 348
 349         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
 350             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
 351                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
 352
 353         initrd_start = 0;
 354
 355         mapped_size = memblock_mem_size(max_pfn_mapped);
 356         if (ramdisk_size >= (mapped_size>>1))
 357                 panic("initrd too large to handle, "
 358                        "disabling initrd (%lld needed, %lld available)\n",
 359                        ramdisk_size, mapped_size>>1);
 360
 361         printk(KERN_INFO "RAMDISK: [mem %#010llx-%#010llx]\n", ramdisk_image,
 362                         ramdisk_end - 1);
 363
 364         if (pfn_range_is_mapped(PFN_DOWN(ramdisk_image),
 365                                 PFN_DOWN(ramdisk_end))) {
 366                 /* All are mapped, easy case */
 367                 initrd_start = ramdisk_image + PAGE_OFFSET;
 368                 initrd_end = initrd_start + ramdisk_size;
 369                 return;
 370         }
 371
 372         relocate_initrd();
 373
 374         memblock_free(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
 375 }
 376 #else
 377 static void __init early_reserve_initrd(void)
 378 {
 379 }
 380 static void __init reserve_initrd(void)
 381 {
 382 }
 383 #endif /* CONFIG_BLK_DEV_INITRD */
 384
 385 static void __init parse_setup_data(void)
 386 {
 387         struct setup_data *data;
 388         u64 pa_data, pa_next;
 389
 390         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 391         while (pa_data) {
 392                 u32 data_len, data_type;
 393
 394                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 395                 data_len = data->len + sizeof(struct setup_data);
 396                 data_type = data->type;
 397                 pa_next = data->next;
 398                 early_memunmap(data, sizeof(*data));
 399
 400                 switch (data_type) {
 401                 case SETUP_E820_EXT:
 402                         parse_e820_ext(pa_data, data_len);
 403                         break;
 404                 case SETUP_DTB:
 405                         add_dtb(pa_data);
 406                         break;
 407                 case SETUP_EFI:
 408                         parse_efi_setup(pa_data, data_len);
 409                         break;
 410                 default:
 411                         break;
 412                 }
 413                 pa_data = pa_next;
 414         }
 415 }
 416
 417 static void __init e820_reserve_setup_data(void)
 418 {
 419         struct setup_data *data;
 420         u64 pa_data;
 421
 422         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 423         if (!pa_data)
 424                 return;
 425
 426         while (pa_data) {
 427                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 428                 e820_update_range(pa_data, sizeof(*data)+data->len,
 429                          E820_RAM, E820_RESERVED_KERN);
 430                 pa_data = data->next;
 431                 early_memunmap(data, sizeof(*data));
 432         }
 433
 434         sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
 435         memcpy(&e820_saved, &e820, sizeof(struct e820map));
 436         printk(KERN_INFO "extended physical RAM map:\n");
 437         e820_print_map("reserve setup_data");
 438 }
 439
 440 static void __init memblock_x86_reserve_range_setup_data(void)
 441 {
 442         struct setup_data *data;
 443         u64 pa_data;
 444
 445         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 446         while (pa_data) {
 447                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 448                 memblock_reserve(pa_data, sizeof(*data) + data->len);
 449                 pa_data = data->next;
 450                 early_memunmap(data, sizeof(*data));
 451         }
 452 }
 453
 454 /*
 455  * --------- Crashkernel reservation ------------------------------
 456  */
 457
 458 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
 459
 460 /* 16M alignment for crash kernel regions */
 461 #define CRASH_ALIGN             (16 << 20)
 462
 463 /*
 464  * Keep the crash kernel below this limit.  On 32 bits earlier kernels
 465  * would limit the kernel to the low 512 MiB due to mapping restrictions.
 466  * On 64bit, old kexec-tools need to under 896MiB.
 467  */
 468 #ifdef CONFIG_X86_32
 469 # define CRASH_ADDR_LOW_MAX     (512 << 20)
 470 # define CRASH_ADDR_HIGH_MAX    (512 << 20)
 471 #else
 472 # define CRASH_ADDR_LOW_MAX     (896UL << 20)
 473 # define CRASH_ADDR_HIGH_MAX    MAXMEM
 474 #endif
 475
 476 static int __init reserve_crashkernel_low(void)
 477 {
 478 #ifdef CONFIG_X86_64
 479         unsigned long long base, low_base = 0, low_size = 0;
 480         unsigned long total_low_mem;
 481         int ret;
 482
 483         total_low_mem = memblock_mem_size(1UL << (32 - PAGE_SHIFT));
 484
 485         /* crashkernel=Y,low */
 486         ret = parse_crashkernel_low(boot_command_line, total_low_mem, &low_size, &base);
 487         if (ret) {
 488                 /*
 489                  * two parts from lib/swiotlb.c:
 490                  * -swiotlb size: user-specified with swiotlb= or default.
 491                  *
 492                  * -swiotlb overflow buffer: now hardcoded to 32k. We round it
 493                  * to 8M for other buffers that may need to stay low too. Also
 494                  * make sure we allocate enough extra low memory so that we
 495                  * don't run out of DMA buffers for 32-bit devices.
 496                  */
 497                 low_size = max(swiotlb_size_or_default() + (8UL << 20), 256UL << 20);
 498         } else {
 499                 /* passed with crashkernel=0,low ? */
 500                 if (!low_size)
 501                         return 0;
 502         }
 503
 504         low_base = memblock_find_in_range(low_size, 1ULL << 32, low_size, CRASH_ALIGN);
 505         if (!low_base) {
 506                 pr_err("Cannot reserve %ldMB crashkernel low memory, please try smaller size.\n",
 507                        (unsigned long)(low_size >> 20));
 508                 return -ENOMEM;
 509         }
 510
 511         ret = memblock_reserve(low_base, low_size);
 512         if (ret) {
 513                 pr_err("%s: Error reserving crashkernel low memblock.\n", __func__);
 514                 return ret;
 515         }
 516
 517         pr_info("Reserving %ldMB of low memory at %ldMB for crashkernel (System low RAM: %ldMB)\n",
 518                 (unsigned long)(low_size >> 20),
 519                 (unsigned long)(low_base >> 20),
 520                 (unsigned long)(total_low_mem >> 20));
 521
 522         crashk_low_res.start = low_base;
 523         crashk_low_res.end   = low_base + low_size - 1;
 524         insert_resource(&iomem_resource, &crashk_low_res);
 525 #endif
 526         return 0;
 527 }
 528
 529 static void __init reserve_crashkernel(void)
 530 {
 531         unsigned long long crash_size, crash_base, total_mem;
 532         bool high = false;
 533         int ret;
 534
 535         total_mem = memblock_phys_mem_size();
 536
 537         /* crashkernel=XM */
 538         ret = parse_crashkernel(boot_command_line, total_mem, &crash_size, &crash_base);
 539         if (ret != 0 || crash_size <= 0) {
 540                 /* crashkernel=X,high */
 541                 ret = parse_crashkernel_high(boot_command_line, total_mem,
 542                                              &crash_size, &crash_base);
 543                 if (ret != 0 || crash_size <= 0)
 544                         return;
 545                 high = true;
 546         }
 547
 548         /* 0 means: find the address automatically */
 549         if (crash_base <= 0) {
 550                 /*
 551                  *  kexec want bzImage is below CRASH_KERNEL_ADDR_MAX
 552                  */
 553                 crash_base = memblock_find_in_range(CRASH_ALIGN,
 554                                                     high ? CRASH_ADDR_HIGH_MAX
 555                                                          : CRASH_ADDR_LOW_MAX,
 556                                                     crash_size, CRASH_ALIGN);
 557                 if (!crash_base) {
 558                         pr_info("crashkernel reservation failed - No suitable area found.\n");
 559                         return;
 560                 }
 561
 562         } else {
 563                 unsigned long long start;
 564
 565                 start = memblock_find_in_range(crash_base,
 566                                                crash_base + crash_size,
 567                                                crash_size, 1 << 20);
 568                 if (start != crash_base) {
 569                         pr_info("crashkernel reservation failed - memory is in use.\n");
 570                         return;
 571                 }
 572         }
 573         ret = memblock_reserve(crash_base, crash_size);
 574         if (ret) {
 575                 pr_err("%s: Error reserving crashkernel memblock.\n", __func__);
 576                 return;
 577         }
 578
 579         if (crash_base >= (1ULL << 32) && reserve_crashkernel_low()) {
 580                 memblock_free(crash_base, crash_size);
 581                 return;
 582         }
 583
 584         pr_info("Reserving %ldMB of memory at %ldMB for crashkernel (System RAM: %ldMB)\n",
 585                 (unsigned long)(crash_size >> 20),
 586                 (unsigned long)(crash_base >> 20),
 587                 (unsigned long)(total_mem >> 20));
 588
 589         crashk_res.start = crash_base;
 590         crashk_res.end   = crash_base + crash_size - 1;
 591         insert_resource(&iomem_resource, &crashk_res);
 592 }
 593 #else
 594 static void __init reserve_crashkernel(void)
 595 {
 596 }
 597 #endif
 598
 599 static struct resource standard_io_resources[] = {
 600         { .name = "dma1", .start = 0x00, .end = 0x1f,
 601                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 602         { .name = "pic1", .start = 0x20, .end = 0x21,
 603                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 604         { .name = "timer0", .start = 0x40, .end = 0x43,
 605                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 606         { .name = "timer1", .start = 0x50, .end = 0x53,
 607                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 608         { .name = "keyboard", .start = 0x60, .end = 0x60,
 609                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 610         { .name = "keyboard", .start = 0x64, .end = 0x64,
 611                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 612         { .name = "dma page reg", .start = 0x80, .end = 0x8f,
 613                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 614         { .name = "pic2", .start = 0xa0, .end = 0xa1,
 615                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 616         { .name = "dma2", .start = 0xc0, .end = 0xdf,
 617                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 618         { .name = "fpu", .start = 0xf0, .end = 0xff,
 619                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO }
 620 };
 621
 622 void __init reserve_standard_io_resources(void)
 623 {
 624         int i;
 625
 626         /* request I/O space for devices used on all i[345]86 PCs */
 627         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(standard_io_resources); i++)
 628                 request_resource(&ioport_resource, &standard_io_resources[i]);
 629
 630 }
 631
 632 static __init void reserve_ibft_region(void)
 633 {
 634         unsigned long addr, size = 0;
 635
 636         addr = find_ibft_region(&size);
 637
 638         if (size)
 639                 memblock_reserve(addr, size);
 640 }
 641
 642 static bool __init snb_gfx_workaround_needed(void)
 643 {
 644 #ifdef CONFIG_PCI
 645         int i;
 646         u16 vendor, devid;
 647         static const __initconst u16 snb_ids[] = {
 648                 0x0102,
 649                 0x0112,
 650                 0x0122,
 651                 0x0106,
 652                 0x0116,
 653                 0x0126,
 654                 0x010a,
 655         };
 656
 657         /* Assume no if something weird is going on with PCI */
 658         if (!early_pci_allowed())
 659                 return false;
 660
 661         vendor = read_pci_config_16(0, 2, 0, PCI_VENDOR_ID);
 662         if (vendor != 0x8086)
 663                 return false;
 664
 665         devid = read_pci_config_16(0, 2, 0, PCI_DEVICE_ID);
 666         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(snb_ids); i++)
 667                 if (devid == snb_ids[i])
 668                         return true;
 669 #endif
 670
 671         return false;
 672 }
 673
 674 /*
 675  * Sandy Bridge graphics has trouble with certain ranges, exclude
 676  * them from allocation.
 677  */
 678 static void __init trim_snb_memory(void)
 679 {
 680         static const __initconst unsigned long bad_pages[] = {
 681                 0x20050000,
 682                 0x20110000,
 683                 0x20130000,
 684                 0x20138000,
 685                 0x40004000,
 686         };
 687         int i;
 688
 689         if (!snb_gfx_workaround_needed())
 690                 return;
 691
 692         printk(KERN_DEBUG "reserving inaccessible SNB gfx pages\n");
 693
 694         /*
 695          * Reserve all memory below the 1 MB mark that has not
 696          * already been reserved.
 697          */
 698         memblock_reserve(0, 1<<20);
 699
 700         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(bad_pages); i++) {
 701                 if (memblock_reserve(bad_pages[i], PAGE_SIZE))
 702                         printk(KERN_WARNING "failed to reserve 0x%08lx\n",
 703                                bad_pages[i]);
 704         }
 705 }
 706
 707 /*
 708  * Here we put platform-specific memory range workarounds, i.e.
 709  * memory known to be corrupt or otherwise in need to be reserved on
 710  * specific platforms.
 711  *
 712  * If this gets used more widely it could use a real dispatch mechanism.
 713  */
 714 static void __init trim_platform_memory_ranges(void)
 715 {
 716         trim_snb_memory();
 717 }
 718
 719 static void __init trim_bios_range(void)
 720 {
 721         /*
 722          * A special case is the first 4Kb of memory;
 723          * This is a BIOS owned area, not kernel ram, but generally
 724          * not listed as such in the E820 table.
 725          *
 726          * This typically reserves additional memory (64KiB by default)
 727          * since some BIOSes are known to corrupt low memory.  See the
 728          * Kconfig help text for X86_RESERVE_LOW.
 729          */
 730         e820_update_range(0, PAGE_SIZE, E820_RAM, E820_RESERVED);
 731
 732         /*
 733          * special case: Some BIOSen report the PC BIOS
 734          * area (640->1Mb) as ram even though it is not.
 735          * take them out.
 736          */
 737         e820_remove_range(BIOS_BEGIN, BIOS_END - BIOS_BEGIN, E820_RAM, 1);
 738
 739         sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
 740 }
 741
 742 /* called before trim_bios_range() to spare extra sanitize */
 743 static void __init e820_add_kernel_range(void)
 744 {
 745         u64 start = __pa_symbol(_text);
 746         u64 size = __pa_symbol(_end) - start;
 747
 748         /*
 749          * Complain if .text .data and .bss are not marked as E820_RAM and
 750          * attempt to fix it by adding the range. We may have a confused BIOS,
 751          * or the user may have used memmap=exactmap or memmap=xxM$yyM to
 752          * exclude kernel range. If we really are running on top non-RAM,
 753          * we will crash later anyways.
 754          */
 755         if (e820_all_mapped(start, start + size, E820_RAM))
 756                 return;
 757
 758         pr_warn(".text .data .bss are not marked as E820_RAM!\n");
 759         e820_remove_range(start, size, E820_RAM, 0);
 760         e820_add_region(start, size, E820_RAM);
 761 }
 762
 763 static unsigned reserve_low = CONFIG_X86_RESERVE_LOW << 10;
 764
 765 static int __init parse_reservelow(char *p)
 766 {
 767         unsigned long long size;
 768
 769         if (!p)
 770                 return -EINVAL;
 771
 772         size = memparse(p, &p);
 773
 774         if (size < 4096)
 775                 size = 4096;
 776
 777         if (size > 640*1024)
 778                 size = 640*1024;
 779
 780         reserve_low = size;
 781
 782         return 0;
 783 }
 784
 785 early_param("reservelow", parse_reservelow);
 786
 787 static void __init trim_low_memory_range(void)
 788 {
 789         memblock_reserve(0, ALIGN(reserve_low, PAGE_SIZE));
 790 }
 791
 792 /*
 793  * Dump out kernel offset information on panic.
 794  */
 795 static int
 796 dump_kernel_offset(struct notifier_block *self, unsigned long v, void *p)
 797 {
 798         if (kaslr_enabled()) {
 799                 pr_emerg("Kernel Offset: 0x%lx from 0x%lx (relocation range: 0x%lx-0x%lx)\n",
 800                          kaslr_offset(),
 801                          __START_KERNEL,
 802                          __START_KERNEL_map,
 803                          MODULES_VADDR-1);
 804         } else {
 805                 pr_emerg("Kernel Offset: disabled\n");
 806         }
 807
 808         return 0;
 809 }
 810
 811 /*
 812  * Determine if we were loaded by an EFI loader.  If so, then we have also been
 813  * passed the efi memmap, systab, etc., so we should use these data structures
 814  * for initialization.  Note, the efi init code path is determined by the
 815  * global efi_enabled. This allows the same kernel image to be used on existing
 816  * systems (with a traditional BIOS) as well as on EFI systems.
 817  */
 818 /*
 819  * setup_arch - architecture-specific boot-time initializations
 820  *
 821  * Note: On x86_64, fixmaps are ready for use even before this is called.
 822  */
 823
 824 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
 825 {
 826         memblock_reserve(__pa_symbol(_text),
 827                          (unsigned long)__bss_stop - (unsigned long)_text);
 828
 829         early_reserve_initrd();
 830
 831         /*
 832          * At this point everything still needed from the boot loader
 833          * or BIOS or kernel text should be early reserved or marked not
 834          * RAM in e820. All other memory is free game.
 835          */
 836
 837 #ifdef CONFIG_X86_32
 838         memcpy(&boot_cpu_data, &new_cpu_data, sizeof(new_cpu_data));
 839
 840         /*
 841          * copy kernel address range established so far and switch
 842          * to the proper swapper page table
 843          */
 844         clone_pgd_range(swapper_pg_dir     + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
 845                         initial_page_table + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
 846                         KERNEL_PGD_PTRS);
 847
 848         load_cr3(swapper_pg_dir);
 849         /*
 850          * Note: Quark X1000 CPUs advertise PGE incorrectly and require
 851          * a cr3 based tlb flush, so the following __flush_tlb_all()
 852          * will not flush anything because the cpu quirk which clears
 853          * X86_FEATURE_PGE has not been invoked yet. Though due to the
 854          * load_cr3() above the TLB has been flushed already. The
 855          * quirk is invoked before subsequent calls to __flush_tlb_all()
 856          * so proper operation is guaranteed.
 857          */
 858         __flush_tlb_all();
 859 #else
 860         printk(KERN_INFO "Command line: %s\n", boot_command_line);
 861 #endif
 862
 863         /*
 864          * If we have OLPC OFW, we might end up relocating the fixmap due to
 865          * reserve_top(), so do this before touching the ioremap area.
 866          */
 867         olpc_ofw_detect();
 868
 869         early_trap_init();
 870         early_cpu_init();
 871         early_ioremap_init();
 872
 873         setup_olpc_ofw_pgd();
 874
 875         ROOT_DEV = old_decode_dev(boot_params.hdr.root_dev);
 876         screen_info = boot_params.screen_info;
 877         edid_info = boot_params.edid_info;
 878 #ifdef CONFIG_X86_32
 879         apm_info.bios = boot_params.apm_bios_info;
 880         ist_info = boot_params.ist_info;
 881 #endif
 882         saved_video_mode = boot_params.hdr.vid_mode;
 883         bootloader_type = boot_params.hdr.type_of_loader;
 884         if ((bootloader_type >> 4) == 0xe) {
 885                 bootloader_type &= 0xf;
 886                 bootloader_type |= (boot_params.hdr.ext_loader_type+0x10) << 4;
 887         }
 888         bootloader_version  = bootloader_type & 0xf;
 889         bootloader_version |= boot_params.hdr.ext_loader_ver << 4;
 890
 891 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_RAM
 892         rd_image_start = boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_IMAGE_START_MASK;
 893         rd_prompt = ((boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_PROMPT_FLAG) != 0);
 894         rd_doload = ((boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_LOAD_FLAG) != 0);
 895 #endif
 896 #ifdef CONFIG_EFI
 897         if (!strncmp((char *)&boot_params.efi_info.efi_loader_signature,
 898                      EFI32_LOADER_SIGNATURE, 4)) {
 899                 set_bit(EFI_BOOT, &efi.flags);
 900         } else if (!strncmp((char *)&boot_params.efi_info.efi_loader_signature,
 901                      EFI64_LOADER_SIGNATURE, 4)) {
 902                 set_bit(EFI_BOOT, &efi.flags);
 903                 set_bit(EFI_64BIT, &efi.flags);
 904         }
 905
 906         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
 907                 efi_memblock_x86_reserve_range();
 908 #endif
 909
 910         x86_init.oem.arch_setup();
 911
 912         iomem_resource.end = (1ULL << boot_cpu_data.x86_phys_bits) - 1;
 913         setup_memory_map();
 914         parse_setup_data();
 915
 916         copy_edd();
 917
 918         if (!boot_params.hdr.root_flags)
 919                 root_mountflags &= ~MS_RDONLY;
 920         init_mm.start_code = (unsigned long) _text;
 921         init_mm.end_code = (unsigned long) _etext;
 922         init_mm.end_data = (unsigned long) _edata;
 923         init_mm.brk = _brk_end;
 924
 925         mpx_mm_init(&init_mm);
 926
 927 #ifdef CONFIG_CMDLINE_BOOL
 928 #ifdef CONFIG_CMDLINE_OVERRIDE
 929         strlcpy(boot_command_line, builtin_cmdline, COMMAND_LINE_SIZE);
 930 #else
 931         if (builtin_cmdline[0]) {
 932                 /* append boot loader cmdline to builtin */
 933                 strlcat(builtin_cmdline, " ", COMMAND_LINE_SIZE);
 934                 strlcat(builtin_cmdline, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 935                 strlcpy(boot_command_line, builtin_cmdline, COMMAND_LINE_SIZE);
 936         }
 937 #endif
 938 #endif
 939
 940         strlcpy(command_line, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 941         *cmdline_p = command_line;
 942
 943         /*
 944          * x86_configure_nx() is called before parse_early_param() to detect
 945          * whether hardware doesn't support NX (so that the early EHCI debug
 946          * console setup can safely call set_fixmap()). It may then be called
 947          * again from within noexec_setup() during parsing early parameters
 948          * to honor the respective command line option.
 949          */
 950         x86_configure_nx();
 951
 952         parse_early_param();
 953
 954         x86_report_nx();
 955
 956         /* after early param, so could get panic from serial */
 957         memblock_x86_reserve_range_setup_data();
 958
 959         if (acpi_mps_check()) {
 960 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 961                 disable_apic = 1;
 962 #endif
 963                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_APIC);
 964         }
 965
 966 #ifdef CONFIG_PCI
 967         if (pci_early_dump_regs)
 968                 early_dump_pci_devices();
 969 #endif
 970
 971         /* update the e820_saved too */
 972         e820_reserve_setup_data();
 973         finish_e820_parsing();
 974
 975         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
 976                 efi_init();
 977
 978         dmi_scan_machine();
 979         dmi_memdev_walk();
 980         dmi_set_dump_stack_arch_desc();
 981
 982         /*
 983          * VMware detection requires dmi to be available, so this
 984          * needs to be done after dmi_scan_machine, for the BP.
 985          */
 986         init_hypervisor_platform();
 987
 988         x86_init.resources.probe_roms();
 989
 990         e820_add_kernel_range();
 991         trim_bios_range();
 992 #ifdef CONFIG_X86_32
 993         if (ppro_with_ram_bug()) {
 994                 e820_update_range(0x70000000ULL, 0x40000ULL, E820_RAM,
 995                                   E820_RESERVED);
 996                 sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
 997                 printk(KERN_INFO "fixed physical RAM map:\n");
 998                 e820_print_map("bad_ppro");
 999         }
1000 #else
1001         early_gart_iommu_check();
1002 #endif
1003
1004         /*
1005          * partially used pages are not usable - thus
1006          * we are rounding upwards:
1007          */
1008         max_pfn = e820_end_of_ram_pfn();
1009
1010         /* update e820 for memory not covered by WB MTRRs */
1011         mtrr_bp_init();
1012         if (mtrr_trim_uncached_memory(max_pfn))
1013                 max_pfn = e820_end_of_ram_pfn();
1014
1015         max_possible_pfn = max_pfn;
1016
1017 #ifdef CONFIG_X86_32
1018         /* max_low_pfn get updated here */
1019         find_low_pfn_range();
1020 #else
1021         check_x2apic();
1022
1023         /* How many end-of-memory variables you have, grandma! */
1024         /* need this before calling reserve_initrd */
1025         if (max_pfn > (1UL<<(32 - PAGE_SHIFT)))
1026                 max_low_pfn = e820_end_of_low_ram_pfn();
1027         else
1028                 max_low_pfn = max_pfn;
1029
1030         high_memory = (void *)__va(max_pfn * PAGE_SIZE - 1) + 1;
1031 #endif
1032
1033         /*
1034          * Find and reserve possible boot-time SMP configuration:
1035          */
1036         find_smp_config();
1037
1038         reserve_ibft_region();
1039
1040         early_alloc_pgt_buf();
1041
1042         /*
1043          * Need to conclude brk, before memblock_x86_fill()
1044          *  it could use memblock_find_in_range, could overlap with
1045          *  brk area.
1046          */
1047         reserve_brk();
1048
1049         cleanup_highmap();
1050
1051         memblock_set_current_limit(ISA_END_ADDRESS);
1052         memblock_x86_fill();
1053
1054         if (efi_enabled(EFI_BOOT)) {
1055                 efi_fake_memmap();
1056                 efi_find_mirror();
1057         }
1058
1059         /*
1060          * The EFI specification says that boot service code won't be called
1061          * after ExitBootServices(). This is, in fact, a lie.
1062          */
1063         if (efi_enabled(EFI_MEMMAP))
1064                 efi_reserve_boot_services();
1065
1066         /* preallocate 4k for mptable mpc */
1067         early_reserve_e820_mpc_new();
1068
1069 #ifdef CONFIG_X86_CHECK_BIOS_CORRUPTION
1070         setup_bios_corruption_check();
1071 #endif
1072
1073 #ifdef CONFIG_X86_32
1074         printk(KERN_DEBUG "initial memory mapped: [mem 0x00000000-%#010lx]\n",
1075                         (max_pfn_mapped<<PAGE_SHIFT) - 1);
1076 #endif
1077
1078         reserve_real_mode();
1079
1080         trim_platform_memory_ranges();
1081         trim_low_memory_range();
1082
1083         init_mem_mapping();
1084
1085         early_trap_pf_init();
1086
1087         setup_real_mode();
1088
1089         memblock_set_current_limit(get_max_mapped());
1090
1091         /*
1092          * NOTE: On x86-32, only from this point on, fixmaps are ready for use.
1093          */
1094
1095 #ifdef CONFIG_PROVIDE_OHCI1394_DMA_INIT
1096         if (init_ohci1394_dma_early)
1097                 init_ohci1394_dma_on_all_controllers();
1098 #endif
1099         /* Allocate bigger log buffer */
1100         setup_log_buf(1);
1101
1102         reserve_initrd();
1103
1104 #if defined(CONFIG_ACPI) && defined(CONFIG_BLK_DEV_INITRD)
1105         acpi_initrd_override((void *)initrd_start, initrd_end - initrd_start);
1106 #endif
1107
1108         vsmp_init();
1109
1110         io_delay_init();
1111
1112         /*
1113          * Parse the ACPI tables for possible boot-time SMP configuration.
1114          */
1115         acpi_boot_table_init();
1116
1117         early_acpi_boot_init();
1118
1119         initmem_init();
1120         dma_contiguous_reserve(max_pfn_mapped << PAGE_SHIFT);
1121
1122         /*
1123          * Reserve memory for crash kernel after SRAT is parsed so that it
1124          * won't consume hotpluggable memory.
1125          */
1126         reserve_crashkernel();
1127
1128         memblock_find_dma_reserve();
1129
1130 #ifdef CONFIG_KVM_GUEST
1131         kvmclock_init();
1132 #endif
1133
1134         x86_init.paging.pagetable_init();
1135
1136         kasan_init();
1137
1138         if (boot_cpu_data.cpuid_level >= 0) {
1139                 /* A CPU has %cr4 if and only if it has CPUID */
1140                 mmu_cr4_features = __read_cr4();
1141                 if (trampoline_cr4_features)
1142                         *trampoline_cr4_features = mmu_cr4_features;
1143         }
1144
1145 #ifdef CONFIG_X86_32
1146         /* sync back kernel address range */
1147         clone_pgd_range(initial_page_table + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
1148                         swapper_pg_dir     + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
1149                         KERNEL_PGD_PTRS);
1150
1151         /*
1152          * sync back low identity map too.  It is used for example
1153          * in the 32-bit EFI stub.
1154          */
1155         clone_pgd_range(initial_page_table,
1156                         swapper_pg_dir     + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
1157                         min(KERNEL_PGD_PTRS, KERNEL_PGD_BOUNDARY));
1158 #endif
1159
1160         tboot_probe();
1161
1162         map_vsyscall();
1163
1164         generic_apic_probe();
1165
1166         early_quirks();
1167
1168         /*
1169          * Read APIC and some other early information from ACPI tables.
1170          */
1171         acpi_boot_init();
1172         sfi_init();
1173         x86_dtb_init();
1174
1175         /*
1176          * get boot-time SMP configuration:
1177          */
1178         if (smp_found_config)
1179                 get_smp_config();
1180
1181         prefill_possible_map();
1182
1183         init_cpu_to_node();
1184
1185         init_apic_mappings();
1186         io_apic_init_mappings();
1187
1188         kvm_guest_init();
1189
1190         e820_reserve_resources();
1191         e820_mark_nosave_regions(max_low_pfn);
1192
1193         x86_init.resources.reserve_resources();
1194
1195         e820_setup_gap();
1196
1197 #ifdef CONFIG_VT
1198 #if defined(CONFIG_VGA_CONSOLE)
1199         if (!efi_enabled(EFI_BOOT) || (efi_mem_type(0xa0000) != EFI_CONVENTIONAL_MEMORY))
1200                 conswitchp = &vga_con;
1201 #elif defined(CONFIG_DUMMY_CONSOLE)
1202         conswitchp = &dummy_con;
1203 #endif
1204 #endif
1205         x86_init.oem.banner();
1206
1207         x86_init.timers.wallclock_init();
1208
1209         mcheck_init();
1210
1211         arch_init_ideal_nops();
1212
1213         register_refined_jiffies(CLOCK_TICK_RATE);
1214
1215 #ifdef CONFIG_EFI
1216         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
1217                 efi_apply_memmap_quirks();
1218 #endif
1219 }
1220
1221 #ifdef CONFIG_X86_32
1222
1223 static struct resource video_ram_resource = {
1224         .name   = "Video RAM area",
1225         .start  = 0xa0000,
1226         .end    = 0xbffff,
1227         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_MEM
1228 };
1229
1230 void __init i386_reserve_resources(void)
1231 {
1232         request_resource(&iomem_resource, &video_ram_resource);
1233         reserve_standard_io_resources();
1234 }
1235
1236 #endif /* CONFIG_X86_32 */
1237
1238 static struct notifier_block kernel_offset_notifier = {
1239         .notifier_call = dump_kernel_offset
1240 };
1241
1242 static int __init register_kernel_offset_dumper(void)
1243 {
1244         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list,
1245                                         &kernel_offset_notifier);
1246         return 0;
1247 }
1248 __initcall(register_kernel_offset_dumper);
1249
1250 void arch_show_smap(struct seq_file *m, struct vm_area_struct *vma)
1251 {
1252         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_OSPKE))
1253                 return;
1254
1255         seq_printf(m, "ProtectionKey:  %8u\n", vma_pkey(vma));
1256 }