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/hugetlb.h>
  20 #include <linux/tboot.h>
  21 #include <linux/usb/xhci-dbgp.h>
  22
  23 #include <uapi/linux/mount.h>
  24
  25 #include <xen/xen.h>
  26
  27 #include <asm/apic.h>
  28 #include <asm/bios_ebda.h>
  29 #include <asm/bugs.h>
  30 #include <asm/cpu.h>
  31 #include <asm/efi.h>
  32 #include <asm/gart.h>
  33 #include <asm/hypervisor.h>
  34 #include <asm/io_apic.h>
  35 #include <asm/kasan.h>
  36 #include <asm/kaslr.h>
  37 #include <asm/mce.h>
  38 #include <asm/mtrr.h>
  39 #include <asm/realmode.h>
  40 #include <asm/olpc_ofw.h>
  41 #include <asm/pci-direct.h>
  42 #include <asm/prom.h>
  43 #include <asm/proto.h>
  44 #include <asm/unwind.h>
  45 #include <asm/vsyscall.h>
  46 #include <linux/vmalloc.h>
  47
  48 /*
  49  * max_low_pfn_mapped: highest directly mapped pfn < 4 GB
  50  * max_pfn_mapped:     highest directly mapped pfn > 4 GB
  51  *
  52  * The direct mapping only covers E820_TYPE_RAM regions, so the ranges and gaps are
  53  * represented by pfn_mapped[].
  54  */
  55 unsigned long max_low_pfn_mapped;
  56 unsigned long max_pfn_mapped;
  57
  58 #ifdef CONFIG_DMI
  59 RESERVE_BRK(dmi_alloc, 65536);
  60 #endif
  61
  62
  63 /*
  64  * Range of the BSS area. The size of the BSS area is determined
  65  * at link time, with RESERVE_BRK*() facility reserving additional
  66  * chunks.
  67  */
  68 unsigned long _brk_start = (unsigned long)__brk_base;
  69 unsigned long _brk_end   = (unsigned long)__brk_base;
  70
  71 struct boot_params boot_params;
  72
  73 /*
  74  * These are the four main kernel memory regions, we put them into
  75  * the resource tree so that kdump tools and other debugging tools
  76  * recover it:
  77  */
  78
  79 static struct resource rodata_resource = {
  80         .name   = "Kernel rodata",
  81         .start  = 0,
  82         .end    = 0,
  83         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
  84 };
  85
  86 static struct resource data_resource = {
  87         .name   = "Kernel data",
  88         .start  = 0,
  89         .end    = 0,
  90         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
  91 };
  92
  93 static struct resource code_resource = {
  94         .name   = "Kernel code",
  95         .start  = 0,
  96         .end    = 0,
  97         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
  98 };
  99
 100 static struct resource bss_resource = {
 101         .name   = "Kernel bss",
 102         .start  = 0,
 103         .end    = 0,
 104         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
 105 };
 106
 107
 108 #ifdef CONFIG_X86_32
 109 /* CPU data as detected by the assembly code in head_32.S */
 110 struct cpuinfo_x86 new_cpu_data;
 111
 112 /* Common CPU data for all CPUs */
 113 struct cpuinfo_x86 boot_cpu_data __read_mostly;
 114 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_data);
 115
 116 unsigned int def_to_bigsmp;
 117
 118 /* For MCA, but anyone else can use it if they want */
 119 unsigned int machine_id;
 120 unsigned int machine_submodel_id;
 121 unsigned int BIOS_revision;
 122
 123 struct apm_info apm_info;
 124 EXPORT_SYMBOL(apm_info);
 125
 126 #if defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI) || \
 127         defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI_MODULE)
 128 struct ist_info ist_info;
 129 EXPORT_SYMBOL(ist_info);
 130 #else
 131 struct ist_info ist_info;
 132 #endif
 133
 134 #else
 135 struct cpuinfo_x86 boot_cpu_data __read_mostly;
 136 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_data);
 137 #endif
 138
 139
 140 #if !defined(CONFIG_X86_PAE) || defined(CONFIG_X86_64)
 141 __visible unsigned long mmu_cr4_features __ro_after_init;
 142 #else
 143 __visible unsigned long mmu_cr4_features __ro_after_init = X86_CR4_PAE;
 144 #endif
 145
 146 /* Boot loader ID and version as integers, for the benefit of proc_dointvec */
 147 int bootloader_type, bootloader_version;
 148
 149 /*
 150  * Setup options
 151  */
 152 struct screen_info screen_info;
 153 EXPORT_SYMBOL(screen_info);
 154 struct edid_info edid_info;
 155 EXPORT_SYMBOL_GPL(edid_info);
 156
 157 extern int root_mountflags;
 158
 159 unsigned long saved_video_mode;
 160
 161 #define RAMDISK_IMAGE_START_MASK        0x07FF
 162 #define RAMDISK_PROMPT_FLAG             0x8000
 163 #define RAMDISK_LOAD_FLAG               0x4000
 164
 165 static char __initdata command_line[COMMAND_LINE_SIZE];
 166 #ifdef CONFIG_CMDLINE_BOOL
 167 static char __initdata builtin_cmdline[COMMAND_LINE_SIZE] = CONFIG_CMDLINE;
 168 #endif
 169
 170 #if defined(CONFIG_EDD) || defined(CONFIG_EDD_MODULE)
 171 struct edd edd;
 172 #ifdef CONFIG_EDD_MODULE
 173 EXPORT_SYMBOL(edd);
 174 #endif
 175 /**
 176  * copy_edd() - Copy the BIOS EDD information
 177  *              from boot_params into a safe place.
 178  *
 179  */
 180 static inline void __init copy_edd(void)
 181 {
 182      memcpy(edd.mbr_signature, boot_params.edd_mbr_sig_buffer,
 183             sizeof(edd.mbr_signature));
 184      memcpy(edd.edd_info, boot_params.eddbuf, sizeof(edd.edd_info));
 185      edd.mbr_signature_nr = boot_params.edd_mbr_sig_buf_entries;
 186      edd.edd_info_nr = boot_params.eddbuf_entries;
 187 }
 188 #else
 189 static inline void __init copy_edd(void)
 190 {
 191 }
 192 #endif
 193
 194 void * __init extend_brk(size_t size, size_t align)
 195 {
 196         size_t mask = align - 1;
 197         void *ret;
 198
 199         BUG_ON(_brk_start == 0);
 200         BUG_ON(align & mask);
 201
 202         _brk_end = (_brk_end + mask) & ~mask;
 203         BUG_ON((char *)(_brk_end + size) > __brk_limit);
 204
 205         ret = (void *)_brk_end;
 206         _brk_end += size;
 207
 208         memset(ret, 0, size);
 209
 210         return ret;
 211 }
 212
 213 #ifdef CONFIG_X86_32
 214 static void __init cleanup_highmap(void)
 215 {
 216 }
 217 #endif
 218
 219 static void __init reserve_brk(void)
 220 {
 221         if (_brk_end > _brk_start)
 222                 memblock_reserve(__pa_symbol(_brk_start),
 223                                  _brk_end - _brk_start);
 224
 225         /* Mark brk area as locked down and no longer taking any
 226            new allocations */
 227         _brk_start = 0;
 228 }
 229
 230 u64 relocated_ramdisk;
 231
 232 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 233
 234 static u64 __init get_ramdisk_image(void)
 235 {
 236         u64 ramdisk_image = boot_params.hdr.ramdisk_image;
 237
 238         ramdisk_image |= (u64)boot_params.ext_ramdisk_image << 32;
 239
 240         return ramdisk_image;
 241 }
 242 static u64 __init get_ramdisk_size(void)
 243 {
 244         u64 ramdisk_size = boot_params.hdr.ramdisk_size;
 245
 246         ramdisk_size |= (u64)boot_params.ext_ramdisk_size << 32;
 247
 248         return ramdisk_size;
 249 }
 250
 251 static void __init relocate_initrd(void)
 252 {
 253         /* Assume only end is not page aligned */
 254         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 255         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 256         u64 area_size     = PAGE_ALIGN(ramdisk_size);
 257
 258         /* We need to move the initrd down into directly mapped mem */
 259         relocated_ramdisk = memblock_find_in_range(0, PFN_PHYS(max_pfn_mapped),
 260                                                    area_size, PAGE_SIZE);
 261
 262         if (!relocated_ramdisk)
 263                 panic("Cannot find place for new RAMDISK of size %lld\n",
 264                       ramdisk_size);
 265
 266         /* Note: this includes all the mem currently occupied by
 267            the initrd, we rely on that fact to keep the data intact. */
 268         memblock_reserve(relocated_ramdisk, area_size);
 269         initrd_start = relocated_ramdisk + PAGE_OFFSET;
 270         initrd_end   = initrd_start + ramdisk_size;
 271         printk(KERN_INFO "Allocated new RAMDISK: [mem %#010llx-%#010llx]\n",
 272                relocated_ramdisk, relocated_ramdisk + ramdisk_size - 1);
 273
 274         copy_from_early_mem((void *)initrd_start, ramdisk_image, ramdisk_size);
 275
 276         printk(KERN_INFO "Move RAMDISK from [mem %#010llx-%#010llx] to"
 277                 " [mem %#010llx-%#010llx]\n",
 278                 ramdisk_image, ramdisk_image + ramdisk_size - 1,
 279                 relocated_ramdisk, relocated_ramdisk + ramdisk_size - 1);
 280 }
 281
 282 static void __init early_reserve_initrd(void)
 283 {
 284         /* Assume only end is not page aligned */
 285         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 286         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 287         u64 ramdisk_end   = PAGE_ALIGN(ramdisk_image + ramdisk_size);
 288
 289         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
 290             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
 291                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
 292
 293         memblock_reserve(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
 294 }
 295 static void __init reserve_initrd(void)
 296 {
 297         /* Assume only end is not page aligned */
 298         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 299         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 300         u64 ramdisk_end   = PAGE_ALIGN(ramdisk_image + ramdisk_size);
 301         u64 mapped_size;
 302
 303         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
 304             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
 305                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
 306
 307         initrd_start = 0;
 308
 309         mapped_size = memblock_mem_size(max_pfn_mapped);
 310         if (ramdisk_size >= (mapped_size>>1))
 311                 panic("initrd too large to handle, "
 312                        "disabling initrd (%lld needed, %lld available)\n",
 313                        ramdisk_size, mapped_size>>1);
 314
 315         printk(KERN_INFO "RAMDISK: [mem %#010llx-%#010llx]\n", ramdisk_image,
 316                         ramdisk_end - 1);
 317
 318         if (pfn_range_is_mapped(PFN_DOWN(ramdisk_image),
 319                                 PFN_DOWN(ramdisk_end))) {
 320                 /* All are mapped, easy case */
 321                 initrd_start = ramdisk_image + PAGE_OFFSET;
 322                 initrd_end = initrd_start + ramdisk_size;
 323                 return;
 324         }
 325
 326         relocate_initrd();
 327
 328         memblock_free(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
 329 }
 330
 331 #else
 332 static void __init early_reserve_initrd(void)
 333 {
 334 }
 335 static void __init reserve_initrd(void)
 336 {
 337 }
 338 #endif /* CONFIG_BLK_DEV_INITRD */
 339
 340 static void __init parse_setup_data(void)
 341 {
 342         struct setup_data *data;
 343         u64 pa_data, pa_next;
 344
 345         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 346         while (pa_data) {
 347                 u32 data_len, data_type;
 348
 349                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 350                 data_len = data->len + sizeof(struct setup_data);
 351                 data_type = data->type;
 352                 pa_next = data->next;
 353                 early_memunmap(data, sizeof(*data));
 354
 355                 switch (data_type) {
 356                 case SETUP_E820_EXT:
 357                         e820__memory_setup_extended(pa_data, data_len);
 358                         break;
 359                 case SETUP_DTB:
 360                         add_dtb(pa_data);
 361                         break;
 362                 case SETUP_EFI:
 363                         parse_efi_setup(pa_data, data_len);
 364                         break;
 365                 default:
 366                         break;
 367                 }
 368                 pa_data = pa_next;
 369         }
 370 }
 371
 372 static void __init memblock_x86_reserve_range_setup_data(void)
 373 {
 374         struct setup_data *data;
 375         u64 pa_data;
 376
 377         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 378         while (pa_data) {
 379                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 380                 memblock_reserve(pa_data, sizeof(*data) + data->len);
 381
 382                 if (data->type == SETUP_INDIRECT &&
 383                     ((struct setup_indirect *)data->data)->type != SETUP_INDIRECT)
 384                         memblock_reserve(((struct setup_indirect *)data->data)->addr,
 385                                          ((struct setup_indirect *)data->data)->len);
 386
 387                 pa_data = data->next;
 388                 early_memunmap(data, sizeof(*data));
 389         }
 390 }
 391
 392 /*
 393  * --------- Crashkernel reservation ------------------------------
 394  */
 395
 396 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
 397
 398 /* 16M alignment for crash kernel regions */
 399 #define CRASH_ALIGN             SZ_16M
 400
 401 /*
 402  * Keep the crash kernel below this limit.
 403  *
 404  * Earlier 32-bits kernels would limit the kernel to the low 512 MB range
 405  * due to mapping restrictions.
 406  *
 407  * 64-bit kdump kernels need to be restricted to be under 64 TB, which is
 408  * the upper limit of system RAM in 4-level paging mode. Since the kdump
 409  * jump could be from 5-level paging to 4-level paging, the jump will fail if
 410  * the kernel is put above 64 TB, and during the 1st kernel bootup there's
 411  * no good way to detect the paging mode of the target kernel which will be
 412  * loaded for dumping.
 413  */
 414 #ifdef CONFIG_X86_32
 415 # define CRASH_ADDR_LOW_MAX     SZ_512M
 416 # define CRASH_ADDR_HIGH_MAX    SZ_512M
 417 #else
 418 # define CRASH_ADDR_LOW_MAX     SZ_4G
 419 # define CRASH_ADDR_HIGH_MAX    SZ_64T
 420 #endif
 421
 422 static int __init reserve_crashkernel_low(void)
 423 {
 424 #ifdef CONFIG_X86_64
 425         unsigned long long base, low_base = 0, low_size = 0;
 426         unsigned long total_low_mem;
 427         int ret;
 428
 429         total_low_mem = memblock_mem_size(1UL << (32 - PAGE_SHIFT));
 430
 431         /* crashkernel=Y,low */
 432         ret = parse_crashkernel_low(boot_command_line, total_low_mem, &low_size, &base);
 433         if (ret) {
 434                 /*
 435                  * two parts from kernel/dma/swiotlb.c:
 436                  * -swiotlb size: user-specified with swiotlb= or default.
 437                  *
 438                  * -swiotlb overflow buffer: now hardcoded to 32k. We round it
 439                  * to 8M for other buffers that may need to stay low too. Also
 440                  * make sure we allocate enough extra low memory so that we
 441                  * don't run out of DMA buffers for 32-bit devices.
 442                  */
 443                 low_size = max(swiotlb_size_or_default() + (8UL << 20), 256UL << 20);
 444         } else {
 445                 /* passed with crashkernel=0,low ? */
 446                 if (!low_size)
 447                         return 0;
 448         }
 449
 450         low_base = memblock_find_in_range(0, 1ULL << 32, low_size, CRASH_ALIGN);
 451         if (!low_base) {
 452                 pr_err("Cannot reserve %ldMB crashkernel low memory, please try smaller size.\n",
 453                        (unsigned long)(low_size >> 20));
 454                 return -ENOMEM;
 455         }
 456
 457         ret = memblock_reserve(low_base, low_size);
 458         if (ret) {
 459                 pr_err("%s: Error reserving crashkernel low memblock.\n", __func__);
 460                 return ret;
 461         }
 462
 463         pr_info("Reserving %ldMB of low memory at %ldMB for crashkernel (System low RAM: %ldMB)\n",
 464                 (unsigned long)(low_size >> 20),
 465                 (unsigned long)(low_base >> 20),
 466                 (unsigned long)(total_low_mem >> 20));
 467
 468         crashk_low_res.start = low_base;
 469         crashk_low_res.end   = low_base + low_size - 1;
 470         insert_resource(&iomem_resource, &crashk_low_res);
 471 #endif
 472         return 0;
 473 }
 474
 475 static void __init reserve_crashkernel(void)
 476 {
 477         unsigned long long crash_size, crash_base, total_mem;
 478         bool high = false;
 479         int ret;
 480
 481         total_mem = memblock_phys_mem_size();
 482
 483         /* crashkernel=XM */
 484         ret = parse_crashkernel(boot_command_line, total_mem, &crash_size, &crash_base);
 485         if (ret != 0 || crash_size <= 0) {
 486                 /* crashkernel=X,high */
 487                 ret = parse_crashkernel_high(boot_command_line, total_mem,
 488                                              &crash_size, &crash_base);
 489                 if (ret != 0 || crash_size <= 0)
 490                         return;
 491                 high = true;
 492         }
 493
 494         if (xen_pv_domain()) {
 495                 pr_info("Ignoring crashkernel for a Xen PV domain\n");
 496                 return;
 497         }
 498
 499         /* 0 means: find the address automatically */
 500         if (!crash_base) {
 501                 /*
 502                  * Set CRASH_ADDR_LOW_MAX upper bound for crash memory,
 503                  * crashkernel=x,high reserves memory over 4G, also allocates
 504                  * 256M extra low memory for DMA buffers and swiotlb.
 505                  * But the extra memory is not required for all machines.
 506                  * So try low memory first and fall back to high memory
 507                  * unless "crashkernel=size[KMG],high" is specified.
 508                  */
 509                 if (!high)
 510                         crash_base = memblock_find_in_range(CRASH_ALIGN,
 511                                                 CRASH_ADDR_LOW_MAX,
 512                                                 crash_size, CRASH_ALIGN);
 513                 if (!crash_base)
 514                         crash_base = memblock_find_in_range(CRASH_ALIGN,
 515                                                 CRASH_ADDR_HIGH_MAX,
 516                                                 crash_size, CRASH_ALIGN);
 517                 if (!crash_base) {
 518                         pr_info("crashkernel reservation failed - No suitable area found.\n");
 519                         return;
 520                 }
 521         } else {
 522                 unsigned long long start;
 523
 524                 start = memblock_find_in_range(crash_base,
 525                                                crash_base + crash_size,
 526                                                crash_size, 1 << 20);
 527                 if (start != crash_base) {
 528                         pr_info("crashkernel reservation failed - memory is in use.\n");
 529                         return;
 530                 }
 531         }
 532         ret = memblock_reserve(crash_base, crash_size);
 533         if (ret) {
 534                 pr_err("%s: Error reserving crashkernel memblock.\n", __func__);
 535                 return;
 536         }
 537
 538         if (crash_base >= (1ULL << 32) && reserve_crashkernel_low()) {
 539                 memblock_free(crash_base, crash_size);
 540                 return;
 541         }
 542
 543         pr_info("Reserving %ldMB of memory at %ldMB for crashkernel (System RAM: %ldMB)\n",
 544                 (unsigned long)(crash_size >> 20),
 545                 (unsigned long)(crash_base >> 20),
 546                 (unsigned long)(total_mem >> 20));
 547
 548         crashk_res.start = crash_base;
 549         crashk_res.end   = crash_base + crash_size - 1;
 550         insert_resource(&iomem_resource, &crashk_res);
 551 }
 552 #else
 553 static void __init reserve_crashkernel(void)
 554 {
 555 }
 556 #endif
 557
 558 static struct resource standard_io_resources[] = {
 559         { .name = "dma1", .start = 0x00, .end = 0x1f,
 560                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 561         { .name = "pic1", .start = 0x20, .end = 0x21,
 562                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 563         { .name = "timer0", .start = 0x40, .end = 0x43,
 564                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 565         { .name = "timer1", .start = 0x50, .end = 0x53,
 566                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 567         { .name = "keyboard", .start = 0x60, .end = 0x60,
 568                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 569         { .name = "keyboard", .start = 0x64, .end = 0x64,
 570                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 571         { .name = "dma page reg", .start = 0x80, .end = 0x8f,
 572                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 573         { .name = "pic2", .start = 0xa0, .end = 0xa1,
 574                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 575         { .name = "dma2", .start = 0xc0, .end = 0xdf,
 576                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 577         { .name = "fpu", .start = 0xf0, .end = 0xff,
 578                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO }
 579 };
 580
 581 void __init reserve_standard_io_resources(void)
 582 {
 583         int i;
 584
 585         /* request I/O space for devices used on all i[345]86 PCs */
 586         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(standard_io_resources); i++)
 587                 request_resource(&ioport_resource, &standard_io_resources[i]);
 588
 589 }
 590
 591 static __init void reserve_ibft_region(void)
 592 {
 593         unsigned long addr, size = 0;
 594
 595         addr = find_ibft_region(&size);
 596
 597         if (size)
 598                 memblock_reserve(addr, size);
 599 }
 600
 601 static bool __init snb_gfx_workaround_needed(void)
 602 {
 603 #ifdef CONFIG_PCI
 604         int i;
 605         u16 vendor, devid;
 606         static const __initconst u16 snb_ids[] = {
 607                 0x0102,
 608                 0x0112,
 609                 0x0122,
 610                 0x0106,
 611                 0x0116,
 612                 0x0126,
 613                 0x010a,
 614         };
 615
 616         /* Assume no if something weird is going on with PCI */
 617         if (!early_pci_allowed())
 618                 return false;
 619
 620         vendor = read_pci_config_16(0, 2, 0, PCI_VENDOR_ID);
 621         if (vendor != 0x8086)
 622                 return false;
 623
 624         devid = read_pci_config_16(0, 2, 0, PCI_DEVICE_ID);
 625         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(snb_ids); i++)
 626                 if (devid == snb_ids[i])
 627                         return true;
 628 #endif
 629
 630         return false;
 631 }
 632
 633 /*
 634  * Sandy Bridge graphics has trouble with certain ranges, exclude
 635  * them from allocation.
 636  */
 637 static void __init trim_snb_memory(void)
 638 {
 639         static const __initconst unsigned long bad_pages[] = {
 640                 0x20050000,
 641                 0x20110000,
 642                 0x20130000,
 643                 0x20138000,
 644                 0x40004000,
 645         };
 646         int i;
 647
 648         if (!snb_gfx_workaround_needed())
 649                 return;
 650
 651         printk(KERN_DEBUG "reserving inaccessible SNB gfx pages\n");
 652
 653         /*
 654          * Reserve all memory below the 1 MB mark that has not
 655          * already been reserved.
 656          */
 657         memblock_reserve(0, 1<<20);
 658
 659         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(bad_pages); i++) {
 660                 if (memblock_reserve(bad_pages[i], PAGE_SIZE))
 661                         printk(KERN_WARNING "failed to reserve 0x%08lx\n",
 662                                bad_pages[i]);
 663         }
 664 }
 665
 666 /*
 667  * Here we put platform-specific memory range workarounds, i.e.
 668  * memory known to be corrupt or otherwise in need to be reserved on
 669  * specific platforms.
 670  *
 671  * If this gets used more widely it could use a real dispatch mechanism.
 672  */
 673 static void __init trim_platform_memory_ranges(void)
 674 {
 675         trim_snb_memory();
 676 }
 677
 678 static void __init trim_bios_range(void)
 679 {
 680         /*
 681          * A special case is the first 4Kb of memory;
 682          * This is a BIOS owned area, not kernel ram, but generally
 683          * not listed as such in the E820 table.
 684          *
 685          * This typically reserves additional memory (64KiB by default)
 686          * since some BIOSes are known to corrupt low memory.  See the
 687          * Kconfig help text for X86_RESERVE_LOW.
 688          */
 689         e820__range_update(0, PAGE_SIZE, E820_TYPE_RAM, E820_TYPE_RESERVED);
 690
 691         /*
 692          * special case: Some BIOSes report the PC BIOS
 693          * area (640Kb -> 1Mb) as RAM even though it is not.
 694          * take them out.
 695          */
 696         e820__range_remove(BIOS_BEGIN, BIOS_END - BIOS_BEGIN, E820_TYPE_RAM, 1);
 697
 698         e820__update_table(e820_table);
 699 }
 700
 701 /* called before trim_bios_range() to spare extra sanitize */
 702 static void __init e820_add_kernel_range(void)
 703 {
 704         u64 start = __pa_symbol(_text);
 705         u64 size = __pa_symbol(_end) - start;
 706
 707         /*
 708          * Complain if .text .data and .bss are not marked as E820_TYPE_RAM and
 709          * attempt to fix it by adding the range. We may have a confused BIOS,
 710          * or the user may have used memmap=exactmap or memmap=xxM$yyM to
 711          * exclude kernel range. If we really are running on top non-RAM,
 712          * we will crash later anyways.
 713          */
 714         if (e820__mapped_all(start, start + size, E820_TYPE_RAM))
 715                 return;
 716
 717         pr_warn(".text .data .bss are not marked as E820_TYPE_RAM!\n");
 718         e820__range_remove(start, size, E820_TYPE_RAM, 0);
 719         e820__range_add(start, size, E820_TYPE_RAM);
 720 }
 721
 722 static unsigned reserve_low = CONFIG_X86_RESERVE_LOW << 10;
 723
 724 static int __init parse_reservelow(char *p)
 725 {
 726         unsigned long long size;
 727
 728         if (!p)
 729                 return -EINVAL;
 730
 731         size = memparse(p, &p);
 732
 733         if (size < 4096)
 734                 size = 4096;
 735
 736         if (size > 640*1024)
 737                 size = 640*1024;
 738
 739         reserve_low = size;
 740
 741         return 0;
 742 }
 743
 744 early_param("reservelow", parse_reservelow);
 745
 746 static void __init trim_low_memory_range(void)
 747 {
 748         memblock_reserve(0, ALIGN(reserve_low, PAGE_SIZE));
 749 }
 750
 751 /*
 752  * Dump out kernel offset information on panic.
 753  */
 754 static int
 755 dump_kernel_offset(struct notifier_block *self, unsigned long v, void *p)
 756 {
 757         if (kaslr_enabled()) {
 758                 pr_emerg("Kernel Offset: 0x%lx from 0x%lx (relocation range: 0x%lx-0x%lx)\n",
 759                          kaslr_offset(),
 760                          __START_KERNEL,
 761                          __START_KERNEL_map,
 762                          MODULES_VADDR-1);
 763         } else {
 764                 pr_emerg("Kernel Offset: disabled\n");
 765         }
 766
 767         return 0;
 768 }
 769
 770 /*
 771  * Determine if we were loaded by an EFI loader.  If so, then we have also been
 772  * passed the efi memmap, systab, etc., so we should use these data structures
 773  * for initialization.  Note, the efi init code path is determined by the
 774  * global efi_enabled. This allows the same kernel image to be used on existing
 775  * systems (with a traditional BIOS) as well as on EFI systems.
 776  */
 777 /*
 778  * setup_arch - architecture-specific boot-time initializations
 779  *
 780  * Note: On x86_64, fixmaps are ready for use even before this is called.
 781  */
 782
 783 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
 784 {
 785         /*
 786          * Reserve the memory occupied by the kernel between _text and
 787          * __end_of_kernel_reserve symbols. Any kernel sections after the
 788          * __end_of_kernel_reserve symbol must be explicitly reserved with a
 789          * separate memblock_reserve() or they will be discarded.
 790          */
 791         memblock_reserve(__pa_symbol(_text),
 792                          (unsigned long)__end_of_kernel_reserve - (unsigned long)_text);
 793
 794         /*
 795          * Make sure page 0 is always reserved because on systems with
 796          * L1TF its contents can be leaked to user processes.
 797          */
 798         memblock_reserve(0, PAGE_SIZE);
 799
 800         early_reserve_initrd();
 801
 802         /*
 803          * At this point everything still needed from the boot loader
 804          * or BIOS or kernel text should be early reserved or marked not
 805          * RAM in e820. All other memory is free game.
 806          */
 807
 808 #ifdef CONFIG_X86_32
 809         memcpy(&boot_cpu_data, &new_cpu_data, sizeof(new_cpu_data));
 810
 811         /*
 812          * copy kernel address range established so far and switch
 813          * to the proper swapper page table
 814          */
 815         clone_pgd_range(swapper_pg_dir     + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
 816                         initial_page_table + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
 817                         KERNEL_PGD_PTRS);
 818
 819         load_cr3(swapper_pg_dir);
 820         /*
 821          * Note: Quark X1000 CPUs advertise PGE incorrectly and require
 822          * a cr3 based tlb flush, so the following __flush_tlb_all()
 823          * will not flush anything because the CPU quirk which clears
 824          * X86_FEATURE_PGE has not been invoked yet. Though due to the
 825          * load_cr3() above the TLB has been flushed already. The
 826          * quirk is invoked before subsequent calls to __flush_tlb_all()
 827          * so proper operation is guaranteed.
 828          */
 829         __flush_tlb_all();
 830 #else
 831         printk(KERN_INFO "Command line: %s\n", boot_command_line);
 832         boot_cpu_data.x86_phys_bits = MAX_PHYSMEM_BITS;
 833 #endif
 834
 835         /*
 836          * If we have OLPC OFW, we might end up relocating the fixmap due to
 837          * reserve_top(), so do this before touching the ioremap area.
 838          */
 839         olpc_ofw_detect();
 840
 841         idt_setup_early_traps();
 842         early_cpu_init();
 843         arch_init_ideal_nops();
 844         jump_label_init();
 845         early_ioremap_init();
 846
 847         setup_olpc_ofw_pgd();
 848
 849         ROOT_DEV = old_decode_dev(boot_params.hdr.root_dev);
 850         screen_info = boot_params.screen_info;
 851         edid_info = boot_params.edid_info;
 852 #ifdef CONFIG_X86_32
 853         apm_info.bios = boot_params.apm_bios_info;
 854         ist_info = boot_params.ist_info;
 855 #endif
 856         saved_video_mode = boot_params.hdr.vid_mode;
 857         bootloader_type = boot_params.hdr.type_of_loader;
 858         if ((bootloader_type >> 4) == 0xe) {
 859                 bootloader_type &= 0xf;
 860                 bootloader_type |= (boot_params.hdr.ext_loader_type+0x10) << 4;
 861         }
 862         bootloader_version  = bootloader_type & 0xf;
 863         bootloader_version |= boot_params.hdr.ext_loader_ver << 4;
 864
 865 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_RAM
 866         rd_image_start = boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_IMAGE_START_MASK;
 867         rd_prompt = ((boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_PROMPT_FLAG) != 0);
 868         rd_doload = ((boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_LOAD_FLAG) != 0);
 869 #endif
 870 #ifdef CONFIG_EFI
 871         if (!strncmp((char *)&boot_params.efi_info.efi_loader_signature,
 872                      EFI32_LOADER_SIGNATURE, 4)) {
 873                 set_bit(EFI_BOOT, &efi.flags);
 874         } else if (!strncmp((char *)&boot_params.efi_info.efi_loader_signature,
 875                      EFI64_LOADER_SIGNATURE, 4)) {
 876                 set_bit(EFI_BOOT, &efi.flags);
 877                 set_bit(EFI_64BIT, &efi.flags);
 878         }
 879 #endif
 880
 881         x86_init.oem.arch_setup();
 882
 883         iomem_resource.end = (1ULL << boot_cpu_data.x86_phys_bits) - 1;
 884         e820__memory_setup();
 885         parse_setup_data();
 886
 887         copy_edd();
 888
 889         if (!boot_params.hdr.root_flags)
 890                 root_mountflags &= ~MS_RDONLY;
 891         init_mm.start_code = (unsigned long) _text;
 892         init_mm.end_code = (unsigned long) _etext;
 893         init_mm.end_data = (unsigned long) _edata;
 894         init_mm.brk = _brk_end;
 895
 896         code_resource.start = __pa_symbol(_text);
 897         code_resource.end = __pa_symbol(_etext)-1;
 898         rodata_resource.start = __pa_symbol(__start_rodata);
 899         rodata_resource.end = __pa_symbol(__end_rodata)-1;
 900         data_resource.start = __pa_symbol(_sdata);
 901         data_resource.end = __pa_symbol(_edata)-1;
 902         bss_resource.start = __pa_symbol(__bss_start);
 903         bss_resource.end = __pa_symbol(__bss_stop)-1;
 904
 905 #ifdef CONFIG_CMDLINE_BOOL
 906 #ifdef CONFIG_CMDLINE_OVERRIDE
 907         strlcpy(boot_command_line, builtin_cmdline, COMMAND_LINE_SIZE);
 908 #else
 909         if (builtin_cmdline[0]) {
 910                 /* append boot loader cmdline to builtin */
 911                 strlcat(builtin_cmdline, " ", COMMAND_LINE_SIZE);
 912                 strlcat(builtin_cmdline, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 913                 strlcpy(boot_command_line, builtin_cmdline, COMMAND_LINE_SIZE);
 914         }
 915 #endif
 916 #endif
 917
 918         strlcpy(command_line, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 919         *cmdline_p = command_line;
 920
 921         /*
 922          * x86_configure_nx() is called before parse_early_param() to detect
 923          * whether hardware doesn't support NX (so that the early EHCI debug
 924          * console setup can safely call set_fixmap()). It may then be called
 925          * again from within noexec_setup() during parsing early parameters
 926          * to honor the respective command line option.
 927          */
 928         x86_configure_nx();
 929
 930         parse_early_param();
 931
 932         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
 933                 efi_memblock_x86_reserve_range();
 934 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
 935         /*
 936          * Memory used by the kernel cannot be hot-removed because Linux
 937          * cannot migrate the kernel pages. When memory hotplug is
 938          * enabled, we should prevent memblock from allocating memory
 939          * for the kernel.
 940          *
 941          * ACPI SRAT records all hotpluggable memory ranges. But before
 942          * SRAT is parsed, we don't know about it.
 943          *
 944          * The kernel image is loaded into memory at very early time. We
 945          * cannot prevent this anyway. So on NUMA system, we set any
 946          * node the kernel resides in as un-hotpluggable.
 947          *
 948          * Since on modern servers, one node could have double-digit
 949          * gigabytes memory, we can assume the memory around the kernel
 950          * image is also un-hotpluggable. So before SRAT is parsed, just
 951          * allocate memory near the kernel image to try the best to keep
 952          * the kernel away from hotpluggable memory.
 953          */
 954         if (movable_node_is_enabled())
 955                 memblock_set_bottom_up(true);
 956 #endif
 957
 958         x86_report_nx();
 959
 960         /* after early param, so could get panic from serial */
 961         memblock_x86_reserve_range_setup_data();
 962
 963         if (acpi_mps_check()) {
 964 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 965                 disable_apic = 1;
 966 #endif
 967                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_APIC);
 968         }
 969
 970         e820__reserve_setup_data();
 971         e820__finish_early_params();
 972
 973         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
 974                 efi_init();
 975
 976         dmi_setup();
 977
 978         /*
 979          * VMware detection requires dmi to be available, so this
 980          * needs to be done after dmi_setup(), for the boot CPU.
 981          */
 982         init_hypervisor_platform();
 983
 984         tsc_early_init();
 985         x86_init.resources.probe_roms();
 986
 987         /* after parse_early_param, so could debug it */
 988         insert_resource(&iomem_resource, &code_resource);
 989         insert_resource(&iomem_resource, &rodata_resource);
 990         insert_resource(&iomem_resource, &data_resource);
 991         insert_resource(&iomem_resource, &bss_resource);
 992
 993         e820_add_kernel_range();
 994         trim_bios_range();
 995 #ifdef CONFIG_X86_32
 996         if (ppro_with_ram_bug()) {
 997                 e820__range_update(0x70000000ULL, 0x40000ULL, E820_TYPE_RAM,
 998                                   E820_TYPE_RESERVED);
 999                 e820__update_table(e820_table);
1000                 printk(KERN_INFO "fixed physical RAM map:\n");
1001                 e820__print_table("bad_ppro");
1002         }
1003 #else
1004         early_gart_iommu_check();
1005 #endif
1006
1007         /*
1008          * partially used pages are not usable - thus
1009          * we are rounding upwards:
1010          */
1011         max_pfn = e820__end_of_ram_pfn();
1012
1013         /* update e820 for memory not covered by WB MTRRs */
1014         mtrr_bp_init();
1015         if (mtrr_trim_uncached_memory(max_pfn))
1016                 max_pfn = e820__end_of_ram_pfn();
1017
1018         max_possible_pfn = max_pfn;
1019
1020         /*
1021          * This call is required when the CPU does not support PAT. If
1022          * mtrr_bp_init() invoked it already via pat_init() the call has no
1023          * effect.
1024          */
1025         init_cache_modes();
1026
1027         /*
1028          * Define random base addresses for memory sections after max_pfn is
1029          * defined and before each memory section base is used.
1030          */
1031         kernel_randomize_memory();
1032
1033 #ifdef CONFIG_X86_32
1034         /* max_low_pfn get updated here */
1035         find_low_pfn_range();
1036 #else
1037         check_x2apic();
1038
1039         /* How many end-of-memory variables you have, grandma! */
1040         /* need this before calling reserve_initrd */
1041         if (max_pfn > (1UL<<(32 - PAGE_SHIFT)))
1042                 max_low_pfn = e820__end_of_low_ram_pfn();
1043         else
1044                 max_low_pfn = max_pfn;
1045
1046         high_memory = (void *)__va(max_pfn * PAGE_SIZE - 1) + 1;
1047 #endif
1048
1049         /*
1050          * Find and reserve possible boot-time SMP configuration:
1051          */
1052         find_smp_config();
1053
1054         reserve_ibft_region();
1055
1056         early_alloc_pgt_buf();
1057
1058         /*
1059          * Need to conclude brk, before e820__memblock_setup()
1060          *  it could use memblock_find_in_range, could overlap with
1061          *  brk area.
1062          */
1063         reserve_brk();
1064
1065         cleanup_highmap();
1066
1067         memblock_set_current_limit(ISA_END_ADDRESS);
1068         e820__memblock_setup();
1069
1070         reserve_bios_regions();
1071
1072         efi_fake_memmap();
1073         efi_find_mirror();
1074         efi_esrt_init();
1075
1076         /*
1077          * The EFI specification says that boot service code won't be
1078          * called after ExitBootServices(). This is, in fact, a lie.
1079          */
1080         efi_reserve_boot_services();
1081
1082         /* preallocate 4k for mptable mpc */
1083         e820__memblock_alloc_reserved_mpc_new();
1084
1085 #ifdef CONFIG_X86_CHECK_BIOS_CORRUPTION
1086         setup_bios_corruption_check();
1087 #endif
1088
1089 #ifdef CONFIG_X86_32
1090         printk(KERN_DEBUG "initial memory mapped: [mem 0x00000000-%#010lx]\n",
1091                         (max_pfn_mapped<<PAGE_SHIFT) - 1);
1092 #endif
1093
1094         reserve_real_mode();
1095
1096         trim_platform_memory_ranges();
1097         trim_low_memory_range();
1098
1099         init_mem_mapping();
1100
1101         idt_setup_early_pf();
1102
1103         /*
1104          * Update mmu_cr4_features (and, indirectly, trampoline_cr4_features)
1105          * with the current CR4 value.  This may not be necessary, but
1106          * auditing all the early-boot CR4 manipulation would be needed to
1107          * rule it out.
1108          *
1109          * Mask off features that don't work outside long mode (just
1110          * PCIDE for now).
1111          */
1112         mmu_cr4_features = __read_cr4() & ~X86_CR4_PCIDE;
1113
1114         memblock_set_current_limit(get_max_mapped());
1115
1116         /*
1117          * NOTE: On x86-32, only from this point on, fixmaps are ready for use.
1118          */
1119
1120 #ifdef CONFIG_PROVIDE_OHCI1394_DMA_INIT
1121         if (init_ohci1394_dma_early)
1122                 init_ohci1394_dma_on_all_controllers();
1123 #endif
1124         /* Allocate bigger log buffer */
1125         setup_log_buf(1);
1126
1127         if (efi_enabled(EFI_BOOT)) {
1128                 switch (boot_params.secure_boot) {
1129                 case efi_secureboot_mode_disabled:
1130                         pr_info("Secure boot disabled\n");
1131                         break;
1132                 case efi_secureboot_mode_enabled:
1133                         pr_info("Secure boot enabled\n");
1134                         break;
1135                 default:
1136                         pr_info("Secure boot could not be determined\n");
1137                         break;
1138                 }
1139         }
1140
1141         reserve_initrd();
1142
1143         acpi_table_upgrade();
1144
1145         vsmp_init();
1146
1147         io_delay_init();
1148
1149         early_platform_quirks();
1150
1151         /*
1152          * Parse the ACPI tables for possible boot-time SMP configuration.
1153          */
1154         acpi_boot_table_init();
1155
1156         early_acpi_boot_init();
1157
1158         initmem_init();
1159         dma_contiguous_reserve(max_pfn_mapped << PAGE_SHIFT);
1160
1161         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_GBPAGES))
1162                 hugetlb_cma_reserve(PUD_SHIFT - PAGE_SHIFT);
1163
1164         /*
1165          * Reserve memory for crash kernel after SRAT is parsed so that it
1166          * won't consume hotpluggable memory.
1167          */
1168         reserve_crashkernel();
1169
1170         memblock_find_dma_reserve();
1171
1172         if (!early_xdbc_setup_hardware())
1173                 early_xdbc_register_console();
1174
1175         x86_init.paging.pagetable_init();
1176
1177         kasan_init();
1178
1179         /*
1180          * Sync back kernel address range.
1181          *
1182          * FIXME: Can the later sync in setup_cpu_entry_areas() replace
1183          * this call?
1184          */
1185         sync_initial_page_table();
1186
1187         tboot_probe();
1188
1189         map_vsyscall();
1190
1191         generic_apic_probe();
1192
1193         early_quirks();
1194
1195         /*
1196          * Read APIC and some other early information from ACPI tables.
1197          */
1198         acpi_boot_init();
1199         sfi_init();
1200         x86_dtb_init();
1201
1202         /*
1203          * get boot-time SMP configuration:
1204          */
1205         get_smp_config();
1206
1207         /*
1208          * Systems w/o ACPI and mptables might not have it mapped the local
1209          * APIC yet, but prefill_possible_map() might need to access it.
1210          */
1211         init_apic_mappings();
1212
1213         prefill_possible_map();
1214
1215         init_cpu_to_node();
1216
1217         io_apic_init_mappings();
1218
1219         x86_init.hyper.guest_late_init();
1220
1221         e820__reserve_resources();
1222         e820__register_nosave_regions(max_pfn);
1223
1224         x86_init.resources.reserve_resources();
1225
1226         e820__setup_pci_gap();
1227
1228 #ifdef CONFIG_VT
1229 #if defined(CONFIG_VGA_CONSOLE)
1230         if (!efi_enabled(EFI_BOOT) || (efi_mem_type(0xa0000) != EFI_CONVENTIONAL_MEMORY))
1231                 conswitchp = &vga_con;
1232 #endif
1233 #endif
1234         x86_init.oem.banner();
1235
1236         x86_init.timers.wallclock_init();
1237
1238         mcheck_init();
1239
1240         register_refined_jiffies(CLOCK_TICK_RATE);
1241
1242 #ifdef CONFIG_EFI
1243         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
1244                 efi_apply_memmap_quirks();
1245 #endif
1246
1247         unwind_init();
1248 }
1249
1250 #ifdef CONFIG_X86_32
1251
1252 static struct resource video_ram_resource = {
1253         .name   = "Video RAM area",
1254         .start  = 0xa0000,
1255         .end    = 0xbffff,
1256         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_MEM
1257 };
1258
1259 void __init i386_reserve_resources(void)
1260 {
1261         request_resource(&iomem_resource, &video_ram_resource);
1262         reserve_standard_io_resources();
1263 }
1264
1265 #endif /* CONFIG_X86_32 */
1266
1267 static struct notifier_block kernel_offset_notifier = {
1268         .notifier_call = dump_kernel_offset
1269 };
1270
1271 static int __init register_kernel_offset_dumper(void)
1272 {
1273         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list,
1274                                         &kernel_offset_notifier);
1275         return 0;
1276 }
1277 __initcall(register_kernel_offset_dumper);