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/acpi.h>
   9 #include <linux/console.h>
  10 #include <linux/crash_dump.h>
  11 #include <linux/dma-map-ops.h>
  12 #include <linux/dmi.h>
  13 #include <linux/efi.h>
  14 #include <linux/init_ohci1394_dma.h>
  15 #include <linux/initrd.h>
  16 #include <linux/iscsi_ibft.h>
  17 #include <linux/memblock.h>
  18 #include <linux/panic_notifier.h>
  19 #include <linux/pci.h>
  20 #include <linux/root_dev.h>
  21 #include <linux/hugetlb.h>
  22 #include <linux/tboot.h>
  23 #include <linux/usb/xhci-dbgp.h>
  24 #include <linux/static_call.h>
  25 #include <linux/swiotlb.h>
  26
  27 #include <uapi/linux/mount.h>
  28
  29 #include <xen/xen.h>
  30
  31 #include <asm/apic.h>
  32 #include <asm/numa.h>
  33 #include <asm/bios_ebda.h>
  34 #include <asm/bugs.h>
  35 #include <asm/cpu.h>
  36 #include <asm/efi.h>
  37 #include <asm/gart.h>
  38 #include <asm/hypervisor.h>
  39 #include <asm/io_apic.h>
  40 #include <asm/kasan.h>
  41 #include <asm/kaslr.h>
  42 #include <asm/mce.h>
  43 #include <asm/memtype.h>
  44 #include <asm/mtrr.h>
  45 #include <asm/realmode.h>
  46 #include <asm/olpc_ofw.h>
  47 #include <asm/pci-direct.h>
  48 #include <asm/prom.h>
  49 #include <asm/proto.h>
  50 #include <asm/thermal.h>
  51 #include <asm/unwind.h>
  52 #include <asm/vsyscall.h>
  53 #include <linux/vmalloc.h>
  54
  55 /*
  56  * max_low_pfn_mapped: highest directly mapped pfn < 4 GB
  57  * max_pfn_mapped:     highest directly mapped pfn > 4 GB
  58  *
  59  * The direct mapping only covers E820_TYPE_RAM regions, so the ranges and gaps are
  60  * represented by pfn_mapped[].
  61  */
  62 unsigned long max_low_pfn_mapped;
  63 unsigned long max_pfn_mapped;
  64
  65 #ifdef CONFIG_DMI
  66 RESERVE_BRK(dmi_alloc, 65536);
  67 #endif
  68
  69
  70 unsigned long _brk_start = (unsigned long)__brk_base;
  71 unsigned long _brk_end   = (unsigned long)__brk_base;
  72
  73 struct boot_params boot_params;
  74
  75 /*
  76  * These are the four main kernel memory regions, we put them into
  77  * the resource tree so that kdump tools and other debugging tools
  78  * recover it:
  79  */
  80
  81 static struct resource rodata_resource = {
  82         .name   = "Kernel rodata",
  83         .start  = 0,
  84         .end    = 0,
  85         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
  86 };
  87
  88 static struct resource data_resource = {
  89         .name   = "Kernel data",
  90         .start  = 0,
  91         .end    = 0,
  92         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
  93 };
  94
  95 static struct resource code_resource = {
  96         .name   = "Kernel code",
  97         .start  = 0,
  98         .end    = 0,
  99         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
 100 };
 101
 102 static struct resource bss_resource = {
 103         .name   = "Kernel bss",
 104         .start  = 0,
 105         .end    = 0,
 106         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
 107 };
 108
 109
 110 #ifdef CONFIG_X86_32
 111 /* CPU data as detected by the assembly code in head_32.S */
 112 struct cpuinfo_x86 new_cpu_data;
 113
 114 /* Common CPU data for all CPUs */
 115 struct cpuinfo_x86 boot_cpu_data __read_mostly;
 116 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_data);
 117
 118 unsigned int def_to_bigsmp;
 119
 120 struct apm_info apm_info;
 121 EXPORT_SYMBOL(apm_info);
 122
 123 #if defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI) || \
 124         defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI_MODULE)
 125 struct ist_info ist_info;
 126 EXPORT_SYMBOL(ist_info);
 127 #else
 128 struct ist_info ist_info;
 129 #endif
 130
 131 #else
 132 struct cpuinfo_x86 boot_cpu_data __read_mostly;
 133 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_data);
 134 #endif
 135
 136
 137 #if !defined(CONFIG_X86_PAE) || defined(CONFIG_X86_64)
 138 __visible unsigned long mmu_cr4_features __ro_after_init;
 139 #else
 140 __visible unsigned long mmu_cr4_features __ro_after_init = X86_CR4_PAE;
 141 #endif
 142
 143 /* Boot loader ID and version as integers, for the benefit of proc_dointvec */
 144 int bootloader_type, bootloader_version;
 145
 146 /*
 147  * Setup options
 148  */
 149 struct screen_info screen_info;
 150 EXPORT_SYMBOL(screen_info);
 151 struct edid_info edid_info;
 152 EXPORT_SYMBOL_GPL(edid_info);
 153
 154 extern int root_mountflags;
 155
 156 unsigned long saved_video_mode;
 157
 158 #define RAMDISK_IMAGE_START_MASK        0x07FF
 159 #define RAMDISK_PROMPT_FLAG             0x8000
 160 #define RAMDISK_LOAD_FLAG               0x4000
 161
 162 static char __initdata command_line[COMMAND_LINE_SIZE];
 163 #ifdef CONFIG_CMDLINE_BOOL
 164 static char __initdata builtin_cmdline[COMMAND_LINE_SIZE] = CONFIG_CMDLINE;
 165 #endif
 166
 167 #if defined(CONFIG_EDD) || defined(CONFIG_EDD_MODULE)
 168 struct edd edd;
 169 #ifdef CONFIG_EDD_MODULE
 170 EXPORT_SYMBOL(edd);
 171 #endif
 172 /**
 173  * copy_edd() - Copy the BIOS EDD information
 174  *              from boot_params into a safe place.
 175  *
 176  */
 177 static inline void __init copy_edd(void)
 178 {
 179      memcpy(edd.mbr_signature, boot_params.edd_mbr_sig_buffer,
 180             sizeof(edd.mbr_signature));
 181      memcpy(edd.edd_info, boot_params.eddbuf, sizeof(edd.edd_info));
 182      edd.mbr_signature_nr = boot_params.edd_mbr_sig_buf_entries;
 183      edd.edd_info_nr = boot_params.eddbuf_entries;
 184 }
 185 #else
 186 static inline void __init copy_edd(void)
 187 {
 188 }
 189 #endif
 190
 191 void * __init extend_brk(size_t size, size_t align)
 192 {
 193         size_t mask = align - 1;
 194         void *ret;
 195
 196         BUG_ON(_brk_start == 0);
 197         BUG_ON(align & mask);
 198
 199         _brk_end = (_brk_end + mask) & ~mask;
 200         BUG_ON((char *)(_brk_end + size) > __brk_limit);
 201
 202         ret = (void *)_brk_end;
 203         _brk_end += size;
 204
 205         memset(ret, 0, size);
 206
 207         return ret;
 208 }
 209
 210 #ifdef CONFIG_X86_32
 211 static void __init cleanup_highmap(void)
 212 {
 213 }
 214 #endif
 215
 216 static void __init reserve_brk(void)
 217 {
 218         if (_brk_end > _brk_start)
 219                 memblock_reserve(__pa_symbol(_brk_start),
 220                                  _brk_end - _brk_start);
 221
 222         /* Mark brk area as locked down and no longer taking any
 223            new allocations */
 224         _brk_start = 0;
 225 }
 226
 227 u64 relocated_ramdisk;
 228
 229 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 230
 231 static u64 __init get_ramdisk_image(void)
 232 {
 233         u64 ramdisk_image = boot_params.hdr.ramdisk_image;
 234
 235         ramdisk_image |= (u64)boot_params.ext_ramdisk_image << 32;
 236
 237         if (ramdisk_image == 0)
 238                 ramdisk_image = phys_initrd_start;
 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         if (ramdisk_size == 0)
 249                 ramdisk_size = phys_initrd_size;
 250
 251         return ramdisk_size;
 252 }
 253
 254 static void __init relocate_initrd(void)
 255 {
 256         /* Assume only end is not page aligned */
 257         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 258         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 259         u64 area_size     = PAGE_ALIGN(ramdisk_size);
 260
 261         /* We need to move the initrd down into directly mapped mem */
 262         relocated_ramdisk = memblock_phys_alloc_range(area_size, PAGE_SIZE, 0,
 263                                                       PFN_PHYS(max_pfn_mapped));
 264         if (!relocated_ramdisk)
 265                 panic("Cannot find place for new RAMDISK of size %lld\n",
 266                       ramdisk_size);
 267
 268         initrd_start = relocated_ramdisk + PAGE_OFFSET;
 269         initrd_end   = initrd_start + ramdisk_size;
 270         printk(KERN_INFO "Allocated new RAMDISK: [mem %#010llx-%#010llx]\n",
 271                relocated_ramdisk, relocated_ramdisk + ramdisk_size - 1);
 272
 273         copy_from_early_mem((void *)initrd_start, ramdisk_image, ramdisk_size);
 274
 275         printk(KERN_INFO "Move RAMDISK from [mem %#010llx-%#010llx] to"
 276                 " [mem %#010llx-%#010llx]\n",
 277                 ramdisk_image, ramdisk_image + ramdisk_size - 1,
 278                 relocated_ramdisk, relocated_ramdisk + ramdisk_size - 1);
 279 }
 280
 281 static void __init early_reserve_initrd(void)
 282 {
 283         /* Assume only end is not page aligned */
 284         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 285         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 286         u64 ramdisk_end   = PAGE_ALIGN(ramdisk_image + ramdisk_size);
 287
 288         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
 289             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
 290                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
 291
 292         memblock_reserve(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
 293 }
 294
 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
 302         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
 303             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
 304                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
 305
 306         initrd_start = 0;
 307
 308         printk(KERN_INFO "RAMDISK: [mem %#010llx-%#010llx]\n", ramdisk_image,
 309                         ramdisk_end - 1);
 310
 311         if (pfn_range_is_mapped(PFN_DOWN(ramdisk_image),
 312                                 PFN_DOWN(ramdisk_end))) {
 313                 /* All are mapped, easy case */
 314                 initrd_start = ramdisk_image + PAGE_OFFSET;
 315                 initrd_end = initrd_start + ramdisk_size;
 316                 return;
 317         }
 318
 319         relocate_initrd();
 320
 321         memblock_phys_free(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
 322 }
 323
 324 #else
 325 static void __init early_reserve_initrd(void)
 326 {
 327 }
 328 static void __init reserve_initrd(void)
 329 {
 330 }
 331 #endif /* CONFIG_BLK_DEV_INITRD */
 332
 333 static void __init parse_setup_data(void)
 334 {
 335         struct setup_data *data;
 336         u64 pa_data, pa_next;
 337
 338         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 339         while (pa_data) {
 340                 u32 data_len, data_type;
 341
 342                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 343                 data_len = data->len + sizeof(struct setup_data);
 344                 data_type = data->type;
 345                 pa_next = data->next;
 346                 early_memunmap(data, sizeof(*data));
 347
 348                 switch (data_type) {
 349                 case SETUP_E820_EXT:
 350                         e820__memory_setup_extended(pa_data, data_len);
 351                         break;
 352                 case SETUP_DTB:
 353                         add_dtb(pa_data);
 354                         break;
 355                 case SETUP_EFI:
 356                         parse_efi_setup(pa_data, data_len);
 357                         break;
 358                 default:
 359                         break;
 360                 }
 361                 pa_data = pa_next;
 362         }
 363 }
 364
 365 static void __init memblock_x86_reserve_range_setup_data(void)
 366 {
 367         struct setup_indirect *indirect;
 368         struct setup_data *data;
 369         u64 pa_data, pa_next;
 370         u32 len;
 371
 372         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 373         while (pa_data) {
 374                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 375                 if (!data) {
 376                         pr_warn("setup: failed to memremap setup_data entry\n");
 377                         return;
 378                 }
 379
 380                 len = sizeof(*data);
 381                 pa_next = data->next;
 382
 383                 memblock_reserve(pa_data, sizeof(*data) + data->len);
 384
 385                 if (data->type == SETUP_INDIRECT) {
 386                         len += data->len;
 387                         early_memunmap(data, sizeof(*data));
 388                         data = early_memremap(pa_data, len);
 389                         if (!data) {
 390                                 pr_warn("setup: failed to memremap indirect setup_data\n");
 391                                 return;
 392                         }
 393
 394                         indirect = (struct setup_indirect *)data->data;
 395
 396                         if (indirect->type != SETUP_INDIRECT)
 397                                 memblock_reserve(indirect->addr, indirect->len);
 398                 }
 399
 400                 pa_data = pa_next;
 401                 early_memunmap(data, len);
 402         }
 403 }
 404
 405 /*
 406  * --------- Crashkernel reservation ------------------------------
 407  */
 408
 409 /* 16M alignment for crash kernel regions */
 410 #define CRASH_ALIGN             SZ_16M
 411
 412 /*
 413  * Keep the crash kernel below this limit.
 414  *
 415  * Earlier 32-bits kernels would limit the kernel to the low 512 MB range
 416  * due to mapping restrictions.
 417  *
 418  * 64-bit kdump kernels need to be restricted to be under 64 TB, which is
 419  * the upper limit of system RAM in 4-level paging mode. Since the kdump
 420  * jump could be from 5-level paging to 4-level paging, the jump will fail if
 421  * the kernel is put above 64 TB, and during the 1st kernel bootup there's
 422  * no good way to detect the paging mode of the target kernel which will be
 423  * loaded for dumping.
 424  */
 425 #ifdef CONFIG_X86_32
 426 # define CRASH_ADDR_LOW_MAX     SZ_512M
 427 # define CRASH_ADDR_HIGH_MAX    SZ_512M
 428 #else
 429 # define CRASH_ADDR_LOW_MAX     SZ_4G
 430 # define CRASH_ADDR_HIGH_MAX    SZ_64T
 431 #endif
 432
 433 static int __init reserve_crashkernel_low(void)
 434 {
 435 #ifdef CONFIG_X86_64
 436         unsigned long long base, low_base = 0, low_size = 0;
 437         unsigned long low_mem_limit;
 438         int ret;
 439
 440         low_mem_limit = min(memblock_phys_mem_size(), CRASH_ADDR_LOW_MAX);
 441
 442         /* crashkernel=Y,low */
 443         ret = parse_crashkernel_low(boot_command_line, low_mem_limit, &low_size, &base);
 444         if (ret) {
 445                 /*
 446                  * two parts from kernel/dma/swiotlb.c:
 447                  * -swiotlb size: user-specified with swiotlb= or default.
 448                  *
 449                  * -swiotlb overflow buffer: now hardcoded to 32k. We round it
 450                  * to 8M for other buffers that may need to stay low too. Also
 451                  * make sure we allocate enough extra low memory so that we
 452                  * don't run out of DMA buffers for 32-bit devices.
 453                  */
 454                 low_size = max(swiotlb_size_or_default() + (8UL << 20), 256UL << 20);
 455         } else {
 456                 /* passed with crashkernel=0,low ? */
 457                 if (!low_size)
 458                         return 0;
 459         }
 460
 461         low_base = memblock_phys_alloc_range(low_size, CRASH_ALIGN, 0, CRASH_ADDR_LOW_MAX);
 462         if (!low_base) {
 463                 pr_err("Cannot reserve %ldMB crashkernel low memory, please try smaller size.\n",
 464                        (unsigned long)(low_size >> 20));
 465                 return -ENOMEM;
 466         }
 467
 468         pr_info("Reserving %ldMB of low memory at %ldMB for crashkernel (low RAM limit: %ldMB)\n",
 469                 (unsigned long)(low_size >> 20),
 470                 (unsigned long)(low_base >> 20),
 471                 (unsigned long)(low_mem_limit >> 20));
 472
 473         crashk_low_res.start = low_base;
 474         crashk_low_res.end   = low_base + low_size - 1;
 475         insert_resource(&iomem_resource, &crashk_low_res);
 476 #endif
 477         return 0;
 478 }
 479
 480 static void __init reserve_crashkernel(void)
 481 {
 482         unsigned long long crash_size, crash_base, total_mem;
 483         bool high = false;
 484         int ret;
 485
 486         if (!IS_ENABLED(CONFIG_KEXEC_CORE))
 487                 return;
 488
 489         total_mem = memblock_phys_mem_size();
 490
 491         /* crashkernel=XM */
 492         ret = parse_crashkernel(boot_command_line, total_mem, &crash_size, &crash_base);
 493         if (ret != 0 || crash_size <= 0) {
 494                 /* crashkernel=X,high */
 495                 ret = parse_crashkernel_high(boot_command_line, total_mem,
 496                                              &crash_size, &crash_base);
 497                 if (ret != 0 || crash_size <= 0)
 498                         return;
 499                 high = true;
 500         }
 501
 502         if (xen_pv_domain()) {
 503                 pr_info("Ignoring crashkernel for a Xen PV domain\n");
 504                 return;
 505         }
 506
 507         /* 0 means: find the address automatically */
 508         if (!crash_base) {
 509                 /*
 510                  * Set CRASH_ADDR_LOW_MAX upper bound for crash memory,
 511                  * crashkernel=x,high reserves memory over 4G, also allocates
 512                  * 256M extra low memory for DMA buffers and swiotlb.
 513                  * But the extra memory is not required for all machines.
 514                  * So try low memory first and fall back to high memory
 515                  * unless "crashkernel=size[KMG],high" is specified.
 516                  */
 517                 if (!high)
 518                         crash_base = memblock_phys_alloc_range(crash_size,
 519                                                 CRASH_ALIGN, CRASH_ALIGN,
 520                                                 CRASH_ADDR_LOW_MAX);
 521                 if (!crash_base)
 522                         crash_base = memblock_phys_alloc_range(crash_size,
 523                                                 CRASH_ALIGN, CRASH_ALIGN,
 524                                                 CRASH_ADDR_HIGH_MAX);
 525                 if (!crash_base) {
 526                         pr_info("crashkernel reservation failed - No suitable area found.\n");
 527                         return;
 528                 }
 529         } else {
 530                 unsigned long long start;
 531
 532                 start = memblock_phys_alloc_range(crash_size, SZ_1M, crash_base,
 533                                                   crash_base + crash_size);
 534                 if (start != crash_base) {
 535                         pr_info("crashkernel reservation failed - memory is in use.\n");
 536                         return;
 537                 }
 538         }
 539
 540         if (crash_base >= (1ULL << 32) && reserve_crashkernel_low()) {
 541                 memblock_phys_free(crash_base, crash_size);
 542                 return;
 543         }
 544
 545         pr_info("Reserving %ldMB of memory at %ldMB for crashkernel (System RAM: %ldMB)\n",
 546                 (unsigned long)(crash_size >> 20),
 547                 (unsigned long)(crash_base >> 20),
 548                 (unsigned long)(total_mem >> 20));
 549
 550         crashk_res.start = crash_base;
 551         crashk_res.end   = crash_base + crash_size - 1;
 552         insert_resource(&iomem_resource, &crashk_res);
 553 }
 554
 555 static struct resource standard_io_resources[] = {
 556         { .name = "dma1", .start = 0x00, .end = 0x1f,
 557                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 558         { .name = "pic1", .start = 0x20, .end = 0x21,
 559                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 560         { .name = "timer0", .start = 0x40, .end = 0x43,
 561                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 562         { .name = "timer1", .start = 0x50, .end = 0x53,
 563                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 564         { .name = "keyboard", .start = 0x60, .end = 0x60,
 565                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 566         { .name = "keyboard", .start = 0x64, .end = 0x64,
 567                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 568         { .name = "dma page reg", .start = 0x80, .end = 0x8f,
 569                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 570         { .name = "pic2", .start = 0xa0, .end = 0xa1,
 571                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 572         { .name = "dma2", .start = 0xc0, .end = 0xdf,
 573                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 574         { .name = "fpu", .start = 0xf0, .end = 0xff,
 575                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO }
 576 };
 577
 578 void __init reserve_standard_io_resources(void)
 579 {
 580         int i;
 581
 582         /* request I/O space for devices used on all i[345]86 PCs */
 583         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(standard_io_resources); i++)
 584                 request_resource(&ioport_resource, &standard_io_resources[i]);
 585
 586 }
 587
 588 static bool __init snb_gfx_workaround_needed(void)
 589 {
 590 #ifdef CONFIG_PCI
 591         int i;
 592         u16 vendor, devid;
 593         static const __initconst u16 snb_ids[] = {
 594                 0x0102,
 595                 0x0112,
 596                 0x0122,
 597                 0x0106,
 598                 0x0116,
 599                 0x0126,
 600                 0x010a,
 601         };
 602
 603         /* Assume no if something weird is going on with PCI */
 604         if (!early_pci_allowed())
 605                 return false;
 606
 607         vendor = read_pci_config_16(0, 2, 0, PCI_VENDOR_ID);
 608         if (vendor != 0x8086)
 609                 return false;
 610
 611         devid = read_pci_config_16(0, 2, 0, PCI_DEVICE_ID);
 612         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(snb_ids); i++)
 613                 if (devid == snb_ids[i])
 614                         return true;
 615 #endif
 616
 617         return false;
 618 }
 619
 620 /*
 621  * Sandy Bridge graphics has trouble with certain ranges, exclude
 622  * them from allocation.
 623  */
 624 static void __init trim_snb_memory(void)
 625 {
 626         static const __initconst unsigned long bad_pages[] = {
 627                 0x20050000,
 628                 0x20110000,
 629                 0x20130000,
 630                 0x20138000,
 631                 0x40004000,
 632         };
 633         int i;
 634
 635         if (!snb_gfx_workaround_needed())
 636                 return;
 637
 638         printk(KERN_DEBUG "reserving inaccessible SNB gfx pages\n");
 639
 640         /*
 641          * SandyBridge integrated graphics devices have a bug that prevents
 642          * them from accessing certain memory ranges, namely anything below
 643          * 1M and in the pages listed in bad_pages[] above.
 644          *
 645          * To avoid these pages being ever accessed by SNB gfx devices reserve
 646          * bad_pages that have not already been reserved at boot time.
 647          * All memory below the 1 MB mark is anyway reserved later during
 648          * setup_arch(), so there is no need to reserve it here.
 649          */
 650
 651         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(bad_pages); i++) {
 652                 if (memblock_reserve(bad_pages[i], PAGE_SIZE))
 653                         printk(KERN_WARNING "failed to reserve 0x%08lx\n",
 654                                bad_pages[i]);
 655         }
 656 }
 657
 658 static void __init trim_bios_range(void)
 659 {
 660         /*
 661          * A special case is the first 4Kb of memory;
 662          * This is a BIOS owned area, not kernel ram, but generally
 663          * not listed as such in the E820 table.
 664          *
 665          * This typically reserves additional memory (64KiB by default)
 666          * since some BIOSes are known to corrupt low memory.  See the
 667          * Kconfig help text for X86_RESERVE_LOW.
 668          */
 669         e820__range_update(0, PAGE_SIZE, E820_TYPE_RAM, E820_TYPE_RESERVED);
 670
 671         /*
 672          * special case: Some BIOSes report the PC BIOS
 673          * area (640Kb -> 1Mb) as RAM even though it is not.
 674          * take them out.
 675          */
 676         e820__range_remove(BIOS_BEGIN, BIOS_END - BIOS_BEGIN, E820_TYPE_RAM, 1);
 677
 678         e820__update_table(e820_table);
 679 }
 680
 681 /* called before trim_bios_range() to spare extra sanitize */
 682 static void __init e820_add_kernel_range(void)
 683 {
 684         u64 start = __pa_symbol(_text);
 685         u64 size = __pa_symbol(_end) - start;
 686
 687         /*
 688          * Complain if .text .data and .bss are not marked as E820_TYPE_RAM and
 689          * attempt to fix it by adding the range. We may have a confused BIOS,
 690          * or the user may have used memmap=exactmap or memmap=xxM$yyM to
 691          * exclude kernel range. If we really are running on top non-RAM,
 692          * we will crash later anyways.
 693          */
 694         if (e820__mapped_all(start, start + size, E820_TYPE_RAM))
 695                 return;
 696
 697         pr_warn(".text .data .bss are not marked as E820_TYPE_RAM!\n");
 698         e820__range_remove(start, size, E820_TYPE_RAM, 0);
 699         e820__range_add(start, size, E820_TYPE_RAM);
 700 }
 701
 702 static void __init early_reserve_memory(void)
 703 {
 704         /*
 705          * Reserve the memory occupied by the kernel between _text and
 706          * __end_of_kernel_reserve symbols. Any kernel sections after the
 707          * __end_of_kernel_reserve symbol must be explicitly reserved with a
 708          * separate memblock_reserve() or they will be discarded.
 709          */
 710         memblock_reserve(__pa_symbol(_text),
 711                          (unsigned long)__end_of_kernel_reserve - (unsigned long)_text);
 712
 713         /*
 714          * The first 4Kb of memory is a BIOS owned area, but generally it is
 715          * not listed as such in the E820 table.
 716          *
 717          * Reserve the first 64K of memory since some BIOSes are known to
 718          * corrupt low memory. After the real mode trampoline is allocated the
 719          * rest of the memory below 640k is reserved.
 720          *
 721          * In addition, make sure page 0 is always reserved because on
 722          * systems with L1TF its contents can be leaked to user processes.
 723          */
 724         memblock_reserve(0, SZ_64K);
 725
 726         early_reserve_initrd();
 727
 728         memblock_x86_reserve_range_setup_data();
 729
 730         reserve_ibft_region();
 731         reserve_bios_regions();
 732         trim_snb_memory();
 733 }
 734
 735 /*
 736  * Dump out kernel offset information on panic.
 737  */
 738 static int
 739 dump_kernel_offset(struct notifier_block *self, unsigned long v, void *p)
 740 {
 741         if (kaslr_enabled()) {
 742                 pr_emerg("Kernel Offset: 0x%lx from 0x%lx (relocation range: 0x%lx-0x%lx)\n",
 743                          kaslr_offset(),
 744                          __START_KERNEL,
 745                          __START_KERNEL_map,
 746                          MODULES_VADDR-1);
 747         } else {
 748                 pr_emerg("Kernel Offset: disabled\n");
 749         }
 750
 751         return 0;
 752 }
 753
 754 void x86_configure_nx(void)
 755 {
 756         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_NX))
 757                 __supported_pte_mask |= _PAGE_NX;
 758         else
 759                 __supported_pte_mask &= ~_PAGE_NX;
 760 }
 761
 762 static void __init x86_report_nx(void)
 763 {
 764         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_NX)) {
 765                 printk(KERN_NOTICE "Notice: NX (Execute Disable) protection "
 766                        "missing in CPU!\n");
 767         } else {
 768 #if defined(CONFIG_X86_64) || defined(CONFIG_X86_PAE)
 769                 printk(KERN_INFO "NX (Execute Disable) protection: active\n");
 770 #else
 771                 /* 32bit non-PAE kernel, NX cannot be used */
 772                 printk(KERN_NOTICE "Notice: NX (Execute Disable) protection "
 773                        "cannot be enabled: non-PAE kernel!\n");
 774 #endif
 775         }
 776 }
 777
 778 /*
 779  * Determine if we were loaded by an EFI loader.  If so, then we have also been
 780  * passed the efi memmap, systab, etc., so we should use these data structures
 781  * for initialization.  Note, the efi init code path is determined by the
 782  * global efi_enabled. This allows the same kernel image to be used on existing
 783  * systems (with a traditional BIOS) as well as on EFI systems.
 784  */
 785 /*
 786  * setup_arch - architecture-specific boot-time initializations
 787  *
 788  * Note: On x86_64, fixmaps are ready for use even before this is called.
 789  */
 790
 791 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
 792 {
 793 #ifdef CONFIG_X86_32
 794         memcpy(&boot_cpu_data, &new_cpu_data, sizeof(new_cpu_data));
 795
 796         /*
 797          * copy kernel address range established so far and switch
 798          * to the proper swapper page table
 799          */
 800         clone_pgd_range(swapper_pg_dir     + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
 801                         initial_page_table + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
 802                         KERNEL_PGD_PTRS);
 803
 804         load_cr3(swapper_pg_dir);
 805         /*
 806          * Note: Quark X1000 CPUs advertise PGE incorrectly and require
 807          * a cr3 based tlb flush, so the following __flush_tlb_all()
 808          * will not flush anything because the CPU quirk which clears
 809          * X86_FEATURE_PGE has not been invoked yet. Though due to the
 810          * load_cr3() above the TLB has been flushed already. The
 811          * quirk is invoked before subsequent calls to __flush_tlb_all()
 812          * so proper operation is guaranteed.
 813          */
 814         __flush_tlb_all();
 815 #else
 816         printk(KERN_INFO "Command line: %s\n", boot_command_line);
 817         boot_cpu_data.x86_phys_bits = MAX_PHYSMEM_BITS;
 818 #endif
 819
 820         /*
 821          * If we have OLPC OFW, we might end up relocating the fixmap due to
 822          * reserve_top(), so do this before touching the ioremap area.
 823          */
 824         olpc_ofw_detect();
 825
 826         idt_setup_early_traps();
 827         early_cpu_init();
 828         jump_label_init();
 829         static_call_init();
 830         early_ioremap_init();
 831
 832         setup_olpc_ofw_pgd();
 833
 834         ROOT_DEV = old_decode_dev(boot_params.hdr.root_dev);
 835         screen_info = boot_params.screen_info;
 836         edid_info = boot_params.edid_info;
 837 #ifdef CONFIG_X86_32
 838         apm_info.bios = boot_params.apm_bios_info;
 839         ist_info = boot_params.ist_info;
 840 #endif
 841         saved_video_mode = boot_params.hdr.vid_mode;
 842         bootloader_type = boot_params.hdr.type_of_loader;
 843         if ((bootloader_type >> 4) == 0xe) {
 844                 bootloader_type &= 0xf;
 845                 bootloader_type |= (boot_params.hdr.ext_loader_type+0x10) << 4;
 846         }
 847         bootloader_version  = bootloader_type & 0xf;
 848         bootloader_version |= boot_params.hdr.ext_loader_ver << 4;
 849
 850 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_RAM
 851         rd_image_start = boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_IMAGE_START_MASK;
 852 #endif
 853 #ifdef CONFIG_EFI
 854         if (!strncmp((char *)&boot_params.efi_info.efi_loader_signature,
 855                      EFI32_LOADER_SIGNATURE, 4)) {
 856                 set_bit(EFI_BOOT, &efi.flags);
 857         } else if (!strncmp((char *)&boot_params.efi_info.efi_loader_signature,
 858                      EFI64_LOADER_SIGNATURE, 4)) {
 859                 set_bit(EFI_BOOT, &efi.flags);
 860                 set_bit(EFI_64BIT, &efi.flags);
 861         }
 862 #endif
 863
 864         x86_init.oem.arch_setup();
 865
 866         /*
 867          * Do some memory reservations *before* memory is added to memblock, so
 868          * memblock allocations won't overwrite it.
 869          *
 870          * After this point, everything still needed from the boot loader or
 871          * firmware or kernel text should be early reserved or marked not RAM in
 872          * e820. All other memory is free game.
 873          *
 874          * This call needs to happen before e820__memory_setup() which calls the
 875          * xen_memory_setup() on Xen dom0 which relies on the fact that those
 876          * early reservations have happened already.
 877          */
 878         early_reserve_memory();
 879
 880         iomem_resource.end = (1ULL << boot_cpu_data.x86_phys_bits) - 1;
 881         e820__memory_setup();
 882         parse_setup_data();
 883
 884         copy_edd();
 885
 886         if (!boot_params.hdr.root_flags)
 887                 root_mountflags &= ~MS_RDONLY;
 888         setup_initial_init_mm(_text, _etext, _edata, (void *)_brk_end);
 889
 890         code_resource.start = __pa_symbol(_text);
 891         code_resource.end = __pa_symbol(_etext)-1;
 892         rodata_resource.start = __pa_symbol(__start_rodata);
 893         rodata_resource.end = __pa_symbol(__end_rodata)-1;
 894         data_resource.start = __pa_symbol(_sdata);
 895         data_resource.end = __pa_symbol(_edata)-1;
 896         bss_resource.start = __pa_symbol(__bss_start);
 897         bss_resource.end = __pa_symbol(__bss_stop)-1;
 898
 899 #ifdef CONFIG_CMDLINE_BOOL
 900 #ifdef CONFIG_CMDLINE_OVERRIDE
 901         strscpy(boot_command_line, builtin_cmdline, COMMAND_LINE_SIZE);
 902 #else
 903         if (builtin_cmdline[0]) {
 904                 /* append boot loader cmdline to builtin */
 905                 strlcat(builtin_cmdline, " ", COMMAND_LINE_SIZE);
 906                 strlcat(builtin_cmdline, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 907                 strscpy(boot_command_line, builtin_cmdline, COMMAND_LINE_SIZE);
 908         }
 909 #endif
 910 #endif
 911
 912         strscpy(command_line, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 913         *cmdline_p = command_line;
 914
 915         /*
 916          * x86_configure_nx() is called before parse_early_param() to detect
 917          * whether hardware doesn't support NX (so that the early EHCI debug
 918          * console setup can safely call set_fixmap()).
 919          */
 920         x86_configure_nx();
 921
 922         parse_early_param();
 923
 924         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
 925                 efi_memblock_x86_reserve_range();
 926
 927 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
 928         /*
 929          * Memory used by the kernel cannot be hot-removed because Linux
 930          * cannot migrate the kernel pages. When memory hotplug is
 931          * enabled, we should prevent memblock from allocating memory
 932          * for the kernel.
 933          *
 934          * ACPI SRAT records all hotpluggable memory ranges. But before
 935          * SRAT is parsed, we don't know about it.
 936          *
 937          * The kernel image is loaded into memory at very early time. We
 938          * cannot prevent this anyway. So on NUMA system, we set any
 939          * node the kernel resides in as un-hotpluggable.
 940          *
 941          * Since on modern servers, one node could have double-digit
 942          * gigabytes memory, we can assume the memory around the kernel
 943          * image is also un-hotpluggable. So before SRAT is parsed, just
 944          * allocate memory near the kernel image to try the best to keep
 945          * the kernel away from hotpluggable memory.
 946          */
 947         if (movable_node_is_enabled())
 948                 memblock_set_bottom_up(true);
 949 #endif
 950
 951         x86_report_nx();
 952
 953         if (acpi_mps_check()) {
 954 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 955                 disable_apic = 1;
 956 #endif
 957                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_APIC);
 958         }
 959
 960         e820__reserve_setup_data();
 961         e820__finish_early_params();
 962
 963         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
 964                 efi_init();
 965
 966         dmi_setup();
 967
 968         /*
 969          * VMware detection requires dmi to be available, so this
 970          * needs to be done after dmi_setup(), for the boot CPU.
 971          */
 972         init_hypervisor_platform();
 973
 974         tsc_early_init();
 975         x86_init.resources.probe_roms();
 976
 977         /* after parse_early_param, so could debug it */
 978         insert_resource(&iomem_resource, &code_resource);
 979         insert_resource(&iomem_resource, &rodata_resource);
 980         insert_resource(&iomem_resource, &data_resource);
 981         insert_resource(&iomem_resource, &bss_resource);
 982
 983         e820_add_kernel_range();
 984         trim_bios_range();
 985 #ifdef CONFIG_X86_32
 986         if (ppro_with_ram_bug()) {
 987                 e820__range_update(0x70000000ULL, 0x40000ULL, E820_TYPE_RAM,
 988                                   E820_TYPE_RESERVED);
 989                 e820__update_table(e820_table);
 990                 printk(KERN_INFO "fixed physical RAM map:\n");
 991                 e820__print_table("bad_ppro");
 992         }
 993 #else
 994         early_gart_iommu_check();
 995 #endif
 996
 997         /*
 998          * partially used pages are not usable - thus
 999          * we are rounding upwards:
1000          */
1001         max_pfn = e820__end_of_ram_pfn();
1002
1003         /* update e820 for memory not covered by WB MTRRs */
1004         if (IS_ENABLED(CONFIG_MTRR))
1005                 mtrr_bp_init();
1006         else
1007                 pat_disable("PAT support disabled because CONFIG_MTRR is disabled in the kernel.");
1008
1009         if (mtrr_trim_uncached_memory(max_pfn))
1010                 max_pfn = e820__end_of_ram_pfn();
1011
1012         max_possible_pfn = max_pfn;
1013
1014         /*
1015          * This call is required when the CPU does not support PAT. If
1016          * mtrr_bp_init() invoked it already via pat_init() the call has no
1017          * effect.
1018          */
1019         init_cache_modes();
1020
1021         /*
1022          * Define random base addresses for memory sections after max_pfn is
1023          * defined and before each memory section base is used.
1024          */
1025         kernel_randomize_memory();
1026
1027 #ifdef CONFIG_X86_32
1028         /* max_low_pfn get updated here */
1029         find_low_pfn_range();
1030 #else
1031         check_x2apic();
1032
1033         /* How many end-of-memory variables you have, grandma! */
1034         /* need this before calling reserve_initrd */
1035         if (max_pfn > (1UL<<(32 - PAGE_SHIFT)))
1036                 max_low_pfn = e820__end_of_low_ram_pfn();
1037         else
1038                 max_low_pfn = max_pfn;
1039
1040         high_memory = (void *)__va(max_pfn * PAGE_SIZE - 1) + 1;
1041 #endif
1042
1043         /*
1044          * Find and reserve possible boot-time SMP configuration:
1045          */
1046         find_smp_config();
1047
1048         early_alloc_pgt_buf();
1049
1050         /*
1051          * Need to conclude brk, before e820__memblock_setup()
1052          * it could use memblock_find_in_range, could overlap with
1053          * brk area.
1054          */
1055         reserve_brk();
1056
1057         cleanup_highmap();
1058
1059         memblock_set_current_limit(ISA_END_ADDRESS);
1060         e820__memblock_setup();
1061
1062         /*
1063          * Needs to run after memblock setup because it needs the physical
1064          * memory size.
1065          */
1066         sev_setup_arch();
1067
1068         efi_fake_memmap();
1069         efi_find_mirror();
1070         efi_esrt_init();
1071         efi_mokvar_table_init();
1072
1073         /*
1074          * The EFI specification says that boot service code won't be
1075          * called after ExitBootServices(). This is, in fact, a lie.
1076          */
1077         efi_reserve_boot_services();
1078
1079         /* preallocate 4k for mptable mpc */
1080         e820__memblock_alloc_reserved_mpc_new();
1081
1082 #ifdef CONFIG_X86_CHECK_BIOS_CORRUPTION
1083         setup_bios_corruption_check();
1084 #endif
1085
1086 #ifdef CONFIG_X86_32
1087         printk(KERN_DEBUG "initial memory mapped: [mem 0x00000000-%#010lx]\n",
1088                         (max_pfn_mapped<<PAGE_SHIFT) - 1);
1089 #endif
1090
1091         /*
1092          * Find free memory for the real mode trampoline and place it there. If
1093          * there is not enough free memory under 1M, on EFI-enabled systems
1094          * there will be additional attempt to reclaim the memory for the real
1095          * mode trampoline at efi_free_boot_services().
1096          *
1097          * Unconditionally reserve the entire first 1M of RAM because BIOSes
1098          * are known to corrupt low memory and several hundred kilobytes are not
1099          * worth complex detection what memory gets clobbered. Windows does the
1100          * same thing for very similar reasons.
1101          *
1102          * Moreover, on machines with SandyBridge graphics or in setups that use
1103          * crashkernel the entire 1M is reserved anyway.
1104          */
1105         reserve_real_mode();
1106
1107         init_mem_mapping();
1108
1109         idt_setup_early_pf();
1110
1111         /*
1112          * Update mmu_cr4_features (and, indirectly, trampoline_cr4_features)
1113          * with the current CR4 value.  This may not be necessary, but
1114          * auditing all the early-boot CR4 manipulation would be needed to
1115          * rule it out.
1116          *
1117          * Mask off features that don't work outside long mode (just
1118          * PCIDE for now).
1119          */
1120         mmu_cr4_features = __read_cr4() & ~X86_CR4_PCIDE;
1121
1122         memblock_set_current_limit(get_max_mapped());
1123
1124         /*
1125          * NOTE: On x86-32, only from this point on, fixmaps are ready for use.
1126          */
1127
1128 #ifdef CONFIG_PROVIDE_OHCI1394_DMA_INIT
1129         if (init_ohci1394_dma_early)
1130                 init_ohci1394_dma_on_all_controllers();
1131 #endif
1132         /* Allocate bigger log buffer */
1133         setup_log_buf(1);
1134
1135         if (efi_enabled(EFI_BOOT)) {
1136                 switch (boot_params.secure_boot) {
1137                 case efi_secureboot_mode_disabled:
1138                         pr_info("Secure boot disabled\n");
1139                         break;
1140                 case efi_secureboot_mode_enabled:
1141                         pr_info("Secure boot enabled\n");
1142                         break;
1143                 default:
1144                         pr_info("Secure boot could not be determined\n");
1145                         break;
1146                 }
1147         }
1148
1149         reserve_initrd();
1150
1151         acpi_table_upgrade();
1152         /* Look for ACPI tables and reserve memory occupied by them. */
1153         acpi_boot_table_init();
1154
1155         vsmp_init();
1156
1157         io_delay_init();
1158
1159         early_platform_quirks();
1160
1161         early_acpi_boot_init();
1162
1163         initmem_init();
1164         dma_contiguous_reserve(max_pfn_mapped << PAGE_SHIFT);
1165
1166         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_GBPAGES))
1167                 hugetlb_cma_reserve(PUD_SHIFT - PAGE_SHIFT);
1168
1169         /*
1170          * Reserve memory for crash kernel after SRAT is parsed so that it
1171          * won't consume hotpluggable memory.
1172          */
1173         reserve_crashkernel();
1174
1175         memblock_find_dma_reserve();
1176
1177         if (!early_xdbc_setup_hardware())
1178                 early_xdbc_register_console();
1179
1180         x86_init.paging.pagetable_init();
1181
1182         kasan_init();
1183
1184         /*
1185          * Sync back kernel address range.
1186          *
1187          * FIXME: Can the later sync in setup_cpu_entry_areas() replace
1188          * this call?
1189          */
1190         sync_initial_page_table();
1191
1192         tboot_probe();
1193
1194         map_vsyscall();
1195
1196         generic_apic_probe();
1197
1198         early_quirks();
1199
1200         /*
1201          * Read APIC and some other early information from ACPI tables.
1202          */
1203         acpi_boot_init();
1204         x86_dtb_init();
1205
1206         /*
1207          * get boot-time SMP configuration:
1208          */
1209         get_smp_config();
1210
1211         /*
1212          * Systems w/o ACPI and mptables might not have it mapped the local
1213          * APIC yet, but prefill_possible_map() might need to access it.
1214          */
1215         init_apic_mappings();
1216
1217         prefill_possible_map();
1218
1219         init_cpu_to_node();
1220         init_gi_nodes();
1221
1222         io_apic_init_mappings();
1223
1224         x86_init.hyper.guest_late_init();
1225
1226         e820__reserve_resources();
1227         e820__register_nosave_regions(max_pfn);
1228
1229         x86_init.resources.reserve_resources();
1230
1231         e820__setup_pci_gap();
1232
1233 #ifdef CONFIG_VT
1234 #if defined(CONFIG_VGA_CONSOLE)
1235         if (!efi_enabled(EFI_BOOT) || (efi_mem_type(0xa0000) != EFI_CONVENTIONAL_MEMORY))
1236                 conswitchp = &vga_con;
1237 #endif
1238 #endif
1239         x86_init.oem.banner();
1240
1241         x86_init.timers.wallclock_init();
1242
1243         /*
1244          * This needs to run before setup_local_APIC() which soft-disables the
1245          * local APIC temporarily and that masks the thermal LVT interrupt,
1246          * leading to softlockups on machines which have configured SMI
1247          * interrupt delivery.
1248          */
1249         therm_lvt_init();
1250
1251         mcheck_init();
1252
1253         register_refined_jiffies(CLOCK_TICK_RATE);
1254
1255 #ifdef CONFIG_EFI
1256         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
1257                 efi_apply_memmap_quirks();
1258 #endif
1259
1260         unwind_init();
1261 }
1262
1263 #ifdef CONFIG_X86_32
1264
1265 static struct resource video_ram_resource = {
1266         .name   = "Video RAM area",
1267         .start  = 0xa0000,
1268         .end    = 0xbffff,
1269         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_MEM
1270 };
1271
1272 void __init i386_reserve_resources(void)
1273 {
1274         request_resource(&iomem_resource, &video_ram_resource);
1275         reserve_standard_io_resources();
1276 }
1277
1278 #endif /* CONFIG_X86_32 */
1279
1280 static struct notifier_block kernel_offset_notifier = {
1281         .notifier_call = dump_kernel_offset
1282 };
1283
1284 static int __init register_kernel_offset_dumper(void)
1285 {
1286         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list,
1287                                         &kernel_offset_notifier);
1288         return 0;
1289 }
1290 __initcall(register_kernel_offset_dumper);