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 /*
  71  * Range of the BSS area. The size of the BSS area is determined
  72  * at link time, with RESERVE_BRK() facility reserving additional
  73  * chunks.
  74  */
  75 unsigned long _brk_start = (unsigned long)__brk_base;
  76 unsigned long _brk_end   = (unsigned long)__brk_base;
  77
  78 struct boot_params boot_params;
  79
  80 /*
  81  * These are the four main kernel memory regions, we put them into
  82  * the resource tree so that kdump tools and other debugging tools
  83  * recover it:
  84  */
  85
  86 static struct resource rodata_resource = {
  87         .name   = "Kernel rodata",
  88         .start  = 0,
  89         .end    = 0,
  90         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
  91 };
  92
  93 static struct resource data_resource = {
  94         .name   = "Kernel data",
  95         .start  = 0,
  96         .end    = 0,
  97         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
  98 };
  99
 100 static struct resource code_resource = {
 101         .name   = "Kernel code",
 102         .start  = 0,
 103         .end    = 0,
 104         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
 105 };
 106
 107 static struct resource bss_resource = {
 108         .name   = "Kernel bss",
 109         .start  = 0,
 110         .end    = 0,
 111         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
 112 };
 113
 114
 115 #ifdef CONFIG_X86_32
 116 /* CPU data as detected by the assembly code in head_32.S */
 117 struct cpuinfo_x86 new_cpu_data;
 118
 119 /* Common CPU data for all CPUs */
 120 struct cpuinfo_x86 boot_cpu_data __read_mostly;
 121 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_data);
 122
 123 unsigned int def_to_bigsmp;
 124
 125 struct apm_info apm_info;
 126 EXPORT_SYMBOL(apm_info);
 127
 128 #if defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI) || \
 129         defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI_MODULE)
 130 struct ist_info ist_info;
 131 EXPORT_SYMBOL(ist_info);
 132 #else
 133 struct ist_info ist_info;
 134 #endif
 135
 136 #else
 137 struct cpuinfo_x86 boot_cpu_data __read_mostly;
 138 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_data);
 139 #endif
 140
 141
 142 #if !defined(CONFIG_X86_PAE) || defined(CONFIG_X86_64)
 143 __visible unsigned long mmu_cr4_features __ro_after_init;
 144 #else
 145 __visible unsigned long mmu_cr4_features __ro_after_init = X86_CR4_PAE;
 146 #endif
 147
 148 /* Boot loader ID and version as integers, for the benefit of proc_dointvec */
 149 int bootloader_type, bootloader_version;
 150
 151 /*
 152  * Setup options
 153  */
 154 struct screen_info screen_info;
 155 EXPORT_SYMBOL(screen_info);
 156 struct edid_info edid_info;
 157 EXPORT_SYMBOL_GPL(edid_info);
 158
 159 extern int root_mountflags;
 160
 161 unsigned long saved_video_mode;
 162
 163 #define RAMDISK_IMAGE_START_MASK        0x07FF
 164 #define RAMDISK_PROMPT_FLAG             0x8000
 165 #define RAMDISK_LOAD_FLAG               0x4000
 166
 167 static char __initdata command_line[COMMAND_LINE_SIZE];
 168 #ifdef CONFIG_CMDLINE_BOOL
 169 static char __initdata builtin_cmdline[COMMAND_LINE_SIZE] = CONFIG_CMDLINE;
 170 #endif
 171
 172 #if defined(CONFIG_EDD) || defined(CONFIG_EDD_MODULE)
 173 struct edd edd;
 174 #ifdef CONFIG_EDD_MODULE
 175 EXPORT_SYMBOL(edd);
 176 #endif
 177 /**
 178  * copy_edd() - Copy the BIOS EDD information
 179  *              from boot_params into a safe place.
 180  *
 181  */
 182 static inline void __init copy_edd(void)
 183 {
 184      memcpy(edd.mbr_signature, boot_params.edd_mbr_sig_buffer,
 185             sizeof(edd.mbr_signature));
 186      memcpy(edd.edd_info, boot_params.eddbuf, sizeof(edd.edd_info));
 187      edd.mbr_signature_nr = boot_params.edd_mbr_sig_buf_entries;
 188      edd.edd_info_nr = boot_params.eddbuf_entries;
 189 }
 190 #else
 191 static inline void __init copy_edd(void)
 192 {
 193 }
 194 #endif
 195
 196 void * __init extend_brk(size_t size, size_t align)
 197 {
 198         size_t mask = align - 1;
 199         void *ret;
 200
 201         BUG_ON(_brk_start == 0);
 202         BUG_ON(align & mask);
 203
 204         _brk_end = (_brk_end + mask) & ~mask;
 205         BUG_ON((char *)(_brk_end + size) > __brk_limit);
 206
 207         ret = (void *)_brk_end;
 208         _brk_end += size;
 209
 210         memset(ret, 0, size);
 211
 212         return ret;
 213 }
 214
 215 #ifdef CONFIG_X86_32
 216 static void __init cleanup_highmap(void)
 217 {
 218 }
 219 #endif
 220
 221 static void __init reserve_brk(void)
 222 {
 223         if (_brk_end > _brk_start)
 224                 memblock_reserve(__pa_symbol(_brk_start),
 225                                  _brk_end - _brk_start);
 226
 227         /* Mark brk area as locked down and no longer taking any
 228            new allocations */
 229         _brk_start = 0;
 230 }
 231
 232 u64 relocated_ramdisk;
 233
 234 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 235
 236 static u64 __init get_ramdisk_image(void)
 237 {
 238         u64 ramdisk_image = boot_params.hdr.ramdisk_image;
 239
 240         ramdisk_image |= (u64)boot_params.ext_ramdisk_image << 32;
 241
 242         if (ramdisk_image == 0)
 243                 ramdisk_image = phys_initrd_start;
 244
 245         return ramdisk_image;
 246 }
 247 static u64 __init get_ramdisk_size(void)
 248 {
 249         u64 ramdisk_size = boot_params.hdr.ramdisk_size;
 250
 251         ramdisk_size |= (u64)boot_params.ext_ramdisk_size << 32;
 252
 253         if (ramdisk_size == 0)
 254                 ramdisk_size = phys_initrd_size;
 255
 256         return ramdisk_size;
 257 }
 258
 259 static void __init relocate_initrd(void)
 260 {
 261         /* Assume only end is not page aligned */
 262         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 263         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 264         u64 area_size     = PAGE_ALIGN(ramdisk_size);
 265
 266         /* We need to move the initrd down into directly mapped mem */
 267         relocated_ramdisk = memblock_phys_alloc_range(area_size, PAGE_SIZE, 0,
 268                                                       PFN_PHYS(max_pfn_mapped));
 269         if (!relocated_ramdisk)
 270                 panic("Cannot find place for new RAMDISK of size %lld\n",
 271                       ramdisk_size);
 272
 273         initrd_start = relocated_ramdisk + PAGE_OFFSET;
 274         initrd_end   = initrd_start + ramdisk_size;
 275         printk(KERN_INFO "Allocated new RAMDISK: [mem %#010llx-%#010llx]\n",
 276                relocated_ramdisk, relocated_ramdisk + ramdisk_size - 1);
 277
 278         copy_from_early_mem((void *)initrd_start, ramdisk_image, ramdisk_size);
 279
 280         printk(KERN_INFO "Move RAMDISK from [mem %#010llx-%#010llx] to"
 281                 " [mem %#010llx-%#010llx]\n",
 282                 ramdisk_image, ramdisk_image + ramdisk_size - 1,
 283                 relocated_ramdisk, relocated_ramdisk + ramdisk_size - 1);
 284 }
 285
 286 static void __init early_reserve_initrd(void)
 287 {
 288         /* Assume only end is not page aligned */
 289         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 290         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 291         u64 ramdisk_end   = PAGE_ALIGN(ramdisk_image + ramdisk_size);
 292
 293         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
 294             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
 295                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
 296
 297         memblock_reserve(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
 298 }
 299
 300 static void __init reserve_initrd(void)
 301 {
 302         /* Assume only end is not page aligned */
 303         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 304         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 305         u64 ramdisk_end   = PAGE_ALIGN(ramdisk_image + ramdisk_size);
 306
 307         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
 308             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
 309                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
 310
 311         initrd_start = 0;
 312
 313         printk(KERN_INFO "RAMDISK: [mem %#010llx-%#010llx]\n", ramdisk_image,
 314                         ramdisk_end - 1);
 315
 316         if (pfn_range_is_mapped(PFN_DOWN(ramdisk_image),
 317                                 PFN_DOWN(ramdisk_end))) {
 318                 /* All are mapped, easy case */
 319                 initrd_start = ramdisk_image + PAGE_OFFSET;
 320                 initrd_end = initrd_start + ramdisk_size;
 321                 return;
 322         }
 323
 324         relocate_initrd();
 325
 326         memblock_phys_free(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
 327 }
 328
 329 #else
 330 static void __init early_reserve_initrd(void)
 331 {
 332 }
 333 static void __init reserve_initrd(void)
 334 {
 335 }
 336 #endif /* CONFIG_BLK_DEV_INITRD */
 337
 338 static void __init parse_setup_data(void)
 339 {
 340         struct setup_data *data;
 341         u64 pa_data, pa_next;
 342
 343         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 344         while (pa_data) {
 345                 u32 data_len, data_type;
 346
 347                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 348                 data_len = data->len + sizeof(struct setup_data);
 349                 data_type = data->type;
 350                 pa_next = data->next;
 351                 early_memunmap(data, sizeof(*data));
 352
 353                 switch (data_type) {
 354                 case SETUP_E820_EXT:
 355                         e820__memory_setup_extended(pa_data, data_len);
 356                         break;
 357                 case SETUP_DTB:
 358                         add_dtb(pa_data);
 359                         break;
 360                 case SETUP_EFI:
 361                         parse_efi_setup(pa_data, data_len);
 362                         break;
 363                 default:
 364                         break;
 365                 }
 366                 pa_data = pa_next;
 367         }
 368 }
 369
 370 static void __init memblock_x86_reserve_range_setup_data(void)
 371 {
 372         struct setup_indirect *indirect;
 373         struct setup_data *data;
 374         u64 pa_data, pa_next;
 375         u32 len;
 376
 377         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 378         while (pa_data) {
 379                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 380                 if (!data) {
 381                         pr_warn("setup: failed to memremap setup_data entry\n");
 382                         return;
 383                 }
 384
 385                 len = sizeof(*data);
 386                 pa_next = data->next;
 387
 388                 memblock_reserve(pa_data, sizeof(*data) + data->len);
 389
 390                 if (data->type == SETUP_INDIRECT) {
 391                         len += data->len;
 392                         early_memunmap(data, sizeof(*data));
 393                         data = early_memremap(pa_data, len);
 394                         if (!data) {
 395                                 pr_warn("setup: failed to memremap indirect setup_data\n");
 396                                 return;
 397                         }
 398
 399                         indirect = (struct setup_indirect *)data->data;
 400
 401                         if (indirect->type != SETUP_INDIRECT)
 402                                 memblock_reserve(indirect->addr, indirect->len);
 403                 }
 404
 405                 pa_data = pa_next;
 406                 early_memunmap(data, len);
 407         }
 408 }
 409
 410 /*
 411  * --------- Crashkernel reservation ------------------------------
 412  */
 413
 414 /* 16M alignment for crash kernel regions */
 415 #define CRASH_ALIGN             SZ_16M
 416
 417 /*
 418  * Keep the crash kernel below this limit.
 419  *
 420  * Earlier 32-bits kernels would limit the kernel to the low 512 MB range
 421  * due to mapping restrictions.
 422  *
 423  * 64-bit kdump kernels need to be restricted to be under 64 TB, which is
 424  * the upper limit of system RAM in 4-level paging mode. Since the kdump
 425  * jump could be from 5-level paging to 4-level paging, the jump will fail if
 426  * the kernel is put above 64 TB, and during the 1st kernel bootup there's
 427  * no good way to detect the paging mode of the target kernel which will be
 428  * loaded for dumping.
 429  */
 430 #ifdef CONFIG_X86_32
 431 # define CRASH_ADDR_LOW_MAX     SZ_512M
 432 # define CRASH_ADDR_HIGH_MAX    SZ_512M
 433 #else
 434 # define CRASH_ADDR_LOW_MAX     SZ_4G
 435 # define CRASH_ADDR_HIGH_MAX    SZ_64T
 436 #endif
 437
 438 static int __init reserve_crashkernel_low(void)
 439 {
 440 #ifdef CONFIG_X86_64
 441         unsigned long long base, low_base = 0, low_size = 0;
 442         unsigned long low_mem_limit;
 443         int ret;
 444
 445         low_mem_limit = min(memblock_phys_mem_size(), CRASH_ADDR_LOW_MAX);
 446
 447         /* crashkernel=Y,low */
 448         ret = parse_crashkernel_low(boot_command_line, low_mem_limit, &low_size, &base);
 449         if (ret) {
 450                 /*
 451                  * two parts from kernel/dma/swiotlb.c:
 452                  * -swiotlb size: user-specified with swiotlb= or default.
 453                  *
 454                  * -swiotlb overflow buffer: now hardcoded to 32k. We round it
 455                  * to 8M for other buffers that may need to stay low too. Also
 456                  * make sure we allocate enough extra low memory so that we
 457                  * don't run out of DMA buffers for 32-bit devices.
 458                  */
 459                 low_size = max(swiotlb_size_or_default() + (8UL << 20), 256UL << 20);
 460         } else {
 461                 /* passed with crashkernel=0,low ? */
 462                 if (!low_size)
 463                         return 0;
 464         }
 465
 466         low_base = memblock_phys_alloc_range(low_size, CRASH_ALIGN, 0, CRASH_ADDR_LOW_MAX);
 467         if (!low_base) {
 468                 pr_err("Cannot reserve %ldMB crashkernel low memory, please try smaller size.\n",
 469                        (unsigned long)(low_size >> 20));
 470                 return -ENOMEM;
 471         }
 472
 473         pr_info("Reserving %ldMB of low memory at %ldMB for crashkernel (low RAM limit: %ldMB)\n",
 474                 (unsigned long)(low_size >> 20),
 475                 (unsigned long)(low_base >> 20),
 476                 (unsigned long)(low_mem_limit >> 20));
 477
 478         crashk_low_res.start = low_base;
 479         crashk_low_res.end   = low_base + low_size - 1;
 480         insert_resource(&iomem_resource, &crashk_low_res);
 481 #endif
 482         return 0;
 483 }
 484
 485 static void __init reserve_crashkernel(void)
 486 {
 487         unsigned long long crash_size, crash_base, total_mem;
 488         bool high = false;
 489         int ret;
 490
 491         if (!IS_ENABLED(CONFIG_KEXEC_CORE))
 492                 return;
 493
 494         total_mem = memblock_phys_mem_size();
 495
 496         /* crashkernel=XM */
 497         ret = parse_crashkernel(boot_command_line, total_mem, &crash_size, &crash_base);
 498         if (ret != 0 || crash_size <= 0) {
 499                 /* crashkernel=X,high */
 500                 ret = parse_crashkernel_high(boot_command_line, total_mem,
 501                                              &crash_size, &crash_base);
 502                 if (ret != 0 || crash_size <= 0)
 503                         return;
 504                 high = true;
 505         }
 506
 507         if (xen_pv_domain()) {
 508                 pr_info("Ignoring crashkernel for a Xen PV domain\n");
 509                 return;
 510         }
 511
 512         /* 0 means: find the address automatically */
 513         if (!crash_base) {
 514                 /*
 515                  * Set CRASH_ADDR_LOW_MAX upper bound for crash memory,
 516                  * crashkernel=x,high reserves memory over 4G, also allocates
 517                  * 256M extra low memory for DMA buffers and swiotlb.
 518                  * But the extra memory is not required for all machines.
 519                  * So try low memory first and fall back to high memory
 520                  * unless "crashkernel=size[KMG],high" is specified.
 521                  */
 522                 if (!high)
 523                         crash_base = memblock_phys_alloc_range(crash_size,
 524                                                 CRASH_ALIGN, CRASH_ALIGN,
 525                                                 CRASH_ADDR_LOW_MAX);
 526                 if (!crash_base)
 527                         crash_base = memblock_phys_alloc_range(crash_size,
 528                                                 CRASH_ALIGN, CRASH_ALIGN,
 529                                                 CRASH_ADDR_HIGH_MAX);
 530                 if (!crash_base) {
 531                         pr_info("crashkernel reservation failed - No suitable area found.\n");
 532                         return;
 533                 }
 534         } else {
 535                 unsigned long long start;
 536
 537                 start = memblock_phys_alloc_range(crash_size, SZ_1M, crash_base,
 538                                                   crash_base + crash_size);
 539                 if (start != crash_base) {
 540                         pr_info("crashkernel reservation failed - memory is in use.\n");
 541                         return;
 542                 }
 543         }
 544
 545         if (crash_base >= (1ULL << 32) && reserve_crashkernel_low()) {
 546                 memblock_phys_free(crash_base, crash_size);
 547                 return;
 548         }
 549
 550         pr_info("Reserving %ldMB of memory at %ldMB for crashkernel (System RAM: %ldMB)\n",
 551                 (unsigned long)(crash_size >> 20),
 552                 (unsigned long)(crash_base >> 20),
 553                 (unsigned long)(total_mem >> 20));
 554
 555         crashk_res.start = crash_base;
 556         crashk_res.end   = crash_base + crash_size - 1;
 557         insert_resource(&iomem_resource, &crashk_res);
 558 }
 559
 560 static struct resource standard_io_resources[] = {
 561         { .name = "dma1", .start = 0x00, .end = 0x1f,
 562                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 563         { .name = "pic1", .start = 0x20, .end = 0x21,
 564                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 565         { .name = "timer0", .start = 0x40, .end = 0x43,
 566                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 567         { .name = "timer1", .start = 0x50, .end = 0x53,
 568                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 569         { .name = "keyboard", .start = 0x60, .end = 0x60,
 570                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 571         { .name = "keyboard", .start = 0x64, .end = 0x64,
 572                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 573         { .name = "dma page reg", .start = 0x80, .end = 0x8f,
 574                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 575         { .name = "pic2", .start = 0xa0, .end = 0xa1,
 576                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 577         { .name = "dma2", .start = 0xc0, .end = 0xdf,
 578                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 579         { .name = "fpu", .start = 0xf0, .end = 0xff,
 580                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO }
 581 };
 582
 583 void __init reserve_standard_io_resources(void)
 584 {
 585         int i;
 586
 587         /* request I/O space for devices used on all i[345]86 PCs */
 588         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(standard_io_resources); i++)
 589                 request_resource(&ioport_resource, &standard_io_resources[i]);
 590
 591 }
 592
 593 static bool __init snb_gfx_workaround_needed(void)
 594 {
 595 #ifdef CONFIG_PCI
 596         int i;
 597         u16 vendor, devid;
 598         static const __initconst u16 snb_ids[] = {
 599                 0x0102,
 600                 0x0112,
 601                 0x0122,
 602                 0x0106,
 603                 0x0116,
 604                 0x0126,
 605                 0x010a,
 606         };
 607
 608         /* Assume no if something weird is going on with PCI */
 609         if (!early_pci_allowed())
 610                 return false;
 611
 612         vendor = read_pci_config_16(0, 2, 0, PCI_VENDOR_ID);
 613         if (vendor != 0x8086)
 614                 return false;
 615
 616         devid = read_pci_config_16(0, 2, 0, PCI_DEVICE_ID);
 617         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(snb_ids); i++)
 618                 if (devid == snb_ids[i])
 619                         return true;
 620 #endif
 621
 622         return false;
 623 }
 624
 625 /*
 626  * Sandy Bridge graphics has trouble with certain ranges, exclude
 627  * them from allocation.
 628  */
 629 static void __init trim_snb_memory(void)
 630 {
 631         static const __initconst unsigned long bad_pages[] = {
 632                 0x20050000,
 633                 0x20110000,
 634                 0x20130000,
 635                 0x20138000,
 636                 0x40004000,
 637         };
 638         int i;
 639
 640         if (!snb_gfx_workaround_needed())
 641                 return;
 642
 643         printk(KERN_DEBUG "reserving inaccessible SNB gfx pages\n");
 644
 645         /*
 646          * SandyBridge integrated graphics devices have a bug that prevents
 647          * them from accessing certain memory ranges, namely anything below
 648          * 1M and in the pages listed in bad_pages[] above.
 649          *
 650          * To avoid these pages being ever accessed by SNB gfx devices reserve
 651          * bad_pages that have not already been reserved at boot time.
 652          * All memory below the 1 MB mark is anyway reserved later during
 653          * setup_arch(), so there is no need to reserve it here.
 654          */
 655
 656         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(bad_pages); i++) {
 657                 if (memblock_reserve(bad_pages[i], PAGE_SIZE))
 658                         printk(KERN_WARNING "failed to reserve 0x%08lx\n",
 659                                bad_pages[i]);
 660         }
 661 }
 662
 663 static void __init trim_bios_range(void)
 664 {
 665         /*
 666          * A special case is the first 4Kb of memory;
 667          * This is a BIOS owned area, not kernel ram, but generally
 668          * not listed as such in the E820 table.
 669          *
 670          * This typically reserves additional memory (64KiB by default)
 671          * since some BIOSes are known to corrupt low memory.  See the
 672          * Kconfig help text for X86_RESERVE_LOW.
 673          */
 674         e820__range_update(0, PAGE_SIZE, E820_TYPE_RAM, E820_TYPE_RESERVED);
 675
 676         /*
 677          * special case: Some BIOSes report the PC BIOS
 678          * area (640Kb -> 1Mb) as RAM even though it is not.
 679          * take them out.
 680          */
 681         e820__range_remove(BIOS_BEGIN, BIOS_END - BIOS_BEGIN, E820_TYPE_RAM, 1);
 682
 683         e820__update_table(e820_table);
 684 }
 685
 686 /* called before trim_bios_range() to spare extra sanitize */
 687 static void __init e820_add_kernel_range(void)
 688 {
 689         u64 start = __pa_symbol(_text);
 690         u64 size = __pa_symbol(_end) - start;
 691
 692         /*
 693          * Complain if .text .data and .bss are not marked as E820_TYPE_RAM and
 694          * attempt to fix it by adding the range. We may have a confused BIOS,
 695          * or the user may have used memmap=exactmap or memmap=xxM$yyM to
 696          * exclude kernel range. If we really are running on top non-RAM,
 697          * we will crash later anyways.
 698          */
 699         if (e820__mapped_all(start, start + size, E820_TYPE_RAM))
 700                 return;
 701
 702         pr_warn(".text .data .bss are not marked as E820_TYPE_RAM!\n");
 703         e820__range_remove(start, size, E820_TYPE_RAM, 0);
 704         e820__range_add(start, size, E820_TYPE_RAM);
 705 }
 706
 707 static void __init early_reserve_memory(void)
 708 {
 709         /*
 710          * Reserve the memory occupied by the kernel between _text and
 711          * __end_of_kernel_reserve symbols. Any kernel sections after the
 712          * __end_of_kernel_reserve symbol must be explicitly reserved with a
 713          * separate memblock_reserve() or they will be discarded.
 714          */
 715         memblock_reserve(__pa_symbol(_text),
 716                          (unsigned long)__end_of_kernel_reserve - (unsigned long)_text);
 717
 718         /*
 719          * The first 4Kb of memory is a BIOS owned area, but generally it is
 720          * not listed as such in the E820 table.
 721          *
 722          * Reserve the first 64K of memory since some BIOSes are known to
 723          * corrupt low memory. After the real mode trampoline is allocated the
 724          * rest of the memory below 640k is reserved.
 725          *
 726          * In addition, make sure page 0 is always reserved because on
 727          * systems with L1TF its contents can be leaked to user processes.
 728          */
 729         memblock_reserve(0, SZ_64K);
 730
 731         early_reserve_initrd();
 732
 733         memblock_x86_reserve_range_setup_data();
 734
 735         reserve_ibft_region();
 736         reserve_bios_regions();
 737         trim_snb_memory();
 738 }
 739
 740 /*
 741  * Dump out kernel offset information on panic.
 742  */
 743 static int
 744 dump_kernel_offset(struct notifier_block *self, unsigned long v, void *p)
 745 {
 746         if (kaslr_enabled()) {
 747                 pr_emerg("Kernel Offset: 0x%lx from 0x%lx (relocation range: 0x%lx-0x%lx)\n",
 748                          kaslr_offset(),
 749                          __START_KERNEL,
 750                          __START_KERNEL_map,
 751                          MODULES_VADDR-1);
 752         } else {
 753                 pr_emerg("Kernel Offset: disabled\n");
 754         }
 755
 756         return 0;
 757 }
 758
 759 /*
 760  * Determine if we were loaded by an EFI loader.  If so, then we have also been
 761  * passed the efi memmap, systab, etc., so we should use these data structures
 762  * for initialization.  Note, the efi init code path is determined by the
 763  * global efi_enabled. This allows the same kernel image to be used on existing
 764  * systems (with a traditional BIOS) as well as on EFI systems.
 765  */
 766 /*
 767  * setup_arch - architecture-specific boot-time initializations
 768  *
 769  * Note: On x86_64, fixmaps are ready for use even before this is called.
 770  */
 771
 772 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
 773 {
 774 #ifdef CONFIG_X86_32
 775         memcpy(&boot_cpu_data, &new_cpu_data, sizeof(new_cpu_data));
 776
 777         /*
 778          * copy kernel address range established so far and switch
 779          * to the proper swapper page table
 780          */
 781         clone_pgd_range(swapper_pg_dir     + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
 782                         initial_page_table + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
 783                         KERNEL_PGD_PTRS);
 784
 785         load_cr3(swapper_pg_dir);
 786         /*
 787          * Note: Quark X1000 CPUs advertise PGE incorrectly and require
 788          * a cr3 based tlb flush, so the following __flush_tlb_all()
 789          * will not flush anything because the CPU quirk which clears
 790          * X86_FEATURE_PGE has not been invoked yet. Though due to the
 791          * load_cr3() above the TLB has been flushed already. The
 792          * quirk is invoked before subsequent calls to __flush_tlb_all()
 793          * so proper operation is guaranteed.
 794          */
 795         __flush_tlb_all();
 796 #else
 797         printk(KERN_INFO "Command line: %s\n", boot_command_line);
 798         boot_cpu_data.x86_phys_bits = MAX_PHYSMEM_BITS;
 799 #endif
 800
 801         /*
 802          * If we have OLPC OFW, we might end up relocating the fixmap due to
 803          * reserve_top(), so do this before touching the ioremap area.
 804          */
 805         olpc_ofw_detect();
 806
 807         idt_setup_early_traps();
 808         early_cpu_init();
 809         jump_label_init();
 810         static_call_init();
 811         early_ioremap_init();
 812
 813         setup_olpc_ofw_pgd();
 814
 815         ROOT_DEV = old_decode_dev(boot_params.hdr.root_dev);
 816         screen_info = boot_params.screen_info;
 817         edid_info = boot_params.edid_info;
 818 #ifdef CONFIG_X86_32
 819         apm_info.bios = boot_params.apm_bios_info;
 820         ist_info = boot_params.ist_info;
 821 #endif
 822         saved_video_mode = boot_params.hdr.vid_mode;
 823         bootloader_type = boot_params.hdr.type_of_loader;
 824         if ((bootloader_type >> 4) == 0xe) {
 825                 bootloader_type &= 0xf;
 826                 bootloader_type |= (boot_params.hdr.ext_loader_type+0x10) << 4;
 827         }
 828         bootloader_version  = bootloader_type & 0xf;
 829         bootloader_version |= boot_params.hdr.ext_loader_ver << 4;
 830
 831 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_RAM
 832         rd_image_start = boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_IMAGE_START_MASK;
 833 #endif
 834 #ifdef CONFIG_EFI
 835         if (!strncmp((char *)&boot_params.efi_info.efi_loader_signature,
 836                      EFI32_LOADER_SIGNATURE, 4)) {
 837                 set_bit(EFI_BOOT, &efi.flags);
 838         } else if (!strncmp((char *)&boot_params.efi_info.efi_loader_signature,
 839                      EFI64_LOADER_SIGNATURE, 4)) {
 840                 set_bit(EFI_BOOT, &efi.flags);
 841                 set_bit(EFI_64BIT, &efi.flags);
 842         }
 843 #endif
 844
 845         x86_init.oem.arch_setup();
 846
 847         /*
 848          * Do some memory reservations *before* memory is added to memblock, so
 849          * memblock allocations won't overwrite it.
 850          *
 851          * After this point, everything still needed from the boot loader or
 852          * firmware or kernel text should be early reserved or marked not RAM in
 853          * e820. All other memory is free game.
 854          *
 855          * This call needs to happen before e820__memory_setup() which calls the
 856          * xen_memory_setup() on Xen dom0 which relies on the fact that those
 857          * early reservations have happened already.
 858          */
 859         early_reserve_memory();
 860
 861         iomem_resource.end = (1ULL << boot_cpu_data.x86_phys_bits) - 1;
 862         e820__memory_setup();
 863         parse_setup_data();
 864
 865         copy_edd();
 866
 867         if (!boot_params.hdr.root_flags)
 868                 root_mountflags &= ~MS_RDONLY;
 869         setup_initial_init_mm(_text, _etext, _edata, (void *)_brk_end);
 870
 871         code_resource.start = __pa_symbol(_text);
 872         code_resource.end = __pa_symbol(_etext)-1;
 873         rodata_resource.start = __pa_symbol(__start_rodata);
 874         rodata_resource.end = __pa_symbol(__end_rodata)-1;
 875         data_resource.start = __pa_symbol(_sdata);
 876         data_resource.end = __pa_symbol(_edata)-1;
 877         bss_resource.start = __pa_symbol(__bss_start);
 878         bss_resource.end = __pa_symbol(__bss_stop)-1;
 879
 880 #ifdef CONFIG_CMDLINE_BOOL
 881 #ifdef CONFIG_CMDLINE_OVERRIDE
 882         strlcpy(boot_command_line, builtin_cmdline, COMMAND_LINE_SIZE);
 883 #else
 884         if (builtin_cmdline[0]) {
 885                 /* append boot loader cmdline to builtin */
 886                 strlcat(builtin_cmdline, " ", COMMAND_LINE_SIZE);
 887                 strlcat(builtin_cmdline, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 888                 strlcpy(boot_command_line, builtin_cmdline, COMMAND_LINE_SIZE);
 889         }
 890 #endif
 891 #endif
 892
 893         strlcpy(command_line, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 894         *cmdline_p = command_line;
 895
 896         /*
 897          * x86_configure_nx() is called before parse_early_param() to detect
 898          * whether hardware doesn't support NX (so that the early EHCI debug
 899          * console setup can safely call set_fixmap()). It may then be called
 900          * again from within noexec_setup() during parsing early parameters
 901          * to honor the respective command line option.
 902          */
 903         x86_configure_nx();
 904
 905         parse_early_param();
 906
 907         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
 908                 efi_memblock_x86_reserve_range();
 909
 910 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
 911         /*
 912          * Memory used by the kernel cannot be hot-removed because Linux
 913          * cannot migrate the kernel pages. When memory hotplug is
 914          * enabled, we should prevent memblock from allocating memory
 915          * for the kernel.
 916          *
 917          * ACPI SRAT records all hotpluggable memory ranges. But before
 918          * SRAT is parsed, we don't know about it.
 919          *
 920          * The kernel image is loaded into memory at very early time. We
 921          * cannot prevent this anyway. So on NUMA system, we set any
 922          * node the kernel resides in as un-hotpluggable.
 923          *
 924          * Since on modern servers, one node could have double-digit
 925          * gigabytes memory, we can assume the memory around the kernel
 926          * image is also un-hotpluggable. So before SRAT is parsed, just
 927          * allocate memory near the kernel image to try the best to keep
 928          * the kernel away from hotpluggable memory.
 929          */
 930         if (movable_node_is_enabled())
 931                 memblock_set_bottom_up(true);
 932 #endif
 933
 934         x86_report_nx();
 935
 936         if (acpi_mps_check()) {
 937 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 938                 disable_apic = 1;
 939 #endif
 940                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_APIC);
 941         }
 942
 943         e820__reserve_setup_data();
 944         e820__finish_early_params();
 945
 946         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
 947                 efi_init();
 948
 949         dmi_setup();
 950
 951         /*
 952          * VMware detection requires dmi to be available, so this
 953          * needs to be done after dmi_setup(), for the boot CPU.
 954          */
 955         init_hypervisor_platform();
 956
 957         tsc_early_init();
 958         x86_init.resources.probe_roms();
 959
 960         /* after parse_early_param, so could debug it */
 961         insert_resource(&iomem_resource, &code_resource);
 962         insert_resource(&iomem_resource, &rodata_resource);
 963         insert_resource(&iomem_resource, &data_resource);
 964         insert_resource(&iomem_resource, &bss_resource);
 965
 966         e820_add_kernel_range();
 967         trim_bios_range();
 968 #ifdef CONFIG_X86_32
 969         if (ppro_with_ram_bug()) {
 970                 e820__range_update(0x70000000ULL, 0x40000ULL, E820_TYPE_RAM,
 971                                   E820_TYPE_RESERVED);
 972                 e820__update_table(e820_table);
 973                 printk(KERN_INFO "fixed physical RAM map:\n");
 974                 e820__print_table("bad_ppro");
 975         }
 976 #else
 977         early_gart_iommu_check();
 978 #endif
 979
 980         /*
 981          * partially used pages are not usable - thus
 982          * we are rounding upwards:
 983          */
 984         max_pfn = e820__end_of_ram_pfn();
 985
 986         /* update e820 for memory not covered by WB MTRRs */
 987         if (IS_ENABLED(CONFIG_MTRR))
 988                 mtrr_bp_init();
 989         else
 990                 pat_disable("PAT support disabled because CONFIG_MTRR is disabled in the kernel.");
 991
 992         if (mtrr_trim_uncached_memory(max_pfn))
 993                 max_pfn = e820__end_of_ram_pfn();
 994
 995         max_possible_pfn = max_pfn;
 996
 997         /*
 998          * This call is required when the CPU does not support PAT. If
 999          * mtrr_bp_init() invoked it already via pat_init() the call has no
1000          * effect.
1001          */
1002         init_cache_modes();
1003
1004         /*
1005          * Define random base addresses for memory sections after max_pfn is
1006          * defined and before each memory section base is used.
1007          */
1008         kernel_randomize_memory();
1009
1010 #ifdef CONFIG_X86_32
1011         /* max_low_pfn get updated here */
1012         find_low_pfn_range();
1013 #else
1014         check_x2apic();
1015
1016         /* How many end-of-memory variables you have, grandma! */
1017         /* need this before calling reserve_initrd */
1018         if (max_pfn > (1UL<<(32 - PAGE_SHIFT)))
1019                 max_low_pfn = e820__end_of_low_ram_pfn();
1020         else
1021                 max_low_pfn = max_pfn;
1022
1023         high_memory = (void *)__va(max_pfn * PAGE_SIZE - 1) + 1;
1024 #endif
1025
1026         /*
1027          * Find and reserve possible boot-time SMP configuration:
1028          */
1029         find_smp_config();
1030
1031         early_alloc_pgt_buf();
1032
1033         /*
1034          * Need to conclude brk, before e820__memblock_setup()
1035          * it could use memblock_find_in_range, could overlap with
1036          * brk area.
1037          */
1038         reserve_brk();
1039
1040         cleanup_highmap();
1041
1042         memblock_set_current_limit(ISA_END_ADDRESS);
1043         e820__memblock_setup();
1044
1045         /*
1046          * Needs to run after memblock setup because it needs the physical
1047          * memory size.
1048          */
1049         sev_setup_arch();
1050
1051         efi_fake_memmap();
1052         efi_find_mirror();
1053         efi_esrt_init();
1054         efi_mokvar_table_init();
1055
1056         /*
1057          * The EFI specification says that boot service code won't be
1058          * called after ExitBootServices(). This is, in fact, a lie.
1059          */
1060         efi_reserve_boot_services();
1061
1062         /* preallocate 4k for mptable mpc */
1063         e820__memblock_alloc_reserved_mpc_new();
1064
1065 #ifdef CONFIG_X86_CHECK_BIOS_CORRUPTION
1066         setup_bios_corruption_check();
1067 #endif
1068
1069 #ifdef CONFIG_X86_32
1070         printk(KERN_DEBUG "initial memory mapped: [mem 0x00000000-%#010lx]\n",
1071                         (max_pfn_mapped<<PAGE_SHIFT) - 1);
1072 #endif
1073
1074         /*
1075          * Find free memory for the real mode trampoline and place it there. If
1076          * there is not enough free memory under 1M, on EFI-enabled systems
1077          * there will be additional attempt to reclaim the memory for the real
1078          * mode trampoline at efi_free_boot_services().
1079          *
1080          * Unconditionally reserve the entire first 1M of RAM because BIOSes
1081          * are known to corrupt low memory and several hundred kilobytes are not
1082          * worth complex detection what memory gets clobbered. Windows does the
1083          * same thing for very similar reasons.
1084          *
1085          * Moreover, on machines with SandyBridge graphics or in setups that use
1086          * crashkernel the entire 1M is reserved anyway.
1087          */
1088         reserve_real_mode();
1089
1090         init_mem_mapping();
1091
1092         idt_setup_early_pf();
1093
1094         /*
1095          * Update mmu_cr4_features (and, indirectly, trampoline_cr4_features)
1096          * with the current CR4 value.  This may not be necessary, but
1097          * auditing all the early-boot CR4 manipulation would be needed to
1098          * rule it out.
1099          *
1100          * Mask off features that don't work outside long mode (just
1101          * PCIDE for now).
1102          */
1103         mmu_cr4_features = __read_cr4() & ~X86_CR4_PCIDE;
1104
1105         memblock_set_current_limit(get_max_mapped());
1106
1107         /*
1108          * NOTE: On x86-32, only from this point on, fixmaps are ready for use.
1109          */
1110
1111 #ifdef CONFIG_PROVIDE_OHCI1394_DMA_INIT
1112         if (init_ohci1394_dma_early)
1113                 init_ohci1394_dma_on_all_controllers();
1114 #endif
1115         /* Allocate bigger log buffer */
1116         setup_log_buf(1);
1117
1118         if (efi_enabled(EFI_BOOT)) {
1119                 switch (boot_params.secure_boot) {
1120                 case efi_secureboot_mode_disabled:
1121                         pr_info("Secure boot disabled\n");
1122                         break;
1123                 case efi_secureboot_mode_enabled:
1124                         pr_info("Secure boot enabled\n");
1125                         break;
1126                 default:
1127                         pr_info("Secure boot could not be determined\n");
1128                         break;
1129                 }
1130         }
1131
1132         reserve_initrd();
1133
1134         acpi_table_upgrade();
1135         /* Look for ACPI tables and reserve memory occupied by them. */
1136         acpi_boot_table_init();
1137
1138         vsmp_init();
1139
1140         io_delay_init();
1141
1142         early_platform_quirks();
1143
1144         early_acpi_boot_init();
1145
1146         initmem_init();
1147         dma_contiguous_reserve(max_pfn_mapped << PAGE_SHIFT);
1148
1149         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_GBPAGES))
1150                 hugetlb_cma_reserve(PUD_SHIFT - PAGE_SHIFT);
1151
1152         /*
1153          * Reserve memory for crash kernel after SRAT is parsed so that it
1154          * won't consume hotpluggable memory.
1155          */
1156         reserve_crashkernel();
1157
1158         memblock_find_dma_reserve();
1159
1160         if (!early_xdbc_setup_hardware())
1161                 early_xdbc_register_console();
1162
1163         x86_init.paging.pagetable_init();
1164
1165         kasan_init();
1166
1167         /*
1168          * Sync back kernel address range.
1169          *
1170          * FIXME: Can the later sync in setup_cpu_entry_areas() replace
1171          * this call?
1172          */
1173         sync_initial_page_table();
1174
1175         tboot_probe();
1176
1177         map_vsyscall();
1178
1179         generic_apic_probe();
1180
1181         early_quirks();
1182
1183         /*
1184          * Read APIC and some other early information from ACPI tables.
1185          */
1186         acpi_boot_init();
1187         x86_dtb_init();
1188
1189         /*
1190          * get boot-time SMP configuration:
1191          */
1192         get_smp_config();
1193
1194         /*
1195          * Systems w/o ACPI and mptables might not have it mapped the local
1196          * APIC yet, but prefill_possible_map() might need to access it.
1197          */
1198         init_apic_mappings();
1199
1200         prefill_possible_map();
1201
1202         init_cpu_to_node();
1203         init_gi_nodes();
1204
1205         io_apic_init_mappings();
1206
1207         x86_init.hyper.guest_late_init();
1208
1209         e820__reserve_resources();
1210         e820__register_nosave_regions(max_pfn);
1211
1212         x86_init.resources.reserve_resources();
1213
1214         e820__setup_pci_gap();
1215
1216 #ifdef CONFIG_VT
1217 #if defined(CONFIG_VGA_CONSOLE)
1218         if (!efi_enabled(EFI_BOOT) || (efi_mem_type(0xa0000) != EFI_CONVENTIONAL_MEMORY))
1219                 conswitchp = &vga_con;
1220 #endif
1221 #endif
1222         x86_init.oem.banner();
1223
1224         x86_init.timers.wallclock_init();
1225
1226         /*
1227          * This needs to run before setup_local_APIC() which soft-disables the
1228          * local APIC temporarily and that masks the thermal LVT interrupt,
1229          * leading to softlockups on machines which have configured SMI
1230          * interrupt delivery.
1231          */
1232         therm_lvt_init();
1233
1234         mcheck_init();
1235
1236         register_refined_jiffies(CLOCK_TICK_RATE);
1237
1238 #ifdef CONFIG_EFI
1239         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
1240                 efi_apply_memmap_quirks();
1241 #endif
1242
1243         unwind_init();
1244 }
1245
1246 #ifdef CONFIG_X86_32
1247
1248 static struct resource video_ram_resource = {
1249         .name   = "Video RAM area",
1250         .start  = 0xa0000,
1251         .end    = 0xbffff,
1252         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_MEM
1253 };
1254
1255 void __init i386_reserve_resources(void)
1256 {
1257         request_resource(&iomem_resource, &video_ram_resource);
1258         reserve_standard_io_resources();
1259 }
1260
1261 #endif /* CONFIG_X86_32 */
1262
1263 static struct notifier_block kernel_offset_notifier = {
1264         .notifier_call = dump_kernel_offset
1265 };
1266
1267 static int __init register_kernel_offset_dumper(void)
1268 {
1269         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list,
1270                                         &kernel_offset_notifier);
1271         return 0;
1272 }
1273 __initcall(register_kernel_offset_dumper);