Merge tag 'for-5.20-tag' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/kdave/linux
[linux-2.6-microblaze.git] / 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/ima.h>
15 #include <linux/init_ohci1394_dma.h>
16 #include <linux/initrd.h>
17 #include <linux/iscsi_ibft.h>
18 #include <linux/memblock.h>
19 #include <linux/panic_notifier.h>
20 #include <linux/pci.h>
21 #include <linux/root_dev.h>
22 #include <linux/hugetlb.h>
23 #include <linux/tboot.h>
24 #include <linux/usb/xhci-dbgp.h>
25 #include <linux/static_call.h>
26 #include <linux/swiotlb.h>
27 #include <linux/random.h>
28
29 #include <uapi/linux/mount.h>
30
31 #include <xen/xen.h>
32
33 #include <asm/apic.h>
34 #include <asm/numa.h>
35 #include <asm/bios_ebda.h>
36 #include <asm/bugs.h>
37 #include <asm/cpu.h>
38 #include <asm/efi.h>
39 #include <asm/gart.h>
40 #include <asm/hypervisor.h>
41 #include <asm/io_apic.h>
42 #include <asm/kasan.h>
43 #include <asm/kaslr.h>
44 #include <asm/mce.h>
45 #include <asm/memtype.h>
46 #include <asm/mtrr.h>
47 #include <asm/realmode.h>
48 #include <asm/olpc_ofw.h>
49 #include <asm/pci-direct.h>
50 #include <asm/prom.h>
51 #include <asm/proto.h>
52 #include <asm/thermal.h>
53 #include <asm/unwind.h>
54 #include <asm/vsyscall.h>
55 #include <linux/vmalloc.h>
56
57 /*
58  * max_low_pfn_mapped: highest directly mapped pfn < 4 GB
59  * max_pfn_mapped:     highest directly mapped pfn > 4 GB
60  *
61  * The direct mapping only covers E820_TYPE_RAM regions, so the ranges and gaps are
62  * represented by pfn_mapped[].
63  */
64 unsigned long max_low_pfn_mapped;
65 unsigned long max_pfn_mapped;
66
67 #ifdef CONFIG_DMI
68 RESERVE_BRK(dmi_alloc, 65536);
69 #endif
70
71
72 unsigned long _brk_start = (unsigned long)__brk_base;
73 unsigned long _brk_end   = (unsigned long)__brk_base;
74
75 struct boot_params boot_params;
76
77 /*
78  * These are the four main kernel memory regions, we put them into
79  * the resource tree so that kdump tools and other debugging tools
80  * recover it:
81  */
82
83 static struct resource rodata_resource = {
84         .name   = "Kernel rodata",
85         .start  = 0,
86         .end    = 0,
87         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
88 };
89
90 static struct resource data_resource = {
91         .name   = "Kernel data",
92         .start  = 0,
93         .end    = 0,
94         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
95 };
96
97 static struct resource code_resource = {
98         .name   = "Kernel code",
99         .start  = 0,
100         .end    = 0,
101         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
102 };
103
104 static struct resource bss_resource = {
105         .name   = "Kernel bss",
106         .start  = 0,
107         .end    = 0,
108         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
109 };
110
111
112 #ifdef CONFIG_X86_32
113 /* CPU data as detected by the assembly code in head_32.S */
114 struct cpuinfo_x86 new_cpu_data;
115
116 /* Common CPU data for all CPUs */
117 struct cpuinfo_x86 boot_cpu_data __read_mostly;
118 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_data);
119
120 unsigned int def_to_bigsmp;
121
122 struct apm_info apm_info;
123 EXPORT_SYMBOL(apm_info);
124
125 #if defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI) || \
126         defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI_MODULE)
127 struct ist_info ist_info;
128 EXPORT_SYMBOL(ist_info);
129 #else
130 struct ist_info ist_info;
131 #endif
132
133 #else
134 struct cpuinfo_x86 boot_cpu_data __read_mostly;
135 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_data);
136 #endif
137
138
139 #if !defined(CONFIG_X86_PAE) || defined(CONFIG_X86_64)
140 __visible unsigned long mmu_cr4_features __ro_after_init;
141 #else
142 __visible unsigned long mmu_cr4_features __ro_after_init = X86_CR4_PAE;
143 #endif
144
145 #ifdef CONFIG_IMA
146 static phys_addr_t ima_kexec_buffer_phys;
147 static size_t ima_kexec_buffer_size;
148 #endif
149
150 /* Boot loader ID and version as integers, for the benefit of proc_dointvec */
151 int bootloader_type, bootloader_version;
152
153 /*
154  * Setup options
155  */
156 struct screen_info screen_info;
157 EXPORT_SYMBOL(screen_info);
158 struct edid_info edid_info;
159 EXPORT_SYMBOL_GPL(edid_info);
160
161 extern int root_mountflags;
162
163 unsigned long saved_video_mode;
164
165 #define RAMDISK_IMAGE_START_MASK        0x07FF
166 #define RAMDISK_PROMPT_FLAG             0x8000
167 #define RAMDISK_LOAD_FLAG               0x4000
168
169 static char __initdata command_line[COMMAND_LINE_SIZE];
170 #ifdef CONFIG_CMDLINE_BOOL
171 static char __initdata builtin_cmdline[COMMAND_LINE_SIZE] = CONFIG_CMDLINE;
172 #endif
173
174 #if defined(CONFIG_EDD) || defined(CONFIG_EDD_MODULE)
175 struct edd edd;
176 #ifdef CONFIG_EDD_MODULE
177 EXPORT_SYMBOL(edd);
178 #endif
179 /**
180  * copy_edd() - Copy the BIOS EDD information
181  *              from boot_params into a safe place.
182  *
183  */
184 static inline void __init copy_edd(void)
185 {
186      memcpy(edd.mbr_signature, boot_params.edd_mbr_sig_buffer,
187             sizeof(edd.mbr_signature));
188      memcpy(edd.edd_info, boot_params.eddbuf, sizeof(edd.edd_info));
189      edd.mbr_signature_nr = boot_params.edd_mbr_sig_buf_entries;
190      edd.edd_info_nr = boot_params.eddbuf_entries;
191 }
192 #else
193 static inline void __init copy_edd(void)
194 {
195 }
196 #endif
197
198 void * __init extend_brk(size_t size, size_t align)
199 {
200         size_t mask = align - 1;
201         void *ret;
202
203         BUG_ON(_brk_start == 0);
204         BUG_ON(align & mask);
205
206         _brk_end = (_brk_end + mask) & ~mask;
207         BUG_ON((char *)(_brk_end + size) > __brk_limit);
208
209         ret = (void *)_brk_end;
210         _brk_end += size;
211
212         memset(ret, 0, size);
213
214         return ret;
215 }
216
217 #ifdef CONFIG_X86_32
218 static void __init cleanup_highmap(void)
219 {
220 }
221 #endif
222
223 static void __init reserve_brk(void)
224 {
225         if (_brk_end > _brk_start)
226                 memblock_reserve(__pa_symbol(_brk_start),
227                                  _brk_end - _brk_start);
228
229         /* Mark brk area as locked down and no longer taking any
230            new allocations */
231         _brk_start = 0;
232 }
233
234 u64 relocated_ramdisk;
235
236 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
237
238 static u64 __init get_ramdisk_image(void)
239 {
240         u64 ramdisk_image = boot_params.hdr.ramdisk_image;
241
242         ramdisk_image |= (u64)boot_params.ext_ramdisk_image << 32;
243
244         if (ramdisk_image == 0)
245                 ramdisk_image = phys_initrd_start;
246
247         return ramdisk_image;
248 }
249 static u64 __init get_ramdisk_size(void)
250 {
251         u64 ramdisk_size = boot_params.hdr.ramdisk_size;
252
253         ramdisk_size |= (u64)boot_params.ext_ramdisk_size << 32;
254
255         if (ramdisk_size == 0)
256                 ramdisk_size = phys_initrd_size;
257
258         return ramdisk_size;
259 }
260
261 static void __init relocate_initrd(void)
262 {
263         /* Assume only end is not page aligned */
264         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
265         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
266         u64 area_size     = PAGE_ALIGN(ramdisk_size);
267
268         /* We need to move the initrd down into directly mapped mem */
269         relocated_ramdisk = memblock_phys_alloc_range(area_size, PAGE_SIZE, 0,
270                                                       PFN_PHYS(max_pfn_mapped));
271         if (!relocated_ramdisk)
272                 panic("Cannot find place for new RAMDISK of size %lld\n",
273                       ramdisk_size);
274
275         initrd_start = relocated_ramdisk + PAGE_OFFSET;
276         initrd_end   = initrd_start + ramdisk_size;
277         printk(KERN_INFO "Allocated new RAMDISK: [mem %#010llx-%#010llx]\n",
278                relocated_ramdisk, relocated_ramdisk + ramdisk_size - 1);
279
280         copy_from_early_mem((void *)initrd_start, ramdisk_image, ramdisk_size);
281
282         printk(KERN_INFO "Move RAMDISK from [mem %#010llx-%#010llx] to"
283                 " [mem %#010llx-%#010llx]\n",
284                 ramdisk_image, ramdisk_image + ramdisk_size - 1,
285                 relocated_ramdisk, relocated_ramdisk + ramdisk_size - 1);
286 }
287
288 static void __init early_reserve_initrd(void)
289 {
290         /* Assume only end is not page aligned */
291         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
292         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
293         u64 ramdisk_end   = PAGE_ALIGN(ramdisk_image + ramdisk_size);
294
295         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
296             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
297                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
298
299         memblock_reserve(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
300 }
301
302 static void __init reserve_initrd(void)
303 {
304         /* Assume only end is not page aligned */
305         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
306         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
307         u64 ramdisk_end   = PAGE_ALIGN(ramdisk_image + ramdisk_size);
308
309         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
310             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
311                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
312
313         initrd_start = 0;
314
315         printk(KERN_INFO "RAMDISK: [mem %#010llx-%#010llx]\n", ramdisk_image,
316                         ramdisk_end - 1);
317
318         if (pfn_range_is_mapped(PFN_DOWN(ramdisk_image),
319                                 PFN_DOWN(ramdisk_end))) {
320                 /* All are mapped, easy case */
321                 initrd_start = ramdisk_image + PAGE_OFFSET;
322                 initrd_end = initrd_start + ramdisk_size;
323                 return;
324         }
325
326         relocate_initrd();
327
328         memblock_phys_free(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
329 }
330
331 #else
332 static void __init early_reserve_initrd(void)
333 {
334 }
335 static void __init reserve_initrd(void)
336 {
337 }
338 #endif /* CONFIG_BLK_DEV_INITRD */
339
340 static void __init add_early_ima_buffer(u64 phys_addr)
341 {
342 #ifdef CONFIG_IMA
343         struct ima_setup_data *data;
344
345         data = early_memremap(phys_addr + sizeof(struct setup_data), sizeof(*data));
346         if (!data) {
347                 pr_warn("setup: failed to memremap ima_setup_data entry\n");
348                 return;
349         }
350
351         if (data->size) {
352                 memblock_reserve(data->addr, data->size);
353                 ima_kexec_buffer_phys = data->addr;
354                 ima_kexec_buffer_size = data->size;
355         }
356
357         early_memunmap(data, sizeof(*data));
358 #else
359         pr_warn("Passed IMA kexec data, but CONFIG_IMA not set. Ignoring.\n");
360 #endif
361 }
362
363 #if defined(CONFIG_HAVE_IMA_KEXEC) && !defined(CONFIG_OF_FLATTREE)
364 int __init ima_free_kexec_buffer(void)
365 {
366         int rc;
367
368         if (!ima_kexec_buffer_size)
369                 return -ENOENT;
370
371         rc = memblock_phys_free(ima_kexec_buffer_phys,
372                                 ima_kexec_buffer_size);
373         if (rc)
374                 return rc;
375
376         ima_kexec_buffer_phys = 0;
377         ima_kexec_buffer_size = 0;
378
379         return 0;
380 }
381
382 int __init ima_get_kexec_buffer(void **addr, size_t *size)
383 {
384         if (!ima_kexec_buffer_size)
385                 return -ENOENT;
386
387         *addr = __va(ima_kexec_buffer_phys);
388         *size = ima_kexec_buffer_size;
389
390         return 0;
391 }
392 #endif
393
394 static void __init parse_setup_data(void)
395 {
396         struct setup_data *data;
397         u64 pa_data, pa_next;
398
399         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
400         while (pa_data) {
401                 u32 data_len, data_type;
402
403                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
404                 data_len = data->len + sizeof(struct setup_data);
405                 data_type = data->type;
406                 pa_next = data->next;
407                 early_memunmap(data, sizeof(*data));
408
409                 switch (data_type) {
410                 case SETUP_E820_EXT:
411                         e820__memory_setup_extended(pa_data, data_len);
412                         break;
413                 case SETUP_DTB:
414                         add_dtb(pa_data);
415                         break;
416                 case SETUP_EFI:
417                         parse_efi_setup(pa_data, data_len);
418                         break;
419                 case SETUP_IMA:
420                         add_early_ima_buffer(pa_data);
421                         break;
422                 case SETUP_RNG_SEED:
423                         data = early_memremap(pa_data, data_len);
424                         add_bootloader_randomness(data->data, data->len);
425                         /* Zero seed for forward secrecy. */
426                         memzero_explicit(data->data, data->len);
427                         /* Zero length in case we find ourselves back here by accident. */
428                         memzero_explicit(&data->len, sizeof(data->len));
429                         early_memunmap(data, data_len);
430                         break;
431                 default:
432                         break;
433                 }
434                 pa_data = pa_next;
435         }
436 }
437
438 static void __init memblock_x86_reserve_range_setup_data(void)
439 {
440         struct setup_indirect *indirect;
441         struct setup_data *data;
442         u64 pa_data, pa_next;
443         u32 len;
444
445         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
446         while (pa_data) {
447                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
448                 if (!data) {
449                         pr_warn("setup: failed to memremap setup_data entry\n");
450                         return;
451                 }
452
453                 len = sizeof(*data);
454                 pa_next = data->next;
455
456                 memblock_reserve(pa_data, sizeof(*data) + data->len);
457
458                 if (data->type == SETUP_INDIRECT) {
459                         len += data->len;
460                         early_memunmap(data, sizeof(*data));
461                         data = early_memremap(pa_data, len);
462                         if (!data) {
463                                 pr_warn("setup: failed to memremap indirect setup_data\n");
464                                 return;
465                         }
466
467                         indirect = (struct setup_indirect *)data->data;
468
469                         if (indirect->type != SETUP_INDIRECT)
470                                 memblock_reserve(indirect->addr, indirect->len);
471                 }
472
473                 pa_data = pa_next;
474                 early_memunmap(data, len);
475         }
476 }
477
478 /*
479  * --------- Crashkernel reservation ------------------------------
480  */
481
482 /* 16M alignment for crash kernel regions */
483 #define CRASH_ALIGN             SZ_16M
484
485 /*
486  * Keep the crash kernel below this limit.
487  *
488  * Earlier 32-bits kernels would limit the kernel to the low 512 MB range
489  * due to mapping restrictions.
490  *
491  * 64-bit kdump kernels need to be restricted to be under 64 TB, which is
492  * the upper limit of system RAM in 4-level paging mode. Since the kdump
493  * jump could be from 5-level paging to 4-level paging, the jump will fail if
494  * the kernel is put above 64 TB, and during the 1st kernel bootup there's
495  * no good way to detect the paging mode of the target kernel which will be
496  * loaded for dumping.
497  */
498 #ifdef CONFIG_X86_32
499 # define CRASH_ADDR_LOW_MAX     SZ_512M
500 # define CRASH_ADDR_HIGH_MAX    SZ_512M
501 #else
502 # define CRASH_ADDR_LOW_MAX     SZ_4G
503 # define CRASH_ADDR_HIGH_MAX    SZ_64T
504 #endif
505
506 static int __init reserve_crashkernel_low(void)
507 {
508 #ifdef CONFIG_X86_64
509         unsigned long long base, low_base = 0, low_size = 0;
510         unsigned long low_mem_limit;
511         int ret;
512
513         low_mem_limit = min(memblock_phys_mem_size(), CRASH_ADDR_LOW_MAX);
514
515         /* crashkernel=Y,low */
516         ret = parse_crashkernel_low(boot_command_line, low_mem_limit, &low_size, &base);
517         if (ret) {
518                 /*
519                  * two parts from kernel/dma/swiotlb.c:
520                  * -swiotlb size: user-specified with swiotlb= or default.
521                  *
522                  * -swiotlb overflow buffer: now hardcoded to 32k. We round it
523                  * to 8M for other buffers that may need to stay low too. Also
524                  * make sure we allocate enough extra low memory so that we
525                  * don't run out of DMA buffers for 32-bit devices.
526                  */
527                 low_size = max(swiotlb_size_or_default() + (8UL << 20), 256UL << 20);
528         } else {
529                 /* passed with crashkernel=0,low ? */
530                 if (!low_size)
531                         return 0;
532         }
533
534         low_base = memblock_phys_alloc_range(low_size, CRASH_ALIGN, 0, CRASH_ADDR_LOW_MAX);
535         if (!low_base) {
536                 pr_err("Cannot reserve %ldMB crashkernel low memory, please try smaller size.\n",
537                        (unsigned long)(low_size >> 20));
538                 return -ENOMEM;
539         }
540
541         pr_info("Reserving %ldMB of low memory at %ldMB for crashkernel (low RAM limit: %ldMB)\n",
542                 (unsigned long)(low_size >> 20),
543                 (unsigned long)(low_base >> 20),
544                 (unsigned long)(low_mem_limit >> 20));
545
546         crashk_low_res.start = low_base;
547         crashk_low_res.end   = low_base + low_size - 1;
548         insert_resource(&iomem_resource, &crashk_low_res);
549 #endif
550         return 0;
551 }
552
553 static void __init reserve_crashkernel(void)
554 {
555         unsigned long long crash_size, crash_base, total_mem;
556         bool high = false;
557         int ret;
558
559         if (!IS_ENABLED(CONFIG_KEXEC_CORE))
560                 return;
561
562         total_mem = memblock_phys_mem_size();
563
564         /* crashkernel=XM */
565         ret = parse_crashkernel(boot_command_line, total_mem, &crash_size, &crash_base);
566         if (ret != 0 || crash_size <= 0) {
567                 /* crashkernel=X,high */
568                 ret = parse_crashkernel_high(boot_command_line, total_mem,
569                                              &crash_size, &crash_base);
570                 if (ret != 0 || crash_size <= 0)
571                         return;
572                 high = true;
573         }
574
575         if (xen_pv_domain()) {
576                 pr_info("Ignoring crashkernel for a Xen PV domain\n");
577                 return;
578         }
579
580         /* 0 means: find the address automatically */
581         if (!crash_base) {
582                 /*
583                  * Set CRASH_ADDR_LOW_MAX upper bound for crash memory,
584                  * crashkernel=x,high reserves memory over 4G, also allocates
585                  * 256M extra low memory for DMA buffers and swiotlb.
586                  * But the extra memory is not required for all machines.
587                  * So try low memory first and fall back to high memory
588                  * unless "crashkernel=size[KMG],high" is specified.
589                  */
590                 if (!high)
591                         crash_base = memblock_phys_alloc_range(crash_size,
592                                                 CRASH_ALIGN, CRASH_ALIGN,
593                                                 CRASH_ADDR_LOW_MAX);
594                 if (!crash_base)
595                         crash_base = memblock_phys_alloc_range(crash_size,
596                                                 CRASH_ALIGN, CRASH_ALIGN,
597                                                 CRASH_ADDR_HIGH_MAX);
598                 if (!crash_base) {
599                         pr_info("crashkernel reservation failed - No suitable area found.\n");
600                         return;
601                 }
602         } else {
603                 unsigned long long start;
604
605                 start = memblock_phys_alloc_range(crash_size, SZ_1M, crash_base,
606                                                   crash_base + crash_size);
607                 if (start != crash_base) {
608                         pr_info("crashkernel reservation failed - memory is in use.\n");
609                         return;
610                 }
611         }
612
613         if (crash_base >= (1ULL << 32) && reserve_crashkernel_low()) {
614                 memblock_phys_free(crash_base, crash_size);
615                 return;
616         }
617
618         pr_info("Reserving %ldMB of memory at %ldMB for crashkernel (System RAM: %ldMB)\n",
619                 (unsigned long)(crash_size >> 20),
620                 (unsigned long)(crash_base >> 20),
621                 (unsigned long)(total_mem >> 20));
622
623         crashk_res.start = crash_base;
624         crashk_res.end   = crash_base + crash_size - 1;
625         insert_resource(&iomem_resource, &crashk_res);
626 }
627
628 static struct resource standard_io_resources[] = {
629         { .name = "dma1", .start = 0x00, .end = 0x1f,
630                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
631         { .name = "pic1", .start = 0x20, .end = 0x21,
632                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
633         { .name = "timer0", .start = 0x40, .end = 0x43,
634                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
635         { .name = "timer1", .start = 0x50, .end = 0x53,
636                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
637         { .name = "keyboard", .start = 0x60, .end = 0x60,
638                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
639         { .name = "keyboard", .start = 0x64, .end = 0x64,
640                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
641         { .name = "dma page reg", .start = 0x80, .end = 0x8f,
642                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
643         { .name = "pic2", .start = 0xa0, .end = 0xa1,
644                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
645         { .name = "dma2", .start = 0xc0, .end = 0xdf,
646                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
647         { .name = "fpu", .start = 0xf0, .end = 0xff,
648                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO }
649 };
650
651 void __init reserve_standard_io_resources(void)
652 {
653         int i;
654
655         /* request I/O space for devices used on all i[345]86 PCs */
656         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(standard_io_resources); i++)
657                 request_resource(&ioport_resource, &standard_io_resources[i]);
658
659 }
660
661 static bool __init snb_gfx_workaround_needed(void)
662 {
663 #ifdef CONFIG_PCI
664         int i;
665         u16 vendor, devid;
666         static const __initconst u16 snb_ids[] = {
667                 0x0102,
668                 0x0112,
669                 0x0122,
670                 0x0106,
671                 0x0116,
672                 0x0126,
673                 0x010a,
674         };
675
676         /* Assume no if something weird is going on with PCI */
677         if (!early_pci_allowed())
678                 return false;
679
680         vendor = read_pci_config_16(0, 2, 0, PCI_VENDOR_ID);
681         if (vendor != 0x8086)
682                 return false;
683
684         devid = read_pci_config_16(0, 2, 0, PCI_DEVICE_ID);
685         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(snb_ids); i++)
686                 if (devid == snb_ids[i])
687                         return true;
688 #endif
689
690         return false;
691 }
692
693 /*
694  * Sandy Bridge graphics has trouble with certain ranges, exclude
695  * them from allocation.
696  */
697 static void __init trim_snb_memory(void)
698 {
699         static const __initconst unsigned long bad_pages[] = {
700                 0x20050000,
701                 0x20110000,
702                 0x20130000,
703                 0x20138000,
704                 0x40004000,
705         };
706         int i;
707
708         if (!snb_gfx_workaround_needed())
709                 return;
710
711         printk(KERN_DEBUG "reserving inaccessible SNB gfx pages\n");
712
713         /*
714          * SandyBridge integrated graphics devices have a bug that prevents
715          * them from accessing certain memory ranges, namely anything below
716          * 1M and in the pages listed in bad_pages[] above.
717          *
718          * To avoid these pages being ever accessed by SNB gfx devices reserve
719          * bad_pages that have not already been reserved at boot time.
720          * All memory below the 1 MB mark is anyway reserved later during
721          * setup_arch(), so there is no need to reserve it here.
722          */
723
724         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(bad_pages); i++) {
725                 if (memblock_reserve(bad_pages[i], PAGE_SIZE))
726                         printk(KERN_WARNING "failed to reserve 0x%08lx\n",
727                                bad_pages[i]);
728         }
729 }
730
731 static void __init trim_bios_range(void)
732 {
733         /*
734          * A special case is the first 4Kb of memory;
735          * This is a BIOS owned area, not kernel ram, but generally
736          * not listed as such in the E820 table.
737          *
738          * This typically reserves additional memory (64KiB by default)
739          * since some BIOSes are known to corrupt low memory.  See the
740          * Kconfig help text for X86_RESERVE_LOW.
741          */
742         e820__range_update(0, PAGE_SIZE, E820_TYPE_RAM, E820_TYPE_RESERVED);
743
744         /*
745          * special case: Some BIOSes report the PC BIOS
746          * area (640Kb -> 1Mb) as RAM even though it is not.
747          * take them out.
748          */
749         e820__range_remove(BIOS_BEGIN, BIOS_END - BIOS_BEGIN, E820_TYPE_RAM, 1);
750
751         e820__update_table(e820_table);
752 }
753
754 /* called before trim_bios_range() to spare extra sanitize */
755 static void __init e820_add_kernel_range(void)
756 {
757         u64 start = __pa_symbol(_text);
758         u64 size = __pa_symbol(_end) - start;
759
760         /*
761          * Complain if .text .data and .bss are not marked as E820_TYPE_RAM and
762          * attempt to fix it by adding the range. We may have a confused BIOS,
763          * or the user may have used memmap=exactmap or memmap=xxM$yyM to
764          * exclude kernel range. If we really are running on top non-RAM,
765          * we will crash later anyways.
766          */
767         if (e820__mapped_all(start, start + size, E820_TYPE_RAM))
768                 return;
769
770         pr_warn(".text .data .bss are not marked as E820_TYPE_RAM!\n");
771         e820__range_remove(start, size, E820_TYPE_RAM, 0);
772         e820__range_add(start, size, E820_TYPE_RAM);
773 }
774
775 static void __init early_reserve_memory(void)
776 {
777         /*
778          * Reserve the memory occupied by the kernel between _text and
779          * __end_of_kernel_reserve symbols. Any kernel sections after the
780          * __end_of_kernel_reserve symbol must be explicitly reserved with a
781          * separate memblock_reserve() or they will be discarded.
782          */
783         memblock_reserve(__pa_symbol(_text),
784                          (unsigned long)__end_of_kernel_reserve - (unsigned long)_text);
785
786         /*
787          * The first 4Kb of memory is a BIOS owned area, but generally it is
788          * not listed as such in the E820 table.
789          *
790          * Reserve the first 64K of memory since some BIOSes are known to
791          * corrupt low memory. After the real mode trampoline is allocated the
792          * rest of the memory below 640k is reserved.
793          *
794          * In addition, make sure page 0 is always reserved because on
795          * systems with L1TF its contents can be leaked to user processes.
796          */
797         memblock_reserve(0, SZ_64K);
798
799         early_reserve_initrd();
800
801         memblock_x86_reserve_range_setup_data();
802
803         reserve_ibft_region();
804         reserve_bios_regions();
805         trim_snb_memory();
806 }
807
808 /*
809  * Dump out kernel offset information on panic.
810  */
811 static int
812 dump_kernel_offset(struct notifier_block *self, unsigned long v, void *p)
813 {
814         if (kaslr_enabled()) {
815                 pr_emerg("Kernel Offset: 0x%lx from 0x%lx (relocation range: 0x%lx-0x%lx)\n",
816                          kaslr_offset(),
817                          __START_KERNEL,
818                          __START_KERNEL_map,
819                          MODULES_VADDR-1);
820         } else {
821                 pr_emerg("Kernel Offset: disabled\n");
822         }
823
824         return 0;
825 }
826
827 void x86_configure_nx(void)
828 {
829         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_NX))
830                 __supported_pte_mask |= _PAGE_NX;
831         else
832                 __supported_pte_mask &= ~_PAGE_NX;
833 }
834
835 static void __init x86_report_nx(void)
836 {
837         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_NX)) {
838                 printk(KERN_NOTICE "Notice: NX (Execute Disable) protection "
839                        "missing in CPU!\n");
840         } else {
841 #if defined(CONFIG_X86_64) || defined(CONFIG_X86_PAE)
842                 printk(KERN_INFO "NX (Execute Disable) protection: active\n");
843 #else
844                 /* 32bit non-PAE kernel, NX cannot be used */
845                 printk(KERN_NOTICE "Notice: NX (Execute Disable) protection "
846                        "cannot be enabled: non-PAE kernel!\n");
847 #endif
848         }
849 }
850
851 /*
852  * Determine if we were loaded by an EFI loader.  If so, then we have also been
853  * passed the efi memmap, systab, etc., so we should use these data structures
854  * for initialization.  Note, the efi init code path is determined by the
855  * global efi_enabled. This allows the same kernel image to be used on existing
856  * systems (with a traditional BIOS) as well as on EFI systems.
857  */
858 /*
859  * setup_arch - architecture-specific boot-time initializations
860  *
861  * Note: On x86_64, fixmaps are ready for use even before this is called.
862  */
863
864 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
865 {
866 #ifdef CONFIG_X86_32
867         memcpy(&boot_cpu_data, &new_cpu_data, sizeof(new_cpu_data));
868
869         /*
870          * copy kernel address range established so far and switch
871          * to the proper swapper page table
872          */
873         clone_pgd_range(swapper_pg_dir     + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
874                         initial_page_table + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
875                         KERNEL_PGD_PTRS);
876
877         load_cr3(swapper_pg_dir);
878         /*
879          * Note: Quark X1000 CPUs advertise PGE incorrectly and require
880          * a cr3 based tlb flush, so the following __flush_tlb_all()
881          * will not flush anything because the CPU quirk which clears
882          * X86_FEATURE_PGE has not been invoked yet. Though due to the
883          * load_cr3() above the TLB has been flushed already. The
884          * quirk is invoked before subsequent calls to __flush_tlb_all()
885          * so proper operation is guaranteed.
886          */
887         __flush_tlb_all();
888 #else
889         printk(KERN_INFO "Command line: %s\n", boot_command_line);
890         boot_cpu_data.x86_phys_bits = MAX_PHYSMEM_BITS;
891 #endif
892
893         /*
894          * If we have OLPC OFW, we might end up relocating the fixmap due to
895          * reserve_top(), so do this before touching the ioremap area.
896          */
897         olpc_ofw_detect();
898
899         idt_setup_early_traps();
900         early_cpu_init();
901         jump_label_init();
902         static_call_init();
903         early_ioremap_init();
904
905         setup_olpc_ofw_pgd();
906
907         ROOT_DEV = old_decode_dev(boot_params.hdr.root_dev);
908         screen_info = boot_params.screen_info;
909         edid_info = boot_params.edid_info;
910 #ifdef CONFIG_X86_32
911         apm_info.bios = boot_params.apm_bios_info;
912         ist_info = boot_params.ist_info;
913 #endif
914         saved_video_mode = boot_params.hdr.vid_mode;
915         bootloader_type = boot_params.hdr.type_of_loader;
916         if ((bootloader_type >> 4) == 0xe) {
917                 bootloader_type &= 0xf;
918                 bootloader_type |= (boot_params.hdr.ext_loader_type+0x10) << 4;
919         }
920         bootloader_version  = bootloader_type & 0xf;
921         bootloader_version |= boot_params.hdr.ext_loader_ver << 4;
922
923 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_RAM
924         rd_image_start = boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_IMAGE_START_MASK;
925 #endif
926 #ifdef CONFIG_EFI
927         if (!strncmp((char *)&boot_params.efi_info.efi_loader_signature,
928                      EFI32_LOADER_SIGNATURE, 4)) {
929                 set_bit(EFI_BOOT, &efi.flags);
930         } else if (!strncmp((char *)&boot_params.efi_info.efi_loader_signature,
931                      EFI64_LOADER_SIGNATURE, 4)) {
932                 set_bit(EFI_BOOT, &efi.flags);
933                 set_bit(EFI_64BIT, &efi.flags);
934         }
935 #endif
936
937         x86_init.oem.arch_setup();
938
939         /*
940          * Do some memory reservations *before* memory is added to memblock, so
941          * memblock allocations won't overwrite it.
942          *
943          * After this point, everything still needed from the boot loader or
944          * firmware or kernel text should be early reserved or marked not RAM in
945          * e820. All other memory is free game.
946          *
947          * This call needs to happen before e820__memory_setup() which calls the
948          * xen_memory_setup() on Xen dom0 which relies on the fact that those
949          * early reservations have happened already.
950          */
951         early_reserve_memory();
952
953         iomem_resource.end = (1ULL << boot_cpu_data.x86_phys_bits) - 1;
954         e820__memory_setup();
955         parse_setup_data();
956
957         copy_edd();
958
959         if (!boot_params.hdr.root_flags)
960                 root_mountflags &= ~MS_RDONLY;
961         setup_initial_init_mm(_text, _etext, _edata, (void *)_brk_end);
962
963         code_resource.start = __pa_symbol(_text);
964         code_resource.end = __pa_symbol(_etext)-1;
965         rodata_resource.start = __pa_symbol(__start_rodata);
966         rodata_resource.end = __pa_symbol(__end_rodata)-1;
967         data_resource.start = __pa_symbol(_sdata);
968         data_resource.end = __pa_symbol(_edata)-1;
969         bss_resource.start = __pa_symbol(__bss_start);
970         bss_resource.end = __pa_symbol(__bss_stop)-1;
971
972 #ifdef CONFIG_CMDLINE_BOOL
973 #ifdef CONFIG_CMDLINE_OVERRIDE
974         strscpy(boot_command_line, builtin_cmdline, COMMAND_LINE_SIZE);
975 #else
976         if (builtin_cmdline[0]) {
977                 /* append boot loader cmdline to builtin */
978                 strlcat(builtin_cmdline, " ", COMMAND_LINE_SIZE);
979                 strlcat(builtin_cmdline, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
980                 strscpy(boot_command_line, builtin_cmdline, COMMAND_LINE_SIZE);
981         }
982 #endif
983 #endif
984
985         strscpy(command_line, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
986         *cmdline_p = command_line;
987
988         /*
989          * x86_configure_nx() is called before parse_early_param() to detect
990          * whether hardware doesn't support NX (so that the early EHCI debug
991          * console setup can safely call set_fixmap()).
992          */
993         x86_configure_nx();
994
995         parse_early_param();
996
997         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
998                 efi_memblock_x86_reserve_range();
999
1000 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1001         /*
1002          * Memory used by the kernel cannot be hot-removed because Linux
1003          * cannot migrate the kernel pages. When memory hotplug is
1004          * enabled, we should prevent memblock from allocating memory
1005          * for the kernel.
1006          *
1007          * ACPI SRAT records all hotpluggable memory ranges. But before
1008          * SRAT is parsed, we don't know about it.
1009          *
1010          * The kernel image is loaded into memory at very early time. We
1011          * cannot prevent this anyway. So on NUMA system, we set any
1012          * node the kernel resides in as un-hotpluggable.
1013          *
1014          * Since on modern servers, one node could have double-digit
1015          * gigabytes memory, we can assume the memory around the kernel
1016          * image is also un-hotpluggable. So before SRAT is parsed, just
1017          * allocate memory near the kernel image to try the best to keep
1018          * the kernel away from hotpluggable memory.
1019          */
1020         if (movable_node_is_enabled())
1021                 memblock_set_bottom_up(true);
1022 #endif
1023
1024         x86_report_nx();
1025
1026         if (acpi_mps_check()) {
1027 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1028                 disable_apic = 1;
1029 #endif
1030                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_APIC);
1031         }
1032
1033         e820__reserve_setup_data();
1034         e820__finish_early_params();
1035
1036         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
1037                 efi_init();
1038
1039         dmi_setup();
1040
1041         /*
1042          * VMware detection requires dmi to be available, so this
1043          * needs to be done after dmi_setup(), for the boot CPU.
1044          */
1045         init_hypervisor_platform();
1046
1047         tsc_early_init();
1048         x86_init.resources.probe_roms();
1049
1050         /* after parse_early_param, so could debug it */
1051         insert_resource(&iomem_resource, &code_resource);
1052         insert_resource(&iomem_resource, &rodata_resource);
1053         insert_resource(&iomem_resource, &data_resource);
1054         insert_resource(&iomem_resource, &bss_resource);
1055
1056         e820_add_kernel_range();
1057         trim_bios_range();
1058 #ifdef CONFIG_X86_32
1059         if (ppro_with_ram_bug()) {
1060                 e820__range_update(0x70000000ULL, 0x40000ULL, E820_TYPE_RAM,
1061                                   E820_TYPE_RESERVED);
1062                 e820__update_table(e820_table);
1063                 printk(KERN_INFO "fixed physical RAM map:\n");
1064                 e820__print_table("bad_ppro");
1065         }
1066 #else
1067         early_gart_iommu_check();
1068 #endif
1069
1070         /*
1071          * partially used pages are not usable - thus
1072          * we are rounding upwards:
1073          */
1074         max_pfn = e820__end_of_ram_pfn();
1075
1076         /* update e820 for memory not covered by WB MTRRs */
1077         if (IS_ENABLED(CONFIG_MTRR))
1078                 mtrr_bp_init();
1079         else
1080                 pat_disable("PAT support disabled because CONFIG_MTRR is disabled in the kernel.");
1081
1082         if (mtrr_trim_uncached_memory(max_pfn))
1083                 max_pfn = e820__end_of_ram_pfn();
1084
1085         max_possible_pfn = max_pfn;
1086
1087         /*
1088          * This call is required when the CPU does not support PAT. If
1089          * mtrr_bp_init() invoked it already via pat_init() the call has no
1090          * effect.
1091          */
1092         init_cache_modes();
1093
1094         /*
1095          * Define random base addresses for memory sections after max_pfn is
1096          * defined and before each memory section base is used.
1097          */
1098         kernel_randomize_memory();
1099
1100 #ifdef CONFIG_X86_32
1101         /* max_low_pfn get updated here */
1102         find_low_pfn_range();
1103 #else
1104         check_x2apic();
1105
1106         /* How many end-of-memory variables you have, grandma! */
1107         /* need this before calling reserve_initrd */
1108         if (max_pfn > (1UL<<(32 - PAGE_SHIFT)))
1109                 max_low_pfn = e820__end_of_low_ram_pfn();
1110         else
1111                 max_low_pfn = max_pfn;
1112
1113         high_memory = (void *)__va(max_pfn * PAGE_SIZE - 1) + 1;
1114 #endif
1115
1116         /*
1117          * Find and reserve possible boot-time SMP configuration:
1118          */
1119         find_smp_config();
1120
1121         early_alloc_pgt_buf();
1122
1123         /*
1124          * Need to conclude brk, before e820__memblock_setup()
1125          * it could use memblock_find_in_range, could overlap with
1126          * brk area.
1127          */
1128         reserve_brk();
1129
1130         cleanup_highmap();
1131
1132         memblock_set_current_limit(ISA_END_ADDRESS);
1133         e820__memblock_setup();
1134
1135         /*
1136          * Needs to run after memblock setup because it needs the physical
1137          * memory size.
1138          */
1139         sev_setup_arch();
1140
1141         efi_fake_memmap();
1142         efi_find_mirror();
1143         efi_esrt_init();
1144         efi_mokvar_table_init();
1145
1146         /*
1147          * The EFI specification says that boot service code won't be
1148          * called after ExitBootServices(). This is, in fact, a lie.
1149          */
1150         efi_reserve_boot_services();
1151
1152         /* preallocate 4k for mptable mpc */
1153         e820__memblock_alloc_reserved_mpc_new();
1154
1155 #ifdef CONFIG_X86_CHECK_BIOS_CORRUPTION
1156         setup_bios_corruption_check();
1157 #endif
1158
1159 #ifdef CONFIG_X86_32
1160         printk(KERN_DEBUG "initial memory mapped: [mem 0x00000000-%#010lx]\n",
1161                         (max_pfn_mapped<<PAGE_SHIFT) - 1);
1162 #endif
1163
1164         /*
1165          * Find free memory for the real mode trampoline and place it there. If
1166          * there is not enough free memory under 1M, on EFI-enabled systems
1167          * there will be additional attempt to reclaim the memory for the real
1168          * mode trampoline at efi_free_boot_services().
1169          *
1170          * Unconditionally reserve the entire first 1M of RAM because BIOSes
1171          * are known to corrupt low memory and several hundred kilobytes are not
1172          * worth complex detection what memory gets clobbered. Windows does the
1173          * same thing for very similar reasons.
1174          *
1175          * Moreover, on machines with SandyBridge graphics or in setups that use
1176          * crashkernel the entire 1M is reserved anyway.
1177          */
1178         reserve_real_mode();
1179
1180         init_mem_mapping();
1181
1182         idt_setup_early_pf();
1183
1184         /*
1185          * Update mmu_cr4_features (and, indirectly, trampoline_cr4_features)
1186          * with the current CR4 value.  This may not be necessary, but
1187          * auditing all the early-boot CR4 manipulation would be needed to
1188          * rule it out.
1189          *
1190          * Mask off features that don't work outside long mode (just
1191          * PCIDE for now).
1192          */
1193         mmu_cr4_features = __read_cr4() & ~X86_CR4_PCIDE;
1194
1195         memblock_set_current_limit(get_max_mapped());
1196
1197         /*
1198          * NOTE: On x86-32, only from this point on, fixmaps are ready for use.
1199          */
1200
1201 #ifdef CONFIG_PROVIDE_OHCI1394_DMA_INIT
1202         if (init_ohci1394_dma_early)
1203                 init_ohci1394_dma_on_all_controllers();
1204 #endif
1205         /* Allocate bigger log buffer */
1206         setup_log_buf(1);
1207
1208         if (efi_enabled(EFI_BOOT)) {
1209                 switch (boot_params.secure_boot) {
1210                 case efi_secureboot_mode_disabled:
1211                         pr_info("Secure boot disabled\n");
1212                         break;
1213                 case efi_secureboot_mode_enabled:
1214                         pr_info("Secure boot enabled\n");
1215                         break;
1216                 default:
1217                         pr_info("Secure boot could not be determined\n");
1218                         break;
1219                 }
1220         }
1221
1222         reserve_initrd();
1223
1224         acpi_table_upgrade();
1225         /* Look for ACPI tables and reserve memory occupied by them. */
1226         acpi_boot_table_init();
1227
1228         vsmp_init();
1229
1230         io_delay_init();
1231
1232         early_platform_quirks();
1233
1234         early_acpi_boot_init();
1235
1236         initmem_init();
1237         dma_contiguous_reserve(max_pfn_mapped << PAGE_SHIFT);
1238
1239         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_GBPAGES))
1240                 hugetlb_cma_reserve(PUD_SHIFT - PAGE_SHIFT);
1241
1242         /*
1243          * Reserve memory for crash kernel after SRAT is parsed so that it
1244          * won't consume hotpluggable memory.
1245          */
1246         reserve_crashkernel();
1247
1248         memblock_find_dma_reserve();
1249
1250         if (!early_xdbc_setup_hardware())
1251                 early_xdbc_register_console();
1252
1253         x86_init.paging.pagetable_init();
1254
1255         kasan_init();
1256
1257         /*
1258          * Sync back kernel address range.
1259          *
1260          * FIXME: Can the later sync in setup_cpu_entry_areas() replace
1261          * this call?
1262          */
1263         sync_initial_page_table();
1264
1265         tboot_probe();
1266
1267         map_vsyscall();
1268
1269         generic_apic_probe();
1270
1271         early_quirks();
1272
1273         /*
1274          * Read APIC and some other early information from ACPI tables.
1275          */
1276         acpi_boot_init();
1277         x86_dtb_init();
1278
1279         /*
1280          * get boot-time SMP configuration:
1281          */
1282         get_smp_config();
1283
1284         /*
1285          * Systems w/o ACPI and mptables might not have it mapped the local
1286          * APIC yet, but prefill_possible_map() might need to access it.
1287          */
1288         init_apic_mappings();
1289
1290         prefill_possible_map();
1291
1292         init_cpu_to_node();
1293         init_gi_nodes();
1294
1295         io_apic_init_mappings();
1296
1297         x86_init.hyper.guest_late_init();
1298
1299         e820__reserve_resources();
1300         e820__register_nosave_regions(max_pfn);
1301
1302         x86_init.resources.reserve_resources();
1303
1304         e820__setup_pci_gap();
1305
1306 #ifdef CONFIG_VT
1307 #if defined(CONFIG_VGA_CONSOLE)
1308         if (!efi_enabled(EFI_BOOT) || (efi_mem_type(0xa0000) != EFI_CONVENTIONAL_MEMORY))
1309                 conswitchp = &vga_con;
1310 #endif
1311 #endif
1312         x86_init.oem.banner();
1313
1314         x86_init.timers.wallclock_init();
1315
1316         /*
1317          * This needs to run before setup_local_APIC() which soft-disables the
1318          * local APIC temporarily and that masks the thermal LVT interrupt,
1319          * leading to softlockups on machines which have configured SMI
1320          * interrupt delivery.
1321          */
1322         therm_lvt_init();
1323
1324         mcheck_init();
1325
1326         register_refined_jiffies(CLOCK_TICK_RATE);
1327
1328 #ifdef CONFIG_EFI
1329         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
1330                 efi_apply_memmap_quirks();
1331 #endif
1332
1333         unwind_init();
1334 }
1335
1336 #ifdef CONFIG_X86_32
1337
1338 static struct resource video_ram_resource = {
1339         .name   = "Video RAM area",
1340         .start  = 0xa0000,
1341         .end    = 0xbffff,
1342         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_MEM
1343 };
1344
1345 void __init i386_reserve_resources(void)
1346 {
1347         request_resource(&iomem_resource, &video_ram_resource);
1348         reserve_standard_io_resources();
1349 }
1350
1351 #endif /* CONFIG_X86_32 */
1352
1353 static struct notifier_block kernel_offset_notifier = {
1354         .notifier_call = dump_kernel_offset
1355 };
1356
1357 static int __init register_kernel_offset_dumper(void)
1358 {
1359         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list,
1360                                         &kernel_offset_notifier);
1361         return 0;
1362 }
1363 __initcall(register_kernel_offset_dumper);