arch/x86/kernel/setup.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  *  Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
   4  *
   5  * This file contains the setup_arch() code, which handles the architecture-dependent
   6  * parts of early kernel initialization.
   7  */
   8 #include <linux/console.h>
   9 #include <linux/crash_dump.h>
  10 #include <linux/dma-map-ops.h>
  11 #include <linux/dmi.h>
  12 #include <linux/efi.h>
  13 #include <linux/init_ohci1394_dma.h>
  14 #include <linux/initrd.h>
  15 #include <linux/iscsi_ibft.h>
  16 #include <linux/memblock.h>
  17 #include <linux/pci.h>
  18 #include <linux/root_dev.h>
  19 #include <linux/hugetlb.h>
  20 #include <linux/tboot.h>
  21 #include <linux/usb/xhci-dbgp.h>
  22 #include <linux/static_call.h>
  23 #include <linux/swiotlb.h>
  24
  25 #include <uapi/linux/mount.h>
  26
  27 #include <xen/xen.h>
  28
  29 #include <asm/apic.h>
  30 #include <asm/numa.h>
  31 #include <asm/bios_ebda.h>
  32 #include <asm/bugs.h>
  33 #include <asm/cpu.h>
  34 #include <asm/efi.h>
  35 #include <asm/gart.h>
  36 #include <asm/hypervisor.h>
  37 #include <asm/io_apic.h>
  38 #include <asm/kasan.h>
  39 #include <asm/kaslr.h>
  40 #include <asm/mce.h>
  41 #include <asm/mtrr.h>
  42 #include <asm/realmode.h>
  43 #include <asm/olpc_ofw.h>
  44 #include <asm/pci-direct.h>
  45 #include <asm/prom.h>
  46 #include <asm/proto.h>
  47 #include <asm/thermal.h>
  48 #include <asm/unwind.h>
  49 #include <asm/vsyscall.h>
  50 #include <linux/vmalloc.h>
  51
  52 /*
  53  * max_low_pfn_mapped: highest directly mapped pfn < 4 GB
  54  * max_pfn_mapped:     highest directly mapped pfn > 4 GB
  55  *
  56  * The direct mapping only covers E820_TYPE_RAM regions, so the ranges and gaps are
  57  * represented by pfn_mapped[].
  58  */
  59 unsigned long max_low_pfn_mapped;
  60 unsigned long max_pfn_mapped;
  61
  62 #ifdef CONFIG_DMI
  63 RESERVE_BRK(dmi_alloc, 65536);
  64 #endif
  65
  66
  67 /*
  68  * Range of the BSS area. The size of the BSS area is determined
  69  * at link time, with RESERVE_BRK() facility reserving additional
  70  * chunks.
  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 /* Boot loader ID and version as integers, for the benefit of proc_dointvec */
 146 int bootloader_type, bootloader_version;
 147
 148 /*
 149  * Setup options
 150  */
 151 struct screen_info screen_info;
 152 EXPORT_SYMBOL(screen_info);
 153 struct edid_info edid_info;
 154 EXPORT_SYMBOL_GPL(edid_info);
 155
 156 extern int root_mountflags;
 157
 158 unsigned long saved_video_mode;
 159
 160 #define RAMDISK_IMAGE_START_MASK        0x07FF
 161 #define RAMDISK_PROMPT_FLAG             0x8000
 162 #define RAMDISK_LOAD_FLAG               0x4000
 163
 164 static char __initdata command_line[COMMAND_LINE_SIZE];
 165 #ifdef CONFIG_CMDLINE_BOOL
 166 static char __initdata builtin_cmdline[COMMAND_LINE_SIZE] = CONFIG_CMDLINE;
 167 #endif
 168
 169 #if defined(CONFIG_EDD) || defined(CONFIG_EDD_MODULE)
 170 struct edd edd;
 171 #ifdef CONFIG_EDD_MODULE
 172 EXPORT_SYMBOL(edd);
 173 #endif
 174 /**
 175  * copy_edd() - Copy the BIOS EDD information
 176  *              from boot_params into a safe place.
 177  *
 178  */
 179 static inline void __init copy_edd(void)
 180 {
 181      memcpy(edd.mbr_signature, boot_params.edd_mbr_sig_buffer,
 182             sizeof(edd.mbr_signature));
 183      memcpy(edd.edd_info, boot_params.eddbuf, sizeof(edd.edd_info));
 184      edd.mbr_signature_nr = boot_params.edd_mbr_sig_buf_entries;
 185      edd.edd_info_nr = boot_params.eddbuf_entries;
 186 }
 187 #else
 188 static inline void __init copy_edd(void)
 189 {
 190 }
 191 #endif
 192
 193 void * __init extend_brk(size_t size, size_t align)
 194 {
 195         size_t mask = align - 1;
 196         void *ret;
 197
 198         BUG_ON(_brk_start == 0);
 199         BUG_ON(align & mask);
 200
 201         _brk_end = (_brk_end + mask) & ~mask;
 202         BUG_ON((char *)(_brk_end + size) > __brk_limit);
 203
 204         ret = (void *)_brk_end;
 205         _brk_end += size;
 206
 207         memset(ret, 0, size);
 208
 209         return ret;
 210 }
 211
 212 #ifdef CONFIG_X86_32
 213 static void __init cleanup_highmap(void)
 214 {
 215 }
 216 #endif
 217
 218 static void __init reserve_brk(void)
 219 {
 220         if (_brk_end > _brk_start)
 221                 memblock_reserve(__pa_symbol(_brk_start),
 222                                  _brk_end - _brk_start);
 223
 224         /* Mark brk area as locked down and no longer taking any
 225            new allocations */
 226         _brk_start = 0;
 227 }
 228
 229 u64 relocated_ramdisk;
 230
 231 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 232
 233 static u64 __init get_ramdisk_image(void)
 234 {
 235         u64 ramdisk_image = boot_params.hdr.ramdisk_image;
 236
 237         ramdisk_image |= (u64)boot_params.ext_ramdisk_image << 32;
 238
 239         if (ramdisk_image == 0)
 240                 ramdisk_image = phys_initrd_start;
 241
 242         return ramdisk_image;
 243 }
 244 static u64 __init get_ramdisk_size(void)
 245 {
 246         u64 ramdisk_size = boot_params.hdr.ramdisk_size;
 247
 248         ramdisk_size |= (u64)boot_params.ext_ramdisk_size << 32;
 249
 250         if (ramdisk_size == 0)
 251                 ramdisk_size = phys_initrd_size;
 252
 253         return ramdisk_size;
 254 }
 255
 256 static void __init relocate_initrd(void)
 257 {
 258         /* Assume only end is not page aligned */
 259         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 260         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 261         u64 area_size     = PAGE_ALIGN(ramdisk_size);
 262
 263         /* We need to move the initrd down into directly mapped mem */
 264         relocated_ramdisk = memblock_phys_alloc_range(area_size, PAGE_SIZE, 0,
 265                                                       PFN_PHYS(max_pfn_mapped));
 266         if (!relocated_ramdisk)
 267                 panic("Cannot find place for new RAMDISK of size %lld\n",
 268                       ramdisk_size);
 269
 270         initrd_start = relocated_ramdisk + PAGE_OFFSET;
 271         initrd_end   = initrd_start + ramdisk_size;
 272         printk(KERN_INFO "Allocated new RAMDISK: [mem %#010llx-%#010llx]\n",
 273                relocated_ramdisk, relocated_ramdisk + ramdisk_size - 1);
 274
 275         copy_from_early_mem((void *)initrd_start, ramdisk_image, ramdisk_size);
 276
 277         printk(KERN_INFO "Move RAMDISK from [mem %#010llx-%#010llx] to"
 278                 " [mem %#010llx-%#010llx]\n",
 279                 ramdisk_image, ramdisk_image + ramdisk_size - 1,
 280                 relocated_ramdisk, relocated_ramdisk + ramdisk_size - 1);
 281 }
 282
 283 static void __init early_reserve_initrd(void)
 284 {
 285         /* Assume only end is not page aligned */
 286         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 287         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 288         u64 ramdisk_end   = PAGE_ALIGN(ramdisk_image + ramdisk_size);
 289
 290         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
 291             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
 292                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
 293
 294         memblock_reserve(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
 295 }
 296
 297 static void __init reserve_initrd(void)
 298 {
 299         /* Assume only end is not page aligned */
 300         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 301         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 302         u64 ramdisk_end   = PAGE_ALIGN(ramdisk_image + ramdisk_size);
 303
 304         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
 305             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
 306                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
 307
 308         initrd_start = 0;
 309
 310         printk(KERN_INFO "RAMDISK: [mem %#010llx-%#010llx]\n", ramdisk_image,
 311                         ramdisk_end - 1);
 312
 313         if (pfn_range_is_mapped(PFN_DOWN(ramdisk_image),
 314                                 PFN_DOWN(ramdisk_end))) {
 315                 /* All are mapped, easy case */
 316                 initrd_start = ramdisk_image + PAGE_OFFSET;
 317                 initrd_end = initrd_start + ramdisk_size;
 318                 return;
 319         }
 320
 321         relocate_initrd();
 322
 323         memblock_free(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
 324 }
 325
 326 #else
 327 static void __init early_reserve_initrd(void)
 328 {
 329 }
 330 static void __init reserve_initrd(void)
 331 {
 332 }
 333 #endif /* CONFIG_BLK_DEV_INITRD */
 334
 335 static void __init parse_setup_data(void)
 336 {
 337         struct setup_data *data;
 338         u64 pa_data, pa_next;
 339
 340         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 341         while (pa_data) {
 342                 u32 data_len, data_type;
 343
 344                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 345                 data_len = data->len + sizeof(struct setup_data);
 346                 data_type = data->type;
 347                 pa_next = data->next;
 348                 early_memunmap(data, sizeof(*data));
 349
 350                 switch (data_type) {
 351                 case SETUP_E820_EXT:
 352                         e820__memory_setup_extended(pa_data, data_len);
 353                         break;
 354                 case SETUP_DTB:
 355                         add_dtb(pa_data);
 356                         break;
 357                 case SETUP_EFI:
 358                         parse_efi_setup(pa_data, data_len);
 359                         break;
 360                 default:
 361                         break;
 362                 }
 363                 pa_data = pa_next;
 364         }
 365 }
 366
 367 static void __init memblock_x86_reserve_range_setup_data(void)
 368 {
 369         struct setup_data *data;
 370         u64 pa_data;
 371
 372         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 373         while (pa_data) {
 374                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 375                 memblock_reserve(pa_data, sizeof(*data) + data->len);
 376
 377                 if (data->type == SETUP_INDIRECT &&
 378                     ((struct setup_indirect *)data->data)->type != SETUP_INDIRECT)
 379                         memblock_reserve(((struct setup_indirect *)data->data)->addr,
 380                                          ((struct setup_indirect *)data->data)->len);
 381
 382                 pa_data = data->next;
 383                 early_memunmap(data, sizeof(*data));
 384         }
 385 }
 386
 387 /*
 388  * --------- Crashkernel reservation ------------------------------
 389  */
 390
 391 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
 392
 393 /* 16M alignment for crash kernel regions */
 394 #define CRASH_ALIGN             SZ_16M
 395
 396 /*
 397  * Keep the crash kernel below this limit.
 398  *
 399  * Earlier 32-bits kernels would limit the kernel to the low 512 MB range
 400  * due to mapping restrictions.
 401  *
 402  * 64-bit kdump kernels need to be restricted to be under 64 TB, which is
 403  * the upper limit of system RAM in 4-level paging mode. Since the kdump
 404  * jump could be from 5-level paging to 4-level paging, the jump will fail if
 405  * the kernel is put above 64 TB, and during the 1st kernel bootup there's
 406  * no good way to detect the paging mode of the target kernel which will be
 407  * loaded for dumping.
 408  */
 409 #ifdef CONFIG_X86_32
 410 # define CRASH_ADDR_LOW_MAX     SZ_512M
 411 # define CRASH_ADDR_HIGH_MAX    SZ_512M
 412 #else
 413 # define CRASH_ADDR_LOW_MAX     SZ_4G
 414 # define CRASH_ADDR_HIGH_MAX    SZ_64T
 415 #endif
 416
 417 static int __init reserve_crashkernel_low(void)
 418 {
 419 #ifdef CONFIG_X86_64
 420         unsigned long long base, low_base = 0, low_size = 0;
 421         unsigned long low_mem_limit;
 422         int ret;
 423
 424         low_mem_limit = min(memblock_phys_mem_size(), CRASH_ADDR_LOW_MAX);
 425
 426         /* crashkernel=Y,low */
 427         ret = parse_crashkernel_low(boot_command_line, low_mem_limit, &low_size, &base);
 428         if (ret) {
 429                 /*
 430                  * two parts from kernel/dma/swiotlb.c:
 431                  * -swiotlb size: user-specified with swiotlb= or default.
 432                  *
 433                  * -swiotlb overflow buffer: now hardcoded to 32k. We round it
 434                  * to 8M for other buffers that may need to stay low too. Also
 435                  * make sure we allocate enough extra low memory so that we
 436                  * don't run out of DMA buffers for 32-bit devices.
 437                  */
 438                 low_size = max(swiotlb_size_or_default() + (8UL << 20), 256UL << 20);
 439         } else {
 440                 /* passed with crashkernel=0,low ? */
 441                 if (!low_size)
 442                         return 0;
 443         }
 444
 445         low_base = memblock_phys_alloc_range(low_size, CRASH_ALIGN, 0, CRASH_ADDR_LOW_MAX);
 446         if (!low_base) {
 447                 pr_err("Cannot reserve %ldMB crashkernel low memory, please try smaller size.\n",
 448                        (unsigned long)(low_size >> 20));
 449                 return -ENOMEM;
 450         }
 451
 452         pr_info("Reserving %ldMB of low memory at %ldMB for crashkernel (low RAM limit: %ldMB)\n",
 453                 (unsigned long)(low_size >> 20),
 454                 (unsigned long)(low_base >> 20),
 455                 (unsigned long)(low_mem_limit >> 20));
 456
 457         crashk_low_res.start = low_base;
 458         crashk_low_res.end   = low_base + low_size - 1;
 459         insert_resource(&iomem_resource, &crashk_low_res);
 460 #endif
 461         return 0;
 462 }
 463
 464 static void __init reserve_crashkernel(void)
 465 {
 466         unsigned long long crash_size, crash_base, total_mem;
 467         bool high = false;
 468         int ret;
 469
 470         total_mem = memblock_phys_mem_size();
 471
 472         /* crashkernel=XM */
 473         ret = parse_crashkernel(boot_command_line, total_mem, &crash_size, &crash_base);
 474         if (ret != 0 || crash_size <= 0) {
 475                 /* crashkernel=X,high */
 476                 ret = parse_crashkernel_high(boot_command_line, total_mem,
 477                                              &crash_size, &crash_base);
 478                 if (ret != 0 || crash_size <= 0)
 479                         return;
 480                 high = true;
 481         }
 482
 483         if (xen_pv_domain()) {
 484                 pr_info("Ignoring crashkernel for a Xen PV domain\n");
 485                 return;
 486         }
 487
 488         /* 0 means: find the address automatically */
 489         if (!crash_base) {
 490                 /*
 491                  * Set CRASH_ADDR_LOW_MAX upper bound for crash memory,
 492                  * crashkernel=x,high reserves memory over 4G, also allocates
 493                  * 256M extra low memory for DMA buffers and swiotlb.
 494                  * But the extra memory is not required for all machines.
 495                  * So try low memory first and fall back to high memory
 496                  * unless "crashkernel=size[KMG],high" is specified.
 497                  */
 498                 if (!high)
 499                         crash_base = memblock_phys_alloc_range(crash_size,
 500                                                 CRASH_ALIGN, CRASH_ALIGN,
 501                                                 CRASH_ADDR_LOW_MAX);
 502                 if (!crash_base)
 503                         crash_base = memblock_phys_alloc_range(crash_size,
 504                                                 CRASH_ALIGN, CRASH_ALIGN,
 505                                                 CRASH_ADDR_HIGH_MAX);
 506                 if (!crash_base) {
 507                         pr_info("crashkernel reservation failed - No suitable area found.\n");
 508                         return;
 509                 }
 510         } else {
 511                 unsigned long long start;
 512
 513                 start = memblock_phys_alloc_range(crash_size, SZ_1M, crash_base,
 514                                                   crash_base + crash_size);
 515                 if (start != crash_base) {
 516                         pr_info("crashkernel reservation failed - memory is in use.\n");
 517                         return;
 518                 }
 519         }
 520
 521         if (crash_base >= (1ULL << 32) && reserve_crashkernel_low()) {
 522                 memblock_free(crash_base, crash_size);
 523                 return;
 524         }
 525
 526         pr_info("Reserving %ldMB of memory at %ldMB for crashkernel (System RAM: %ldMB)\n",
 527                 (unsigned long)(crash_size >> 20),
 528                 (unsigned long)(crash_base >> 20),
 529                 (unsigned long)(total_mem >> 20));
 530
 531         crashk_res.start = crash_base;
 532         crashk_res.end   = crash_base + crash_size - 1;
 533         insert_resource(&iomem_resource, &crashk_res);
 534 }
 535 #else
 536 static void __init reserve_crashkernel(void)
 537 {
 538 }
 539 #endif
 540
 541 static struct resource standard_io_resources[] = {
 542         { .name = "dma1", .start = 0x00, .end = 0x1f,
 543                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 544         { .name = "pic1", .start = 0x20, .end = 0x21,
 545                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 546         { .name = "timer0", .start = 0x40, .end = 0x43,
 547                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 548         { .name = "timer1", .start = 0x50, .end = 0x53,
 549                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 550         { .name = "keyboard", .start = 0x60, .end = 0x60,
 551                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 552         { .name = "keyboard", .start = 0x64, .end = 0x64,
 553                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 554         { .name = "dma page reg", .start = 0x80, .end = 0x8f,
 555                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 556         { .name = "pic2", .start = 0xa0, .end = 0xa1,
 557                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 558         { .name = "dma2", .start = 0xc0, .end = 0xdf,
 559                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 560         { .name = "fpu", .start = 0xf0, .end = 0xff,
 561                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO }
 562 };
 563
 564 void __init reserve_standard_io_resources(void)
 565 {
 566         int i;
 567
 568         /* request I/O space for devices used on all i[345]86 PCs */
 569         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(standard_io_resources); i++)
 570                 request_resource(&ioport_resource, &standard_io_resources[i]);
 571
 572 }
 573
 574 static __init void reserve_ibft_region(void)
 575 {
 576         unsigned long addr, size = 0;
 577
 578         addr = find_ibft_region(&size);
 579
 580         if (size)
 581                 memblock_reserve(addr, size);
 582 }
 583
 584 static bool __init snb_gfx_workaround_needed(void)
 585 {
 586 #ifdef CONFIG_PCI
 587         int i;
 588         u16 vendor, devid;
 589         static const __initconst u16 snb_ids[] = {
 590                 0x0102,
 591                 0x0112,
 592                 0x0122,
 593                 0x0106,
 594                 0x0116,
 595                 0x0126,
 596                 0x010a,
 597         };
 598
 599         /* Assume no if something weird is going on with PCI */
 600         if (!early_pci_allowed())
 601                 return false;
 602
 603         vendor = read_pci_config_16(0, 2, 0, PCI_VENDOR_ID);
 604         if (vendor != 0x8086)
 605                 return false;
 606
 607         devid = read_pci_config_16(0, 2, 0, PCI_DEVICE_ID);
 608         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(snb_ids); i++)
 609                 if (devid == snb_ids[i])
 610                         return true;
 611 #endif
 612
 613         return false;
 614 }
 615
 616 /*
 617  * Sandy Bridge graphics has trouble with certain ranges, exclude
 618  * them from allocation.
 619  */
 620 static void __init trim_snb_memory(void)
 621 {
 622         static const __initconst unsigned long bad_pages[] = {
 623                 0x20050000,
 624                 0x20110000,
 625                 0x20130000,
 626                 0x20138000,
 627                 0x40004000,
 628         };
 629         int i;
 630
 631         if (!snb_gfx_workaround_needed())
 632                 return;
 633
 634         printk(KERN_DEBUG "reserving inaccessible SNB gfx pages\n");
 635
 636         /*
 637          * SandyBridge integrated graphics devices have a bug that prevents
 638          * them from accessing certain memory ranges, namely anything below
 639          * 1M and in the pages listed in bad_pages[] above.
 640          *
 641          * To avoid these pages being ever accessed by SNB gfx devices reserve
 642          * bad_pages that have not already been reserved at boot time.
 643          * All memory below the 1 MB mark is anyway reserved later during
 644          * setup_arch(), so there is no need to reserve it here.
 645          */
 646
 647         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(bad_pages); i++) {
 648                 if (memblock_reserve(bad_pages[i], PAGE_SIZE))
 649                         printk(KERN_WARNING "failed to reserve 0x%08lx\n",
 650                                bad_pages[i]);
 651         }
 652 }
 653
 654 static void __init trim_bios_range(void)
 655 {
 656         /*
 657          * A special case is the first 4Kb of memory;
 658          * This is a BIOS owned area, not kernel ram, but generally
 659          * not listed as such in the E820 table.
 660          *
 661          * This typically reserves additional memory (64KiB by default)
 662          * since some BIOSes are known to corrupt low memory.  See the
 663          * Kconfig help text for X86_RESERVE_LOW.
 664          */
 665         e820__range_update(0, PAGE_SIZE, E820_TYPE_RAM, E820_TYPE_RESERVED);
 666
 667         /*
 668          * special case: Some BIOSes report the PC BIOS
 669          * area (640Kb -> 1Mb) as RAM even though it is not.
 670          * take them out.
 671          */
 672         e820__range_remove(BIOS_BEGIN, BIOS_END - BIOS_BEGIN, E820_TYPE_RAM, 1);
 673
 674         e820__update_table(e820_table);
 675 }
 676
 677 /* called before trim_bios_range() to spare extra sanitize */
 678 static void __init e820_add_kernel_range(void)
 679 {
 680         u64 start = __pa_symbol(_text);
 681         u64 size = __pa_symbol(_end) - start;
 682
 683         /*
 684          * Complain if .text .data and .bss are not marked as E820_TYPE_RAM and
 685          * attempt to fix it by adding the range. We may have a confused BIOS,
 686          * or the user may have used memmap=exactmap or memmap=xxM$yyM to
 687          * exclude kernel range. If we really are running on top non-RAM,
 688          * we will crash later anyways.
 689          */
 690         if (e820__mapped_all(start, start + size, E820_TYPE_RAM))
 691                 return;
 692
 693         pr_warn(".text .data .bss are not marked as E820_TYPE_RAM!\n");
 694         e820__range_remove(start, size, E820_TYPE_RAM, 0);
 695         e820__range_add(start, size, E820_TYPE_RAM);
 696 }
 697
 698 static unsigned reserve_low = CONFIG_X86_RESERVE_LOW << 10;
 699
 700 static int __init parse_reservelow(char *p)
 701 {
 702         unsigned long long size;
 703
 704         if (!p)
 705                 return -EINVAL;
 706
 707         size = memparse(p, &p);
 708
 709         if (size < 4096)
 710                 size = 4096;
 711
 712         if (size > 640*1024)
 713                 size = 640*1024;
 714
 715         reserve_low = size;
 716
 717         return 0;
 718 }
 719
 720 early_param("reservelow", parse_reservelow);
 721
 722 static void __init early_reserve_memory(void)
 723 {
 724         /*
 725          * Reserve the memory occupied by the kernel between _text and
 726          * __end_of_kernel_reserve symbols. Any kernel sections after the
 727          * __end_of_kernel_reserve symbol must be explicitly reserved with a
 728          * separate memblock_reserve() or they will be discarded.
 729          */
 730         memblock_reserve(__pa_symbol(_text),
 731                          (unsigned long)__end_of_kernel_reserve - (unsigned long)_text);
 732
 733         /*
 734          * The first 4Kb of memory is a BIOS owned area, but generally it is
 735          * not listed as such in the E820 table.
 736          *
 737          * Reserve the first 64K of memory since some BIOSes are known to
 738          * corrupt low memory. After the real mode trampoline is allocated the
 739          * rest of the memory below 640k is reserved.
 740          *
 741          * In addition, make sure page 0 is always reserved because on
 742          * systems with L1TF its contents can be leaked to user processes.
 743          */
 744         memblock_reserve(0, SZ_64K);
 745
 746         early_reserve_initrd();
 747
 748         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
 749                 efi_memblock_x86_reserve_range();
 750
 751         memblock_x86_reserve_range_setup_data();
 752
 753         reserve_ibft_region();
 754         reserve_bios_regions();
 755         trim_snb_memory();
 756 }
 757
 758 /*
 759  * Dump out kernel offset information on panic.
 760  */
 761 static int
 762 dump_kernel_offset(struct notifier_block *self, unsigned long v, void *p)
 763 {
 764         if (kaslr_enabled()) {
 765                 pr_emerg("Kernel Offset: 0x%lx from 0x%lx (relocation range: 0x%lx-0x%lx)\n",
 766                          kaslr_offset(),
 767                          __START_KERNEL,
 768                          __START_KERNEL_map,
 769                          MODULES_VADDR-1);
 770         } else {
 771                 pr_emerg("Kernel Offset: disabled\n");
 772         }
 773
 774         return 0;
 775 }
 776
 777 /*
 778  * Determine if we were loaded by an EFI loader.  If so, then we have also been
 779  * passed the efi memmap, systab, etc., so we should use these data structures
 780  * for initialization.  Note, the efi init code path is determined by the
 781  * global efi_enabled. This allows the same kernel image to be used on existing
 782  * systems (with a traditional BIOS) as well as on EFI systems.
 783  */
 784 /*
 785  * setup_arch - architecture-specific boot-time initializations
 786  *
 787  * Note: On x86_64, fixmaps are ready for use even before this is called.
 788  */
 789
 790 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
 791 {
 792 #ifdef CONFIG_X86_32
 793         memcpy(&boot_cpu_data, &new_cpu_data, sizeof(new_cpu_data));
 794
 795         /*
 796          * copy kernel address range established so far and switch
 797          * to the proper swapper page table
 798          */
 799         clone_pgd_range(swapper_pg_dir     + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
 800                         initial_page_table + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
 801                         KERNEL_PGD_PTRS);
 802
 803         load_cr3(swapper_pg_dir);
 804         /*
 805          * Note: Quark X1000 CPUs advertise PGE incorrectly and require
 806          * a cr3 based tlb flush, so the following __flush_tlb_all()
 807          * will not flush anything because the CPU quirk which clears
 808          * X86_FEATURE_PGE has not been invoked yet. Though due to the
 809          * load_cr3() above the TLB has been flushed already. The
 810          * quirk is invoked before subsequent calls to __flush_tlb_all()
 811          * so proper operation is guaranteed.
 812          */
 813         __flush_tlb_all();
 814 #else
 815         printk(KERN_INFO "Command line: %s\n", boot_command_line);
 816         boot_cpu_data.x86_phys_bits = MAX_PHYSMEM_BITS;
 817 #endif
 818
 819         /*
 820          * If we have OLPC OFW, we might end up relocating the fixmap due to
 821          * reserve_top(), so do this before touching the ioremap area.
 822          */
 823         olpc_ofw_detect();
 824
 825         idt_setup_early_traps();
 826         early_cpu_init();
 827         jump_label_init();
 828         static_call_init();
 829         early_ioremap_init();
 830
 831         setup_olpc_ofw_pgd();
 832
 833         ROOT_DEV = old_decode_dev(boot_params.hdr.root_dev);
 834         screen_info = boot_params.screen_info;
 835         edid_info = boot_params.edid_info;
 836 #ifdef CONFIG_X86_32
 837         apm_info.bios = boot_params.apm_bios_info;
 838         ist_info = boot_params.ist_info;
 839 #endif
 840         saved_video_mode = boot_params.hdr.vid_mode;
 841         bootloader_type = boot_params.hdr.type_of_loader;
 842         if ((bootloader_type >> 4) == 0xe) {
 843                 bootloader_type &= 0xf;
 844                 bootloader_type |= (boot_params.hdr.ext_loader_type+0x10) << 4;
 845         }
 846         bootloader_version  = bootloader_type & 0xf;
 847         bootloader_version |= boot_params.hdr.ext_loader_ver << 4;
 848
 849 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_RAM
 850         rd_image_start = boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_IMAGE_START_MASK;
 851 #endif
 852 #ifdef CONFIG_EFI
 853         if (!strncmp((char *)&boot_params.efi_info.efi_loader_signature,
 854                      EFI32_LOADER_SIGNATURE, 4)) {
 855                 set_bit(EFI_BOOT, &efi.flags);
 856         } else if (!strncmp((char *)&boot_params.efi_info.efi_loader_signature,
 857                      EFI64_LOADER_SIGNATURE, 4)) {
 858                 set_bit(EFI_BOOT, &efi.flags);
 859                 set_bit(EFI_64BIT, &efi.flags);
 860         }
 861 #endif
 862
 863         x86_init.oem.arch_setup();
 864
 865         iomem_resource.end = (1ULL << boot_cpu_data.x86_phys_bits) - 1;
 866         e820__memory_setup();
 867         parse_setup_data();
 868
 869         copy_edd();
 870
 871         if (!boot_params.hdr.root_flags)
 872                 root_mountflags &= ~MS_RDONLY;
 873         init_mm.start_code = (unsigned long) _text;
 874         init_mm.end_code = (unsigned long) _etext;
 875         init_mm.end_data = (unsigned long) _edata;
 876         init_mm.brk = _brk_end;
 877
 878         code_resource.start = __pa_symbol(_text);
 879         code_resource.end = __pa_symbol(_etext)-1;
 880         rodata_resource.start = __pa_symbol(__start_rodata);
 881         rodata_resource.end = __pa_symbol(__end_rodata)-1;
 882         data_resource.start = __pa_symbol(_sdata);
 883         data_resource.end = __pa_symbol(_edata)-1;
 884         bss_resource.start = __pa_symbol(__bss_start);
 885         bss_resource.end = __pa_symbol(__bss_stop)-1;
 886
 887 #ifdef CONFIG_CMDLINE_BOOL
 888 #ifdef CONFIG_CMDLINE_OVERRIDE
 889         strlcpy(boot_command_line, builtin_cmdline, COMMAND_LINE_SIZE);
 890 #else
 891         if (builtin_cmdline[0]) {
 892                 /* append boot loader cmdline to builtin */
 893                 strlcat(builtin_cmdline, " ", COMMAND_LINE_SIZE);
 894                 strlcat(builtin_cmdline, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 895                 strlcpy(boot_command_line, builtin_cmdline, COMMAND_LINE_SIZE);
 896         }
 897 #endif
 898 #endif
 899
 900         strlcpy(command_line, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 901         *cmdline_p = command_line;
 902
 903         /*
 904          * x86_configure_nx() is called before parse_early_param() to detect
 905          * whether hardware doesn't support NX (so that the early EHCI debug
 906          * console setup can safely call set_fixmap()). It may then be called
 907          * again from within noexec_setup() during parsing early parameters
 908          * to honor the respective command line option.
 909          */
 910         x86_configure_nx();
 911
 912         parse_early_param();
 913
 914         /*
 915          * Do some memory reservations *before* memory is added to
 916          * memblock, so memblock allocations won't overwrite it.
 917          * Do it after early param, so we could get (unlikely) panic from
 918          * serial.
 919          *
 920          * After this point everything still needed from the boot loader or
 921          * firmware or kernel text should be early reserved or marked not
 922          * RAM in e820. All other memory is free game.
 923          */
 924         early_reserve_memory();
 925
 926 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
 927         /*
 928          * Memory used by the kernel cannot be hot-removed because Linux
 929          * cannot migrate the kernel pages. When memory hotplug is
 930          * enabled, we should prevent memblock from allocating memory
 931          * for the kernel.
 932          *
 933          * ACPI SRAT records all hotpluggable memory ranges. But before
 934          * SRAT is parsed, we don't know about it.
 935          *
 936          * The kernel image is loaded into memory at very early time. We
 937          * cannot prevent this anyway. So on NUMA system, we set any
 938          * node the kernel resides in as un-hotpluggable.
 939          *
 940          * Since on modern servers, one node could have double-digit
 941          * gigabytes memory, we can assume the memory around the kernel
 942          * image is also un-hotpluggable. So before SRAT is parsed, just
 943          * allocate memory near the kernel image to try the best to keep
 944          * the kernel away from hotpluggable memory.
 945          */
 946         if (movable_node_is_enabled())
 947                 memblock_set_bottom_up(true);
 948 #endif
 949
 950         x86_report_nx();
 951
 952         if (acpi_mps_check()) {
 953 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 954                 disable_apic = 1;
 955 #endif
 956                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_APIC);
 957         }
 958
 959         e820__reserve_setup_data();
 960         e820__finish_early_params();
 961
 962         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
 963                 efi_init();
 964
 965         dmi_setup();
 966
 967         /*
 968          * VMware detection requires dmi to be available, so this
 969          * needs to be done after dmi_setup(), for the boot CPU.
 970          */
 971         init_hypervisor_platform();
 972
 973         tsc_early_init();
 974         x86_init.resources.probe_roms();
 975
 976         /* after parse_early_param, so could debug it */
 977         insert_resource(&iomem_resource, &code_resource);
 978         insert_resource(&iomem_resource, &rodata_resource);
 979         insert_resource(&iomem_resource, &data_resource);
 980         insert_resource(&iomem_resource, &bss_resource);
 981
 982         e820_add_kernel_range();
 983         trim_bios_range();
 984 #ifdef CONFIG_X86_32
 985         if (ppro_with_ram_bug()) {
 986                 e820__range_update(0x70000000ULL, 0x40000ULL, E820_TYPE_RAM,
 987                                   E820_TYPE_RESERVED);
 988                 e820__update_table(e820_table);
 989                 printk(KERN_INFO "fixed physical RAM map:\n");
 990                 e820__print_table("bad_ppro");
 991         }
 992 #else
 993         early_gart_iommu_check();
 994 #endif
 995
 996         /*
 997          * partially used pages are not usable - thus
 998          * we are rounding upwards:
 999          */
1000         max_pfn = e820__end_of_ram_pfn();
1001
1002         /* update e820 for memory not covered by WB MTRRs */
1003         mtrr_bp_init();
1004         if (mtrr_trim_uncached_memory(max_pfn))
1005                 max_pfn = e820__end_of_ram_pfn();
1006
1007         max_possible_pfn = max_pfn;
1008
1009         /*
1010          * This call is required when the CPU does not support PAT. If
1011          * mtrr_bp_init() invoked it already via pat_init() the call has no
1012          * effect.
1013          */
1014         init_cache_modes();
1015
1016         /*
1017          * Define random base addresses for memory sections after max_pfn is
1018          * defined and before each memory section base is used.
1019          */
1020         kernel_randomize_memory();
1021
1022 #ifdef CONFIG_X86_32
1023         /* max_low_pfn get updated here */
1024         find_low_pfn_range();
1025 #else
1026         check_x2apic();
1027
1028         /* How many end-of-memory variables you have, grandma! */
1029         /* need this before calling reserve_initrd */
1030         if (max_pfn > (1UL<<(32 - PAGE_SHIFT)))
1031                 max_low_pfn = e820__end_of_low_ram_pfn();
1032         else
1033                 max_low_pfn = max_pfn;
1034
1035         high_memory = (void *)__va(max_pfn * PAGE_SIZE - 1) + 1;
1036 #endif
1037
1038         /*
1039          * Find and reserve possible boot-time SMP configuration:
1040          */
1041         find_smp_config();
1042
1043         early_alloc_pgt_buf();
1044
1045         /*
1046          * Need to conclude brk, before e820__memblock_setup()
1047          * it could use memblock_find_in_range, could overlap with
1048          * brk area.
1049          */
1050         reserve_brk();
1051
1052         cleanup_highmap();
1053
1054         memblock_set_current_limit(ISA_END_ADDRESS);
1055         e820__memblock_setup();
1056
1057         /*
1058          * Needs to run after memblock setup because it needs the physical
1059          * memory size.
1060          */
1061         sev_setup_arch();
1062
1063         efi_fake_memmap();
1064         efi_find_mirror();
1065         efi_esrt_init();
1066         efi_mokvar_table_init();
1067
1068         /*
1069          * The EFI specification says that boot service code won't be
1070          * called after ExitBootServices(). This is, in fact, a lie.
1071          */
1072         efi_reserve_boot_services();
1073
1074         /* preallocate 4k for mptable mpc */
1075         e820__memblock_alloc_reserved_mpc_new();
1076
1077 #ifdef CONFIG_X86_CHECK_BIOS_CORRUPTION
1078         setup_bios_corruption_check();
1079 #endif
1080
1081 #ifdef CONFIG_X86_32
1082         printk(KERN_DEBUG "initial memory mapped: [mem 0x00000000-%#010lx]\n",
1083                         (max_pfn_mapped<<PAGE_SHIFT) - 1);
1084 #endif
1085
1086         /*
1087          * Find free memory for the real mode trampoline and place it
1088          * there.
1089          * If there is not enough free memory under 1M, on EFI-enabled
1090          * systems there will be additional attempt to reclaim the memory
1091          * for the real mode trampoline at efi_free_boot_services().
1092          *
1093          * Unconditionally reserve the entire first 1M of RAM because
1094          * BIOSes are know to corrupt low memory and several
1095          * hundred kilobytes are not worth complex detection what memory gets
1096          * clobbered. Moreover, on machines with SandyBridge graphics or in
1097          * setups that use crashkernel the entire 1M is reserved anyway.
1098          */
1099         reserve_real_mode();
1100
1101         init_mem_mapping();
1102
1103         idt_setup_early_pf();
1104
1105         /*
1106          * Update mmu_cr4_features (and, indirectly, trampoline_cr4_features)
1107          * with the current CR4 value.  This may not be necessary, but
1108          * auditing all the early-boot CR4 manipulation would be needed to
1109          * rule it out.
1110          *
1111          * Mask off features that don't work outside long mode (just
1112          * PCIDE for now).
1113          */
1114         mmu_cr4_features = __read_cr4() & ~X86_CR4_PCIDE;
1115
1116         memblock_set_current_limit(get_max_mapped());
1117
1118         /*
1119          * NOTE: On x86-32, only from this point on, fixmaps are ready for use.
1120          */
1121
1122 #ifdef CONFIG_PROVIDE_OHCI1394_DMA_INIT
1123         if (init_ohci1394_dma_early)
1124                 init_ohci1394_dma_on_all_controllers();
1125 #endif
1126         /* Allocate bigger log buffer */
1127         setup_log_buf(1);
1128
1129         if (efi_enabled(EFI_BOOT)) {
1130                 switch (boot_params.secure_boot) {
1131                 case efi_secureboot_mode_disabled:
1132                         pr_info("Secure boot disabled\n");
1133                         break;
1134                 case efi_secureboot_mode_enabled:
1135                         pr_info("Secure boot enabled\n");
1136                         break;
1137                 default:
1138                         pr_info("Secure boot could not be determined\n");
1139                         break;
1140                 }
1141         }
1142
1143         reserve_initrd();
1144
1145         acpi_table_upgrade();
1146         /* Look for ACPI tables and reserve memory occupied by them. */
1147         acpi_boot_table_init();
1148
1149         vsmp_init();
1150
1151         io_delay_init();
1152
1153         early_platform_quirks();
1154
1155         early_acpi_boot_init();
1156
1157         initmem_init();
1158         dma_contiguous_reserve(max_pfn_mapped << PAGE_SHIFT);
1159
1160         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_GBPAGES))
1161                 hugetlb_cma_reserve(PUD_SHIFT - PAGE_SHIFT);
1162
1163         /*
1164          * Reserve memory for crash kernel after SRAT is parsed so that it
1165          * won't consume hotpluggable memory.
1166          */
1167         reserve_crashkernel();
1168
1169         memblock_find_dma_reserve();
1170
1171         if (!early_xdbc_setup_hardware())
1172                 early_xdbc_register_console();
1173
1174         x86_init.paging.pagetable_init();
1175
1176         kasan_init();
1177
1178         /*
1179          * Sync back kernel address range.
1180          *
1181          * FIXME: Can the later sync in setup_cpu_entry_areas() replace
1182          * this call?
1183          */
1184         sync_initial_page_table();
1185
1186         tboot_probe();
1187
1188         map_vsyscall();
1189
1190         generic_apic_probe();
1191
1192         early_quirks();
1193
1194         /*
1195          * Read APIC and some other early information from ACPI tables.
1196          */
1197         acpi_boot_init();
1198         x86_dtb_init();
1199
1200         /*
1201          * get boot-time SMP configuration:
1202          */
1203         get_smp_config();
1204
1205         /*
1206          * Systems w/o ACPI and mptables might not have it mapped the local
1207          * APIC yet, but prefill_possible_map() might need to access it.
1208          */
1209         init_apic_mappings();
1210
1211         prefill_possible_map();
1212
1213         init_cpu_to_node();
1214         init_gi_nodes();
1215
1216         io_apic_init_mappings();
1217
1218         x86_init.hyper.guest_late_init();
1219
1220         e820__reserve_resources();
1221         e820__register_nosave_regions(max_pfn);
1222
1223         x86_init.resources.reserve_resources();
1224
1225         e820__setup_pci_gap();
1226
1227 #ifdef CONFIG_VT
1228 #if defined(CONFIG_VGA_CONSOLE)
1229         if (!efi_enabled(EFI_BOOT) || (efi_mem_type(0xa0000) != EFI_CONVENTIONAL_MEMORY))
1230                 conswitchp = &vga_con;
1231 #endif
1232 #endif
1233         x86_init.oem.banner();
1234
1235         x86_init.timers.wallclock_init();
1236
1237         /*
1238          * This needs to run before setup_local_APIC() which soft-disables the
1239          * local APIC temporarily and that masks the thermal LVT interrupt,
1240          * leading to softlockups on machines which have configured SMI
1241          * interrupt delivery.
1242          */
1243         therm_lvt_init();
1244
1245         mcheck_init();
1246
1247         register_refined_jiffies(CLOCK_TICK_RATE);
1248
1249 #ifdef CONFIG_EFI
1250         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
1251                 efi_apply_memmap_quirks();
1252 #endif
1253
1254         unwind_init();
1255 }
1256
1257 #ifdef CONFIG_X86_32
1258
1259 static struct resource video_ram_resource = {
1260         .name   = "Video RAM area",
1261         .start  = 0xa0000,
1262         .end    = 0xbffff,
1263         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_MEM
1264 };
1265
1266 void __init i386_reserve_resources(void)
1267 {
1268         request_resource(&iomem_resource, &video_ram_resource);
1269         reserve_standard_io_resources();
1270 }
1271
1272 #endif /* CONFIG_X86_32 */
1273
1274 static struct notifier_block kernel_offset_notifier = {
1275         .notifier_call = dump_kernel_offset
1276 };
1277
1278 static int __init register_kernel_offset_dumper(void)
1279 {
1280         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list,
1281                                         &kernel_offset_notifier);
1282         return 0;
1283 }
1284 __initcall(register_kernel_offset_dumper);