arch/x86/kernel/setup.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  *  Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
   4  *
   5  * This file contains the setup_arch() code, which handles the architecture-dependent
   6  * parts of early kernel initialization.
   7  */
   8 #include <linux/acpi.h>
   9 #include <linux/console.h>
  10 #include <linux/crash_dump.h>
  11 #include <linux/dma-map-ops.h>
  12 #include <linux/dmi.h>
  13 #include <linux/efi.h>
  14 #include <linux/init_ohci1394_dma.h>
  15 #include <linux/initrd.h>
  16 #include <linux/iscsi_ibft.h>
  17 #include <linux/memblock.h>
  18 #include <linux/panic_notifier.h>
  19 #include <linux/pci.h>
  20 #include <linux/root_dev.h>
  21 #include <linux/hugetlb.h>
  22 #include <linux/tboot.h>
  23 #include <linux/usb/xhci-dbgp.h>
  24 #include <linux/static_call.h>
  25 #include <linux/swiotlb.h>
  26
  27 #include <uapi/linux/mount.h>
  28
  29 #include <xen/xen.h>
  30
  31 #include <asm/apic.h>
  32 #include <asm/numa.h>
  33 #include <asm/bios_ebda.h>
  34 #include <asm/bugs.h>
  35 #include <asm/cpu.h>
  36 #include <asm/efi.h>
  37 #include <asm/gart.h>
  38 #include <asm/hypervisor.h>
  39 #include <asm/io_apic.h>
  40 #include <asm/kasan.h>
  41 #include <asm/kaslr.h>
  42 #include <asm/mce.h>
  43 #include <asm/mtrr.h>
  44 #include <asm/realmode.h>
  45 #include <asm/olpc_ofw.h>
  46 #include <asm/pci-direct.h>
  47 #include <asm/prom.h>
  48 #include <asm/proto.h>
  49 #include <asm/thermal.h>
  50 #include <asm/unwind.h>
  51 #include <asm/vsyscall.h>
  52 #include <linux/vmalloc.h>
  53
  54 /*
  55  * max_low_pfn_mapped: highest directly mapped pfn < 4 GB
  56  * max_pfn_mapped:     highest directly mapped pfn > 4 GB
  57  *
  58  * The direct mapping only covers E820_TYPE_RAM regions, so the ranges and gaps are
  59  * represented by pfn_mapped[].
  60  */
  61 unsigned long max_low_pfn_mapped;
  62 unsigned long max_pfn_mapped;
  63
  64 #ifdef CONFIG_DMI
  65 RESERVE_BRK(dmi_alloc, 65536);
  66 #endif
  67
  68
  69 /*
  70  * Range of the BSS area. The size of the BSS area is determined
  71  * at link time, with RESERVE_BRK() facility reserving additional
  72  * chunks.
  73  */
  74 unsigned long _brk_start = (unsigned long)__brk_base;
  75 unsigned long _brk_end   = (unsigned long)__brk_base;
  76
  77 struct boot_params boot_params;
  78
  79 /*
  80  * These are the four main kernel memory regions, we put them into
  81  * the resource tree so that kdump tools and other debugging tools
  82  * recover it:
  83  */
  84
  85 static struct resource rodata_resource = {
  86         .name   = "Kernel rodata",
  87         .start  = 0,
  88         .end    = 0,
  89         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
  90 };
  91
  92 static struct resource data_resource = {
  93         .name   = "Kernel data",
  94         .start  = 0,
  95         .end    = 0,
  96         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
  97 };
  98
  99 static struct resource code_resource = {
 100         .name   = "Kernel code",
 101         .start  = 0,
 102         .end    = 0,
 103         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
 104 };
 105
 106 static struct resource bss_resource = {
 107         .name   = "Kernel bss",
 108         .start  = 0,
 109         .end    = 0,
 110         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
 111 };
 112
 113
 114 #ifdef CONFIG_X86_32
 115 /* CPU data as detected by the assembly code in head_32.S */
 116 struct cpuinfo_x86 new_cpu_data;
 117
 118 /* Common CPU data for all CPUs */
 119 struct cpuinfo_x86 boot_cpu_data __read_mostly;
 120 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_data);
 121
 122 unsigned int def_to_bigsmp;
 123
 124 struct apm_info apm_info;
 125 EXPORT_SYMBOL(apm_info);
 126
 127 #if defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI) || \
 128         defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI_MODULE)
 129 struct ist_info ist_info;
 130 EXPORT_SYMBOL(ist_info);
 131 #else
 132 struct ist_info ist_info;
 133 #endif
 134
 135 #else
 136 struct cpuinfo_x86 boot_cpu_data __read_mostly;
 137 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_data);
 138 #endif
 139
 140
 141 #if !defined(CONFIG_X86_PAE) || defined(CONFIG_X86_64)
 142 __visible unsigned long mmu_cr4_features __ro_after_init;
 143 #else
 144 __visible unsigned long mmu_cr4_features __ro_after_init = X86_CR4_PAE;
 145 #endif
 146
 147 /* Boot loader ID and version as integers, for the benefit of proc_dointvec */
 148 int bootloader_type, bootloader_version;
 149
 150 /*
 151  * Setup options
 152  */
 153 struct screen_info screen_info;
 154 EXPORT_SYMBOL(screen_info);
 155 struct edid_info edid_info;
 156 EXPORT_SYMBOL_GPL(edid_info);
 157
 158 extern int root_mountflags;
 159
 160 unsigned long saved_video_mode;
 161
 162 #define RAMDISK_IMAGE_START_MASK        0x07FF
 163 #define RAMDISK_PROMPT_FLAG             0x8000
 164 #define RAMDISK_LOAD_FLAG               0x4000
 165
 166 static char __initdata command_line[COMMAND_LINE_SIZE];
 167 #ifdef CONFIG_CMDLINE_BOOL
 168 static char __initdata builtin_cmdline[COMMAND_LINE_SIZE] = CONFIG_CMDLINE;
 169 #endif
 170
 171 #if defined(CONFIG_EDD) || defined(CONFIG_EDD_MODULE)
 172 struct edd edd;
 173 #ifdef CONFIG_EDD_MODULE
 174 EXPORT_SYMBOL(edd);
 175 #endif
 176 /**
 177  * copy_edd() - Copy the BIOS EDD information
 178  *              from boot_params into a safe place.
 179  *
 180  */
 181 static inline void __init copy_edd(void)
 182 {
 183      memcpy(edd.mbr_signature, boot_params.edd_mbr_sig_buffer,
 184             sizeof(edd.mbr_signature));
 185      memcpy(edd.edd_info, boot_params.eddbuf, sizeof(edd.edd_info));
 186      edd.mbr_signature_nr = boot_params.edd_mbr_sig_buf_entries;
 187      edd.edd_info_nr = boot_params.eddbuf_entries;
 188 }
 189 #else
 190 static inline void __init copy_edd(void)
 191 {
 192 }
 193 #endif
 194
 195 void * __init extend_brk(size_t size, size_t align)
 196 {
 197         size_t mask = align - 1;
 198         void *ret;
 199
 200         BUG_ON(_brk_start == 0);
 201         BUG_ON(align & mask);
 202
 203         _brk_end = (_brk_end + mask) & ~mask;
 204         BUG_ON((char *)(_brk_end + size) > __brk_limit);
 205
 206         ret = (void *)_brk_end;
 207         _brk_end += size;
 208
 209         memset(ret, 0, size);
 210
 211         return ret;
 212 }
 213
 214 #ifdef CONFIG_X86_32
 215 static void __init cleanup_highmap(void)
 216 {
 217 }
 218 #endif
 219
 220 static void __init reserve_brk(void)
 221 {
 222         if (_brk_end > _brk_start)
 223                 memblock_reserve(__pa_symbol(_brk_start),
 224                                  _brk_end - _brk_start);
 225
 226         /* Mark brk area as locked down and no longer taking any
 227            new allocations */
 228         _brk_start = 0;
 229 }
 230
 231 u64 relocated_ramdisk;
 232
 233 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 234
 235 static u64 __init get_ramdisk_image(void)
 236 {
 237         u64 ramdisk_image = boot_params.hdr.ramdisk_image;
 238
 239         ramdisk_image |= (u64)boot_params.ext_ramdisk_image << 32;
 240
 241         if (ramdisk_image == 0)
 242                 ramdisk_image = phys_initrd_start;
 243
 244         return ramdisk_image;
 245 }
 246 static u64 __init get_ramdisk_size(void)
 247 {
 248         u64 ramdisk_size = boot_params.hdr.ramdisk_size;
 249
 250         ramdisk_size |= (u64)boot_params.ext_ramdisk_size << 32;
 251
 252         if (ramdisk_size == 0)
 253                 ramdisk_size = phys_initrd_size;
 254
 255         return ramdisk_size;
 256 }
 257
 258 static void __init relocate_initrd(void)
 259 {
 260         /* Assume only end is not page aligned */
 261         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 262         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 263         u64 area_size     = PAGE_ALIGN(ramdisk_size);
 264
 265         /* We need to move the initrd down into directly mapped mem */
 266         relocated_ramdisk = memblock_phys_alloc_range(area_size, PAGE_SIZE, 0,
 267                                                       PFN_PHYS(max_pfn_mapped));
 268         if (!relocated_ramdisk)
 269                 panic("Cannot find place for new RAMDISK of size %lld\n",
 270                       ramdisk_size);
 271
 272         initrd_start = relocated_ramdisk + PAGE_OFFSET;
 273         initrd_end   = initrd_start + ramdisk_size;
 274         printk(KERN_INFO "Allocated new RAMDISK: [mem %#010llx-%#010llx]\n",
 275                relocated_ramdisk, relocated_ramdisk + ramdisk_size - 1);
 276
 277         copy_from_early_mem((void *)initrd_start, ramdisk_image, ramdisk_size);
 278
 279         printk(KERN_INFO "Move RAMDISK from [mem %#010llx-%#010llx] to"
 280                 " [mem %#010llx-%#010llx]\n",
 281                 ramdisk_image, ramdisk_image + ramdisk_size - 1,
 282                 relocated_ramdisk, relocated_ramdisk + ramdisk_size - 1);
 283 }
 284
 285 static void __init early_reserve_initrd(void)
 286 {
 287         /* Assume only end is not page aligned */
 288         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 289         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 290         u64 ramdisk_end   = PAGE_ALIGN(ramdisk_image + ramdisk_size);
 291
 292         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
 293             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
 294                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
 295
 296         memblock_reserve(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
 297 }
 298
 299 static void __init reserve_initrd(void)
 300 {
 301         /* Assume only end is not page aligned */
 302         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 303         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 304         u64 ramdisk_end   = PAGE_ALIGN(ramdisk_image + ramdisk_size);
 305
 306         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
 307             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
 308                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
 309
 310         initrd_start = 0;
 311
 312         printk(KERN_INFO "RAMDISK: [mem %#010llx-%#010llx]\n", ramdisk_image,
 313                         ramdisk_end - 1);
 314
 315         if (pfn_range_is_mapped(PFN_DOWN(ramdisk_image),
 316                                 PFN_DOWN(ramdisk_end))) {
 317                 /* All are mapped, easy case */
 318                 initrd_start = ramdisk_image + PAGE_OFFSET;
 319                 initrd_end = initrd_start + ramdisk_size;
 320                 return;
 321         }
 322
 323         relocate_initrd();
 324
 325         memblock_free(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
 326 }
 327
 328 #else
 329 static void __init early_reserve_initrd(void)
 330 {
 331 }
 332 static void __init reserve_initrd(void)
 333 {
 334 }
 335 #endif /* CONFIG_BLK_DEV_INITRD */
 336
 337 static void __init parse_setup_data(void)
 338 {
 339         struct setup_data *data;
 340         u64 pa_data, pa_next;
 341
 342         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 343         while (pa_data) {
 344                 u32 data_len, data_type;
 345
 346                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 347                 data_len = data->len + sizeof(struct setup_data);
 348                 data_type = data->type;
 349                 pa_next = data->next;
 350                 early_memunmap(data, sizeof(*data));
 351
 352                 switch (data_type) {
 353                 case SETUP_E820_EXT:
 354                         e820__memory_setup_extended(pa_data, data_len);
 355                         break;
 356                 case SETUP_DTB:
 357                         add_dtb(pa_data);
 358                         break;
 359                 case SETUP_EFI:
 360                         parse_efi_setup(pa_data, data_len);
 361                         break;
 362                 default:
 363                         break;
 364                 }
 365                 pa_data = pa_next;
 366         }
 367 }
 368
 369 static void __init memblock_x86_reserve_range_setup_data(void)
 370 {
 371         struct setup_data *data;
 372         u64 pa_data;
 373
 374         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 375         while (pa_data) {
 376                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 377                 memblock_reserve(pa_data, sizeof(*data) + data->len);
 378
 379                 if (data->type == SETUP_INDIRECT &&
 380                     ((struct setup_indirect *)data->data)->type != SETUP_INDIRECT)
 381                         memblock_reserve(((struct setup_indirect *)data->data)->addr,
 382                                          ((struct setup_indirect *)data->data)->len);
 383
 384                 pa_data = data->next;
 385                 early_memunmap(data, sizeof(*data));
 386         }
 387 }
 388
 389 /*
 390  * --------- Crashkernel reservation ------------------------------
 391  */
 392
 393 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
 394
 395 /* 16M alignment for crash kernel regions */
 396 #define CRASH_ALIGN             SZ_16M
 397
 398 /*
 399  * Keep the crash kernel below this limit.
 400  *
 401  * Earlier 32-bits kernels would limit the kernel to the low 512 MB range
 402  * due to mapping restrictions.
 403  *
 404  * 64-bit kdump kernels need to be restricted to be under 64 TB, which is
 405  * the upper limit of system RAM in 4-level paging mode. Since the kdump
 406  * jump could be from 5-level paging to 4-level paging, the jump will fail if
 407  * the kernel is put above 64 TB, and during the 1st kernel bootup there's
 408  * no good way to detect the paging mode of the target kernel which will be
 409  * loaded for dumping.
 410  */
 411 #ifdef CONFIG_X86_32
 412 # define CRASH_ADDR_LOW_MAX     SZ_512M
 413 # define CRASH_ADDR_HIGH_MAX    SZ_512M
 414 #else
 415 # define CRASH_ADDR_LOW_MAX     SZ_4G
 416 # define CRASH_ADDR_HIGH_MAX    SZ_64T
 417 #endif
 418
 419 static int __init reserve_crashkernel_low(void)
 420 {
 421 #ifdef CONFIG_X86_64
 422         unsigned long long base, low_base = 0, low_size = 0;
 423         unsigned long low_mem_limit;
 424         int ret;
 425
 426         low_mem_limit = min(memblock_phys_mem_size(), CRASH_ADDR_LOW_MAX);
 427
 428         /* crashkernel=Y,low */
 429         ret = parse_crashkernel_low(boot_command_line, low_mem_limit, &low_size, &base);
 430         if (ret) {
 431                 /*
 432                  * two parts from kernel/dma/swiotlb.c:
 433                  * -swiotlb size: user-specified with swiotlb= or default.
 434                  *
 435                  * -swiotlb overflow buffer: now hardcoded to 32k. We round it
 436                  * to 8M for other buffers that may need to stay low too. Also
 437                  * make sure we allocate enough extra low memory so that we
 438                  * don't run out of DMA buffers for 32-bit devices.
 439                  */
 440                 low_size = max(swiotlb_size_or_default() + (8UL << 20), 256UL << 20);
 441         } else {
 442                 /* passed with crashkernel=0,low ? */
 443                 if (!low_size)
 444                         return 0;
 445         }
 446
 447         low_base = memblock_phys_alloc_range(low_size, CRASH_ALIGN, 0, CRASH_ADDR_LOW_MAX);
 448         if (!low_base) {
 449                 pr_err("Cannot reserve %ldMB crashkernel low memory, please try smaller size.\n",
 450                        (unsigned long)(low_size >> 20));
 451                 return -ENOMEM;
 452         }
 453
 454         pr_info("Reserving %ldMB of low memory at %ldMB for crashkernel (low RAM limit: %ldMB)\n",
 455                 (unsigned long)(low_size >> 20),
 456                 (unsigned long)(low_base >> 20),
 457                 (unsigned long)(low_mem_limit >> 20));
 458
 459         crashk_low_res.start = low_base;
 460         crashk_low_res.end   = low_base + low_size - 1;
 461         insert_resource(&iomem_resource, &crashk_low_res);
 462 #endif
 463         return 0;
 464 }
 465
 466 static void __init reserve_crashkernel(void)
 467 {
 468         unsigned long long crash_size, crash_base, total_mem;
 469         bool high = false;
 470         int ret;
 471
 472         total_mem = memblock_phys_mem_size();
 473
 474         /* crashkernel=XM */
 475         ret = parse_crashkernel(boot_command_line, total_mem, &crash_size, &crash_base);
 476         if (ret != 0 || crash_size <= 0) {
 477                 /* crashkernel=X,high */
 478                 ret = parse_crashkernel_high(boot_command_line, total_mem,
 479                                              &crash_size, &crash_base);
 480                 if (ret != 0 || crash_size <= 0)
 481                         return;
 482                 high = true;
 483         }
 484
 485         if (xen_pv_domain()) {
 486                 pr_info("Ignoring crashkernel for a Xen PV domain\n");
 487                 return;
 488         }
 489
 490         /* 0 means: find the address automatically */
 491         if (!crash_base) {
 492                 /*
 493                  * Set CRASH_ADDR_LOW_MAX upper bound for crash memory,
 494                  * crashkernel=x,high reserves memory over 4G, also allocates
 495                  * 256M extra low memory for DMA buffers and swiotlb.
 496                  * But the extra memory is not required for all machines.
 497                  * So try low memory first and fall back to high memory
 498                  * unless "crashkernel=size[KMG],high" is specified.
 499                  */
 500                 if (!high)
 501                         crash_base = memblock_phys_alloc_range(crash_size,
 502                                                 CRASH_ALIGN, CRASH_ALIGN,
 503                                                 CRASH_ADDR_LOW_MAX);
 504                 if (!crash_base)
 505                         crash_base = memblock_phys_alloc_range(crash_size,
 506                                                 CRASH_ALIGN, CRASH_ALIGN,
 507                                                 CRASH_ADDR_HIGH_MAX);
 508                 if (!crash_base) {
 509                         pr_info("crashkernel reservation failed - No suitable area found.\n");
 510                         return;
 511                 }
 512         } else {
 513                 unsigned long long start;
 514
 515                 start = memblock_phys_alloc_range(crash_size, SZ_1M, crash_base,
 516                                                   crash_base + crash_size);
 517                 if (start != crash_base) {
 518                         pr_info("crashkernel reservation failed - memory is in use.\n");
 519                         return;
 520                 }
 521         }
 522
 523         if (crash_base >= (1ULL << 32) && reserve_crashkernel_low()) {
 524                 memblock_free(crash_base, crash_size);
 525                 return;
 526         }
 527
 528         pr_info("Reserving %ldMB of memory at %ldMB for crashkernel (System RAM: %ldMB)\n",
 529                 (unsigned long)(crash_size >> 20),
 530                 (unsigned long)(crash_base >> 20),
 531                 (unsigned long)(total_mem >> 20));
 532
 533         crashk_res.start = crash_base;
 534         crashk_res.end   = crash_base + crash_size - 1;
 535         insert_resource(&iomem_resource, &crashk_res);
 536 }
 537 #else
 538 static void __init reserve_crashkernel(void)
 539 {
 540 }
 541 #endif
 542
 543 static struct resource standard_io_resources[] = {
 544         { .name = "dma1", .start = 0x00, .end = 0x1f,
 545                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 546         { .name = "pic1", .start = 0x20, .end = 0x21,
 547                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 548         { .name = "timer0", .start = 0x40, .end = 0x43,
 549                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 550         { .name = "timer1", .start = 0x50, .end = 0x53,
 551                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 552         { .name = "keyboard", .start = 0x60, .end = 0x60,
 553                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 554         { .name = "keyboard", .start = 0x64, .end = 0x64,
 555                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 556         { .name = "dma page reg", .start = 0x80, .end = 0x8f,
 557                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 558         { .name = "pic2", .start = 0xa0, .end = 0xa1,
 559                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 560         { .name = "dma2", .start = 0xc0, .end = 0xdf,
 561                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 562         { .name = "fpu", .start = 0xf0, .end = 0xff,
 563                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO }
 564 };
 565
 566 void __init reserve_standard_io_resources(void)
 567 {
 568         int i;
 569
 570         /* request I/O space for devices used on all i[345]86 PCs */
 571         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(standard_io_resources); i++)
 572                 request_resource(&ioport_resource, &standard_io_resources[i]);
 573
 574 }
 575
 576 static bool __init snb_gfx_workaround_needed(void)
 577 {
 578 #ifdef CONFIG_PCI
 579         int i;
 580         u16 vendor, devid;
 581         static const __initconst u16 snb_ids[] = {
 582                 0x0102,
 583                 0x0112,
 584                 0x0122,
 585                 0x0106,
 586                 0x0116,
 587                 0x0126,
 588                 0x010a,
 589         };
 590
 591         /* Assume no if something weird is going on with PCI */
 592         if (!early_pci_allowed())
 593                 return false;
 594
 595         vendor = read_pci_config_16(0, 2, 0, PCI_VENDOR_ID);
 596         if (vendor != 0x8086)
 597                 return false;
 598
 599         devid = read_pci_config_16(0, 2, 0, PCI_DEVICE_ID);
 600         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(snb_ids); i++)
 601                 if (devid == snb_ids[i])
 602                         return true;
 603 #endif
 604
 605         return false;
 606 }
 607
 608 /*
 609  * Sandy Bridge graphics has trouble with certain ranges, exclude
 610  * them from allocation.
 611  */
 612 static void __init trim_snb_memory(void)
 613 {
 614         static const __initconst unsigned long bad_pages[] = {
 615                 0x20050000,
 616                 0x20110000,
 617                 0x20130000,
 618                 0x20138000,
 619                 0x40004000,
 620         };
 621         int i;
 622
 623         if (!snb_gfx_workaround_needed())
 624                 return;
 625
 626         printk(KERN_DEBUG "reserving inaccessible SNB gfx pages\n");
 627
 628         /*
 629          * SandyBridge integrated graphics devices have a bug that prevents
 630          * them from accessing certain memory ranges, namely anything below
 631          * 1M and in the pages listed in bad_pages[] above.
 632          *
 633          * To avoid these pages being ever accessed by SNB gfx devices reserve
 634          * bad_pages that have not already been reserved at boot time.
 635          * All memory below the 1 MB mark is anyway reserved later during
 636          * setup_arch(), so there is no need to reserve it here.
 637          */
 638
 639         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(bad_pages); i++) {
 640                 if (memblock_reserve(bad_pages[i], PAGE_SIZE))
 641                         printk(KERN_WARNING "failed to reserve 0x%08lx\n",
 642                                bad_pages[i]);
 643         }
 644 }
 645
 646 static void __init trim_bios_range(void)
 647 {
 648         /*
 649          * A special case is the first 4Kb of memory;
 650          * This is a BIOS owned area, not kernel ram, but generally
 651          * not listed as such in the E820 table.
 652          *
 653          * This typically reserves additional memory (64KiB by default)
 654          * since some BIOSes are known to corrupt low memory.  See the
 655          * Kconfig help text for X86_RESERVE_LOW.
 656          */
 657         e820__range_update(0, PAGE_SIZE, E820_TYPE_RAM, E820_TYPE_RESERVED);
 658
 659         /*
 660          * special case: Some BIOSes report the PC BIOS
 661          * area (640Kb -> 1Mb) as RAM even though it is not.
 662          * take them out.
 663          */
 664         e820__range_remove(BIOS_BEGIN, BIOS_END - BIOS_BEGIN, E820_TYPE_RAM, 1);
 665
 666         e820__update_table(e820_table);
 667 }
 668
 669 /* called before trim_bios_range() to spare extra sanitize */
 670 static void __init e820_add_kernel_range(void)
 671 {
 672         u64 start = __pa_symbol(_text);
 673         u64 size = __pa_symbol(_end) - start;
 674
 675         /*
 676          * Complain if .text .data and .bss are not marked as E820_TYPE_RAM and
 677          * attempt to fix it by adding the range. We may have a confused BIOS,
 678          * or the user may have used memmap=exactmap or memmap=xxM$yyM to
 679          * exclude kernel range. If we really are running on top non-RAM,
 680          * we will crash later anyways.
 681          */
 682         if (e820__mapped_all(start, start + size, E820_TYPE_RAM))
 683                 return;
 684
 685         pr_warn(".text .data .bss are not marked as E820_TYPE_RAM!\n");
 686         e820__range_remove(start, size, E820_TYPE_RAM, 0);
 687         e820__range_add(start, size, E820_TYPE_RAM);
 688 }
 689
 690 static void __init early_reserve_memory(void)
 691 {
 692         /*
 693          * Reserve the memory occupied by the kernel between _text and
 694          * __end_of_kernel_reserve symbols. Any kernel sections after the
 695          * __end_of_kernel_reserve symbol must be explicitly reserved with a
 696          * separate memblock_reserve() or they will be discarded.
 697          */
 698         memblock_reserve(__pa_symbol(_text),
 699                          (unsigned long)__end_of_kernel_reserve - (unsigned long)_text);
 700
 701         /*
 702          * The first 4Kb of memory is a BIOS owned area, but generally it is
 703          * not listed as such in the E820 table.
 704          *
 705          * Reserve the first 64K of memory since some BIOSes are known to
 706          * corrupt low memory. After the real mode trampoline is allocated the
 707          * rest of the memory below 640k is reserved.
 708          *
 709          * In addition, make sure page 0 is always reserved because on
 710          * systems with L1TF its contents can be leaked to user processes.
 711          */
 712         memblock_reserve(0, SZ_64K);
 713
 714         early_reserve_initrd();
 715
 716         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
 717                 efi_memblock_x86_reserve_range();
 718
 719         memblock_x86_reserve_range_setup_data();
 720
 721         reserve_ibft_region();
 722         reserve_bios_regions();
 723         trim_snb_memory();
 724 }
 725
 726 /*
 727  * Dump out kernel offset information on panic.
 728  */
 729 static int
 730 dump_kernel_offset(struct notifier_block *self, unsigned long v, void *p)
 731 {
 732         if (kaslr_enabled()) {
 733                 pr_emerg("Kernel Offset: 0x%lx from 0x%lx (relocation range: 0x%lx-0x%lx)\n",
 734                          kaslr_offset(),
 735                          __START_KERNEL,
 736                          __START_KERNEL_map,
 737                          MODULES_VADDR-1);
 738         } else {
 739                 pr_emerg("Kernel Offset: disabled\n");
 740         }
 741
 742         return 0;
 743 }
 744
 745 /*
 746  * Determine if we were loaded by an EFI loader.  If so, then we have also been
 747  * passed the efi memmap, systab, etc., so we should use these data structures
 748  * for initialization.  Note, the efi init code path is determined by the
 749  * global efi_enabled. This allows the same kernel image to be used on existing
 750  * systems (with a traditional BIOS) as well as on EFI systems.
 751  */
 752 /*
 753  * setup_arch - architecture-specific boot-time initializations
 754  *
 755  * Note: On x86_64, fixmaps are ready for use even before this is called.
 756  */
 757
 758 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
 759 {
 760 #ifdef CONFIG_X86_32
 761         memcpy(&boot_cpu_data, &new_cpu_data, sizeof(new_cpu_data));
 762
 763         /*
 764          * copy kernel address range established so far and switch
 765          * to the proper swapper page table
 766          */
 767         clone_pgd_range(swapper_pg_dir     + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
 768                         initial_page_table + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
 769                         KERNEL_PGD_PTRS);
 770
 771         load_cr3(swapper_pg_dir);
 772         /*
 773          * Note: Quark X1000 CPUs advertise PGE incorrectly and require
 774          * a cr3 based tlb flush, so the following __flush_tlb_all()
 775          * will not flush anything because the CPU quirk which clears
 776          * X86_FEATURE_PGE has not been invoked yet. Though due to the
 777          * load_cr3() above the TLB has been flushed already. The
 778          * quirk is invoked before subsequent calls to __flush_tlb_all()
 779          * so proper operation is guaranteed.
 780          */
 781         __flush_tlb_all();
 782 #else
 783         printk(KERN_INFO "Command line: %s\n", boot_command_line);
 784         boot_cpu_data.x86_phys_bits = MAX_PHYSMEM_BITS;
 785 #endif
 786
 787         /*
 788          * If we have OLPC OFW, we might end up relocating the fixmap due to
 789          * reserve_top(), so do this before touching the ioremap area.
 790          */
 791         olpc_ofw_detect();
 792
 793         idt_setup_early_traps();
 794         early_cpu_init();
 795         jump_label_init();
 796         static_call_init();
 797         early_ioremap_init();
 798
 799         setup_olpc_ofw_pgd();
 800
 801         ROOT_DEV = old_decode_dev(boot_params.hdr.root_dev);
 802         screen_info = boot_params.screen_info;
 803         edid_info = boot_params.edid_info;
 804 #ifdef CONFIG_X86_32
 805         apm_info.bios = boot_params.apm_bios_info;
 806         ist_info = boot_params.ist_info;
 807 #endif
 808         saved_video_mode = boot_params.hdr.vid_mode;
 809         bootloader_type = boot_params.hdr.type_of_loader;
 810         if ((bootloader_type >> 4) == 0xe) {
 811                 bootloader_type &= 0xf;
 812                 bootloader_type |= (boot_params.hdr.ext_loader_type+0x10) << 4;
 813         }
 814         bootloader_version  = bootloader_type & 0xf;
 815         bootloader_version |= boot_params.hdr.ext_loader_ver << 4;
 816
 817 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_RAM
 818         rd_image_start = boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_IMAGE_START_MASK;
 819 #endif
 820 #ifdef CONFIG_EFI
 821         if (!strncmp((char *)&boot_params.efi_info.efi_loader_signature,
 822                      EFI32_LOADER_SIGNATURE, 4)) {
 823                 set_bit(EFI_BOOT, &efi.flags);
 824         } else if (!strncmp((char *)&boot_params.efi_info.efi_loader_signature,
 825                      EFI64_LOADER_SIGNATURE, 4)) {
 826                 set_bit(EFI_BOOT, &efi.flags);
 827                 set_bit(EFI_64BIT, &efi.flags);
 828         }
 829 #endif
 830
 831         x86_init.oem.arch_setup();
 832
 833         iomem_resource.end = (1ULL << boot_cpu_data.x86_phys_bits) - 1;
 834         e820__memory_setup();
 835         parse_setup_data();
 836
 837         copy_edd();
 838
 839         if (!boot_params.hdr.root_flags)
 840                 root_mountflags &= ~MS_RDONLY;
 841         setup_initial_init_mm(_text, _etext, _edata, (void *)_brk_end);
 842
 843         code_resource.start = __pa_symbol(_text);
 844         code_resource.end = __pa_symbol(_etext)-1;
 845         rodata_resource.start = __pa_symbol(__start_rodata);
 846         rodata_resource.end = __pa_symbol(__end_rodata)-1;
 847         data_resource.start = __pa_symbol(_sdata);
 848         data_resource.end = __pa_symbol(_edata)-1;
 849         bss_resource.start = __pa_symbol(__bss_start);
 850         bss_resource.end = __pa_symbol(__bss_stop)-1;
 851
 852 #ifdef CONFIG_CMDLINE_BOOL
 853 #ifdef CONFIG_CMDLINE_OVERRIDE
 854         strlcpy(boot_command_line, builtin_cmdline, COMMAND_LINE_SIZE);
 855 #else
 856         if (builtin_cmdline[0]) {
 857                 /* append boot loader cmdline to builtin */
 858                 strlcat(builtin_cmdline, " ", COMMAND_LINE_SIZE);
 859                 strlcat(builtin_cmdline, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 860                 strlcpy(boot_command_line, builtin_cmdline, COMMAND_LINE_SIZE);
 861         }
 862 #endif
 863 #endif
 864
 865         strlcpy(command_line, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 866         *cmdline_p = command_line;
 867
 868         /*
 869          * x86_configure_nx() is called before parse_early_param() to detect
 870          * whether hardware doesn't support NX (so that the early EHCI debug
 871          * console setup can safely call set_fixmap()). It may then be called
 872          * again from within noexec_setup() during parsing early parameters
 873          * to honor the respective command line option.
 874          */
 875         x86_configure_nx();
 876
 877         parse_early_param();
 878
 879         /*
 880          * Do some memory reservations *before* memory is added to
 881          * memblock, so memblock allocations won't overwrite it.
 882          * Do it after early param, so we could get (unlikely) panic from
 883          * serial.
 884          *
 885          * After this point everything still needed from the boot loader or
 886          * firmware or kernel text should be early reserved or marked not
 887          * RAM in e820. All other memory is free game.
 888          */
 889         early_reserve_memory();
 890
 891 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
 892         /*
 893          * Memory used by the kernel cannot be hot-removed because Linux
 894          * cannot migrate the kernel pages. When memory hotplug is
 895          * enabled, we should prevent memblock from allocating memory
 896          * for the kernel.
 897          *
 898          * ACPI SRAT records all hotpluggable memory ranges. But before
 899          * SRAT is parsed, we don't know about it.
 900          *
 901          * The kernel image is loaded into memory at very early time. We
 902          * cannot prevent this anyway. So on NUMA system, we set any
 903          * node the kernel resides in as un-hotpluggable.
 904          *
 905          * Since on modern servers, one node could have double-digit
 906          * gigabytes memory, we can assume the memory around the kernel
 907          * image is also un-hotpluggable. So before SRAT is parsed, just
 908          * allocate memory near the kernel image to try the best to keep
 909          * the kernel away from hotpluggable memory.
 910          */
 911         if (movable_node_is_enabled())
 912                 memblock_set_bottom_up(true);
 913 #endif
 914
 915         x86_report_nx();
 916
 917         if (acpi_mps_check()) {
 918 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 919                 disable_apic = 1;
 920 #endif
 921                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_APIC);
 922         }
 923
 924         e820__reserve_setup_data();
 925         e820__finish_early_params();
 926
 927         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
 928                 efi_init();
 929
 930         dmi_setup();
 931
 932         /*
 933          * VMware detection requires dmi to be available, so this
 934          * needs to be done after dmi_setup(), for the boot CPU.
 935          */
 936         init_hypervisor_platform();
 937
 938         tsc_early_init();
 939         x86_init.resources.probe_roms();
 940
 941         /* after parse_early_param, so could debug it */
 942         insert_resource(&iomem_resource, &code_resource);
 943         insert_resource(&iomem_resource, &rodata_resource);
 944         insert_resource(&iomem_resource, &data_resource);
 945         insert_resource(&iomem_resource, &bss_resource);
 946
 947         e820_add_kernel_range();
 948         trim_bios_range();
 949 #ifdef CONFIG_X86_32
 950         if (ppro_with_ram_bug()) {
 951                 e820__range_update(0x70000000ULL, 0x40000ULL, E820_TYPE_RAM,
 952                                   E820_TYPE_RESERVED);
 953                 e820__update_table(e820_table);
 954                 printk(KERN_INFO "fixed physical RAM map:\n");
 955                 e820__print_table("bad_ppro");
 956         }
 957 #else
 958         early_gart_iommu_check();
 959 #endif
 960
 961         /*
 962          * partially used pages are not usable - thus
 963          * we are rounding upwards:
 964          */
 965         max_pfn = e820__end_of_ram_pfn();
 966
 967         /* update e820 for memory not covered by WB MTRRs */
 968         mtrr_bp_init();
 969         if (mtrr_trim_uncached_memory(max_pfn))
 970                 max_pfn = e820__end_of_ram_pfn();
 971
 972         max_possible_pfn = max_pfn;
 973
 974         /*
 975          * This call is required when the CPU does not support PAT. If
 976          * mtrr_bp_init() invoked it already via pat_init() the call has no
 977          * effect.
 978          */
 979         init_cache_modes();
 980
 981         /*
 982          * Define random base addresses for memory sections after max_pfn is
 983          * defined and before each memory section base is used.
 984          */
 985         kernel_randomize_memory();
 986
 987 #ifdef CONFIG_X86_32
 988         /* max_low_pfn get updated here */
 989         find_low_pfn_range();
 990 #else
 991         check_x2apic();
 992
 993         /* How many end-of-memory variables you have, grandma! */
 994         /* need this before calling reserve_initrd */
 995         if (max_pfn > (1UL<<(32 - PAGE_SHIFT)))
 996                 max_low_pfn = e820__end_of_low_ram_pfn();
 997         else
 998                 max_low_pfn = max_pfn;
 999
1000         high_memory = (void *)__va(max_pfn * PAGE_SIZE - 1) + 1;
1001 #endif
1002
1003         /*
1004          * Find and reserve possible boot-time SMP configuration:
1005          */
1006         find_smp_config();
1007
1008         early_alloc_pgt_buf();
1009
1010         /*
1011          * Need to conclude brk, before e820__memblock_setup()
1012          * it could use memblock_find_in_range, could overlap with
1013          * brk area.
1014          */
1015         reserve_brk();
1016
1017         cleanup_highmap();
1018
1019         memblock_set_current_limit(ISA_END_ADDRESS);
1020         e820__memblock_setup();
1021
1022         /*
1023          * Needs to run after memblock setup because it needs the physical
1024          * memory size.
1025          */
1026         sev_setup_arch();
1027
1028         efi_fake_memmap();
1029         efi_find_mirror();
1030         efi_esrt_init();
1031         efi_mokvar_table_init();
1032
1033         /*
1034          * The EFI specification says that boot service code won't be
1035          * called after ExitBootServices(). This is, in fact, a lie.
1036          */
1037         efi_reserve_boot_services();
1038
1039         /* preallocate 4k for mptable mpc */
1040         e820__memblock_alloc_reserved_mpc_new();
1041
1042 #ifdef CONFIG_X86_CHECK_BIOS_CORRUPTION
1043         setup_bios_corruption_check();
1044 #endif
1045
1046 #ifdef CONFIG_X86_32
1047         printk(KERN_DEBUG "initial memory mapped: [mem 0x00000000-%#010lx]\n",
1048                         (max_pfn_mapped<<PAGE_SHIFT) - 1);
1049 #endif
1050
1051         /*
1052          * Find free memory for the real mode trampoline and place it there. If
1053          * there is not enough free memory under 1M, on EFI-enabled systems
1054          * there will be additional attempt to reclaim the memory for the real
1055          * mode trampoline at efi_free_boot_services().
1056          *
1057          * Unconditionally reserve the entire first 1M of RAM because BIOSes
1058          * are known to corrupt low memory and several hundred kilobytes are not
1059          * worth complex detection what memory gets clobbered. Windows does the
1060          * same thing for very similar reasons.
1061          *
1062          * Moreover, on machines with SandyBridge graphics or in setups that use
1063          * crashkernel the entire 1M is reserved anyway.
1064          */
1065         reserve_real_mode();
1066
1067         init_mem_mapping();
1068
1069         idt_setup_early_pf();
1070
1071         /*
1072          * Update mmu_cr4_features (and, indirectly, trampoline_cr4_features)
1073          * with the current CR4 value.  This may not be necessary, but
1074          * auditing all the early-boot CR4 manipulation would be needed to
1075          * rule it out.
1076          *
1077          * Mask off features that don't work outside long mode (just
1078          * PCIDE for now).
1079          */
1080         mmu_cr4_features = __read_cr4() & ~X86_CR4_PCIDE;
1081
1082         memblock_set_current_limit(get_max_mapped());
1083
1084         /*
1085          * NOTE: On x86-32, only from this point on, fixmaps are ready for use.
1086          */
1087
1088 #ifdef CONFIG_PROVIDE_OHCI1394_DMA_INIT
1089         if (init_ohci1394_dma_early)
1090                 init_ohci1394_dma_on_all_controllers();
1091 #endif
1092         /* Allocate bigger log buffer */
1093         setup_log_buf(1);
1094
1095         if (efi_enabled(EFI_BOOT)) {
1096                 switch (boot_params.secure_boot) {
1097                 case efi_secureboot_mode_disabled:
1098                         pr_info("Secure boot disabled\n");
1099                         break;
1100                 case efi_secureboot_mode_enabled:
1101                         pr_info("Secure boot enabled\n");
1102                         break;
1103                 default:
1104                         pr_info("Secure boot could not be determined\n");
1105                         break;
1106                 }
1107         }
1108
1109         reserve_initrd();
1110
1111         acpi_table_upgrade();
1112         /* Look for ACPI tables and reserve memory occupied by them. */
1113         acpi_boot_table_init();
1114
1115         vsmp_init();
1116
1117         io_delay_init();
1118
1119         early_platform_quirks();
1120
1121         early_acpi_boot_init();
1122
1123         initmem_init();
1124         dma_contiguous_reserve(max_pfn_mapped << PAGE_SHIFT);
1125
1126         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_GBPAGES))
1127                 hugetlb_cma_reserve(PUD_SHIFT - PAGE_SHIFT);
1128
1129         /*
1130          * Reserve memory for crash kernel after SRAT is parsed so that it
1131          * won't consume hotpluggable memory.
1132          */
1133         reserve_crashkernel();
1134
1135         memblock_find_dma_reserve();
1136
1137         if (!early_xdbc_setup_hardware())
1138                 early_xdbc_register_console();
1139
1140         x86_init.paging.pagetable_init();
1141
1142         kasan_init();
1143
1144         /*
1145          * Sync back kernel address range.
1146          *
1147          * FIXME: Can the later sync in setup_cpu_entry_areas() replace
1148          * this call?
1149          */
1150         sync_initial_page_table();
1151
1152         tboot_probe();
1153
1154         map_vsyscall();
1155
1156         generic_apic_probe();
1157
1158         early_quirks();
1159
1160         /*
1161          * Read APIC and some other early information from ACPI tables.
1162          */
1163         acpi_boot_init();
1164         x86_dtb_init();
1165
1166         /*
1167          * get boot-time SMP configuration:
1168          */
1169         get_smp_config();
1170
1171         /*
1172          * Systems w/o ACPI and mptables might not have it mapped the local
1173          * APIC yet, but prefill_possible_map() might need to access it.
1174          */
1175         init_apic_mappings();
1176
1177         prefill_possible_map();
1178
1179         init_cpu_to_node();
1180         init_gi_nodes();
1181
1182         io_apic_init_mappings();
1183
1184         x86_init.hyper.guest_late_init();
1185
1186         e820__reserve_resources();
1187         e820__register_nosave_regions(max_pfn);
1188
1189         x86_init.resources.reserve_resources();
1190
1191         e820__setup_pci_gap();
1192
1193 #ifdef CONFIG_VT
1194 #if defined(CONFIG_VGA_CONSOLE)
1195         if (!efi_enabled(EFI_BOOT) || (efi_mem_type(0xa0000) != EFI_CONVENTIONAL_MEMORY))
1196                 conswitchp = &vga_con;
1197 #endif
1198 #endif
1199         x86_init.oem.banner();
1200
1201         x86_init.timers.wallclock_init();
1202
1203         /*
1204          * This needs to run before setup_local_APIC() which soft-disables the
1205          * local APIC temporarily and that masks the thermal LVT interrupt,
1206          * leading to softlockups on machines which have configured SMI
1207          * interrupt delivery.
1208          */
1209         therm_lvt_init();
1210
1211         mcheck_init();
1212
1213         register_refined_jiffies(CLOCK_TICK_RATE);
1214
1215 #ifdef CONFIG_EFI
1216         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
1217                 efi_apply_memmap_quirks();
1218 #endif
1219
1220         unwind_init();
1221 }
1222
1223 #ifdef CONFIG_X86_32
1224
1225 static struct resource video_ram_resource = {
1226         .name   = "Video RAM area",
1227         .start  = 0xa0000,
1228         .end    = 0xbffff,
1229         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_MEM
1230 };
1231
1232 void __init i386_reserve_resources(void)
1233 {
1234         request_resource(&iomem_resource, &video_ram_resource);
1235         reserve_standard_io_resources();
1236 }
1237
1238 #endif /* CONFIG_X86_32 */
1239
1240 static struct notifier_block kernel_offset_notifier = {
1241         .notifier_call = dump_kernel_offset
1242 };
1243
1244 static int __init register_kernel_offset_dumper(void)
1245 {
1246         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list,
1247                                         &kernel_offset_notifier);
1248         return 0;
1249 }
1250 __initcall(register_kernel_offset_dumper);