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