arch/x86/kernel/setup.c

   1 /*
   2  *  Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
   3  *
   4  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
   5  *
   6  *  Memory region support
   7  *      David Parsons <orc@pell.chi.il.us>, July-August 1999
   8  *
   9  *  Added E820 sanitization routine (removes overlapping memory regions);
  10  *  Brian Moyle <bmoyle@mvista.com>, February 2001
  11  *
  12  * Moved CPU detection code to cpu/${cpu}.c
  13  *    Patrick Mochel <mochel@osdl.org>, March 2002
  14  *
  15  *  Provisions for empty E820 memory regions (reported by certain BIOSes).
  16  *  Alex Achenbach <xela@slit.de>, December 2002.
  17  *
  18  */
  19
  20 /*
  21  * This file handles the architecture-dependent parts of initialization
  22  */
  23
  24 #include <linux/sched.h>
  25 #include <linux/mm.h>
  26 #include <linux/mmzone.h>
  27 #include <linux/screen_info.h>
  28 #include <linux/ioport.h>
  29 #include <linux/acpi.h>
  30 #include <linux/sfi.h>
  31 #include <linux/apm_bios.h>
  32 #include <linux/initrd.h>
  33 #include <linux/memblock.h>
  34 #include <linux/seq_file.h>
  35 #include <linux/console.h>
  36 #include <linux/root_dev.h>
  37 #include <linux/highmem.h>
  38 #include <linux/export.h>
  39 #include <linux/efi.h>
  40 #include <linux/init.h>
  41 #include <linux/edd.h>
  42 #include <linux/iscsi_ibft.h>
  43 #include <linux/nodemask.h>
  44 #include <linux/kexec.h>
  45 #include <linux/dmi.h>
  46 #include <linux/pfn.h>
  47 #include <linux/pci.h>
  48 #include <asm/pci-direct.h>
  49 #include <linux/init_ohci1394_dma.h>
  50 #include <linux/kvm_para.h>
  51 #include <linux/dma-contiguous.h>
  52 #include <xen/xen.h>
  53 #include <uapi/linux/mount.h>
  54
  55 #include <linux/errno.h>
  56 #include <linux/kernel.h>
  57 #include <linux/stddef.h>
  58 #include <linux/unistd.h>
  59 #include <linux/ptrace.h>
  60 #include <linux/user.h>
  61 #include <linux/delay.h>
  62
  63 #include <linux/kallsyms.h>
  64 #include <linux/cpufreq.h>
  65 #include <linux/dma-mapping.h>
  66 #include <linux/ctype.h>
  67 #include <linux/uaccess.h>
  68
  69 #include <linux/percpu.h>
  70 #include <linux/crash_dump.h>
  71 #include <linux/tboot.h>
  72 #include <linux/jiffies.h>
  73 #include <linux/mem_encrypt.h>
  74 #include <linux/sizes.h>
  75
  76 #include <linux/usb/xhci-dbgp.h>
  77 #include <video/edid.h>
  78
  79 #include <asm/mtrr.h>
  80 #include <asm/apic.h>
  81 #include <asm/realmode.h>
  82 #include <asm/e820/api.h>
  83 #include <asm/mpspec.h>
  84 #include <asm/setup.h>
  85 #include <asm/efi.h>
  86 #include <asm/timer.h>
  87 #include <asm/i8259.h>
  88 #include <asm/sections.h>
  89 #include <asm/io_apic.h>
  90 #include <asm/ist.h>
  91 #include <asm/setup_arch.h>
  92 #include <asm/bios_ebda.h>
  93 #include <asm/cacheflush.h>
  94 #include <asm/processor.h>
  95 #include <asm/bugs.h>
  96 #include <asm/kasan.h>
  97
  98 #include <asm/vsyscall.h>
  99 #include <asm/cpu.h>
 100 #include <asm/desc.h>
 101 #include <asm/dma.h>
 102 #include <asm/iommu.h>
 103 #include <asm/gart.h>
 104 #include <asm/mmu_context.h>
 105 #include <asm/proto.h>
 106
 107 #include <asm/paravirt.h>
 108 #include <asm/hypervisor.h>
 109 #include <asm/olpc_ofw.h>
 110
 111 #include <asm/percpu.h>
 112 #include <asm/topology.h>
 113 #include <asm/apicdef.h>
 114 #include <asm/amd_nb.h>
 115 #include <asm/mce.h>
 116 #include <asm/alternative.h>
 117 #include <asm/prom.h>
 118 #include <asm/microcode.h>
 119 #include <asm/kaslr.h>
 120 #include <asm/unwind.h>
 121
 122 /*
 123  * max_low_pfn_mapped: highest direct mapped pfn under 4GB
 124  * max_pfn_mapped:     highest direct mapped pfn over 4GB
 125  *
 126  * The direct mapping only covers E820_TYPE_RAM regions, so the ranges and gaps are
 127  * represented by pfn_mapped
 128  */
 129 unsigned long max_low_pfn_mapped;
 130 unsigned long max_pfn_mapped;
 131
 132 #ifdef CONFIG_DMI
 133 RESERVE_BRK(dmi_alloc, 65536);
 134 #endif
 135
 136
 137 static __initdata unsigned long _brk_start = (unsigned long)__brk_base;
 138 unsigned long _brk_end = (unsigned long)__brk_base;
 139
 140 struct boot_params boot_params;
 141
 142 /*
 143  * Machine setup..
 144  */
 145 static struct resource data_resource = {
 146         .name   = "Kernel data",
 147         .start  = 0,
 148         .end    = 0,
 149         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
 150 };
 151
 152 static struct resource code_resource = {
 153         .name   = "Kernel code",
 154         .start  = 0,
 155         .end    = 0,
 156         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
 157 };
 158
 159 static struct resource bss_resource = {
 160         .name   = "Kernel bss",
 161         .start  = 0,
 162         .end    = 0,
 163         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
 164 };
 165
 166
 167 #ifdef CONFIG_X86_32
 168 /* cpu data as detected by the assembly code in head_32.S */
 169 struct cpuinfo_x86 new_cpu_data;
 170
 171 /* common cpu data for all cpus */
 172 struct cpuinfo_x86 boot_cpu_data __read_mostly;
 173 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_data);
 174
 175 unsigned int def_to_bigsmp;
 176
 177 /* for MCA, but anyone else can use it if they want */
 178 unsigned int machine_id;
 179 unsigned int machine_submodel_id;
 180 unsigned int BIOS_revision;
 181
 182 struct apm_info apm_info;
 183 EXPORT_SYMBOL(apm_info);
 184
 185 #if defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI) || \
 186         defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI_MODULE)
 187 struct ist_info ist_info;
 188 EXPORT_SYMBOL(ist_info);
 189 #else
 190 struct ist_info ist_info;
 191 #endif
 192
 193 #else
 194 struct cpuinfo_x86 boot_cpu_data __read_mostly;
 195 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_data);
 196 #endif
 197
 198
 199 #if !defined(CONFIG_X86_PAE) || defined(CONFIG_X86_64)
 200 __visible unsigned long mmu_cr4_features __ro_after_init;
 201 #else
 202 __visible unsigned long mmu_cr4_features __ro_after_init = X86_CR4_PAE;
 203 #endif
 204
 205 /* Boot loader ID and version as integers, for the benefit of proc_dointvec */
 206 int bootloader_type, bootloader_version;
 207
 208 /*
 209  * Setup options
 210  */
 211 struct screen_info screen_info;
 212 EXPORT_SYMBOL(screen_info);
 213 struct edid_info edid_info;
 214 EXPORT_SYMBOL_GPL(edid_info);
 215
 216 extern int root_mountflags;
 217
 218 unsigned long saved_video_mode;
 219
 220 #define RAMDISK_IMAGE_START_MASK        0x07FF
 221 #define RAMDISK_PROMPT_FLAG             0x8000
 222 #define RAMDISK_LOAD_FLAG               0x4000
 223
 224 static char __initdata command_line[COMMAND_LINE_SIZE];
 225 #ifdef CONFIG_CMDLINE_BOOL
 226 static char __initdata builtin_cmdline[COMMAND_LINE_SIZE] = CONFIG_CMDLINE;
 227 #endif
 228
 229 #if defined(CONFIG_EDD) || defined(CONFIG_EDD_MODULE)
 230 struct edd edd;
 231 #ifdef CONFIG_EDD_MODULE
 232 EXPORT_SYMBOL(edd);
 233 #endif
 234 /**
 235  * copy_edd() - Copy the BIOS EDD information
 236  *              from boot_params into a safe place.
 237  *
 238  */
 239 static inline void __init copy_edd(void)
 240 {
 241      memcpy(edd.mbr_signature, boot_params.edd_mbr_sig_buffer,
 242             sizeof(edd.mbr_signature));
 243      memcpy(edd.edd_info, boot_params.eddbuf, sizeof(edd.edd_info));
 244      edd.mbr_signature_nr = boot_params.edd_mbr_sig_buf_entries;
 245      edd.edd_info_nr = boot_params.eddbuf_entries;
 246 }
 247 #else
 248 static inline void __init copy_edd(void)
 249 {
 250 }
 251 #endif
 252
 253 void * __init extend_brk(size_t size, size_t align)
 254 {
 255         size_t mask = align - 1;
 256         void *ret;
 257
 258         BUG_ON(_brk_start == 0);
 259         BUG_ON(align & mask);
 260
 261         _brk_end = (_brk_end + mask) & ~mask;
 262         BUG_ON((char *)(_brk_end + size) > __brk_limit);
 263
 264         ret = (void *)_brk_end;
 265         _brk_end += size;
 266
 267         memset(ret, 0, size);
 268
 269         return ret;
 270 }
 271
 272 #ifdef CONFIG_X86_32
 273 static void __init cleanup_highmap(void)
 274 {
 275 }
 276 #endif
 277
 278 static void __init reserve_brk(void)
 279 {
 280         if (_brk_end > _brk_start)
 281                 memblock_reserve(__pa_symbol(_brk_start),
 282                                  _brk_end - _brk_start);
 283
 284         /* Mark brk area as locked down and no longer taking any
 285            new allocations */
 286         _brk_start = 0;
 287 }
 288
 289 u64 relocated_ramdisk;
 290
 291 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 292
 293 static u64 __init get_ramdisk_image(void)
 294 {
 295         u64 ramdisk_image = boot_params.hdr.ramdisk_image;
 296
 297         ramdisk_image |= (u64)boot_params.ext_ramdisk_image << 32;
 298
 299         return ramdisk_image;
 300 }
 301 static u64 __init get_ramdisk_size(void)
 302 {
 303         u64 ramdisk_size = boot_params.hdr.ramdisk_size;
 304
 305         ramdisk_size |= (u64)boot_params.ext_ramdisk_size << 32;
 306
 307         return ramdisk_size;
 308 }
 309
 310 static void __init relocate_initrd(void)
 311 {
 312         /* Assume only end is not page aligned */
 313         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 314         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 315         u64 area_size     = PAGE_ALIGN(ramdisk_size);
 316
 317         /* We need to move the initrd down into directly mapped mem */
 318         relocated_ramdisk = memblock_find_in_range(0, PFN_PHYS(max_pfn_mapped),
 319                                                    area_size, PAGE_SIZE);
 320
 321         if (!relocated_ramdisk)
 322                 panic("Cannot find place for new RAMDISK of size %lld\n",
 323                       ramdisk_size);
 324
 325         /* Note: this includes all the mem currently occupied by
 326            the initrd, we rely on that fact to keep the data intact. */
 327         memblock_reserve(relocated_ramdisk, area_size);
 328         initrd_start = relocated_ramdisk + PAGE_OFFSET;
 329         initrd_end   = initrd_start + ramdisk_size;
 330         printk(KERN_INFO "Allocated new RAMDISK: [mem %#010llx-%#010llx]\n",
 331                relocated_ramdisk, relocated_ramdisk + ramdisk_size - 1);
 332
 333         copy_from_early_mem((void *)initrd_start, ramdisk_image, ramdisk_size);
 334
 335         printk(KERN_INFO "Move RAMDISK from [mem %#010llx-%#010llx] to"
 336                 " [mem %#010llx-%#010llx]\n",
 337                 ramdisk_image, ramdisk_image + ramdisk_size - 1,
 338                 relocated_ramdisk, relocated_ramdisk + ramdisk_size - 1);
 339 }
 340
 341 static void __init early_reserve_initrd(void)
 342 {
 343         /* Assume only end is not page aligned */
 344         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 345         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 346         u64 ramdisk_end   = PAGE_ALIGN(ramdisk_image + ramdisk_size);
 347
 348         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
 349             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
 350                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
 351
 352         memblock_reserve(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
 353 }
 354 static void __init reserve_initrd(void)
 355 {
 356         /* Assume only end is not page aligned */
 357         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 358         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 359         u64 ramdisk_end   = PAGE_ALIGN(ramdisk_image + ramdisk_size);
 360         u64 mapped_size;
 361
 362         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
 363             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
 364                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
 365
 366         initrd_start = 0;
 367
 368         mapped_size = memblock_mem_size(max_pfn_mapped);
 369         if (ramdisk_size >= (mapped_size>>1))
 370                 panic("initrd too large to handle, "
 371                        "disabling initrd (%lld needed, %lld available)\n",
 372                        ramdisk_size, mapped_size>>1);
 373
 374         printk(KERN_INFO "RAMDISK: [mem %#010llx-%#010llx]\n", ramdisk_image,
 375                         ramdisk_end - 1);
 376
 377         if (pfn_range_is_mapped(PFN_DOWN(ramdisk_image),
 378                                 PFN_DOWN(ramdisk_end))) {
 379                 /* All are mapped, easy case */
 380                 initrd_start = ramdisk_image + PAGE_OFFSET;
 381                 initrd_end = initrd_start + ramdisk_size;
 382                 return;
 383         }
 384
 385         relocate_initrd();
 386
 387         memblock_free(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
 388 }
 389
 390 #else
 391 static void __init early_reserve_initrd(void)
 392 {
 393 }
 394 static void __init reserve_initrd(void)
 395 {
 396 }
 397 #endif /* CONFIG_BLK_DEV_INITRD */
 398
 399 static void __init parse_setup_data(void)
 400 {
 401         struct setup_data *data;
 402         u64 pa_data, pa_next;
 403
 404         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 405         while (pa_data) {
 406                 u32 data_len, data_type;
 407
 408                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 409                 data_len = data->len + sizeof(struct setup_data);
 410                 data_type = data->type;
 411                 pa_next = data->next;
 412                 early_memunmap(data, sizeof(*data));
 413
 414                 switch (data_type) {
 415                 case SETUP_E820_EXT:
 416                         e820__memory_setup_extended(pa_data, data_len);
 417                         break;
 418                 case SETUP_DTB:
 419                         add_dtb(pa_data);
 420                         break;
 421                 case SETUP_EFI:
 422                         parse_efi_setup(pa_data, data_len);
 423                         break;
 424                 default:
 425                         break;
 426                 }
 427                 pa_data = pa_next;
 428         }
 429 }
 430
 431 static void __init memblock_x86_reserve_range_setup_data(void)
 432 {
 433         struct setup_data *data;
 434         u64 pa_data;
 435
 436         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 437         while (pa_data) {
 438                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 439                 memblock_reserve(pa_data, sizeof(*data) + data->len);
 440                 pa_data = data->next;
 441                 early_memunmap(data, sizeof(*data));
 442         }
 443 }
 444
 445 /*
 446  * --------- Crashkernel reservation ------------------------------
 447  */
 448
 449 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
 450
 451 /* 16M alignment for crash kernel regions */
 452 #define CRASH_ALIGN             SZ_16M
 453
 454 /*
 455  * Keep the crash kernel below this limit.  On 32 bits earlier kernels
 456  * would limit the kernel to the low 512 MiB due to mapping restrictions.
 457  */
 458 #ifdef CONFIG_X86_32
 459 # define CRASH_ADDR_LOW_MAX     SZ_512M
 460 # define CRASH_ADDR_HIGH_MAX    SZ_512M
 461 #else
 462 # define CRASH_ADDR_LOW_MAX     SZ_4G
 463 # define CRASH_ADDR_HIGH_MAX    MAXMEM
 464 #endif
 465
 466 static int __init reserve_crashkernel_low(void)
 467 {
 468 #ifdef CONFIG_X86_64
 469         unsigned long long base, low_base = 0, low_size = 0;
 470         unsigned long total_low_mem;
 471         int ret;
 472
 473         total_low_mem = memblock_mem_size(1UL << (32 - PAGE_SHIFT));
 474
 475         /* crashkernel=Y,low */
 476         ret = parse_crashkernel_low(boot_command_line, total_low_mem, &low_size, &base);
 477         if (ret) {
 478                 /*
 479                  * two parts from lib/swiotlb.c:
 480                  * -swiotlb size: user-specified with swiotlb= or default.
 481                  *
 482                  * -swiotlb overflow buffer: now hardcoded to 32k. We round it
 483                  * to 8M for other buffers that may need to stay low too. Also
 484                  * make sure we allocate enough extra low memory so that we
 485                  * don't run out of DMA buffers for 32-bit devices.
 486                  */
 487                 low_size = max(swiotlb_size_or_default() + (8UL << 20), 256UL << 20);
 488         } else {
 489                 /* passed with crashkernel=0,low ? */
 490                 if (!low_size)
 491                         return 0;
 492         }
 493
 494         low_base = memblock_find_in_range(0, 1ULL << 32, low_size, CRASH_ALIGN);
 495         if (!low_base) {
 496                 pr_err("Cannot reserve %ldMB crashkernel low memory, please try smaller size.\n",
 497                        (unsigned long)(low_size >> 20));
 498                 return -ENOMEM;
 499         }
 500
 501         ret = memblock_reserve(low_base, low_size);
 502         if (ret) {
 503                 pr_err("%s: Error reserving crashkernel low memblock.\n", __func__);
 504                 return ret;
 505         }
 506
 507         pr_info("Reserving %ldMB of low memory at %ldMB for crashkernel (System low RAM: %ldMB)\n",
 508                 (unsigned long)(low_size >> 20),
 509                 (unsigned long)(low_base >> 20),
 510                 (unsigned long)(total_low_mem >> 20));
 511
 512         crashk_low_res.start = low_base;
 513         crashk_low_res.end   = low_base + low_size - 1;
 514         insert_resource(&iomem_resource, &crashk_low_res);
 515 #endif
 516         return 0;
 517 }
 518
 519 static void __init reserve_crashkernel(void)
 520 {
 521         unsigned long long crash_size, crash_base, total_mem;
 522         bool high = false;
 523         int ret;
 524
 525         total_mem = memblock_phys_mem_size();
 526
 527         /* crashkernel=XM */
 528         ret = parse_crashkernel(boot_command_line, total_mem, &crash_size, &crash_base);
 529         if (ret != 0 || crash_size <= 0) {
 530                 /* crashkernel=X,high */
 531                 ret = parse_crashkernel_high(boot_command_line, total_mem,
 532                                              &crash_size, &crash_base);
 533                 if (ret != 0 || crash_size <= 0)
 534                         return;
 535                 high = true;
 536         }
 537
 538         if (xen_pv_domain()) {
 539                 pr_info("Ignoring crashkernel for a Xen PV domain\n");
 540                 return;
 541         }
 542
 543         /* 0 means: find the address automatically */
 544         if (!crash_base) {
 545                 /*
 546                  * Set CRASH_ADDR_LOW_MAX upper bound for crash memory,
 547                  * crashkernel=x,high reserves memory over 4G, also allocates
 548                  * 256M extra low memory for DMA buffers and swiotlb.
 549                  * But the extra memory is not required for all machines.
 550                  * So try low memory first and fall back to high memory
 551                  * unless "crashkernel=size[KMG],high" is specified.
 552                  */
 553                 if (!high)
 554                         crash_base = memblock_find_in_range(CRASH_ALIGN,
 555                                                 CRASH_ADDR_LOW_MAX,
 556                                                 crash_size, CRASH_ALIGN);
 557                 if (!crash_base)
 558                         crash_base = memblock_find_in_range(CRASH_ALIGN,
 559                                                 CRASH_ADDR_HIGH_MAX,
 560                                                 crash_size, CRASH_ALIGN);
 561                 if (!crash_base) {
 562                         pr_info("crashkernel reservation failed - No suitable area found.\n");
 563                         return;
 564                 }
 565         } else {
 566                 unsigned long long start;
 567
 568                 start = memblock_find_in_range(crash_base,
 569                                                crash_base + crash_size,
 570                                                crash_size, 1 << 20);
 571                 if (start != crash_base) {
 572                         pr_info("crashkernel reservation failed - memory is in use.\n");
 573                         return;
 574                 }
 575         }
 576         ret = memblock_reserve(crash_base, crash_size);
 577         if (ret) {
 578                 pr_err("%s: Error reserving crashkernel memblock.\n", __func__);
 579                 return;
 580         }
 581
 582         if (crash_base >= (1ULL << 32) && reserve_crashkernel_low()) {
 583                 memblock_free(crash_base, crash_size);
 584                 return;
 585         }
 586
 587         pr_info("Reserving %ldMB of memory at %ldMB for crashkernel (System RAM: %ldMB)\n",
 588                 (unsigned long)(crash_size >> 20),
 589                 (unsigned long)(crash_base >> 20),
 590                 (unsigned long)(total_mem >> 20));
 591
 592         crashk_res.start = crash_base;
 593         crashk_res.end   = crash_base + crash_size - 1;
 594         insert_resource(&iomem_resource, &crashk_res);
 595 }
 596 #else
 597 static void __init reserve_crashkernel(void)
 598 {
 599 }
 600 #endif
 601
 602 static struct resource standard_io_resources[] = {
 603         { .name = "dma1", .start = 0x00, .end = 0x1f,
 604                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 605         { .name = "pic1", .start = 0x20, .end = 0x21,
 606                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 607         { .name = "timer0", .start = 0x40, .end = 0x43,
 608                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 609         { .name = "timer1", .start = 0x50, .end = 0x53,
 610                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 611         { .name = "keyboard", .start = 0x60, .end = 0x60,
 612                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 613         { .name = "keyboard", .start = 0x64, .end = 0x64,
 614                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 615         { .name = "dma page reg", .start = 0x80, .end = 0x8f,
 616                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 617         { .name = "pic2", .start = 0xa0, .end = 0xa1,
 618                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 619         { .name = "dma2", .start = 0xc0, .end = 0xdf,
 620                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 621         { .name = "fpu", .start = 0xf0, .end = 0xff,
 622                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO }
 623 };
 624
 625 void __init reserve_standard_io_resources(void)
 626 {
 627         int i;
 628
 629         /* request I/O space for devices used on all i[345]86 PCs */
 630         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(standard_io_resources); i++)
 631                 request_resource(&ioport_resource, &standard_io_resources[i]);
 632
 633 }
 634
 635 static __init void reserve_ibft_region(void)
 636 {
 637         unsigned long addr, size = 0;
 638
 639         addr = find_ibft_region(&size);
 640
 641         if (size)
 642                 memblock_reserve(addr, size);
 643 }
 644
 645 static bool __init snb_gfx_workaround_needed(void)
 646 {
 647 #ifdef CONFIG_PCI
 648         int i;
 649         u16 vendor, devid;
 650         static const __initconst u16 snb_ids[] = {
 651                 0x0102,
 652                 0x0112,
 653                 0x0122,
 654                 0x0106,
 655                 0x0116,
 656                 0x0126,
 657                 0x010a,
 658         };
 659
 660         /* Assume no if something weird is going on with PCI */
 661         if (!early_pci_allowed())
 662                 return false;
 663
 664         vendor = read_pci_config_16(0, 2, 0, PCI_VENDOR_ID);
 665         if (vendor != 0x8086)
 666                 return false;
 667
 668         devid = read_pci_config_16(0, 2, 0, PCI_DEVICE_ID);
 669         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(snb_ids); i++)
 670                 if (devid == snb_ids[i])
 671                         return true;
 672 #endif
 673
 674         return false;
 675 }
 676
 677 /*
 678  * Sandy Bridge graphics has trouble with certain ranges, exclude
 679  * them from allocation.
 680  */
 681 static void __init trim_snb_memory(void)
 682 {
 683         static const __initconst unsigned long bad_pages[] = {
 684                 0x20050000,
 685                 0x20110000,
 686                 0x20130000,
 687                 0x20138000,
 688                 0x40004000,
 689         };
 690         int i;
 691
 692         if (!snb_gfx_workaround_needed())
 693                 return;
 694
 695         printk(KERN_DEBUG "reserving inaccessible SNB gfx pages\n");
 696
 697         /*
 698          * Reserve all memory below the 1 MB mark that has not
 699          * already been reserved.
 700          */
 701         memblock_reserve(0, 1<<20);
 702
 703         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(bad_pages); i++) {
 704                 if (memblock_reserve(bad_pages[i], PAGE_SIZE))
 705                         printk(KERN_WARNING "failed to reserve 0x%08lx\n",
 706                                bad_pages[i]);
 707         }
 708 }
 709
 710 /*
 711  * Here we put platform-specific memory range workarounds, i.e.
 712  * memory known to be corrupt or otherwise in need to be reserved on
 713  * specific platforms.
 714  *
 715  * If this gets used more widely it could use a real dispatch mechanism.
 716  */
 717 static void __init trim_platform_memory_ranges(void)
 718 {
 719         trim_snb_memory();
 720 }
 721
 722 static void __init trim_bios_range(void)
 723 {
 724         /*
 725          * A special case is the first 4Kb of memory;
 726          * This is a BIOS owned area, not kernel ram, but generally
 727          * not listed as such in the E820 table.
 728          *
 729          * This typically reserves additional memory (64KiB by default)
 730          * since some BIOSes are known to corrupt low memory.  See the
 731          * Kconfig help text for X86_RESERVE_LOW.
 732          */
 733         e820__range_update(0, PAGE_SIZE, E820_TYPE_RAM, E820_TYPE_RESERVED);
 734
 735         /*
 736          * special case: Some BIOSen report the PC BIOS
 737          * area (640->1Mb) as ram even though it is not.
 738          * take them out.
 739          */
 740         e820__range_remove(BIOS_BEGIN, BIOS_END - BIOS_BEGIN, E820_TYPE_RAM, 1);
 741
 742         e820__update_table(e820_table);
 743 }
 744
 745 /* called before trim_bios_range() to spare extra sanitize */
 746 static void __init e820_add_kernel_range(void)
 747 {
 748         u64 start = __pa_symbol(_text);
 749         u64 size = __pa_symbol(_end) - start;
 750
 751         /*
 752          * Complain if .text .data and .bss are not marked as E820_TYPE_RAM and
 753          * attempt to fix it by adding the range. We may have a confused BIOS,
 754          * or the user may have used memmap=exactmap or memmap=xxM$yyM to
 755          * exclude kernel range. If we really are running on top non-RAM,
 756          * we will crash later anyways.
 757          */
 758         if (e820__mapped_all(start, start + size, E820_TYPE_RAM))
 759                 return;
 760
 761         pr_warn(".text .data .bss are not marked as E820_TYPE_RAM!\n");
 762         e820__range_remove(start, size, E820_TYPE_RAM, 0);
 763         e820__range_add(start, size, E820_TYPE_RAM);
 764 }
 765
 766 static unsigned reserve_low = CONFIG_X86_RESERVE_LOW << 10;
 767
 768 static int __init parse_reservelow(char *p)
 769 {
 770         unsigned long long size;
 771
 772         if (!p)
 773                 return -EINVAL;
 774
 775         size = memparse(p, &p);
 776
 777         if (size < 4096)
 778                 size = 4096;
 779
 780         if (size > 640*1024)
 781                 size = 640*1024;
 782
 783         reserve_low = size;
 784
 785         return 0;
 786 }
 787
 788 early_param("reservelow", parse_reservelow);
 789
 790 static void __init trim_low_memory_range(void)
 791 {
 792         memblock_reserve(0, ALIGN(reserve_low, PAGE_SIZE));
 793 }
 794
 795 /*
 796  * Dump out kernel offset information on panic.
 797  */
 798 static int
 799 dump_kernel_offset(struct notifier_block *self, unsigned long v, void *p)
 800 {
 801         if (kaslr_enabled()) {
 802                 pr_emerg("Kernel Offset: 0x%lx from 0x%lx (relocation range: 0x%lx-0x%lx)\n",
 803                          kaslr_offset(),
 804                          __START_KERNEL,
 805                          __START_KERNEL_map,
 806                          MODULES_VADDR-1);
 807         } else {
 808                 pr_emerg("Kernel Offset: disabled\n");
 809         }
 810
 811         return 0;
 812 }
 813
 814 /*
 815  * Determine if we were loaded by an EFI loader.  If so, then we have also been
 816  * passed the efi memmap, systab, etc., so we should use these data structures
 817  * for initialization.  Note, the efi init code path is determined by the
 818  * global efi_enabled. This allows the same kernel image to be used on existing
 819  * systems (with a traditional BIOS) as well as on EFI systems.
 820  */
 821 /*
 822  * setup_arch - architecture-specific boot-time initializations
 823  *
 824  * Note: On x86_64, fixmaps are ready for use even before this is called.
 825  */
 826
 827 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
 828 {
 829         memblock_reserve(__pa_symbol(_text),
 830                          (unsigned long)__bss_stop - (unsigned long)_text);
 831
 832         /*
 833          * Make sure page 0 is always reserved because on systems with
 834          * L1TF its contents can be leaked to user processes.
 835          */
 836         memblock_reserve(0, PAGE_SIZE);
 837
 838         early_reserve_initrd();
 839
 840         /*
 841          * At this point everything still needed from the boot loader
 842          * or BIOS or kernel text should be early reserved or marked not
 843          * RAM in e820. All other memory is free game.
 844          */
 845
 846 #ifdef CONFIG_X86_32
 847         memcpy(&boot_cpu_data, &new_cpu_data, sizeof(new_cpu_data));
 848
 849         /*
 850          * copy kernel address range established so far and switch
 851          * to the proper swapper page table
 852          */
 853         clone_pgd_range(swapper_pg_dir     + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
 854                         initial_page_table + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
 855                         KERNEL_PGD_PTRS);
 856
 857         load_cr3(swapper_pg_dir);
 858         /*
 859          * Note: Quark X1000 CPUs advertise PGE incorrectly and require
 860          * a cr3 based tlb flush, so the following __flush_tlb_all()
 861          * will not flush anything because the cpu quirk which clears
 862          * X86_FEATURE_PGE has not been invoked yet. Though due to the
 863          * load_cr3() above the TLB has been flushed already. The
 864          * quirk is invoked before subsequent calls to __flush_tlb_all()
 865          * so proper operation is guaranteed.
 866          */
 867         __flush_tlb_all();
 868 #else
 869         printk(KERN_INFO "Command line: %s\n", boot_command_line);
 870         boot_cpu_data.x86_phys_bits = MAX_PHYSMEM_BITS;
 871 #endif
 872
 873         /*
 874          * If we have OLPC OFW, we might end up relocating the fixmap due to
 875          * reserve_top(), so do this before touching the ioremap area.
 876          */
 877         olpc_ofw_detect();
 878
 879         idt_setup_early_traps();
 880         early_cpu_init();
 881         arch_init_ideal_nops();
 882         jump_label_init();
 883         early_ioremap_init();
 884
 885         setup_olpc_ofw_pgd();
 886
 887         ROOT_DEV = old_decode_dev(boot_params.hdr.root_dev);
 888         screen_info = boot_params.screen_info;
 889         edid_info = boot_params.edid_info;
 890 #ifdef CONFIG_X86_32
 891         apm_info.bios = boot_params.apm_bios_info;
 892         ist_info = boot_params.ist_info;
 893 #endif
 894         saved_video_mode = boot_params.hdr.vid_mode;
 895         bootloader_type = boot_params.hdr.type_of_loader;
 896         if ((bootloader_type >> 4) == 0xe) {
 897                 bootloader_type &= 0xf;
 898                 bootloader_type |= (boot_params.hdr.ext_loader_type+0x10) << 4;
 899         }
 900         bootloader_version  = bootloader_type & 0xf;
 901         bootloader_version |= boot_params.hdr.ext_loader_ver << 4;
 902
 903 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_RAM
 904         rd_image_start = boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_IMAGE_START_MASK;
 905         rd_prompt = ((boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_PROMPT_FLAG) != 0);
 906         rd_doload = ((boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_LOAD_FLAG) != 0);
 907 #endif
 908 #ifdef CONFIG_EFI
 909         if (!strncmp((char *)&boot_params.efi_info.efi_loader_signature,
 910                      EFI32_LOADER_SIGNATURE, 4)) {
 911                 set_bit(EFI_BOOT, &efi.flags);
 912         } else if (!strncmp((char *)&boot_params.efi_info.efi_loader_signature,
 913                      EFI64_LOADER_SIGNATURE, 4)) {
 914                 set_bit(EFI_BOOT, &efi.flags);
 915                 set_bit(EFI_64BIT, &efi.flags);
 916         }
 917 #endif
 918
 919         x86_init.oem.arch_setup();
 920
 921         iomem_resource.end = (1ULL << boot_cpu_data.x86_phys_bits) - 1;
 922         e820__memory_setup();
 923         parse_setup_data();
 924
 925         copy_edd();
 926
 927         if (!boot_params.hdr.root_flags)
 928                 root_mountflags &= ~MS_RDONLY;
 929         init_mm.start_code = (unsigned long) _text;
 930         init_mm.end_code = (unsigned long) _etext;
 931         init_mm.end_data = (unsigned long) _edata;
 932         init_mm.brk = _brk_end;
 933
 934         mpx_mm_init(&init_mm);
 935
 936         code_resource.start = __pa_symbol(_text);
 937         code_resource.end = __pa_symbol(_etext)-1;
 938         data_resource.start = __pa_symbol(_etext);
 939         data_resource.end = __pa_symbol(_edata)-1;
 940         bss_resource.start = __pa_symbol(__bss_start);
 941         bss_resource.end = __pa_symbol(__bss_stop)-1;
 942
 943 #ifdef CONFIG_CMDLINE_BOOL
 944 #ifdef CONFIG_CMDLINE_OVERRIDE
 945         strlcpy(boot_command_line, builtin_cmdline, COMMAND_LINE_SIZE);
 946 #else
 947         if (builtin_cmdline[0]) {
 948                 /* append boot loader cmdline to builtin */
 949                 strlcat(builtin_cmdline, " ", COMMAND_LINE_SIZE);
 950                 strlcat(builtin_cmdline, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 951                 strlcpy(boot_command_line, builtin_cmdline, COMMAND_LINE_SIZE);
 952         }
 953 #endif
 954 #endif
 955
 956         strlcpy(command_line, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 957         *cmdline_p = command_line;
 958
 959         /*
 960          * x86_configure_nx() is called before parse_early_param() to detect
 961          * whether hardware doesn't support NX (so that the early EHCI debug
 962          * console setup can safely call set_fixmap()). It may then be called
 963          * again from within noexec_setup() during parsing early parameters
 964          * to honor the respective command line option.
 965          */
 966         x86_configure_nx();
 967
 968         parse_early_param();
 969
 970         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
 971                 efi_memblock_x86_reserve_range();
 972 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
 973         /*
 974          * Memory used by the kernel cannot be hot-removed because Linux
 975          * cannot migrate the kernel pages. When memory hotplug is
 976          * enabled, we should prevent memblock from allocating memory
 977          * for the kernel.
 978          *
 979          * ACPI SRAT records all hotpluggable memory ranges. But before
 980          * SRAT is parsed, we don't know about it.
 981          *
 982          * The kernel image is loaded into memory at very early time. We
 983          * cannot prevent this anyway. So on NUMA system, we set any
 984          * node the kernel resides in as un-hotpluggable.
 985          *
 986          * Since on modern servers, one node could have double-digit
 987          * gigabytes memory, we can assume the memory around the kernel
 988          * image is also un-hotpluggable. So before SRAT is parsed, just
 989          * allocate memory near the kernel image to try the best to keep
 990          * the kernel away from hotpluggable memory.
 991          */
 992         if (movable_node_is_enabled())
 993                 memblock_set_bottom_up(true);
 994 #endif
 995
 996         x86_report_nx();
 997
 998         /* after early param, so could get panic from serial */
 999         memblock_x86_reserve_range_setup_data();
1000
1001         if (acpi_mps_check()) {
1002 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1003                 disable_apic = 1;
1004 #endif
1005                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_APIC);
1006         }
1007
1008         e820__reserve_setup_data();
1009         e820__finish_early_params();
1010
1011         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
1012                 efi_init();
1013
1014         dmi_setup();
1015
1016         /*
1017          * VMware detection requires dmi to be available, so this
1018          * needs to be done after dmi_setup(), for the boot CPU.
1019          */
1020         init_hypervisor_platform();
1021
1022         tsc_early_init();
1023         x86_init.resources.probe_roms();
1024
1025         /* after parse_early_param, so could debug it */
1026         insert_resource(&iomem_resource, &code_resource);
1027         insert_resource(&iomem_resource, &data_resource);
1028         insert_resource(&iomem_resource, &bss_resource);
1029
1030         e820_add_kernel_range();
1031         trim_bios_range();
1032 #ifdef CONFIG_X86_32
1033         if (ppro_with_ram_bug()) {
1034                 e820__range_update(0x70000000ULL, 0x40000ULL, E820_TYPE_RAM,
1035                                   E820_TYPE_RESERVED);
1036                 e820__update_table(e820_table);
1037                 printk(KERN_INFO "fixed physical RAM map:\n");
1038                 e820__print_table("bad_ppro");
1039         }
1040 #else
1041         early_gart_iommu_check();
1042 #endif
1043
1044         /*
1045          * partially used pages are not usable - thus
1046          * we are rounding upwards:
1047          */
1048         max_pfn = e820__end_of_ram_pfn();
1049
1050         /* update e820 for memory not covered by WB MTRRs */
1051         mtrr_bp_init();
1052         if (mtrr_trim_uncached_memory(max_pfn))
1053                 max_pfn = e820__end_of_ram_pfn();
1054
1055         max_possible_pfn = max_pfn;
1056
1057         /*
1058          * This call is required when the CPU does not support PAT. If
1059          * mtrr_bp_init() invoked it already via pat_init() the call has no
1060          * effect.
1061          */
1062         init_cache_modes();
1063
1064         /*
1065          * Define random base addresses for memory sections after max_pfn is
1066          * defined and before each memory section base is used.
1067          */
1068         kernel_randomize_memory();
1069
1070 #ifdef CONFIG_X86_32
1071         /* max_low_pfn get updated here */
1072         find_low_pfn_range();
1073 #else
1074         check_x2apic();
1075
1076         /* How many end-of-memory variables you have, grandma! */
1077         /* need this before calling reserve_initrd */
1078         if (max_pfn > (1UL<<(32 - PAGE_SHIFT)))
1079                 max_low_pfn = e820__end_of_low_ram_pfn();
1080         else
1081                 max_low_pfn = max_pfn;
1082
1083         high_memory = (void *)__va(max_pfn * PAGE_SIZE - 1) + 1;
1084 #endif
1085
1086         /*
1087          * Find and reserve possible boot-time SMP configuration:
1088          */
1089         find_smp_config();
1090
1091         reserve_ibft_region();
1092
1093         early_alloc_pgt_buf();
1094
1095         /*
1096          * Need to conclude brk, before e820__memblock_setup()
1097          *  it could use memblock_find_in_range, could overlap with
1098          *  brk area.
1099          */
1100         reserve_brk();
1101
1102         cleanup_highmap();
1103
1104         memblock_set_current_limit(ISA_END_ADDRESS);
1105         e820__memblock_setup();
1106
1107         reserve_bios_regions();
1108
1109         if (efi_enabled(EFI_MEMMAP)) {
1110                 efi_fake_memmap();
1111                 efi_find_mirror();
1112                 efi_esrt_init();
1113
1114                 /*
1115                  * The EFI specification says that boot service code won't be
1116                  * called after ExitBootServices(). This is, in fact, a lie.
1117                  */
1118                 efi_reserve_boot_services();
1119         }
1120
1121         /* preallocate 4k for mptable mpc */
1122         e820__memblock_alloc_reserved_mpc_new();
1123
1124 #ifdef CONFIG_X86_CHECK_BIOS_CORRUPTION
1125         setup_bios_corruption_check();
1126 #endif
1127
1128 #ifdef CONFIG_X86_32
1129         printk(KERN_DEBUG "initial memory mapped: [mem 0x00000000-%#010lx]\n",
1130                         (max_pfn_mapped<<PAGE_SHIFT) - 1);
1131 #endif
1132
1133         reserve_real_mode();
1134
1135         trim_platform_memory_ranges();
1136         trim_low_memory_range();
1137
1138         init_mem_mapping();
1139
1140         idt_setup_early_pf();
1141
1142         /*
1143          * Update mmu_cr4_features (and, indirectly, trampoline_cr4_features)
1144          * with the current CR4 value.  This may not be necessary, but
1145          * auditing all the early-boot CR4 manipulation would be needed to
1146          * rule it out.
1147          *
1148          * Mask off features that don't work outside long mode (just
1149          * PCIDE for now).
1150          */
1151         mmu_cr4_features = __read_cr4() & ~X86_CR4_PCIDE;
1152
1153         memblock_set_current_limit(get_max_mapped());
1154
1155         /*
1156          * NOTE: On x86-32, only from this point on, fixmaps are ready for use.
1157          */
1158
1159 #ifdef CONFIG_PROVIDE_OHCI1394_DMA_INIT
1160         if (init_ohci1394_dma_early)
1161                 init_ohci1394_dma_on_all_controllers();
1162 #endif
1163         /* Allocate bigger log buffer */
1164         setup_log_buf(1);
1165
1166         if (efi_enabled(EFI_BOOT)) {
1167                 switch (boot_params.secure_boot) {
1168                 case efi_secureboot_mode_disabled:
1169                         pr_info("Secure boot disabled\n");
1170                         break;
1171                 case efi_secureboot_mode_enabled:
1172                         pr_info("Secure boot enabled\n");
1173                         break;
1174                 default:
1175                         pr_info("Secure boot could not be determined\n");
1176                         break;
1177                 }
1178         }
1179
1180         reserve_initrd();
1181
1182         acpi_table_upgrade();
1183
1184         vsmp_init();
1185
1186         io_delay_init();
1187
1188         early_platform_quirks();
1189
1190         /*
1191          * Parse the ACPI tables for possible boot-time SMP configuration.
1192          */
1193         acpi_boot_table_init();
1194
1195         early_acpi_boot_init();
1196
1197         initmem_init();
1198         dma_contiguous_reserve(max_pfn_mapped << PAGE_SHIFT);
1199
1200         /*
1201          * Reserve memory for crash kernel after SRAT is parsed so that it
1202          * won't consume hotpluggable memory.
1203          */
1204         reserve_crashkernel();
1205
1206         memblock_find_dma_reserve();
1207
1208         if (!early_xdbc_setup_hardware())
1209                 early_xdbc_register_console();
1210
1211         x86_init.paging.pagetable_init();
1212
1213         kasan_init();
1214
1215         /*
1216          * Sync back kernel address range.
1217          *
1218          * FIXME: Can the later sync in setup_cpu_entry_areas() replace
1219          * this call?
1220          */
1221         sync_initial_page_table();
1222
1223         tboot_probe();
1224
1225         map_vsyscall();
1226
1227         generic_apic_probe();
1228
1229         early_quirks();
1230
1231         /*
1232          * Read APIC and some other early information from ACPI tables.
1233          */
1234         acpi_boot_init();
1235         sfi_init();
1236         x86_dtb_init();
1237
1238         /*
1239          * get boot-time SMP configuration:
1240          */
1241         get_smp_config();
1242
1243         /*
1244          * Systems w/o ACPI and mptables might not have it mapped the local
1245          * APIC yet, but prefill_possible_map() might need to access it.
1246          */
1247         init_apic_mappings();
1248
1249         prefill_possible_map();
1250
1251         init_cpu_to_node();
1252
1253         io_apic_init_mappings();
1254
1255         x86_init.hyper.guest_late_init();
1256
1257         e820__reserve_resources();
1258         e820__register_nosave_regions(max_pfn);
1259
1260         x86_init.resources.reserve_resources();
1261
1262         e820__setup_pci_gap();
1263
1264 #ifdef CONFIG_VT
1265 #if defined(CONFIG_VGA_CONSOLE)
1266         if (!efi_enabled(EFI_BOOT) || (efi_mem_type(0xa0000) != EFI_CONVENTIONAL_MEMORY))
1267                 conswitchp = &vga_con;
1268 #elif defined(CONFIG_DUMMY_CONSOLE)
1269         conswitchp = &dummy_con;
1270 #endif
1271 #endif
1272         x86_init.oem.banner();
1273
1274         x86_init.timers.wallclock_init();
1275
1276         mcheck_init();
1277
1278         register_refined_jiffies(CLOCK_TICK_RATE);
1279
1280 #ifdef CONFIG_EFI
1281         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
1282                 efi_apply_memmap_quirks();
1283 #endif
1284
1285         unwind_init();
1286 }
1287
1288 #ifdef CONFIG_X86_32
1289
1290 static struct resource video_ram_resource = {
1291         .name   = "Video RAM area",
1292         .start  = 0xa0000,
1293         .end    = 0xbffff,
1294         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_MEM
1295 };
1296
1297 void __init i386_reserve_resources(void)
1298 {
1299         request_resource(&iomem_resource, &video_ram_resource);
1300         reserve_standard_io_resources();
1301 }
1302
1303 #endif /* CONFIG_X86_32 */
1304
1305 static struct notifier_block kernel_offset_notifier = {
1306         .notifier_call = dump_kernel_offset
1307 };
1308
1309 static int __init register_kernel_offset_dumper(void)
1310 {
1311         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list,
1312                                         &kernel_offset_notifier);
1313         return 0;
1314 }
1315 __initcall(register_kernel_offset_dumper);