arch/arm64/kernel/setup.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * Based on arch/arm/kernel/setup.c
   4  *
   5  * Copyright (C) 1995-2001 Russell King
   6  * Copyright (C) 2012 ARM Ltd.
   7  */
   8
   9 #include <linux/acpi.h>
  10 #include <linux/export.h>
  11 #include <linux/kernel.h>
  12 #include <linux/stddef.h>
  13 #include <linux/ioport.h>
  14 #include <linux/delay.h>
  15 #include <linux/initrd.h>
  16 #include <linux/console.h>
  17 #include <linux/cache.h>
  18 #include <linux/screen_info.h>
  19 #include <linux/init.h>
  20 #include <linux/kexec.h>
  21 #include <linux/root_dev.h>
  22 #include <linux/cpu.h>
  23 #include <linux/interrupt.h>
  24 #include <linux/smp.h>
  25 #include <linux/fs.h>
  26 #include <linux/panic_notifier.h>
  27 #include <linux/proc_fs.h>
  28 #include <linux/memblock.h>
  29 #include <linux/of_fdt.h>
  30 #include <linux/efi.h>
  31 #include <linux/psci.h>
  32 #include <linux/sched/task.h>
  33 #include <linux/mm.h>
  34
  35 #include <asm/acpi.h>
  36 #include <asm/fixmap.h>
  37 #include <asm/cpu.h>
  38 #include <asm/cputype.h>
  39 #include <asm/daifflags.h>
  40 #include <asm/elf.h>
  41 #include <asm/cpufeature.h>
  42 #include <asm/cpu_ops.h>
  43 #include <asm/kasan.h>
  44 #include <asm/numa.h>
  45 #include <asm/sections.h>
  46 #include <asm/setup.h>
  47 #include <asm/smp_plat.h>
  48 #include <asm/cacheflush.h>
  49 #include <asm/tlbflush.h>
  50 #include <asm/traps.h>
  51 #include <asm/efi.h>
  52 #include <asm/xen/hypervisor.h>
  53 #include <asm/mmu_context.h>
  54
  55 static int num_standard_resources;
  56 static struct resource *standard_resources;
  57
  58 phys_addr_t __fdt_pointer __initdata;
  59
  60 /*
  61  * Standard memory resources
  62  */
  63 static struct resource mem_res[] = {
  64         {
  65                 .name = "Kernel code",
  66                 .start = 0,
  67                 .end = 0,
  68                 .flags = IORESOURCE_SYSTEM_RAM
  69         },
  70         {
  71                 .name = "Kernel data",
  72                 .start = 0,
  73                 .end = 0,
  74                 .flags = IORESOURCE_SYSTEM_RAM
  75         }
  76 };
  77
  78 #define kernel_code mem_res[0]
  79 #define kernel_data mem_res[1]
  80
  81 /*
  82  * The recorded values of x0 .. x3 upon kernel entry.
  83  */
  84 u64 __cacheline_aligned boot_args[4];
  85
  86 void __init smp_setup_processor_id(void)
  87 {
  88         u64 mpidr = read_cpuid_mpidr() & MPIDR_HWID_BITMASK;
  89         set_cpu_logical_map(0, mpidr);
  90
  91         pr_info("Booting Linux on physical CPU 0x%010lx [0x%08x]\n",
  92                 (unsigned long)mpidr, read_cpuid_id());
  93 }
  94
  95 bool arch_match_cpu_phys_id(int cpu, u64 phys_id)
  96 {
  97         return phys_id == cpu_logical_map(cpu);
  98 }
  99
 100 struct mpidr_hash mpidr_hash;
 101 /**
 102  * smp_build_mpidr_hash - Pre-compute shifts required at each affinity
 103  *                        level in order to build a linear index from an
 104  *                        MPIDR value. Resulting algorithm is a collision
 105  *                        free hash carried out through shifting and ORing
 106  */
 107 static void __init smp_build_mpidr_hash(void)
 108 {
 109         u32 i, affinity, fs[4], bits[4], ls;
 110         u64 mask = 0;
 111         /*
 112          * Pre-scan the list of MPIDRS and filter out bits that do
 113          * not contribute to affinity levels, ie they never toggle.
 114          */
 115         for_each_possible_cpu(i)
 116                 mask |= (cpu_logical_map(i) ^ cpu_logical_map(0));
 117         pr_debug("mask of set bits %#llx\n", mask);
 118         /*
 119          * Find and stash the last and first bit set at all affinity levels to
 120          * check how many bits are required to represent them.
 121          */
 122         for (i = 0; i < 4; i++) {
 123                 affinity = MPIDR_AFFINITY_LEVEL(mask, i);
 124                 /*
 125                  * Find the MSB bit and LSB bits position
 126                  * to determine how many bits are required
 127                  * to express the affinity level.
 128                  */
 129                 ls = fls(affinity);
 130                 fs[i] = affinity ? ffs(affinity) - 1 : 0;
 131                 bits[i] = ls - fs[i];
 132         }
 133         /*
 134          * An index can be created from the MPIDR_EL1 by isolating the
 135          * significant bits at each affinity level and by shifting
 136          * them in order to compress the 32 bits values space to a
 137          * compressed set of values. This is equivalent to hashing
 138          * the MPIDR_EL1 through shifting and ORing. It is a collision free
 139          * hash though not minimal since some levels might contain a number
 140          * of CPUs that is not an exact power of 2 and their bit
 141          * representation might contain holes, eg MPIDR_EL1[7:0] = {0x2, 0x80}.
 142          */
 143         mpidr_hash.shift_aff[0] = MPIDR_LEVEL_SHIFT(0) + fs[0];
 144         mpidr_hash.shift_aff[1] = MPIDR_LEVEL_SHIFT(1) + fs[1] - bits[0];
 145         mpidr_hash.shift_aff[2] = MPIDR_LEVEL_SHIFT(2) + fs[2] -
 146                                                 (bits[1] + bits[0]);
 147         mpidr_hash.shift_aff[3] = MPIDR_LEVEL_SHIFT(3) +
 148                                   fs[3] - (bits[2] + bits[1] + bits[0]);
 149         mpidr_hash.mask = mask;
 150         mpidr_hash.bits = bits[3] + bits[2] + bits[1] + bits[0];
 151         pr_debug("MPIDR hash: aff0[%u] aff1[%u] aff2[%u] aff3[%u] mask[%#llx] bits[%u]\n",
 152                 mpidr_hash.shift_aff[0],
 153                 mpidr_hash.shift_aff[1],
 154                 mpidr_hash.shift_aff[2],
 155                 mpidr_hash.shift_aff[3],
 156                 mpidr_hash.mask,
 157                 mpidr_hash.bits);
 158         /*
 159          * 4x is an arbitrary value used to warn on a hash table much bigger
 160          * than expected on most systems.
 161          */
 162         if (mpidr_hash_size() > 4 * num_possible_cpus())
 163                 pr_warn("Large number of MPIDR hash buckets detected\n");
 164 }
 165
 166 static void *early_fdt_ptr __initdata;
 167
 168 void __init *get_early_fdt_ptr(void)
 169 {
 170         return early_fdt_ptr;
 171 }
 172
 173 asmlinkage void __init early_fdt_map(u64 dt_phys)
 174 {
 175         int fdt_size;
 176
 177         early_fixmap_init();
 178         early_fdt_ptr = fixmap_remap_fdt(dt_phys, &fdt_size, PAGE_KERNEL);
 179 }
 180
 181 static void __init setup_machine_fdt(phys_addr_t dt_phys)
 182 {
 183         int size;
 184         void *dt_virt = fixmap_remap_fdt(dt_phys, &size, PAGE_KERNEL);
 185         const char *name;
 186
 187         if (dt_virt)
 188                 memblock_reserve(dt_phys, size);
 189
 190         if (!dt_virt || !early_init_dt_scan(dt_virt)) {
 191                 pr_crit("\n"
 192                         "Error: invalid device tree blob at physical address %pa (virtual address 0x%px)\n"
 193                         "The dtb must be 8-byte aligned and must not exceed 2 MB in size\n"
 194                         "\nPlease check your bootloader.",
 195                         &dt_phys, dt_virt);
 196
 197                 /*
 198                  * Note that in this _really_ early stage we cannot even BUG()
 199                  * or oops, so the least terrible thing to do is cpu_relax(),
 200                  * or else we could end-up printing non-initialized data, etc.
 201                  */
 202                 while (true)
 203                         cpu_relax();
 204         }
 205
 206         /* Early fixups are done, map the FDT as read-only now */
 207         fixmap_remap_fdt(dt_phys, &size, PAGE_KERNEL_RO);
 208
 209         name = of_flat_dt_get_machine_name();
 210         if (!name)
 211                 return;
 212
 213         pr_info("Machine model: %s\n", name);
 214         dump_stack_set_arch_desc("%s (DT)", name);
 215 }
 216
 217 static void __init request_standard_resources(void)
 218 {
 219         struct memblock_region *region;
 220         struct resource *res;
 221         unsigned long i = 0;
 222         size_t res_size;
 223
 224         kernel_code.start   = __pa_symbol(_stext);
 225         kernel_code.end     = __pa_symbol(__init_begin - 1);
 226         kernel_data.start   = __pa_symbol(_sdata);
 227         kernel_data.end     = __pa_symbol(_end - 1);
 228         insert_resource(&iomem_resource, &kernel_code);
 229         insert_resource(&iomem_resource, &kernel_data);
 230
 231         num_standard_resources = memblock.memory.cnt;
 232         res_size = num_standard_resources * sizeof(*standard_resources);
 233         standard_resources = memblock_alloc(res_size, SMP_CACHE_BYTES);
 234         if (!standard_resources)
 235                 panic("%s: Failed to allocate %zu bytes\n", __func__, res_size);
 236
 237         for_each_mem_region(region) {
 238                 res = &standard_resources[i++];
 239                 if (memblock_is_nomap(region)) {
 240                         res->name  = "reserved";
 241                         res->flags = IORESOURCE_MEM;
 242                         res->start = __pfn_to_phys(memblock_region_reserved_base_pfn(region));
 243                         res->end = __pfn_to_phys(memblock_region_reserved_end_pfn(region)) - 1;
 244                 } else {
 245                         res->name  = "System RAM";
 246                         res->flags = IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
 247                         res->start = __pfn_to_phys(memblock_region_memory_base_pfn(region));
 248                         res->end = __pfn_to_phys(memblock_region_memory_end_pfn(region)) - 1;
 249                 }
 250
 251                 insert_resource(&iomem_resource, res);
 252         }
 253 }
 254
 255 static int __init reserve_memblock_reserved_regions(void)
 256 {
 257         u64 i, j;
 258
 259         for (i = 0; i < num_standard_resources; ++i) {
 260                 struct resource *mem = &standard_resources[i];
 261                 phys_addr_t r_start, r_end, mem_size = resource_size(mem);
 262
 263                 if (!memblock_is_region_reserved(mem->start, mem_size))
 264                         continue;
 265
 266                 for_each_reserved_mem_range(j, &r_start, &r_end) {
 267                         resource_size_t start, end;
 268
 269                         start = max(PFN_PHYS(PFN_DOWN(r_start)), mem->start);
 270                         end = min(PFN_PHYS(PFN_UP(r_end)) - 1, mem->end);
 271
 272                         if (start > mem->end || end < mem->start)
 273                                 continue;
 274
 275                         reserve_region_with_split(mem, start, end, "reserved");
 276                 }
 277         }
 278
 279         return 0;
 280 }
 281 arch_initcall(reserve_memblock_reserved_regions);
 282
 283 u64 __cpu_logical_map[NR_CPUS] = { [0 ... NR_CPUS-1] = INVALID_HWID };
 284
 285 u64 cpu_logical_map(unsigned int cpu)
 286 {
 287         return __cpu_logical_map[cpu];
 288 }
 289
 290 void __init __no_sanitize_address setup_arch(char **cmdline_p)
 291 {
 292         setup_initial_init_mm(_stext, _etext, _edata, _end);
 293
 294         *cmdline_p = boot_command_line;
 295
 296         /*
 297          * If know now we are going to need KPTI then use non-global
 298          * mappings from the start, avoiding the cost of rewriting
 299          * everything later.
 300          */
 301         arm64_use_ng_mappings = kaslr_requires_kpti();
 302
 303         early_fixmap_init();
 304         early_ioremap_init();
 305
 306         setup_machine_fdt(__fdt_pointer);
 307
 308         /*
 309          * Initialise the static keys early as they may be enabled by the
 310          * cpufeature code and early parameters.
 311          */
 312         jump_label_init();
 313         parse_early_param();
 314
 315         /*
 316          * Unmask asynchronous aborts and fiq after bringing up possible
 317          * earlycon. (Report possible System Errors once we can report this
 318          * occurred).
 319          */
 320         local_daif_restore(DAIF_PROCCTX_NOIRQ);
 321
 322         /*
 323          * TTBR0 is only used for the identity mapping at this stage. Make it
 324          * point to zero page to avoid speculatively fetching new entries.
 325          */
 326         cpu_uninstall_idmap();
 327
 328         xen_early_init();
 329         efi_init();
 330
 331         if (!efi_enabled(EFI_BOOT) && ((u64)_text % MIN_KIMG_ALIGN) != 0)
 332              pr_warn(FW_BUG "Kernel image misaligned at boot, please fix your bootloader!");
 333
 334         arm64_memblock_init();
 335
 336         paging_init();
 337
 338         acpi_table_upgrade();
 339
 340         /* Parse the ACPI tables for possible boot-time configuration */
 341         acpi_boot_table_init();
 342
 343         if (acpi_disabled)
 344                 unflatten_device_tree();
 345
 346         bootmem_init();
 347
 348         kasan_init();
 349
 350         request_standard_resources();
 351
 352         early_ioremap_reset();
 353
 354         if (acpi_disabled)
 355                 psci_dt_init();
 356         else
 357                 psci_acpi_init();
 358
 359         init_bootcpu_ops();
 360         smp_init_cpus();
 361         smp_build_mpidr_hash();
 362
 363         /* Init percpu seeds for random tags after cpus are set up. */
 364         kasan_init_sw_tags();
 365
 366 #ifdef CONFIG_ARM64_SW_TTBR0_PAN
 367         /*
 368          * Make sure init_thread_info.ttbr0 always generates translation
 369          * faults in case uaccess_enable() is inadvertently called by the init
 370          * thread.
 371          */
 372         init_task.thread_info.ttbr0 = phys_to_ttbr(__pa_symbol(reserved_pg_dir));
 373 #endif
 374
 375         if (boot_args[1] || boot_args[2] || boot_args[3]) {
 376                 pr_err("WARNING: x1-x3 nonzero in violation of boot protocol:\n"
 377                         "\tx1: %016llx\n\tx2: %016llx\n\tx3: %016llx\n"
 378                         "This indicates a broken bootloader or old kernel\n",
 379                         boot_args[1], boot_args[2], boot_args[3]);
 380         }
 381 }
 382
 383 static inline bool cpu_can_disable(unsigned int cpu)
 384 {
 385 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 386         const struct cpu_operations *ops = get_cpu_ops(cpu);
 387
 388         if (ops && ops->cpu_can_disable)
 389                 return ops->cpu_can_disable(cpu);
 390 #endif
 391         return false;
 392 }
 393
 394 static int __init topology_init(void)
 395 {
 396         int i;
 397
 398         for_each_possible_cpu(i) {
 399                 struct cpu *cpu = &per_cpu(cpu_data.cpu, i);
 400                 cpu->hotpluggable = cpu_can_disable(i);
 401                 register_cpu(cpu, i);
 402         }
 403
 404         return 0;
 405 }
 406 subsys_initcall(topology_init);
 407
 408 static void dump_kernel_offset(void)
 409 {
 410         const unsigned long offset = kaslr_offset();
 411
 412         if (IS_ENABLED(CONFIG_RANDOMIZE_BASE) && offset > 0) {
 413                 pr_emerg("Kernel Offset: 0x%lx from 0x%lx\n",
 414                          offset, KIMAGE_VADDR);
 415                 pr_emerg("PHYS_OFFSET: 0x%llx\n", PHYS_OFFSET);
 416         } else {
 417                 pr_emerg("Kernel Offset: disabled\n");
 418         }
 419 }
 420
 421 static int arm64_panic_block_dump(struct notifier_block *self,
 422                                   unsigned long v, void *p)
 423 {
 424         dump_kernel_offset();
 425         dump_cpu_features();
 426         dump_mem_limit();
 427         return 0;
 428 }
 429
 430 static struct notifier_block arm64_panic_block = {
 431         .notifier_call = arm64_panic_block_dump
 432 };
 433
 434 static int __init register_arm64_panic_block(void)
 435 {
 436         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list,
 437                                        &arm64_panic_block);
 438         return 0;
 439 }
 440 device_initcall(register_arm64_panic_block);