Merge tag 'afs-next-20171113' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/dhowel...
[sfrench/cifs-2.6.git] / 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/bootmem.h>
34 #include <linux/memblock.h>
35 #include <linux/seq_file.h>
36 #include <linux/console.h>
37 #include <linux/root_dev.h>
38 #include <linux/highmem.h>
39 #include <linux/export.h>
40 #include <linux/efi.h>
41 #include <linux/init.h>
42 #include <linux/edd.h>
43 #include <linux/iscsi_ibft.h>
44 #include <linux/nodemask.h>
45 #include <linux/kexec.h>
46 #include <linux/dmi.h>
47 #include <linux/pfn.h>
48 #include <linux/pci.h>
49 #include <asm/pci-direct.h>
50 #include <linux/init_ohci1394_dma.h>
51 #include <linux/kvm_para.h>
52 #include <linux/dma-contiguous.h>
53
54 #include <linux/errno.h>
55 #include <linux/kernel.h>
56 #include <linux/stddef.h>
57 #include <linux/unistd.h>
58 #include <linux/ptrace.h>
59 #include <linux/user.h>
60 #include <linux/delay.h>
61
62 #include <linux/kallsyms.h>
63 #include <linux/cpufreq.h>
64 #include <linux/dma-mapping.h>
65 #include <linux/ctype.h>
66 #include <linux/uaccess.h>
67
68 #include <linux/percpu.h>
69 #include <linux/crash_dump.h>
70 #include <linux/tboot.h>
71 #include <linux/jiffies.h>
72 #include <linux/mem_encrypt.h>
73
74 #include <linux/usb/xhci-dbgp.h>
75 #include <video/edid.h>
76
77 #include <asm/mtrr.h>
78 #include <asm/apic.h>
79 #include <asm/realmode.h>
80 #include <asm/e820/api.h>
81 #include <asm/mpspec.h>
82 #include <asm/setup.h>
83 #include <asm/efi.h>
84 #include <asm/timer.h>
85 #include <asm/i8259.h>
86 #include <asm/sections.h>
87 #include <asm/io_apic.h>
88 #include <asm/ist.h>
89 #include <asm/setup_arch.h>
90 #include <asm/bios_ebda.h>
91 #include <asm/cacheflush.h>
92 #include <asm/processor.h>
93 #include <asm/bugs.h>
94 #include <asm/kasan.h>
95
96 #include <asm/vsyscall.h>
97 #include <asm/cpu.h>
98 #include <asm/desc.h>
99 #include <asm/dma.h>
100 #include <asm/iommu.h>
101 #include <asm/gart.h>
102 #include <asm/mmu_context.h>
103 #include <asm/proto.h>
104
105 #include <asm/paravirt.h>
106 #include <asm/hypervisor.h>
107 #include <asm/olpc_ofw.h>
108
109 #include <asm/percpu.h>
110 #include <asm/topology.h>
111 #include <asm/apicdef.h>
112 #include <asm/amd_nb.h>
113 #include <asm/mce.h>
114 #include <asm/alternative.h>
115 #include <asm/prom.h>
116 #include <asm/microcode.h>
117 #include <asm/mmu_context.h>
118 #include <asm/kaslr.h>
119 #include <asm/unwind.h>
120
121 /*
122  * max_low_pfn_mapped: highest direct mapped pfn under 4GB
123  * max_pfn_mapped:     highest direct mapped pfn over 4GB
124  *
125  * The direct mapping only covers E820_TYPE_RAM regions, so the ranges and gaps are
126  * represented by pfn_mapped
127  */
128 unsigned long max_low_pfn_mapped;
129 unsigned long max_pfn_mapped;
130
131 #ifdef CONFIG_DMI
132 RESERVE_BRK(dmi_alloc, 65536);
133 #endif
134
135
136 static __initdata unsigned long _brk_start = (unsigned long)__brk_base;
137 unsigned long _brk_end = (unsigned long)__brk_base;
138
139 struct boot_params boot_params;
140
141 /*
142  * Machine setup..
143  */
144 static struct resource data_resource = {
145         .name   = "Kernel data",
146         .start  = 0,
147         .end    = 0,
148         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
149 };
150
151 static struct resource code_resource = {
152         .name   = "Kernel code",
153         .start  = 0,
154         .end    = 0,
155         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
156 };
157
158 static struct resource bss_resource = {
159         .name   = "Kernel bss",
160         .start  = 0,
161         .end    = 0,
162         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
163 };
164
165
166 #ifdef CONFIG_X86_32
167 /* cpu data as detected by the assembly code in head_32.S */
168 struct cpuinfo_x86 new_cpu_data;
169
170 /* common cpu data for all cpus */
171 struct cpuinfo_x86 boot_cpu_data __read_mostly;
172 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_data);
173
174 unsigned int def_to_bigsmp;
175
176 /* for MCA, but anyone else can use it if they want */
177 unsigned int machine_id;
178 unsigned int machine_submodel_id;
179 unsigned int BIOS_revision;
180
181 struct apm_info apm_info;
182 EXPORT_SYMBOL(apm_info);
183
184 #if defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI) || \
185         defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI_MODULE)
186 struct ist_info ist_info;
187 EXPORT_SYMBOL(ist_info);
188 #else
189 struct ist_info ist_info;
190 #endif
191
192 #else
193 struct cpuinfo_x86 boot_cpu_data __read_mostly = {
194         .x86_phys_bits = MAX_PHYSMEM_BITS,
195 };
196 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_data);
197 #endif
198
199
200 #if !defined(CONFIG_X86_PAE) || defined(CONFIG_X86_64)
201 __visible unsigned long mmu_cr4_features __ro_after_init;
202 #else
203 __visible unsigned long mmu_cr4_features __ro_after_init = X86_CR4_PAE;
204 #endif
205
206 /* Boot loader ID and version as integers, for the benefit of proc_dointvec */
207 int bootloader_type, bootloader_version;
208
209 /*
210  * Setup options
211  */
212 struct screen_info screen_info;
213 EXPORT_SYMBOL(screen_info);
214 struct edid_info edid_info;
215 EXPORT_SYMBOL_GPL(edid_info);
216
217 extern int root_mountflags;
218
219 unsigned long saved_video_mode;
220
221 #define RAMDISK_IMAGE_START_MASK        0x07FF
222 #define RAMDISK_PROMPT_FLAG             0x8000
223 #define RAMDISK_LOAD_FLAG               0x4000
224
225 static char __initdata command_line[COMMAND_LINE_SIZE];
226 #ifdef CONFIG_CMDLINE_BOOL
227 static char __initdata builtin_cmdline[COMMAND_LINE_SIZE] = CONFIG_CMDLINE;
228 #endif
229
230 #if defined(CONFIG_EDD) || defined(CONFIG_EDD_MODULE)
231 struct edd edd;
232 #ifdef CONFIG_EDD_MODULE
233 EXPORT_SYMBOL(edd);
234 #endif
235 /**
236  * copy_edd() - Copy the BIOS EDD information
237  *              from boot_params into a safe place.
238  *
239  */
240 static inline void __init copy_edd(void)
241 {
242      memcpy(edd.mbr_signature, boot_params.edd_mbr_sig_buffer,
243             sizeof(edd.mbr_signature));
244      memcpy(edd.edd_info, boot_params.eddbuf, sizeof(edd.edd_info));
245      edd.mbr_signature_nr = boot_params.edd_mbr_sig_buf_entries;
246      edd.edd_info_nr = boot_params.eddbuf_entries;
247 }
248 #else
249 static inline void __init copy_edd(void)
250 {
251 }
252 #endif
253
254 void * __init extend_brk(size_t size, size_t align)
255 {
256         size_t mask = align - 1;
257         void *ret;
258
259         BUG_ON(_brk_start == 0);
260         BUG_ON(align & mask);
261
262         _brk_end = (_brk_end + mask) & ~mask;
263         BUG_ON((char *)(_brk_end + size) > __brk_limit);
264
265         ret = (void *)_brk_end;
266         _brk_end += size;
267
268         memset(ret, 0, size);
269
270         return ret;
271 }
272
273 #ifdef CONFIG_X86_32
274 static void __init cleanup_highmap(void)
275 {
276 }
277 #endif
278
279 static void __init reserve_brk(void)
280 {
281         if (_brk_end > _brk_start)
282                 memblock_reserve(__pa_symbol(_brk_start),
283                                  _brk_end - _brk_start);
284
285         /* Mark brk area as locked down and no longer taking any
286            new allocations */
287         _brk_start = 0;
288 }
289
290 u64 relocated_ramdisk;
291
292 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
293
294 static u64 __init get_ramdisk_image(void)
295 {
296         u64 ramdisk_image = boot_params.hdr.ramdisk_image;
297
298         ramdisk_image |= (u64)boot_params.ext_ramdisk_image << 32;
299
300         return ramdisk_image;
301 }
302 static u64 __init get_ramdisk_size(void)
303 {
304         u64 ramdisk_size = boot_params.hdr.ramdisk_size;
305
306         ramdisk_size |= (u64)boot_params.ext_ramdisk_size << 32;
307
308         return ramdisk_size;
309 }
310
311 static void __init relocate_initrd(void)
312 {
313         /* Assume only end is not page aligned */
314         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
315         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
316         u64 area_size     = PAGE_ALIGN(ramdisk_size);
317
318         /* We need to move the initrd down into directly mapped mem */
319         relocated_ramdisk = memblock_find_in_range(0, PFN_PHYS(max_pfn_mapped),
320                                                    area_size, PAGE_SIZE);
321
322         if (!relocated_ramdisk)
323                 panic("Cannot find place for new RAMDISK of size %lld\n",
324                       ramdisk_size);
325
326         /* Note: this includes all the mem currently occupied by
327            the initrd, we rely on that fact to keep the data intact. */
328         memblock_reserve(relocated_ramdisk, area_size);
329         initrd_start = relocated_ramdisk + PAGE_OFFSET;
330         initrd_end   = initrd_start + ramdisk_size;
331         printk(KERN_INFO "Allocated new RAMDISK: [mem %#010llx-%#010llx]\n",
332                relocated_ramdisk, relocated_ramdisk + ramdisk_size - 1);
333
334         copy_from_early_mem((void *)initrd_start, ramdisk_image, ramdisk_size);
335
336         printk(KERN_INFO "Move RAMDISK from [mem %#010llx-%#010llx] to"
337                 " [mem %#010llx-%#010llx]\n",
338                 ramdisk_image, ramdisk_image + ramdisk_size - 1,
339                 relocated_ramdisk, relocated_ramdisk + ramdisk_size - 1);
340 }
341
342 static void __init early_reserve_initrd(void)
343 {
344         /* Assume only end is not page aligned */
345         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
346         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
347         u64 ramdisk_end   = PAGE_ALIGN(ramdisk_image + ramdisk_size);
348
349         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
350             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
351                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
352
353         memblock_reserve(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
354 }
355 static void __init reserve_initrd(void)
356 {
357         /* Assume only end is not page aligned */
358         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
359         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
360         u64 ramdisk_end   = PAGE_ALIGN(ramdisk_image + ramdisk_size);
361         u64 mapped_size;
362
363         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
364             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
365                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
366
367         /*
368          * If SME is active, this memory will be marked encrypted by the
369          * kernel when it is accessed (including relocation). However, the
370          * ramdisk image was loaded decrypted by the bootloader, so make
371          * sure that it is encrypted before accessing it. For SEV the
372          * ramdisk will already be encrypted, so only do this for SME.
373          */
374         if (sme_active())
375                 sme_early_encrypt(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
376
377         initrd_start = 0;
378
379         mapped_size = memblock_mem_size(max_pfn_mapped);
380         if (ramdisk_size >= (mapped_size>>1))
381                 panic("initrd too large to handle, "
382                        "disabling initrd (%lld needed, %lld available)\n",
383                        ramdisk_size, mapped_size>>1);
384
385         printk(KERN_INFO "RAMDISK: [mem %#010llx-%#010llx]\n", ramdisk_image,
386                         ramdisk_end - 1);
387
388         if (pfn_range_is_mapped(PFN_DOWN(ramdisk_image),
389                                 PFN_DOWN(ramdisk_end))) {
390                 /* All are mapped, easy case */
391                 initrd_start = ramdisk_image + PAGE_OFFSET;
392                 initrd_end = initrd_start + ramdisk_size;
393                 return;
394         }
395
396         relocate_initrd();
397
398         memblock_free(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
399 }
400
401 #else
402 static void __init early_reserve_initrd(void)
403 {
404 }
405 static void __init reserve_initrd(void)
406 {
407 }
408 #endif /* CONFIG_BLK_DEV_INITRD */
409
410 static void __init parse_setup_data(void)
411 {
412         struct setup_data *data;
413         u64 pa_data, pa_next;
414
415         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
416         while (pa_data) {
417                 u32 data_len, data_type;
418
419                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
420                 data_len = data->len + sizeof(struct setup_data);
421                 data_type = data->type;
422                 pa_next = data->next;
423                 early_memunmap(data, sizeof(*data));
424
425                 switch (data_type) {
426                 case SETUP_E820_EXT:
427                         e820__memory_setup_extended(pa_data, data_len);
428                         break;
429                 case SETUP_DTB:
430                         add_dtb(pa_data);
431                         break;
432                 case SETUP_EFI:
433                         parse_efi_setup(pa_data, data_len);
434                         break;
435                 default:
436                         break;
437                 }
438                 pa_data = pa_next;
439         }
440 }
441
442 static void __init memblock_x86_reserve_range_setup_data(void)
443 {
444         struct setup_data *data;
445         u64 pa_data;
446
447         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
448         while (pa_data) {
449                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
450                 memblock_reserve(pa_data, sizeof(*data) + data->len);
451                 pa_data = data->next;
452                 early_memunmap(data, sizeof(*data));
453         }
454 }
455
456 /*
457  * --------- Crashkernel reservation ------------------------------
458  */
459
460 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
461
462 /* 16M alignment for crash kernel regions */
463 #define CRASH_ALIGN             (16 << 20)
464
465 /*
466  * Keep the crash kernel below this limit.  On 32 bits earlier kernels
467  * would limit the kernel to the low 512 MiB due to mapping restrictions.
468  * On 64bit, old kexec-tools need to under 896MiB.
469  */
470 #ifdef CONFIG_X86_32
471 # define CRASH_ADDR_LOW_MAX     (512 << 20)
472 # define CRASH_ADDR_HIGH_MAX    (512 << 20)
473 #else
474 # define CRASH_ADDR_LOW_MAX     (896UL << 20)
475 # define CRASH_ADDR_HIGH_MAX    MAXMEM
476 #endif
477
478 static int __init reserve_crashkernel_low(void)
479 {
480 #ifdef CONFIG_X86_64
481         unsigned long long base, low_base = 0, low_size = 0;
482         unsigned long total_low_mem;
483         int ret;
484
485         total_low_mem = memblock_mem_size(1UL << (32 - PAGE_SHIFT));
486
487         /* crashkernel=Y,low */
488         ret = parse_crashkernel_low(boot_command_line, total_low_mem, &low_size, &base);
489         if (ret) {
490                 /*
491                  * two parts from lib/swiotlb.c:
492                  * -swiotlb size: user-specified with swiotlb= or default.
493                  *
494                  * -swiotlb overflow buffer: now hardcoded to 32k. We round it
495                  * to 8M for other buffers that may need to stay low too. Also
496                  * make sure we allocate enough extra low memory so that we
497                  * don't run out of DMA buffers for 32-bit devices.
498                  */
499                 low_size = max(swiotlb_size_or_default() + (8UL << 20), 256UL << 20);
500         } else {
501                 /* passed with crashkernel=0,low ? */
502                 if (!low_size)
503                         return 0;
504         }
505
506         low_base = memblock_find_in_range(0, 1ULL << 32, low_size, CRASH_ALIGN);
507         if (!low_base) {
508                 pr_err("Cannot reserve %ldMB crashkernel low memory, please try smaller size.\n",
509                        (unsigned long)(low_size >> 20));
510                 return -ENOMEM;
511         }
512
513         ret = memblock_reserve(low_base, low_size);
514         if (ret) {
515                 pr_err("%s: Error reserving crashkernel low memblock.\n", __func__);
516                 return ret;
517         }
518
519         pr_info("Reserving %ldMB of low memory at %ldMB for crashkernel (System low RAM: %ldMB)\n",
520                 (unsigned long)(low_size >> 20),
521                 (unsigned long)(low_base >> 20),
522                 (unsigned long)(total_low_mem >> 20));
523
524         crashk_low_res.start = low_base;
525         crashk_low_res.end   = low_base + low_size - 1;
526         insert_resource(&iomem_resource, &crashk_low_res);
527 #endif
528         return 0;
529 }
530
531 static void __init reserve_crashkernel(void)
532 {
533         unsigned long long crash_size, crash_base, total_mem;
534         bool high = false;
535         int ret;
536
537         total_mem = memblock_phys_mem_size();
538
539         /* crashkernel=XM */
540         ret = parse_crashkernel(boot_command_line, total_mem, &crash_size, &crash_base);
541         if (ret != 0 || crash_size <= 0) {
542                 /* crashkernel=X,high */
543                 ret = parse_crashkernel_high(boot_command_line, total_mem,
544                                              &crash_size, &crash_base);
545                 if (ret != 0 || crash_size <= 0)
546                         return;
547                 high = true;
548         }
549
550         /* 0 means: find the address automatically */
551         if (crash_base <= 0) {
552                 /*
553                  * Set CRASH_ADDR_LOW_MAX upper bound for crash memory,
554                  * as old kexec-tools loads bzImage below that, unless
555                  * "crashkernel=size[KMG],high" is specified.
556                  */
557                 crash_base = memblock_find_in_range(CRASH_ALIGN,
558                                                     high ? CRASH_ADDR_HIGH_MAX
559                                                          : CRASH_ADDR_LOW_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
566         } else {
567                 unsigned long long start;
568
569                 start = memblock_find_in_range(crash_base,
570                                                crash_base + crash_size,
571                                                crash_size, 1 << 20);
572                 if (start != crash_base) {
573                         pr_info("crashkernel reservation failed - memory is in use.\n");
574                         return;
575                 }
576         }
577         ret = memblock_reserve(crash_base, crash_size);
578         if (ret) {
579                 pr_err("%s: Error reserving crashkernel memblock.\n", __func__);
580                 return;
581         }
582
583         if (crash_base >= (1ULL << 32) && reserve_crashkernel_low()) {
584                 memblock_free(crash_base, crash_size);
585                 return;
586         }
587
588         pr_info("Reserving %ldMB of memory at %ldMB for crashkernel (System RAM: %ldMB)\n",
589                 (unsigned long)(crash_size >> 20),
590                 (unsigned long)(crash_base >> 20),
591                 (unsigned long)(total_mem >> 20));
592
593         crashk_res.start = crash_base;
594         crashk_res.end   = crash_base + crash_size - 1;
595         insert_resource(&iomem_resource, &crashk_res);
596 }
597 #else
598 static void __init reserve_crashkernel(void)
599 {
600 }
601 #endif
602
603 static struct resource standard_io_resources[] = {
604         { .name = "dma1", .start = 0x00, .end = 0x1f,
605                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
606         { .name = "pic1", .start = 0x20, .end = 0x21,
607                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
608         { .name = "timer0", .start = 0x40, .end = 0x43,
609                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
610         { .name = "timer1", .start = 0x50, .end = 0x53,
611                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
612         { .name = "keyboard", .start = 0x60, .end = 0x60,
613                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
614         { .name = "keyboard", .start = 0x64, .end = 0x64,
615                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
616         { .name = "dma page reg", .start = 0x80, .end = 0x8f,
617                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
618         { .name = "pic2", .start = 0xa0, .end = 0xa1,
619                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
620         { .name = "dma2", .start = 0xc0, .end = 0xdf,
621                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
622         { .name = "fpu", .start = 0xf0, .end = 0xff,
623                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO }
624 };
625
626 void __init reserve_standard_io_resources(void)
627 {
628         int i;
629
630         /* request I/O space for devices used on all i[345]86 PCs */
631         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(standard_io_resources); i++)
632                 request_resource(&ioport_resource, &standard_io_resources[i]);
633
634 }
635
636 static __init void reserve_ibft_region(void)
637 {
638         unsigned long addr, size = 0;
639
640         addr = find_ibft_region(&size);
641
642         if (size)
643                 memblock_reserve(addr, size);
644 }
645
646 static bool __init snb_gfx_workaround_needed(void)
647 {
648 #ifdef CONFIG_PCI
649         int i;
650         u16 vendor, devid;
651         static const __initconst u16 snb_ids[] = {
652                 0x0102,
653                 0x0112,
654                 0x0122,
655                 0x0106,
656                 0x0116,
657                 0x0126,
658                 0x010a,
659         };
660
661         /* Assume no if something weird is going on with PCI */
662         if (!early_pci_allowed())
663                 return false;
664
665         vendor = read_pci_config_16(0, 2, 0, PCI_VENDOR_ID);
666         if (vendor != 0x8086)
667                 return false;
668
669         devid = read_pci_config_16(0, 2, 0, PCI_DEVICE_ID);
670         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(snb_ids); i++)
671                 if (devid == snb_ids[i])
672                         return true;
673 #endif
674
675         return false;
676 }
677
678 /*
679  * Sandy Bridge graphics has trouble with certain ranges, exclude
680  * them from allocation.
681  */
682 static void __init trim_snb_memory(void)
683 {
684         static const __initconst unsigned long bad_pages[] = {
685                 0x20050000,
686                 0x20110000,
687                 0x20130000,
688                 0x20138000,
689                 0x40004000,
690         };
691         int i;
692
693         if (!snb_gfx_workaround_needed())
694                 return;
695
696         printk(KERN_DEBUG "reserving inaccessible SNB gfx pages\n");
697
698         /*
699          * Reserve all memory below the 1 MB mark that has not
700          * already been reserved.
701          */
702         memblock_reserve(0, 1<<20);
703         
704         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(bad_pages); i++) {
705                 if (memblock_reserve(bad_pages[i], PAGE_SIZE))
706                         printk(KERN_WARNING "failed to reserve 0x%08lx\n",
707                                bad_pages[i]);
708         }
709 }
710
711 /*
712  * Here we put platform-specific memory range workarounds, i.e.
713  * memory known to be corrupt or otherwise in need to be reserved on
714  * specific platforms.
715  *
716  * If this gets used more widely it could use a real dispatch mechanism.
717  */
718 static void __init trim_platform_memory_ranges(void)
719 {
720         trim_snb_memory();
721 }
722
723 static void __init trim_bios_range(void)
724 {
725         /*
726          * A special case is the first 4Kb of memory;
727          * This is a BIOS owned area, not kernel ram, but generally
728          * not listed as such in the E820 table.
729          *
730          * This typically reserves additional memory (64KiB by default)
731          * since some BIOSes are known to corrupt low memory.  See the
732          * Kconfig help text for X86_RESERVE_LOW.
733          */
734         e820__range_update(0, PAGE_SIZE, E820_TYPE_RAM, E820_TYPE_RESERVED);
735
736         /*
737          * special case: Some BIOSen report the PC BIOS
738          * area (640->1Mb) as ram even though it is not.
739          * take them out.
740          */
741         e820__range_remove(BIOS_BEGIN, BIOS_END - BIOS_BEGIN, E820_TYPE_RAM, 1);
742
743         e820__update_table(e820_table);
744 }
745
746 /* called before trim_bios_range() to spare extra sanitize */
747 static void __init e820_add_kernel_range(void)
748 {
749         u64 start = __pa_symbol(_text);
750         u64 size = __pa_symbol(_end) - start;
751
752         /*
753          * Complain if .text .data and .bss are not marked as E820_TYPE_RAM and
754          * attempt to fix it by adding the range. We may have a confused BIOS,
755          * or the user may have used memmap=exactmap or memmap=xxM$yyM to
756          * exclude kernel range. If we really are running on top non-RAM,
757          * we will crash later anyways.
758          */
759         if (e820__mapped_all(start, start + size, E820_TYPE_RAM))
760                 return;
761
762         pr_warn(".text .data .bss are not marked as E820_TYPE_RAM!\n");
763         e820__range_remove(start, size, E820_TYPE_RAM, 0);
764         e820__range_add(start, size, E820_TYPE_RAM);
765 }
766
767 static unsigned reserve_low = CONFIG_X86_RESERVE_LOW << 10;
768
769 static int __init parse_reservelow(char *p)
770 {
771         unsigned long long size;
772
773         if (!p)
774                 return -EINVAL;
775
776         size = memparse(p, &p);
777
778         if (size < 4096)
779                 size = 4096;
780
781         if (size > 640*1024)
782                 size = 640*1024;
783
784         reserve_low = size;
785
786         return 0;
787 }
788
789 early_param("reservelow", parse_reservelow);
790
791 static void __init trim_low_memory_range(void)
792 {
793         memblock_reserve(0, ALIGN(reserve_low, PAGE_SIZE));
794 }
795         
796 /*
797  * Dump out kernel offset information on panic.
798  */
799 static int
800 dump_kernel_offset(struct notifier_block *self, unsigned long v, void *p)
801 {
802         if (kaslr_enabled()) {
803                 pr_emerg("Kernel Offset: 0x%lx from 0x%lx (relocation range: 0x%lx-0x%lx)\n",
804                          kaslr_offset(),
805                          __START_KERNEL,
806                          __START_KERNEL_map,
807                          MODULES_VADDR-1);
808         } else {
809                 pr_emerg("Kernel Offset: disabled\n");
810         }
811
812         return 0;
813 }
814
815 /*
816  * Determine if we were loaded by an EFI loader.  If so, then we have also been
817  * passed the efi memmap, systab, etc., so we should use these data structures
818  * for initialization.  Note, the efi init code path is determined by the
819  * global efi_enabled. This allows the same kernel image to be used on existing
820  * systems (with a traditional BIOS) as well as on EFI systems.
821  */
822 /*
823  * setup_arch - architecture-specific boot-time initializations
824  *
825  * Note: On x86_64, fixmaps are ready for use even before this is called.
826  */
827
828 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
829 {
830         memblock_reserve(__pa_symbol(_text),
831                          (unsigned long)__bss_stop - (unsigned long)_text);
832
833         early_reserve_initrd();
834
835         /*
836          * At this point everything still needed from the boot loader
837          * or BIOS or kernel text should be early reserved or marked not
838          * RAM in e820. All other memory is free game.
839          */
840
841 #ifdef CONFIG_X86_32
842         memcpy(&boot_cpu_data, &new_cpu_data, sizeof(new_cpu_data));
843
844         /*
845          * copy kernel address range established so far and switch
846          * to the proper swapper page table
847          */
848         clone_pgd_range(swapper_pg_dir     + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
849                         initial_page_table + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
850                         KERNEL_PGD_PTRS);
851
852         load_cr3(swapper_pg_dir);
853         /*
854          * Note: Quark X1000 CPUs advertise PGE incorrectly and require
855          * a cr3 based tlb flush, so the following __flush_tlb_all()
856          * will not flush anything because the cpu quirk which clears
857          * X86_FEATURE_PGE has not been invoked yet. Though due to the
858          * load_cr3() above the TLB has been flushed already. The
859          * quirk is invoked before subsequent calls to __flush_tlb_all()
860          * so proper operation is guaranteed.
861          */
862         __flush_tlb_all();
863 #else
864         printk(KERN_INFO "Command line: %s\n", boot_command_line);
865 #endif
866
867         /*
868          * If we have OLPC OFW, we might end up relocating the fixmap due to
869          * reserve_top(), so do this before touching the ioremap area.
870          */
871         olpc_ofw_detect();
872
873         idt_setup_early_traps();
874         early_cpu_init();
875         early_ioremap_init();
876
877         setup_olpc_ofw_pgd();
878
879         ROOT_DEV = old_decode_dev(boot_params.hdr.root_dev);
880         screen_info = boot_params.screen_info;
881         edid_info = boot_params.edid_info;
882 #ifdef CONFIG_X86_32
883         apm_info.bios = boot_params.apm_bios_info;
884         ist_info = boot_params.ist_info;
885 #endif
886         saved_video_mode = boot_params.hdr.vid_mode;
887         bootloader_type = boot_params.hdr.type_of_loader;
888         if ((bootloader_type >> 4) == 0xe) {
889                 bootloader_type &= 0xf;
890                 bootloader_type |= (boot_params.hdr.ext_loader_type+0x10) << 4;
891         }
892         bootloader_version  = bootloader_type & 0xf;
893         bootloader_version |= boot_params.hdr.ext_loader_ver << 4;
894
895 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_RAM
896         rd_image_start = boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_IMAGE_START_MASK;
897         rd_prompt = ((boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_PROMPT_FLAG) != 0);
898         rd_doload = ((boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_LOAD_FLAG) != 0);
899 #endif
900 #ifdef CONFIG_EFI
901         if (!strncmp((char *)&boot_params.efi_info.efi_loader_signature,
902                      EFI32_LOADER_SIGNATURE, 4)) {
903                 set_bit(EFI_BOOT, &efi.flags);
904         } else if (!strncmp((char *)&boot_params.efi_info.efi_loader_signature,
905                      EFI64_LOADER_SIGNATURE, 4)) {
906                 set_bit(EFI_BOOT, &efi.flags);
907                 set_bit(EFI_64BIT, &efi.flags);
908         }
909
910         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
911                 efi_memblock_x86_reserve_range();
912 #endif
913
914         x86_init.oem.arch_setup();
915
916         iomem_resource.end = (1ULL << boot_cpu_data.x86_phys_bits) - 1;
917         e820__memory_setup();
918         parse_setup_data();
919
920         copy_edd();
921
922         if (!boot_params.hdr.root_flags)
923                 root_mountflags &= ~MS_RDONLY;
924         init_mm.start_code = (unsigned long) _text;
925         init_mm.end_code = (unsigned long) _etext;
926         init_mm.end_data = (unsigned long) _edata;
927         init_mm.brk = _brk_end;
928
929         mpx_mm_init(&init_mm);
930
931         code_resource.start = __pa_symbol(_text);
932         code_resource.end = __pa_symbol(_etext)-1;
933         data_resource.start = __pa_symbol(_etext);
934         data_resource.end = __pa_symbol(_edata)-1;
935         bss_resource.start = __pa_symbol(__bss_start);
936         bss_resource.end = __pa_symbol(__bss_stop)-1;
937
938 #ifdef CONFIG_CMDLINE_BOOL
939 #ifdef CONFIG_CMDLINE_OVERRIDE
940         strlcpy(boot_command_line, builtin_cmdline, COMMAND_LINE_SIZE);
941 #else
942         if (builtin_cmdline[0]) {
943                 /* append boot loader cmdline to builtin */
944                 strlcat(builtin_cmdline, " ", COMMAND_LINE_SIZE);
945                 strlcat(builtin_cmdline, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
946                 strlcpy(boot_command_line, builtin_cmdline, COMMAND_LINE_SIZE);
947         }
948 #endif
949 #endif
950
951         strlcpy(command_line, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
952         *cmdline_p = command_line;
953
954         /*
955          * x86_configure_nx() is called before parse_early_param() to detect
956          * whether hardware doesn't support NX (so that the early EHCI debug
957          * console setup can safely call set_fixmap()). It may then be called
958          * again from within noexec_setup() during parsing early parameters
959          * to honor the respective command line option.
960          */
961         x86_configure_nx();
962
963         parse_early_param();
964
965 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
966         /*
967          * Memory used by the kernel cannot be hot-removed because Linux
968          * cannot migrate the kernel pages. When memory hotplug is
969          * enabled, we should prevent memblock from allocating memory
970          * for the kernel.
971          *
972          * ACPI SRAT records all hotpluggable memory ranges. But before
973          * SRAT is parsed, we don't know about it.
974          *
975          * The kernel image is loaded into memory at very early time. We
976          * cannot prevent this anyway. So on NUMA system, we set any
977          * node the kernel resides in as un-hotpluggable.
978          *
979          * Since on modern servers, one node could have double-digit
980          * gigabytes memory, we can assume the memory around the kernel
981          * image is also un-hotpluggable. So before SRAT is parsed, just
982          * allocate memory near the kernel image to try the best to keep
983          * the kernel away from hotpluggable memory.
984          */
985         if (movable_node_is_enabled())
986                 memblock_set_bottom_up(true);
987 #endif
988
989         x86_report_nx();
990
991         /* after early param, so could get panic from serial */
992         memblock_x86_reserve_range_setup_data();
993
994         if (acpi_mps_check()) {
995 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
996                 disable_apic = 1;
997 #endif
998                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_APIC);
999         }
1000
1001 #ifdef CONFIG_PCI
1002         if (pci_early_dump_regs)
1003                 early_dump_pci_devices();
1004 #endif
1005
1006         e820__reserve_setup_data();
1007         e820__finish_early_params();
1008
1009         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
1010                 efi_init();
1011
1012         dmi_scan_machine();
1013         dmi_memdev_walk();
1014         dmi_set_dump_stack_arch_desc();
1015
1016         /*
1017          * VMware detection requires dmi to be available, so this
1018          * needs to be done after dmi_scan_machine(), for the boot CPU.
1019          */
1020         init_hypervisor_platform();
1021
1022         x86_init.resources.probe_roms();
1023
1024         /* after parse_early_param, so could debug it */
1025         insert_resource(&iomem_resource, &code_resource);
1026         insert_resource(&iomem_resource, &data_resource);
1027         insert_resource(&iomem_resource, &bss_resource);
1028
1029         e820_add_kernel_range();
1030         trim_bios_range();
1031 #ifdef CONFIG_X86_32
1032         if (ppro_with_ram_bug()) {
1033                 e820__range_update(0x70000000ULL, 0x40000ULL, E820_TYPE_RAM,
1034                                   E820_TYPE_RESERVED);
1035                 e820__update_table(e820_table);
1036                 printk(KERN_INFO "fixed physical RAM map:\n");
1037                 e820__print_table("bad_ppro");
1038         }
1039 #else
1040         early_gart_iommu_check();
1041 #endif
1042
1043         /*
1044          * partially used pages are not usable - thus
1045          * we are rounding upwards:
1046          */
1047         max_pfn = e820__end_of_ram_pfn();
1048
1049         /* update e820 for memory not covered by WB MTRRs */
1050         mtrr_bp_init();
1051         if (mtrr_trim_uncached_memory(max_pfn))
1052                 max_pfn = e820__end_of_ram_pfn();
1053
1054         max_possible_pfn = max_pfn;
1055
1056         /*
1057          * This call is required when the CPU does not support PAT. If
1058          * mtrr_bp_init() invoked it already via pat_init() the call has no
1059          * effect.
1060          */
1061         init_cache_modes();
1062
1063         /*
1064          * Define random base addresses for memory sections after max_pfn is
1065          * defined and before each memory section base is used.
1066          */
1067         kernel_randomize_memory();
1068
1069 #ifdef CONFIG_X86_32
1070         /* max_low_pfn get updated here */
1071         find_low_pfn_range();
1072 #else
1073         check_x2apic();
1074
1075         /* How many end-of-memory variables you have, grandma! */
1076         /* need this before calling reserve_initrd */
1077         if (max_pfn > (1UL<<(32 - PAGE_SHIFT)))
1078                 max_low_pfn = e820__end_of_low_ram_pfn();
1079         else
1080                 max_low_pfn = max_pfn;
1081
1082         high_memory = (void *)__va(max_pfn * PAGE_SIZE - 1) + 1;
1083 #endif
1084
1085         /*
1086          * Find and reserve possible boot-time SMP configuration:
1087          */
1088         find_smp_config();
1089
1090         reserve_ibft_region();
1091
1092         early_alloc_pgt_buf();
1093
1094         /*
1095          * Need to conclude brk, before e820__memblock_setup()
1096          *  it could use memblock_find_in_range, could overlap with
1097          *  brk area.
1098          */
1099         reserve_brk();
1100
1101         cleanup_highmap();
1102
1103         memblock_set_current_limit(ISA_END_ADDRESS);
1104         e820__memblock_setup();
1105
1106         reserve_bios_regions();
1107
1108         if (efi_enabled(EFI_MEMMAP)) {
1109                 efi_fake_memmap();
1110                 efi_find_mirror();
1111                 efi_esrt_init();
1112
1113                 /*
1114                  * The EFI specification says that boot service code won't be
1115                  * called after ExitBootServices(). This is, in fact, a lie.
1116                  */
1117                 efi_reserve_boot_services();
1118         }
1119
1120         /* preallocate 4k for mptable mpc */
1121         e820__memblock_alloc_reserved_mpc_new();
1122
1123 #ifdef CONFIG_X86_CHECK_BIOS_CORRUPTION
1124         setup_bios_corruption_check();
1125 #endif
1126
1127 #ifdef CONFIG_X86_32
1128         printk(KERN_DEBUG "initial memory mapped: [mem 0x00000000-%#010lx]\n",
1129                         (max_pfn_mapped<<PAGE_SHIFT) - 1);
1130 #endif
1131
1132         reserve_real_mode();
1133
1134         trim_platform_memory_ranges();
1135         trim_low_memory_range();
1136
1137         init_mem_mapping();
1138
1139         idt_setup_early_pf();
1140
1141         /*
1142          * Update mmu_cr4_features (and, indirectly, trampoline_cr4_features)
1143          * with the current CR4 value.  This may not be necessary, but
1144          * auditing all the early-boot CR4 manipulation would be needed to
1145          * rule it out.
1146          *
1147          * Mask off features that don't work outside long mode (just
1148          * PCIDE for now).
1149          */
1150         mmu_cr4_features = __read_cr4() & ~X86_CR4_PCIDE;
1151
1152         memblock_set_current_limit(get_max_mapped());
1153
1154         /*
1155          * NOTE: On x86-32, only from this point on, fixmaps are ready for use.
1156          */
1157
1158 #ifdef CONFIG_PROVIDE_OHCI1394_DMA_INIT
1159         if (init_ohci1394_dma_early)
1160                 init_ohci1394_dma_on_all_controllers();
1161 #endif
1162         /* Allocate bigger log buffer */
1163         setup_log_buf(1);
1164
1165         if (efi_enabled(EFI_BOOT)) {
1166                 switch (boot_params.secure_boot) {
1167                 case efi_secureboot_mode_disabled:
1168                         pr_info("Secure boot disabled\n");
1169                         break;
1170                 case efi_secureboot_mode_enabled:
1171                         pr_info("Secure boot enabled\n");
1172                         break;
1173                 default:
1174                         pr_info("Secure boot could not be determined\n");
1175                         break;
1176                 }
1177         }
1178
1179         reserve_initrd();
1180
1181         acpi_table_upgrade();
1182
1183         vsmp_init();
1184
1185         io_delay_init();
1186
1187         early_platform_quirks();
1188
1189         /*
1190          * Parse the ACPI tables for possible boot-time SMP configuration.
1191          */
1192         acpi_boot_table_init();
1193
1194         early_acpi_boot_init();
1195
1196         initmem_init();
1197         dma_contiguous_reserve(max_pfn_mapped << PAGE_SHIFT);
1198
1199         /*
1200          * Reserve memory for crash kernel after SRAT is parsed so that it
1201          * won't consume hotpluggable memory.
1202          */
1203         reserve_crashkernel();
1204
1205         memblock_find_dma_reserve();
1206
1207 #ifdef CONFIG_KVM_GUEST
1208         kvmclock_init();
1209 #endif
1210
1211         tsc_early_delay_calibrate();
1212         if (!early_xdbc_setup_hardware())
1213                 early_xdbc_register_console();
1214
1215         x86_init.paging.pagetable_init();
1216
1217         kasan_init();
1218
1219 #ifdef CONFIG_X86_32
1220         /* sync back kernel address range */
1221         clone_pgd_range(initial_page_table + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
1222                         swapper_pg_dir     + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
1223                         KERNEL_PGD_PTRS);
1224
1225         /*
1226          * sync back low identity map too.  It is used for example
1227          * in the 32-bit EFI stub.
1228          */
1229         clone_pgd_range(initial_page_table,
1230                         swapper_pg_dir     + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
1231                         min(KERNEL_PGD_PTRS, KERNEL_PGD_BOUNDARY));
1232 #endif
1233
1234         tboot_probe();
1235
1236         map_vsyscall();
1237
1238         generic_apic_probe();
1239
1240         early_quirks();
1241
1242         /*
1243          * Read APIC and some other early information from ACPI tables.
1244          */
1245         acpi_boot_init();
1246         sfi_init();
1247         x86_dtb_init();
1248
1249         /*
1250          * get boot-time SMP configuration:
1251          */
1252         get_smp_config();
1253
1254         /*
1255          * Systems w/o ACPI and mptables might not have it mapped the local
1256          * APIC yet, but prefill_possible_map() might need to access it.
1257          */
1258         init_apic_mappings();
1259
1260         prefill_possible_map();
1261
1262         init_cpu_to_node();
1263
1264         io_apic_init_mappings();
1265
1266         x86_init.hyper.guest_late_init();
1267
1268         e820__reserve_resources();
1269         e820__register_nosave_regions(max_low_pfn);
1270
1271         x86_init.resources.reserve_resources();
1272
1273         e820__setup_pci_gap();
1274
1275 #ifdef CONFIG_VT
1276 #if defined(CONFIG_VGA_CONSOLE)
1277         if (!efi_enabled(EFI_BOOT) || (efi_mem_type(0xa0000) != EFI_CONVENTIONAL_MEMORY))
1278                 conswitchp = &vga_con;
1279 #elif defined(CONFIG_DUMMY_CONSOLE)
1280         conswitchp = &dummy_con;
1281 #endif
1282 #endif
1283         x86_init.oem.banner();
1284
1285         x86_init.timers.wallclock_init();
1286
1287         mcheck_init();
1288
1289         arch_init_ideal_nops();
1290
1291         register_refined_jiffies(CLOCK_TICK_RATE);
1292
1293 #ifdef CONFIG_EFI
1294         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
1295                 efi_apply_memmap_quirks();
1296 #endif
1297
1298         unwind_init();
1299 }
1300
1301 #ifdef CONFIG_X86_32
1302
1303 static struct resource video_ram_resource = {
1304         .name   = "Video RAM area",
1305         .start  = 0xa0000,
1306         .end    = 0xbffff,
1307         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_MEM
1308 };
1309
1310 void __init i386_reserve_resources(void)
1311 {
1312         request_resource(&iomem_resource, &video_ram_resource);
1313         reserve_standard_io_resources();
1314 }
1315
1316 #endif /* CONFIG_X86_32 */
1317
1318 static struct notifier_block kernel_offset_notifier = {
1319         .notifier_call = dump_kernel_offset
1320 };
1321
1322 static int __init register_kernel_offset_dumper(void)
1323 {
1324         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list,
1325                                         &kernel_offset_notifier);
1326         return 0;
1327 }
1328 __initcall(register_kernel_offset_dumper);
1329
1330 void arch_show_smap(struct seq_file *m, struct vm_area_struct *vma)
1331 {
1332         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_OSPKE))
1333                 return;
1334
1335         seq_printf(m, "ProtectionKey:  %8u\n", vma_pkey(vma));
1336 }