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/module.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
  73 #include <video/edid.h>
  74
  75 #include <asm/mtrr.h>
  76 #include <asm/apic.h>
  77 #include <asm/realmode.h>
  78 #include <asm/e820.h>
  79 #include <asm/mpspec.h>
  80 #include <asm/setup.h>
  81 #include <asm/efi.h>
  82 #include <asm/timer.h>
  83 #include <asm/i8259.h>
  84 #include <asm/sections.h>
  85 #include <asm/io_apic.h>
  86 #include <asm/ist.h>
  87 #include <asm/setup_arch.h>
  88 #include <asm/bios_ebda.h>
  89 #include <asm/cacheflush.h>
  90 #include <asm/processor.h>
  91 #include <asm/bugs.h>
  92 #include <asm/kasan.h>
  93
  94 #include <asm/vsyscall.h>
  95 #include <asm/cpu.h>
  96 #include <asm/desc.h>
  97 #include <asm/dma.h>
  98 #include <asm/iommu.h>
  99 #include <asm/gart.h>
 100 #include <asm/mmu_context.h>
 101 #include <asm/proto.h>
 102
 103 #include <asm/paravirt.h>
 104 #include <asm/hypervisor.h>
 105 #include <asm/olpc_ofw.h>
 106
 107 #include <asm/percpu.h>
 108 #include <asm/topology.h>
 109 #include <asm/apicdef.h>
 110 #include <asm/amd_nb.h>
 111 #include <asm/mce.h>
 112 #include <asm/alternative.h>
 113 #include <asm/prom.h>
 114
 115 /*
 116  * max_low_pfn_mapped: highest direct mapped pfn under 4GB
 117  * max_pfn_mapped:     highest direct mapped pfn over 4GB
 118  *
 119  * The direct mapping only covers E820_RAM regions, so the ranges and gaps are
 120  * represented by pfn_mapped
 121  */
 122 unsigned long max_low_pfn_mapped;
 123 unsigned long max_pfn_mapped;
 124
 125 bool __read_mostly kaslr_enabled = false;
 126
 127 #ifdef CONFIG_DMI
 128 RESERVE_BRK(dmi_alloc, 65536);
 129 #endif
 130
 131
 132 static __initdata unsigned long _brk_start = (unsigned long)__brk_base;
 133 unsigned long _brk_end = (unsigned long)__brk_base;
 134
 135 #ifdef CONFIG_X86_64
 136 int default_cpu_present_to_apicid(int mps_cpu)
 137 {
 138         return __default_cpu_present_to_apicid(mps_cpu);
 139 }
 140
 141 int default_check_phys_apicid_present(int phys_apicid)
 142 {
 143         return __default_check_phys_apicid_present(phys_apicid);
 144 }
 145 #endif
 146
 147 struct boot_params boot_params;
 148
 149 /*
 150  * Machine setup..
 151  */
 152 static struct resource data_resource = {
 153         .name   = "Kernel data",
 154         .start  = 0,
 155         .end    = 0,
 156         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_MEM
 157 };
 158
 159 static struct resource code_resource = {
 160         .name   = "Kernel code",
 161         .start  = 0,
 162         .end    = 0,
 163         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_MEM
 164 };
 165
 166 static struct resource bss_resource = {
 167         .name   = "Kernel bss",
 168         .start  = 0,
 169         .end    = 0,
 170         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_MEM
 171 };
 172
 173
 174 #ifdef CONFIG_X86_32
 175 /* cpu data as detected by the assembly code in head.S */
 176 struct cpuinfo_x86 new_cpu_data = {
 177         .wp_works_ok = -1,
 178 };
 179 /* common cpu data for all cpus */
 180 struct cpuinfo_x86 boot_cpu_data __read_mostly = {
 181         .wp_works_ok = -1,
 182 };
 183 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_data);
 184
 185 unsigned int def_to_bigsmp;
 186
 187 /* for MCA, but anyone else can use it if they want */
 188 unsigned int machine_id;
 189 unsigned int machine_submodel_id;
 190 unsigned int BIOS_revision;
 191
 192 struct apm_info apm_info;
 193 EXPORT_SYMBOL(apm_info);
 194
 195 #if defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI) || \
 196         defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI_MODULE)
 197 struct ist_info ist_info;
 198 EXPORT_SYMBOL(ist_info);
 199 #else
 200 struct ist_info ist_info;
 201 #endif
 202
 203 #else
 204 struct cpuinfo_x86 boot_cpu_data __read_mostly = {
 205         .x86_phys_bits = MAX_PHYSMEM_BITS,
 206 };
 207 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_data);
 208 #endif
 209
 210
 211 #if !defined(CONFIG_X86_PAE) || defined(CONFIG_X86_64)
 212 __visible unsigned long mmu_cr4_features;
 213 #else
 214 __visible unsigned long mmu_cr4_features = X86_CR4_PAE;
 215 #endif
 216
 217 /* Boot loader ID and version as integers, for the benefit of proc_dointvec */
 218 int bootloader_type, bootloader_version;
 219
 220 /*
 221  * Setup options
 222  */
 223 struct screen_info screen_info;
 224 EXPORT_SYMBOL(screen_info);
 225 struct edid_info edid_info;
 226 EXPORT_SYMBOL_GPL(edid_info);
 227
 228 extern int root_mountflags;
 229
 230 unsigned long saved_video_mode;
 231
 232 #define RAMDISK_IMAGE_START_MASK        0x07FF
 233 #define RAMDISK_PROMPT_FLAG             0x8000
 234 #define RAMDISK_LOAD_FLAG               0x4000
 235
 236 static char __initdata command_line[COMMAND_LINE_SIZE];
 237 #ifdef CONFIG_CMDLINE_BOOL
 238 static char __initdata builtin_cmdline[COMMAND_LINE_SIZE] = CONFIG_CMDLINE;
 239 #endif
 240
 241 #if defined(CONFIG_EDD) || defined(CONFIG_EDD_MODULE)
 242 struct edd edd;
 243 #ifdef CONFIG_EDD_MODULE
 244 EXPORT_SYMBOL(edd);
 245 #endif
 246 /**
 247  * copy_edd() - Copy the BIOS EDD information
 248  *              from boot_params into a safe place.
 249  *
 250  */
 251 static inline void __init copy_edd(void)
 252 {
 253      memcpy(edd.mbr_signature, boot_params.edd_mbr_sig_buffer,
 254             sizeof(edd.mbr_signature));
 255      memcpy(edd.edd_info, boot_params.eddbuf, sizeof(edd.edd_info));
 256      edd.mbr_signature_nr = boot_params.edd_mbr_sig_buf_entries;
 257      edd.edd_info_nr = boot_params.eddbuf_entries;
 258 }
 259 #else
 260 static inline void __init copy_edd(void)
 261 {
 262 }
 263 #endif
 264
 265 void * __init extend_brk(size_t size, size_t align)
 266 {
 267         size_t mask = align - 1;
 268         void *ret;
 269
 270         BUG_ON(_brk_start == 0);
 271         BUG_ON(align & mask);
 272
 273         _brk_end = (_brk_end + mask) & ~mask;
 274         BUG_ON((char *)(_brk_end + size) > __brk_limit);
 275
 276         ret = (void *)_brk_end;
 277         _brk_end += size;
 278
 279         memset(ret, 0, size);
 280
 281         return ret;
 282 }
 283
 284 #ifdef CONFIG_X86_32
 285 static void __init cleanup_highmap(void)
 286 {
 287 }
 288 #endif
 289
 290 static void __init reserve_brk(void)
 291 {
 292         if (_brk_end > _brk_start)
 293                 memblock_reserve(__pa_symbol(_brk_start),
 294                                  _brk_end - _brk_start);
 295
 296         /* Mark brk area as locked down and no longer taking any
 297            new allocations */
 298         _brk_start = 0;
 299 }
 300
 301 u64 relocated_ramdisk;
 302
 303 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 304
 305 static u64 __init get_ramdisk_image(void)
 306 {
 307         u64 ramdisk_image = boot_params.hdr.ramdisk_image;
 308
 309         ramdisk_image |= (u64)boot_params.ext_ramdisk_image << 32;
 310
 311         return ramdisk_image;
 312 }
 313 static u64 __init get_ramdisk_size(void)
 314 {
 315         u64 ramdisk_size = boot_params.hdr.ramdisk_size;
 316
 317         ramdisk_size |= (u64)boot_params.ext_ramdisk_size << 32;
 318
 319         return ramdisk_size;
 320 }
 321
 322 #define MAX_MAP_CHUNK   (NR_FIX_BTMAPS << PAGE_SHIFT)
 323 static void __init relocate_initrd(void)
 324 {
 325         /* Assume only end is not page aligned */
 326         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 327         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 328         u64 area_size     = PAGE_ALIGN(ramdisk_size);
 329         unsigned long slop, clen, mapaddr;
 330         char *p, *q;
 331
 332         /* We need to move the initrd down into directly mapped mem */
 333         relocated_ramdisk = memblock_find_in_range(0, PFN_PHYS(max_pfn_mapped),
 334                                                    area_size, PAGE_SIZE);
 335
 336         if (!relocated_ramdisk)
 337                 panic("Cannot find place for new RAMDISK of size %lld\n",
 338                       ramdisk_size);
 339
 340         /* Note: this includes all the mem currently occupied by
 341            the initrd, we rely on that fact to keep the data intact. */
 342         memblock_reserve(relocated_ramdisk, area_size);
 343         initrd_start = relocated_ramdisk + PAGE_OFFSET;
 344         initrd_end   = initrd_start + ramdisk_size;
 345         printk(KERN_INFO "Allocated new RAMDISK: [mem %#010llx-%#010llx]\n",
 346                relocated_ramdisk, relocated_ramdisk + ramdisk_size - 1);
 347
 348         q = (char *)initrd_start;
 349
 350         /* Copy the initrd */
 351         while (ramdisk_size) {
 352                 slop = ramdisk_image & ~PAGE_MASK;
 353                 clen = ramdisk_size;
 354                 if (clen > MAX_MAP_CHUNK-slop)
 355                         clen = MAX_MAP_CHUNK-slop;
 356                 mapaddr = ramdisk_image & PAGE_MASK;
 357                 p = early_memremap(mapaddr, clen+slop);
 358                 memcpy(q, p+slop, clen);
 359                 early_iounmap(p, clen+slop);
 360                 q += clen;
 361                 ramdisk_image += clen;
 362                 ramdisk_size  -= clen;
 363         }
 364
 365         ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 366         ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 367         printk(KERN_INFO "Move RAMDISK from [mem %#010llx-%#010llx] to"
 368                 " [mem %#010llx-%#010llx]\n",
 369                 ramdisk_image, ramdisk_image + ramdisk_size - 1,
 370                 relocated_ramdisk, relocated_ramdisk + ramdisk_size - 1);
 371 }
 372
 373 static void __init early_reserve_initrd(void)
 374 {
 375         /* Assume only end is not page aligned */
 376         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 377         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 378         u64 ramdisk_end   = PAGE_ALIGN(ramdisk_image + ramdisk_size);
 379
 380         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
 381             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
 382                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
 383
 384         memblock_reserve(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
 385 }
 386 static void __init reserve_initrd(void)
 387 {
 388         /* Assume only end is not page aligned */
 389         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 390         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 391         u64 ramdisk_end   = PAGE_ALIGN(ramdisk_image + ramdisk_size);
 392         u64 mapped_size;
 393
 394         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
 395             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
 396                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
 397
 398         initrd_start = 0;
 399
 400         mapped_size = memblock_mem_size(max_pfn_mapped);
 401         if (ramdisk_size >= (mapped_size>>1))
 402                 panic("initrd too large to handle, "
 403                        "disabling initrd (%lld needed, %lld available)\n",
 404                        ramdisk_size, mapped_size>>1);
 405
 406         printk(KERN_INFO "RAMDISK: [mem %#010llx-%#010llx]\n", ramdisk_image,
 407                         ramdisk_end - 1);
 408
 409         if (pfn_range_is_mapped(PFN_DOWN(ramdisk_image),
 410                                 PFN_DOWN(ramdisk_end))) {
 411                 /* All are mapped, easy case */
 412                 initrd_start = ramdisk_image + PAGE_OFFSET;
 413                 initrd_end = initrd_start + ramdisk_size;
 414                 return;
 415         }
 416
 417         relocate_initrd();
 418
 419         memblock_free(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
 420 }
 421 #else
 422 static void __init early_reserve_initrd(void)
 423 {
 424 }
 425 static void __init reserve_initrd(void)
 426 {
 427 }
 428 #endif /* CONFIG_BLK_DEV_INITRD */
 429
 430 static void __init parse_kaslr_setup(u64 pa_data, u32 data_len)
 431 {
 432         kaslr_enabled = (bool)(pa_data + sizeof(struct setup_data));
 433 }
 434
 435 static void __init parse_setup_data(void)
 436 {
 437         struct setup_data *data;
 438         u64 pa_data, pa_next;
 439
 440         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 441         while (pa_data) {
 442                 u32 data_len, data_type;
 443
 444                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 445                 data_len = data->len + sizeof(struct setup_data);
 446                 data_type = data->type;
 447                 pa_next = data->next;
 448                 early_iounmap(data, sizeof(*data));
 449
 450                 switch (data_type) {
 451                 case SETUP_E820_EXT:
 452                         parse_e820_ext(pa_data, data_len);
 453                         break;
 454                 case SETUP_DTB:
 455                         add_dtb(pa_data);
 456                         break;
 457                 case SETUP_EFI:
 458                         parse_efi_setup(pa_data, data_len);
 459                         break;
 460                 case SETUP_KASLR:
 461                         parse_kaslr_setup(pa_data, data_len);
 462                         break;
 463                 default:
 464                         break;
 465                 }
 466                 pa_data = pa_next;
 467         }
 468 }
 469
 470 static void __init e820_reserve_setup_data(void)
 471 {
 472         struct setup_data *data;
 473         u64 pa_data;
 474         int found = 0;
 475
 476         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 477         while (pa_data) {
 478                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 479                 e820_update_range(pa_data, sizeof(*data)+data->len,
 480                          E820_RAM, E820_RESERVED_KERN);
 481                 found = 1;
 482                 pa_data = data->next;
 483                 early_iounmap(data, sizeof(*data));
 484         }
 485         if (!found)
 486                 return;
 487
 488         sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
 489         memcpy(&e820_saved, &e820, sizeof(struct e820map));
 490         printk(KERN_INFO "extended physical RAM map:\n");
 491         e820_print_map("reserve setup_data");
 492 }
 493
 494 static void __init memblock_x86_reserve_range_setup_data(void)
 495 {
 496         struct setup_data *data;
 497         u64 pa_data;
 498
 499         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 500         while (pa_data) {
 501                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 502                 memblock_reserve(pa_data, sizeof(*data) + data->len);
 503                 pa_data = data->next;
 504                 early_iounmap(data, sizeof(*data));
 505         }
 506 }
 507
 508 /*
 509  * --------- Crashkernel reservation ------------------------------
 510  */
 511
 512 #ifdef CONFIG_KEXEC
 513
 514 /*
 515  * Keep the crash kernel below this limit.  On 32 bits earlier kernels
 516  * would limit the kernel to the low 512 MiB due to mapping restrictions.
 517  * On 64bit, old kexec-tools need to under 896MiB.
 518  */
 519 #ifdef CONFIG_X86_32
 520 # define CRASH_KERNEL_ADDR_LOW_MAX      (512 << 20)
 521 # define CRASH_KERNEL_ADDR_HIGH_MAX     (512 << 20)
 522 #else
 523 # define CRASH_KERNEL_ADDR_LOW_MAX      (896UL<<20)
 524 # define CRASH_KERNEL_ADDR_HIGH_MAX     MAXMEM
 525 #endif
 526
 527 static void __init reserve_crashkernel_low(void)
 528 {
 529 #ifdef CONFIG_X86_64
 530         const unsigned long long alignment = 16<<20;    /* 16M */
 531         unsigned long long low_base = 0, low_size = 0;
 532         unsigned long total_low_mem;
 533         unsigned long long base;
 534         bool auto_set = false;
 535         int ret;
 536
 537         total_low_mem = memblock_mem_size(1UL<<(32-PAGE_SHIFT));
 538         /* crashkernel=Y,low */
 539         ret = parse_crashkernel_low(boot_command_line, total_low_mem,
 540                                                 &low_size, &base);
 541         if (ret != 0) {
 542                 /*
 543                  * two parts from lib/swiotlb.c:
 544                  *      swiotlb size: user specified with swiotlb= or default.
 545                  *      swiotlb overflow buffer: now is hardcoded to 32k.
 546                  *              We round it to 8M for other buffers that
 547                  *              may need to stay low too.
 548                  */
 549                 low_size = swiotlb_size_or_default() + (8UL<<20);
 550                 auto_set = true;
 551         } else {
 552                 /* passed with crashkernel=0,low ? */
 553                 if (!low_size)
 554                         return;
 555         }
 556
 557         low_base = memblock_find_in_range(low_size, (1ULL<<32),
 558                                         low_size, alignment);
 559
 560         if (!low_base) {
 561                 if (!auto_set)
 562                         pr_info("crashkernel low reservation failed - No suitable area found.\n");
 563
 564                 return;
 565         }
 566
 567         memblock_reserve(low_base, low_size);
 568         pr_info("Reserving %ldMB of low memory at %ldMB for crashkernel (System low RAM: %ldMB)\n",
 569                         (unsigned long)(low_size >> 20),
 570                         (unsigned long)(low_base >> 20),
 571                         (unsigned long)(total_low_mem >> 20));
 572         crashk_low_res.start = low_base;
 573         crashk_low_res.end   = low_base + low_size - 1;
 574         insert_resource(&iomem_resource, &crashk_low_res);
 575 #endif
 576 }
 577
 578 static void __init reserve_crashkernel(void)
 579 {
 580         const unsigned long long alignment = 16<<20;    /* 16M */
 581         unsigned long long total_mem;
 582         unsigned long long crash_size, crash_base;
 583         bool high = false;
 584         int ret;
 585
 586         total_mem = memblock_phys_mem_size();
 587
 588         /* crashkernel=XM */
 589         ret = parse_crashkernel(boot_command_line, total_mem,
 590                         &crash_size, &crash_base);
 591         if (ret != 0 || crash_size <= 0) {
 592                 /* crashkernel=X,high */
 593                 ret = parse_crashkernel_high(boot_command_line, total_mem,
 594                                 &crash_size, &crash_base);
 595                 if (ret != 0 || crash_size <= 0)
 596                         return;
 597                 high = true;
 598         }
 599
 600         /* 0 means: find the address automatically */
 601         if (crash_base <= 0) {
 602                 /*
 603                  *  kexec want bzImage is below CRASH_KERNEL_ADDR_MAX
 604                  */
 605                 crash_base = memblock_find_in_range(alignment,
 606                                         high ? CRASH_KERNEL_ADDR_HIGH_MAX :
 607                                                CRASH_KERNEL_ADDR_LOW_MAX,
 608                                         crash_size, alignment);
 609
 610                 if (!crash_base) {
 611                         pr_info("crashkernel reservation failed - No suitable area found.\n");
 612                         return;
 613                 }
 614
 615         } else {
 616                 unsigned long long start;
 617
 618                 start = memblock_find_in_range(crash_base,
 619                                  crash_base + crash_size, crash_size, 1<<20);
 620                 if (start != crash_base) {
 621                         pr_info("crashkernel reservation failed - memory is in use.\n");
 622                         return;
 623                 }
 624         }
 625         memblock_reserve(crash_base, crash_size);
 626
 627         printk(KERN_INFO "Reserving %ldMB of memory at %ldMB "
 628                         "for crashkernel (System RAM: %ldMB)\n",
 629                         (unsigned long)(crash_size >> 20),
 630                         (unsigned long)(crash_base >> 20),
 631                         (unsigned long)(total_mem >> 20));
 632
 633         crashk_res.start = crash_base;
 634         crashk_res.end   = crash_base + crash_size - 1;
 635         insert_resource(&iomem_resource, &crashk_res);
 636
 637         if (crash_base >= (1ULL<<32))
 638                 reserve_crashkernel_low();
 639 }
 640 #else
 641 static void __init reserve_crashkernel(void)
 642 {
 643 }
 644 #endif
 645
 646 static struct resource standard_io_resources[] = {
 647         { .name = "dma1", .start = 0x00, .end = 0x1f,
 648                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 649         { .name = "pic1", .start = 0x20, .end = 0x21,
 650                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 651         { .name = "timer0", .start = 0x40, .end = 0x43,
 652                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 653         { .name = "timer1", .start = 0x50, .end = 0x53,
 654                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 655         { .name = "keyboard", .start = 0x60, .end = 0x60,
 656                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 657         { .name = "keyboard", .start = 0x64, .end = 0x64,
 658                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 659         { .name = "dma page reg", .start = 0x80, .end = 0x8f,
 660                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 661         { .name = "pic2", .start = 0xa0, .end = 0xa1,
 662                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 663         { .name = "dma2", .start = 0xc0, .end = 0xdf,
 664                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 665         { .name = "fpu", .start = 0xf0, .end = 0xff,
 666                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO }
 667 };
 668
 669 void __init reserve_standard_io_resources(void)
 670 {
 671         int i;
 672
 673         /* request I/O space for devices used on all i[345]86 PCs */
 674         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(standard_io_resources); i++)
 675                 request_resource(&ioport_resource, &standard_io_resources[i]);
 676
 677 }
 678
 679 static __init void reserve_ibft_region(void)
 680 {
 681         unsigned long addr, size = 0;
 682
 683         addr = find_ibft_region(&size);
 684
 685         if (size)
 686                 memblock_reserve(addr, size);
 687 }
 688
 689 static bool __init snb_gfx_workaround_needed(void)
 690 {
 691 #ifdef CONFIG_PCI
 692         int i;
 693         u16 vendor, devid;
 694         static const __initconst u16 snb_ids[] = {
 695                 0x0102,
 696                 0x0112,
 697                 0x0122,
 698                 0x0106,
 699                 0x0116,
 700                 0x0126,
 701                 0x010a,
 702         };
 703
 704         /* Assume no if something weird is going on with PCI */
 705         if (!early_pci_allowed())
 706                 return false;
 707
 708         vendor = read_pci_config_16(0, 2, 0, PCI_VENDOR_ID);
 709         if (vendor != 0x8086)
 710                 return false;
 711
 712         devid = read_pci_config_16(0, 2, 0, PCI_DEVICE_ID);
 713         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(snb_ids); i++)
 714                 if (devid == snb_ids[i])
 715                         return true;
 716 #endif
 717
 718         return false;
 719 }
 720
 721 /*
 722  * Sandy Bridge graphics has trouble with certain ranges, exclude
 723  * them from allocation.
 724  */
 725 static void __init trim_snb_memory(void)
 726 {
 727         static const __initconst unsigned long bad_pages[] = {
 728                 0x20050000,
 729                 0x20110000,
 730                 0x20130000,
 731                 0x20138000,
 732                 0x40004000,
 733         };
 734         int i;
 735
 736         if (!snb_gfx_workaround_needed())
 737                 return;
 738
 739         printk(KERN_DEBUG "reserving inaccessible SNB gfx pages\n");
 740
 741         /*
 742          * Reserve all memory below the 1 MB mark that has not
 743          * already been reserved.
 744          */
 745         memblock_reserve(0, 1<<20);
 746
 747         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(bad_pages); i++) {
 748                 if (memblock_reserve(bad_pages[i], PAGE_SIZE))
 749                         printk(KERN_WARNING "failed to reserve 0x%08lx\n",
 750                                bad_pages[i]);
 751         }
 752 }
 753
 754 /*
 755  * Here we put platform-specific memory range workarounds, i.e.
 756  * memory known to be corrupt or otherwise in need to be reserved on
 757  * specific platforms.
 758  *
 759  * If this gets used more widely it could use a real dispatch mechanism.
 760  */
 761 static void __init trim_platform_memory_ranges(void)
 762 {
 763         trim_snb_memory();
 764 }
 765
 766 static void __init trim_bios_range(void)
 767 {
 768         /*
 769          * A special case is the first 4Kb of memory;
 770          * This is a BIOS owned area, not kernel ram, but generally
 771          * not listed as such in the E820 table.
 772          *
 773          * This typically reserves additional memory (64KiB by default)
 774          * since some BIOSes are known to corrupt low memory.  See the
 775          * Kconfig help text for X86_RESERVE_LOW.
 776          */
 777         e820_update_range(0, PAGE_SIZE, E820_RAM, E820_RESERVED);
 778
 779         /*
 780          * special case: Some BIOSen report the PC BIOS
 781          * area (640->1Mb) as ram even though it is not.
 782          * take them out.
 783          */
 784         e820_remove_range(BIOS_BEGIN, BIOS_END - BIOS_BEGIN, E820_RAM, 1);
 785
 786         sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
 787 }
 788
 789 /* called before trim_bios_range() to spare extra sanitize */
 790 static void __init e820_add_kernel_range(void)
 791 {
 792         u64 start = __pa_symbol(_text);
 793         u64 size = __pa_symbol(_end) - start;
 794
 795         /*
 796          * Complain if .text .data and .bss are not marked as E820_RAM and
 797          * attempt to fix it by adding the range. We may have a confused BIOS,
 798          * or the user may have used memmap=exactmap or memmap=xxM$yyM to
 799          * exclude kernel range. If we really are running on top non-RAM,
 800          * we will crash later anyways.
 801          */
 802         if (e820_all_mapped(start, start + size, E820_RAM))
 803                 return;
 804
 805         pr_warn(".text .data .bss are not marked as E820_RAM!\n");
 806         e820_remove_range(start, size, E820_RAM, 0);
 807         e820_add_region(start, size, E820_RAM);
 808 }
 809
 810 static unsigned reserve_low = CONFIG_X86_RESERVE_LOW << 10;
 811
 812 static int __init parse_reservelow(char *p)
 813 {
 814         unsigned long long size;
 815
 816         if (!p)
 817                 return -EINVAL;
 818
 819         size = memparse(p, &p);
 820
 821         if (size < 4096)
 822                 size = 4096;
 823
 824         if (size > 640*1024)
 825                 size = 640*1024;
 826
 827         reserve_low = size;
 828
 829         return 0;
 830 }
 831
 832 early_param("reservelow", parse_reservelow);
 833
 834 static void __init trim_low_memory_range(void)
 835 {
 836         memblock_reserve(0, ALIGN(reserve_low, PAGE_SIZE));
 837 }
 838
 839 /*
 840  * Dump out kernel offset information on panic.
 841  */
 842 static int
 843 dump_kernel_offset(struct notifier_block *self, unsigned long v, void *p)
 844 {
 845         if (kaslr_enabled)
 846                 pr_emerg("Kernel Offset: 0x%lx from 0x%lx (relocation range: 0x%lx-0x%lx)\n",
 847                          (unsigned long)&_text - __START_KERNEL,
 848                          __START_KERNEL,
 849                          __START_KERNEL_map,
 850                          MODULES_VADDR-1);
 851         else
 852                 pr_emerg("Kernel Offset: disabled\n");
 853
 854         return 0;
 855 }
 856
 857 /*
 858  * Determine if we were loaded by an EFI loader.  If so, then we have also been
 859  * passed the efi memmap, systab, etc., so we should use these data structures
 860  * for initialization.  Note, the efi init code path is determined by the
 861  * global efi_enabled. This allows the same kernel image to be used on existing
 862  * systems (with a traditional BIOS) as well as on EFI systems.
 863  */
 864 /*
 865  * setup_arch - architecture-specific boot-time initializations
 866  *
 867  * Note: On x86_64, fixmaps are ready for use even before this is called.
 868  */
 869
 870 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
 871 {
 872         memblock_reserve(__pa_symbol(_text),
 873                          (unsigned long)__bss_stop - (unsigned long)_text);
 874
 875         early_reserve_initrd();
 876
 877         /*
 878          * At this point everything still needed from the boot loader
 879          * or BIOS or kernel text should be early reserved or marked not
 880          * RAM in e820. All other memory is free game.
 881          */
 882
 883 #ifdef CONFIG_X86_32
 884         memcpy(&boot_cpu_data, &new_cpu_data, sizeof(new_cpu_data));
 885
 886         /*
 887          * copy kernel address range established so far and switch
 888          * to the proper swapper page table
 889          */
 890         clone_pgd_range(swapper_pg_dir     + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
 891                         initial_page_table + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
 892                         KERNEL_PGD_PTRS);
 893
 894         load_cr3(swapper_pg_dir);
 895         /*
 896          * Note: Quark X1000 CPUs advertise PGE incorrectly and require
 897          * a cr3 based tlb flush, so the following __flush_tlb_all()
 898          * will not flush anything because the cpu quirk which clears
 899          * X86_FEATURE_PGE has not been invoked yet. Though due to the
 900          * load_cr3() above the TLB has been flushed already. The
 901          * quirk is invoked before subsequent calls to __flush_tlb_all()
 902          * so proper operation is guaranteed.
 903          */
 904         __flush_tlb_all();
 905 #else
 906         printk(KERN_INFO "Command line: %s\n", boot_command_line);
 907 #endif
 908
 909         /*
 910          * If we have OLPC OFW, we might end up relocating the fixmap due to
 911          * reserve_top(), so do this before touching the ioremap area.
 912          */
 913         olpc_ofw_detect();
 914
 915         early_trap_init();
 916         early_cpu_init();
 917         early_ioremap_init();
 918
 919         setup_olpc_ofw_pgd();
 920
 921         ROOT_DEV = old_decode_dev(boot_params.hdr.root_dev);
 922         screen_info = boot_params.screen_info;
 923         edid_info = boot_params.edid_info;
 924 #ifdef CONFIG_X86_32
 925         apm_info.bios = boot_params.apm_bios_info;
 926         ist_info = boot_params.ist_info;
 927         if (boot_params.sys_desc_table.length != 0) {
 928                 machine_id = boot_params.sys_desc_table.table[0];
 929                 machine_submodel_id = boot_params.sys_desc_table.table[1];
 930                 BIOS_revision = boot_params.sys_desc_table.table[2];
 931         }
 932 #endif
 933         saved_video_mode = boot_params.hdr.vid_mode;
 934         bootloader_type = boot_params.hdr.type_of_loader;
 935         if ((bootloader_type >> 4) == 0xe) {
 936                 bootloader_type &= 0xf;
 937                 bootloader_type |= (boot_params.hdr.ext_loader_type+0x10) << 4;
 938         }
 939         bootloader_version  = bootloader_type & 0xf;
 940         bootloader_version |= boot_params.hdr.ext_loader_ver << 4;
 941
 942 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_RAM
 943         rd_image_start = boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_IMAGE_START_MASK;
 944         rd_prompt = ((boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_PROMPT_FLAG) != 0);
 945         rd_doload = ((boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_LOAD_FLAG) != 0);
 946 #endif
 947 #ifdef CONFIG_EFI
 948         if (!strncmp((char *)&boot_params.efi_info.efi_loader_signature,
 949                      EFI32_LOADER_SIGNATURE, 4)) {
 950                 set_bit(EFI_BOOT, &efi.flags);
 951         } else if (!strncmp((char *)&boot_params.efi_info.efi_loader_signature,
 952                      EFI64_LOADER_SIGNATURE, 4)) {
 953                 set_bit(EFI_BOOT, &efi.flags);
 954                 set_bit(EFI_64BIT, &efi.flags);
 955         }
 956
 957         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
 958                 efi_memblock_x86_reserve_range();
 959 #endif
 960
 961         x86_init.oem.arch_setup();
 962
 963         iomem_resource.end = (1ULL << boot_cpu_data.x86_phys_bits) - 1;
 964         setup_memory_map();
 965         parse_setup_data();
 966
 967         copy_edd();
 968
 969         if (!boot_params.hdr.root_flags)
 970                 root_mountflags &= ~MS_RDONLY;
 971         init_mm.start_code = (unsigned long) _text;
 972         init_mm.end_code = (unsigned long) _etext;
 973         init_mm.end_data = (unsigned long) _edata;
 974         init_mm.brk = _brk_end;
 975
 976         mpx_mm_init(&init_mm);
 977
 978         code_resource.start = __pa_symbol(_text);
 979         code_resource.end = __pa_symbol(_etext)-1;
 980         data_resource.start = __pa_symbol(_etext);
 981         data_resource.end = __pa_symbol(_edata)-1;
 982         bss_resource.start = __pa_symbol(__bss_start);
 983         bss_resource.end = __pa_symbol(__bss_stop)-1;
 984
 985 #ifdef CONFIG_CMDLINE_BOOL
 986 #ifdef CONFIG_CMDLINE_OVERRIDE
 987         strlcpy(boot_command_line, builtin_cmdline, COMMAND_LINE_SIZE);
 988 #else
 989         if (builtin_cmdline[0]) {
 990                 /* append boot loader cmdline to builtin */
 991                 strlcat(builtin_cmdline, " ", COMMAND_LINE_SIZE);
 992                 strlcat(builtin_cmdline, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 993                 strlcpy(boot_command_line, builtin_cmdline, COMMAND_LINE_SIZE);
 994         }
 995 #endif
 996 #endif
 997
 998         strlcpy(command_line, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 999         *cmdline_p = command_line;
1000
1001         /*
1002          * x86_configure_nx() is called before parse_early_param() to detect
1003          * whether hardware doesn't support NX (so that the early EHCI debug
1004          * console setup can safely call set_fixmap()). It may then be called
1005          * again from within noexec_setup() during parsing early parameters
1006          * to honor the respective command line option.
1007          */
1008         x86_configure_nx();
1009
1010         parse_early_param();
1011
1012         x86_report_nx();
1013
1014         /* after early param, so could get panic from serial */
1015         memblock_x86_reserve_range_setup_data();
1016
1017         if (acpi_mps_check()) {
1018 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1019                 disable_apic = 1;
1020 #endif
1021                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_APIC);
1022         }
1023
1024 #ifdef CONFIG_PCI
1025         if (pci_early_dump_regs)
1026                 early_dump_pci_devices();
1027 #endif
1028
1029         /* update the e820_saved too */
1030         e820_reserve_setup_data();
1031         finish_e820_parsing();
1032
1033         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
1034                 efi_init();
1035
1036         dmi_scan_machine();
1037         dmi_memdev_walk();
1038         dmi_set_dump_stack_arch_desc();
1039
1040         /*
1041          * VMware detection requires dmi to be available, so this
1042          * needs to be done after dmi_scan_machine, for the BP.
1043          */
1044         init_hypervisor_platform();
1045
1046         x86_init.resources.probe_roms();
1047
1048         /* after parse_early_param, so could debug it */
1049         insert_resource(&iomem_resource, &code_resource);
1050         insert_resource(&iomem_resource, &data_resource);
1051         insert_resource(&iomem_resource, &bss_resource);
1052
1053         e820_add_kernel_range();
1054         trim_bios_range();
1055 #ifdef CONFIG_X86_32
1056         if (ppro_with_ram_bug()) {
1057                 e820_update_range(0x70000000ULL, 0x40000ULL, E820_RAM,
1058                                   E820_RESERVED);
1059                 sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
1060                 printk(KERN_INFO "fixed physical RAM map:\n");
1061                 e820_print_map("bad_ppro");
1062         }
1063 #else
1064         early_gart_iommu_check();
1065 #endif
1066
1067         /*
1068          * partially used pages are not usable - thus
1069          * we are rounding upwards:
1070          */
1071         max_pfn = e820_end_of_ram_pfn();
1072
1073         /* update e820 for memory not covered by WB MTRRs */
1074         mtrr_bp_init();
1075         if (mtrr_trim_uncached_memory(max_pfn))
1076                 max_pfn = e820_end_of_ram_pfn();
1077
1078 #ifdef CONFIG_X86_32
1079         /* max_low_pfn get updated here */
1080         find_low_pfn_range();
1081 #else
1082         check_x2apic();
1083
1084         /* How many end-of-memory variables you have, grandma! */
1085         /* need this before calling reserve_initrd */
1086         if (max_pfn > (1UL<<(32 - PAGE_SHIFT)))
1087                 max_low_pfn = e820_end_of_low_ram_pfn();
1088         else
1089                 max_low_pfn = max_pfn;
1090
1091         high_memory = (void *)__va(max_pfn * PAGE_SIZE - 1) + 1;
1092 #endif
1093
1094         /*
1095          * Find and reserve possible boot-time SMP configuration:
1096          */
1097         find_smp_config();
1098
1099         reserve_ibft_region();
1100
1101         early_alloc_pgt_buf();
1102
1103         /*
1104          * Need to conclude brk, before memblock_x86_fill()
1105          *  it could use memblock_find_in_range, could overlap with
1106          *  brk area.
1107          */
1108         reserve_brk();
1109
1110         cleanup_highmap();
1111
1112         memblock_set_current_limit(ISA_END_ADDRESS);
1113         memblock_x86_fill();
1114
1115         /*
1116          * The EFI specification says that boot service code won't be called
1117          * after ExitBootServices(). This is, in fact, a lie.
1118          */
1119         if (efi_enabled(EFI_MEMMAP))
1120                 efi_reserve_boot_services();
1121
1122         /* preallocate 4k for mptable mpc */
1123         early_reserve_e820_mpc_new();
1124
1125 #ifdef CONFIG_X86_CHECK_BIOS_CORRUPTION
1126         setup_bios_corruption_check();
1127 #endif
1128
1129 #ifdef CONFIG_X86_32
1130         printk(KERN_DEBUG "initial memory mapped: [mem 0x00000000-%#010lx]\n",
1131                         (max_pfn_mapped<<PAGE_SHIFT) - 1);
1132 #endif
1133
1134         reserve_real_mode();
1135
1136         trim_platform_memory_ranges();
1137         trim_low_memory_range();
1138
1139         init_mem_mapping();
1140
1141         early_trap_pf_init();
1142
1143         setup_real_mode();
1144
1145         memblock_set_current_limit(get_max_mapped());
1146
1147         /*
1148          * NOTE: On x86-32, only from this point on, fixmaps are ready for use.
1149          */
1150
1151 #ifdef CONFIG_PROVIDE_OHCI1394_DMA_INIT
1152         if (init_ohci1394_dma_early)
1153                 init_ohci1394_dma_on_all_controllers();
1154 #endif
1155         /* Allocate bigger log buffer */
1156         setup_log_buf(1);
1157
1158         reserve_initrd();
1159
1160 #if defined(CONFIG_ACPI) && defined(CONFIG_BLK_DEV_INITRD)
1161         acpi_initrd_override((void *)initrd_start, initrd_end - initrd_start);
1162 #endif
1163
1164         vsmp_init();
1165
1166         io_delay_init();
1167
1168         /*
1169          * Parse the ACPI tables for possible boot-time SMP configuration.
1170          */
1171         acpi_boot_table_init();
1172
1173         early_acpi_boot_init();
1174
1175         initmem_init();
1176         dma_contiguous_reserve(max_pfn_mapped << PAGE_SHIFT);
1177
1178         /*
1179          * Reserve memory for crash kernel after SRAT is parsed so that it
1180          * won't consume hotpluggable memory.
1181          */
1182         reserve_crashkernel();
1183
1184         memblock_find_dma_reserve();
1185
1186 #ifdef CONFIG_KVM_GUEST
1187         kvmclock_init();
1188 #endif
1189
1190         x86_init.paging.pagetable_init();
1191
1192         kasan_init();
1193
1194         if (boot_cpu_data.cpuid_level >= 0) {
1195                 /* A CPU has %cr4 if and only if it has CPUID */
1196                 mmu_cr4_features = __read_cr4();
1197                 if (trampoline_cr4_features)
1198                         *trampoline_cr4_features = mmu_cr4_features;
1199         }
1200
1201 #ifdef CONFIG_X86_32
1202         /* sync back kernel address range */
1203         clone_pgd_range(initial_page_table + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
1204                         swapper_pg_dir     + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
1205                         KERNEL_PGD_PTRS);
1206 #endif
1207
1208         tboot_probe();
1209
1210         map_vsyscall();
1211
1212         generic_apic_probe();
1213
1214         early_quirks();
1215
1216         /*
1217          * Read APIC and some other early information from ACPI tables.
1218          */
1219         acpi_boot_init();
1220         sfi_init();
1221         x86_dtb_init();
1222
1223         /*
1224          * get boot-time SMP configuration:
1225          */
1226         if (smp_found_config)
1227                 get_smp_config();
1228
1229         prefill_possible_map();
1230
1231         init_cpu_to_node();
1232
1233         init_apic_mappings();
1234         if (x86_io_apic_ops.init)
1235                 x86_io_apic_ops.init();
1236
1237         kvm_guest_init();
1238
1239         e820_reserve_resources();
1240         e820_mark_nosave_regions(max_low_pfn);
1241
1242         x86_init.resources.reserve_resources();
1243
1244         e820_setup_gap();
1245
1246 #ifdef CONFIG_VT
1247 #if defined(CONFIG_VGA_CONSOLE)
1248         if (!efi_enabled(EFI_BOOT) || (efi_mem_type(0xa0000) != EFI_CONVENTIONAL_MEMORY))
1249                 conswitchp = &vga_con;
1250 #elif defined(CONFIG_DUMMY_CONSOLE)
1251         conswitchp = &dummy_con;
1252 #endif
1253 #endif
1254         x86_init.oem.banner();
1255
1256         x86_init.timers.wallclock_init();
1257
1258         mcheck_init();
1259
1260         arch_init_ideal_nops();
1261
1262         register_refined_jiffies(CLOCK_TICK_RATE);
1263
1264 #ifdef CONFIG_EFI
1265         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
1266                 efi_apply_memmap_quirks();
1267 #endif
1268 }
1269
1270 #ifdef CONFIG_X86_32
1271
1272 static struct resource video_ram_resource = {
1273         .name   = "Video RAM area",
1274         .start  = 0xa0000,
1275         .end    = 0xbffff,
1276         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_MEM
1277 };
1278
1279 void __init i386_reserve_resources(void)
1280 {
1281         request_resource(&iomem_resource, &video_ram_resource);
1282         reserve_standard_io_resources();
1283 }
1284
1285 #endif /* CONFIG_X86_32 */
1286
1287 static struct notifier_block kernel_offset_notifier = {
1288         .notifier_call = dump_kernel_offset
1289 };
1290
1291 static int __init register_kernel_offset_dumper(void)
1292 {
1293         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list,
1294                                         &kernel_offset_notifier);
1295         return 0;
1296 }
1297 __initcall(register_kernel_offset_dumper);