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
  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 #include <asm/microcode.h>
 115 #include <asm/mmu_context.h>
 116 #include <asm/kaslr.h>
 117
 118 /*
 119  * max_low_pfn_mapped: highest direct mapped pfn under 4GB
 120  * max_pfn_mapped:     highest direct mapped pfn over 4GB
 121  *
 122  * The direct mapping only covers E820_RAM regions, so the ranges and gaps are
 123  * represented by pfn_mapped
 124  */
 125 unsigned long max_low_pfn_mapped;
 126 unsigned long max_pfn_mapped;
 127
 128 #ifdef CONFIG_DMI
 129 RESERVE_BRK(dmi_alloc, 65536);
 130 #endif
 131
 132
 133 static __initdata unsigned long _brk_start = (unsigned long)__brk_base;
 134 unsigned long _brk_end = (unsigned long)__brk_base;
 135
 136 #ifdef CONFIG_X86_64
 137 int default_cpu_present_to_apicid(int mps_cpu)
 138 {
 139         return __default_cpu_present_to_apicid(mps_cpu);
 140 }
 141
 142 int default_check_phys_apicid_present(int phys_apicid)
 143 {
 144         return __default_check_phys_apicid_present(phys_apicid);
 145 }
 146 #endif
 147
 148 struct boot_params boot_params;
 149
 150 /*
 151  * Machine setup..
 152  */
 153 static struct resource data_resource = {
 154         .name   = "Kernel data",
 155         .start  = 0,
 156         .end    = 0,
 157         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
 158 };
 159
 160 static struct resource code_resource = {
 161         .name   = "Kernel code",
 162         .start  = 0,
 163         .end    = 0,
 164         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
 165 };
 166
 167 static struct resource bss_resource = {
 168         .name   = "Kernel bss",
 169         .start  = 0,
 170         .end    = 0,
 171         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
 172 };
 173
 174
 175 #ifdef CONFIG_X86_32
 176 /* cpu data as detected by the assembly code in head.S */
 177 struct cpuinfo_x86 new_cpu_data = {
 178         .wp_works_ok = -1,
 179 };
 180 /* common cpu data for all cpus */
 181 struct cpuinfo_x86 boot_cpu_data __read_mostly = {
 182         .wp_works_ok = -1,
 183 };
 184 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_data);
 185
 186 unsigned int def_to_bigsmp;
 187
 188 /* for MCA, but anyone else can use it if they want */
 189 unsigned int machine_id;
 190 unsigned int machine_submodel_id;
 191 unsigned int BIOS_revision;
 192
 193 struct apm_info apm_info;
 194 EXPORT_SYMBOL(apm_info);
 195
 196 #if defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI) || \
 197         defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI_MODULE)
 198 struct ist_info ist_info;
 199 EXPORT_SYMBOL(ist_info);
 200 #else
 201 struct ist_info ist_info;
 202 #endif
 203
 204 #else
 205 struct cpuinfo_x86 boot_cpu_data __read_mostly = {
 206         .x86_phys_bits = MAX_PHYSMEM_BITS,
 207 };
 208 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_data);
 209 #endif
 210
 211
 212 #if !defined(CONFIG_X86_PAE) || defined(CONFIG_X86_64)
 213 __visible unsigned long mmu_cr4_features __ro_after_init;
 214 #else
 215 __visible unsigned long mmu_cr4_features __ro_after_init = X86_CR4_PAE;
 216 #endif
 217
 218 /* Boot loader ID and version as integers, for the benefit of proc_dointvec */
 219 int bootloader_type, bootloader_version;
 220
 221 /*
 222  * Setup options
 223  */
 224 struct screen_info screen_info;
 225 EXPORT_SYMBOL(screen_info);
 226 struct edid_info edid_info;
 227 EXPORT_SYMBOL_GPL(edid_info);
 228
 229 extern int root_mountflags;
 230
 231 unsigned long saved_video_mode;
 232
 233 #define RAMDISK_IMAGE_START_MASK        0x07FF
 234 #define RAMDISK_PROMPT_FLAG             0x8000
 235 #define RAMDISK_LOAD_FLAG               0x4000
 236
 237 static char __initdata command_line[COMMAND_LINE_SIZE];
 238 #ifdef CONFIG_CMDLINE_BOOL
 239 static char __initdata builtin_cmdline[COMMAND_LINE_SIZE] = CONFIG_CMDLINE;
 240 #endif
 241
 242 #if defined(CONFIG_EDD) || defined(CONFIG_EDD_MODULE)
 243 struct edd edd;
 244 #ifdef CONFIG_EDD_MODULE
 245 EXPORT_SYMBOL(edd);
 246 #endif
 247 /**
 248  * copy_edd() - Copy the BIOS EDD information
 249  *              from boot_params into a safe place.
 250  *
 251  */
 252 static inline void __init copy_edd(void)
 253 {
 254      memcpy(edd.mbr_signature, boot_params.edd_mbr_sig_buffer,
 255             sizeof(edd.mbr_signature));
 256      memcpy(edd.edd_info, boot_params.eddbuf, sizeof(edd.edd_info));
 257      edd.mbr_signature_nr = boot_params.edd_mbr_sig_buf_entries;
 258      edd.edd_info_nr = boot_params.eddbuf_entries;
 259 }
 260 #else
 261 static inline void __init copy_edd(void)
 262 {
 263 }
 264 #endif
 265
 266 void * __init extend_brk(size_t size, size_t align)
 267 {
 268         size_t mask = align - 1;
 269         void *ret;
 270
 271         BUG_ON(_brk_start == 0);
 272         BUG_ON(align & mask);
 273
 274         _brk_end = (_brk_end + mask) & ~mask;
 275         BUG_ON((char *)(_brk_end + size) > __brk_limit);
 276
 277         ret = (void *)_brk_end;
 278         _brk_end += size;
 279
 280         memset(ret, 0, size);
 281
 282         return ret;
 283 }
 284
 285 #ifdef CONFIG_X86_32
 286 static void __init cleanup_highmap(void)
 287 {
 288 }
 289 #endif
 290
 291 static void __init reserve_brk(void)
 292 {
 293         if (_brk_end > _brk_start)
 294                 memblock_reserve(__pa_symbol(_brk_start),
 295                                  _brk_end - _brk_start);
 296
 297         /* Mark brk area as locked down and no longer taking any
 298            new allocations */
 299         _brk_start = 0;
 300 }
 301
 302 u64 relocated_ramdisk;
 303
 304 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 305
 306 static u64 __init get_ramdisk_image(void)
 307 {
 308         u64 ramdisk_image = boot_params.hdr.ramdisk_image;
 309
 310         ramdisk_image |= (u64)boot_params.ext_ramdisk_image << 32;
 311
 312         return ramdisk_image;
 313 }
 314 static u64 __init get_ramdisk_size(void)
 315 {
 316         u64 ramdisk_size = boot_params.hdr.ramdisk_size;
 317
 318         ramdisk_size |= (u64)boot_params.ext_ramdisk_size << 32;
 319
 320         return ramdisk_size;
 321 }
 322
 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
 330         /* We need to move the initrd down into directly mapped mem */
 331         relocated_ramdisk = memblock_find_in_range(0, PFN_PHYS(max_pfn_mapped),
 332                                                    area_size, PAGE_SIZE);
 333
 334         if (!relocated_ramdisk)
 335                 panic("Cannot find place for new RAMDISK of size %lld\n",
 336                       ramdisk_size);
 337
 338         /* Note: this includes all the mem currently occupied by
 339            the initrd, we rely on that fact to keep the data intact. */
 340         memblock_reserve(relocated_ramdisk, area_size);
 341         initrd_start = relocated_ramdisk + PAGE_OFFSET;
 342         initrd_end   = initrd_start + ramdisk_size;
 343         printk(KERN_INFO "Allocated new RAMDISK: [mem %#010llx-%#010llx]\n",
 344                relocated_ramdisk, relocated_ramdisk + ramdisk_size - 1);
 345
 346         copy_from_early_mem((void *)initrd_start, ramdisk_image, ramdisk_size);
 347
 348         printk(KERN_INFO "Move RAMDISK from [mem %#010llx-%#010llx] to"
 349                 " [mem %#010llx-%#010llx]\n",
 350                 ramdisk_image, ramdisk_image + ramdisk_size - 1,
 351                 relocated_ramdisk, relocated_ramdisk + ramdisk_size - 1);
 352 }
 353
 354 static void __init early_reserve_initrd(void)
 355 {
 356         /* Assume only end is not page aligned */
 357         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 358         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 359         u64 ramdisk_end   = PAGE_ALIGN(ramdisk_image + ramdisk_size);
 360
 361         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
 362             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
 363                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
 364
 365         memblock_reserve(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
 366 }
 367 static void __init reserve_initrd(void)
 368 {
 369         /* Assume only end is not page aligned */
 370         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 371         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 372         u64 ramdisk_end   = PAGE_ALIGN(ramdisk_image + ramdisk_size);
 373         u64 mapped_size;
 374
 375         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
 376             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
 377                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
 378
 379         initrd_start = 0;
 380
 381         mapped_size = memblock_mem_size(max_pfn_mapped);
 382         if (ramdisk_size >= (mapped_size>>1))
 383                 panic("initrd too large to handle, "
 384                        "disabling initrd (%lld needed, %lld available)\n",
 385                        ramdisk_size, mapped_size>>1);
 386
 387         printk(KERN_INFO "RAMDISK: [mem %#010llx-%#010llx]\n", ramdisk_image,
 388                         ramdisk_end - 1);
 389
 390         if (pfn_range_is_mapped(PFN_DOWN(ramdisk_image),
 391                                 PFN_DOWN(ramdisk_end))) {
 392                 /* All are mapped, easy case */
 393                 initrd_start = ramdisk_image + PAGE_OFFSET;
 394                 initrd_end = initrd_start + ramdisk_size;
 395                 return;
 396         }
 397
 398         relocate_initrd();
 399
 400         memblock_free(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
 401 }
 402
 403 #else
 404 static void __init early_reserve_initrd(void)
 405 {
 406 }
 407 static void __init reserve_initrd(void)
 408 {
 409 }
 410 #endif /* CONFIG_BLK_DEV_INITRD */
 411
 412 static void __init parse_setup_data(void)
 413 {
 414         struct setup_data *data;
 415         u64 pa_data, pa_next;
 416
 417         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 418         while (pa_data) {
 419                 u32 data_len, data_type;
 420
 421                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 422                 data_len = data->len + sizeof(struct setup_data);
 423                 data_type = data->type;
 424                 pa_next = data->next;
 425                 early_memunmap(data, sizeof(*data));
 426
 427                 switch (data_type) {
 428                 case SETUP_E820_EXT:
 429                         parse_e820_ext(pa_data, data_len);
 430                         break;
 431                 case SETUP_DTB:
 432                         add_dtb(pa_data);
 433                         break;
 434                 case SETUP_EFI:
 435                         parse_efi_setup(pa_data, data_len);
 436                         break;
 437                 default:
 438                         break;
 439                 }
 440                 pa_data = pa_next;
 441         }
 442 }
 443
 444 static void __init e820_reserve_setup_data(void)
 445 {
 446         struct setup_data *data;
 447         u64 pa_data;
 448
 449         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 450         if (!pa_data)
 451                 return;
 452
 453         while (pa_data) {
 454                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 455                 e820_update_range(pa_data, sizeof(*data)+data->len,
 456                          E820_RAM, E820_RESERVED_KERN);
 457                 pa_data = data->next;
 458                 early_memunmap(data, sizeof(*data));
 459         }
 460
 461         sanitize_e820_map(e820->map, ARRAY_SIZE(e820->map), &e820->nr_map);
 462         memcpy(e820_saved, e820, sizeof(struct e820map));
 463         printk(KERN_INFO "extended physical RAM map:\n");
 464         e820_print_map("reserve setup_data");
 465 }
 466
 467 static void __init memblock_x86_reserve_range_setup_data(void)
 468 {
 469         struct setup_data *data;
 470         u64 pa_data;
 471
 472         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 473         while (pa_data) {
 474                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 475                 memblock_reserve(pa_data, sizeof(*data) + data->len);
 476                 pa_data = data->next;
 477                 early_memunmap(data, sizeof(*data));
 478         }
 479 }
 480
 481 /*
 482  * --------- Crashkernel reservation ------------------------------
 483  */
 484
 485 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
 486
 487 /* 16M alignment for crash kernel regions */
 488 #define CRASH_ALIGN             (16 << 20)
 489
 490 /*
 491  * Keep the crash kernel below this limit.  On 32 bits earlier kernels
 492  * would limit the kernel to the low 512 MiB due to mapping restrictions.
 493  * On 64bit, old kexec-tools need to under 896MiB.
 494  */
 495 #ifdef CONFIG_X86_32
 496 # define CRASH_ADDR_LOW_MAX     (512 << 20)
 497 # define CRASH_ADDR_HIGH_MAX    (512 << 20)
 498 #else
 499 # define CRASH_ADDR_LOW_MAX     (896UL << 20)
 500 # define CRASH_ADDR_HIGH_MAX    MAXMEM
 501 #endif
 502
 503 static int __init reserve_crashkernel_low(void)
 504 {
 505 #ifdef CONFIG_X86_64
 506         unsigned long long base, low_base = 0, low_size = 0;
 507         unsigned long total_low_mem;
 508         int ret;
 509
 510         total_low_mem = memblock_mem_size(1UL << (32 - PAGE_SHIFT));
 511
 512         /* crashkernel=Y,low */
 513         ret = parse_crashkernel_low(boot_command_line, total_low_mem, &low_size, &base);
 514         if (ret) {
 515                 /*
 516                  * two parts from lib/swiotlb.c:
 517                  * -swiotlb size: user-specified with swiotlb= or default.
 518                  *
 519                  * -swiotlb overflow buffer: now hardcoded to 32k. We round it
 520                  * to 8M for other buffers that may need to stay low too. Also
 521                  * make sure we allocate enough extra low memory so that we
 522                  * don't run out of DMA buffers for 32-bit devices.
 523                  */
 524                 low_size = max(swiotlb_size_or_default() + (8UL << 20), 256UL << 20);
 525         } else {
 526                 /* passed with crashkernel=0,low ? */
 527                 if (!low_size)
 528                         return 0;
 529         }
 530
 531         low_base = memblock_find_in_range(low_size, 1ULL << 32, low_size, CRASH_ALIGN);
 532         if (!low_base) {
 533                 pr_err("Cannot reserve %ldMB crashkernel low memory, please try smaller size.\n",
 534                        (unsigned long)(low_size >> 20));
 535                 return -ENOMEM;
 536         }
 537
 538         ret = memblock_reserve(low_base, low_size);
 539         if (ret) {
 540                 pr_err("%s: Error reserving crashkernel low memblock.\n", __func__);
 541                 return ret;
 542         }
 543
 544         pr_info("Reserving %ldMB of low memory at %ldMB for crashkernel (System low RAM: %ldMB)\n",
 545                 (unsigned long)(low_size >> 20),
 546                 (unsigned long)(low_base >> 20),
 547                 (unsigned long)(total_low_mem >> 20));
 548
 549         crashk_low_res.start = low_base;
 550         crashk_low_res.end   = low_base + low_size - 1;
 551         insert_resource(&iomem_resource, &crashk_low_res);
 552 #endif
 553         return 0;
 554 }
 555
 556 static void __init reserve_crashkernel(void)
 557 {
 558         unsigned long long crash_size, crash_base, total_mem;
 559         bool high = false;
 560         int ret;
 561
 562         total_mem = memblock_phys_mem_size();
 563
 564         /* crashkernel=XM */
 565         ret = parse_crashkernel(boot_command_line, total_mem, &crash_size, &crash_base);
 566         if (ret != 0 || crash_size <= 0) {
 567                 /* crashkernel=X,high */
 568                 ret = parse_crashkernel_high(boot_command_line, total_mem,
 569                                              &crash_size, &crash_base);
 570                 if (ret != 0 || crash_size <= 0)
 571                         return;
 572                 high = true;
 573         }
 574
 575         /* 0 means: find the address automatically */
 576         if (crash_base <= 0) {
 577                 /*
 578                  *  kexec want bzImage is below CRASH_KERNEL_ADDR_MAX
 579                  */
 580                 crash_base = memblock_find_in_range(CRASH_ALIGN,
 581                                                     high ? CRASH_ADDR_HIGH_MAX
 582                                                          : CRASH_ADDR_LOW_MAX,
 583                                                     crash_size, CRASH_ALIGN);
 584                 if (!crash_base) {
 585                         pr_info("crashkernel reservation failed - No suitable area found.\n");
 586                         return;
 587                 }
 588
 589         } else {
 590                 unsigned long long start;
 591
 592                 start = memblock_find_in_range(crash_base,
 593                                                crash_base + crash_size,
 594                                                crash_size, 1 << 20);
 595                 if (start != crash_base) {
 596                         pr_info("crashkernel reservation failed - memory is in use.\n");
 597                         return;
 598                 }
 599         }
 600         ret = memblock_reserve(crash_base, crash_size);
 601         if (ret) {
 602                 pr_err("%s: Error reserving crashkernel memblock.\n", __func__);
 603                 return;
 604         }
 605
 606         if (crash_base >= (1ULL << 32) && reserve_crashkernel_low()) {
 607                 memblock_free(crash_base, crash_size);
 608                 return;
 609         }
 610
 611         pr_info("Reserving %ldMB of memory at %ldMB for crashkernel (System RAM: %ldMB)\n",
 612                 (unsigned long)(crash_size >> 20),
 613                 (unsigned long)(crash_base >> 20),
 614                 (unsigned long)(total_mem >> 20));
 615
 616         crashk_res.start = crash_base;
 617         crashk_res.end   = crash_base + crash_size - 1;
 618         insert_resource(&iomem_resource, &crashk_res);
 619 }
 620 #else
 621 static void __init reserve_crashkernel(void)
 622 {
 623 }
 624 #endif
 625
 626 static struct resource standard_io_resources[] = {
 627         { .name = "dma1", .start = 0x00, .end = 0x1f,
 628                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 629         { .name = "pic1", .start = 0x20, .end = 0x21,
 630                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 631         { .name = "timer0", .start = 0x40, .end = 0x43,
 632                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 633         { .name = "timer1", .start = 0x50, .end = 0x53,
 634                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 635         { .name = "keyboard", .start = 0x60, .end = 0x60,
 636                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 637         { .name = "keyboard", .start = 0x64, .end = 0x64,
 638                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 639         { .name = "dma page reg", .start = 0x80, .end = 0x8f,
 640                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 641         { .name = "pic2", .start = 0xa0, .end = 0xa1,
 642                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 643         { .name = "dma2", .start = 0xc0, .end = 0xdf,
 644                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 645         { .name = "fpu", .start = 0xf0, .end = 0xff,
 646                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO }
 647 };
 648
 649 void __init reserve_standard_io_resources(void)
 650 {
 651         int i;
 652
 653         /* request I/O space for devices used on all i[345]86 PCs */
 654         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(standard_io_resources); i++)
 655                 request_resource(&ioport_resource, &standard_io_resources[i]);
 656
 657 }
 658
 659 static __init void reserve_ibft_region(void)
 660 {
 661         unsigned long addr, size = 0;
 662
 663         addr = find_ibft_region(&size);
 664
 665         if (size)
 666                 memblock_reserve(addr, size);
 667 }
 668
 669 static bool __init snb_gfx_workaround_needed(void)
 670 {
 671 #ifdef CONFIG_PCI
 672         int i;
 673         u16 vendor, devid;
 674         static const __initconst u16 snb_ids[] = {
 675                 0x0102,
 676                 0x0112,
 677                 0x0122,
 678                 0x0106,
 679                 0x0116,
 680                 0x0126,
 681                 0x010a,
 682         };
 683
 684         /* Assume no if something weird is going on with PCI */
 685         if (!early_pci_allowed())
 686                 return false;
 687
 688         vendor = read_pci_config_16(0, 2, 0, PCI_VENDOR_ID);
 689         if (vendor != 0x8086)
 690                 return false;
 691
 692         devid = read_pci_config_16(0, 2, 0, PCI_DEVICE_ID);
 693         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(snb_ids); i++)
 694                 if (devid == snb_ids[i])
 695                         return true;
 696 #endif
 697
 698         return false;
 699 }
 700
 701 /*
 702  * Sandy Bridge graphics has trouble with certain ranges, exclude
 703  * them from allocation.
 704  */
 705 static void __init trim_snb_memory(void)
 706 {
 707         static const __initconst unsigned long bad_pages[] = {
 708                 0x20050000,
 709                 0x20110000,
 710                 0x20130000,
 711                 0x20138000,
 712                 0x40004000,
 713         };
 714         int i;
 715
 716         if (!snb_gfx_workaround_needed())
 717                 return;
 718
 719         printk(KERN_DEBUG "reserving inaccessible SNB gfx pages\n");
 720
 721         /*
 722          * Reserve all memory below the 1 MB mark that has not
 723          * already been reserved.
 724          */
 725         memblock_reserve(0, 1<<20);
 726
 727         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(bad_pages); i++) {
 728                 if (memblock_reserve(bad_pages[i], PAGE_SIZE))
 729                         printk(KERN_WARNING "failed to reserve 0x%08lx\n",
 730                                bad_pages[i]);
 731         }
 732 }
 733
 734 /*
 735  * Here we put platform-specific memory range workarounds, i.e.
 736  * memory known to be corrupt or otherwise in need to be reserved on
 737  * specific platforms.
 738  *
 739  * If this gets used more widely it could use a real dispatch mechanism.
 740  */
 741 static void __init trim_platform_memory_ranges(void)
 742 {
 743         trim_snb_memory();
 744 }
 745
 746 static void __init trim_bios_range(void)
 747 {
 748         /*
 749          * A special case is the first 4Kb of memory;
 750          * This is a BIOS owned area, not kernel ram, but generally
 751          * not listed as such in the E820 table.
 752          *
 753          * This typically reserves additional memory (64KiB by default)
 754          * since some BIOSes are known to corrupt low memory.  See the
 755          * Kconfig help text for X86_RESERVE_LOW.
 756          */
 757         e820_update_range(0, PAGE_SIZE, E820_RAM, E820_RESERVED);
 758
 759         /*
 760          * special case: Some BIOSen report the PC BIOS
 761          * area (640->1Mb) as ram even though it is not.
 762          * take them out.
 763          */
 764         e820_remove_range(BIOS_BEGIN, BIOS_END - BIOS_BEGIN, E820_RAM, 1);
 765
 766         sanitize_e820_map(e820->map, ARRAY_SIZE(e820->map), &e820->nr_map);
 767 }
 768
 769 /* called before trim_bios_range() to spare extra sanitize */
 770 static void __init e820_add_kernel_range(void)
 771 {
 772         u64 start = __pa_symbol(_text);
 773         u64 size = __pa_symbol(_end) - start;
 774
 775         /*
 776          * Complain if .text .data and .bss are not marked as E820_RAM and
 777          * attempt to fix it by adding the range. We may have a confused BIOS,
 778          * or the user may have used memmap=exactmap or memmap=xxM$yyM to
 779          * exclude kernel range. If we really are running on top non-RAM,
 780          * we will crash later anyways.
 781          */
 782         if (e820_all_mapped(start, start + size, E820_RAM))
 783                 return;
 784
 785         pr_warn(".text .data .bss are not marked as E820_RAM!\n");
 786         e820_remove_range(start, size, E820_RAM, 0);
 787         e820_add_region(start, size, E820_RAM);
 788 }
 789
 790 static unsigned reserve_low = CONFIG_X86_RESERVE_LOW << 10;
 791
 792 static int __init parse_reservelow(char *p)
 793 {
 794         unsigned long long size;
 795
 796         if (!p)
 797                 return -EINVAL;
 798
 799         size = memparse(p, &p);
 800
 801         if (size < 4096)
 802                 size = 4096;
 803
 804         if (size > 640*1024)
 805                 size = 640*1024;
 806
 807         reserve_low = size;
 808
 809         return 0;
 810 }
 811
 812 early_param("reservelow", parse_reservelow);
 813
 814 static void __init trim_low_memory_range(void)
 815 {
 816         memblock_reserve(0, ALIGN(reserve_low, PAGE_SIZE));
 817 }
 818
 819 /*
 820  * Dump out kernel offset information on panic.
 821  */
 822 static int
 823 dump_kernel_offset(struct notifier_block *self, unsigned long v, void *p)
 824 {
 825         if (kaslr_enabled()) {
 826                 pr_emerg("Kernel Offset: 0x%lx from 0x%lx (relocation range: 0x%lx-0x%lx)\n",
 827                          kaslr_offset(),
 828                          __START_KERNEL,
 829                          __START_KERNEL_map,
 830                          MODULES_VADDR-1);
 831         } else {
 832                 pr_emerg("Kernel Offset: disabled\n");
 833         }
 834
 835         return 0;
 836 }
 837
 838 /*
 839  * Determine if we were loaded by an EFI loader.  If so, then we have also been
 840  * passed the efi memmap, systab, etc., so we should use these data structures
 841  * for initialization.  Note, the efi init code path is determined by the
 842  * global efi_enabled. This allows the same kernel image to be used on existing
 843  * systems (with a traditional BIOS) as well as on EFI systems.
 844  */
 845 /*
 846  * setup_arch - architecture-specific boot-time initializations
 847  *
 848  * Note: On x86_64, fixmaps are ready for use even before this is called.
 849  */
 850
 851 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
 852 {
 853         memblock_reserve(__pa_symbol(_text),
 854                          (unsigned long)__bss_stop - (unsigned long)_text);
 855
 856         early_reserve_initrd();
 857
 858         /*
 859          * At this point everything still needed from the boot loader
 860          * or BIOS or kernel text should be early reserved or marked not
 861          * RAM in e820. All other memory is free game.
 862          */
 863
 864 #ifdef CONFIG_X86_32
 865         memcpy(&boot_cpu_data, &new_cpu_data, sizeof(new_cpu_data));
 866
 867         /*
 868          * copy kernel address range established so far and switch
 869          * to the proper swapper page table
 870          */
 871         clone_pgd_range(swapper_pg_dir     + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
 872                         initial_page_table + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
 873                         KERNEL_PGD_PTRS);
 874
 875         load_cr3(swapper_pg_dir);
 876         /*
 877          * Note: Quark X1000 CPUs advertise PGE incorrectly and require
 878          * a cr3 based tlb flush, so the following __flush_tlb_all()
 879          * will not flush anything because the cpu quirk which clears
 880          * X86_FEATURE_PGE has not been invoked yet. Though due to the
 881          * load_cr3() above the TLB has been flushed already. The
 882          * quirk is invoked before subsequent calls to __flush_tlb_all()
 883          * so proper operation is guaranteed.
 884          */
 885         __flush_tlb_all();
 886 #else
 887         printk(KERN_INFO "Command line: %s\n", boot_command_line);
 888 #endif
 889
 890         /*
 891          * If we have OLPC OFW, we might end up relocating the fixmap due to
 892          * reserve_top(), so do this before touching the ioremap area.
 893          */
 894         olpc_ofw_detect();
 895
 896         early_trap_init();
 897         early_cpu_init();
 898         early_ioremap_init();
 899
 900         setup_olpc_ofw_pgd();
 901
 902         ROOT_DEV = old_decode_dev(boot_params.hdr.root_dev);
 903         screen_info = boot_params.screen_info;
 904         edid_info = boot_params.edid_info;
 905 #ifdef CONFIG_X86_32
 906         apm_info.bios = boot_params.apm_bios_info;
 907         ist_info = boot_params.ist_info;
 908 #endif
 909         saved_video_mode = boot_params.hdr.vid_mode;
 910         bootloader_type = boot_params.hdr.type_of_loader;
 911         if ((bootloader_type >> 4) == 0xe) {
 912                 bootloader_type &= 0xf;
 913                 bootloader_type |= (boot_params.hdr.ext_loader_type+0x10) << 4;
 914         }
 915         bootloader_version  = bootloader_type & 0xf;
 916         bootloader_version |= boot_params.hdr.ext_loader_ver << 4;
 917
 918 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_RAM
 919         rd_image_start = boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_IMAGE_START_MASK;
 920         rd_prompt = ((boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_PROMPT_FLAG) != 0);
 921         rd_doload = ((boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_LOAD_FLAG) != 0);
 922 #endif
 923 #ifdef CONFIG_EFI
 924         if (!strncmp((char *)&boot_params.efi_info.efi_loader_signature,
 925                      EFI32_LOADER_SIGNATURE, 4)) {
 926                 set_bit(EFI_BOOT, &efi.flags);
 927         } else if (!strncmp((char *)&boot_params.efi_info.efi_loader_signature,
 928                      EFI64_LOADER_SIGNATURE, 4)) {
 929                 set_bit(EFI_BOOT, &efi.flags);
 930                 set_bit(EFI_64BIT, &efi.flags);
 931         }
 932
 933         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
 934                 efi_memblock_x86_reserve_range();
 935 #endif
 936
 937         x86_init.oem.arch_setup();
 938
 939         iomem_resource.end = (1ULL << boot_cpu_data.x86_phys_bits) - 1;
 940         setup_memory_map();
 941         parse_setup_data();
 942
 943         copy_edd();
 944
 945         if (!boot_params.hdr.root_flags)
 946                 root_mountflags &= ~MS_RDONLY;
 947         init_mm.start_code = (unsigned long) _text;
 948         init_mm.end_code = (unsigned long) _etext;
 949         init_mm.end_data = (unsigned long) _edata;
 950         init_mm.brk = _brk_end;
 951
 952         mpx_mm_init(&init_mm);
 953
 954         code_resource.start = __pa_symbol(_text);
 955         code_resource.end = __pa_symbol(_etext)-1;
 956         data_resource.start = __pa_symbol(_etext);
 957         data_resource.end = __pa_symbol(_edata)-1;
 958         bss_resource.start = __pa_symbol(__bss_start);
 959         bss_resource.end = __pa_symbol(__bss_stop)-1;
 960
 961 #ifdef CONFIG_CMDLINE_BOOL
 962 #ifdef CONFIG_CMDLINE_OVERRIDE
 963         strlcpy(boot_command_line, builtin_cmdline, COMMAND_LINE_SIZE);
 964 #else
 965         if (builtin_cmdline[0]) {
 966                 /* append boot loader cmdline to builtin */
 967                 strlcat(builtin_cmdline, " ", COMMAND_LINE_SIZE);
 968                 strlcat(builtin_cmdline, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 969                 strlcpy(boot_command_line, builtin_cmdline, COMMAND_LINE_SIZE);
 970         }
 971 #endif
 972 #endif
 973
 974         strlcpy(command_line, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 975         *cmdline_p = command_line;
 976
 977         /*
 978          * x86_configure_nx() is called before parse_early_param() to detect
 979          * whether hardware doesn't support NX (so that the early EHCI debug
 980          * console setup can safely call set_fixmap()). It may then be called
 981          * again from within noexec_setup() during parsing early parameters
 982          * to honor the respective command line option.
 983          */
 984         x86_configure_nx();
 985
 986         parse_early_param();
 987
 988         x86_report_nx();
 989
 990         /* after early param, so could get panic from serial */
 991         memblock_x86_reserve_range_setup_data();
 992
 993         if (acpi_mps_check()) {
 994 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 995                 disable_apic = 1;
 996 #endif
 997                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_APIC);
 998         }
 999
1000 #ifdef CONFIG_PCI
1001         if (pci_early_dump_regs)
1002                 early_dump_pci_devices();
1003 #endif
1004
1005         /* update the e820_saved too */
1006         e820_reserve_setup_data();
1007         finish_e820_parsing();
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 BP.
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_update_range(0x70000000ULL, 0x40000ULL, E820_RAM,
1034                                   E820_RESERVED);
1035                 sanitize_e820_map(e820->map, ARRAY_SIZE(e820->map), &e820->nr_map);
1036                 printk(KERN_INFO "fixed physical RAM map:\n");
1037                 e820_print_map("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          * Define random base addresses for memory sections after max_pfn is
1058          * defined and before each memory section base is used.
1059          */
1060         kernel_randomize_memory();
1061
1062 #ifdef CONFIG_X86_32
1063         /* max_low_pfn get updated here */
1064         find_low_pfn_range();
1065 #else
1066         check_x2apic();
1067
1068         /* How many end-of-memory variables you have, grandma! */
1069         /* need this before calling reserve_initrd */
1070         if (max_pfn > (1UL<<(32 - PAGE_SHIFT)))
1071                 max_low_pfn = e820_end_of_low_ram_pfn();
1072         else
1073                 max_low_pfn = max_pfn;
1074
1075         high_memory = (void *)__va(max_pfn * PAGE_SIZE - 1) + 1;
1076 #endif
1077
1078         /*
1079          * Find and reserve possible boot-time SMP configuration:
1080          */
1081         find_smp_config();
1082
1083         reserve_ibft_region();
1084
1085         early_alloc_pgt_buf();
1086
1087         /*
1088          * Need to conclude brk, before memblock_x86_fill()
1089          *  it could use memblock_find_in_range, could overlap with
1090          *  brk area.
1091          */
1092         reserve_brk();
1093
1094         cleanup_highmap();
1095
1096         memblock_set_current_limit(ISA_END_ADDRESS);
1097         memblock_x86_fill();
1098
1099         reserve_bios_regions();
1100
1101         if (efi_enabled(EFI_MEMMAP)) {
1102                 efi_fake_memmap();
1103                 efi_find_mirror();
1104                 efi_esrt_init();
1105
1106                 /*
1107                  * The EFI specification says that boot service code won't be
1108                  * called after ExitBootServices(). This is, in fact, a lie.
1109                  */
1110                 efi_reserve_boot_services();
1111         }
1112
1113         /* preallocate 4k for mptable mpc */
1114         early_reserve_e820_mpc_new();
1115
1116 #ifdef CONFIG_X86_CHECK_BIOS_CORRUPTION
1117         setup_bios_corruption_check();
1118 #endif
1119
1120 #ifdef CONFIG_X86_32
1121         printk(KERN_DEBUG "initial memory mapped: [mem 0x00000000-%#010lx]\n",
1122                         (max_pfn_mapped<<PAGE_SHIFT) - 1);
1123 #endif
1124
1125         reserve_real_mode();
1126
1127         trim_platform_memory_ranges();
1128         trim_low_memory_range();
1129
1130         init_mem_mapping();
1131
1132         early_trap_pf_init();
1133
1134         /*
1135          * Update mmu_cr4_features (and, indirectly, trampoline_cr4_features)
1136          * with the current CR4 value.  This may not be necessary, but
1137          * auditing all the early-boot CR4 manipulation would be needed to
1138          * rule it out.
1139          */
1140         mmu_cr4_features = __read_cr4();
1141
1142         memblock_set_current_limit(get_max_mapped());
1143
1144         /*
1145          * NOTE: On x86-32, only from this point on, fixmaps are ready for use.
1146          */
1147
1148 #ifdef CONFIG_PROVIDE_OHCI1394_DMA_INIT
1149         if (init_ohci1394_dma_early)
1150                 init_ohci1394_dma_on_all_controllers();
1151 #endif
1152         /* Allocate bigger log buffer */
1153         setup_log_buf(1);
1154
1155         reserve_initrd();
1156
1157         acpi_table_upgrade();
1158
1159         vsmp_init();
1160
1161         io_delay_init();
1162
1163         /*
1164          * Parse the ACPI tables for possible boot-time SMP configuration.
1165          */
1166         acpi_boot_table_init();
1167
1168         early_acpi_boot_init();
1169
1170         initmem_init();
1171         dma_contiguous_reserve(max_pfn_mapped << PAGE_SHIFT);
1172
1173         /*
1174          * Reserve memory for crash kernel after SRAT is parsed so that it
1175          * won't consume hotpluggable memory.
1176          */
1177         reserve_crashkernel();
1178
1179         memblock_find_dma_reserve();
1180
1181 #ifdef CONFIG_KVM_GUEST
1182         kvmclock_init();
1183 #endif
1184
1185         x86_init.paging.pagetable_init();
1186
1187         kasan_init();
1188
1189 #ifdef CONFIG_X86_32
1190         /* sync back kernel address range */
1191         clone_pgd_range(initial_page_table + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
1192                         swapper_pg_dir     + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
1193                         KERNEL_PGD_PTRS);
1194
1195         /*
1196          * sync back low identity map too.  It is used for example
1197          * in the 32-bit EFI stub.
1198          */
1199         clone_pgd_range(initial_page_table,
1200                         swapper_pg_dir     + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
1201                         min(KERNEL_PGD_PTRS, KERNEL_PGD_BOUNDARY));
1202 #endif
1203
1204         tboot_probe();
1205
1206         map_vsyscall();
1207
1208         generic_apic_probe();
1209
1210         early_quirks();
1211
1212         /*
1213          * Read APIC and some other early information from ACPI tables.
1214          */
1215         acpi_boot_init();
1216         sfi_init();
1217         x86_dtb_init();
1218
1219         /*
1220          * get boot-time SMP configuration:
1221          */
1222         get_smp_config();
1223
1224         /*
1225          * Systems w/o ACPI and mptables might not have it mapped the local
1226          * APIC yet, but prefill_possible_map() might need to access it.
1227          */
1228         init_apic_mappings();
1229
1230         prefill_possible_map();
1231
1232         init_cpu_to_node();
1233
1234         io_apic_init_mappings();
1235
1236         kvm_guest_init();
1237
1238         e820_reserve_resources();
1239         e820_mark_nosave_regions(max_low_pfn);
1240
1241         x86_init.resources.reserve_resources();
1242
1243         e820_setup_gap();
1244
1245 #ifdef CONFIG_VT
1246 #if defined(CONFIG_VGA_CONSOLE)
1247         if (!efi_enabled(EFI_BOOT) || (efi_mem_type(0xa0000) != EFI_CONVENTIONAL_MEMORY))
1248                 conswitchp = &vga_con;
1249 #elif defined(CONFIG_DUMMY_CONSOLE)
1250         conswitchp = &dummy_con;
1251 #endif
1252 #endif
1253         x86_init.oem.banner();
1254
1255         x86_init.timers.wallclock_init();
1256
1257         mcheck_init();
1258
1259         arch_init_ideal_nops();
1260
1261         register_refined_jiffies(CLOCK_TICK_RATE);
1262
1263 #ifdef CONFIG_EFI
1264         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
1265                 efi_apply_memmap_quirks();
1266 #endif
1267 }
1268
1269 #ifdef CONFIG_X86_32
1270
1271 static struct resource video_ram_resource = {
1272         .name   = "Video RAM area",
1273         .start  = 0xa0000,
1274         .end    = 0xbffff,
1275         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_MEM
1276 };
1277
1278 void __init i386_reserve_resources(void)
1279 {
1280         request_resource(&iomem_resource, &video_ram_resource);
1281         reserve_standard_io_resources();
1282 }
1283
1284 #endif /* CONFIG_X86_32 */
1285
1286 static struct notifier_block kernel_offset_notifier = {
1287         .notifier_call = dump_kernel_offset
1288 };
1289
1290 static int __init register_kernel_offset_dumper(void)
1291 {
1292         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list,
1293                                         &kernel_offset_notifier);
1294         return 0;
1295 }
1296 __initcall(register_kernel_offset_dumper);
1297
1298 void arch_show_smap(struct seq_file *m, struct vm_area_struct *vma)
1299 {
1300         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_OSPKE))
1301                 return;
1302
1303         seq_printf(m, "ProtectionKey:  %8u\n", vma_pkey(vma));
1304 }