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 #include <asm/microcode.h>
 115 #include <asm/mmu_context.h>
 116
 117 /*
 118  * max_low_pfn_mapped: highest direct mapped pfn under 4GB
 119  * max_pfn_mapped:     highest direct mapped pfn over 4GB
 120  *
 121  * The direct mapping only covers E820_RAM regions, so the ranges and gaps are
 122  * represented by pfn_mapped
 123  */
 124 unsigned long max_low_pfn_mapped;
 125 unsigned long max_pfn_mapped;
 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_SYSTEM_RAM
 157 };
 158
 159 static struct resource code_resource = {
 160         .name   = "Kernel code",
 161         .start  = 0,
 162         .end    = 0,
 163         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
 164 };
 165
 166 static struct resource bss_resource = {
 167         .name   = "Kernel bss",
 168         .start  = 0,
 169         .end    = 0,
 170         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
 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 static void __init relocate_initrd(void)
 323 {
 324         /* Assume only end is not page aligned */
 325         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 326         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 327         u64 area_size     = PAGE_ALIGN(ramdisk_size);
 328
 329         /* We need to move the initrd down into directly mapped mem */
 330         relocated_ramdisk = memblock_find_in_range(0, PFN_PHYS(max_pfn_mapped),
 331                                                    area_size, PAGE_SIZE);
 332
 333         if (!relocated_ramdisk)
 334                 panic("Cannot find place for new RAMDISK of size %lld\n",
 335                       ramdisk_size);
 336
 337         /* Note: this includes all the mem currently occupied by
 338            the initrd, we rely on that fact to keep the data intact. */
 339         memblock_reserve(relocated_ramdisk, area_size);
 340         initrd_start = relocated_ramdisk + PAGE_OFFSET;
 341         initrd_end   = initrd_start + ramdisk_size;
 342         printk(KERN_INFO "Allocated new RAMDISK: [mem %#010llx-%#010llx]\n",
 343                relocated_ramdisk, relocated_ramdisk + ramdisk_size - 1);
 344
 345         copy_from_early_mem((void *)initrd_start, ramdisk_image, ramdisk_size);
 346
 347         printk(KERN_INFO "Move RAMDISK from [mem %#010llx-%#010llx] to"
 348                 " [mem %#010llx-%#010llx]\n",
 349                 ramdisk_image, ramdisk_image + ramdisk_size - 1,
 350                 relocated_ramdisk, relocated_ramdisk + ramdisk_size - 1);
 351 }
 352
 353 static void __init early_reserve_initrd(void)
 354 {
 355         /* Assume only end is not page aligned */
 356         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 357         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 358         u64 ramdisk_end   = PAGE_ALIGN(ramdisk_image + ramdisk_size);
 359
 360         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
 361             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
 362                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
 363
 364         memblock_reserve(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
 365 }
 366 static void __init reserve_initrd(void)
 367 {
 368         /* Assume only end is not page aligned */
 369         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 370         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 371         u64 ramdisk_end   = PAGE_ALIGN(ramdisk_image + ramdisk_size);
 372         u64 mapped_size;
 373
 374         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
 375             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
 376                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
 377
 378         initrd_start = 0;
 379
 380         mapped_size = memblock_mem_size(max_pfn_mapped);
 381         if (ramdisk_size >= (mapped_size>>1))
 382                 panic("initrd too large to handle, "
 383                        "disabling initrd (%lld needed, %lld available)\n",
 384                        ramdisk_size, mapped_size>>1);
 385
 386         printk(KERN_INFO "RAMDISK: [mem %#010llx-%#010llx]\n", ramdisk_image,
 387                         ramdisk_end - 1);
 388
 389         if (pfn_range_is_mapped(PFN_DOWN(ramdisk_image),
 390                                 PFN_DOWN(ramdisk_end))) {
 391                 /* All are mapped, easy case */
 392                 initrd_start = ramdisk_image + PAGE_OFFSET;
 393                 initrd_end = initrd_start + ramdisk_size;
 394                 return;
 395         }
 396
 397         relocate_initrd();
 398
 399         memblock_free(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
 400 }
 401
 402 #else
 403 static void __init early_reserve_initrd(void)
 404 {
 405 }
 406 static void __init reserve_initrd(void)
 407 {
 408 }
 409 #endif /* CONFIG_BLK_DEV_INITRD */
 410
 411 static void __init parse_setup_data(void)
 412 {
 413         struct setup_data *data;
 414         u64 pa_data, pa_next;
 415
 416         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 417         while (pa_data) {
 418                 u32 data_len, data_type;
 419
 420                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 421                 data_len = data->len + sizeof(struct setup_data);
 422                 data_type = data->type;
 423                 pa_next = data->next;
 424                 early_memunmap(data, sizeof(*data));
 425
 426                 switch (data_type) {
 427                 case SETUP_E820_EXT:
 428                         parse_e820_ext(pa_data, data_len);
 429                         break;
 430                 case SETUP_DTB:
 431                         add_dtb(pa_data);
 432                         break;
 433                 case SETUP_EFI:
 434                         parse_efi_setup(pa_data, data_len);
 435                         break;
 436                 default:
 437                         break;
 438                 }
 439                 pa_data = pa_next;
 440         }
 441 }
 442
 443 static void __init e820_reserve_setup_data(void)
 444 {
 445         struct setup_data *data;
 446         u64 pa_data;
 447
 448         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 449         if (!pa_data)
 450                 return;
 451
 452         while (pa_data) {
 453                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 454                 e820_update_range(pa_data, sizeof(*data)+data->len,
 455                          E820_RAM, E820_RESERVED_KERN);
 456                 pa_data = data->next;
 457                 early_memunmap(data, sizeof(*data));
 458         }
 459
 460         sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
 461         memcpy(&e820_saved, &e820, sizeof(struct e820map));
 462         printk(KERN_INFO "extended physical RAM map:\n");
 463         e820_print_map("reserve setup_data");
 464 }
 465
 466 static void __init memblock_x86_reserve_range_setup_data(void)
 467 {
 468         struct setup_data *data;
 469         u64 pa_data;
 470
 471         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 472         while (pa_data) {
 473                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 474                 memblock_reserve(pa_data, sizeof(*data) + data->len);
 475                 pa_data = data->next;
 476                 early_memunmap(data, sizeof(*data));
 477         }
 478 }
 479
 480 /*
 481  * --------- Crashkernel reservation ------------------------------
 482  */
 483
 484 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
 485
 486 /* 16M alignment for crash kernel regions */
 487 #define CRASH_ALIGN             (16 << 20)
 488
 489 /*
 490  * Keep the crash kernel below this limit.  On 32 bits earlier kernels
 491  * would limit the kernel to the low 512 MiB due to mapping restrictions.
 492  * On 64bit, old kexec-tools need to under 896MiB.
 493  */
 494 #ifdef CONFIG_X86_32
 495 # define CRASH_ADDR_LOW_MAX     (512 << 20)
 496 # define CRASH_ADDR_HIGH_MAX    (512 << 20)
 497 #else
 498 # define CRASH_ADDR_LOW_MAX     (896UL << 20)
 499 # define CRASH_ADDR_HIGH_MAX    MAXMEM
 500 #endif
 501
 502 static int __init reserve_crashkernel_low(void)
 503 {
 504 #ifdef CONFIG_X86_64
 505         unsigned long long base, low_base = 0, low_size = 0;
 506         unsigned long total_low_mem;
 507         int ret;
 508
 509         total_low_mem = memblock_mem_size(1UL << (32 - PAGE_SHIFT));
 510
 511         /* crashkernel=Y,low */
 512         ret = parse_crashkernel_low(boot_command_line, total_low_mem, &low_size, &base);
 513         if (ret) {
 514                 /*
 515                  * two parts from lib/swiotlb.c:
 516                  * -swiotlb size: user-specified with swiotlb= or default.
 517                  *
 518                  * -swiotlb overflow buffer: now hardcoded to 32k. We round it
 519                  * to 8M for other buffers that may need to stay low too. Also
 520                  * make sure we allocate enough extra low memory so that we
 521                  * don't run out of DMA buffers for 32-bit devices.
 522                  */
 523                 low_size = max(swiotlb_size_or_default() + (8UL << 20), 256UL << 20);
 524         } else {
 525                 /* passed with crashkernel=0,low ? */
 526                 if (!low_size)
 527                         return 0;
 528         }
 529
 530         low_base = memblock_find_in_range(low_size, 1ULL << 32, low_size, CRASH_ALIGN);
 531         if (!low_base) {
 532                 pr_err("Cannot reserve %ldMB crashkernel low memory, please try smaller size.\n",
 533                        (unsigned long)(low_size >> 20));
 534                 return -ENOMEM;
 535         }
 536
 537         ret = memblock_reserve(low_base, low_size);
 538         if (ret) {
 539                 pr_err("%s: Error reserving crashkernel low memblock.\n", __func__);
 540                 return ret;
 541         }
 542
 543         pr_info("Reserving %ldMB of low memory at %ldMB for crashkernel (System low RAM: %ldMB)\n",
 544                 (unsigned long)(low_size >> 20),
 545                 (unsigned long)(low_base >> 20),
 546                 (unsigned long)(total_low_mem >> 20));
 547
 548         crashk_low_res.start = low_base;
 549         crashk_low_res.end   = low_base + low_size - 1;
 550         insert_resource(&iomem_resource, &crashk_low_res);
 551 #endif
 552         return 0;
 553 }
 554
 555 static void __init reserve_crashkernel(void)
 556 {
 557         unsigned long long crash_size, crash_base, total_mem;
 558         bool high = false;
 559         int ret;
 560
 561         total_mem = memblock_phys_mem_size();
 562
 563         /* crashkernel=XM */
 564         ret = parse_crashkernel(boot_command_line, total_mem, &crash_size, &crash_base);
 565         if (ret != 0 || crash_size <= 0) {
 566                 /* crashkernel=X,high */
 567                 ret = parse_crashkernel_high(boot_command_line, total_mem,
 568                                              &crash_size, &crash_base);
 569                 if (ret != 0 || crash_size <= 0)
 570                         return;
 571                 high = true;
 572         }
 573
 574         /* 0 means: find the address automatically */
 575         if (crash_base <= 0) {
 576                 /*
 577                  *  kexec want bzImage is below CRASH_KERNEL_ADDR_MAX
 578                  */
 579                 crash_base = memblock_find_in_range(CRASH_ALIGN,
 580                                                     high ? CRASH_ADDR_HIGH_MAX
 581                                                          : CRASH_ADDR_LOW_MAX,
 582                                                     crash_size, CRASH_ALIGN);
 583                 if (!crash_base) {
 584                         pr_info("crashkernel reservation failed - No suitable area found.\n");
 585                         return;
 586                 }
 587
 588         } else {
 589                 unsigned long long start;
 590
 591                 start = memblock_find_in_range(crash_base,
 592                                                crash_base + crash_size,
 593                                                crash_size, 1 << 20);
 594                 if (start != crash_base) {
 595                         pr_info("crashkernel reservation failed - memory is in use.\n");
 596                         return;
 597                 }
 598         }
 599         ret = memblock_reserve(crash_base, crash_size);
 600         if (ret) {
 601                 pr_err("%s: Error reserving crashkernel memblock.\n", __func__);
 602                 return;
 603         }
 604
 605         if (crash_base >= (1ULL << 32) && reserve_crashkernel_low()) {
 606                 memblock_free(crash_base, crash_size);
 607                 return;
 608         }
 609
 610         pr_info("Reserving %ldMB of memory at %ldMB for crashkernel (System RAM: %ldMB)\n",
 611                 (unsigned long)(crash_size >> 20),
 612                 (unsigned long)(crash_base >> 20),
 613                 (unsigned long)(total_mem >> 20));
 614
 615         crashk_res.start = crash_base;
 616         crashk_res.end   = crash_base + crash_size - 1;
 617         insert_resource(&iomem_resource, &crashk_res);
 618 }
 619 #else
 620 static void __init reserve_crashkernel(void)
 621 {
 622 }
 623 #endif
 624
 625 static struct resource standard_io_resources[] = {
 626         { .name = "dma1", .start = 0x00, .end = 0x1f,
 627                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 628         { .name = "pic1", .start = 0x20, .end = 0x21,
 629                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 630         { .name = "timer0", .start = 0x40, .end = 0x43,
 631                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 632         { .name = "timer1", .start = 0x50, .end = 0x53,
 633                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 634         { .name = "keyboard", .start = 0x60, .end = 0x60,
 635                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 636         { .name = "keyboard", .start = 0x64, .end = 0x64,
 637                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 638         { .name = "dma page reg", .start = 0x80, .end = 0x8f,
 639                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 640         { .name = "pic2", .start = 0xa0, .end = 0xa1,
 641                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 642         { .name = "dma2", .start = 0xc0, .end = 0xdf,
 643                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 644         { .name = "fpu", .start = 0xf0, .end = 0xff,
 645                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO }
 646 };
 647
 648 void __init reserve_standard_io_resources(void)
 649 {
 650         int i;
 651
 652         /* request I/O space for devices used on all i[345]86 PCs */
 653         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(standard_io_resources); i++)
 654                 request_resource(&ioport_resource, &standard_io_resources[i]);
 655
 656 }
 657
 658 static __init void reserve_ibft_region(void)
 659 {
 660         unsigned long addr, size = 0;
 661
 662         addr = find_ibft_region(&size);
 663
 664         if (size)
 665                 memblock_reserve(addr, size);
 666 }
 667
 668 static bool __init snb_gfx_workaround_needed(void)
 669 {
 670 #ifdef CONFIG_PCI
 671         int i;
 672         u16 vendor, devid;
 673         static const __initconst u16 snb_ids[] = {
 674                 0x0102,
 675                 0x0112,
 676                 0x0122,
 677                 0x0106,
 678                 0x0116,
 679                 0x0126,
 680                 0x010a,
 681         };
 682
 683         /* Assume no if something weird is going on with PCI */
 684         if (!early_pci_allowed())
 685                 return false;
 686
 687         vendor = read_pci_config_16(0, 2, 0, PCI_VENDOR_ID);
 688         if (vendor != 0x8086)
 689                 return false;
 690
 691         devid = read_pci_config_16(0, 2, 0, PCI_DEVICE_ID);
 692         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(snb_ids); i++)
 693                 if (devid == snb_ids[i])
 694                         return true;
 695 #endif
 696
 697         return false;
 698 }
 699
 700 /*
 701  * Sandy Bridge graphics has trouble with certain ranges, exclude
 702  * them from allocation.
 703  */
 704 static void __init trim_snb_memory(void)
 705 {
 706         static const __initconst unsigned long bad_pages[] = {
 707                 0x20050000,
 708                 0x20110000,
 709                 0x20130000,
 710                 0x20138000,
 711                 0x40004000,
 712         };
 713         int i;
 714
 715         if (!snb_gfx_workaround_needed())
 716                 return;
 717
 718         printk(KERN_DEBUG "reserving inaccessible SNB gfx pages\n");
 719
 720         /*
 721          * Reserve all memory below the 1 MB mark that has not
 722          * already been reserved.
 723          */
 724         memblock_reserve(0, 1<<20);
 725
 726         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(bad_pages); i++) {
 727                 if (memblock_reserve(bad_pages[i], PAGE_SIZE))
 728                         printk(KERN_WARNING "failed to reserve 0x%08lx\n",
 729                                bad_pages[i]);
 730         }
 731 }
 732
 733 /*
 734  * Here we put platform-specific memory range workarounds, i.e.
 735  * memory known to be corrupt or otherwise in need to be reserved on
 736  * specific platforms.
 737  *
 738  * If this gets used more widely it could use a real dispatch mechanism.
 739  */
 740 static void __init trim_platform_memory_ranges(void)
 741 {
 742         trim_snb_memory();
 743 }
 744
 745 static void __init trim_bios_range(void)
 746 {
 747         /*
 748          * A special case is the first 4Kb of memory;
 749          * This is a BIOS owned area, not kernel ram, but generally
 750          * not listed as such in the E820 table.
 751          *
 752          * This typically reserves additional memory (64KiB by default)
 753          * since some BIOSes are known to corrupt low memory.  See the
 754          * Kconfig help text for X86_RESERVE_LOW.
 755          */
 756         e820_update_range(0, PAGE_SIZE, E820_RAM, E820_RESERVED);
 757
 758         /*
 759          * special case: Some BIOSen report the PC BIOS
 760          * area (640->1Mb) as ram even though it is not.
 761          * take them out.
 762          */
 763         e820_remove_range(BIOS_BEGIN, BIOS_END - BIOS_BEGIN, E820_RAM, 1);
 764
 765         sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
 766 }
 767
 768 /* called before trim_bios_range() to spare extra sanitize */
 769 static void __init e820_add_kernel_range(void)
 770 {
 771         u64 start = __pa_symbol(_text);
 772         u64 size = __pa_symbol(_end) - start;
 773
 774         /*
 775          * Complain if .text .data and .bss are not marked as E820_RAM and
 776          * attempt to fix it by adding the range. We may have a confused BIOS,
 777          * or the user may have used memmap=exactmap or memmap=xxM$yyM to
 778          * exclude kernel range. If we really are running on top non-RAM,
 779          * we will crash later anyways.
 780          */
 781         if (e820_all_mapped(start, start + size, E820_RAM))
 782                 return;
 783
 784         pr_warn(".text .data .bss are not marked as E820_RAM!\n");
 785         e820_remove_range(start, size, E820_RAM, 0);
 786         e820_add_region(start, size, E820_RAM);
 787 }
 788
 789 static unsigned reserve_low = CONFIG_X86_RESERVE_LOW << 10;
 790
 791 static int __init parse_reservelow(char *p)
 792 {
 793         unsigned long long size;
 794
 795         if (!p)
 796                 return -EINVAL;
 797
 798         size = memparse(p, &p);
 799
 800         if (size < 4096)
 801                 size = 4096;
 802
 803         if (size > 640*1024)
 804                 size = 640*1024;
 805
 806         reserve_low = size;
 807
 808         return 0;
 809 }
 810
 811 early_param("reservelow", parse_reservelow);
 812
 813 static void __init trim_low_memory_range(void)
 814 {
 815         memblock_reserve(0, ALIGN(reserve_low, PAGE_SIZE));
 816 }
 817
 818 /*
 819  * Dump out kernel offset information on panic.
 820  */
 821 static int
 822 dump_kernel_offset(struct notifier_block *self, unsigned long v, void *p)
 823 {
 824         if (kaslr_enabled()) {
 825                 pr_emerg("Kernel Offset: 0x%lx from 0x%lx (relocation range: 0x%lx-0x%lx)\n",
 826                          kaslr_offset(),
 827                          __START_KERNEL,
 828                          __START_KERNEL_map,
 829                          MODULES_VADDR-1);
 830         } else {
 831                 pr_emerg("Kernel Offset: disabled\n");
 832         }
 833
 834         return 0;
 835 }
 836
 837 /*
 838  * Determine if we were loaded by an EFI loader.  If so, then we have also been
 839  * passed the efi memmap, systab, etc., so we should use these data structures
 840  * for initialization.  Note, the efi init code path is determined by the
 841  * global efi_enabled. This allows the same kernel image to be used on existing
 842  * systems (with a traditional BIOS) as well as on EFI systems.
 843  */
 844 /*
 845  * setup_arch - architecture-specific boot-time initializations
 846  *
 847  * Note: On x86_64, fixmaps are ready for use even before this is called.
 848  */
 849
 850 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
 851 {
 852         memblock_reserve(__pa_symbol(_text),
 853                          (unsigned long)__bss_stop - (unsigned long)_text);
 854
 855         early_reserve_initrd();
 856
 857         /*
 858          * At this point everything still needed from the boot loader
 859          * or BIOS or kernel text should be early reserved or marked not
 860          * RAM in e820. All other memory is free game.
 861          */
 862
 863 #ifdef CONFIG_X86_32
 864         memcpy(&boot_cpu_data, &new_cpu_data, sizeof(new_cpu_data));
 865
 866         /*
 867          * copy kernel address range established so far and switch
 868          * to the proper swapper page table
 869          */
 870         clone_pgd_range(swapper_pg_dir     + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
 871                         initial_page_table + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
 872                         KERNEL_PGD_PTRS);
 873
 874         load_cr3(swapper_pg_dir);
 875         /*
 876          * Note: Quark X1000 CPUs advertise PGE incorrectly and require
 877          * a cr3 based tlb flush, so the following __flush_tlb_all()
 878          * will not flush anything because the cpu quirk which clears
 879          * X86_FEATURE_PGE has not been invoked yet. Though due to the
 880          * load_cr3() above the TLB has been flushed already. The
 881          * quirk is invoked before subsequent calls to __flush_tlb_all()
 882          * so proper operation is guaranteed.
 883          */
 884         __flush_tlb_all();
 885 #else
 886         printk(KERN_INFO "Command line: %s\n", boot_command_line);
 887 #endif
 888
 889         /*
 890          * If we have OLPC OFW, we might end up relocating the fixmap due to
 891          * reserve_top(), so do this before touching the ioremap area.
 892          */
 893         olpc_ofw_detect();
 894
 895         early_trap_init();
 896         early_cpu_init();
 897         early_ioremap_init();
 898
 899         setup_olpc_ofw_pgd();
 900
 901         ROOT_DEV = old_decode_dev(boot_params.hdr.root_dev);
 902         screen_info = boot_params.screen_info;
 903         edid_info = boot_params.edid_info;
 904 #ifdef CONFIG_X86_32
 905         apm_info.bios = boot_params.apm_bios_info;
 906         ist_info = boot_params.ist_info;
 907 #endif
 908         saved_video_mode = boot_params.hdr.vid_mode;
 909         bootloader_type = boot_params.hdr.type_of_loader;
 910         if ((bootloader_type >> 4) == 0xe) {
 911                 bootloader_type &= 0xf;
 912                 bootloader_type |= (boot_params.hdr.ext_loader_type+0x10) << 4;
 913         }
 914         bootloader_version  = bootloader_type & 0xf;
 915         bootloader_version |= boot_params.hdr.ext_loader_ver << 4;
 916
 917 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_RAM
 918         rd_image_start = boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_IMAGE_START_MASK;
 919         rd_prompt = ((boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_PROMPT_FLAG) != 0);
 920         rd_doload = ((boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_LOAD_FLAG) != 0);
 921 #endif
 922 #ifdef CONFIG_EFI
 923         if (!strncmp((char *)&boot_params.efi_info.efi_loader_signature,
 924                      EFI32_LOADER_SIGNATURE, 4)) {
 925                 set_bit(EFI_BOOT, &efi.flags);
 926         } else if (!strncmp((char *)&boot_params.efi_info.efi_loader_signature,
 927                      EFI64_LOADER_SIGNATURE, 4)) {
 928                 set_bit(EFI_BOOT, &efi.flags);
 929                 set_bit(EFI_64BIT, &efi.flags);
 930         }
 931
 932         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
 933                 efi_memblock_x86_reserve_range();
 934 #endif
 935
 936         x86_init.oem.arch_setup();
 937
 938         iomem_resource.end = (1ULL << boot_cpu_data.x86_phys_bits) - 1;
 939         setup_memory_map();
 940         parse_setup_data();
 941
 942         copy_edd();
 943
 944         if (!boot_params.hdr.root_flags)
 945                 root_mountflags &= ~MS_RDONLY;
 946         init_mm.start_code = (unsigned long) _text;
 947         init_mm.end_code = (unsigned long) _etext;
 948         init_mm.end_data = (unsigned long) _edata;
 949         init_mm.brk = _brk_end;
 950
 951         mpx_mm_init(&init_mm);
 952
 953         code_resource.start = __pa_symbol(_text);
 954         code_resource.end = __pa_symbol(_etext)-1;
 955         data_resource.start = __pa_symbol(_etext);
 956         data_resource.end = __pa_symbol(_edata)-1;
 957         bss_resource.start = __pa_symbol(__bss_start);
 958         bss_resource.end = __pa_symbol(__bss_stop)-1;
 959
 960 #ifdef CONFIG_CMDLINE_BOOL
 961 #ifdef CONFIG_CMDLINE_OVERRIDE
 962         strlcpy(boot_command_line, builtin_cmdline, COMMAND_LINE_SIZE);
 963 #else
 964         if (builtin_cmdline[0]) {
 965                 /* append boot loader cmdline to builtin */
 966                 strlcat(builtin_cmdline, " ", COMMAND_LINE_SIZE);
 967                 strlcat(builtin_cmdline, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 968                 strlcpy(boot_command_line, builtin_cmdline, COMMAND_LINE_SIZE);
 969         }
 970 #endif
 971 #endif
 972
 973         strlcpy(command_line, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 974         *cmdline_p = command_line;
 975
 976         /*
 977          * x86_configure_nx() is called before parse_early_param() to detect
 978          * whether hardware doesn't support NX (so that the early EHCI debug
 979          * console setup can safely call set_fixmap()). It may then be called
 980          * again from within noexec_setup() during parsing early parameters
 981          * to honor the respective command line option.
 982          */
 983         x86_configure_nx();
 984
 985         parse_early_param();
 986
 987         x86_report_nx();
 988
 989         /* after early param, so could get panic from serial */
 990         memblock_x86_reserve_range_setup_data();
 991
 992         if (acpi_mps_check()) {
 993 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 994                 disable_apic = 1;
 995 #endif
 996                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_APIC);
 997         }
 998
 999 #ifdef CONFIG_PCI
1000         if (pci_early_dump_regs)
1001                 early_dump_pci_devices();
1002 #endif
1003
1004         /* update the e820_saved too */
1005         e820_reserve_setup_data();
1006         finish_e820_parsing();
1007
1008         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
1009                 efi_init();
1010
1011         dmi_scan_machine();
1012         dmi_memdev_walk();
1013         dmi_set_dump_stack_arch_desc();
1014
1015         /*
1016          * VMware detection requires dmi to be available, so this
1017          * needs to be done after dmi_scan_machine, for the BP.
1018          */
1019         init_hypervisor_platform();
1020
1021         x86_init.resources.probe_roms();
1022
1023         /* after parse_early_param, so could debug it */
1024         insert_resource(&iomem_resource, &code_resource);
1025         insert_resource(&iomem_resource, &data_resource);
1026         insert_resource(&iomem_resource, &bss_resource);
1027
1028         e820_add_kernel_range();
1029         trim_bios_range();
1030 #ifdef CONFIG_X86_32
1031         if (ppro_with_ram_bug()) {
1032                 e820_update_range(0x70000000ULL, 0x40000ULL, E820_RAM,
1033                                   E820_RESERVED);
1034                 sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
1035                 printk(KERN_INFO "fixed physical RAM map:\n");
1036                 e820_print_map("bad_ppro");
1037         }
1038 #else
1039         early_gart_iommu_check();
1040 #endif
1041
1042         /*
1043          * partially used pages are not usable - thus
1044          * we are rounding upwards:
1045          */
1046         max_pfn = e820_end_of_ram_pfn();
1047
1048         /* update e820 for memory not covered by WB MTRRs */
1049         mtrr_bp_init();
1050         if (mtrr_trim_uncached_memory(max_pfn))
1051                 max_pfn = e820_end_of_ram_pfn();
1052
1053         max_possible_pfn = max_pfn;
1054
1055 #ifdef CONFIG_X86_32
1056         /* max_low_pfn get updated here */
1057         find_low_pfn_range();
1058 #else
1059         check_x2apic();
1060
1061         /* How many end-of-memory variables you have, grandma! */
1062         /* need this before calling reserve_initrd */
1063         if (max_pfn > (1UL<<(32 - PAGE_SHIFT)))
1064                 max_low_pfn = e820_end_of_low_ram_pfn();
1065         else
1066                 max_low_pfn = max_pfn;
1067
1068         high_memory = (void *)__va(max_pfn * PAGE_SIZE - 1) + 1;
1069 #endif
1070
1071         /*
1072          * Find and reserve possible boot-time SMP configuration:
1073          */
1074         find_smp_config();
1075
1076         reserve_ibft_region();
1077
1078         early_alloc_pgt_buf();
1079
1080         /*
1081          * Need to conclude brk, before memblock_x86_fill()
1082          *  it could use memblock_find_in_range, could overlap with
1083          *  brk area.
1084          */
1085         reserve_brk();
1086
1087         cleanup_highmap();
1088
1089         memblock_set_current_limit(ISA_END_ADDRESS);
1090         memblock_x86_fill();
1091
1092         if (efi_enabled(EFI_BOOT)) {
1093                 efi_fake_memmap();
1094                 efi_find_mirror();
1095         }
1096
1097         /*
1098          * The EFI specification says that boot service code won't be called
1099          * after ExitBootServices(). This is, in fact, a lie.
1100          */
1101         if (efi_enabled(EFI_MEMMAP))
1102                 efi_reserve_boot_services();
1103
1104         /* preallocate 4k for mptable mpc */
1105         early_reserve_e820_mpc_new();
1106
1107 #ifdef CONFIG_X86_CHECK_BIOS_CORRUPTION
1108         setup_bios_corruption_check();
1109 #endif
1110
1111 #ifdef CONFIG_X86_32
1112         printk(KERN_DEBUG "initial memory mapped: [mem 0x00000000-%#010lx]\n",
1113                         (max_pfn_mapped<<PAGE_SHIFT) - 1);
1114 #endif
1115
1116         reserve_real_mode();
1117
1118         trim_platform_memory_ranges();
1119         trim_low_memory_range();
1120
1121         init_mem_mapping();
1122
1123         early_trap_pf_init();
1124
1125         setup_real_mode();
1126
1127         memblock_set_current_limit(get_max_mapped());
1128
1129         /*
1130          * NOTE: On x86-32, only from this point on, fixmaps are ready for use.
1131          */
1132
1133 #ifdef CONFIG_PROVIDE_OHCI1394_DMA_INIT
1134         if (init_ohci1394_dma_early)
1135                 init_ohci1394_dma_on_all_controllers();
1136 #endif
1137         /* Allocate bigger log buffer */
1138         setup_log_buf(1);
1139
1140         reserve_initrd();
1141
1142         acpi_table_upgrade();
1143
1144         vsmp_init();
1145
1146         io_delay_init();
1147
1148         /*
1149          * Parse the ACPI tables for possible boot-time SMP configuration.
1150          */
1151         acpi_boot_table_init();
1152
1153         early_acpi_boot_init();
1154
1155         initmem_init();
1156         dma_contiguous_reserve(max_pfn_mapped << PAGE_SHIFT);
1157
1158         /*
1159          * Reserve memory for crash kernel after SRAT is parsed so that it
1160          * won't consume hotpluggable memory.
1161          */
1162         reserve_crashkernel();
1163
1164         memblock_find_dma_reserve();
1165
1166 #ifdef CONFIG_KVM_GUEST
1167         kvmclock_init();
1168 #endif
1169
1170         x86_init.paging.pagetable_init();
1171
1172         kasan_init();
1173
1174         if (boot_cpu_data.cpuid_level >= 0) {
1175                 /* A CPU has %cr4 if and only if it has CPUID */
1176                 mmu_cr4_features = __read_cr4();
1177                 if (trampoline_cr4_features)
1178                         *trampoline_cr4_features = mmu_cr4_features;
1179         }
1180
1181 #ifdef CONFIG_X86_32
1182         /* sync back kernel address range */
1183         clone_pgd_range(initial_page_table + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
1184                         swapper_pg_dir     + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
1185                         KERNEL_PGD_PTRS);
1186
1187         /*
1188          * sync back low identity map too.  It is used for example
1189          * in the 32-bit EFI stub.
1190          */
1191         clone_pgd_range(initial_page_table,
1192                         swapper_pg_dir     + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
1193                         min(KERNEL_PGD_PTRS, KERNEL_PGD_BOUNDARY));
1194 #endif
1195
1196         tboot_probe();
1197
1198         map_vsyscall();
1199
1200         generic_apic_probe();
1201
1202         early_quirks();
1203
1204         /*
1205          * Read APIC and some other early information from ACPI tables.
1206          */
1207         acpi_boot_init();
1208         sfi_init();
1209         x86_dtb_init();
1210
1211         /*
1212          * get boot-time SMP configuration:
1213          */
1214         if (smp_found_config)
1215                 get_smp_config();
1216
1217         prefill_possible_map();
1218
1219         init_cpu_to_node();
1220
1221         init_apic_mappings();
1222         io_apic_init_mappings();
1223
1224         kvm_guest_init();
1225
1226         e820_reserve_resources();
1227         e820_mark_nosave_regions(max_low_pfn);
1228
1229         x86_init.resources.reserve_resources();
1230
1231         e820_setup_gap();
1232
1233 #ifdef CONFIG_VT
1234 #if defined(CONFIG_VGA_CONSOLE)
1235         if (!efi_enabled(EFI_BOOT) || (efi_mem_type(0xa0000) != EFI_CONVENTIONAL_MEMORY))
1236                 conswitchp = &vga_con;
1237 #elif defined(CONFIG_DUMMY_CONSOLE)
1238         conswitchp = &dummy_con;
1239 #endif
1240 #endif
1241         x86_init.oem.banner();
1242
1243         x86_init.timers.wallclock_init();
1244
1245         mcheck_init();
1246
1247         arch_init_ideal_nops();
1248
1249         register_refined_jiffies(CLOCK_TICK_RATE);
1250
1251 #ifdef CONFIG_EFI
1252         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
1253                 efi_apply_memmap_quirks();
1254 #endif
1255 }
1256
1257 #ifdef CONFIG_X86_32
1258
1259 static struct resource video_ram_resource = {
1260         .name   = "Video RAM area",
1261         .start  = 0xa0000,
1262         .end    = 0xbffff,
1263         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_MEM
1264 };
1265
1266 void __init i386_reserve_resources(void)
1267 {
1268         request_resource(&iomem_resource, &video_ram_resource);
1269         reserve_standard_io_resources();
1270 }
1271
1272 #endif /* CONFIG_X86_32 */
1273
1274 static struct notifier_block kernel_offset_notifier = {
1275         .notifier_call = dump_kernel_offset
1276 };
1277
1278 static int __init register_kernel_offset_dumper(void)
1279 {
1280         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list,
1281                                         &kernel_offset_notifier);
1282         return 0;
1283 }
1284 __initcall(register_kernel_offset_dumper);
1285
1286 void arch_show_smap(struct seq_file *m, struct vm_area_struct *vma)
1287 {
1288         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_OSPKE))
1289                 return;
1290
1291         seq_printf(m, "ProtectionKey:  %8u\n", vma_pkey(vma));
1292 }