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