arch/arm64/kernel/setup.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * Based on arch/arm/kernel/setup.c
   4  *
   5  * Copyright (C) 1995-2001 Russell King
   6  * Copyright (C) 2012 ARM Ltd.
   7  */
   8
   9 #include <linux/acpi.h>
  10 #include <linux/export.h>
  11 #include <linux/kernel.h>
  12 #include <linux/stddef.h>
  13 #include <linux/ioport.h>
  14 #include <linux/delay.h>
  15 #include <linux/initrd.h>
  16 #include <linux/console.h>
  17 #include <linux/cache.h>
  18 #include <linux/screen_info.h>
  19 #include <linux/init.h>
  20 #include <linux/kexec.h>
  21 #include <linux/root_dev.h>
  22 #include <linux/cpu.h>
  23 #include <linux/interrupt.h>
  24 #include <linux/smp.h>
  25 #include <linux/fs.h>
  26 #include <linux/panic_notifier.h>
  27 #include <linux/proc_fs.h>
  28 #include <linux/memblock.h>
  29 #include <linux/of_fdt.h>
  30 #include <linux/efi.h>
  31 #include <linux/psci.h>
  32 #include <linux/sched/task.h>
  33 #include <linux/scs.h>
  34 #include <linux/mm.h>
  35
  36 #include <asm/acpi.h>
  37 #include <asm/fixmap.h>
  38 #include <asm/cpu.h>
  39 #include <asm/cputype.h>
  40 #include <asm/daifflags.h>
  41 #include <asm/elf.h>
  42 #include <asm/cpufeature.h>
  43 #include <asm/cpu_ops.h>
  44 #include <asm/kasan.h>
  45 #include <asm/numa.h>
  46 #include <asm/scs.h>
  47 #include <asm/sections.h>
  48 #include <asm/setup.h>
  49 #include <asm/smp_plat.h>
  50 #include <asm/cacheflush.h>
  51 #include <asm/tlbflush.h>
  52 #include <asm/traps.h>
  53 #include <asm/efi.h>
  54 #include <asm/xen/hypervisor.h>
  55 #include <asm/mmu_context.h>
  56
  57 static int num_standard_resources;
  58 static struct resource *standard_resources;
  59
  60 phys_addr_t __fdt_pointer __initdata;
  61 u64 mmu_enabled_at_boot __initdata;
  62
  63 /*
  64  * Standard memory resources
  65  */
  66 static struct resource mem_res[] = {
  67         {
  68                 .name = "Kernel code",
  69                 .start = 0,
  70                 .end = 0,
  71                 .flags = IORESOURCE_SYSTEM_RAM
  72         },
  73         {
  74                 .name = "Kernel data",
  75                 .start = 0,
  76                 .end = 0,
  77                 .flags = IORESOURCE_SYSTEM_RAM
  78         }
  79 };
  80
  81 #define kernel_code mem_res[0]
  82 #define kernel_data mem_res[1]
  83
  84 /*
  85  * The recorded values of x0 .. x3 upon kernel entry.
  86  */
  87 u64 __cacheline_aligned boot_args[4];
  88
  89 void __init smp_setup_processor_id(void)
  90 {
  91         u64 mpidr = read_cpuid_mpidr() & MPIDR_HWID_BITMASK;
  92         set_cpu_logical_map(0, mpidr);
  93
  94         pr_info("Booting Linux on physical CPU 0x%010lx [0x%08x]\n",
  95                 (unsigned long)mpidr, read_cpuid_id());
  96 }
  97
  98 bool arch_match_cpu_phys_id(int cpu, u64 phys_id)
  99 {
 100         return phys_id == cpu_logical_map(cpu);
 101 }
 102
 103 struct mpidr_hash mpidr_hash;
 104 /**
 105  * smp_build_mpidr_hash - Pre-compute shifts required at each affinity
 106  *                        level in order to build a linear index from an
 107  *                        MPIDR value. Resulting algorithm is a collision
 108  *                        free hash carried out through shifting and ORing
 109  */
 110 static void __init smp_build_mpidr_hash(void)
 111 {
 112         u32 i, affinity, fs[4], bits[4], ls;
 113         u64 mask = 0;
 114         /*
 115          * Pre-scan the list of MPIDRS and filter out bits that do
 116          * not contribute to affinity levels, ie they never toggle.
 117          */
 118         for_each_possible_cpu(i)
 119                 mask |= (cpu_logical_map(i) ^ cpu_logical_map(0));
 120         pr_debug("mask of set bits %#llx\n", mask);
 121         /*
 122          * Find and stash the last and first bit set at all affinity levels to
 123          * check how many bits are required to represent them.
 124          */
 125         for (i = 0; i < 4; i++) {
 126                 affinity = MPIDR_AFFINITY_LEVEL(mask, i);
 127                 /*
 128                  * Find the MSB bit and LSB bits position
 129                  * to determine how many bits are required
 130                  * to express the affinity level.
 131                  */
 132                 ls = fls(affinity);
 133                 fs[i] = affinity ? ffs(affinity) - 1 : 0;
 134                 bits[i] = ls - fs[i];
 135         }
 136         /*
 137          * An index can be created from the MPIDR_EL1 by isolating the
 138          * significant bits at each affinity level and by shifting
 139          * them in order to compress the 32 bits values space to a
 140          * compressed set of values. This is equivalent to hashing
 141          * the MPIDR_EL1 through shifting and ORing. It is a collision free
 142          * hash though not minimal since some levels might contain a number
 143          * of CPUs that is not an exact power of 2 and their bit
 144          * representation might contain holes, eg MPIDR_EL1[7:0] = {0x2, 0x80}.
 145          */
 146         mpidr_hash.shift_aff[0] = MPIDR_LEVEL_SHIFT(0) + fs[0];
 147         mpidr_hash.shift_aff[1] = MPIDR_LEVEL_SHIFT(1) + fs[1] - bits[0];
 148         mpidr_hash.shift_aff[2] = MPIDR_LEVEL_SHIFT(2) + fs[2] -
 149                                                 (bits[1] + bits[0]);
 150         mpidr_hash.shift_aff[3] = MPIDR_LEVEL_SHIFT(3) +
 151                                   fs[3] - (bits[2] + bits[1] + bits[0]);
 152         mpidr_hash.mask = mask;
 153         mpidr_hash.bits = bits[3] + bits[2] + bits[1] + bits[0];
 154         pr_debug("MPIDR hash: aff0[%u] aff1[%u] aff2[%u] aff3[%u] mask[%#llx] bits[%u]\n",
 155                 mpidr_hash.shift_aff[0],
 156                 mpidr_hash.shift_aff[1],
 157                 mpidr_hash.shift_aff[2],
 158                 mpidr_hash.shift_aff[3],
 159                 mpidr_hash.mask,
 160                 mpidr_hash.bits);
 161         /*
 162          * 4x is an arbitrary value used to warn on a hash table much bigger
 163          * than expected on most systems.
 164          */
 165         if (mpidr_hash_size() > 4 * num_possible_cpus())
 166                 pr_warn("Large number of MPIDR hash buckets detected\n");
 167 }
 168
 169 static void *early_fdt_ptr __initdata;
 170
 171 void __init *get_early_fdt_ptr(void)
 172 {
 173         return early_fdt_ptr;
 174 }
 175
 176 asmlinkage void __init early_fdt_map(u64 dt_phys)
 177 {
 178         int fdt_size;
 179
 180         early_fixmap_init();
 181         early_fdt_ptr = fixmap_remap_fdt(dt_phys, &fdt_size, PAGE_KERNEL);
 182 }
 183
 184 static void __init setup_machine_fdt(phys_addr_t dt_phys)
 185 {
 186         int size;
 187         void *dt_virt = fixmap_remap_fdt(dt_phys, &size, PAGE_KERNEL);
 188         const char *name;
 189
 190         if (dt_virt)
 191                 memblock_reserve(dt_phys, size);
 192
 193         if (!dt_virt || !early_init_dt_scan(dt_virt)) {
 194                 pr_crit("\n"
 195                         "Error: invalid device tree blob at physical address %pa (virtual address 0x%px)\n"
 196                         "The dtb must be 8-byte aligned and must not exceed 2 MB in size\n"
 197                         "\nPlease check your bootloader.",
 198                         &dt_phys, dt_virt);
 199
 200                 /*
 201                  * Note that in this _really_ early stage we cannot even BUG()
 202                  * or oops, so the least terrible thing to do is cpu_relax(),
 203                  * or else we could end-up printing non-initialized data, etc.
 204                  */
 205                 while (true)
 206                         cpu_relax();
 207         }
 208
 209         /* Early fixups are done, map the FDT as read-only now */
 210         fixmap_remap_fdt(dt_phys, &size, PAGE_KERNEL_RO);
 211
 212         name = of_flat_dt_get_machine_name();
 213         if (!name)
 214                 return;
 215
 216         pr_info("Machine model: %s\n", name);
 217         dump_stack_set_arch_desc("%s (DT)", name);
 218 }
 219
 220 static void __init request_standard_resources(void)
 221 {
 222         struct memblock_region *region;
 223         struct resource *res;
 224         unsigned long i = 0;
 225         size_t res_size;
 226
 227         kernel_code.start   = __pa_symbol(_stext);
 228         kernel_code.end     = __pa_symbol(__init_begin - 1);
 229         kernel_data.start   = __pa_symbol(_sdata);
 230         kernel_data.end     = __pa_symbol(_end - 1);
 231         insert_resource(&iomem_resource, &kernel_code);
 232         insert_resource(&iomem_resource, &kernel_data);
 233
 234         num_standard_resources = memblock.memory.cnt;
 235         res_size = num_standard_resources * sizeof(*standard_resources);
 236         standard_resources = memblock_alloc(res_size, SMP_CACHE_BYTES);
 237         if (!standard_resources)
 238                 panic("%s: Failed to allocate %zu bytes\n", __func__, res_size);
 239
 240         for_each_mem_region(region) {
 241                 res = &standard_resources[i++];
 242                 if (memblock_is_nomap(region)) {
 243                         res->name  = "reserved";
 244                         res->flags = IORESOURCE_MEM;
 245                         res->start = __pfn_to_phys(memblock_region_reserved_base_pfn(region));
 246                         res->end = __pfn_to_phys(memblock_region_reserved_end_pfn(region)) - 1;
 247                 } else {
 248                         res->name  = "System RAM";
 249                         res->flags = IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
 250                         res->start = __pfn_to_phys(memblock_region_memory_base_pfn(region));
 251                         res->end = __pfn_to_phys(memblock_region_memory_end_pfn(region)) - 1;
 252                 }
 253
 254                 insert_resource(&iomem_resource, res);
 255         }
 256 }
 257
 258 static int __init reserve_memblock_reserved_regions(void)
 259 {
 260         u64 i, j;
 261
 262         for (i = 0; i < num_standard_resources; ++i) {
 263                 struct resource *mem = &standard_resources[i];
 264                 phys_addr_t r_start, r_end, mem_size = resource_size(mem);
 265
 266                 if (!memblock_is_region_reserved(mem->start, mem_size))
 267                         continue;
 268
 269                 for_each_reserved_mem_range(j, &r_start, &r_end) {
 270                         resource_size_t start, end;
 271
 272                         start = max(PFN_PHYS(PFN_DOWN(r_start)), mem->start);
 273                         end = min(PFN_PHYS(PFN_UP(r_end)) - 1, mem->end);
 274
 275                         if (start > mem->end || end < mem->start)
 276                                 continue;
 277
 278                         reserve_region_with_split(mem, start, end, "reserved");
 279                 }
 280         }
 281
 282         return 0;
 283 }
 284 arch_initcall(reserve_memblock_reserved_regions);
 285
 286 u64 __cpu_logical_map[NR_CPUS] = { [0 ... NR_CPUS-1] = INVALID_HWID };
 287
 288 u64 cpu_logical_map(unsigned int cpu)
 289 {
 290         return __cpu_logical_map[cpu];
 291 }
 292
 293 void __init __no_sanitize_address setup_arch(char **cmdline_p)
 294 {
 295         setup_initial_init_mm(_stext, _etext, _edata, _end);
 296
 297         *cmdline_p = boot_command_line;
 298
 299         kaslr_init();
 300
 301         /*
 302          * If know now we are going to need KPTI then use non-global
 303          * mappings from the start, avoiding the cost of rewriting
 304          * everything later.
 305          */
 306         arm64_use_ng_mappings = kaslr_requires_kpti();
 307
 308         early_fixmap_init();
 309         early_ioremap_init();
 310
 311         setup_machine_fdt(__fdt_pointer);
 312
 313         /*
 314          * Initialise the static keys early as they may be enabled by the
 315          * cpufeature code and early parameters.
 316          */
 317         jump_label_init();
 318         parse_early_param();
 319
 320         dynamic_scs_init();
 321
 322         /*
 323          * Unmask asynchronous aborts and fiq after bringing up possible
 324          * earlycon. (Report possible System Errors once we can report this
 325          * occurred).
 326          */
 327         local_daif_restore(DAIF_PROCCTX_NOIRQ);
 328
 329         /*
 330          * TTBR0 is only used for the identity mapping at this stage. Make it
 331          * point to zero page to avoid speculatively fetching new entries.
 332          */
 333         cpu_uninstall_idmap();
 334
 335         xen_early_init();
 336         efi_init();
 337
 338         if (!efi_enabled(EFI_BOOT)) {
 339                 if ((u64)_text % MIN_KIMG_ALIGN)
 340                         pr_warn(FW_BUG "Kernel image misaligned at boot, please fix your bootloader!");
 341                 WARN_TAINT(mmu_enabled_at_boot, TAINT_FIRMWARE_WORKAROUND,
 342                            FW_BUG "Booted with MMU enabled!");
 343         }
 344
 345         arm64_memblock_init();
 346
 347         paging_init();
 348
 349         acpi_table_upgrade();
 350
 351         /* Parse the ACPI tables for possible boot-time configuration */
 352         acpi_boot_table_init();
 353
 354         if (acpi_disabled)
 355                 unflatten_device_tree();
 356
 357         bootmem_init();
 358
 359         kasan_init();
 360
 361         request_standard_resources();
 362
 363         early_ioremap_reset();
 364
 365         if (acpi_disabled)
 366                 psci_dt_init();
 367         else
 368                 psci_acpi_init();
 369
 370         init_bootcpu_ops();
 371         smp_init_cpus();
 372         smp_build_mpidr_hash();
 373
 374         /* Init percpu seeds for random tags after cpus are set up. */
 375         kasan_init_sw_tags();
 376
 377 #ifdef CONFIG_ARM64_SW_TTBR0_PAN
 378         /*
 379          * Make sure init_thread_info.ttbr0 always generates translation
 380          * faults in case uaccess_enable() is inadvertently called by the init
 381          * thread.
 382          */
 383         init_task.thread_info.ttbr0 = phys_to_ttbr(__pa_symbol(reserved_pg_dir));
 384 #endif
 385
 386         if (boot_args[1] || boot_args[2] || boot_args[3]) {
 387                 pr_err("WARNING: x1-x3 nonzero in violation of boot protocol:\n"
 388                         "\tx1: %016llx\n\tx2: %016llx\n\tx3: %016llx\n"
 389                         "This indicates a broken bootloader or old kernel\n",
 390                         boot_args[1], boot_args[2], boot_args[3]);
 391         }
 392 }
 393
 394 static inline bool cpu_can_disable(unsigned int cpu)
 395 {
 396 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 397         const struct cpu_operations *ops = get_cpu_ops(cpu);
 398
 399         if (ops && ops->cpu_can_disable)
 400                 return ops->cpu_can_disable(cpu);
 401 #endif
 402         return false;
 403 }
 404
 405 static int __init topology_init(void)
 406 {
 407         int i;
 408
 409         for_each_possible_cpu(i) {
 410                 struct cpu *cpu = &per_cpu(cpu_data.cpu, i);
 411                 cpu->hotpluggable = cpu_can_disable(i);
 412                 register_cpu(cpu, i);
 413         }
 414
 415         return 0;
 416 }
 417 subsys_initcall(topology_init);
 418
 419 static void dump_kernel_offset(void)
 420 {
 421         const unsigned long offset = kaslr_offset();
 422
 423         if (IS_ENABLED(CONFIG_RANDOMIZE_BASE) && offset > 0) {
 424                 pr_emerg("Kernel Offset: 0x%lx from 0x%lx\n",
 425                          offset, KIMAGE_VADDR);
 426                 pr_emerg("PHYS_OFFSET: 0x%llx\n", PHYS_OFFSET);
 427         } else {
 428                 pr_emerg("Kernel Offset: disabled\n");
 429         }
 430 }
 431
 432 static int arm64_panic_block_dump(struct notifier_block *self,
 433                                   unsigned long v, void *p)
 434 {
 435         dump_kernel_offset();
 436         dump_cpu_features();
 437         dump_mem_limit();
 438         return 0;
 439 }
 440
 441 static struct notifier_block arm64_panic_block = {
 442         .notifier_call = arm64_panic_block_dump
 443 };
 444
 445 static int __init register_arm64_panic_block(void)
 446 {
 447         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list,
 448                                        &arm64_panic_block);
 449         return 0;
 450 }
 451 device_initcall(register_arm64_panic_block);
 452
 453 static int __init check_mmu_enabled_at_boot(void)
 454 {
 455         if (!efi_enabled(EFI_BOOT) && mmu_enabled_at_boot)
 456                 panic("Non-EFI boot detected with MMU and caches enabled");
 457         return 0;
 458 }
 459 device_initcall_sync(check_mmu_enabled_at_boot);