arch/x86/kernel/setup.c

   1 /*
   2  *  Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
   3  *
   4  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
   5  *
   6  *  Memory region support
   7  *      David Parsons <orc@pell.chi.il.us>, July-August 1999
   8  *
   9  *  Added E820 sanitization routine (removes overlapping memory regions);
  10  *  Brian Moyle <bmoyle@mvista.com>, February 2001
  11  *
  12  * Moved CPU detection code to cpu/${cpu}.c
  13  *    Patrick Mochel <mochel@osdl.org>, March 2002
  14  *
  15  *  Provisions for empty E820 memory regions (reported by certain BIOSes).
  16  *  Alex Achenbach <xela@slit.de>, December 2002.
  17  *
  18  */
  19
  20 /*
  21  * This file handles the architecture-dependent parts of initialization
  22  */
  23
  24 #include <linux/sched.h>
  25 #include <linux/mm.h>
  26 #include <linux/mmzone.h>
  27 #include <linux/screen_info.h>
  28 #include <linux/ioport.h>
  29 #include <linux/acpi.h>
  30 #include <linux/sfi.h>
  31 #include <linux/apm_bios.h>
  32 #include <linux/initrd.h>
  33 #include <linux/bootmem.h>
  34 #include <linux/memblock.h>
  35 #include <linux/seq_file.h>
  36 #include <linux/console.h>
  37 #include <linux/root_dev.h>
  38 #include <linux/highmem.h>
  39 #include <linux/export.h>
  40 #include <linux/efi.h>
  41 #include <linux/init.h>
  42 #include <linux/edd.h>
  43 #include <linux/iscsi_ibft.h>
  44 #include <linux/nodemask.h>
  45 #include <linux/kexec.h>
  46 #include <linux/dmi.h>
  47 #include <linux/pfn.h>
  48 #include <linux/pci.h>
  49 #include <asm/pci-direct.h>
  50 #include <linux/init_ohci1394_dma.h>
  51 #include <linux/kvm_para.h>
  52 #include <linux/dma-contiguous.h>
  53
  54 #include <linux/errno.h>
  55 #include <linux/kernel.h>
  56 #include <linux/stddef.h>
  57 #include <linux/unistd.h>
  58 #include <linux/ptrace.h>
  59 #include <linux/user.h>
  60 #include <linux/delay.h>
  61
  62 #include <linux/kallsyms.h>
  63 #include <linux/cpufreq.h>
  64 #include <linux/dma-mapping.h>
  65 #include <linux/ctype.h>
  66 #include <linux/uaccess.h>
  67
  68 #include <linux/percpu.h>
  69 #include <linux/crash_dump.h>
  70 #include <linux/tboot.h>
  71 #include <linux/jiffies.h>
  72
  73 #include <video/edid.h>
  74
  75 #include <asm/mtrr.h>
  76 #include <asm/apic.h>
  77 #include <asm/realmode.h>
  78 #include <asm/e820.h>
  79 #include <asm/mpspec.h>
  80 #include <asm/setup.h>
  81 #include <asm/efi.h>
  82 #include <asm/timer.h>
  83 #include <asm/i8259.h>
  84 #include <asm/sections.h>
  85 #include <asm/io_apic.h>
  86 #include <asm/ist.h>
  87 #include <asm/setup_arch.h>
  88 #include <asm/bios_ebda.h>
  89 #include <asm/cacheflush.h>
  90 #include <asm/processor.h>
  91 #include <asm/bugs.h>
  92 #include <asm/kasan.h>
  93
  94 #include <asm/vsyscall.h>
  95 #include <asm/cpu.h>
  96 #include <asm/desc.h>
  97 #include <asm/dma.h>
  98 #include <asm/iommu.h>
  99 #include <asm/gart.h>
 100 #include <asm/mmu_context.h>
 101 #include <asm/proto.h>
 102
 103 #include <asm/paravirt.h>
 104 #include <asm/hypervisor.h>
 105 #include <asm/olpc_ofw.h>
 106
 107 #include <asm/percpu.h>
 108 #include <asm/topology.h>
 109 #include <asm/apicdef.h>
 110 #include <asm/amd_nb.h>
 111 #include <asm/mce.h>
 112 #include <asm/alternative.h>
 113 #include <asm/prom.h>
 114 #include <asm/microcode.h>
 115 #include <asm/mmu_context.h>
 116 #include <asm/kaslr.h>
 117 #include <asm/kaiser.h>
 118
 119 /*
 120  * max_low_pfn_mapped: highest direct mapped pfn under 4GB
 121  * max_pfn_mapped:     highest direct mapped pfn over 4GB
 122  *
 123  * The direct mapping only covers E820_RAM regions, so the ranges and gaps are
 124  * represented by pfn_mapped
 125  */
 126 unsigned long max_low_pfn_mapped;
 127 unsigned long max_pfn_mapped;
 128
 129 #ifdef CONFIG_DMI
 130 RESERVE_BRK(dmi_alloc, 65536);
 131 #endif
 132
 133
 134 static __initdata unsigned long _brk_start = (unsigned long)__brk_base;
 135 unsigned long _brk_end = (unsigned long)__brk_base;
 136
 137 #ifdef CONFIG_X86_64
 138 int default_cpu_present_to_apicid(int mps_cpu)
 139 {
 140         return __default_cpu_present_to_apicid(mps_cpu);
 141 }
 142
 143 int default_check_phys_apicid_present(int phys_apicid)
 144 {
 145         return __default_check_phys_apicid_present(phys_apicid);
 146 }
 147 #endif
 148
 149 struct boot_params boot_params;
 150
 151 /*
 152  * Machine setup..
 153  */
 154 static struct resource data_resource = {
 155         .name   = "Kernel data",
 156         .start  = 0,
 157         .end    = 0,
 158         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
 159 };
 160
 161 static struct resource code_resource = {
 162         .name   = "Kernel code",
 163         .start  = 0,
 164         .end    = 0,
 165         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
 166 };
 167
 168 static struct resource bss_resource = {
 169         .name   = "Kernel bss",
 170         .start  = 0,
 171         .end    = 0,
 172         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
 173 };
 174
 175
 176 #ifdef CONFIG_X86_32
 177 /* cpu data as detected by the assembly code in head.S */
 178 struct cpuinfo_x86 new_cpu_data = {
 179         .wp_works_ok = -1,
 180 };
 181 /* common cpu data for all cpus */
 182 struct cpuinfo_x86 boot_cpu_data __read_mostly = {
 183         .wp_works_ok = -1,
 184 };
 185 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_data);
 186
 187 unsigned int def_to_bigsmp;
 188
 189 /* for MCA, but anyone else can use it if they want */
 190 unsigned int machine_id;
 191 unsigned int machine_submodel_id;
 192 unsigned int BIOS_revision;
 193
 194 struct apm_info apm_info;
 195 EXPORT_SYMBOL(apm_info);
 196
 197 #if defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI) || \
 198         defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI_MODULE)
 199 struct ist_info ist_info;
 200 EXPORT_SYMBOL(ist_info);
 201 #else
 202 struct ist_info ist_info;
 203 #endif
 204
 205 #else
 206 struct cpuinfo_x86 boot_cpu_data __read_mostly = {
 207         .x86_phys_bits = MAX_PHYSMEM_BITS,
 208 };
 209 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_data);
 210 #endif
 211
 212
 213 #if !defined(CONFIG_X86_PAE) || defined(CONFIG_X86_64)
 214 __visible unsigned long mmu_cr4_features __ro_after_init;
 215 #else
 216 __visible unsigned long mmu_cr4_features __ro_after_init = X86_CR4_PAE;
 217 #endif
 218
 219 /* Boot loader ID and version as integers, for the benefit of proc_dointvec */
 220 int bootloader_type, bootloader_version;
 221
 222 /*
 223  * Setup options
 224  */
 225 struct screen_info screen_info;
 226 EXPORT_SYMBOL(screen_info);
 227 struct edid_info edid_info;
 228 EXPORT_SYMBOL_GPL(edid_info);
 229
 230 extern int root_mountflags;
 231
 232 unsigned long saved_video_mode;
 233
 234 #define RAMDISK_IMAGE_START_MASK        0x07FF
 235 #define RAMDISK_PROMPT_FLAG             0x8000
 236 #define RAMDISK_LOAD_FLAG               0x4000
 237
 238 static char __initdata command_line[COMMAND_LINE_SIZE];
 239 #ifdef CONFIG_CMDLINE_BOOL
 240 static char __initdata builtin_cmdline[COMMAND_LINE_SIZE] = CONFIG_CMDLINE;
 241 #endif
 242
 243 #if defined(CONFIG_EDD) || defined(CONFIG_EDD_MODULE)
 244 struct edd edd;
 245 #ifdef CONFIG_EDD_MODULE
 246 EXPORT_SYMBOL(edd);
 247 #endif
 248 /**
 249  * copy_edd() - Copy the BIOS EDD information
 250  *              from boot_params into a safe place.
 251  *
 252  */
 253 static inline void __init copy_edd(void)
 254 {
 255      memcpy(edd.mbr_signature, boot_params.edd_mbr_sig_buffer,
 256             sizeof(edd.mbr_signature));
 257      memcpy(edd.edd_info, boot_params.eddbuf, sizeof(edd.edd_info));
 258      edd.mbr_signature_nr = boot_params.edd_mbr_sig_buf_entries;
 259      edd.edd_info_nr = boot_params.eddbuf_entries;
 260 }
 261 #else
 262 static inline void __init copy_edd(void)
 263 {
 264 }
 265 #endif
 266
 267 void * __init extend_brk(size_t size, size_t align)
 268 {
 269         size_t mask = align - 1;
 270         void *ret;
 271
 272         BUG_ON(_brk_start == 0);
 273         BUG_ON(align & mask);
 274
 275         _brk_end = (_brk_end + mask) & ~mask;
 276         BUG_ON((char *)(_brk_end + size) > __brk_limit);
 277
 278         ret = (void *)_brk_end;
 279         _brk_end += size;
 280
 281         memset(ret, 0, size);
 282
 283         return ret;
 284 }
 285
 286 #ifdef CONFIG_X86_32
 287 static void __init cleanup_highmap(void)
 288 {
 289 }
 290 #endif
 291
 292 static void __init reserve_brk(void)
 293 {
 294         if (_brk_end > _brk_start)
 295                 memblock_reserve(__pa_symbol(_brk_start),
 296                                  _brk_end - _brk_start);
 297
 298         /* Mark brk area as locked down and no longer taking any
 299            new allocations */
 300         _brk_start = 0;
 301 }
 302
 303 u64 relocated_ramdisk;
 304
 305 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 306
 307 static u64 __init get_ramdisk_image(void)
 308 {
 309         u64 ramdisk_image = boot_params.hdr.ramdisk_image;
 310
 311         ramdisk_image |= (u64)boot_params.ext_ramdisk_image << 32;
 312
 313         return ramdisk_image;
 314 }
 315 static u64 __init get_ramdisk_size(void)
 316 {
 317         u64 ramdisk_size = boot_params.hdr.ramdisk_size;
 318
 319         ramdisk_size |= (u64)boot_params.ext_ramdisk_size << 32;
 320
 321         return ramdisk_size;
 322 }
 323
 324 static void __init relocate_initrd(void)
 325 {
 326         /* Assume only end is not page aligned */
 327         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 328         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 329         u64 area_size     = PAGE_ALIGN(ramdisk_size);
 330
 331         /* We need to move the initrd down into directly mapped mem */
 332         relocated_ramdisk = memblock_find_in_range(0, PFN_PHYS(max_pfn_mapped),
 333                                                    area_size, PAGE_SIZE);
 334
 335         if (!relocated_ramdisk)
 336                 panic("Cannot find place for new RAMDISK of size %lld\n",
 337                       ramdisk_size);
 338
 339         /* Note: this includes all the mem currently occupied by
 340            the initrd, we rely on that fact to keep the data intact. */
 341         memblock_reserve(relocated_ramdisk, area_size);
 342         initrd_start = relocated_ramdisk + PAGE_OFFSET;
 343         initrd_end   = initrd_start + ramdisk_size;
 344         printk(KERN_INFO "Allocated new RAMDISK: [mem %#010llx-%#010llx]\n",
 345                relocated_ramdisk, relocated_ramdisk + ramdisk_size - 1);
 346
 347         copy_from_early_mem((void *)initrd_start, ramdisk_image, ramdisk_size);
 348
 349         printk(KERN_INFO "Move RAMDISK from [mem %#010llx-%#010llx] to"
 350                 " [mem %#010llx-%#010llx]\n",
 351                 ramdisk_image, ramdisk_image + ramdisk_size - 1,
 352                 relocated_ramdisk, relocated_ramdisk + ramdisk_size - 1);
 353 }
 354
 355 static void __init early_reserve_initrd(void)
 356 {
 357         /* Assume only end is not page aligned */
 358         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 359         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 360         u64 ramdisk_end   = PAGE_ALIGN(ramdisk_image + ramdisk_size);
 361
 362         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
 363             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
 364                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
 365
 366         memblock_reserve(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
 367 }
 368 static void __init reserve_initrd(void)
 369 {
 370         /* Assume only end is not page aligned */
 371         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 372         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 373         u64 ramdisk_end   = PAGE_ALIGN(ramdisk_image + ramdisk_size);
 374         u64 mapped_size;
 375
 376         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
 377             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
 378                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
 379
 380         initrd_start = 0;
 381
 382         mapped_size = memblock_mem_size(max_pfn_mapped);
 383         if (ramdisk_size >= (mapped_size>>1))
 384                 panic("initrd too large to handle, "
 385                        "disabling initrd (%lld needed, %lld available)\n",
 386                        ramdisk_size, mapped_size>>1);
 387
 388         printk(KERN_INFO "RAMDISK: [mem %#010llx-%#010llx]\n", ramdisk_image,
 389                         ramdisk_end - 1);
 390
 391         if (pfn_range_is_mapped(PFN_DOWN(ramdisk_image),
 392                                 PFN_DOWN(ramdisk_end))) {
 393                 /* All are mapped, easy case */
 394                 initrd_start = ramdisk_image + PAGE_OFFSET;
 395                 initrd_end = initrd_start + ramdisk_size;
 396                 return;
 397         }
 398
 399         relocate_initrd();
 400
 401         memblock_free(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
 402 }
 403
 404 #else
 405 static void __init early_reserve_initrd(void)
 406 {
 407 }
 408 static void __init reserve_initrd(void)
 409 {
 410 }
 411 #endif /* CONFIG_BLK_DEV_INITRD */
 412
 413 static void __init parse_setup_data(void)
 414 {
 415         struct setup_data *data;
 416         u64 pa_data, pa_next;
 417
 418         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 419         while (pa_data) {
 420                 u32 data_len, data_type;
 421
 422                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 423                 data_len = data->len + sizeof(struct setup_data);
 424                 data_type = data->type;
 425                 pa_next = data->next;
 426                 early_memunmap(data, sizeof(*data));
 427
 428                 switch (data_type) {
 429                 case SETUP_E820_EXT:
 430                         parse_e820_ext(pa_data, data_len);
 431                         break;
 432                 case SETUP_DTB:
 433                         add_dtb(pa_data);
 434                         break;
 435                 case SETUP_EFI:
 436                         parse_efi_setup(pa_data, data_len);
 437                         break;
 438                 default:
 439                         break;
 440                 }
 441                 pa_data = pa_next;
 442         }
 443 }
 444
 445 static void __init e820_reserve_setup_data(void)
 446 {
 447         struct setup_data *data;
 448         u64 pa_data;
 449
 450         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 451         if (!pa_data)
 452                 return;
 453
 454         while (pa_data) {
 455                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 456                 e820_update_range(pa_data, sizeof(*data)+data->len,
 457                          E820_RAM, E820_RESERVED_KERN);
 458                 pa_data = data->next;
 459                 early_memunmap(data, sizeof(*data));
 460         }
 461
 462         sanitize_e820_map(e820->map, ARRAY_SIZE(e820->map), &e820->nr_map);
 463         memcpy(e820_saved, e820, sizeof(struct e820map));
 464         printk(KERN_INFO "extended physical RAM map:\n");
 465         e820_print_map("reserve setup_data");
 466 }
 467
 468 static void __init memblock_x86_reserve_range_setup_data(void)
 469 {
 470         struct setup_data *data;
 471         u64 pa_data;
 472
 473         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 474         while (pa_data) {
 475                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 476                 memblock_reserve(pa_data, sizeof(*data) + data->len);
 477                 pa_data = data->next;
 478                 early_memunmap(data, sizeof(*data));
 479         }
 480 }
 481
 482 /*
 483  * --------- Crashkernel reservation ------------------------------
 484  */
 485
 486 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
 487
 488 /* 16M alignment for crash kernel regions */
 489 #define CRASH_ALIGN             (16 << 20)
 490
 491 /*
 492  * Keep the crash kernel below this limit.  On 32 bits earlier kernels
 493  * would limit the kernel to the low 512 MiB due to mapping restrictions.
 494  * On 64bit, old kexec-tools need to under 896MiB.
 495  */
 496 #ifdef CONFIG_X86_32
 497 # define CRASH_ADDR_LOW_MAX     (512 << 20)
 498 # define CRASH_ADDR_HIGH_MAX    (512 << 20)
 499 #else
 500 # define CRASH_ADDR_LOW_MAX     (896UL << 20)
 501 # define CRASH_ADDR_HIGH_MAX    MAXMEM
 502 #endif
 503
 504 static int __init reserve_crashkernel_low(void)
 505 {
 506 #ifdef CONFIG_X86_64
 507         unsigned long long base, low_base = 0, low_size = 0;
 508         unsigned long total_low_mem;
 509         int ret;
 510
 511         total_low_mem = memblock_mem_size(1UL << (32 - PAGE_SHIFT));
 512
 513         /* crashkernel=Y,low */
 514         ret = parse_crashkernel_low(boot_command_line, total_low_mem, &low_size, &base);
 515         if (ret) {
 516                 /*
 517                  * two parts from lib/swiotlb.c:
 518                  * -swiotlb size: user-specified with swiotlb= or default.
 519                  *
 520                  * -swiotlb overflow buffer: now hardcoded to 32k. We round it
 521                  * to 8M for other buffers that may need to stay low too. Also
 522                  * make sure we allocate enough extra low memory so that we
 523                  * don't run out of DMA buffers for 32-bit devices.
 524                  */
 525                 low_size = max(swiotlb_size_or_default() + (8UL << 20), 256UL << 20);
 526         } else {
 527                 /* passed with crashkernel=0,low ? */
 528                 if (!low_size)
 529                         return 0;
 530         }
 531
 532         low_base = memblock_find_in_range(low_size, 1ULL << 32, low_size, CRASH_ALIGN);
 533         if (!low_base) {
 534                 pr_err("Cannot reserve %ldMB crashkernel low memory, please try smaller size.\n",
 535                        (unsigned long)(low_size >> 20));
 536                 return -ENOMEM;
 537         }
 538
 539         ret = memblock_reserve(low_base, low_size);
 540         if (ret) {
 541                 pr_err("%s: Error reserving crashkernel low memblock.\n", __func__);
 542                 return ret;
 543         }
 544
 545         pr_info("Reserving %ldMB of low memory at %ldMB for crashkernel (System low RAM: %ldMB)\n",
 546                 (unsigned long)(low_size >> 20),
 547                 (unsigned long)(low_base >> 20),
 548                 (unsigned long)(total_low_mem >> 20));
 549
 550         crashk_low_res.start = low_base;
 551         crashk_low_res.end   = low_base + low_size - 1;
 552         insert_resource(&iomem_resource, &crashk_low_res);
 553 #endif
 554         return 0;
 555 }
 556
 557 static void __init reserve_crashkernel(void)
 558 {
 559         unsigned long long crash_size, crash_base, total_mem;
 560         bool high = false;
 561         int ret;
 562
 563         total_mem = memblock_phys_mem_size();
 564
 565         /* crashkernel=XM */
 566         ret = parse_crashkernel(boot_command_line, total_mem, &crash_size, &crash_base);
 567         if (ret != 0 || crash_size <= 0) {
 568                 /* crashkernel=X,high */
 569                 ret = parse_crashkernel_high(boot_command_line, total_mem,
 570                                              &crash_size, &crash_base);
 571                 if (ret != 0 || crash_size <= 0)
 572                         return;
 573                 high = true;
 574         }
 575
 576         /* 0 means: find the address automatically */
 577         if (crash_base <= 0) {
 578                 /*
 579                  *  kexec want bzImage is below CRASH_KERNEL_ADDR_MAX
 580                  */
 581                 crash_base = memblock_find_in_range(CRASH_ALIGN,
 582                                                     high ? CRASH_ADDR_HIGH_MAX
 583                                                          : CRASH_ADDR_LOW_MAX,
 584                                                     crash_size, CRASH_ALIGN);
 585                 if (!crash_base) {
 586                         pr_info("crashkernel reservation failed - No suitable area found.\n");
 587                         return;
 588                 }
 589
 590         } else {
 591                 unsigned long long start;
 592
 593                 start = memblock_find_in_range(crash_base,
 594                                                crash_base + crash_size,
 595                                                crash_size, 1 << 20);
 596                 if (start != crash_base) {
 597                         pr_info("crashkernel reservation failed - memory is in use.\n");
 598                         return;
 599                 }
 600         }
 601         ret = memblock_reserve(crash_base, crash_size);
 602         if (ret) {
 603                 pr_err("%s: Error reserving crashkernel memblock.\n", __func__);
 604                 return;
 605         }
 606
 607         if (crash_base >= (1ULL << 32) && reserve_crashkernel_low()) {
 608                 memblock_free(crash_base, crash_size);
 609                 return;
 610         }
 611
 612         pr_info("Reserving %ldMB of memory at %ldMB for crashkernel (System RAM: %ldMB)\n",
 613                 (unsigned long)(crash_size >> 20),
 614                 (unsigned long)(crash_base >> 20),
 615                 (unsigned long)(total_mem >> 20));
 616
 617         crashk_res.start = crash_base;
 618         crashk_res.end   = crash_base + crash_size - 1;
 619         insert_resource(&iomem_resource, &crashk_res);
 620 }
 621 #else
 622 static void __init reserve_crashkernel(void)
 623 {
 624 }
 625 #endif
 626
 627 static struct resource standard_io_resources[] = {
 628         { .name = "dma1", .start = 0x00, .end = 0x1f,
 629                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 630         { .name = "pic1", .start = 0x20, .end = 0x21,
 631                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 632         { .name = "timer0", .start = 0x40, .end = 0x43,
 633                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 634         { .name = "timer1", .start = 0x50, .end = 0x53,
 635                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 636         { .name = "keyboard", .start = 0x60, .end = 0x60,
 637                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 638         { .name = "keyboard", .start = 0x64, .end = 0x64,
 639                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 640         { .name = "dma page reg", .start = 0x80, .end = 0x8f,
 641                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 642         { .name = "pic2", .start = 0xa0, .end = 0xa1,
 643                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 644         { .name = "dma2", .start = 0xc0, .end = 0xdf,
 645                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 646         { .name = "fpu", .start = 0xf0, .end = 0xff,
 647                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO }
 648 };
 649
 650 void __init reserve_standard_io_resources(void)
 651 {
 652         int i;
 653
 654         /* request I/O space for devices used on all i[345]86 PCs */
 655         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(standard_io_resources); i++)
 656                 request_resource(&ioport_resource, &standard_io_resources[i]);
 657
 658 }
 659
 660 static __init void reserve_ibft_region(void)
 661 {
 662         unsigned long addr, size = 0;
 663
 664         addr = find_ibft_region(&size);
 665
 666         if (size)
 667                 memblock_reserve(addr, size);
 668 }
 669
 670 static bool __init snb_gfx_workaround_needed(void)
 671 {
 672 #ifdef CONFIG_PCI
 673         int i;
 674         u16 vendor, devid;
 675         static const __initconst u16 snb_ids[] = {
 676                 0x0102,
 677                 0x0112,
 678                 0x0122,
 679                 0x0106,
 680                 0x0116,
 681                 0x0126,
 682                 0x010a,
 683         };
 684
 685         /* Assume no if something weird is going on with PCI */
 686         if (!early_pci_allowed())
 687                 return false;
 688
 689         vendor = read_pci_config_16(0, 2, 0, PCI_VENDOR_ID);
 690         if (vendor != 0x8086)
 691                 return false;
 692
 693         devid = read_pci_config_16(0, 2, 0, PCI_DEVICE_ID);
 694         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(snb_ids); i++)
 695                 if (devid == snb_ids[i])
 696                         return true;
 697 #endif
 698
 699         return false;
 700 }
 701
 702 /*
 703  * Sandy Bridge graphics has trouble with certain ranges, exclude
 704  * them from allocation.
 705  */
 706 static void __init trim_snb_memory(void)
 707 {
 708         static const __initconst unsigned long bad_pages[] = {
 709                 0x20050000,
 710                 0x20110000,
 711                 0x20130000,
 712                 0x20138000,
 713                 0x40004000,
 714         };
 715         int i;
 716
 717         if (!snb_gfx_workaround_needed())
 718                 return;
 719
 720         printk(KERN_DEBUG "reserving inaccessible SNB gfx pages\n");
 721
 722         /*
 723          * Reserve all memory below the 1 MB mark that has not
 724          * already been reserved.
 725          */
 726         memblock_reserve(0, 1<<20);
 727
 728         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(bad_pages); i++) {
 729                 if (memblock_reserve(bad_pages[i], PAGE_SIZE))
 730                         printk(KERN_WARNING "failed to reserve 0x%08lx\n",
 731                                bad_pages[i]);
 732         }
 733 }
 734
 735 /*
 736  * Here we put platform-specific memory range workarounds, i.e.
 737  * memory known to be corrupt or otherwise in need to be reserved on
 738  * specific platforms.
 739  *
 740  * If this gets used more widely it could use a real dispatch mechanism.
 741  */
 742 static void __init trim_platform_memory_ranges(void)
 743 {
 744         trim_snb_memory();
 745 }
 746
 747 static void __init trim_bios_range(void)
 748 {
 749         /*
 750          * A special case is the first 4Kb of memory;
 751          * This is a BIOS owned area, not kernel ram, but generally
 752          * not listed as such in the E820 table.
 753          *
 754          * This typically reserves additional memory (64KiB by default)
 755          * since some BIOSes are known to corrupt low memory.  See the
 756          * Kconfig help text for X86_RESERVE_LOW.
 757          */
 758         e820_update_range(0, PAGE_SIZE, E820_RAM, E820_RESERVED);
 759
 760         /*
 761          * special case: Some BIOSen report the PC BIOS
 762          * area (640->1Mb) as ram even though it is not.
 763          * take them out.
 764          */
 765         e820_remove_range(BIOS_BEGIN, BIOS_END - BIOS_BEGIN, E820_RAM, 1);
 766
 767         sanitize_e820_map(e820->map, ARRAY_SIZE(e820->map), &e820->nr_map);
 768 }
 769
 770 /* called before trim_bios_range() to spare extra sanitize */
 771 static void __init e820_add_kernel_range(void)
 772 {
 773         u64 start = __pa_symbol(_text);
 774         u64 size = __pa_symbol(_end) - start;
 775
 776         /*
 777          * Complain if .text .data and .bss are not marked as E820_RAM and
 778          * attempt to fix it by adding the range. We may have a confused BIOS,
 779          * or the user may have used memmap=exactmap or memmap=xxM$yyM to
 780          * exclude kernel range. If we really are running on top non-RAM,
 781          * we will crash later anyways.
 782          */
 783         if (e820_all_mapped(start, start + size, E820_RAM))
 784                 return;
 785
 786         pr_warn(".text .data .bss are not marked as E820_RAM!\n");
 787         e820_remove_range(start, size, E820_RAM, 0);
 788         e820_add_region(start, size, E820_RAM);
 789 }
 790
 791 static unsigned reserve_low = CONFIG_X86_RESERVE_LOW << 10;
 792
 793 static int __init parse_reservelow(char *p)
 794 {
 795         unsigned long long size;
 796
 797         if (!p)
 798                 return -EINVAL;
 799
 800         size = memparse(p, &p);
 801
 802         if (size < 4096)
 803                 size = 4096;
 804
 805         if (size > 640*1024)
 806                 size = 640*1024;
 807
 808         reserve_low = size;
 809
 810         return 0;
 811 }
 812
 813 early_param("reservelow", parse_reservelow);
 814
 815 static void __init trim_low_memory_range(void)
 816 {
 817         memblock_reserve(0, ALIGN(reserve_low, PAGE_SIZE));
 818 }
 819
 820 /*
 821  * Dump out kernel offset information on panic.
 822  */
 823 static int
 824 dump_kernel_offset(struct notifier_block *self, unsigned long v, void *p)
 825 {
 826         if (kaslr_enabled()) {
 827                 pr_emerg("Kernel Offset: 0x%lx from 0x%lx (relocation range: 0x%lx-0x%lx)\n",
 828                          kaslr_offset(),
 829                          __START_KERNEL,
 830                          __START_KERNEL_map,
 831                          MODULES_VADDR-1);
 832         } else {
 833                 pr_emerg("Kernel Offset: disabled\n");
 834         }
 835
 836         return 0;
 837 }
 838
 839 /*
 840  * Determine if we were loaded by an EFI loader.  If so, then we have also been
 841  * passed the efi memmap, systab, etc., so we should use these data structures
 842  * for initialization.  Note, the efi init code path is determined by the
 843  * global efi_enabled. This allows the same kernel image to be used on existing
 844  * systems (with a traditional BIOS) as well as on EFI systems.
 845  */
 846 /*
 847  * setup_arch - architecture-specific boot-time initializations
 848  *
 849  * Note: On x86_64, fixmaps are ready for use even before this is called.
 850  */
 851
 852 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
 853 {
 854         memblock_reserve(__pa_symbol(_text),
 855                          (unsigned long)__bss_stop - (unsigned long)_text);
 856
 857         /*
 858          * Make sure page 0 is always reserved because on systems with
 859          * L1TF its contents can be leaked to user processes.
 860          */
 861         memblock_reserve(0, PAGE_SIZE);
 862
 863         early_reserve_initrd();
 864
 865         /*
 866          * At this point everything still needed from the boot loader
 867          * or BIOS or kernel text should be early reserved or marked not
 868          * RAM in e820. All other memory is free game.
 869          */
 870
 871 #ifdef CONFIG_X86_32
 872         memcpy(&boot_cpu_data, &new_cpu_data, sizeof(new_cpu_data));
 873
 874         /*
 875          * copy kernel address range established so far and switch
 876          * to the proper swapper page table
 877          */
 878         clone_pgd_range(swapper_pg_dir     + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
 879                         initial_page_table + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
 880                         KERNEL_PGD_PTRS);
 881
 882         load_cr3(swapper_pg_dir);
 883         /*
 884          * Note: Quark X1000 CPUs advertise PGE incorrectly and require
 885          * a cr3 based tlb flush, so the following __flush_tlb_all()
 886          * will not flush anything because the cpu quirk which clears
 887          * X86_FEATURE_PGE has not been invoked yet. Though due to the
 888          * load_cr3() above the TLB has been flushed already. The
 889          * quirk is invoked before subsequent calls to __flush_tlb_all()
 890          * so proper operation is guaranteed.
 891          */
 892         __flush_tlb_all();
 893 #else
 894         printk(KERN_INFO "Command line: %s\n", boot_command_line);
 895 #endif
 896
 897         /*
 898          * If we have OLPC OFW, we might end up relocating the fixmap due to
 899          * reserve_top(), so do this before touching the ioremap area.
 900          */
 901         olpc_ofw_detect();
 902
 903         early_trap_init();
 904         early_cpu_init();
 905         early_ioremap_init();
 906
 907         setup_olpc_ofw_pgd();
 908
 909         ROOT_DEV = old_decode_dev(boot_params.hdr.root_dev);
 910         screen_info = boot_params.screen_info;
 911         edid_info = boot_params.edid_info;
 912 #ifdef CONFIG_X86_32
 913         apm_info.bios = boot_params.apm_bios_info;
 914         ist_info = boot_params.ist_info;
 915 #endif
 916         saved_video_mode = boot_params.hdr.vid_mode;
 917         bootloader_type = boot_params.hdr.type_of_loader;
 918         if ((bootloader_type >> 4) == 0xe) {
 919                 bootloader_type &= 0xf;
 920                 bootloader_type |= (boot_params.hdr.ext_loader_type+0x10) << 4;
 921         }
 922         bootloader_version  = bootloader_type & 0xf;
 923         bootloader_version |= boot_params.hdr.ext_loader_ver << 4;
 924
 925 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_RAM
 926         rd_image_start = boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_IMAGE_START_MASK;
 927         rd_prompt = ((boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_PROMPT_FLAG) != 0);
 928         rd_doload = ((boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_LOAD_FLAG) != 0);
 929 #endif
 930 #ifdef CONFIG_EFI
 931         if (!strncmp((char *)&boot_params.efi_info.efi_loader_signature,
 932                      EFI32_LOADER_SIGNATURE, 4)) {
 933                 set_bit(EFI_BOOT, &efi.flags);
 934         } else if (!strncmp((char *)&boot_params.efi_info.efi_loader_signature,
 935                      EFI64_LOADER_SIGNATURE, 4)) {
 936                 set_bit(EFI_BOOT, &efi.flags);
 937                 set_bit(EFI_64BIT, &efi.flags);
 938         }
 939
 940         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
 941                 efi_memblock_x86_reserve_range();
 942 #endif
 943
 944         x86_init.oem.arch_setup();
 945
 946         iomem_resource.end = (1ULL << boot_cpu_data.x86_phys_bits) - 1;
 947         setup_memory_map();
 948         parse_setup_data();
 949
 950         copy_edd();
 951
 952         if (!boot_params.hdr.root_flags)
 953                 root_mountflags &= ~MS_RDONLY;
 954         init_mm.start_code = (unsigned long) _text;
 955         init_mm.end_code = (unsigned long) _etext;
 956         init_mm.end_data = (unsigned long) _edata;
 957         init_mm.brk = _brk_end;
 958
 959         mpx_mm_init(&init_mm);
 960
 961         code_resource.start = __pa_symbol(_text);
 962         code_resource.end = __pa_symbol(_etext)-1;
 963         data_resource.start = __pa_symbol(_etext);
 964         data_resource.end = __pa_symbol(_edata)-1;
 965         bss_resource.start = __pa_symbol(__bss_start);
 966         bss_resource.end = __pa_symbol(__bss_stop)-1;
 967
 968 #ifdef CONFIG_CMDLINE_BOOL
 969 #ifdef CONFIG_CMDLINE_OVERRIDE
 970         strlcpy(boot_command_line, builtin_cmdline, COMMAND_LINE_SIZE);
 971 #else
 972         if (builtin_cmdline[0]) {
 973                 /* append boot loader cmdline to builtin */
 974                 strlcat(builtin_cmdline, " ", COMMAND_LINE_SIZE);
 975                 strlcat(builtin_cmdline, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 976                 strlcpy(boot_command_line, builtin_cmdline, COMMAND_LINE_SIZE);
 977         }
 978 #endif
 979 #endif
 980
 981         strlcpy(command_line, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 982         *cmdline_p = command_line;
 983
 984         /*
 985          * x86_configure_nx() is called before parse_early_param() to detect
 986          * whether hardware doesn't support NX (so that the early EHCI debug
 987          * console setup can safely call set_fixmap()). It may then be called
 988          * again from within noexec_setup() during parsing early parameters
 989          * to honor the respective command line option.
 990          */
 991         x86_configure_nx();
 992
 993         parse_early_param();
 994
 995         x86_report_nx();
 996
 997         /* after early param, so could get panic from serial */
 998         memblock_x86_reserve_range_setup_data();
 999
1000         if (acpi_mps_check()) {
1001 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1002                 disable_apic = 1;
1003 #endif
1004                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_APIC);
1005         }
1006
1007 #ifdef CONFIG_PCI
1008         if (pci_early_dump_regs)
1009                 early_dump_pci_devices();
1010 #endif
1011
1012         /* update the e820_saved too */
1013         e820_reserve_setup_data();
1014         finish_e820_parsing();
1015
1016         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
1017                 efi_init();
1018
1019         dmi_scan_machine();
1020         dmi_memdev_walk();
1021         dmi_set_dump_stack_arch_desc();
1022
1023         /*
1024          * VMware detection requires dmi to be available, so this
1025          * needs to be done after dmi_scan_machine, for the BP.
1026          */
1027         init_hypervisor_platform();
1028
1029         /*
1030          * This needs to happen right after XENPV is set on xen and
1031          * kaiser_enabled is checked below in cleanup_highmap().
1032          */
1033         kaiser_check_boottime_disable();
1034
1035         x86_init.resources.probe_roms();
1036
1037         /* after parse_early_param, so could debug it */
1038         insert_resource(&iomem_resource, &code_resource);
1039         insert_resource(&iomem_resource, &data_resource);
1040         insert_resource(&iomem_resource, &bss_resource);
1041
1042         e820_add_kernel_range();
1043         trim_bios_range();
1044 #ifdef CONFIG_X86_32
1045         if (ppro_with_ram_bug()) {
1046                 e820_update_range(0x70000000ULL, 0x40000ULL, E820_RAM,
1047                                   E820_RESERVED);
1048                 sanitize_e820_map(e820->map, ARRAY_SIZE(e820->map), &e820->nr_map);
1049                 printk(KERN_INFO "fixed physical RAM map:\n");
1050                 e820_print_map("bad_ppro");
1051         }
1052 #else
1053         early_gart_iommu_check();
1054 #endif
1055
1056         /*
1057          * partially used pages are not usable - thus
1058          * we are rounding upwards:
1059          */
1060         max_pfn = e820_end_of_ram_pfn();
1061
1062         /* update e820 for memory not covered by WB MTRRs */
1063         mtrr_bp_init();
1064         if (mtrr_trim_uncached_memory(max_pfn))
1065                 max_pfn = e820_end_of_ram_pfn();
1066
1067         max_possible_pfn = max_pfn;
1068
1069         /*
1070          * This call is required when the CPU does not support PAT. If
1071          * mtrr_bp_init() invoked it already via pat_init() the call has no
1072          * effect.
1073          */
1074         init_cache_modes();
1075
1076         /*
1077          * Define random base addresses for memory sections after max_pfn is
1078          * defined and before each memory section base is used.
1079          */
1080         kernel_randomize_memory();
1081
1082 #ifdef CONFIG_X86_32
1083         /* max_low_pfn get updated here */
1084         find_low_pfn_range();
1085 #else
1086         check_x2apic();
1087
1088         /* How many end-of-memory variables you have, grandma! */
1089         /* need this before calling reserve_initrd */
1090         if (max_pfn > (1UL<<(32 - PAGE_SHIFT)))
1091                 max_low_pfn = e820_end_of_low_ram_pfn();
1092         else
1093                 max_low_pfn = max_pfn;
1094
1095         high_memory = (void *)__va(max_pfn * PAGE_SIZE - 1) + 1;
1096 #endif
1097
1098         /*
1099          * Find and reserve possible boot-time SMP configuration:
1100          */
1101         find_smp_config();
1102
1103         reserve_ibft_region();
1104
1105         early_alloc_pgt_buf();
1106
1107         /*
1108          * Need to conclude brk, before memblock_x86_fill()
1109          *  it could use memblock_find_in_range, could overlap with
1110          *  brk area.
1111          */
1112         reserve_brk();
1113
1114         cleanup_highmap();
1115
1116         memblock_set_current_limit(ISA_END_ADDRESS);
1117         memblock_x86_fill();
1118
1119         reserve_bios_regions();
1120
1121         if (efi_enabled(EFI_MEMMAP)) {
1122                 efi_fake_memmap();
1123                 efi_find_mirror();
1124                 efi_esrt_init();
1125
1126                 /*
1127                  * The EFI specification says that boot service code won't be
1128                  * called after ExitBootServices(). This is, in fact, a lie.
1129                  */
1130                 efi_reserve_boot_services();
1131         }
1132
1133         /* preallocate 4k for mptable mpc */
1134         early_reserve_e820_mpc_new();
1135
1136 #ifdef CONFIG_X86_CHECK_BIOS_CORRUPTION
1137         setup_bios_corruption_check();
1138 #endif
1139
1140 #ifdef CONFIG_X86_32
1141         printk(KERN_DEBUG "initial memory mapped: [mem 0x00000000-%#010lx]\n",
1142                         (max_pfn_mapped<<PAGE_SHIFT) - 1);
1143 #endif
1144
1145         reserve_real_mode();
1146
1147         trim_platform_memory_ranges();
1148         trim_low_memory_range();
1149
1150         init_mem_mapping();
1151
1152         early_trap_pf_init();
1153
1154         /*
1155          * Update mmu_cr4_features (and, indirectly, trampoline_cr4_features)
1156          * with the current CR4 value.  This may not be necessary, but
1157          * auditing all the early-boot CR4 manipulation would be needed to
1158          * rule it out.
1159          */
1160         mmu_cr4_features = __read_cr4();
1161
1162         memblock_set_current_limit(get_max_mapped());
1163
1164         /*
1165          * NOTE: On x86-32, only from this point on, fixmaps are ready for use.
1166          */
1167
1168 #ifdef CONFIG_PROVIDE_OHCI1394_DMA_INIT
1169         if (init_ohci1394_dma_early)
1170                 init_ohci1394_dma_on_all_controllers();
1171 #endif
1172         /* Allocate bigger log buffer */
1173         setup_log_buf(1);
1174
1175         reserve_initrd();
1176
1177         acpi_table_upgrade();
1178
1179         vsmp_init();
1180
1181         io_delay_init();
1182
1183         /*
1184          * Parse the ACPI tables for possible boot-time SMP configuration.
1185          */
1186         acpi_boot_table_init();
1187
1188         early_acpi_boot_init();
1189
1190         initmem_init();
1191         dma_contiguous_reserve(max_pfn_mapped << PAGE_SHIFT);
1192
1193         /*
1194          * Reserve memory for crash kernel after SRAT is parsed so that it
1195          * won't consume hotpluggable memory.
1196          */
1197         reserve_crashkernel();
1198
1199         memblock_find_dma_reserve();
1200
1201 #ifdef CONFIG_KVM_GUEST
1202         kvmclock_init();
1203 #endif
1204
1205         x86_init.paging.pagetable_init();
1206
1207         kasan_init();
1208
1209 #ifdef CONFIG_X86_32
1210         /* sync back kernel address range */
1211         clone_pgd_range(initial_page_table + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
1212                         swapper_pg_dir     + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
1213                         KERNEL_PGD_PTRS);
1214
1215         /*
1216          * sync back low identity map too.  It is used for example
1217          * in the 32-bit EFI stub.
1218          */
1219         clone_pgd_range(initial_page_table,
1220                         swapper_pg_dir     + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
1221                         min(KERNEL_PGD_PTRS, KERNEL_PGD_BOUNDARY));
1222 #endif
1223
1224         tboot_probe();
1225
1226         map_vsyscall();
1227
1228         generic_apic_probe();
1229
1230         early_quirks();
1231
1232         /*
1233          * Read APIC and some other early information from ACPI tables.
1234          */
1235         acpi_boot_init();
1236         sfi_init();
1237         x86_dtb_init();
1238
1239         /*
1240          * get boot-time SMP configuration:
1241          */
1242         get_smp_config();
1243
1244         /*
1245          * Systems w/o ACPI and mptables might not have it mapped the local
1246          * APIC yet, but prefill_possible_map() might need to access it.
1247          */
1248         init_apic_mappings();
1249
1250         prefill_possible_map();
1251
1252         init_cpu_to_node();
1253
1254         io_apic_init_mappings();
1255
1256         kvm_guest_init();
1257
1258         e820_reserve_resources();
1259         e820_mark_nosave_regions(max_low_pfn);
1260
1261         x86_init.resources.reserve_resources();
1262
1263         e820_setup_gap();
1264
1265 #ifdef CONFIG_VT
1266 #if defined(CONFIG_VGA_CONSOLE)
1267         if (!efi_enabled(EFI_BOOT) || (efi_mem_type(0xa0000) != EFI_CONVENTIONAL_MEMORY))
1268                 conswitchp = &vga_con;
1269 #elif defined(CONFIG_DUMMY_CONSOLE)
1270         conswitchp = &dummy_con;
1271 #endif
1272 #endif
1273         x86_init.oem.banner();
1274
1275         x86_init.timers.wallclock_init();
1276
1277         mcheck_init();
1278
1279         arch_init_ideal_nops();
1280
1281         register_refined_jiffies(CLOCK_TICK_RATE);
1282
1283 #ifdef CONFIG_EFI
1284         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
1285                 efi_apply_memmap_quirks();
1286 #endif
1287 }
1288
1289 #ifdef CONFIG_X86_32
1290
1291 static struct resource video_ram_resource = {
1292         .name   = "Video RAM area",
1293         .start  = 0xa0000,
1294         .end    = 0xbffff,
1295         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_MEM
1296 };
1297
1298 void __init i386_reserve_resources(void)
1299 {
1300         request_resource(&iomem_resource, &video_ram_resource);
1301         reserve_standard_io_resources();
1302 }
1303
1304 #endif /* CONFIG_X86_32 */
1305
1306 static struct notifier_block kernel_offset_notifier = {
1307         .notifier_call = dump_kernel_offset
1308 };
1309
1310 static int __init register_kernel_offset_dumper(void)
1311 {
1312         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list,
1313                                         &kernel_offset_notifier);
1314         return 0;
1315 }
1316 __initcall(register_kernel_offset_dumper);
1317
1318 void arch_show_smap(struct seq_file *m, struct vm_area_struct *vma)
1319 {
1320         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_OSPKE))
1321                 return;
1322
1323         seq_printf(m, "ProtectionKey:  %8u\n", vma_pkey(vma));
1324 }