arch/x86/kernel/setup.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  *  Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
   4  *
   5  * This file contains the setup_arch() code, which handles the architecture-dependent
   6  * parts of early kernel initialization.
   7  */
   8 #include <linux/console.h>
   9 #include <linux/crash_dump.h>
  10 #include <linux/dma-map-ops.h>
  11 #include <linux/dmi.h>
  12 #include <linux/efi.h>
  13 #include <linux/init_ohci1394_dma.h>
  14 #include <linux/initrd.h>
  15 #include <linux/iscsi_ibft.h>
  16 #include <linux/memblock.h>
  17 #include <linux/pci.h>
  18 #include <linux/root_dev.h>
  19 #include <linux/sfi.h>
  20 #include <linux/hugetlb.h>
  21 #include <linux/tboot.h>
  22 #include <linux/usb/xhci-dbgp.h>
  23 #include <linux/static_call.h>
  24 #include <linux/swiotlb.h>
  25
  26 #include <uapi/linux/mount.h>
  27
  28 #include <xen/xen.h>
  29
  30 #include <asm/apic.h>
  31 #include <asm/numa.h>
  32 #include <asm/bios_ebda.h>
  33 #include <asm/bugs.h>
  34 #include <asm/cpu.h>
  35 #include <asm/efi.h>
  36 #include <asm/gart.h>
  37 #include <asm/hypervisor.h>
  38 #include <asm/io_apic.h>
  39 #include <asm/kasan.h>
  40 #include <asm/kaslr.h>
  41 #include <asm/mce.h>
  42 #include <asm/mtrr.h>
  43 #include <asm/realmode.h>
  44 #include <asm/olpc_ofw.h>
  45 #include <asm/pci-direct.h>
  46 #include <asm/prom.h>
  47 #include <asm/proto.h>
  48 #include <asm/unwind.h>
  49 #include <asm/vsyscall.h>
  50 #include <linux/vmalloc.h>
  51
  52 /*
  53  * max_low_pfn_mapped: highest directly mapped pfn < 4 GB
  54  * max_pfn_mapped:     highest directly mapped pfn > 4 GB
  55  *
  56  * The direct mapping only covers E820_TYPE_RAM regions, so the ranges and gaps are
  57  * represented by pfn_mapped[].
  58  */
  59 unsigned long max_low_pfn_mapped;
  60 unsigned long max_pfn_mapped;
  61
  62 #ifdef CONFIG_DMI
  63 RESERVE_BRK(dmi_alloc, 65536);
  64 #endif
  65
  66
  67 unsigned long _brk_start = (unsigned long)__brk_base;
  68 unsigned long _brk_end   = (unsigned long)__brk_base;
  69
  70 struct boot_params boot_params;
  71
  72 /*
  73  * These are the four main kernel memory regions, we put them into
  74  * the resource tree so that kdump tools and other debugging tools
  75  * recover it:
  76  */
  77
  78 static struct resource rodata_resource = {
  79         .name   = "Kernel rodata",
  80         .start  = 0,
  81         .end    = 0,
  82         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
  83 };
  84
  85 static struct resource data_resource = {
  86         .name   = "Kernel data",
  87         .start  = 0,
  88         .end    = 0,
  89         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
  90 };
  91
  92 static struct resource code_resource = {
  93         .name   = "Kernel code",
  94         .start  = 0,
  95         .end    = 0,
  96         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
  97 };
  98
  99 static struct resource bss_resource = {
 100         .name   = "Kernel bss",
 101         .start  = 0,
 102         .end    = 0,
 103         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
 104 };
 105
 106
 107 #ifdef CONFIG_X86_32
 108 /* CPU data as detected by the assembly code in head_32.S */
 109 struct cpuinfo_x86 new_cpu_data;
 110
 111 /* Common CPU data for all CPUs */
 112 struct cpuinfo_x86 boot_cpu_data __read_mostly;
 113 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_data);
 114
 115 unsigned int def_to_bigsmp;
 116
 117 /* For MCA, but anyone else can use it if they want */
 118 unsigned int machine_id;
 119 unsigned int machine_submodel_id;
 120 unsigned int BIOS_revision;
 121
 122 struct apm_info apm_info;
 123 EXPORT_SYMBOL(apm_info);
 124
 125 #if defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI) || \
 126         defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI_MODULE)
 127 struct ist_info ist_info;
 128 EXPORT_SYMBOL(ist_info);
 129 #else
 130 struct ist_info ist_info;
 131 #endif
 132
 133 #else
 134 struct cpuinfo_x86 boot_cpu_data __read_mostly;
 135 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_data);
 136 #endif
 137
 138
 139 #if !defined(CONFIG_X86_PAE) || defined(CONFIG_X86_64)
 140 __visible unsigned long mmu_cr4_features __ro_after_init;
 141 #else
 142 __visible unsigned long mmu_cr4_features __ro_after_init = X86_CR4_PAE;
 143 #endif
 144
 145 /* Boot loader ID and version as integers, for the benefit of proc_dointvec */
 146 int bootloader_type, bootloader_version;
 147
 148 /*
 149  * Setup options
 150  */
 151 struct screen_info screen_info;
 152 EXPORT_SYMBOL(screen_info);
 153 struct edid_info edid_info;
 154 EXPORT_SYMBOL_GPL(edid_info);
 155
 156 extern int root_mountflags;
 157
 158 unsigned long saved_video_mode;
 159
 160 #define RAMDISK_IMAGE_START_MASK        0x07FF
 161 #define RAMDISK_PROMPT_FLAG             0x8000
 162 #define RAMDISK_LOAD_FLAG               0x4000
 163
 164 static char __initdata command_line[COMMAND_LINE_SIZE];
 165 #ifdef CONFIG_CMDLINE_BOOL
 166 static char __initdata builtin_cmdline[COMMAND_LINE_SIZE] = CONFIG_CMDLINE;
 167 #endif
 168
 169 #if defined(CONFIG_EDD) || defined(CONFIG_EDD_MODULE)
 170 struct edd edd;
 171 #ifdef CONFIG_EDD_MODULE
 172 EXPORT_SYMBOL(edd);
 173 #endif
 174 /**
 175  * copy_edd() - Copy the BIOS EDD information
 176  *              from boot_params into a safe place.
 177  *
 178  */
 179 static inline void __init copy_edd(void)
 180 {
 181      memcpy(edd.mbr_signature, boot_params.edd_mbr_sig_buffer,
 182             sizeof(edd.mbr_signature));
 183      memcpy(edd.edd_info, boot_params.eddbuf, sizeof(edd.edd_info));
 184      edd.mbr_signature_nr = boot_params.edd_mbr_sig_buf_entries;
 185      edd.edd_info_nr = boot_params.eddbuf_entries;
 186 }
 187 #else
 188 static inline void __init copy_edd(void)
 189 {
 190 }
 191 #endif
 192
 193 void * __init extend_brk(size_t size, size_t align)
 194 {
 195         size_t mask = align - 1;
 196         void *ret;
 197
 198         BUG_ON(_brk_start == 0);
 199         BUG_ON(align & mask);
 200
 201         _brk_end = (_brk_end + mask) & ~mask;
 202         BUG_ON((char *)(_brk_end + size) > __brk_limit);
 203
 204         ret = (void *)_brk_end;
 205         _brk_end += size;
 206
 207         memset(ret, 0, size);
 208
 209         return ret;
 210 }
 211
 212 #ifdef CONFIG_X86_32
 213 static void __init cleanup_highmap(void)
 214 {
 215 }
 216 #endif
 217
 218 static void __init reserve_brk(void)
 219 {
 220         if (_brk_end > _brk_start)
 221                 memblock_reserve(__pa_symbol(_brk_start),
 222                                  _brk_end - _brk_start);
 223
 224         /* Mark brk area as locked down and no longer taking any
 225            new allocations */
 226         _brk_start = 0;
 227 }
 228
 229 u64 relocated_ramdisk;
 230
 231 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 232
 233 static u64 __init get_ramdisk_image(void)
 234 {
 235         u64 ramdisk_image = boot_params.hdr.ramdisk_image;
 236
 237         ramdisk_image |= (u64)boot_params.ext_ramdisk_image << 32;
 238
 239         if (ramdisk_image == 0)
 240                 ramdisk_image = phys_initrd_start;
 241
 242         return ramdisk_image;
 243 }
 244 static u64 __init get_ramdisk_size(void)
 245 {
 246         u64 ramdisk_size = boot_params.hdr.ramdisk_size;
 247
 248         ramdisk_size |= (u64)boot_params.ext_ramdisk_size << 32;
 249
 250         if (ramdisk_size == 0)
 251                 ramdisk_size = phys_initrd_size;
 252
 253         return ramdisk_size;
 254 }
 255
 256 static void __init relocate_initrd(void)
 257 {
 258         /* Assume only end is not page aligned */
 259         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 260         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 261         u64 area_size     = PAGE_ALIGN(ramdisk_size);
 262
 263         /* We need to move the initrd down into directly mapped mem */
 264         relocated_ramdisk = memblock_phys_alloc_range(area_size, PAGE_SIZE, 0,
 265                                                       PFN_PHYS(max_pfn_mapped));
 266         if (!relocated_ramdisk)
 267                 panic("Cannot find place for new RAMDISK of size %lld\n",
 268                       ramdisk_size);
 269
 270         initrd_start = relocated_ramdisk + PAGE_OFFSET;
 271         initrd_end   = initrd_start + ramdisk_size;
 272         printk(KERN_INFO "Allocated new RAMDISK: [mem %#010llx-%#010llx]\n",
 273                relocated_ramdisk, relocated_ramdisk + ramdisk_size - 1);
 274
 275         copy_from_early_mem((void *)initrd_start, ramdisk_image, ramdisk_size);
 276
 277         printk(KERN_INFO "Move RAMDISK from [mem %#010llx-%#010llx] to"
 278                 " [mem %#010llx-%#010llx]\n",
 279                 ramdisk_image, ramdisk_image + ramdisk_size - 1,
 280                 relocated_ramdisk, relocated_ramdisk + ramdisk_size - 1);
 281 }
 282
 283 static void __init early_reserve_initrd(void)
 284 {
 285         /* Assume only end is not page aligned */
 286         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 287         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 288         u64 ramdisk_end   = PAGE_ALIGN(ramdisk_image + ramdisk_size);
 289
 290         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
 291             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
 292                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
 293
 294         memblock_reserve(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
 295 }
 296
 297 static void __init reserve_initrd(void)
 298 {
 299         /* Assume only end is not page aligned */
 300         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 301         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 302         u64 ramdisk_end   = PAGE_ALIGN(ramdisk_image + ramdisk_size);
 303
 304         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
 305             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
 306                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
 307
 308         initrd_start = 0;
 309
 310         printk(KERN_INFO "RAMDISK: [mem %#010llx-%#010llx]\n", ramdisk_image,
 311                         ramdisk_end - 1);
 312
 313         if (pfn_range_is_mapped(PFN_DOWN(ramdisk_image),
 314                                 PFN_DOWN(ramdisk_end))) {
 315                 /* All are mapped, easy case */
 316                 initrd_start = ramdisk_image + PAGE_OFFSET;
 317                 initrd_end = initrd_start + ramdisk_size;
 318                 return;
 319         }
 320
 321         relocate_initrd();
 322
 323         memblock_free(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
 324 }
 325
 326 #else
 327 static void __init early_reserve_initrd(void)
 328 {
 329 }
 330 static void __init reserve_initrd(void)
 331 {
 332 }
 333 #endif /* CONFIG_BLK_DEV_INITRD */
 334
 335 static void __init parse_setup_data(void)
 336 {
 337         struct setup_data *data;
 338         u64 pa_data, pa_next;
 339
 340         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 341         while (pa_data) {
 342                 u32 data_len, data_type;
 343
 344                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 345                 data_len = data->len + sizeof(struct setup_data);
 346                 data_type = data->type;
 347                 pa_next = data->next;
 348                 early_memunmap(data, sizeof(*data));
 349
 350                 switch (data_type) {
 351                 case SETUP_E820_EXT:
 352                         e820__memory_setup_extended(pa_data, data_len);
 353                         break;
 354                 case SETUP_DTB:
 355                         add_dtb(pa_data);
 356                         break;
 357                 case SETUP_EFI:
 358                         parse_efi_setup(pa_data, data_len);
 359                         break;
 360                 default:
 361                         break;
 362                 }
 363                 pa_data = pa_next;
 364         }
 365 }
 366
 367 static void __init memblock_x86_reserve_range_setup_data(void)
 368 {
 369         struct setup_indirect *indirect;
 370         struct setup_data *data;
 371         u64 pa_data, pa_next;
 372         u32 len;
 373
 374         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 375         while (pa_data) {
 376                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 377                 if (!data) {
 378                         pr_warn("setup: failed to memremap setup_data entry\n");
 379                         return;
 380                 }
 381
 382                 len = sizeof(*data);
 383                 pa_next = data->next;
 384
 385                 memblock_reserve(pa_data, sizeof(*data) + data->len);
 386
 387                 if (data->type == SETUP_INDIRECT) {
 388                         len += data->len;
 389                         early_memunmap(data, sizeof(*data));
 390                         data = early_memremap(pa_data, len);
 391                         if (!data) {
 392                                 pr_warn("setup: failed to memremap indirect setup_data\n");
 393                                 return;
 394                         }
 395
 396                         indirect = (struct setup_indirect *)data->data;
 397
 398                         if (indirect->type != SETUP_INDIRECT)
 399                                 memblock_reserve(indirect->addr, indirect->len);
 400                 }
 401
 402                 pa_data = pa_next;
 403                 early_memunmap(data, len);
 404         }
 405 }
 406
 407 /*
 408  * --------- Crashkernel reservation ------------------------------
 409  */
 410
 411 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
 412
 413 /* 16M alignment for crash kernel regions */
 414 #define CRASH_ALIGN             SZ_16M
 415
 416 /*
 417  * Keep the crash kernel below this limit.
 418  *
 419  * Earlier 32-bits kernels would limit the kernel to the low 512 MB range
 420  * due to mapping restrictions.
 421  *
 422  * 64-bit kdump kernels need to be restricted to be under 64 TB, which is
 423  * the upper limit of system RAM in 4-level paging mode. Since the kdump
 424  * jump could be from 5-level paging to 4-level paging, the jump will fail if
 425  * the kernel is put above 64 TB, and during the 1st kernel bootup there's
 426  * no good way to detect the paging mode of the target kernel which will be
 427  * loaded for dumping.
 428  */
 429 #ifdef CONFIG_X86_32
 430 # define CRASH_ADDR_LOW_MAX     SZ_512M
 431 # define CRASH_ADDR_HIGH_MAX    SZ_512M
 432 #else
 433 # define CRASH_ADDR_LOW_MAX     SZ_4G
 434 # define CRASH_ADDR_HIGH_MAX    SZ_64T
 435 #endif
 436
 437 static int __init reserve_crashkernel_low(void)
 438 {
 439 #ifdef CONFIG_X86_64
 440         unsigned long long base, low_base = 0, low_size = 0;
 441         unsigned long low_mem_limit;
 442         int ret;
 443
 444         low_mem_limit = min(memblock_phys_mem_size(), CRASH_ADDR_LOW_MAX);
 445
 446         /* crashkernel=Y,low */
 447         ret = parse_crashkernel_low(boot_command_line, low_mem_limit, &low_size, &base);
 448         if (ret) {
 449                 /*
 450                  * two parts from kernel/dma/swiotlb.c:
 451                  * -swiotlb size: user-specified with swiotlb= or default.
 452                  *
 453                  * -swiotlb overflow buffer: now hardcoded to 32k. We round it
 454                  * to 8M for other buffers that may need to stay low too. Also
 455                  * make sure we allocate enough extra low memory so that we
 456                  * don't run out of DMA buffers for 32-bit devices.
 457                  */
 458                 low_size = max(swiotlb_size_or_default() + (8UL << 20), 256UL << 20);
 459         } else {
 460                 /* passed with crashkernel=0,low ? */
 461                 if (!low_size)
 462                         return 0;
 463         }
 464
 465         low_base = memblock_phys_alloc_range(low_size, CRASH_ALIGN, 0, CRASH_ADDR_LOW_MAX);
 466         if (!low_base) {
 467                 pr_err("Cannot reserve %ldMB crashkernel low memory, please try smaller size.\n",
 468                        (unsigned long)(low_size >> 20));
 469                 return -ENOMEM;
 470         }
 471
 472         pr_info("Reserving %ldMB of low memory at %ldMB for crashkernel (low RAM limit: %ldMB)\n",
 473                 (unsigned long)(low_size >> 20),
 474                 (unsigned long)(low_base >> 20),
 475                 (unsigned long)(low_mem_limit >> 20));
 476
 477         crashk_low_res.start = low_base;
 478         crashk_low_res.end   = low_base + low_size - 1;
 479         insert_resource(&iomem_resource, &crashk_low_res);
 480 #endif
 481         return 0;
 482 }
 483
 484 static void __init reserve_crashkernel(void)
 485 {
 486         unsigned long long crash_size, crash_base, total_mem;
 487         bool high = false;
 488         int ret;
 489
 490         total_mem = memblock_phys_mem_size();
 491
 492         /* crashkernel=XM */
 493         ret = parse_crashkernel(boot_command_line, total_mem, &crash_size, &crash_base);
 494         if (ret != 0 || crash_size <= 0) {
 495                 /* crashkernel=X,high */
 496                 ret = parse_crashkernel_high(boot_command_line, total_mem,
 497                                              &crash_size, &crash_base);
 498                 if (ret != 0 || crash_size <= 0)
 499                         return;
 500                 high = true;
 501         }
 502
 503         if (xen_pv_domain()) {
 504                 pr_info("Ignoring crashkernel for a Xen PV domain\n");
 505                 return;
 506         }
 507
 508         /* 0 means: find the address automatically */
 509         if (!crash_base) {
 510                 /*
 511                  * Set CRASH_ADDR_LOW_MAX upper bound for crash memory,
 512                  * crashkernel=x,high reserves memory over 4G, also allocates
 513                  * 256M extra low memory for DMA buffers and swiotlb.
 514                  * But the extra memory is not required for all machines.
 515                  * So try low memory first and fall back to high memory
 516                  * unless "crashkernel=size[KMG],high" is specified.
 517                  */
 518                 if (!high)
 519                         crash_base = memblock_phys_alloc_range(crash_size,
 520                                                 CRASH_ALIGN, CRASH_ALIGN,
 521                                                 CRASH_ADDR_LOW_MAX);
 522                 if (!crash_base)
 523                         crash_base = memblock_phys_alloc_range(crash_size,
 524                                                 CRASH_ALIGN, CRASH_ALIGN,
 525                                                 CRASH_ADDR_HIGH_MAX);
 526                 if (!crash_base) {
 527                         pr_info("crashkernel reservation failed - No suitable area found.\n");
 528                         return;
 529                 }
 530         } else {
 531                 unsigned long long start;
 532
 533                 start = memblock_phys_alloc_range(crash_size, SZ_1M, crash_base,
 534                                                   crash_base + crash_size);
 535                 if (start != crash_base) {
 536                         pr_info("crashkernel reservation failed - memory is in use.\n");
 537                         return;
 538                 }
 539         }
 540
 541         if (crash_base >= (1ULL << 32) && reserve_crashkernel_low()) {
 542                 memblock_free(crash_base, crash_size);
 543                 return;
 544         }
 545
 546         pr_info("Reserving %ldMB of memory at %ldMB for crashkernel (System RAM: %ldMB)\n",
 547                 (unsigned long)(crash_size >> 20),
 548                 (unsigned long)(crash_base >> 20),
 549                 (unsigned long)(total_mem >> 20));
 550
 551         crashk_res.start = crash_base;
 552         crashk_res.end   = crash_base + crash_size - 1;
 553         insert_resource(&iomem_resource, &crashk_res);
 554 }
 555 #else
 556 static void __init reserve_crashkernel(void)
 557 {
 558 }
 559 #endif
 560
 561 static struct resource standard_io_resources[] = {
 562         { .name = "dma1", .start = 0x00, .end = 0x1f,
 563                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 564         { .name = "pic1", .start = 0x20, .end = 0x21,
 565                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 566         { .name = "timer0", .start = 0x40, .end = 0x43,
 567                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 568         { .name = "timer1", .start = 0x50, .end = 0x53,
 569                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 570         { .name = "keyboard", .start = 0x60, .end = 0x60,
 571                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 572         { .name = "keyboard", .start = 0x64, .end = 0x64,
 573                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 574         { .name = "dma page reg", .start = 0x80, .end = 0x8f,
 575                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 576         { .name = "pic2", .start = 0xa0, .end = 0xa1,
 577                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 578         { .name = "dma2", .start = 0xc0, .end = 0xdf,
 579                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 580         { .name = "fpu", .start = 0xf0, .end = 0xff,
 581                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO }
 582 };
 583
 584 void __init reserve_standard_io_resources(void)
 585 {
 586         int i;
 587
 588         /* request I/O space for devices used on all i[345]86 PCs */
 589         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(standard_io_resources); i++)
 590                 request_resource(&ioport_resource, &standard_io_resources[i]);
 591
 592 }
 593
 594 static __init void reserve_ibft_region(void)
 595 {
 596         unsigned long addr, size = 0;
 597
 598         addr = find_ibft_region(&size);
 599
 600         if (size)
 601                 memblock_reserve(addr, size);
 602 }
 603
 604 static bool __init snb_gfx_workaround_needed(void)
 605 {
 606 #ifdef CONFIG_PCI
 607         int i;
 608         u16 vendor, devid;
 609         static const __initconst u16 snb_ids[] = {
 610                 0x0102,
 611                 0x0112,
 612                 0x0122,
 613                 0x0106,
 614                 0x0116,
 615                 0x0126,
 616                 0x010a,
 617         };
 618
 619         /* Assume no if something weird is going on with PCI */
 620         if (!early_pci_allowed())
 621                 return false;
 622
 623         vendor = read_pci_config_16(0, 2, 0, PCI_VENDOR_ID);
 624         if (vendor != 0x8086)
 625                 return false;
 626
 627         devid = read_pci_config_16(0, 2, 0, PCI_DEVICE_ID);
 628         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(snb_ids); i++)
 629                 if (devid == snb_ids[i])
 630                         return true;
 631 #endif
 632
 633         return false;
 634 }
 635
 636 /*
 637  * Sandy Bridge graphics has trouble with certain ranges, exclude
 638  * them from allocation.
 639  */
 640 static void __init trim_snb_memory(void)
 641 {
 642         static const __initconst unsigned long bad_pages[] = {
 643                 0x20050000,
 644                 0x20110000,
 645                 0x20130000,
 646                 0x20138000,
 647                 0x40004000,
 648         };
 649         int i;
 650
 651         if (!snb_gfx_workaround_needed())
 652                 return;
 653
 654         printk(KERN_DEBUG "reserving inaccessible SNB gfx pages\n");
 655
 656         /*
 657          * Reserve all memory below the 1 MB mark that has not
 658          * already been reserved.
 659          */
 660         memblock_reserve(0, 1<<20);
 661
 662         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(bad_pages); i++) {
 663                 if (memblock_reserve(bad_pages[i], PAGE_SIZE))
 664                         printk(KERN_WARNING "failed to reserve 0x%08lx\n",
 665                                bad_pages[i]);
 666         }
 667 }
 668
 669 /*
 670  * Here we put platform-specific memory range workarounds, i.e.
 671  * memory known to be corrupt or otherwise in need to be reserved on
 672  * specific platforms.
 673  *
 674  * If this gets used more widely it could use a real dispatch mechanism.
 675  */
 676 static void __init trim_platform_memory_ranges(void)
 677 {
 678         trim_snb_memory();
 679 }
 680
 681 static void __init trim_bios_range(void)
 682 {
 683         /*
 684          * A special case is the first 4Kb of memory;
 685          * This is a BIOS owned area, not kernel ram, but generally
 686          * not listed as such in the E820 table.
 687          *
 688          * This typically reserves additional memory (64KiB by default)
 689          * since some BIOSes are known to corrupt low memory.  See the
 690          * Kconfig help text for X86_RESERVE_LOW.
 691          */
 692         e820__range_update(0, PAGE_SIZE, E820_TYPE_RAM, E820_TYPE_RESERVED);
 693
 694         /*
 695          * special case: Some BIOSes report the PC BIOS
 696          * area (640Kb -> 1Mb) as RAM even though it is not.
 697          * take them out.
 698          */
 699         e820__range_remove(BIOS_BEGIN, BIOS_END - BIOS_BEGIN, E820_TYPE_RAM, 1);
 700
 701         e820__update_table(e820_table);
 702 }
 703
 704 /* called before trim_bios_range() to spare extra sanitize */
 705 static void __init e820_add_kernel_range(void)
 706 {
 707         u64 start = __pa_symbol(_text);
 708         u64 size = __pa_symbol(_end) - start;
 709
 710         /*
 711          * Complain if .text .data and .bss are not marked as E820_TYPE_RAM and
 712          * attempt to fix it by adding the range. We may have a confused BIOS,
 713          * or the user may have used memmap=exactmap or memmap=xxM$yyM to
 714          * exclude kernel range. If we really are running on top non-RAM,
 715          * we will crash later anyways.
 716          */
 717         if (e820__mapped_all(start, start + size, E820_TYPE_RAM))
 718                 return;
 719
 720         pr_warn(".text .data .bss are not marked as E820_TYPE_RAM!\n");
 721         e820__range_remove(start, size, E820_TYPE_RAM, 0);
 722         e820__range_add(start, size, E820_TYPE_RAM);
 723 }
 724
 725 static unsigned reserve_low = CONFIG_X86_RESERVE_LOW << 10;
 726
 727 static int __init parse_reservelow(char *p)
 728 {
 729         unsigned long long size;
 730
 731         if (!p)
 732                 return -EINVAL;
 733
 734         size = memparse(p, &p);
 735
 736         if (size < 4096)
 737                 size = 4096;
 738
 739         if (size > 640*1024)
 740                 size = 640*1024;
 741
 742         reserve_low = size;
 743
 744         return 0;
 745 }
 746
 747 early_param("reservelow", parse_reservelow);
 748
 749 static void __init trim_low_memory_range(void)
 750 {
 751         memblock_reserve(0, ALIGN(reserve_low, PAGE_SIZE));
 752 }
 753
 754 /*
 755  * Dump out kernel offset information on panic.
 756  */
 757 static int
 758 dump_kernel_offset(struct notifier_block *self, unsigned long v, void *p)
 759 {
 760         if (kaslr_enabled()) {
 761                 pr_emerg("Kernel Offset: 0x%lx from 0x%lx (relocation range: 0x%lx-0x%lx)\n",
 762                          kaslr_offset(),
 763                          __START_KERNEL,
 764                          __START_KERNEL_map,
 765                          MODULES_VADDR-1);
 766         } else {
 767                 pr_emerg("Kernel Offset: disabled\n");
 768         }
 769
 770         return 0;
 771 }
 772
 773 /*
 774  * Determine if we were loaded by an EFI loader.  If so, then we have also been
 775  * passed the efi memmap, systab, etc., so we should use these data structures
 776  * for initialization.  Note, the efi init code path is determined by the
 777  * global efi_enabled. This allows the same kernel image to be used on existing
 778  * systems (with a traditional BIOS) as well as on EFI systems.
 779  */
 780 /*
 781  * setup_arch - architecture-specific boot-time initializations
 782  *
 783  * Note: On x86_64, fixmaps are ready for use even before this is called.
 784  */
 785
 786 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
 787 {
 788         /*
 789          * Reserve the memory occupied by the kernel between _text and
 790          * __end_of_kernel_reserve symbols. Any kernel sections after the
 791          * __end_of_kernel_reserve symbol must be explicitly reserved with a
 792          * separate memblock_reserve() or they will be discarded.
 793          */
 794         memblock_reserve(__pa_symbol(_text),
 795                          (unsigned long)__end_of_kernel_reserve - (unsigned long)_text);
 796
 797         /*
 798          * Make sure page 0 is always reserved because on systems with
 799          * L1TF its contents can be leaked to user processes.
 800          */
 801         memblock_reserve(0, PAGE_SIZE);
 802
 803         early_reserve_initrd();
 804
 805         /*
 806          * At this point everything still needed from the boot loader
 807          * or BIOS or kernel text should be early reserved or marked not
 808          * RAM in e820. All other memory is free game.
 809          */
 810
 811 #ifdef CONFIG_X86_32
 812         memcpy(&boot_cpu_data, &new_cpu_data, sizeof(new_cpu_data));
 813
 814         /*
 815          * copy kernel address range established so far and switch
 816          * to the proper swapper page table
 817          */
 818         clone_pgd_range(swapper_pg_dir     + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
 819                         initial_page_table + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
 820                         KERNEL_PGD_PTRS);
 821
 822         load_cr3(swapper_pg_dir);
 823         /*
 824          * Note: Quark X1000 CPUs advertise PGE incorrectly and require
 825          * a cr3 based tlb flush, so the following __flush_tlb_all()
 826          * will not flush anything because the CPU quirk which clears
 827          * X86_FEATURE_PGE has not been invoked yet. Though due to the
 828          * load_cr3() above the TLB has been flushed already. The
 829          * quirk is invoked before subsequent calls to __flush_tlb_all()
 830          * so proper operation is guaranteed.
 831          */
 832         __flush_tlb_all();
 833 #else
 834         printk(KERN_INFO "Command line: %s\n", boot_command_line);
 835         boot_cpu_data.x86_phys_bits = MAX_PHYSMEM_BITS;
 836 #endif
 837
 838         /*
 839          * If we have OLPC OFW, we might end up relocating the fixmap due to
 840          * reserve_top(), so do this before touching the ioremap area.
 841          */
 842         olpc_ofw_detect();
 843
 844         idt_setup_early_traps();
 845         early_cpu_init();
 846         arch_init_ideal_nops();
 847         jump_label_init();
 848         static_call_init();
 849         early_ioremap_init();
 850
 851         setup_olpc_ofw_pgd();
 852
 853         ROOT_DEV = old_decode_dev(boot_params.hdr.root_dev);
 854         screen_info = boot_params.screen_info;
 855         edid_info = boot_params.edid_info;
 856 #ifdef CONFIG_X86_32
 857         apm_info.bios = boot_params.apm_bios_info;
 858         ist_info = boot_params.ist_info;
 859 #endif
 860         saved_video_mode = boot_params.hdr.vid_mode;
 861         bootloader_type = boot_params.hdr.type_of_loader;
 862         if ((bootloader_type >> 4) == 0xe) {
 863                 bootloader_type &= 0xf;
 864                 bootloader_type |= (boot_params.hdr.ext_loader_type+0x10) << 4;
 865         }
 866         bootloader_version  = bootloader_type & 0xf;
 867         bootloader_version |= boot_params.hdr.ext_loader_ver << 4;
 868
 869 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_RAM
 870         rd_image_start = boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_IMAGE_START_MASK;
 871 #endif
 872 #ifdef CONFIG_EFI
 873         if (!strncmp((char *)&boot_params.efi_info.efi_loader_signature,
 874                      EFI32_LOADER_SIGNATURE, 4)) {
 875                 set_bit(EFI_BOOT, &efi.flags);
 876         } else if (!strncmp((char *)&boot_params.efi_info.efi_loader_signature,
 877                      EFI64_LOADER_SIGNATURE, 4)) {
 878                 set_bit(EFI_BOOT, &efi.flags);
 879                 set_bit(EFI_64BIT, &efi.flags);
 880         }
 881 #endif
 882
 883         x86_init.oem.arch_setup();
 884
 885         iomem_resource.end = (1ULL << boot_cpu_data.x86_phys_bits) - 1;
 886         e820__memory_setup();
 887         parse_setup_data();
 888
 889         copy_edd();
 890
 891         if (!boot_params.hdr.root_flags)
 892                 root_mountflags &= ~MS_RDONLY;
 893         init_mm.start_code = (unsigned long) _text;
 894         init_mm.end_code = (unsigned long) _etext;
 895         init_mm.end_data = (unsigned long) _edata;
 896         init_mm.brk = _brk_end;
 897
 898         code_resource.start = __pa_symbol(_text);
 899         code_resource.end = __pa_symbol(_etext)-1;
 900         rodata_resource.start = __pa_symbol(__start_rodata);
 901         rodata_resource.end = __pa_symbol(__end_rodata)-1;
 902         data_resource.start = __pa_symbol(_sdata);
 903         data_resource.end = __pa_symbol(_edata)-1;
 904         bss_resource.start = __pa_symbol(__bss_start);
 905         bss_resource.end = __pa_symbol(__bss_stop)-1;
 906
 907 #ifdef CONFIG_CMDLINE_BOOL
 908 #ifdef CONFIG_CMDLINE_OVERRIDE
 909         strlcpy(boot_command_line, builtin_cmdline, COMMAND_LINE_SIZE);
 910 #else
 911         if (builtin_cmdline[0]) {
 912                 /* append boot loader cmdline to builtin */
 913                 strlcat(builtin_cmdline, " ", COMMAND_LINE_SIZE);
 914                 strlcat(builtin_cmdline, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 915                 strlcpy(boot_command_line, builtin_cmdline, COMMAND_LINE_SIZE);
 916         }
 917 #endif
 918 #endif
 919
 920         strlcpy(command_line, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 921         *cmdline_p = command_line;
 922
 923         /*
 924          * x86_configure_nx() is called before parse_early_param() to detect
 925          * whether hardware doesn't support NX (so that the early EHCI debug
 926          * console setup can safely call set_fixmap()). It may then be called
 927          * again from within noexec_setup() during parsing early parameters
 928          * to honor the respective command line option.
 929          */
 930         x86_configure_nx();
 931
 932         parse_early_param();
 933
 934         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
 935                 efi_memblock_x86_reserve_range();
 936 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
 937         /*
 938          * Memory used by the kernel cannot be hot-removed because Linux
 939          * cannot migrate the kernel pages. When memory hotplug is
 940          * enabled, we should prevent memblock from allocating memory
 941          * for the kernel.
 942          *
 943          * ACPI SRAT records all hotpluggable memory ranges. But before
 944          * SRAT is parsed, we don't know about it.
 945          *
 946          * The kernel image is loaded into memory at very early time. We
 947          * cannot prevent this anyway. So on NUMA system, we set any
 948          * node the kernel resides in as un-hotpluggable.
 949          *
 950          * Since on modern servers, one node could have double-digit
 951          * gigabytes memory, we can assume the memory around the kernel
 952          * image is also un-hotpluggable. So before SRAT is parsed, just
 953          * allocate memory near the kernel image to try the best to keep
 954          * the kernel away from hotpluggable memory.
 955          */
 956         if (movable_node_is_enabled())
 957                 memblock_set_bottom_up(true);
 958 #endif
 959
 960         x86_report_nx();
 961
 962         /* after early param, so could get panic from serial */
 963         memblock_x86_reserve_range_setup_data();
 964
 965         if (acpi_mps_check()) {
 966 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 967                 disable_apic = 1;
 968 #endif
 969                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_APIC);
 970         }
 971
 972         e820__reserve_setup_data();
 973         e820__finish_early_params();
 974
 975         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
 976                 efi_init();
 977
 978         dmi_setup();
 979
 980         /*
 981          * VMware detection requires dmi to be available, so this
 982          * needs to be done after dmi_setup(), for the boot CPU.
 983          */
 984         init_hypervisor_platform();
 985
 986         tsc_early_init();
 987         x86_init.resources.probe_roms();
 988
 989         /* after parse_early_param, so could debug it */
 990         insert_resource(&iomem_resource, &code_resource);
 991         insert_resource(&iomem_resource, &rodata_resource);
 992         insert_resource(&iomem_resource, &data_resource);
 993         insert_resource(&iomem_resource, &bss_resource);
 994
 995         e820_add_kernel_range();
 996         trim_bios_range();
 997 #ifdef CONFIG_X86_32
 998         if (ppro_with_ram_bug()) {
 999                 e820__range_update(0x70000000ULL, 0x40000ULL, E820_TYPE_RAM,
1000                                   E820_TYPE_RESERVED);
1001                 e820__update_table(e820_table);
1002                 printk(KERN_INFO "fixed physical RAM map:\n");
1003                 e820__print_table("bad_ppro");
1004         }
1005 #else
1006         early_gart_iommu_check();
1007 #endif
1008
1009         /*
1010          * partially used pages are not usable - thus
1011          * we are rounding upwards:
1012          */
1013         max_pfn = e820__end_of_ram_pfn();
1014
1015         /* update e820 for memory not covered by WB MTRRs */
1016         mtrr_bp_init();
1017         if (mtrr_trim_uncached_memory(max_pfn))
1018                 max_pfn = e820__end_of_ram_pfn();
1019
1020         max_possible_pfn = max_pfn;
1021
1022         /*
1023          * This call is required when the CPU does not support PAT. If
1024          * mtrr_bp_init() invoked it already via pat_init() the call has no
1025          * effect.
1026          */
1027         init_cache_modes();
1028
1029         /*
1030          * Define random base addresses for memory sections after max_pfn is
1031          * defined and before each memory section base is used.
1032          */
1033         kernel_randomize_memory();
1034
1035 #ifdef CONFIG_X86_32
1036         /* max_low_pfn get updated here */
1037         find_low_pfn_range();
1038 #else
1039         check_x2apic();
1040
1041         /* How many end-of-memory variables you have, grandma! */
1042         /* need this before calling reserve_initrd */
1043         if (max_pfn > (1UL<<(32 - PAGE_SHIFT)))
1044                 max_low_pfn = e820__end_of_low_ram_pfn();
1045         else
1046                 max_low_pfn = max_pfn;
1047
1048         high_memory = (void *)__va(max_pfn * PAGE_SIZE - 1) + 1;
1049 #endif
1050
1051         /*
1052          * Find and reserve possible boot-time SMP configuration:
1053          */
1054         find_smp_config();
1055
1056         reserve_ibft_region();
1057
1058         early_alloc_pgt_buf();
1059
1060         /*
1061          * Need to conclude brk, before e820__memblock_setup()
1062          *  it could use memblock_find_in_range, could overlap with
1063          *  brk area.
1064          */
1065         reserve_brk();
1066
1067         cleanup_highmap();
1068
1069         memblock_set_current_limit(ISA_END_ADDRESS);
1070         e820__memblock_setup();
1071
1072         reserve_bios_regions();
1073
1074         efi_fake_memmap();
1075         efi_find_mirror();
1076         efi_esrt_init();
1077         efi_mokvar_table_init();
1078
1079         /*
1080          * The EFI specification says that boot service code won't be
1081          * called after ExitBootServices(). This is, in fact, a lie.
1082          */
1083         efi_reserve_boot_services();
1084
1085         /* preallocate 4k for mptable mpc */
1086         e820__memblock_alloc_reserved_mpc_new();
1087
1088 #ifdef CONFIG_X86_CHECK_BIOS_CORRUPTION
1089         setup_bios_corruption_check();
1090 #endif
1091
1092 #ifdef CONFIG_X86_32
1093         printk(KERN_DEBUG "initial memory mapped: [mem 0x00000000-%#010lx]\n",
1094                         (max_pfn_mapped<<PAGE_SHIFT) - 1);
1095 #endif
1096
1097         reserve_real_mode();
1098
1099         trim_platform_memory_ranges();
1100         trim_low_memory_range();
1101
1102         init_mem_mapping();
1103
1104         idt_setup_early_pf();
1105
1106         /*
1107          * Update mmu_cr4_features (and, indirectly, trampoline_cr4_features)
1108          * with the current CR4 value.  This may not be necessary, but
1109          * auditing all the early-boot CR4 manipulation would be needed to
1110          * rule it out.
1111          *
1112          * Mask off features that don't work outside long mode (just
1113          * PCIDE for now).
1114          */
1115         mmu_cr4_features = __read_cr4() & ~X86_CR4_PCIDE;
1116
1117         memblock_set_current_limit(get_max_mapped());
1118
1119         /*
1120          * NOTE: On x86-32, only from this point on, fixmaps are ready for use.
1121          */
1122
1123 #ifdef CONFIG_PROVIDE_OHCI1394_DMA_INIT
1124         if (init_ohci1394_dma_early)
1125                 init_ohci1394_dma_on_all_controllers();
1126 #endif
1127         /* Allocate bigger log buffer */
1128         setup_log_buf(1);
1129
1130         if (efi_enabled(EFI_BOOT)) {
1131                 switch (boot_params.secure_boot) {
1132                 case efi_secureboot_mode_disabled:
1133                         pr_info("Secure boot disabled\n");
1134                         break;
1135                 case efi_secureboot_mode_enabled:
1136                         pr_info("Secure boot enabled\n");
1137                         break;
1138                 default:
1139                         pr_info("Secure boot could not be determined\n");
1140                         break;
1141                 }
1142         }
1143
1144         reserve_initrd();
1145
1146         acpi_table_upgrade();
1147         /* Look for ACPI tables and reserve memory occupied by them. */
1148         acpi_boot_table_init();
1149
1150         vsmp_init();
1151
1152         io_delay_init();
1153
1154         early_platform_quirks();
1155
1156         early_acpi_boot_init();
1157
1158         initmem_init();
1159         dma_contiguous_reserve(max_pfn_mapped << PAGE_SHIFT);
1160
1161         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_GBPAGES))
1162                 hugetlb_cma_reserve(PUD_SHIFT - PAGE_SHIFT);
1163
1164         /*
1165          * Reserve memory for crash kernel after SRAT is parsed so that it
1166          * won't consume hotpluggable memory.
1167          */
1168         reserve_crashkernel();
1169
1170         memblock_find_dma_reserve();
1171
1172         if (!early_xdbc_setup_hardware())
1173                 early_xdbc_register_console();
1174
1175         x86_init.paging.pagetable_init();
1176
1177         kasan_init();
1178
1179         /*
1180          * Sync back kernel address range.
1181          *
1182          * FIXME: Can the later sync in setup_cpu_entry_areas() replace
1183          * this call?
1184          */
1185         sync_initial_page_table();
1186
1187         tboot_probe();
1188
1189         map_vsyscall();
1190
1191         generic_apic_probe();
1192
1193         early_quirks();
1194
1195         /*
1196          * Read APIC and some other early information from ACPI tables.
1197          */
1198         acpi_boot_init();
1199         sfi_init();
1200         x86_dtb_init();
1201
1202         /*
1203          * get boot-time SMP configuration:
1204          */
1205         get_smp_config();
1206
1207         /*
1208          * Systems w/o ACPI and mptables might not have it mapped the local
1209          * APIC yet, but prefill_possible_map() might need to access it.
1210          */
1211         init_apic_mappings();
1212
1213         prefill_possible_map();
1214
1215         init_cpu_to_node();
1216         init_gi_nodes();
1217
1218         io_apic_init_mappings();
1219
1220         x86_init.hyper.guest_late_init();
1221
1222         e820__reserve_resources();
1223         e820__register_nosave_regions(max_pfn);
1224
1225         x86_init.resources.reserve_resources();
1226
1227         e820__setup_pci_gap();
1228
1229 #ifdef CONFIG_VT
1230 #if defined(CONFIG_VGA_CONSOLE)
1231         if (!efi_enabled(EFI_BOOT) || (efi_mem_type(0xa0000) != EFI_CONVENTIONAL_MEMORY))
1232                 conswitchp = &vga_con;
1233 #endif
1234 #endif
1235         x86_init.oem.banner();
1236
1237         x86_init.timers.wallclock_init();
1238
1239         mcheck_init();
1240
1241         register_refined_jiffies(CLOCK_TICK_RATE);
1242
1243 #ifdef CONFIG_EFI
1244         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
1245                 efi_apply_memmap_quirks();
1246 #endif
1247
1248         unwind_init();
1249 }
1250
1251 #ifdef CONFIG_X86_32
1252
1253 static struct resource video_ram_resource = {
1254         .name   = "Video RAM area",
1255         .start  = 0xa0000,
1256         .end    = 0xbffff,
1257         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_MEM
1258 };
1259
1260 void __init i386_reserve_resources(void)
1261 {
1262         request_resource(&iomem_resource, &video_ram_resource);
1263         reserve_standard_io_resources();
1264 }
1265
1266 #endif /* CONFIG_X86_32 */
1267
1268 static struct notifier_block kernel_offset_notifier = {
1269         .notifier_call = dump_kernel_offset
1270 };
1271
1272 static int __init register_kernel_offset_dumper(void)
1273 {
1274         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list,
1275                                         &kernel_offset_notifier);
1276         return 0;
1277 }
1278 __initcall(register_kernel_offset_dumper);