kernel/arch/x86/kernel/setup.c

   1 /*
   2  *  Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
   3  *
   4  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
   5  *
   6  *  Memory region support
   7  *      David Parsons <orc@pell.chi.il.us>, July-August 1999
   8  *
   9  *  Added E820 sanitization routine (removes overlapping memory regions);
  10  *  Brian Moyle <bmoyle@mvista.com>, February 2001
  11  *
  12  * Moved CPU detection code to cpu/${cpu}.c
  13  *    Patrick Mochel <mochel@osdl.org>, March 2002
  14  *
  15  *  Provisions for empty E820 memory regions (reported by certain BIOSes).
  16  *  Alex Achenbach <xela@slit.de>, December 2002.
  17  *
  18  */
  19
  20 /*
  21  * This file handles the architecture-dependent parts of initialization
  22  */
  23
  24 #include <linux/sched.h>
  25 #include <linux/mm.h>
  26 #include <linux/mmzone.h>
  27 #include <linux/screen_info.h>
  28 #include <linux/ioport.h>
  29 #include <linux/acpi.h>
  30 #include <linux/sfi.h>
  31 #include <linux/apm_bios.h>
  32 #include <linux/initrd.h>
  33 #include <linux/bootmem.h>
  34 #include <linux/memblock.h>
  35 #include <linux/seq_file.h>
  36 #include <linux/console.h>
  37 #include <linux/root_dev.h>
  38 #include <linux/highmem.h>
  39 #include <linux/module.h>
  40 #include <linux/efi.h>
  41 #include <linux/init.h>
  42 #include <linux/edd.h>
  43 #include <linux/iscsi_ibft.h>
  44 #include <linux/nodemask.h>
  45 #include <linux/kexec.h>
  46 #include <linux/dmi.h>
  47 #include <linux/pfn.h>
  48 #include <linux/pci.h>
  49 #include <asm/pci-direct.h>
  50 #include <linux/init_ohci1394_dma.h>
  51 #include <linux/kvm_para.h>
  52 #include <linux/dma-contiguous.h>
  53
  54 #include <linux/errno.h>
  55 #include <linux/kernel.h>
  56 #include <linux/stddef.h>
  57 #include <linux/unistd.h>
  58 #include <linux/ptrace.h>
  59 #include <linux/user.h>
  60 #include <linux/delay.h>
  61
  62 #include <linux/kallsyms.h>
  63 #include <linux/cpufreq.h>
  64 #include <linux/dma-mapping.h>
  65 #include <linux/ctype.h>
  66 #include <linux/uaccess.h>
  67
  68 #include <linux/percpu.h>
  69 #include <linux/crash_dump.h>
  70 #include <linux/tboot.h>
  71 #include <linux/jiffies.h>
  72
  73 #include <video/edid.h>
  74
  75 #include <asm/mtrr.h>
  76 #include <asm/apic.h>
  77 #include <asm/realmode.h>
  78 #include <asm/e820.h>
  79 #include <asm/mpspec.h>
  80 #include <asm/setup.h>
  81 #include <asm/efi.h>
  82 #include <asm/timer.h>
  83 #include <asm/i8259.h>
  84 #include <asm/sections.h>
  85 #include <asm/io_apic.h>
  86 #include <asm/ist.h>
  87 #include <asm/setup_arch.h>
  88 #include <asm/bios_ebda.h>
  89 #include <asm/cacheflush.h>
  90 #include <asm/processor.h>
  91 #include <asm/bugs.h>
  92 #include <asm/kasan.h>
  93
  94 #include <asm/vsyscall.h>
  95 #include <asm/cpu.h>
  96 #include <asm/desc.h>
  97 #include <asm/dma.h>
  98 #include <asm/iommu.h>
  99 #include <asm/gart.h>
 100 #include <asm/mmu_context.h>
 101 #include <asm/proto.h>
 102
 103 #include <asm/paravirt.h>
 104 #include <asm/hypervisor.h>
 105 #include <asm/olpc_ofw.h>
 106
 107 #include <asm/percpu.h>
 108 #include <asm/topology.h>
 109 #include <asm/apicdef.h>
 110 #include <asm/amd_nb.h>
 111 #include <asm/mce.h>
 112 #include <asm/alternative.h>
 113 #include <asm/prom.h>
 114
 115 /*
 116  * max_low_pfn_mapped: highest direct mapped pfn under 4GB
 117  * max_pfn_mapped:     highest direct mapped pfn over 4GB
 118  *
 119  * The direct mapping only covers E820_RAM regions, so the ranges and gaps are
 120  * represented by pfn_mapped
 121  */
 122 unsigned long max_low_pfn_mapped;
 123 unsigned long max_pfn_mapped;
 124
 125 #ifdef CONFIG_DMI
 126 RESERVE_BRK(dmi_alloc, 65536);
 127 #endif
 128
 129
 130 static __initdata unsigned long _brk_start = (unsigned long)__brk_base;
 131 unsigned long _brk_end = (unsigned long)__brk_base;
 132
 133 #ifdef CONFIG_X86_64
 134 int default_cpu_present_to_apicid(int mps_cpu)
 135 {
 136         return __default_cpu_present_to_apicid(mps_cpu);
 137 }
 138
 139 int default_check_phys_apicid_present(int phys_apicid)
 140 {
 141         return __default_check_phys_apicid_present(phys_apicid);
 142 }
 143 #endif
 144
 145 struct boot_params boot_params;
 146
 147 /*
 148  * Machine setup..
 149  */
 150 static struct resource data_resource = {
 151         .name   = "Kernel data",
 152         .start  = 0,
 153         .end    = 0,
 154         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_MEM
 155 };
 156
 157 static struct resource code_resource = {
 158         .name   = "Kernel code",
 159         .start  = 0,
 160         .end    = 0,
 161         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_MEM
 162 };
 163
 164 static struct resource bss_resource = {
 165         .name   = "Kernel bss",
 166         .start  = 0,
 167         .end    = 0,
 168         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_MEM
 169 };
 170
 171
 172 #ifdef CONFIG_X86_32
 173 /* cpu data as detected by the assembly code in head.S */
 174 struct cpuinfo_x86 new_cpu_data = {
 175         .wp_works_ok = -1,
 176 };
 177 /* common cpu data for all cpus */
 178 struct cpuinfo_x86 boot_cpu_data __read_mostly = {
 179         .wp_works_ok = -1,
 180 };
 181 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_data);
 182
 183 unsigned int def_to_bigsmp;
 184
 185 /* for MCA, but anyone else can use it if they want */
 186 unsigned int machine_id;
 187 unsigned int machine_submodel_id;
 188 unsigned int BIOS_revision;
 189
 190 struct apm_info apm_info;
 191 EXPORT_SYMBOL(apm_info);
 192
 193 #if defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI) || \
 194         defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI_MODULE)
 195 struct ist_info ist_info;
 196 EXPORT_SYMBOL(ist_info);
 197 #else
 198 struct ist_info ist_info;
 199 #endif
 200
 201 #else
 202 struct cpuinfo_x86 boot_cpu_data __read_mostly = {
 203         .x86_phys_bits = MAX_PHYSMEM_BITS,
 204 };
 205 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_data);
 206 #endif
 207
 208
 209 #if !defined(CONFIG_X86_PAE) || defined(CONFIG_X86_64)
 210 __visible unsigned long mmu_cr4_features;
 211 #else
 212 __visible unsigned long mmu_cr4_features = X86_CR4_PAE;
 213 #endif
 214
 215 /* Boot loader ID and version as integers, for the benefit of proc_dointvec */
 216 int bootloader_type, bootloader_version;
 217
 218 /*
 219  * Setup options
 220  */
 221 struct screen_info screen_info;
 222 EXPORT_SYMBOL(screen_info);
 223 struct edid_info edid_info;
 224 EXPORT_SYMBOL_GPL(edid_info);
 225
 226 extern int root_mountflags;
 227
 228 unsigned long saved_video_mode;
 229
 230 #define RAMDISK_IMAGE_START_MASK        0x07FF
 231 #define RAMDISK_PROMPT_FLAG             0x8000
 232 #define RAMDISK_LOAD_FLAG               0x4000
 233
 234 static char __initdata command_line[COMMAND_LINE_SIZE];
 235 #ifdef CONFIG_CMDLINE_BOOL
 236 static char __initdata builtin_cmdline[COMMAND_LINE_SIZE] = CONFIG_CMDLINE;
 237 #endif
 238
 239 #if defined(CONFIG_EDD) || defined(CONFIG_EDD_MODULE)
 240 struct edd edd;
 241 #ifdef CONFIG_EDD_MODULE
 242 EXPORT_SYMBOL(edd);
 243 #endif
 244 /**
 245  * copy_edd() - Copy the BIOS EDD information
 246  *              from boot_params into a safe place.
 247  *
 248  */
 249 static inline void __init copy_edd(void)
 250 {
 251      memcpy(edd.mbr_signature, boot_params.edd_mbr_sig_buffer,
 252             sizeof(edd.mbr_signature));
 253      memcpy(edd.edd_info, boot_params.eddbuf, sizeof(edd.edd_info));
 254      edd.mbr_signature_nr = boot_params.edd_mbr_sig_buf_entries;
 255      edd.edd_info_nr = boot_params.eddbuf_entries;
 256 }
 257 #else
 258 static inline void __init copy_edd(void)
 259 {
 260 }
 261 #endif
 262
 263 void * __init extend_brk(size_t size, size_t align)
 264 {
 265         size_t mask = align - 1;
 266         void *ret;
 267
 268         BUG_ON(_brk_start == 0);
 269         BUG_ON(align & mask);
 270
 271         _brk_end = (_brk_end + mask) & ~mask;
 272         BUG_ON((char *)(_brk_end + size) > __brk_limit);
 273
 274         ret = (void *)_brk_end;
 275         _brk_end += size;
 276
 277         memset(ret, 0, size);
 278
 279         return ret;
 280 }
 281
 282 #ifdef CONFIG_X86_32
 283 static void __init cleanup_highmap(void)
 284 {
 285 }
 286 #endif
 287
 288 static void __init reserve_brk(void)
 289 {
 290         if (_brk_end > _brk_start)
 291                 memblock_reserve(__pa_symbol(_brk_start),
 292                                  _brk_end - _brk_start);
 293
 294         /* Mark brk area as locked down and no longer taking any
 295            new allocations */
 296         _brk_start = 0;
 297 }
 298
 299 u64 relocated_ramdisk;
 300
 301 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 302
 303 static u64 __init get_ramdisk_image(void)
 304 {
 305         u64 ramdisk_image = boot_params.hdr.ramdisk_image;
 306
 307         ramdisk_image |= (u64)boot_params.ext_ramdisk_image << 32;
 308
 309         return ramdisk_image;
 310 }
 311 static u64 __init get_ramdisk_size(void)
 312 {
 313         u64 ramdisk_size = boot_params.hdr.ramdisk_size;
 314
 315         ramdisk_size |= (u64)boot_params.ext_ramdisk_size << 32;
 316
 317         return ramdisk_size;
 318 }
 319
 320 #define MAX_MAP_CHUNK   (NR_FIX_BTMAPS << PAGE_SHIFT)
 321 static void __init relocate_initrd(void)
 322 {
 323         /* Assume only end is not page aligned */
 324         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 325         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 326         u64 area_size     = PAGE_ALIGN(ramdisk_size);
 327         unsigned long slop, clen, mapaddr;
 328         char *p, *q;
 329
 330         /* We need to move the initrd down into directly mapped mem */
 331         relocated_ramdisk = memblock_find_in_range(0, PFN_PHYS(max_pfn_mapped),
 332                                                    area_size, PAGE_SIZE);
 333
 334         if (!relocated_ramdisk)
 335                 panic("Cannot find place for new RAMDISK of size %lld\n",
 336                       ramdisk_size);
 337
 338         /* Note: this includes all the mem currently occupied by
 339            the initrd, we rely on that fact to keep the data intact. */
 340         memblock_reserve(relocated_ramdisk, area_size);
 341         initrd_start = relocated_ramdisk + PAGE_OFFSET;
 342         initrd_end   = initrd_start + ramdisk_size;
 343         printk(KERN_INFO "Allocated new RAMDISK: [mem %#010llx-%#010llx]\n",
 344                relocated_ramdisk, relocated_ramdisk + ramdisk_size - 1);
 345
 346         q = (char *)initrd_start;
 347
 348         /* Copy the initrd */
 349         while (ramdisk_size) {
 350                 slop = ramdisk_image & ~PAGE_MASK;
 351                 clen = ramdisk_size;
 352                 if (clen > MAX_MAP_CHUNK-slop)
 353                         clen = MAX_MAP_CHUNK-slop;
 354                 mapaddr = ramdisk_image & PAGE_MASK;
 355                 p = early_memremap(mapaddr, clen+slop);
 356                 memcpy(q, p+slop, clen);
 357                 early_memunmap(p, clen+slop);
 358                 q += clen;
 359                 ramdisk_image += clen;
 360                 ramdisk_size  -= clen;
 361         }
 362
 363         ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 364         ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 365         printk(KERN_INFO "Move RAMDISK from [mem %#010llx-%#010llx] to"
 366                 " [mem %#010llx-%#010llx]\n",
 367                 ramdisk_image, ramdisk_image + ramdisk_size - 1,
 368                 relocated_ramdisk, relocated_ramdisk + ramdisk_size - 1);
 369 }
 370
 371 static void __init early_reserve_initrd(void)
 372 {
 373         /* Assume only end is not page aligned */
 374         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 375         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 376         u64 ramdisk_end   = PAGE_ALIGN(ramdisk_image + ramdisk_size);
 377
 378         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
 379             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
 380                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
 381
 382         memblock_reserve(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
 383 }
 384 static void __init reserve_initrd(void)
 385 {
 386         /* Assume only end is not page aligned */
 387         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 388         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 389         u64 ramdisk_end   = PAGE_ALIGN(ramdisk_image + ramdisk_size);
 390         u64 mapped_size;
 391
 392         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
 393             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
 394                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
 395
 396         initrd_start = 0;
 397
 398         mapped_size = memblock_mem_size(max_pfn_mapped);
 399         if (ramdisk_size >= (mapped_size>>1))
 400                 panic("initrd too large to handle, "
 401                        "disabling initrd (%lld needed, %lld available)\n",
 402                        ramdisk_size, mapped_size>>1);
 403
 404         printk(KERN_INFO "RAMDISK: [mem %#010llx-%#010llx]\n", ramdisk_image,
 405                         ramdisk_end - 1);
 406
 407         if (pfn_range_is_mapped(PFN_DOWN(ramdisk_image),
 408                                 PFN_DOWN(ramdisk_end))) {
 409                 /* All are mapped, easy case */
 410                 initrd_start = ramdisk_image + PAGE_OFFSET;
 411                 initrd_end = initrd_start + ramdisk_size;
 412                 return;
 413         }
 414
 415         relocate_initrd();
 416
 417         memblock_free(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
 418 }
 419 #else
 420 static void __init early_reserve_initrd(void)
 421 {
 422 }
 423 static void __init reserve_initrd(void)
 424 {
 425 }
 426 #endif /* CONFIG_BLK_DEV_INITRD */
 427
 428 static void __init parse_setup_data(void)
 429 {
 430         struct setup_data *data;
 431         u64 pa_data, pa_next;
 432
 433         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 434         while (pa_data) {
 435                 u32 data_len, data_type;
 436
 437                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 438                 data_len = data->len + sizeof(struct setup_data);
 439                 data_type = data->type;
 440                 pa_next = data->next;
 441                 early_memunmap(data, sizeof(*data));
 442
 443                 switch (data_type) {
 444                 case SETUP_E820_EXT:
 445                         parse_e820_ext(pa_data, data_len);
 446                         break;
 447                 case SETUP_DTB:
 448                         add_dtb(pa_data);
 449                         break;
 450                 case SETUP_EFI:
 451                         parse_efi_setup(pa_data, data_len);
 452                         break;
 453                 default:
 454                         break;
 455                 }
 456                 pa_data = pa_next;
 457         }
 458 }
 459
 460 static void __init e820_reserve_setup_data(void)
 461 {
 462         struct setup_data *data;
 463         u64 pa_data;
 464         int found = 0;
 465
 466         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 467         while (pa_data) {
 468                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 469                 e820_update_range(pa_data, sizeof(*data)+data->len,
 470                          E820_RAM, E820_RESERVED_KERN);
 471                 found = 1;
 472                 pa_data = data->next;
 473                 early_memunmap(data, sizeof(*data));
 474         }
 475         if (!found)
 476                 return;
 477
 478         sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
 479         memcpy(&e820_saved, &e820, sizeof(struct e820map));
 480         printk(KERN_INFO "extended physical RAM map:\n");
 481         e820_print_map("reserve setup_data");
 482 }
 483
 484 static void __init memblock_x86_reserve_range_setup_data(void)
 485 {
 486         struct setup_data *data;
 487         u64 pa_data;
 488
 489         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 490         while (pa_data) {
 491                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 492                 memblock_reserve(pa_data, sizeof(*data) + data->len);
 493                 pa_data = data->next;
 494                 early_memunmap(data, sizeof(*data));
 495         }
 496 }
 497
 498 /*
 499  * --------- Crashkernel reservation ------------------------------
 500  */
 501
 502 #ifdef CONFIG_KEXEC
 503
 504 /*
 505  * Keep the crash kernel below this limit.  On 32 bits earlier kernels
 506  * would limit the kernel to the low 512 MiB due to mapping restrictions.
 507  * On 64bit, old kexec-tools need to under 896MiB.
 508  */
 509 #ifdef CONFIG_X86_32
 510 # define CRASH_KERNEL_ADDR_LOW_MAX      (512 << 20)
 511 # define CRASH_KERNEL_ADDR_HIGH_MAX     (512 << 20)
 512 #else
 513 # define CRASH_KERNEL_ADDR_LOW_MAX      (896UL<<20)
 514 # define CRASH_KERNEL_ADDR_HIGH_MAX     MAXMEM
 515 #endif
 516
 517 static void __init reserve_crashkernel_low(void)
 518 {
 519 #ifdef CONFIG_X86_64
 520         const unsigned long long alignment = 16<<20;    /* 16M */
 521         unsigned long long low_base = 0, low_size = 0;
 522         unsigned long total_low_mem;
 523         unsigned long long base;
 524         bool auto_set = false;
 525         int ret;
 526
 527         total_low_mem = memblock_mem_size(1UL<<(32-PAGE_SHIFT));
 528         /* crashkernel=Y,low */
 529         ret = parse_crashkernel_low(boot_command_line, total_low_mem,
 530                                                 &low_size, &base);
 531         if (ret != 0) {
 532                 /*
 533                  * two parts from lib/swiotlb.c:
 534                  *      swiotlb size: user specified with swiotlb= or default.
 535                  *      swiotlb overflow buffer: now is hardcoded to 32k.
 536                  *              We round it to 8M for other buffers that
 537                  *              may need to stay low too.
 538                  */
 539                 low_size = swiotlb_size_or_default() + (8UL<<20);
 540                 auto_set = true;
 541         } else {
 542                 /* passed with crashkernel=0,low ? */
 543                 if (!low_size)
 544                         return;
 545         }
 546
 547         low_base = memblock_find_in_range(low_size, (1ULL<<32),
 548                                         low_size, alignment);
 549
 550         if (!low_base) {
 551                 if (!auto_set)
 552                         pr_info("crashkernel low reservation failed - No suitable area found.\n");
 553
 554                 return;
 555         }
 556
 557         memblock_reserve(low_base, low_size);
 558         pr_info("Reserving %ldMB of low memory at %ldMB for crashkernel (System low RAM: %ldMB)\n",
 559                         (unsigned long)(low_size >> 20),
 560                         (unsigned long)(low_base >> 20),
 561                         (unsigned long)(total_low_mem >> 20));
 562         crashk_low_res.start = low_base;
 563         crashk_low_res.end   = low_base + low_size - 1;
 564         insert_resource(&iomem_resource, &crashk_low_res);
 565 #endif
 566 }
 567
 568 static void __init reserve_crashkernel(void)
 569 {
 570         const unsigned long long alignment = 16<<20;    /* 16M */
 571         unsigned long long total_mem;
 572         unsigned long long crash_size, crash_base;
 573         bool high = false;
 574         int ret;
 575
 576         total_mem = memblock_phys_mem_size();
 577
 578         /* crashkernel=XM */
 579         ret = parse_crashkernel(boot_command_line, total_mem,
 580                         &crash_size, &crash_base);
 581         if (ret != 0 || crash_size <= 0) {
 582                 /* crashkernel=X,high */
 583                 ret = parse_crashkernel_high(boot_command_line, total_mem,
 584                                 &crash_size, &crash_base);
 585                 if (ret != 0 || crash_size <= 0)
 586                         return;
 587                 high = true;
 588         }
 589
 590         /* 0 means: find the address automatically */
 591         if (crash_base <= 0) {
 592                 /*
 593                  *  kexec want bzImage is below CRASH_KERNEL_ADDR_MAX
 594                  */
 595                 crash_base = memblock_find_in_range(alignment,
 596                                         high ? CRASH_KERNEL_ADDR_HIGH_MAX :
 597                                                CRASH_KERNEL_ADDR_LOW_MAX,
 598                                         crash_size, alignment);
 599
 600                 if (!crash_base) {
 601                         pr_info("crashkernel reservation failed - No suitable area found.\n");
 602                         return;
 603                 }
 604
 605         } else {
 606                 unsigned long long start;
 607
 608                 start = memblock_find_in_range(crash_base,
 609                                  crash_base + crash_size, crash_size, 1<<20);
 610                 if (start != crash_base) {
 611                         pr_info("crashkernel reservation failed - memory is in use.\n");
 612                         return;
 613                 }
 614         }
 615         memblock_reserve(crash_base, crash_size);
 616
 617         printk(KERN_INFO "Reserving %ldMB of memory at %ldMB "
 618                         "for crashkernel (System RAM: %ldMB)\n",
 619                         (unsigned long)(crash_size >> 20),
 620                         (unsigned long)(crash_base >> 20),
 621                         (unsigned long)(total_mem >> 20));
 622
 623         crashk_res.start = crash_base;
 624         crashk_res.end   = crash_base + crash_size - 1;
 625         insert_resource(&iomem_resource, &crashk_res);
 626
 627         if (crash_base >= (1ULL<<32))
 628                 reserve_crashkernel_low();
 629 }
 630 #else
 631 static void __init reserve_crashkernel(void)
 632 {
 633 }
 634 #endif
 635
 636 static struct resource standard_io_resources[] = {
 637         { .name = "dma1", .start = 0x00, .end = 0x1f,
 638                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 639         { .name = "pic1", .start = 0x20, .end = 0x21,
 640                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 641         { .name = "timer0", .start = 0x40, .end = 0x43,
 642                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 643         { .name = "timer1", .start = 0x50, .end = 0x53,
 644                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 645         { .name = "keyboard", .start = 0x60, .end = 0x60,
 646                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 647         { .name = "keyboard", .start = 0x64, .end = 0x64,
 648                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 649         { .name = "dma page reg", .start = 0x80, .end = 0x8f,
 650                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 651         { .name = "pic2", .start = 0xa0, .end = 0xa1,
 652                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 653         { .name = "dma2", .start = 0xc0, .end = 0xdf,
 654                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 655         { .name = "fpu", .start = 0xf0, .end = 0xff,
 656                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO }
 657 };
 658
 659 void __init reserve_standard_io_resources(void)
 660 {
 661         int i;
 662
 663         /* request I/O space for devices used on all i[345]86 PCs */
 664         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(standard_io_resources); i++)
 665                 request_resource(&ioport_resource, &standard_io_resources[i]);
 666
 667 }
 668
 669 static __init void reserve_ibft_region(void)
 670 {
 671         unsigned long addr, size = 0;
 672
 673         addr = find_ibft_region(&size);
 674
 675         if (size)
 676                 memblock_reserve(addr, size);
 677 }
 678
 679 static bool __init snb_gfx_workaround_needed(void)
 680 {
 681 #ifdef CONFIG_PCI
 682         int i;
 683         u16 vendor, devid;
 684         static const __initconst u16 snb_ids[] = {
 685                 0x0102,
 686                 0x0112,
 687                 0x0122,
 688                 0x0106,
 689                 0x0116,
 690                 0x0126,
 691                 0x010a,
 692         };
 693
 694         /* Assume no if something weird is going on with PCI */
 695         if (!early_pci_allowed())
 696                 return false;
 697
 698         vendor = read_pci_config_16(0, 2, 0, PCI_VENDOR_ID);
 699         if (vendor != 0x8086)
 700                 return false;
 701
 702         devid = read_pci_config_16(0, 2, 0, PCI_DEVICE_ID);
 703         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(snb_ids); i++)
 704                 if (devid == snb_ids[i])
 705                         return true;
 706 #endif
 707
 708         return false;
 709 }
 710
 711 /*
 712  * Sandy Bridge graphics has trouble with certain ranges, exclude
 713  * them from allocation.
 714  */
 715 static void __init trim_snb_memory(void)
 716 {
 717         static const __initconst unsigned long bad_pages[] = {
 718                 0x20050000,
 719                 0x20110000,
 720                 0x20130000,
 721                 0x20138000,
 722                 0x40004000,
 723         };
 724         int i;
 725
 726         if (!snb_gfx_workaround_needed())
 727                 return;
 728
 729         printk(KERN_DEBUG "reserving inaccessible SNB gfx pages\n");
 730
 731         /*
 732          * Reserve all memory below the 1 MB mark that has not
 733          * already been reserved.
 734          */
 735         memblock_reserve(0, 1<<20);
 736
 737         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(bad_pages); i++) {
 738                 if (memblock_reserve(bad_pages[i], PAGE_SIZE))
 739                         printk(KERN_WARNING "failed to reserve 0x%08lx\n",
 740                                bad_pages[i]);
 741         }
 742 }
 743
 744 /*
 745  * Here we put platform-specific memory range workarounds, i.e.
 746  * memory known to be corrupt or otherwise in need to be reserved on
 747  * specific platforms.
 748  *
 749  * If this gets used more widely it could use a real dispatch mechanism.
 750  */
 751 static void __init trim_platform_memory_ranges(void)
 752 {
 753         trim_snb_memory();
 754 }
 755
 756 static void __init trim_bios_range(void)
 757 {
 758         /*
 759          * A special case is the first 4Kb of memory;
 760          * This is a BIOS owned area, not kernel ram, but generally
 761          * not listed as such in the E820 table.
 762          *
 763          * This typically reserves additional memory (64KiB by default)
 764          * since some BIOSes are known to corrupt low memory.  See the
 765          * Kconfig help text for X86_RESERVE_LOW.
 766          */
 767         e820_update_range(0, PAGE_SIZE, E820_RAM, E820_RESERVED);
 768
 769         /*
 770          * special case: Some BIOSen report the PC BIOS
 771          * area (640->1Mb) as ram even though it is not.
 772          * take them out.
 773          */
 774         e820_remove_range(BIOS_BEGIN, BIOS_END - BIOS_BEGIN, E820_RAM, 1);
 775
 776         sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
 777 }
 778
 779 /* called before trim_bios_range() to spare extra sanitize */
 780 static void __init e820_add_kernel_range(void)
 781 {
 782         u64 start = __pa_symbol(_text);
 783         u64 size = __pa_symbol(_end) - start;
 784
 785         /*
 786          * Complain if .text .data and .bss are not marked as E820_RAM and
 787          * attempt to fix it by adding the range. We may have a confused BIOS,
 788          * or the user may have used memmap=exactmap or memmap=xxM$yyM to
 789          * exclude kernel range. If we really are running on top non-RAM,
 790          * we will crash later anyways.
 791          */
 792         if (e820_all_mapped(start, start + size, E820_RAM))
 793                 return;
 794
 795         pr_warn(".text .data .bss are not marked as E820_RAM!\n");
 796         e820_remove_range(start, size, E820_RAM, 0);
 797         e820_add_region(start, size, E820_RAM);
 798 }
 799
 800 static unsigned reserve_low = CONFIG_X86_RESERVE_LOW << 10;
 801
 802 static int __init parse_reservelow(char *p)
 803 {
 804         unsigned long long size;
 805
 806         if (!p)
 807                 return -EINVAL;
 808
 809         size = memparse(p, &p);
 810
 811         if (size < 4096)
 812                 size = 4096;
 813
 814         if (size > 640*1024)
 815                 size = 640*1024;
 816
 817         reserve_low = size;
 818
 819         return 0;
 820 }
 821
 822 early_param("reservelow", parse_reservelow);
 823
 824 static void __init trim_low_memory_range(void)
 825 {
 826         memblock_reserve(0, ALIGN(reserve_low, PAGE_SIZE));
 827 }
 828
 829 /*
 830  * Dump out kernel offset information on panic.
 831  */
 832 static int
 833 dump_kernel_offset(struct notifier_block *self, unsigned long v, void *p)
 834 {
 835         if (kaslr_enabled()) {
 836                 pr_emerg("Kernel Offset: 0x%lx from 0x%lx (relocation range: 0x%lx-0x%lx)\n",
 837                          (unsigned long)&_text - __START_KERNEL,
 838                          __START_KERNEL,
 839                          __START_KERNEL_map,
 840                          MODULES_VADDR-1);
 841         } else {
 842                 pr_emerg("Kernel Offset: disabled\n");
 843         }
 844
 845         return 0;
 846 }
 847
 848 /*
 849  * Determine if we were loaded by an EFI loader.  If so, then we have also been
 850  * passed the efi memmap, systab, etc., so we should use these data structures
 851  * for initialization.  Note, the efi init code path is determined by the
 852  * global efi_enabled. This allows the same kernel image to be used on existing
 853  * systems (with a traditional BIOS) as well as on EFI systems.
 854  */
 855 /*
 856  * setup_arch - architecture-specific boot-time initializations
 857  *
 858  * Note: On x86_64, fixmaps are ready for use even before this is called.
 859  */
 860
 861 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
 862 {
 863         memblock_reserve(__pa_symbol(_text),
 864                          (unsigned long)__bss_stop - (unsigned long)_text);
 865
 866         early_reserve_initrd();
 867
 868         /*
 869          * At this point everything still needed from the boot loader
 870          * or BIOS or kernel text should be early reserved or marked not
 871          * RAM in e820. All other memory is free game.
 872          */
 873
 874 #ifdef CONFIG_X86_32
 875         memcpy(&boot_cpu_data, &new_cpu_data, sizeof(new_cpu_data));
 876
 877         /*
 878          * copy kernel address range established so far and switch
 879          * to the proper swapper page table
 880          */
 881         clone_pgd_range(swapper_pg_dir     + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
 882                         initial_page_table + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
 883                         KERNEL_PGD_PTRS);
 884
 885         load_cr3(swapper_pg_dir);
 886         /*
 887          * Note: Quark X1000 CPUs advertise PGE incorrectly and require
 888          * a cr3 based tlb flush, so the following __flush_tlb_all()
 889          * will not flush anything because the cpu quirk which clears
 890          * X86_FEATURE_PGE has not been invoked yet. Though due to the
 891          * load_cr3() above the TLB has been flushed already. The
 892          * quirk is invoked before subsequent calls to __flush_tlb_all()
 893          * so proper operation is guaranteed.
 894          */
 895         __flush_tlb_all();
 896 #else
 897         printk(KERN_INFO "Command line: %s\n", boot_command_line);
 898 #endif
 899
 900         /*
 901          * If we have OLPC OFW, we might end up relocating the fixmap due to
 902          * reserve_top(), so do this before touching the ioremap area.
 903          */
 904         olpc_ofw_detect();
 905
 906         early_trap_init();
 907         early_cpu_init();
 908         early_ioremap_init();
 909
 910         setup_olpc_ofw_pgd();
 911
 912         ROOT_DEV = old_decode_dev(boot_params.hdr.root_dev);
 913         screen_info = boot_params.screen_info;
 914         edid_info = boot_params.edid_info;
 915 #ifdef CONFIG_X86_32
 916         apm_info.bios = boot_params.apm_bios_info;
 917         ist_info = boot_params.ist_info;
 918         if (boot_params.sys_desc_table.length != 0) {
 919                 machine_id = boot_params.sys_desc_table.table[0];
 920                 machine_submodel_id = boot_params.sys_desc_table.table[1];
 921                 BIOS_revision = boot_params.sys_desc_table.table[2];
 922         }
 923 #endif
 924         saved_video_mode = boot_params.hdr.vid_mode;
 925         bootloader_type = boot_params.hdr.type_of_loader;
 926         if ((bootloader_type >> 4) == 0xe) {
 927                 bootloader_type &= 0xf;
 928                 bootloader_type |= (boot_params.hdr.ext_loader_type+0x10) << 4;
 929         }
 930         bootloader_version  = bootloader_type & 0xf;
 931         bootloader_version |= boot_params.hdr.ext_loader_ver << 4;
 932
 933 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_RAM
 934         rd_image_start = boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_IMAGE_START_MASK;
 935         rd_prompt = ((boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_PROMPT_FLAG) != 0);
 936         rd_doload = ((boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_LOAD_FLAG) != 0);
 937 #endif
 938 #ifdef CONFIG_EFI
 939         if (!strncmp((char *)&boot_params.efi_info.efi_loader_signature,
 940                      EFI32_LOADER_SIGNATURE, 4)) {
 941                 set_bit(EFI_BOOT, &efi.flags);
 942         } else if (!strncmp((char *)&boot_params.efi_info.efi_loader_signature,
 943                      EFI64_LOADER_SIGNATURE, 4)) {
 944                 set_bit(EFI_BOOT, &efi.flags);
 945                 set_bit(EFI_64BIT, &efi.flags);
 946         }
 947
 948         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
 949                 efi_memblock_x86_reserve_range();
 950 #endif
 951
 952         x86_init.oem.arch_setup();
 953
 954         iomem_resource.end = (1ULL << boot_cpu_data.x86_phys_bits) - 1;
 955         setup_memory_map();
 956         parse_setup_data();
 957
 958         copy_edd();
 959
 960         if (!boot_params.hdr.root_flags)
 961                 root_mountflags &= ~MS_RDONLY;
 962         init_mm.start_code = (unsigned long) _text;
 963         init_mm.end_code = (unsigned long) _etext;
 964         init_mm.end_data = (unsigned long) _edata;
 965         init_mm.brk = _brk_end;
 966
 967         mpx_mm_init(&init_mm);
 968
 969         code_resource.start = __pa_symbol(_text);
 970         code_resource.end = __pa_symbol(_etext)-1;
 971         data_resource.start = __pa_symbol(_etext);
 972         data_resource.end = __pa_symbol(_edata)-1;
 973         bss_resource.start = __pa_symbol(__bss_start);
 974         bss_resource.end = __pa_symbol(__bss_stop)-1;
 975
 976 #ifdef CONFIG_CMDLINE_BOOL
 977 #ifdef CONFIG_CMDLINE_OVERRIDE
 978         strlcpy(boot_command_line, builtin_cmdline, COMMAND_LINE_SIZE);
 979 #else
 980         if (builtin_cmdline[0]) {
 981                 /* append boot loader cmdline to builtin */
 982                 strlcat(builtin_cmdline, " ", COMMAND_LINE_SIZE);
 983                 strlcat(builtin_cmdline, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 984                 strlcpy(boot_command_line, builtin_cmdline, COMMAND_LINE_SIZE);
 985         }
 986 #endif
 987 #endif
 988
 989         strlcpy(command_line, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 990         *cmdline_p = command_line;
 991
 992         /*
 993          * x86_configure_nx() is called before parse_early_param() to detect
 994          * whether hardware doesn't support NX (so that the early EHCI debug
 995          * console setup can safely call set_fixmap()). It may then be called
 996          * again from within noexec_setup() during parsing early parameters
 997          * to honor the respective command line option.
 998          */
 999         x86_configure_nx();
1000
1001         parse_early_param();
1002
1003         x86_report_nx();
1004
1005         /* after early param, so could get panic from serial */
1006         memblock_x86_reserve_range_setup_data();
1007
1008         if (acpi_mps_check()) {
1009 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1010                 disable_apic = 1;
1011 #endif
1012                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_APIC);
1013         }
1014
1015 #ifdef CONFIG_PCI
1016         if (pci_early_dump_regs)
1017                 early_dump_pci_devices();
1018 #endif
1019
1020         /* update the e820_saved too */
1021         e820_reserve_setup_data();
1022         finish_e820_parsing();
1023
1024         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
1025                 efi_init();
1026
1027         dmi_scan_machine();
1028         dmi_memdev_walk();
1029         dmi_set_dump_stack_arch_desc();
1030
1031         /*
1032          * VMware detection requires dmi to be available, so this
1033          * needs to be done after dmi_scan_machine, for the BP.
1034          */
1035         init_hypervisor_platform();
1036
1037         x86_init.resources.probe_roms();
1038
1039         /* after parse_early_param, so could debug it */
1040         insert_resource(&iomem_resource, &code_resource);
1041         insert_resource(&iomem_resource, &data_resource);
1042         insert_resource(&iomem_resource, &bss_resource);
1043
1044         e820_add_kernel_range();
1045         trim_bios_range();
1046 #ifdef CONFIG_X86_32
1047         if (ppro_with_ram_bug()) {
1048                 e820_update_range(0x70000000ULL, 0x40000ULL, E820_RAM,
1049                                   E820_RESERVED);
1050                 sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
1051                 printk(KERN_INFO "fixed physical RAM map:\n");
1052                 e820_print_map("bad_ppro");
1053         }
1054 #else
1055         early_gart_iommu_check();
1056 #endif
1057
1058         /*
1059          * partially used pages are not usable - thus
1060          * we are rounding upwards:
1061          */
1062         max_pfn = e820_end_of_ram_pfn();
1063
1064         /* update e820 for memory not covered by WB MTRRs */
1065         mtrr_bp_init();
1066         if (mtrr_trim_uncached_memory(max_pfn))
1067                 max_pfn = e820_end_of_ram_pfn();
1068
1069 #ifdef CONFIG_X86_32
1070         /* max_low_pfn get updated here */
1071         find_low_pfn_range();
1072 #else
1073         check_x2apic();
1074
1075         /* How many end-of-memory variables you have, grandma! */
1076         /* need this before calling reserve_initrd */
1077         if (max_pfn > (1UL<<(32 - PAGE_SHIFT)))
1078                 max_low_pfn = e820_end_of_low_ram_pfn();
1079         else
1080                 max_low_pfn = max_pfn;
1081
1082         high_memory = (void *)__va(max_pfn * PAGE_SIZE - 1) + 1;
1083 #endif
1084
1085         /*
1086          * Find and reserve possible boot-time SMP configuration:
1087          */
1088         find_smp_config();
1089
1090         reserve_ibft_region();
1091
1092         early_alloc_pgt_buf();
1093
1094         /*
1095          * Need to conclude brk, before memblock_x86_fill()
1096          *  it could use memblock_find_in_range, could overlap with
1097          *  brk area.
1098          */
1099         reserve_brk();
1100
1101         cleanup_highmap();
1102
1103         memblock_set_current_limit(ISA_END_ADDRESS);
1104         memblock_x86_fill();
1105
1106         /*
1107          * The EFI specification says that boot service code won't be called
1108          * after ExitBootServices(). This is, in fact, a lie.
1109          */
1110         if (efi_enabled(EFI_MEMMAP))
1111                 efi_reserve_boot_services();
1112
1113         /* preallocate 4k for mptable mpc */
1114         early_reserve_e820_mpc_new();
1115
1116 #ifdef CONFIG_X86_CHECK_BIOS_CORRUPTION
1117         setup_bios_corruption_check();
1118 #endif
1119
1120 #ifdef CONFIG_X86_32
1121         printk(KERN_DEBUG "initial memory mapped: [mem 0x00000000-%#010lx]\n",
1122                         (max_pfn_mapped<<PAGE_SHIFT) - 1);
1123 #endif
1124
1125         reserve_real_mode();
1126
1127         trim_platform_memory_ranges();
1128         trim_low_memory_range();
1129
1130         init_mem_mapping();
1131
1132         early_trap_pf_init();
1133
1134         setup_real_mode();
1135
1136         memblock_set_current_limit(get_max_mapped());
1137
1138         /*
1139          * NOTE: On x86-32, only from this point on, fixmaps are ready for use.
1140          */
1141
1142 #ifdef CONFIG_PROVIDE_OHCI1394_DMA_INIT
1143         if (init_ohci1394_dma_early)
1144                 init_ohci1394_dma_on_all_controllers();
1145 #endif
1146         /* Allocate bigger log buffer */
1147         setup_log_buf(1);
1148
1149         reserve_initrd();
1150
1151 #if defined(CONFIG_ACPI) && defined(CONFIG_BLK_DEV_INITRD)
1152         acpi_initrd_override((void *)initrd_start, initrd_end - initrd_start);
1153 #endif
1154
1155         vsmp_init();
1156
1157         io_delay_init();
1158
1159         /*
1160          * Parse the ACPI tables for possible boot-time SMP configuration.
1161          */
1162         acpi_boot_table_init();
1163
1164         early_acpi_boot_init();
1165
1166         initmem_init();
1167         dma_contiguous_reserve(max_pfn_mapped << PAGE_SHIFT);
1168
1169         /*
1170          * Reserve memory for crash kernel after SRAT is parsed so that it
1171          * won't consume hotpluggable memory.
1172          */
1173         reserve_crashkernel();
1174
1175         memblock_find_dma_reserve();
1176
1177 #ifdef CONFIG_KVM_GUEST
1178         kvmclock_init();
1179 #endif
1180
1181         x86_init.paging.pagetable_init();
1182
1183         kasan_init();
1184
1185         if (boot_cpu_data.cpuid_level >= 0) {
1186                 /* A CPU has %cr4 if and only if it has CPUID */
1187                 mmu_cr4_features = __read_cr4();
1188                 if (trampoline_cr4_features)
1189                         *trampoline_cr4_features = mmu_cr4_features;
1190         }
1191
1192 #ifdef CONFIG_X86_32
1193         /* sync back kernel address range */
1194         clone_pgd_range(initial_page_table + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
1195                         swapper_pg_dir     + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
1196                         KERNEL_PGD_PTRS);
1197 #endif
1198
1199         tboot_probe();
1200
1201         map_vsyscall();
1202
1203         generic_apic_probe();
1204
1205         early_quirks();
1206
1207         /*
1208          * Read APIC and some other early information from ACPI tables.
1209          */
1210         acpi_boot_init();
1211         sfi_init();
1212         x86_dtb_init();
1213
1214         /*
1215          * get boot-time SMP configuration:
1216          */
1217         if (smp_found_config)
1218                 get_smp_config();
1219
1220         prefill_possible_map();
1221
1222         init_cpu_to_node();
1223
1224         init_apic_mappings();
1225         if (x86_io_apic_ops.init)
1226                 x86_io_apic_ops.init();
1227
1228         kvm_guest_init();
1229
1230         e820_reserve_resources();
1231         e820_mark_nosave_regions(max_low_pfn);
1232
1233         x86_init.resources.reserve_resources();
1234
1235         e820_setup_gap();
1236
1237 #ifdef CONFIG_VT
1238 #if defined(CONFIG_VGA_CONSOLE)
1239         if (!efi_enabled(EFI_BOOT) || (efi_mem_type(0xa0000) != EFI_CONVENTIONAL_MEMORY))
1240                 conswitchp = &vga_con;
1241 #elif defined(CONFIG_DUMMY_CONSOLE)
1242         conswitchp = &dummy_con;
1243 #endif
1244 #endif
1245         x86_init.oem.banner();
1246
1247         x86_init.timers.wallclock_init();
1248
1249         mcheck_init();
1250
1251         arch_init_ideal_nops();
1252
1253         register_refined_jiffies(CLOCK_TICK_RATE);
1254
1255 #ifdef CONFIG_EFI
1256         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
1257                 efi_apply_memmap_quirks();
1258 #endif
1259 }
1260
1261 #ifdef CONFIG_X86_32
1262
1263 static struct resource video_ram_resource = {
1264         .name   = "Video RAM area",
1265         .start  = 0xa0000,
1266         .end    = 0xbffff,
1267         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_MEM
1268 };
1269
1270 void __init i386_reserve_resources(void)
1271 {
1272         request_resource(&iomem_resource, &video_ram_resource);
1273         reserve_standard_io_resources();
1274 }
1275
1276 #endif /* CONFIG_X86_32 */
1277
1278 static struct notifier_block kernel_offset_notifier = {
1279         .notifier_call = dump_kernel_offset
1280 };
1281
1282 static int __init register_kernel_offset_dumper(void)
1283 {
1284         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list,
1285                                         &kernel_offset_notifier);
1286         return 0;
1287 }
1288 __initcall(register_kernel_offset_dumper);