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 #include <asm/microcode.h>
 115 #include <asm/mmu_context.h>
 116 #include <asm/kaslr.h>
 117
 118 /*
 119  * max_low_pfn_mapped: highest direct mapped pfn under 4GB
 120  * max_pfn_mapped:     highest direct mapped pfn over 4GB
 121  *
 122  * The direct mapping only covers E820_RAM regions, so the ranges and gaps are
 123  * represented by pfn_mapped
 124  */
 125 unsigned long max_low_pfn_mapped;
 126 unsigned long max_pfn_mapped;
 127
 128 #ifdef CONFIG_DMI
 129 RESERVE_BRK(dmi_alloc, 65536);
 130 #endif
 131
 132
 133 static __initdata unsigned long _brk_start = (unsigned long)__brk_base;
 134 unsigned long _brk_end = (unsigned long)__brk_base;
 135
 136 #ifdef CONFIG_X86_64
 137 int default_cpu_present_to_apicid(int mps_cpu)
 138 {
 139         return __default_cpu_present_to_apicid(mps_cpu);
 140 }
 141
 142 int default_check_phys_apicid_present(int phys_apicid)
 143 {
 144         return __default_check_phys_apicid_present(phys_apicid);
 145 }
 146 #endif
 147
 148 struct boot_params boot_params;
 149
 150 /*
 151  * Machine setup..
 152  */
 153 static struct resource data_resource = {
 154         .name   = "Kernel data",
 155         .start  = 0,
 156         .end    = 0,
 157         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
 158 };
 159
 160 static struct resource code_resource = {
 161         .name   = "Kernel code",
 162         .start  = 0,
 163         .end    = 0,
 164         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
 165 };
 166
 167 static struct resource bss_resource = {
 168         .name   = "Kernel bss",
 169         .start  = 0,
 170         .end    = 0,
 171         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM
 172 };
 173
 174
 175 #ifdef CONFIG_X86_32
 176 /* cpu data as detected by the assembly code in head.S */
 177 struct cpuinfo_x86 new_cpu_data = {
 178         .wp_works_ok = -1,
 179 };
 180 /* common cpu data for all cpus */
 181 struct cpuinfo_x86 boot_cpu_data __read_mostly = {
 182         .wp_works_ok = -1,
 183 };
 184 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_data);
 185
 186 unsigned int def_to_bigsmp;
 187
 188 /* for MCA, but anyone else can use it if they want */
 189 unsigned int machine_id;
 190 unsigned int machine_submodel_id;
 191 unsigned int BIOS_revision;
 192
 193 struct apm_info apm_info;
 194 EXPORT_SYMBOL(apm_info);
 195
 196 #if defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI) || \
 197         defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI_MODULE)
 198 struct ist_info ist_info;
 199 EXPORT_SYMBOL(ist_info);
 200 #else
 201 struct ist_info ist_info;
 202 #endif
 203
 204 #else
 205 struct cpuinfo_x86 boot_cpu_data __read_mostly = {
 206         .x86_phys_bits = MAX_PHYSMEM_BITS,
 207 };
 208 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_data);
 209 #endif
 210
 211
 212 #if !defined(CONFIG_X86_PAE) || defined(CONFIG_X86_64)
 213 __visible unsigned long mmu_cr4_features;
 214 #else
 215 __visible unsigned long mmu_cr4_features = X86_CR4_PAE;
 216 #endif
 217
 218 /* Boot loader ID and version as integers, for the benefit of proc_dointvec */
 219 int bootloader_type, bootloader_version;
 220
 221 /*
 222  * Setup options
 223  */
 224 struct screen_info screen_info;
 225 EXPORT_SYMBOL(screen_info);
 226 struct edid_info edid_info;
 227 EXPORT_SYMBOL_GPL(edid_info);
 228
 229 extern int root_mountflags;
 230
 231 unsigned long saved_video_mode;
 232
 233 #define RAMDISK_IMAGE_START_MASK        0x07FF
 234 #define RAMDISK_PROMPT_FLAG             0x8000
 235 #define RAMDISK_LOAD_FLAG               0x4000
 236
 237 static char __initdata command_line[COMMAND_LINE_SIZE];
 238 #ifdef CONFIG_CMDLINE_BOOL
 239 static char __initdata builtin_cmdline[COMMAND_LINE_SIZE] = CONFIG_CMDLINE;
 240 #endif
 241
 242 #if defined(CONFIG_EDD) || defined(CONFIG_EDD_MODULE)
 243 struct edd edd;
 244 #ifdef CONFIG_EDD_MODULE
 245 EXPORT_SYMBOL(edd);
 246 #endif
 247 /**
 248  * copy_edd() - Copy the BIOS EDD information
 249  *              from boot_params into a safe place.
 250  *
 251  */
 252 static inline void __init copy_edd(void)
 253 {
 254      memcpy(edd.mbr_signature, boot_params.edd_mbr_sig_buffer,
 255             sizeof(edd.mbr_signature));
 256      memcpy(edd.edd_info, boot_params.eddbuf, sizeof(edd.edd_info));
 257      edd.mbr_signature_nr = boot_params.edd_mbr_sig_buf_entries;
 258      edd.edd_info_nr = boot_params.eddbuf_entries;
 259 }
 260 #else
 261 static inline void __init copy_edd(void)
 262 {
 263 }
 264 #endif
 265
 266 void * __init extend_brk(size_t size, size_t align)
 267 {
 268         size_t mask = align - 1;
 269         void *ret;
 270
 271         BUG_ON(_brk_start == 0);
 272         BUG_ON(align & mask);
 273
 274         _brk_end = (_brk_end + mask) & ~mask;
 275         BUG_ON((char *)(_brk_end + size) > __brk_limit);
 276
 277         ret = (void *)_brk_end;
 278         _brk_end += size;
 279
 280         memset(ret, 0, size);
 281
 282         return ret;
 283 }
 284
 285 #ifdef CONFIG_X86_32
 286 static void __init cleanup_highmap(void)
 287 {
 288 }
 289 #endif
 290
 291 static void __init reserve_brk(void)
 292 {
 293         if (_brk_end > _brk_start)
 294                 memblock_reserve(__pa_symbol(_brk_start),
 295                                  _brk_end - _brk_start);
 296
 297         /* Mark brk area as locked down and no longer taking any
 298            new allocations */
 299         _brk_start = 0;
 300 }
 301
 302 u64 relocated_ramdisk;
 303
 304 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 305
 306 static u64 __init get_ramdisk_image(void)
 307 {
 308         u64 ramdisk_image = boot_params.hdr.ramdisk_image;
 309
 310         ramdisk_image |= (u64)boot_params.ext_ramdisk_image << 32;
 311
 312         return ramdisk_image;
 313 }
 314 static u64 __init get_ramdisk_size(void)
 315 {
 316         u64 ramdisk_size = boot_params.hdr.ramdisk_size;
 317
 318         ramdisk_size |= (u64)boot_params.ext_ramdisk_size << 32;
 319
 320         return ramdisk_size;
 321 }
 322
 323 static void __init relocate_initrd(void)
 324 {
 325         /* Assume only end is not page aligned */
 326         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 327         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 328         u64 area_size     = PAGE_ALIGN(ramdisk_size);
 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         copy_from_early_mem((void *)initrd_start, ramdisk_image, ramdisk_size);
 347
 348         printk(KERN_INFO "Move RAMDISK from [mem %#010llx-%#010llx] to"
 349                 " [mem %#010llx-%#010llx]\n",
 350                 ramdisk_image, ramdisk_image + ramdisk_size - 1,
 351                 relocated_ramdisk, relocated_ramdisk + ramdisk_size - 1);
 352 }
 353
 354 static void __init early_reserve_initrd(void)
 355 {
 356         /* Assume only end is not page aligned */
 357         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 358         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 359         u64 ramdisk_end   = PAGE_ALIGN(ramdisk_image + ramdisk_size);
 360
 361         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
 362             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
 363                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
 364
 365         memblock_reserve(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
 366 }
 367 static void __init reserve_initrd(void)
 368 {
 369         /* Assume only end is not page aligned */
 370         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 371         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 372         u64 ramdisk_end   = PAGE_ALIGN(ramdisk_image + ramdisk_size);
 373         u64 mapped_size;
 374
 375         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
 376             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
 377                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
 378
 379         initrd_start = 0;
 380
 381         mapped_size = memblock_mem_size(max_pfn_mapped);
 382         if (ramdisk_size >= (mapped_size>>1))
 383                 panic("initrd too large to handle, "
 384                        "disabling initrd (%lld needed, %lld available)\n",
 385                        ramdisk_size, mapped_size>>1);
 386
 387         printk(KERN_INFO "RAMDISK: [mem %#010llx-%#010llx]\n", ramdisk_image,
 388                         ramdisk_end - 1);
 389
 390         if (pfn_range_is_mapped(PFN_DOWN(ramdisk_image),
 391                                 PFN_DOWN(ramdisk_end))) {
 392                 /* All are mapped, easy case */
 393                 initrd_start = ramdisk_image + PAGE_OFFSET;
 394                 initrd_end = initrd_start + ramdisk_size;
 395                 return;
 396         }
 397
 398         relocate_initrd();
 399
 400         memblock_free(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
 401 }
 402
 403 static void __init early_initrd_acpi_init(void)
 404 {
 405         early_acpi_table_init((void *)initrd_start, initrd_end - initrd_start);
 406 }
 407 #else
 408 static void __init early_reserve_initrd(void)
 409 {
 410 }
 411 static void __init reserve_initrd(void)
 412 {
 413 }
 414 static void __init early_initrd_acpi_init(void)
 415 {
 416 }
 417 #endif /* CONFIG_BLK_DEV_INITRD */
 418
 419 static void __init parse_setup_data(void)
 420 {
 421         struct setup_data *data;
 422         u64 pa_data, pa_next;
 423
 424         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 425         while (pa_data) {
 426                 u32 data_len, data_type;
 427
 428                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 429                 data_len = data->len + sizeof(struct setup_data);
 430                 data_type = data->type;
 431                 pa_next = data->next;
 432                 early_memunmap(data, sizeof(*data));
 433
 434                 switch (data_type) {
 435                 case SETUP_E820_EXT:
 436                         parse_e820_ext(pa_data, data_len);
 437                         break;
 438                 case SETUP_DTB:
 439                         add_dtb(pa_data);
 440                         break;
 441                 case SETUP_EFI:
 442                         parse_efi_setup(pa_data, data_len);
 443                         break;
 444                 default:
 445                         break;
 446                 }
 447                 pa_data = pa_next;
 448         }
 449 }
 450
 451 static void __init e820_reserve_setup_data(void)
 452 {
 453         struct setup_data *data;
 454         u64 pa_data;
 455
 456         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 457         if (!pa_data)
 458                 return;
 459
 460         while (pa_data) {
 461                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 462                 e820_update_range(pa_data, sizeof(*data)+data->len,
 463                          E820_RAM, E820_RESERVED_KERN);
 464                 pa_data = data->next;
 465                 early_memunmap(data, sizeof(*data));
 466         }
 467
 468         sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
 469         memcpy(&e820_saved, &e820, sizeof(struct e820map));
 470         printk(KERN_INFO "extended physical RAM map:\n");
 471         e820_print_map("reserve setup_data");
 472 }
 473
 474 static void __init memblock_x86_reserve_range_setup_data(void)
 475 {
 476         struct setup_data *data;
 477         u64 pa_data;
 478
 479         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 480         while (pa_data) {
 481                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 482                 memblock_reserve(pa_data, sizeof(*data) + data->len);
 483                 pa_data = data->next;
 484                 early_memunmap(data, sizeof(*data));
 485         }
 486 }
 487
 488 /*
 489  * --------- Crashkernel reservation ------------------------------
 490  */
 491
 492 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
 493
 494 /* 16M alignment for crash kernel regions */
 495 #define CRASH_ALIGN             (16 << 20)
 496
 497 /*
 498  * Keep the crash kernel below this limit.  On 32 bits earlier kernels
 499  * would limit the kernel to the low 512 MiB due to mapping restrictions.
 500  * On 64bit, old kexec-tools need to under 896MiB.
 501  */
 502 #ifdef CONFIG_X86_32
 503 # define CRASH_ADDR_LOW_MAX     (512 << 20)
 504 # define CRASH_ADDR_HIGH_MAX    (512 << 20)
 505 #else
 506 # define CRASH_ADDR_LOW_MAX     (896UL << 20)
 507 # define CRASH_ADDR_HIGH_MAX    MAXMEM
 508 #endif
 509
 510 static int __init reserve_crashkernel_low(void)
 511 {
 512 #ifdef CONFIG_X86_64
 513         unsigned long long base, low_base = 0, low_size = 0;
 514         unsigned long total_low_mem;
 515         int ret;
 516
 517         total_low_mem = memblock_mem_size(1UL << (32 - PAGE_SHIFT));
 518
 519         /* crashkernel=Y,low */
 520         ret = parse_crashkernel_low(boot_command_line, total_low_mem, &low_size, &base);
 521         if (ret) {
 522                 /*
 523                  * two parts from lib/swiotlb.c:
 524                  * -swiotlb size: user-specified with swiotlb= or default.
 525                  *
 526                  * -swiotlb overflow buffer: now hardcoded to 32k. We round it
 527                  * to 8M for other buffers that may need to stay low too. Also
 528                  * make sure we allocate enough extra low memory so that we
 529                  * don't run out of DMA buffers for 32-bit devices.
 530                  */
 531                 low_size = max(swiotlb_size_or_default() + (8UL << 20), 256UL << 20);
 532         } else {
 533                 /* passed with crashkernel=0,low ? */
 534                 if (!low_size)
 535                         return 0;
 536         }
 537
 538         low_base = memblock_find_in_range(low_size, 1ULL << 32, low_size, CRASH_ALIGN);
 539         if (!low_base) {
 540                 pr_err("Cannot reserve %ldMB crashkernel low memory, please try smaller size.\n",
 541                        (unsigned long)(low_size >> 20));
 542                 return -ENOMEM;
 543         }
 544
 545         ret = memblock_reserve(low_base, low_size);
 546         if (ret) {
 547                 pr_err("%s: Error reserving crashkernel low memblock.\n", __func__);
 548                 return ret;
 549         }
 550
 551         pr_info("Reserving %ldMB of low memory at %ldMB for crashkernel (System low RAM: %ldMB)\n",
 552                 (unsigned long)(low_size >> 20),
 553                 (unsigned long)(low_base >> 20),
 554                 (unsigned long)(total_low_mem >> 20));
 555
 556         crashk_low_res.start = low_base;
 557         crashk_low_res.end   = low_base + low_size - 1;
 558         insert_resource(&iomem_resource, &crashk_low_res);
 559 #endif
 560         return 0;
 561 }
 562
 563 static void __init reserve_crashkernel(void)
 564 {
 565         unsigned long long crash_size, crash_base, total_mem;
 566         bool high = false;
 567         int ret;
 568
 569         total_mem = memblock_phys_mem_size();
 570
 571         /* crashkernel=XM */
 572         ret = parse_crashkernel(boot_command_line, total_mem, &crash_size, &crash_base);
 573         if (ret != 0 || crash_size <= 0) {
 574                 /* crashkernel=X,high */
 575                 ret = parse_crashkernel_high(boot_command_line, total_mem,
 576                                              &crash_size, &crash_base);
 577                 if (ret != 0 || crash_size <= 0)
 578                         return;
 579                 high = true;
 580         }
 581
 582         /* 0 means: find the address automatically */
 583         if (crash_base <= 0) {
 584                 /*
 585                  *  kexec want bzImage is below CRASH_KERNEL_ADDR_MAX
 586                  */
 587                 crash_base = memblock_find_in_range(CRASH_ALIGN,
 588                                                     high ? CRASH_ADDR_HIGH_MAX
 589                                                          : CRASH_ADDR_LOW_MAX,
 590                                                     crash_size, CRASH_ALIGN);
 591                 if (!crash_base) {
 592                         pr_info("crashkernel reservation failed - No suitable area found.\n");
 593                         return;
 594                 }
 595
 596         } else {
 597                 unsigned long long start;
 598
 599                 start = memblock_find_in_range(crash_base,
 600                                                crash_base + crash_size,
 601                                                crash_size, 1 << 20);
 602                 if (start != crash_base) {
 603                         pr_info("crashkernel reservation failed - memory is in use.\n");
 604                         return;
 605                 }
 606         }
 607         ret = memblock_reserve(crash_base, crash_size);
 608         if (ret) {
 609                 pr_err("%s: Error reserving crashkernel memblock.\n", __func__);
 610                 return;
 611         }
 612
 613         if (crash_base >= (1ULL << 32) && reserve_crashkernel_low()) {
 614                 memblock_free(crash_base, crash_size);
 615                 return;
 616         }
 617
 618         pr_info("Reserving %ldMB of memory at %ldMB 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 #else
 628 static void __init reserve_crashkernel(void)
 629 {
 630 }
 631 #endif
 632
 633 static struct resource standard_io_resources[] = {
 634         { .name = "dma1", .start = 0x00, .end = 0x1f,
 635                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 636         { .name = "pic1", .start = 0x20, .end = 0x21,
 637                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 638         { .name = "timer0", .start = 0x40, .end = 0x43,
 639                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 640         { .name = "timer1", .start = 0x50, .end = 0x53,
 641                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 642         { .name = "keyboard", .start = 0x60, .end = 0x60,
 643                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 644         { .name = "keyboard", .start = 0x64, .end = 0x64,
 645                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 646         { .name = "dma page reg", .start = 0x80, .end = 0x8f,
 647                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 648         { .name = "pic2", .start = 0xa0, .end = 0xa1,
 649                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 650         { .name = "dma2", .start = 0xc0, .end = 0xdf,
 651                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 652         { .name = "fpu", .start = 0xf0, .end = 0xff,
 653                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO }
 654 };
 655
 656 void __init reserve_standard_io_resources(void)
 657 {
 658         int i;
 659
 660         /* request I/O space for devices used on all i[345]86 PCs */
 661         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(standard_io_resources); i++)
 662                 request_resource(&ioport_resource, &standard_io_resources[i]);
 663
 664 }
 665
 666 static __init void reserve_ibft_region(void)
 667 {
 668         unsigned long addr, size = 0;
 669
 670         addr = find_ibft_region(&size);
 671
 672         if (size)
 673                 memblock_reserve(addr, size);
 674 }
 675
 676 static bool __init snb_gfx_workaround_needed(void)
 677 {
 678 #ifdef CONFIG_PCI
 679         int i;
 680         u16 vendor, devid;
 681         static const __initconst u16 snb_ids[] = {
 682                 0x0102,
 683                 0x0112,
 684                 0x0122,
 685                 0x0106,
 686                 0x0116,
 687                 0x0126,
 688                 0x010a,
 689         };
 690
 691         /* Assume no if something weird is going on with PCI */
 692         if (!early_pci_allowed())
 693                 return false;
 694
 695         vendor = read_pci_config_16(0, 2, 0, PCI_VENDOR_ID);
 696         if (vendor != 0x8086)
 697                 return false;
 698
 699         devid = read_pci_config_16(0, 2, 0, PCI_DEVICE_ID);
 700         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(snb_ids); i++)
 701                 if (devid == snb_ids[i])
 702                         return true;
 703 #endif
 704
 705         return false;
 706 }
 707
 708 /*
 709  * Sandy Bridge graphics has trouble with certain ranges, exclude
 710  * them from allocation.
 711  */
 712 static void __init trim_snb_memory(void)
 713 {
 714         static const __initconst unsigned long bad_pages[] = {
 715                 0x20050000,
 716                 0x20110000,
 717                 0x20130000,
 718                 0x20138000,
 719                 0x40004000,
 720         };
 721         int i;
 722
 723         if (!snb_gfx_workaround_needed())
 724                 return;
 725
 726         printk(KERN_DEBUG "reserving inaccessible SNB gfx pages\n");
 727
 728         /*
 729          * Reserve all memory below the 1 MB mark that has not
 730          * already been reserved.
 731          */
 732         memblock_reserve(0, 1<<20);
 733
 734         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(bad_pages); i++) {
 735                 if (memblock_reserve(bad_pages[i], PAGE_SIZE))
 736                         printk(KERN_WARNING "failed to reserve 0x%08lx\n",
 737                                bad_pages[i]);
 738         }
 739 }
 740
 741 /*
 742  * Here we put platform-specific memory range workarounds, i.e.
 743  * memory known to be corrupt or otherwise in need to be reserved on
 744  * specific platforms.
 745  *
 746  * If this gets used more widely it could use a real dispatch mechanism.
 747  */
 748 static void __init trim_platform_memory_ranges(void)
 749 {
 750         trim_snb_memory();
 751 }
 752
 753 static void __init trim_bios_range(void)
 754 {
 755         /*
 756          * A special case is the first 4Kb of memory;
 757          * This is a BIOS owned area, not kernel ram, but generally
 758          * not listed as such in the E820 table.
 759          *
 760          * This typically reserves additional memory (64KiB by default)
 761          * since some BIOSes are known to corrupt low memory.  See the
 762          * Kconfig help text for X86_RESERVE_LOW.
 763          */
 764         e820_update_range(0, PAGE_SIZE, E820_RAM, E820_RESERVED);
 765
 766         /*
 767          * special case: Some BIOSen report the PC BIOS
 768          * area (640->1Mb) as ram even though it is not.
 769          * take them out.
 770          */
 771         e820_remove_range(BIOS_BEGIN, BIOS_END - BIOS_BEGIN, E820_RAM, 1);
 772
 773         sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
 774 }
 775
 776 /* called before trim_bios_range() to spare extra sanitize */
 777 static void __init e820_add_kernel_range(void)
 778 {
 779         u64 start = __pa_symbol(_text);
 780         u64 size = __pa_symbol(_end) - start;
 781
 782         /*
 783          * Complain if .text .data and .bss are not marked as E820_RAM and
 784          * attempt to fix it by adding the range. We may have a confused BIOS,
 785          * or the user may have used memmap=exactmap or memmap=xxM$yyM to
 786          * exclude kernel range. If we really are running on top non-RAM,
 787          * we will crash later anyways.
 788          */
 789         if (e820_all_mapped(start, start + size, E820_RAM))
 790                 return;
 791
 792         pr_warn(".text .data .bss are not marked as E820_RAM!\n");
 793         e820_remove_range(start, size, E820_RAM, 0);
 794         e820_add_region(start, size, E820_RAM);
 795 }
 796
 797 static unsigned reserve_low = CONFIG_X86_RESERVE_LOW << 10;
 798
 799 static int __init parse_reservelow(char *p)
 800 {
 801         unsigned long long size;
 802
 803         if (!p)
 804                 return -EINVAL;
 805
 806         size = memparse(p, &p);
 807
 808         if (size < 4096)
 809                 size = 4096;
 810
 811         if (size > 640*1024)
 812                 size = 640*1024;
 813
 814         reserve_low = size;
 815
 816         return 0;
 817 }
 818
 819 early_param("reservelow", parse_reservelow);
 820
 821 static void __init trim_low_memory_range(void)
 822 {
 823         memblock_reserve(0, ALIGN(reserve_low, PAGE_SIZE));
 824 }
 825
 826 /*
 827  * Dump out kernel offset information on panic.
 828  */
 829 static int
 830 dump_kernel_offset(struct notifier_block *self, unsigned long v, void *p)
 831 {
 832         if (kaslr_enabled()) {
 833                 pr_emerg("Kernel Offset: 0x%lx from 0x%lx (relocation range: 0x%lx-0x%lx)\n",
 834                          kaslr_offset(),
 835                          __START_KERNEL,
 836                          __START_KERNEL_map,
 837                          MODULES_VADDR-1);
 838         } else {
 839                 pr_emerg("Kernel Offset: disabled\n");
 840         }
 841
 842         return 0;
 843 }
 844
 845 /*
 846  * Determine if we were loaded by an EFI loader.  If so, then we have also been
 847  * passed the efi memmap, systab, etc., so we should use these data structures
 848  * for initialization.  Note, the efi init code path is determined by the
 849  * global efi_enabled. This allows the same kernel image to be used on existing
 850  * systems (with a traditional BIOS) as well as on EFI systems.
 851  */
 852 /*
 853  * setup_arch - architecture-specific boot-time initializations
 854  *
 855  * Note: On x86_64, fixmaps are ready for use even before this is called.
 856  */
 857
 858 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
 859 {
 860         memblock_reserve(__pa_symbol(_text),
 861                          (unsigned long)__bss_stop - (unsigned long)_text);
 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         kernel_randomize_memory();
 947
 948         iomem_resource.end = (1ULL << boot_cpu_data.x86_phys_bits) - 1;
 949         setup_memory_map();
 950         parse_setup_data();
 951
 952         copy_edd();
 953
 954         if (!boot_params.hdr.root_flags)
 955                 root_mountflags &= ~MS_RDONLY;
 956         init_mm.start_code = (unsigned long) _text;
 957         init_mm.end_code = (unsigned long) _etext;
 958         init_mm.end_data = (unsigned long) _edata;
 959         init_mm.brk = _brk_end;
 960
 961         mpx_mm_init(&init_mm);
 962
 963         code_resource.start = __pa_symbol(_text);
 964         code_resource.end = __pa_symbol(_etext)-1;
 965         data_resource.start = __pa_symbol(_etext);
 966         data_resource.end = __pa_symbol(_edata)-1;
 967         bss_resource.start = __pa_symbol(__bss_start);
 968         bss_resource.end = __pa_symbol(__bss_stop)-1;
 969
 970 #ifdef CONFIG_CMDLINE_BOOL
 971 #ifdef CONFIG_CMDLINE_OVERRIDE
 972         strlcpy(boot_command_line, builtin_cmdline, COMMAND_LINE_SIZE);
 973 #else
 974         if (builtin_cmdline[0]) {
 975                 /* append boot loader cmdline to builtin */
 976                 strlcat(builtin_cmdline, " ", COMMAND_LINE_SIZE);
 977                 strlcat(builtin_cmdline, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 978                 strlcpy(boot_command_line, builtin_cmdline, COMMAND_LINE_SIZE);
 979         }
 980 #endif
 981 #endif
 982
 983         strlcpy(command_line, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 984         *cmdline_p = command_line;
 985
 986         /*
 987          * x86_configure_nx() is called before parse_early_param() to detect
 988          * whether hardware doesn't support NX (so that the early EHCI debug
 989          * console setup can safely call set_fixmap()). It may then be called
 990          * again from within noexec_setup() during parsing early parameters
 991          * to honor the respective command line option.
 992          */
 993         x86_configure_nx();
 994
 995         parse_early_param();
 996
 997         x86_report_nx();
 998
 999         /* after early param, so could get panic from serial */
1000         memblock_x86_reserve_range_setup_data();
1001
1002         if (acpi_mps_check()) {
1003 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
1004                 disable_apic = 1;
1005 #endif
1006                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_APIC);
1007         }
1008
1009 #ifdef CONFIG_PCI
1010         if (pci_early_dump_regs)
1011                 early_dump_pci_devices();
1012 #endif
1013
1014         /* update the e820_saved too */
1015         e820_reserve_setup_data();
1016         finish_e820_parsing();
1017
1018         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
1019                 efi_init();
1020
1021         dmi_scan_machine();
1022         dmi_memdev_walk();
1023         dmi_set_dump_stack_arch_desc();
1024
1025         /*
1026          * VMware detection requires dmi to be available, so this
1027          * needs to be done after dmi_scan_machine, for the BP.
1028          */
1029         init_hypervisor_platform();
1030
1031         x86_init.resources.probe_roms();
1032
1033         /* after parse_early_param, so could debug it */
1034         insert_resource(&iomem_resource, &code_resource);
1035         insert_resource(&iomem_resource, &data_resource);
1036         insert_resource(&iomem_resource, &bss_resource);
1037
1038         e820_add_kernel_range();
1039         trim_bios_range();
1040 #ifdef CONFIG_X86_32
1041         if (ppro_with_ram_bug()) {
1042                 e820_update_range(0x70000000ULL, 0x40000ULL, E820_RAM,
1043                                   E820_RESERVED);
1044                 sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
1045                 printk(KERN_INFO "fixed physical RAM map:\n");
1046                 e820_print_map("bad_ppro");
1047         }
1048 #else
1049         early_gart_iommu_check();
1050 #endif
1051
1052         /*
1053          * partially used pages are not usable - thus
1054          * we are rounding upwards:
1055          */
1056         max_pfn = e820_end_of_ram_pfn();
1057
1058         /* update e820 for memory not covered by WB MTRRs */
1059         mtrr_bp_init();
1060         if (mtrr_trim_uncached_memory(max_pfn))
1061                 max_pfn = e820_end_of_ram_pfn();
1062
1063         max_possible_pfn = max_pfn;
1064
1065 #ifdef CONFIG_X86_32
1066         /* max_low_pfn get updated here */
1067         find_low_pfn_range();
1068 #else
1069         check_x2apic();
1070
1071         /* How many end-of-memory variables you have, grandma! */
1072         /* need this before calling reserve_initrd */
1073         if (max_pfn > (1UL<<(32 - PAGE_SHIFT)))
1074                 max_low_pfn = e820_end_of_low_ram_pfn();
1075         else
1076                 max_low_pfn = max_pfn;
1077
1078         high_memory = (void *)__va(max_pfn * PAGE_SIZE - 1) + 1;
1079 #endif
1080
1081         /*
1082          * Find and reserve possible boot-time SMP configuration:
1083          */
1084         find_smp_config();
1085
1086         reserve_ibft_region();
1087
1088         early_alloc_pgt_buf();
1089
1090         /*
1091          * Need to conclude brk, before memblock_x86_fill()
1092          *  it could use memblock_find_in_range, could overlap with
1093          *  brk area.
1094          */
1095         reserve_brk();
1096
1097         cleanup_highmap();
1098
1099         memblock_set_current_limit(ISA_END_ADDRESS);
1100         memblock_x86_fill();
1101
1102         if (efi_enabled(EFI_BOOT)) {
1103                 efi_fake_memmap();
1104                 efi_find_mirror();
1105         }
1106
1107         /*
1108          * The EFI specification says that boot service code won't be called
1109          * after ExitBootServices(). This is, in fact, a lie.
1110          */
1111         if (efi_enabled(EFI_MEMMAP))
1112                 efi_reserve_boot_services();
1113
1114         /* preallocate 4k for mptable mpc */
1115         early_reserve_e820_mpc_new();
1116
1117 #ifdef CONFIG_X86_CHECK_BIOS_CORRUPTION
1118         setup_bios_corruption_check();
1119 #endif
1120
1121 #ifdef CONFIG_X86_32
1122         printk(KERN_DEBUG "initial memory mapped: [mem 0x00000000-%#010lx]\n",
1123                         (max_pfn_mapped<<PAGE_SHIFT) - 1);
1124 #endif
1125
1126         reserve_real_mode();
1127
1128         trim_platform_memory_ranges();
1129         trim_low_memory_range();
1130
1131         init_mem_mapping();
1132
1133         early_trap_pf_init();
1134
1135         setup_real_mode();
1136
1137         memblock_set_current_limit(get_max_mapped());
1138
1139         /*
1140          * NOTE: On x86-32, only from this point on, fixmaps are ready for use.
1141          */
1142
1143 #ifdef CONFIG_PROVIDE_OHCI1394_DMA_INIT
1144         if (init_ohci1394_dma_early)
1145                 init_ohci1394_dma_on_all_controllers();
1146 #endif
1147         /* Allocate bigger log buffer */
1148         setup_log_buf(1);
1149
1150         reserve_initrd();
1151
1152         early_initrd_acpi_init();
1153
1154         vsmp_init();
1155
1156         io_delay_init();
1157
1158         /*
1159          * Parse the ACPI tables for possible boot-time SMP configuration.
1160          */
1161         acpi_boot_table_init();
1162
1163         early_acpi_boot_init();
1164
1165         initmem_init();
1166         dma_contiguous_reserve(max_pfn_mapped << PAGE_SHIFT);
1167
1168         /*
1169          * Reserve memory for crash kernel after SRAT is parsed so that it
1170          * won't consume hotpluggable memory.
1171          */
1172         reserve_crashkernel();
1173
1174         memblock_find_dma_reserve();
1175
1176 #ifdef CONFIG_KVM_GUEST
1177         kvmclock_init();
1178 #endif
1179
1180         x86_init.paging.pagetable_init();
1181
1182         kasan_init();
1183
1184         if (boot_cpu_data.cpuid_level >= 0) {
1185                 /* A CPU has %cr4 if and only if it has CPUID */
1186                 mmu_cr4_features = __read_cr4();
1187                 if (trampoline_cr4_features)
1188                         *trampoline_cr4_features = mmu_cr4_features;
1189         }
1190
1191 #ifdef CONFIG_X86_32
1192         /* sync back kernel address range */
1193         clone_pgd_range(initial_page_table + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
1194                         swapper_pg_dir     + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
1195                         KERNEL_PGD_PTRS);
1196
1197         /*
1198          * sync back low identity map too.  It is used for example
1199          * in the 32-bit EFI stub.
1200          */
1201         clone_pgd_range(initial_page_table,
1202                         swapper_pg_dir     + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
1203                         min(KERNEL_PGD_PTRS, KERNEL_PGD_BOUNDARY));
1204 #endif
1205
1206         tboot_probe();
1207
1208         map_vsyscall();
1209
1210         generic_apic_probe();
1211
1212         early_quirks();
1213
1214         /*
1215          * Read APIC and some other early information from ACPI tables.
1216          */
1217         acpi_boot_init();
1218         sfi_init();
1219         x86_dtb_init();
1220
1221         /*
1222          * get boot-time SMP configuration:
1223          */
1224         if (smp_found_config)
1225                 get_smp_config();
1226
1227         prefill_possible_map();
1228
1229         init_cpu_to_node();
1230
1231         init_apic_mappings();
1232         io_apic_init_mappings();
1233
1234         kvm_guest_init();
1235
1236         e820_reserve_resources();
1237         e820_mark_nosave_regions(max_low_pfn);
1238
1239         x86_init.resources.reserve_resources();
1240
1241         e820_setup_gap();
1242
1243 #ifdef CONFIG_VT
1244 #if defined(CONFIG_VGA_CONSOLE)
1245         if (!efi_enabled(EFI_BOOT) || (efi_mem_type(0xa0000) != EFI_CONVENTIONAL_MEMORY))
1246                 conswitchp = &vga_con;
1247 #elif defined(CONFIG_DUMMY_CONSOLE)
1248         conswitchp = &dummy_con;
1249 #endif
1250 #endif
1251         x86_init.oem.banner();
1252
1253         x86_init.timers.wallclock_init();
1254
1255         mcheck_init();
1256
1257         arch_init_ideal_nops();
1258
1259         register_refined_jiffies(CLOCK_TICK_RATE);
1260
1261 #ifdef CONFIG_EFI
1262         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
1263                 efi_apply_memmap_quirks();
1264 #endif
1265 }
1266
1267 #ifdef CONFIG_X86_32
1268
1269 static struct resource video_ram_resource = {
1270         .name   = "Video RAM area",
1271         .start  = 0xa0000,
1272         .end    = 0xbffff,
1273         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_MEM
1274 };
1275
1276 void __init i386_reserve_resources(void)
1277 {
1278         request_resource(&iomem_resource, &video_ram_resource);
1279         reserve_standard_io_resources();
1280 }
1281
1282 #endif /* CONFIG_X86_32 */
1283
1284 static struct notifier_block kernel_offset_notifier = {
1285         .notifier_call = dump_kernel_offset
1286 };
1287
1288 static int __init register_kernel_offset_dumper(void)
1289 {
1290         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list,
1291                                         &kernel_offset_notifier);
1292         return 0;
1293 }
1294 __initcall(register_kernel_offset_dumper);
1295
1296 void arch_show_smap(struct seq_file *m, struct vm_area_struct *vma)
1297 {
1298         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_OSPKE))
1299                 return;
1300
1301         seq_printf(m, "ProtectionKey:  %8u\n", vma_pkey(vma));
1302 }