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/dmi.h>
  86 #include <asm/io_apic.h>
  87 #include <asm/ist.h>
  88 #include <asm/setup_arch.h>
  89 #include <asm/bios_ebda.h>
  90 #include <asm/cacheflush.h>
  91 #include <asm/processor.h>
  92 #include <asm/bugs.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 __cpuinitdata = {
 175         .wp_works_ok = -1,
 176         .fdiv_bug = -1,
 177 };
 178 /* common cpu data for all cpus */
 179 struct cpuinfo_x86 boot_cpu_data __read_mostly = {
 180         .wp_works_ok = -1,
 181         .fdiv_bug = -1,
 182 };
 183 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_data);
 184
 185 unsigned int def_to_bigsmp;
 186
 187 /* for MCA, but anyone else can use it if they want */
 188 unsigned int machine_id;
 189 unsigned int machine_submodel_id;
 190 unsigned int BIOS_revision;
 191
 192 struct apm_info apm_info;
 193 EXPORT_SYMBOL(apm_info);
 194
 195 #if defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI) || \
 196         defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI_MODULE)
 197 struct ist_info ist_info;
 198 EXPORT_SYMBOL(ist_info);
 199 #else
 200 struct ist_info ist_info;
 201 #endif
 202
 203 #else
 204 struct cpuinfo_x86 boot_cpu_data __read_mostly = {
 205         .x86_phys_bits = MAX_PHYSMEM_BITS,
 206 };
 207 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_data);
 208 #endif
 209
 210
 211 #if !defined(CONFIG_X86_PAE) || defined(CONFIG_X86_64)
 212 unsigned long mmu_cr4_features;
 213 #else
 214 unsigned long mmu_cr4_features = X86_CR4_PAE;
 215 #endif
 216
 217 /* Boot loader ID and version as integers, for the benefit of proc_dointvec */
 218 int bootloader_type, bootloader_version;
 219
 220 /*
 221  * Setup options
 222  */
 223 struct screen_info screen_info;
 224 EXPORT_SYMBOL(screen_info);
 225 struct edid_info edid_info;
 226 EXPORT_SYMBOL_GPL(edid_info);
 227
 228 extern int root_mountflags;
 229
 230 unsigned long saved_video_mode;
 231
 232 #define RAMDISK_IMAGE_START_MASK        0x07FF
 233 #define RAMDISK_PROMPT_FLAG             0x8000
 234 #define RAMDISK_LOAD_FLAG               0x4000
 235
 236 static char __initdata command_line[COMMAND_LINE_SIZE];
 237 #ifdef CONFIG_CMDLINE_BOOL
 238 static char __initdata builtin_cmdline[COMMAND_LINE_SIZE] = CONFIG_CMDLINE;
 239 #endif
 240
 241 #if defined(CONFIG_EDD) || defined(CONFIG_EDD_MODULE)
 242 struct edd edd;
 243 #ifdef CONFIG_EDD_MODULE
 244 EXPORT_SYMBOL(edd);
 245 #endif
 246 /**
 247  * copy_edd() - Copy the BIOS EDD information
 248  *              from boot_params into a safe place.
 249  *
 250  */
 251 static inline void __init copy_edd(void)
 252 {
 253      memcpy(edd.mbr_signature, boot_params.edd_mbr_sig_buffer,
 254             sizeof(edd.mbr_signature));
 255      memcpy(edd.edd_info, boot_params.eddbuf, sizeof(edd.edd_info));
 256      edd.mbr_signature_nr = boot_params.edd_mbr_sig_buf_entries;
 257      edd.edd_info_nr = boot_params.eddbuf_entries;
 258 }
 259 #else
 260 static inline void __init copy_edd(void)
 261 {
 262 }
 263 #endif
 264
 265 void * __init extend_brk(size_t size, size_t align)
 266 {
 267         size_t mask = align - 1;
 268         void *ret;
 269
 270         BUG_ON(_brk_start == 0);
 271         BUG_ON(align & mask);
 272
 273         _brk_end = (_brk_end + mask) & ~mask;
 274         BUG_ON((char *)(_brk_end + size) > __brk_limit);
 275
 276         ret = (void *)_brk_end;
 277         _brk_end += size;
 278
 279         memset(ret, 0, size);
 280
 281         return ret;
 282 }
 283
 284 #ifdef CONFIG_X86_32
 285 static void __init cleanup_highmap(void)
 286 {
 287 }
 288 #endif
 289
 290 static void __init reserve_brk(void)
 291 {
 292         if (_brk_end > _brk_start)
 293                 memblock_reserve(__pa_symbol(_brk_start),
 294                                  _brk_end - _brk_start);
 295
 296         /* Mark brk area as locked down and no longer taking any
 297            new allocations */
 298         _brk_start = 0;
 299 }
 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         u64 ramdisk_here;
 328         unsigned long slop, clen, mapaddr;
 329         char *p, *q;
 330
 331         /* We need to move the initrd down into directly mapped mem */
 332         ramdisk_here = memblock_find_in_range(0, PFN_PHYS(max_pfn_mapped),
 333                                                  area_size, PAGE_SIZE);
 334
 335         if (!ramdisk_here)
 336                 panic("Cannot find place for new RAMDISK of size %lld\n",
 337                          ramdisk_size);
 338
 339         /* Note: this includes all the mem currently occupied by
 340            the initrd, we rely on that fact to keep the data intact. */
 341         memblock_reserve(ramdisk_here, area_size);
 342         initrd_start = ramdisk_here + PAGE_OFFSET;
 343         initrd_end   = initrd_start + ramdisk_size;
 344         printk(KERN_INFO "Allocated new RAMDISK: [mem %#010llx-%#010llx]\n",
 345                          ramdisk_here, ramdisk_here + ramdisk_size - 1);
 346
 347         q = (char *)initrd_start;
 348
 349         /* Copy the initrd */
 350         while (ramdisk_size) {
 351                 slop = ramdisk_image & ~PAGE_MASK;
 352                 clen = ramdisk_size;
 353                 if (clen > MAX_MAP_CHUNK-slop)
 354                         clen = MAX_MAP_CHUNK-slop;
 355                 mapaddr = ramdisk_image & PAGE_MASK;
 356                 p = early_memremap(mapaddr, clen+slop);
 357                 memcpy(q, p+slop, clen);
 358                 early_iounmap(p, clen+slop);
 359                 q += clen;
 360                 ramdisk_image += clen;
 361                 ramdisk_size  -= clen;
 362         }
 363
 364         ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 365         ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 366         printk(KERN_INFO "Move RAMDISK from [mem %#010llx-%#010llx] to"
 367                 " [mem %#010llx-%#010llx]\n",
 368                 ramdisk_image, ramdisk_image + ramdisk_size - 1,
 369                 ramdisk_here, ramdisk_here + ramdisk_size - 1);
 370 }
 371
 372 static void __init early_reserve_initrd(void)
 373 {
 374         /* Assume only end is not page aligned */
 375         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 376         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 377         u64 ramdisk_end   = PAGE_ALIGN(ramdisk_image + ramdisk_size);
 378
 379         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
 380             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
 381                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
 382
 383         memblock_reserve(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
 384 }
 385 static void __init reserve_initrd(void)
 386 {
 387         /* Assume only end is not page aligned */
 388         u64 ramdisk_image = get_ramdisk_image();
 389         u64 ramdisk_size  = get_ramdisk_size();
 390         u64 ramdisk_end   = PAGE_ALIGN(ramdisk_image + ramdisk_size);
 391         u64 mapped_size;
 392
 393         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
 394             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
 395                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
 396
 397         initrd_start = 0;
 398
 399         mapped_size = memblock_mem_size(max_pfn_mapped);
 400         if (ramdisk_size >= (mapped_size>>1))
 401                 panic("initrd too large to handle, "
 402                        "disabling initrd (%lld needed, %lld available)\n",
 403                        ramdisk_size, mapped_size>>1);
 404
 405         printk(KERN_INFO "RAMDISK: [mem %#010llx-%#010llx]\n", ramdisk_image,
 406                         ramdisk_end - 1);
 407
 408         if (pfn_range_is_mapped(PFN_DOWN(ramdisk_image),
 409                                 PFN_DOWN(ramdisk_end))) {
 410                 /* All are mapped, easy case */
 411                 initrd_start = ramdisk_image + PAGE_OFFSET;
 412                 initrd_end = initrd_start + ramdisk_size;
 413                 return;
 414         }
 415
 416         relocate_initrd();
 417
 418         memblock_free(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
 419 }
 420 #else
 421 static void __init early_reserve_initrd(void)
 422 {
 423 }
 424 static void __init reserve_initrd(void)
 425 {
 426 }
 427 #endif /* CONFIG_BLK_DEV_INITRD */
 428
 429 static void __init parse_setup_data(void)
 430 {
 431         struct setup_data *data;
 432         u64 pa_data;
 433
 434         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 435         while (pa_data) {
 436                 u32 data_len, map_len;
 437
 438                 map_len = max(PAGE_SIZE - (pa_data & ~PAGE_MASK),
 439                               (u64)sizeof(struct setup_data));
 440                 data = early_memremap(pa_data, map_len);
 441                 data_len = data->len + sizeof(struct setup_data);
 442                 if (data_len > map_len) {
 443                         early_iounmap(data, map_len);
 444                         data = early_memremap(pa_data, data_len);
 445                         map_len = data_len;
 446                 }
 447
 448                 switch (data->type) {
 449                 case SETUP_E820_EXT:
 450                         parse_e820_ext(data);
 451                         break;
 452                 case SETUP_DTB:
 453                         add_dtb(pa_data);
 454                         break;
 455                 default:
 456                         break;
 457                 }
 458                 pa_data = data->next;
 459                 early_iounmap(data, map_len);
 460         }
 461 }
 462
 463 static void __init e820_reserve_setup_data(void)
 464 {
 465         struct setup_data *data;
 466         u64 pa_data;
 467         int found = 0;
 468
 469         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 470         while (pa_data) {
 471                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 472                 e820_update_range(pa_data, sizeof(*data)+data->len,
 473                          E820_RAM, E820_RESERVED_KERN);
 474                 found = 1;
 475                 pa_data = data->next;
 476                 early_iounmap(data, sizeof(*data));
 477         }
 478         if (!found)
 479                 return;
 480
 481         sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
 482         memcpy(&e820_saved, &e820, sizeof(struct e820map));
 483         printk(KERN_INFO "extended physical RAM map:\n");
 484         e820_print_map("reserve setup_data");
 485 }
 486
 487 static void __init memblock_x86_reserve_range_setup_data(void)
 488 {
 489         struct setup_data *data;
 490         u64 pa_data;
 491
 492         pa_data = boot_params.hdr.setup_data;
 493         while (pa_data) {
 494                 data = early_memremap(pa_data, sizeof(*data));
 495                 memblock_reserve(pa_data, sizeof(*data) + data->len);
 496                 pa_data = data->next;
 497                 early_iounmap(data, sizeof(*data));
 498         }
 499 }
 500
 501 /*
 502  * --------- Crashkernel reservation ------------------------------
 503  */
 504
 505 #ifdef CONFIG_KEXEC
 506
 507 /*
 508  * Keep the crash kernel below this limit.  On 32 bits earlier kernels
 509  * would limit the kernel to the low 512 MiB due to mapping restrictions.
 510  */
 511 #ifdef CONFIG_X86_32
 512 # define CRASH_KERNEL_ADDR_MAX  (512 << 20)
 513 #else
 514 # define CRASH_KERNEL_ADDR_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         int ret;
 525
 526         total_low_mem = memblock_mem_size(1UL<<(32-PAGE_SHIFT));
 527         ret = parse_crashkernel_low(boot_command_line, total_low_mem,
 528                                                 &low_size, &base);
 529         if (ret != 0 || low_size <= 0)
 530                 return;
 531
 532         low_base = memblock_find_in_range(low_size, (1ULL<<32),
 533                                         low_size, alignment);
 534
 535         if (!low_base) {
 536                 pr_info("crashkernel low reservation failed - No suitable area found.\n");
 537
 538                 return;
 539         }
 540
 541         memblock_reserve(low_base, low_size);
 542         pr_info("Reserving %ldMB of low memory at %ldMB for crashkernel (System low RAM: %ldMB)\n",
 543                         (unsigned long)(low_size >> 20),
 544                         (unsigned long)(low_base >> 20),
 545                         (unsigned long)(total_low_mem >> 20));
 546         crashk_low_res.start = low_base;
 547         crashk_low_res.end   = low_base + low_size - 1;
 548         insert_resource(&iomem_resource, &crashk_low_res);
 549 #endif
 550 }
 551
 552 static void __init reserve_crashkernel(void)
 553 {
 554         const unsigned long long alignment = 16<<20;    /* 16M */
 555         unsigned long long total_mem;
 556         unsigned long long crash_size, crash_base;
 557         int ret;
 558
 559         total_mem = memblock_phys_mem_size();
 560
 561         ret = parse_crashkernel(boot_command_line, total_mem,
 562                         &crash_size, &crash_base);
 563         if (ret != 0 || crash_size <= 0)
 564                 return;
 565
 566         /* 0 means: find the address automatically */
 567         if (crash_base <= 0) {
 568                 /*
 569                  *  kexec want bzImage is below CRASH_KERNEL_ADDR_MAX
 570                  */
 571                 crash_base = memblock_find_in_range(alignment,
 572                                CRASH_KERNEL_ADDR_MAX, crash_size, alignment);
 573
 574                 if (!crash_base) {
 575                         pr_info("crashkernel reservation failed - No suitable area found.\n");
 576                         return;
 577                 }
 578
 579         } else {
 580                 unsigned long long start;
 581
 582                 start = memblock_find_in_range(crash_base,
 583                                  crash_base + crash_size, crash_size, 1<<20);
 584                 if (start != crash_base) {
 585                         pr_info("crashkernel reservation failed - memory is in use.\n");
 586                         return;
 587                 }
 588         }
 589         memblock_reserve(crash_base, crash_size);
 590
 591         printk(KERN_INFO "Reserving %ldMB of memory at %ldMB "
 592                         "for crashkernel (System RAM: %ldMB)\n",
 593                         (unsigned long)(crash_size >> 20),
 594                         (unsigned long)(crash_base >> 20),
 595                         (unsigned long)(total_mem >> 20));
 596
 597         crashk_res.start = crash_base;
 598         crashk_res.end   = crash_base + crash_size - 1;
 599         insert_resource(&iomem_resource, &crashk_res);
 600
 601         if (crash_base >= (1ULL<<32))
 602                 reserve_crashkernel_low();
 603 }
 604 #else
 605 static void __init reserve_crashkernel(void)
 606 {
 607 }
 608 #endif
 609
 610 static struct resource standard_io_resources[] = {
 611         { .name = "dma1", .start = 0x00, .end = 0x1f,
 612                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 613         { .name = "pic1", .start = 0x20, .end = 0x21,
 614                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 615         { .name = "timer0", .start = 0x40, .end = 0x43,
 616                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 617         { .name = "timer1", .start = 0x50, .end = 0x53,
 618                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 619         { .name = "keyboard", .start = 0x60, .end = 0x60,
 620                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 621         { .name = "keyboard", .start = 0x64, .end = 0x64,
 622                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 623         { .name = "dma page reg", .start = 0x80, .end = 0x8f,
 624                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 625         { .name = "pic2", .start = 0xa0, .end = 0xa1,
 626                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 627         { .name = "dma2", .start = 0xc0, .end = 0xdf,
 628                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO },
 629         { .name = "fpu", .start = 0xf0, .end = 0xff,
 630                 .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_IO }
 631 };
 632
 633 void __init reserve_standard_io_resources(void)
 634 {
 635         int i;
 636
 637         /* request I/O space for devices used on all i[345]86 PCs */
 638         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(standard_io_resources); i++)
 639                 request_resource(&ioport_resource, &standard_io_resources[i]);
 640
 641 }
 642
 643 static __init void reserve_ibft_region(void)
 644 {
 645         unsigned long addr, size = 0;
 646
 647         addr = find_ibft_region(&size);
 648
 649         if (size)
 650                 memblock_reserve(addr, size);
 651 }
 652
 653 static bool __init snb_gfx_workaround_needed(void)
 654 {
 655 #ifdef CONFIG_PCI
 656         int i;
 657         u16 vendor, devid;
 658         static const __initconst u16 snb_ids[] = {
 659                 0x0102,
 660                 0x0112,
 661                 0x0122,
 662                 0x0106,
 663                 0x0116,
 664                 0x0126,
 665                 0x010a,
 666         };
 667
 668         /* Assume no if something weird is going on with PCI */
 669         if (!early_pci_allowed())
 670                 return false;
 671
 672         vendor = read_pci_config_16(0, 2, 0, PCI_VENDOR_ID);
 673         if (vendor != 0x8086)
 674                 return false;
 675
 676         devid = read_pci_config_16(0, 2, 0, PCI_DEVICE_ID);
 677         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(snb_ids); i++)
 678                 if (devid == snb_ids[i])
 679                         return true;
 680 #endif
 681
 682         return false;
 683 }
 684
 685 /*
 686  * Sandy Bridge graphics has trouble with certain ranges, exclude
 687  * them from allocation.
 688  */
 689 static void __init trim_snb_memory(void)
 690 {
 691         static const __initconst unsigned long bad_pages[] = {
 692                 0x20050000,
 693                 0x20110000,
 694                 0x20130000,
 695                 0x20138000,
 696                 0x40004000,
 697         };
 698         int i;
 699
 700         if (!snb_gfx_workaround_needed())
 701                 return;
 702
 703         printk(KERN_DEBUG "reserving inaccessible SNB gfx pages\n");
 704
 705         /*
 706          * Reserve all memory below the 1 MB mark that has not
 707          * already been reserved.
 708          */
 709         memblock_reserve(0, 1<<20);
 710
 711         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(bad_pages); i++) {
 712                 if (memblock_reserve(bad_pages[i], PAGE_SIZE))
 713                         printk(KERN_WARNING "failed to reserve 0x%08lx\n",
 714                                bad_pages[i]);
 715         }
 716 }
 717
 718 /*
 719  * Here we put platform-specific memory range workarounds, i.e.
 720  * memory known to be corrupt or otherwise in need to be reserved on
 721  * specific platforms.
 722  *
 723  * If this gets used more widely it could use a real dispatch mechanism.
 724  */
 725 static void __init trim_platform_memory_ranges(void)
 726 {
 727         trim_snb_memory();
 728 }
 729
 730 static void __init trim_bios_range(void)
 731 {
 732         /*
 733          * A special case is the first 4Kb of memory;
 734          * This is a BIOS owned area, not kernel ram, but generally
 735          * not listed as such in the E820 table.
 736          *
 737          * This typically reserves additional memory (64KiB by default)
 738          * since some BIOSes are known to corrupt low memory.  See the
 739          * Kconfig help text for X86_RESERVE_LOW.
 740          */
 741         e820_update_range(0, PAGE_SIZE, E820_RAM, E820_RESERVED);
 742
 743         /*
 744          * special case: Some BIOSen report the PC BIOS
 745          * area (640->1Mb) as ram even though it is not.
 746          * take them out.
 747          */
 748         e820_remove_range(BIOS_BEGIN, BIOS_END - BIOS_BEGIN, E820_RAM, 1);
 749
 750         sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
 751 }
 752
 753 /* called before trim_bios_range() to spare extra sanitize */
 754 static void __init e820_add_kernel_range(void)
 755 {
 756         u64 start = __pa_symbol(_text);
 757         u64 size = __pa_symbol(_end) - start;
 758
 759         /*
 760          * Complain if .text .data and .bss are not marked as E820_RAM and
 761          * attempt to fix it by adding the range. We may have a confused BIOS,
 762          * or the user may have used memmap=exactmap or memmap=xxM$yyM to
 763          * exclude kernel range. If we really are running on top non-RAM,
 764          * we will crash later anyways.
 765          */
 766         if (e820_all_mapped(start, start + size, E820_RAM))
 767                 return;
 768
 769         pr_warn(".text .data .bss are not marked as E820_RAM!\n");
 770         e820_remove_range(start, size, E820_RAM, 0);
 771         e820_add_region(start, size, E820_RAM);
 772 }
 773
 774 static unsigned reserve_low = CONFIG_X86_RESERVE_LOW << 10;
 775
 776 static int __init parse_reservelow(char *p)
 777 {
 778         unsigned long long size;
 779
 780         if (!p)
 781                 return -EINVAL;
 782
 783         size = memparse(p, &p);
 784
 785         if (size < 4096)
 786                 size = 4096;
 787
 788         if (size > 640*1024)
 789                 size = 640*1024;
 790
 791         reserve_low = size;
 792
 793         return 0;
 794 }
 795
 796 early_param("reservelow", parse_reservelow);
 797
 798 static void __init trim_low_memory_range(void)
 799 {
 800         memblock_reserve(0, ALIGN(reserve_low, PAGE_SIZE));
 801 }
 802
 803 /*
 804  * Determine if we were loaded by an EFI loader.  If so, then we have also been
 805  * passed the efi memmap, systab, etc., so we should use these data structures
 806  * for initialization.  Note, the efi init code path is determined by the
 807  * global efi_enabled. This allows the same kernel image to be used on existing
 808  * systems (with a traditional BIOS) as well as on EFI systems.
 809  */
 810 /*
 811  * setup_arch - architecture-specific boot-time initializations
 812  *
 813  * Note: On x86_64, fixmaps are ready for use even before this is called.
 814  */
 815
 816 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
 817 {
 818         memblock_reserve(__pa_symbol(_text),
 819                          (unsigned long)__bss_stop - (unsigned long)_text);
 820
 821         early_reserve_initrd();
 822
 823         /*
 824          * At this point everything still needed from the boot loader
 825          * or BIOS or kernel text should be early reserved or marked not
 826          * RAM in e820. All other memory is free game.
 827          */
 828
 829 #ifdef CONFIG_X86_32
 830         memcpy(&boot_cpu_data, &new_cpu_data, sizeof(new_cpu_data));
 831         visws_early_detect();
 832
 833         /*
 834          * copy kernel address range established so far and switch
 835          * to the proper swapper page table
 836          */
 837         clone_pgd_range(swapper_pg_dir     + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
 838                         initial_page_table + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
 839                         KERNEL_PGD_PTRS);
 840
 841         load_cr3(swapper_pg_dir);
 842         __flush_tlb_all();
 843 #else
 844         printk(KERN_INFO "Command line: %s\n", boot_command_line);
 845 #endif
 846
 847         /*
 848          * If we have OLPC OFW, we might end up relocating the fixmap due to
 849          * reserve_top(), so do this before touching the ioremap area.
 850          */
 851         olpc_ofw_detect();
 852
 853         early_trap_init();
 854         early_cpu_init();
 855         early_ioremap_init();
 856
 857         setup_olpc_ofw_pgd();
 858
 859         ROOT_DEV = old_decode_dev(boot_params.hdr.root_dev);
 860         screen_info = boot_params.screen_info;
 861         edid_info = boot_params.edid_info;
 862 #ifdef CONFIG_X86_32
 863         apm_info.bios = boot_params.apm_bios_info;
 864         ist_info = boot_params.ist_info;
 865         if (boot_params.sys_desc_table.length != 0) {
 866                 machine_id = boot_params.sys_desc_table.table[0];
 867                 machine_submodel_id = boot_params.sys_desc_table.table[1];
 868                 BIOS_revision = boot_params.sys_desc_table.table[2];
 869         }
 870 #endif
 871         saved_video_mode = boot_params.hdr.vid_mode;
 872         bootloader_type = boot_params.hdr.type_of_loader;
 873         if ((bootloader_type >> 4) == 0xe) {
 874                 bootloader_type &= 0xf;
 875                 bootloader_type |= (boot_params.hdr.ext_loader_type+0x10) << 4;
 876         }
 877         bootloader_version  = bootloader_type & 0xf;
 878         bootloader_version |= boot_params.hdr.ext_loader_ver << 4;
 879
 880 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_RAM
 881         rd_image_start = boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_IMAGE_START_MASK;
 882         rd_prompt = ((boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_PROMPT_FLAG) != 0);
 883         rd_doload = ((boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_LOAD_FLAG) != 0);
 884 #endif
 885 #ifdef CONFIG_EFI
 886         if (!strncmp((char *)&boot_params.efi_info.efi_loader_signature,
 887                      "EL32", 4)) {
 888                 set_bit(EFI_BOOT, &x86_efi_facility);
 889         } else if (!strncmp((char *)&boot_params.efi_info.efi_loader_signature,
 890                      "EL64", 4)) {
 891                 set_bit(EFI_BOOT, &x86_efi_facility);
 892                 set_bit(EFI_64BIT, &x86_efi_facility);
 893         }
 894
 895         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
 896                 efi_memblock_x86_reserve_range();
 897 #endif
 898
 899         x86_init.oem.arch_setup();
 900
 901         iomem_resource.end = (1ULL << boot_cpu_data.x86_phys_bits) - 1;
 902         setup_memory_map();
 903         parse_setup_data();
 904         /* update the e820_saved too */
 905         e820_reserve_setup_data();
 906
 907         copy_edd();
 908
 909         if (!boot_params.hdr.root_flags)
 910                 root_mountflags &= ~MS_RDONLY;
 911         init_mm.start_code = (unsigned long) _text;
 912         init_mm.end_code = (unsigned long) _etext;
 913         init_mm.end_data = (unsigned long) _edata;
 914         init_mm.brk = _brk_end;
 915
 916         code_resource.start = __pa_symbol(_text);
 917         code_resource.end = __pa_symbol(_etext)-1;
 918         data_resource.start = __pa_symbol(_etext);
 919         data_resource.end = __pa_symbol(_edata)-1;
 920         bss_resource.start = __pa_symbol(__bss_start);
 921         bss_resource.end = __pa_symbol(__bss_stop)-1;
 922
 923 #ifdef CONFIG_CMDLINE_BOOL
 924 #ifdef CONFIG_CMDLINE_OVERRIDE
 925         strlcpy(boot_command_line, builtin_cmdline, COMMAND_LINE_SIZE);
 926 #else
 927         if (builtin_cmdline[0]) {
 928                 /* append boot loader cmdline to builtin */
 929                 strlcat(builtin_cmdline, " ", COMMAND_LINE_SIZE);
 930                 strlcat(builtin_cmdline, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 931                 strlcpy(boot_command_line, builtin_cmdline, COMMAND_LINE_SIZE);
 932         }
 933 #endif
 934 #endif
 935
 936         strlcpy(command_line, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 937         *cmdline_p = command_line;
 938
 939         /*
 940          * x86_configure_nx() is called before parse_early_param() to detect
 941          * whether hardware doesn't support NX (so that the early EHCI debug
 942          * console setup can safely call set_fixmap()). It may then be called
 943          * again from within noexec_setup() during parsing early parameters
 944          * to honor the respective command line option.
 945          */
 946         x86_configure_nx();
 947
 948         parse_early_param();
 949
 950         x86_report_nx();
 951
 952         /* after early param, so could get panic from serial */
 953         memblock_x86_reserve_range_setup_data();
 954
 955         if (acpi_mps_check()) {
 956 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 957                 disable_apic = 1;
 958 #endif
 959                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_APIC);
 960         }
 961
 962 #ifdef CONFIG_PCI
 963         if (pci_early_dump_regs)
 964                 early_dump_pci_devices();
 965 #endif
 966
 967         finish_e820_parsing();
 968
 969         if (efi_enabled(EFI_BOOT))
 970                 efi_init();
 971
 972         dmi_scan_machine();
 973
 974         /*
 975          * VMware detection requires dmi to be available, so this
 976          * needs to be done after dmi_scan_machine, for the BP.
 977          */
 978         init_hypervisor_platform();
 979
 980         x86_init.resources.probe_roms();
 981
 982         /* after parse_early_param, so could debug it */
 983         insert_resource(&iomem_resource, &code_resource);
 984         insert_resource(&iomem_resource, &data_resource);
 985         insert_resource(&iomem_resource, &bss_resource);
 986
 987         e820_add_kernel_range();
 988         trim_bios_range();
 989 #ifdef CONFIG_X86_32
 990         if (ppro_with_ram_bug()) {
 991                 e820_update_range(0x70000000ULL, 0x40000ULL, E820_RAM,
 992                                   E820_RESERVED);
 993                 sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
 994                 printk(KERN_INFO "fixed physical RAM map:\n");
 995                 e820_print_map("bad_ppro");
 996         }
 997 #else
 998         early_gart_iommu_check();
 999 #endif
1000
1001         /*
1002          * partially used pages are not usable - thus
1003          * we are rounding upwards:
1004          */
1005         max_pfn = e820_end_of_ram_pfn();
1006
1007         /* update e820 for memory not covered by WB MTRRs */
1008         mtrr_bp_init();
1009         if (mtrr_trim_uncached_memory(max_pfn))
1010                 max_pfn = e820_end_of_ram_pfn();
1011
1012 #ifdef CONFIG_X86_32
1013         /* max_low_pfn get updated here */
1014         find_low_pfn_range();
1015 #else
1016         num_physpages = max_pfn;
1017
1018         check_x2apic();
1019
1020         /* How many end-of-memory variables you have, grandma! */
1021         /* need this before calling reserve_initrd */
1022         if (max_pfn > (1UL<<(32 - PAGE_SHIFT)))
1023                 max_low_pfn = e820_end_of_low_ram_pfn();
1024         else
1025                 max_low_pfn = max_pfn;
1026
1027         high_memory = (void *)__va(max_pfn * PAGE_SIZE - 1) + 1;
1028 #endif
1029
1030         /*
1031          * Find and reserve possible boot-time SMP configuration:
1032          */
1033         find_smp_config();
1034
1035         reserve_ibft_region();
1036
1037         early_alloc_pgt_buf();
1038
1039         /*
1040          * Need to conclude brk, before memblock_x86_fill()
1041          *  it could use memblock_find_in_range, could overlap with
1042          *  brk area.
1043          */
1044         reserve_brk();
1045
1046         cleanup_highmap();
1047
1048         memblock.current_limit = ISA_END_ADDRESS;
1049         memblock_x86_fill();
1050
1051         /*
1052          * The EFI specification says that boot service code won't be called
1053          * after ExitBootServices(). This is, in fact, a lie.
1054          */
1055         if (efi_enabled(EFI_MEMMAP))
1056                 efi_reserve_boot_services();
1057
1058         /* preallocate 4k for mptable mpc */
1059         early_reserve_e820_mpc_new();
1060
1061 #ifdef CONFIG_X86_CHECK_BIOS_CORRUPTION
1062         setup_bios_corruption_check();
1063 #endif
1064
1065 #ifdef CONFIG_X86_32
1066         printk(KERN_DEBUG "initial memory mapped: [mem 0x00000000-%#010lx]\n",
1067                         (max_pfn_mapped<<PAGE_SHIFT) - 1);
1068 #endif
1069
1070         reserve_real_mode();
1071
1072         trim_platform_memory_ranges();
1073         trim_low_memory_range();
1074
1075         init_mem_mapping();
1076
1077         early_trap_pf_init();
1078
1079         setup_real_mode();
1080
1081         memblock.current_limit = get_max_mapped();
1082         dma_contiguous_reserve(0);
1083
1084         /*
1085          * NOTE: On x86-32, only from this point on, fixmaps are ready for use.
1086          */
1087
1088 #ifdef CONFIG_PROVIDE_OHCI1394_DMA_INIT
1089         if (init_ohci1394_dma_early)
1090                 init_ohci1394_dma_on_all_controllers();
1091 #endif
1092         /* Allocate bigger log buffer */
1093         setup_log_buf(1);
1094
1095         reserve_initrd();
1096
1097 #if defined(CONFIG_ACPI) && defined(CONFIG_BLK_DEV_INITRD)
1098         acpi_initrd_override((void *)initrd_start, initrd_end - initrd_start);
1099 #endif
1100
1101         reserve_crashkernel();
1102
1103         vsmp_init();
1104
1105         io_delay_init();
1106
1107         /*
1108          * Parse the ACPI tables for possible boot-time SMP configuration.
1109          */
1110         acpi_boot_table_init();
1111
1112         early_acpi_boot_init();
1113
1114         initmem_init();
1115         memblock_find_dma_reserve();
1116
1117 #ifdef CONFIG_KVM_GUEST
1118         kvmclock_init();
1119 #endif
1120
1121         x86_init.paging.pagetable_init();
1122
1123         if (boot_cpu_data.cpuid_level >= 0) {
1124                 /* A CPU has %cr4 if and only if it has CPUID */
1125                 mmu_cr4_features = read_cr4();
1126                 if (trampoline_cr4_features)
1127                         *trampoline_cr4_features = mmu_cr4_features;
1128         }
1129
1130 #ifdef CONFIG_X86_32
1131         /* sync back kernel address range */
1132         clone_pgd_range(initial_page_table + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
1133                         swapper_pg_dir     + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
1134                         KERNEL_PGD_PTRS);
1135 #endif
1136
1137         tboot_probe();
1138
1139 #ifdef CONFIG_X86_64
1140         map_vsyscall();
1141 #endif
1142
1143         generic_apic_probe();
1144
1145         early_quirks();
1146
1147         /*
1148          * Read APIC and some other early information from ACPI tables.
1149          */
1150         acpi_boot_init();
1151         sfi_init();
1152         x86_dtb_init();
1153
1154         /*
1155          * get boot-time SMP configuration:
1156          */
1157         if (smp_found_config)
1158                 get_smp_config();
1159
1160         prefill_possible_map();
1161
1162         init_cpu_to_node();
1163
1164         init_apic_mappings();
1165         if (x86_io_apic_ops.init)
1166                 x86_io_apic_ops.init();
1167
1168         kvm_guest_init();
1169
1170         e820_reserve_resources();
1171         e820_mark_nosave_regions(max_low_pfn);
1172
1173         x86_init.resources.reserve_resources();
1174
1175         e820_setup_gap();
1176
1177 #ifdef CONFIG_VT
1178 #if defined(CONFIG_VGA_CONSOLE)
1179         if (!efi_enabled(EFI_BOOT) || (efi_mem_type(0xa0000) != EFI_CONVENTIONAL_MEMORY))
1180                 conswitchp = &vga_con;
1181 #elif defined(CONFIG_DUMMY_CONSOLE)
1182         conswitchp = &dummy_con;
1183 #endif
1184 #endif
1185         x86_init.oem.banner();
1186
1187         x86_init.timers.wallclock_init();
1188
1189         mcheck_init();
1190
1191         arch_init_ideal_nops();
1192
1193         register_refined_jiffies(CLOCK_TICK_RATE);
1194
1195 #ifdef CONFIG_EFI
1196         /* Once setup is done above, unmap the EFI memory map on
1197          * mismatched firmware/kernel archtectures since there is no
1198          * support for runtime services.
1199          */
1200         if (efi_enabled(EFI_BOOT) && !efi_is_native()) {
1201                 pr_info("efi: Setup done, disabling due to 32/64-bit mismatch\n");
1202                 efi_unmap_memmap();
1203         }
1204 #endif
1205 }
1206
1207 #ifdef CONFIG_X86_32
1208
1209 static struct resource video_ram_resource = {
1210         .name   = "Video RAM area",
1211         .start  = 0xa0000,
1212         .end    = 0xbffff,
1213         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_MEM
1214 };
1215
1216 void __init i386_reserve_resources(void)
1217 {
1218         request_resource(&iomem_resource, &video_ram_resource);
1219         reserve_standard_io_resources();
1220 }
1221
1222 #endif /* CONFIG_X86_32 */