x86/mm: Implement ASLR for kernel memory regions
[muen/linux.git] / 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 }