arch/x86/kernel/setup_32.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/apm_bios.h>
  31 #include <linux/initrd.h>
  32 #include <linux/bootmem.h>
  33 #include <linux/seq_file.h>
  34 #include <linux/console.h>
  35 #include <linux/mca.h>
  36 #include <linux/root_dev.h>
  37 #include <linux/highmem.h>
  38 #include <linux/module.h>
  39 #include <linux/efi.h>
  40 #include <linux/init.h>
  41 #include <linux/edd.h>
  42 #include <linux/iscsi_ibft.h>
  43 #include <linux/nodemask.h>
  44 #include <linux/kexec.h>
  45 #include <linux/dmi.h>
  46 #include <linux/pfn.h>
  47 #include <linux/pci.h>
  48 #include <linux/init_ohci1394_dma.h>
  49 #include <linux/kvm_para.h>
  50
  51 #include <video/edid.h>
  52
  53 #include <asm/mtrr.h>
  54 #include <asm/apic.h>
  55 #include <asm/e820.h>
  56 #include <asm/mpspec.h>
  57 #include <asm/mmzone.h>
  58 #include <asm/setup.h>
  59 #include <asm/arch_hooks.h>
  60 #include <asm/sections.h>
  61 #include <asm/dmi.h>
  62 #include <asm/io_apic.h>
  63 #include <asm/ist.h>
  64 #include <asm/io.h>
  65 #include <asm/vmi.h>
  66 #include <setup_arch.h>
  67 #include <asm/bios_ebda.h>
  68 #include <asm/cacheflush.h>
  69 #include <asm/processor.h>
  70 #include <asm/efi.h>
  71 #include <asm/bugs.h>
  72
  73 /* This value is set up by the early boot code to point to the value
  74    immediately after the boot time page tables.  It contains a *physical*
  75    address, and must not be in the .bss segment! */
  76 unsigned long init_pg_tables_start __initdata = ~0UL;
  77 unsigned long init_pg_tables_end __initdata = ~0UL;
  78
  79 /*
  80  * Machine setup..
  81  */
  82 static struct resource data_resource = {
  83         .name   = "Kernel data",
  84         .start  = 0,
  85         .end    = 0,
  86         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_MEM
  87 };
  88
  89 static struct resource code_resource = {
  90         .name   = "Kernel code",
  91         .start  = 0,
  92         .end    = 0,
  93         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_MEM
  94 };
  95
  96 static struct resource bss_resource = {
  97         .name   = "Kernel bss",
  98         .start  = 0,
  99         .end    = 0,
 100         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_MEM
 101 };
 102
 103
 104 #ifdef CONFIG_X86_32
 105 static struct resource video_ram_resource = {
 106         .name   = "Video RAM area",
 107         .start  = 0xa0000,
 108         .end    = 0xbffff,
 109         .flags  = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_MEM
 110 };
 111
 112 /* cpu data as detected by the assembly code in head.S */
 113 struct cpuinfo_x86 new_cpu_data __cpuinitdata = {0, 0, 0, 0, -1, 1, 0, 0, -1};
 114 /* common cpu data for all cpus */
 115 struct cpuinfo_x86 boot_cpu_data __read_mostly = {0, 0, 0, 0, -1, 1, 0, 0, -1};
 116 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_data);
 117 static void set_mca_bus(int x)
 118 {
 119 #ifdef CONFIG_MCA
 120         MCA_bus = x;
 121 #endif
 122 }
 123
 124 unsigned int def_to_bigsmp;
 125
 126 /* for MCA, but anyone else can use it if they want */
 127 unsigned int machine_id;
 128 unsigned int machine_submodel_id;
 129 unsigned int BIOS_revision;
 130
 131 struct apm_info apm_info;
 132 EXPORT_SYMBOL(apm_info);
 133
 134 #if defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI) || \
 135         defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI_MODULE)
 136 struct ist_info ist_info;
 137 EXPORT_SYMBOL(ist_info);
 138 #else
 139 struct ist_info ist_info;
 140 #endif
 141
 142 #else
 143 struct cpuinfo_x86 boot_cpu_data __read_mostly;
 144 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_data);
 145 #endif
 146
 147
 148 #if !defined(CONFIG_X86_PAE) || defined(CONFIG_X86_64)
 149 unsigned long mmu_cr4_features;
 150 #else
 151 unsigned long mmu_cr4_features = X86_CR4_PAE;
 152 #endif
 153
 154 /* Boot loader ID as an integer, for the benefit of proc_dointvec */
 155 int bootloader_type;
 156
 157 /*
 158  * Early DMI memory
 159  */
 160 int dmi_alloc_index;
 161 char dmi_alloc_data[DMI_MAX_DATA];
 162
 163 /*
 164  * Setup options
 165  */
 166 struct screen_info screen_info;
 167 EXPORT_SYMBOL(screen_info);
 168 struct edid_info edid_info;
 169 EXPORT_SYMBOL_GPL(edid_info);
 170
 171 extern int root_mountflags;
 172
 173 unsigned long saved_video_mode;
 174
 175 #define RAMDISK_IMAGE_START_MASK        0x07FF
 176 #define RAMDISK_PROMPT_FLAG             0x8000
 177 #define RAMDISK_LOAD_FLAG               0x4000
 178
 179 static char __initdata command_line[COMMAND_LINE_SIZE];
 180
 181 #if defined(CONFIG_EDD) || defined(CONFIG_EDD_MODULE)
 182 struct edd edd;
 183 #ifdef CONFIG_EDD_MODULE
 184 EXPORT_SYMBOL(edd);
 185 #endif
 186 /**
 187  * copy_edd() - Copy the BIOS EDD information
 188  *              from boot_params into a safe place.
 189  *
 190  */
 191 static inline void copy_edd(void)
 192 {
 193      memcpy(edd.mbr_signature, boot_params.edd_mbr_sig_buffer,
 194             sizeof(edd.mbr_signature));
 195      memcpy(edd.edd_info, boot_params.eddbuf, sizeof(edd.edd_info));
 196      edd.mbr_signature_nr = boot_params.edd_mbr_sig_buf_entries;
 197      edd.edd_info_nr = boot_params.eddbuf_entries;
 198 }
 199 #else
 200 static inline void copy_edd(void)
 201 {
 202 }
 203 #endif
 204
 205 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 206
 207 #ifdef CONFIG_X86_32
 208
 209 #define MAX_MAP_CHUNK   (NR_FIX_BTMAPS << PAGE_SHIFT)
 210 static void __init relocate_initrd(void)
 211 {
 212
 213         u64 ramdisk_image = boot_params.hdr.ramdisk_image;
 214         u64 ramdisk_size  = boot_params.hdr.ramdisk_size;
 215         u64 end_of_lowmem = max_low_pfn << PAGE_SHIFT;
 216         u64 ramdisk_here;
 217         unsigned long slop, clen, mapaddr;
 218         char *p, *q;
 219
 220         /* We need to move the initrd down into lowmem */
 221         ramdisk_here = find_e820_area(0, end_of_lowmem, ramdisk_size,
 222                                          PAGE_SIZE);
 223
 224         if (ramdisk_here == -1ULL)
 225                 panic("Cannot find place for new RAMDISK of size %lld\n",
 226                          ramdisk_size);
 227
 228         /* Note: this includes all the lowmem currently occupied by
 229            the initrd, we rely on that fact to keep the data intact. */
 230         reserve_early(ramdisk_here, ramdisk_here + ramdisk_size,
 231                          "NEW RAMDISK");
 232         initrd_start = ramdisk_here + PAGE_OFFSET;
 233         initrd_end   = initrd_start + ramdisk_size;
 234         printk(KERN_INFO "Allocated new RAMDISK: %08llx - %08llx\n",
 235                          ramdisk_here, ramdisk_here + ramdisk_size);
 236
 237         q = (char *)initrd_start;
 238
 239         /* Copy any lowmem portion of the initrd */
 240         if (ramdisk_image < end_of_lowmem) {
 241                 clen = end_of_lowmem - ramdisk_image;
 242                 p = (char *)__va(ramdisk_image);
 243                 memcpy(q, p, clen);
 244                 q += clen;
 245                 ramdisk_image += clen;
 246                 ramdisk_size  -= clen;
 247         }
 248
 249         /* Copy the highmem portion of the initrd */
 250         while (ramdisk_size) {
 251                 slop = ramdisk_image & ~PAGE_MASK;
 252                 clen = ramdisk_size;
 253                 if (clen > MAX_MAP_CHUNK-slop)
 254                         clen = MAX_MAP_CHUNK-slop;
 255                 mapaddr = ramdisk_image & PAGE_MASK;
 256                 p = early_ioremap(mapaddr, clen+slop);
 257                 memcpy(q, p+slop, clen);
 258                 early_iounmap(p, clen+slop);
 259                 q += clen;
 260                 ramdisk_image += clen;
 261                 ramdisk_size  -= clen;
 262         }
 263         /* high pages is not converted by early_res_to_bootmem */
 264         ramdisk_image = boot_params.hdr.ramdisk_image;
 265         ramdisk_size  = boot_params.hdr.ramdisk_size;
 266         printk(KERN_INFO "Move RAMDISK from %016llx - %016llx to"
 267                 " %08llx - %08llx\n",
 268                 ramdisk_image, ramdisk_image + ramdisk_size - 1,
 269                 ramdisk_here, ramdisk_here + ramdisk_size - 1);
 270 }
 271 #endif
 272
 273 static void __init reserve_initrd(void)
 274 {
 275         u64 ramdisk_image = boot_params.hdr.ramdisk_image;
 276         u64 ramdisk_size  = boot_params.hdr.ramdisk_size;
 277         u64 ramdisk_end   = ramdisk_image + ramdisk_size;
 278         u64 end_of_lowmem = max_low_pfn << PAGE_SHIFT;
 279
 280         if (!boot_params.hdr.type_of_loader ||
 281             !ramdisk_image || !ramdisk_size)
 282                 return;         /* No initrd provided by bootloader */
 283
 284         initrd_start = 0;
 285
 286         if (ramdisk_size >= (end_of_lowmem>>1)) {
 287                 free_early(ramdisk_image, ramdisk_end);
 288                 printk(KERN_ERR "initrd too large to handle, "
 289                        "disabling initrd\n");
 290                 return;
 291         }
 292
 293         printk(KERN_INFO "RAMDISK: %08llx - %08llx\n", ramdisk_image,
 294                         ramdisk_end);
 295
 296
 297         if (ramdisk_end <= end_of_lowmem) {
 298                 /* All in lowmem, easy case */
 299                 /*
 300                  * don't need to reserve again, already reserved early
 301                  * in i386_start_kernel
 302                  */
 303                 initrd_start = ramdisk_image + PAGE_OFFSET;
 304                 initrd_end = initrd_start + ramdisk_size;
 305                 return;
 306         }
 307
 308 #ifdef CONFIG_X86_32
 309         relocate_initrd();
 310 #else
 311         printk(KERN_ERR "initrd extends beyond end of memory "
 312                "(0x%08llx > 0x%08llx)\ndisabling initrd\n",
 313                ramdisk_end, end_of_lowmem);
 314         initrd_start = 0;
 315 #endif
 316         free_early(ramdisk_image, ramdisk_end);
 317 }
 318 #else
 319 static void __init reserve_initrd(void)
 320 {
 321 }
 322 #endif /* CONFIG_BLK_DEV_INITRD */
 323
 324 /*
 325  * Determine if we were loaded by an EFI loader.  If so, then we have also been
 326  * passed the efi memmap, systab, etc., so we should use these data structures
 327  * for initialization.  Note, the efi init code path is determined by the
 328  * global efi_enabled. This allows the same kernel image to be used on existing
 329  * systems (with a traditional BIOS) as well as on EFI systems.
 330  */
 331 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
 332 {
 333         memcpy(&boot_cpu_data, &new_cpu_data, sizeof(new_cpu_data));
 334         pre_setup_arch_hook();
 335         early_cpu_init();
 336         early_ioremap_init();
 337         reserve_setup_data();
 338
 339         ROOT_DEV = old_decode_dev(boot_params.hdr.root_dev);
 340         screen_info = boot_params.screen_info;
 341         edid_info = boot_params.edid_info;
 342         apm_info.bios = boot_params.apm_bios_info;
 343         ist_info = boot_params.ist_info;
 344         saved_video_mode = boot_params.hdr.vid_mode;
 345         if( boot_params.sys_desc_table.length != 0 ) {
 346                 set_mca_bus(boot_params.sys_desc_table.table[3] & 0x2);
 347                 machine_id = boot_params.sys_desc_table.table[0];
 348                 machine_submodel_id = boot_params.sys_desc_table.table[1];
 349                 BIOS_revision = boot_params.sys_desc_table.table[2];
 350         }
 351         bootloader_type = boot_params.hdr.type_of_loader;
 352
 353 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_RAM
 354         rd_image_start = boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_IMAGE_START_MASK;
 355         rd_prompt = ((boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_PROMPT_FLAG) != 0);
 356         rd_doload = ((boot_params.hdr.ram_size & RAMDISK_LOAD_FLAG) != 0);
 357 #endif
 358 #ifdef CONFIG_EFI
 359         if (!strncmp((char *)&boot_params.efi_info.efi_loader_signature,
 360                      "EL32", 4)) {
 361                 efi_enabled = 1;
 362                 efi_reserve_early();
 363         }
 364 #endif
 365
 366         ARCH_SETUP
 367
 368         setup_memory_map();
 369         copy_edd();
 370
 371         if (!boot_params.hdr.root_flags)
 372                 root_mountflags &= ~MS_RDONLY;
 373         init_mm.start_code = (unsigned long) _text;
 374         init_mm.end_code = (unsigned long) _etext;
 375         init_mm.end_data = (unsigned long) _edata;
 376         init_mm.brk = init_pg_tables_end + PAGE_OFFSET;
 377
 378         code_resource.start = virt_to_phys(_text);
 379         code_resource.end = virt_to_phys(_etext)-1;
 380         data_resource.start = virt_to_phys(_etext);
 381         data_resource.end = virt_to_phys(_edata)-1;
 382         bss_resource.start = virt_to_phys(&__bss_start);
 383         bss_resource.end = virt_to_phys(&__bss_stop)-1;
 384
 385         strlcpy(command_line, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 386         *cmdline_p = command_line;
 387
 388         parse_setup_data();
 389
 390         parse_early_param();
 391
 392         if (acpi_mps_check()){
 393 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 394                 enable_local_apic = -1;
 395 #endif
 396                 clear_cpu_cap(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_APIC);
 397         }
 398
 399         finish_e820_parsing();
 400
 401         probe_roms();
 402
 403         /* after parse_early_param, so could debug it */
 404         insert_resource(&iomem_resource, &code_resource);
 405         insert_resource(&iomem_resource, &data_resource);
 406         insert_resource(&iomem_resource, &bss_resource);
 407
 408         if (efi_enabled)
 409                 efi_init();
 410
 411         if (ppro_with_ram_bug()) {
 412                 e820_update_range(0x70000000ULL, 0x40000ULL, E820_RAM,
 413                                   E820_RESERVED);
 414                 sanitize_e820_map(e820.map, ARRAY_SIZE(e820.map), &e820.nr_map);
 415                 printk(KERN_INFO "fixed physical RAM map:\n");
 416                 e820_print_map("bad_ppro");
 417         }
 418
 419         e820_register_active_regions(0, 0, -1UL);
 420         /*
 421          * partially used pages are not usable - thus
 422          * we are rounding upwards:
 423          */
 424         max_pfn = e820_end_of_ram();
 425
 426         /* preallocate 4k for mptable mpc */
 427         early_reserve_e820_mpc_new();
 428         /* update e820 for memory not covered by WB MTRRs */
 429         mtrr_bp_init();
 430         if (mtrr_trim_uncached_memory(max_pfn)) {
 431                 remove_all_active_ranges();
 432                 e820_register_active_regions(0, 0, -1UL);
 433                 max_pfn = e820_end_of_ram();
 434         }
 435
 436         /* max_low_pfn get updated here */
 437         find_low_pfn_range();
 438
 439         /* max_pfn_mapped is updated here */
 440         max_pfn_mapped = init_memory_mapping(0, (max_low_pfn << PAGE_SHIFT));
 441
 442         reserve_initrd();
 443
 444         dmi_scan_machine();
 445
 446         io_delay_init();
 447
 448         /*
 449          * Parse the ACPI tables for possible boot-time SMP configuration.
 450          */
 451         acpi_boot_table_init();
 452
 453 #ifdef CONFIG_ACPI_NUMA
 454         /*
 455          * Parse SRAT to discover nodes.
 456          */
 457         acpi_numa_init();
 458 #endif
 459
 460         initmem_init(0, max_pfn);
 461
 462 #ifdef CONFIG_ACPI_SLEEP
 463         /*
 464          * Reserve low memory region for sleep support.
 465          */
 466         acpi_reserve_bootmem();
 467 #endif
 468 #ifdef CONFIG_X86_FIND_SMP_CONFIG
 469         /*
 470          * Find and reserve possible boot-time SMP configuration:
 471          */
 472         find_smp_config();
 473 #endif
 474         reserve_crashkernel();
 475
 476         reserve_ibft_region();
 477
 478 #ifdef CONFIG_KVM_CLOCK
 479         kvmclock_init();
 480 #endif
 481
 482 #ifdef CONFIG_VMI
 483         /*
 484          * Must be after max_low_pfn is determined, and before kernel
 485          * pagetables are setup.
 486          */
 487         vmi_init();
 488 #endif
 489
 490         paging_init();
 491
 492         /*
 493          * NOTE: On x86-32, only from this point on, fixmaps are ready for use.
 494          */
 495
 496 #ifdef CONFIG_PROVIDE_OHCI1394_DMA_INIT
 497         if (init_ohci1394_dma_early)
 498                 init_ohci1394_dma_on_all_controllers();
 499 #endif
 500
 501 #ifdef CONFIG_X86_GENERICARCH
 502         generic_apic_probe();
 503 #endif
 504
 505         early_quirks();
 506
 507         /*
 508          * Read APIC and some other early information from ACPI tables.
 509          */
 510         acpi_boot_init();
 511
 512 #if defined(CONFIG_X86_MPPARSE) || defined(CONFIG_X86_VISWS)
 513         /*
 514          * get boot-time SMP configuration:
 515          */
 516         if (smp_found_config)
 517                 get_smp_config();
 518 #endif
 519 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_X86_PC)
 520         if (def_to_bigsmp)
 521                 printk(KERN_WARNING "More than 8 CPUs detected and "
 522                         "CONFIG_X86_PC cannot handle it.\nUse "
 523                         "CONFIG_X86_GENERICARCH or CONFIG_X86_BIGSMP.\n");
 524 #endif
 525         kvm_guest_init();
 526
 527         e820_reserve_resources();
 528         e820_mark_nosave_regions(max_low_pfn);
 529
 530         request_resource(&iomem_resource, &video_ram_resource);
 531         reserve_standard_io_resources();
 532
 533         e820_setup_gap();
 534
 535 #ifdef CONFIG_VT
 536 #if defined(CONFIG_VGA_CONSOLE)
 537         if (!efi_enabled || (efi_mem_type(0xa0000) != EFI_CONVENTIONAL_MEMORY))
 538                 conswitchp = &vga_con;
 539 #elif defined(CONFIG_DUMMY_CONSOLE)
 540         conswitchp = &dummy_con;
 541 #endif
 542 #endif
 543 }
 544