arch/arm64/kernel/setup.c

   1 /*
   2  * Based on arch/arm/kernel/setup.c
   3  *
   4  * Copyright (C) 1995-2001 Russell King
   5  * Copyright (C) 2012 ARM Ltd.
   6  *
   7  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   8  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   9  * published by the Free Software Foundation.
  10  *
  11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  * GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  18  */
  19
  20 #include <linux/acpi.h>
  21 #include <linux/export.h>
  22 #include <linux/kernel.h>
  23 #include <linux/stddef.h>
  24 #include <linux/ioport.h>
  25 #include <linux/delay.h>
  26 #include <linux/initrd.h>
  27 #include <linux/console.h>
  28 #include <linux/cache.h>
  29 #include <linux/bootmem.h>
  30 #include <linux/screen_info.h>
  31 #include <linux/init.h>
  32 #include <linux/kexec.h>
  33 #include <linux/root_dev.h>
  34 #include <linux/cpu.h>
  35 #include <linux/interrupt.h>
  36 #include <linux/smp.h>
  37 #include <linux/fs.h>
  38 #include <linux/proc_fs.h>
  39 #include <linux/memblock.h>
  40 #include <linux/of_fdt.h>
  41 #include <linux/efi.h>
  42 #include <linux/psci.h>
  43 #include <linux/sched/task.h>
  44 #include <linux/mm.h>
  45
  46 #include <asm/acpi.h>
  47 #include <asm/fixmap.h>
  48 #include <asm/cpu.h>
  49 #include <asm/cputype.h>
  50 #include <asm/daifflags.h>
  51 #include <asm/elf.h>
  52 #include <asm/cpufeature.h>
  53 #include <asm/cpu_ops.h>
  54 #include <asm/kasan.h>
  55 #include <asm/numa.h>
  56 #include <asm/sections.h>
  57 #include <asm/setup.h>
  58 #include <asm/smp_plat.h>
  59 #include <asm/cacheflush.h>
  60 #include <asm/tlbflush.h>
  61 #include <asm/traps.h>
  62 #include <asm/memblock.h>
  63 #include <asm/efi.h>
  64 #include <asm/xen/hypervisor.h>
  65 #include <asm/mmu_context.h>
  66
  67 static int num_standard_resources;
  68 static struct resource *standard_resources;
  69
  70 phys_addr_t __fdt_pointer __initdata;
  71
  72 /*
  73  * Standard memory resources
  74  */
  75 static struct resource mem_res[] = {
  76         {
  77                 .name = "Kernel code",
  78                 .start = 0,
  79                 .end = 0,
  80                 .flags = IORESOURCE_SYSTEM_RAM
  81         },
  82         {
  83                 .name = "Kernel data",
  84                 .start = 0,
  85                 .end = 0,
  86                 .flags = IORESOURCE_SYSTEM_RAM
  87         }
  88 };
  89
  90 #define kernel_code mem_res[0]
  91 #define kernel_data mem_res[1]
  92
  93 /*
  94  * The recorded values of x0 .. x3 upon kernel entry.
  95  */
  96 u64 __cacheline_aligned boot_args[4];
  97
  98 void __init smp_setup_processor_id(void)
  99 {
 100         u64 mpidr = read_cpuid_mpidr() & MPIDR_HWID_BITMASK;
 101         cpu_logical_map(0) = mpidr;
 102
 103         /*
 104          * clear __my_cpu_offset on boot CPU to avoid hang caused by
 105          * using percpu variable early, for example, lockdep will
 106          * access percpu variable inside lock_release
 107          */
 108         set_my_cpu_offset(0);
 109         pr_info("Booting Linux on physical CPU 0x%010lx [0x%08x]\n",
 110                 (unsigned long)mpidr, read_cpuid_id());
 111 }
 112
 113 bool arch_match_cpu_phys_id(int cpu, u64 phys_id)
 114 {
 115         return phys_id == cpu_logical_map(cpu);
 116 }
 117
 118 struct mpidr_hash mpidr_hash;
 119 /**
 120  * smp_build_mpidr_hash - Pre-compute shifts required at each affinity
 121  *                        level in order to build a linear index from an
 122  *                        MPIDR value. Resulting algorithm is a collision
 123  *                        free hash carried out through shifting and ORing
 124  */
 125 static void __init smp_build_mpidr_hash(void)
 126 {
 127         u32 i, affinity, fs[4], bits[4], ls;
 128         u64 mask = 0;
 129         /*
 130          * Pre-scan the list of MPIDRS and filter out bits that do
 131          * not contribute to affinity levels, ie they never toggle.
 132          */
 133         for_each_possible_cpu(i)
 134                 mask |= (cpu_logical_map(i) ^ cpu_logical_map(0));
 135         pr_debug("mask of set bits %#llx\n", mask);
 136         /*
 137          * Find and stash the last and first bit set at all affinity levels to
 138          * check how many bits are required to represent them.
 139          */
 140         for (i = 0; i < 4; i++) {
 141                 affinity = MPIDR_AFFINITY_LEVEL(mask, i);
 142                 /*
 143                  * Find the MSB bit and LSB bits position
 144                  * to determine how many bits are required
 145                  * to express the affinity level.
 146                  */
 147                 ls = fls(affinity);
 148                 fs[i] = affinity ? ffs(affinity) - 1 : 0;
 149                 bits[i] = ls - fs[i];
 150         }
 151         /*
 152          * An index can be created from the MPIDR_EL1 by isolating the
 153          * significant bits at each affinity level and by shifting
 154          * them in order to compress the 32 bits values space to a
 155          * compressed set of values. This is equivalent to hashing
 156          * the MPIDR_EL1 through shifting and ORing. It is a collision free
 157          * hash though not minimal since some levels might contain a number
 158          * of CPUs that is not an exact power of 2 and their bit
 159          * representation might contain holes, eg MPIDR_EL1[7:0] = {0x2, 0x80}.
 160          */
 161         mpidr_hash.shift_aff[0] = MPIDR_LEVEL_SHIFT(0) + fs[0];
 162         mpidr_hash.shift_aff[1] = MPIDR_LEVEL_SHIFT(1) + fs[1] - bits[0];
 163         mpidr_hash.shift_aff[2] = MPIDR_LEVEL_SHIFT(2) + fs[2] -
 164                                                 (bits[1] + bits[0]);
 165         mpidr_hash.shift_aff[3] = MPIDR_LEVEL_SHIFT(3) +
 166                                   fs[3] - (bits[2] + bits[1] + bits[0]);
 167         mpidr_hash.mask = mask;
 168         mpidr_hash.bits = bits[3] + bits[2] + bits[1] + bits[0];
 169         pr_debug("MPIDR hash: aff0[%u] aff1[%u] aff2[%u] aff3[%u] mask[%#llx] bits[%u]\n",
 170                 mpidr_hash.shift_aff[0],
 171                 mpidr_hash.shift_aff[1],
 172                 mpidr_hash.shift_aff[2],
 173                 mpidr_hash.shift_aff[3],
 174                 mpidr_hash.mask,
 175                 mpidr_hash.bits);
 176         /*
 177          * 4x is an arbitrary value used to warn on a hash table much bigger
 178          * than expected on most systems.
 179          */
 180         if (mpidr_hash_size() > 4 * num_possible_cpus())
 181                 pr_warn("Large number of MPIDR hash buckets detected\n");
 182 }
 183
 184 static void __init setup_machine_fdt(phys_addr_t dt_phys)
 185 {
 186         int size;
 187         void *dt_virt = fixmap_remap_fdt(dt_phys, &size, PAGE_KERNEL);
 188         const char *name;
 189
 190         if (dt_virt)
 191                 memblock_reserve(dt_phys, size);
 192
 193         if (!dt_virt || !early_init_dt_scan(dt_virt)) {
 194                 pr_crit("\n"
 195                         "Error: invalid device tree blob at physical address %pa (virtual address 0x%p)\n"
 196                         "The dtb must be 8-byte aligned and must not exceed 2 MB in size\n"
 197                         "\nPlease check your bootloader.",
 198                         &dt_phys, dt_virt);
 199
 200                 while (true)
 201                         cpu_relax();
 202         }
 203
 204         /* Early fixups are done, map the FDT as read-only now */
 205         fixmap_remap_fdt(dt_phys, &size, PAGE_KERNEL_RO);
 206
 207         name = of_flat_dt_get_machine_name();
 208         if (!name)
 209                 return;
 210
 211         pr_info("Machine model: %s\n", name);
 212         dump_stack_set_arch_desc("%s (DT)", name);
 213 }
 214
 215 static void __init request_standard_resources(void)
 216 {
 217         struct memblock_region *region;
 218         struct resource *res;
 219         unsigned long i = 0;
 220
 221         kernel_code.start   = __pa_symbol(_text);
 222         kernel_code.end     = __pa_symbol(__init_begin - 1);
 223         kernel_data.start   = __pa_symbol(_sdata);
 224         kernel_data.end     = __pa_symbol(_end - 1);
 225
 226         num_standard_resources = memblock.memory.cnt;
 227         standard_resources = alloc_bootmem_low(num_standard_resources *
 228                                                sizeof(*standard_resources));
 229
 230         for_each_memblock(memory, region) {
 231                 res = &standard_resources[i++];
 232                 if (memblock_is_nomap(region)) {
 233                         res->name  = "reserved";
 234                         res->flags = IORESOURCE_MEM;
 235                 } else {
 236                         res->name  = "System RAM";
 237                         res->flags = IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
 238                 }
 239                 res->start = __pfn_to_phys(memblock_region_memory_base_pfn(region));
 240                 res->end = __pfn_to_phys(memblock_region_memory_end_pfn(region)) - 1;
 241
 242                 request_resource(&iomem_resource, res);
 243
 244                 if (kernel_code.start >= res->start &&
 245                     kernel_code.end <= res->end)
 246                         request_resource(res, &kernel_code);
 247                 if (kernel_data.start >= res->start &&
 248                     kernel_data.end <= res->end)
 249                         request_resource(res, &kernel_data);
 250 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
 251                 /* Userspace will find "Crash kernel" region in /proc/iomem. */
 252                 if (crashk_res.end && crashk_res.start >= res->start &&
 253                     crashk_res.end <= res->end)
 254                         request_resource(res, &crashk_res);
 255 #endif
 256         }
 257 }
 258
 259 static int __init reserve_memblock_reserved_regions(void)
 260 {
 261         u64 i, j;
 262
 263         for (i = 0; i < num_standard_resources; ++i) {
 264                 struct resource *mem = &standard_resources[i];
 265                 phys_addr_t r_start, r_end, mem_size = resource_size(mem);
 266
 267                 if (!memblock_is_region_reserved(mem->start, mem_size))
 268                         continue;
 269
 270                 for_each_reserved_mem_region(j, &r_start, &r_end) {
 271                         resource_size_t start, end;
 272
 273                         start = max(PFN_PHYS(PFN_DOWN(r_start)), mem->start);
 274                         end = min(PFN_PHYS(PFN_UP(r_end)) - 1, mem->end);
 275
 276                         if (start > mem->end || end < mem->start)
 277                                 continue;
 278
 279                         reserve_region_with_split(mem, start, end, "reserved");
 280                 }
 281         }
 282
 283         return 0;
 284 }
 285 arch_initcall(reserve_memblock_reserved_regions);
 286
 287 u64 __cpu_logical_map[NR_CPUS] = { [0 ... NR_CPUS-1] = INVALID_HWID };
 288
 289 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
 290 {
 291         init_mm.start_code = (unsigned long) _text;
 292         init_mm.end_code   = (unsigned long) _etext;
 293         init_mm.end_data   = (unsigned long) _edata;
 294         init_mm.brk        = (unsigned long) _end;
 295
 296         *cmdline_p = boot_command_line;
 297
 298         early_fixmap_init();
 299         early_ioremap_init();
 300
 301         setup_machine_fdt(__fdt_pointer);
 302
 303         parse_early_param();
 304
 305         /*
 306          * Unmask asynchronous aborts and fiq after bringing up possible
 307          * earlycon. (Report possible System Errors once we can report this
 308          * occurred).
 309          */
 310         local_daif_restore(DAIF_PROCCTX_NOIRQ);
 311
 312         /*
 313          * TTBR0 is only used for the identity mapping at this stage. Make it
 314          * point to zero page to avoid speculatively fetching new entries.
 315          */
 316         cpu_uninstall_idmap();
 317
 318         xen_early_init();
 319         efi_init();
 320         arm64_memblock_init();
 321
 322         paging_init();
 323
 324         acpi_table_upgrade();
 325
 326         /* Parse the ACPI tables for possible boot-time configuration */
 327         acpi_boot_table_init();
 328
 329         if (acpi_disabled)
 330                 unflatten_device_tree();
 331
 332         bootmem_init();
 333
 334         kasan_init();
 335
 336         request_standard_resources();
 337
 338         early_ioremap_reset();
 339
 340         if (acpi_disabled)
 341                 psci_dt_init();
 342         else
 343                 psci_acpi_init();
 344
 345         cpu_read_bootcpu_ops();
 346         smp_init_cpus();
 347         smp_build_mpidr_hash();
 348
 349 #ifdef CONFIG_ARM64_SW_TTBR0_PAN
 350         /*
 351          * Make sure init_thread_info.ttbr0 always generates translation
 352          * faults in case uaccess_enable() is inadvertently called by the init
 353          * thread.
 354          */
 355         init_task.thread_info.ttbr0 = __pa_symbol(empty_zero_page);
 356 #endif
 357
 358 #ifdef CONFIG_VT
 359 #if defined(CONFIG_VGA_CONSOLE)
 360         conswitchp = &vga_con;
 361 #elif defined(CONFIG_DUMMY_CONSOLE)
 362         conswitchp = &dummy_con;
 363 #endif
 364 #endif
 365         if (boot_args[1] || boot_args[2] || boot_args[3]) {
 366                 pr_err("WARNING: x1-x3 nonzero in violation of boot protocol:\n"
 367                         "\tx1: %016llx\n\tx2: %016llx\n\tx3: %016llx\n"
 368                         "This indicates a broken bootloader or old kernel\n",
 369                         boot_args[1], boot_args[2], boot_args[3]);
 370         }
 371 }
 372
 373 static int __init topology_init(void)
 374 {
 375         int i;
 376
 377         for_each_online_node(i)
 378                 register_one_node(i);
 379
 380         for_each_possible_cpu(i) {
 381                 struct cpu *cpu = &per_cpu(cpu_data.cpu, i);
 382                 cpu->hotpluggable = 1;
 383                 register_cpu(cpu, i);
 384         }
 385
 386         return 0;
 387 }
 388 subsys_initcall(topology_init);
 389
 390 /*
 391  * Dump out kernel offset information on panic.
 392  */
 393 static int dump_kernel_offset(struct notifier_block *self, unsigned long v,
 394                               void *p)
 395 {
 396         const unsigned long offset = kaslr_offset();
 397
 398         if (IS_ENABLED(CONFIG_RANDOMIZE_BASE) && offset > 0) {
 399                 pr_emerg("Kernel Offset: 0x%lx from 0x%lx\n",
 400                          offset, KIMAGE_VADDR);
 401         } else {
 402                 pr_emerg("Kernel Offset: disabled\n");
 403         }
 404         return 0;
 405 }
 406
 407 static struct notifier_block kernel_offset_notifier = {
 408         .notifier_call = dump_kernel_offset
 409 };
 410
 411 static int __init register_kernel_offset_dumper(void)
 412 {
 413         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list,
 414                                        &kernel_offset_notifier);
 415         return 0;
 416 }
 417 __initcall(register_kernel_offset_dumper);