x86_64: Move apic calibration code around
[linux-2.6] / arch / x86 / kernel / setup_32.c
1 /*
2  *  linux/arch/i386/kernel/setup.c
3  *
4  *  Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
5  *
6  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
7  *
8  *  Memory region support
9  *      David Parsons <orc@pell.chi.il.us>, July-August 1999
10  *
11  *  Added E820 sanitization routine (removes overlapping memory regions);
12  *  Brian Moyle <bmoyle@mvista.com>, February 2001
13  *
14  * Moved CPU detection code to cpu/${cpu}.c
15  *    Patrick Mochel <mochel@osdl.org>, March 2002
16  *
17  *  Provisions for empty E820 memory regions (reported by certain BIOSes).
18  *  Alex Achenbach <xela@slit.de>, December 2002.
19  *
20  */
21
22 /*
23  * This file handles the architecture-dependent parts of initialization
24  */
25
26 #include <linux/sched.h>
27 #include <linux/mm.h>
28 #include <linux/mmzone.h>
29 #include <linux/screen_info.h>
30 #include <linux/ioport.h>
31 #include <linux/acpi.h>
32 #include <linux/apm_bios.h>
33 #include <linux/initrd.h>
34 #include <linux/bootmem.h>
35 #include <linux/seq_file.h>
36 #include <linux/console.h>
37 #include <linux/mca.h>
38 #include <linux/root_dev.h>
39 #include <linux/highmem.h>
40 #include <linux/module.h>
41 #include <linux/efi.h>
42 #include <linux/init.h>
43 #include <linux/edd.h>
44 #include <linux/nodemask.h>
45 #include <linux/kexec.h>
46 #include <linux/crash_dump.h>
47 #include <linux/dmi.h>
48 #include <linux/pfn.h>
49
50 #include <video/edid.h>
51
52 #include <asm/apic.h>
53 #include <asm/e820.h>
54 #include <asm/mpspec.h>
55 #include <asm/mmzone.h>
56 #include <asm/setup.h>
57 #include <asm/arch_hooks.h>
58 #include <asm/sections.h>
59 #include <asm/io_apic.h>
60 #include <asm/ist.h>
61 #include <asm/io.h>
62 #include <asm/vmi.h>
63 #include <setup_arch.h>
64 #include <bios_ebda.h>
65
66 /* This value is set up by the early boot code to point to the value
67    immediately after the boot time page tables.  It contains a *physical*
68    address, and must not be in the .bss segment! */
69 unsigned long init_pg_tables_end __initdata = ~0UL;
70
71 int disable_pse __devinitdata = 0;
72
73 /*
74  * Machine setup..
75  */
76 extern struct resource code_resource;
77 extern struct resource data_resource;
78
79 /* cpu data as detected by the assembly code in head.S */
80 struct cpuinfo_x86 new_cpu_data __cpuinitdata = { 0, 0, 0, 0, -1, 1, 0, 0, -1 };
81 /* common cpu data for all cpus */
82 struct cpuinfo_x86 boot_cpu_data __read_mostly = { 0, 0, 0, 0, -1, 1, 0, 0, -1 };
83 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_data);
84
85 unsigned long mmu_cr4_features;
86
87 /* for MCA, but anyone else can use it if they want */
88 unsigned int machine_id;
89 #ifdef CONFIG_MCA
90 EXPORT_SYMBOL(machine_id);
91 #endif
92 unsigned int machine_submodel_id;
93 unsigned int BIOS_revision;
94 unsigned int mca_pentium_flag;
95
96 /* Boot loader ID as an integer, for the benefit of proc_dointvec */
97 int bootloader_type;
98
99 /* user-defined highmem size */
100 static unsigned int highmem_pages = -1;
101
102 /*
103  * Setup options
104  */
105 struct screen_info screen_info;
106 EXPORT_SYMBOL(screen_info);
107 struct apm_info apm_info;
108 EXPORT_SYMBOL(apm_info);
109 struct edid_info edid_info;
110 EXPORT_SYMBOL_GPL(edid_info);
111 struct ist_info ist_info;
112 #if defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI) || \
113         defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI_MODULE)
114 EXPORT_SYMBOL(ist_info);
115 #endif
116
117 extern void early_cpu_init(void);
118 extern int root_mountflags;
119
120 unsigned long saved_videomode;
121
122 #define RAMDISK_IMAGE_START_MASK        0x07FF
123 #define RAMDISK_PROMPT_FLAG             0x8000
124 #define RAMDISK_LOAD_FLAG               0x4000  
125
126 static char __initdata command_line[COMMAND_LINE_SIZE];
127
128 struct boot_params __initdata boot_params;
129
130 #if defined(CONFIG_EDD) || defined(CONFIG_EDD_MODULE)
131 struct edd edd;
132 #ifdef CONFIG_EDD_MODULE
133 EXPORT_SYMBOL(edd);
134 #endif
135 /**
136  * copy_edd() - Copy the BIOS EDD information
137  *              from boot_params into a safe place.
138  *
139  */
140 static inline void copy_edd(void)
141 {
142      memcpy(edd.mbr_signature, EDD_MBR_SIGNATURE, sizeof(edd.mbr_signature));
143      memcpy(edd.edd_info, EDD_BUF, sizeof(edd.edd_info));
144      edd.mbr_signature_nr = EDD_MBR_SIG_NR;
145      edd.edd_info_nr = EDD_NR;
146 }
147 #else
148 static inline void copy_edd(void)
149 {
150 }
151 #endif
152
153 int __initdata user_defined_memmap = 0;
154
155 /*
156  * "mem=nopentium" disables the 4MB page tables.
157  * "mem=XXX[kKmM]" defines a memory region from HIGH_MEM
158  * to <mem>, overriding the bios size.
159  * "memmap=XXX[KkmM]@XXX[KkmM]" defines a memory region from
160  * <start> to <start>+<mem>, overriding the bios size.
161  *
162  * HPA tells me bootloaders need to parse mem=, so no new
163  * option should be mem=  [also see Documentation/i386/boot.txt]
164  */
165 static int __init parse_mem(char *arg)
166 {
167         if (!arg)
168                 return -EINVAL;
169
170         if (strcmp(arg, "nopentium") == 0) {
171                 clear_bit(X86_FEATURE_PSE, boot_cpu_data.x86_capability);
172                 disable_pse = 1;
173         } else {
174                 /* If the user specifies memory size, we
175                  * limit the BIOS-provided memory map to
176                  * that size. exactmap can be used to specify
177                  * the exact map. mem=number can be used to
178                  * trim the existing memory map.
179                  */
180                 unsigned long long mem_size;
181  
182                 mem_size = memparse(arg, &arg);
183                 limit_regions(mem_size);
184                 user_defined_memmap = 1;
185         }
186         return 0;
187 }
188 early_param("mem", parse_mem);
189
190 #ifdef CONFIG_PROC_VMCORE
191 /* elfcorehdr= specifies the location of elf core header
192  * stored by the crashed kernel.
193  */
194 static int __init parse_elfcorehdr(char *arg)
195 {
196         if (!arg)
197                 return -EINVAL;
198
199         elfcorehdr_addr = memparse(arg, &arg);
200         return 0;
201 }
202 early_param("elfcorehdr", parse_elfcorehdr);
203 #endif /* CONFIG_PROC_VMCORE */
204
205 /*
206  * highmem=size forces highmem to be exactly 'size' bytes.
207  * This works even on boxes that have no highmem otherwise.
208  * This also works to reduce highmem size on bigger boxes.
209  */
210 static int __init parse_highmem(char *arg)
211 {
212         if (!arg)
213                 return -EINVAL;
214
215         highmem_pages = memparse(arg, &arg) >> PAGE_SHIFT;
216         return 0;
217 }
218 early_param("highmem", parse_highmem);
219
220 /*
221  * vmalloc=size forces the vmalloc area to be exactly 'size'
222  * bytes. This can be used to increase (or decrease) the
223  * vmalloc area - the default is 128m.
224  */
225 static int __init parse_vmalloc(char *arg)
226 {
227         if (!arg)
228                 return -EINVAL;
229
230         __VMALLOC_RESERVE = memparse(arg, &arg);
231         return 0;
232 }
233 early_param("vmalloc", parse_vmalloc);
234
235 /*
236  * reservetop=size reserves a hole at the top of the kernel address space which
237  * a hypervisor can load into later.  Needed for dynamically loaded hypervisors,
238  * so relocating the fixmap can be done before paging initialization.
239  */
240 static int __init parse_reservetop(char *arg)
241 {
242         unsigned long address;
243
244         if (!arg)
245                 return -EINVAL;
246
247         address = memparse(arg, &arg);
248         reserve_top_address(address);
249         return 0;
250 }
251 early_param("reservetop", parse_reservetop);
252
253 /*
254  * Determine low and high memory ranges:
255  */
256 unsigned long __init find_max_low_pfn(void)
257 {
258         unsigned long max_low_pfn;
259
260         max_low_pfn = max_pfn;
261         if (max_low_pfn > MAXMEM_PFN) {
262                 if (highmem_pages == -1)
263                         highmem_pages = max_pfn - MAXMEM_PFN;
264                 if (highmem_pages + MAXMEM_PFN < max_pfn)
265                         max_pfn = MAXMEM_PFN + highmem_pages;
266                 if (highmem_pages + MAXMEM_PFN > max_pfn) {
267                         printk("only %luMB highmem pages available, ignoring highmem size of %uMB.\n", pages_to_mb(max_pfn - MAXMEM_PFN), pages_to_mb(highmem_pages));
268                         highmem_pages = 0;
269                 }
270                 max_low_pfn = MAXMEM_PFN;
271 #ifndef CONFIG_HIGHMEM
272                 /* Maximum memory usable is what is directly addressable */
273                 printk(KERN_WARNING "Warning only %ldMB will be used.\n",
274                                         MAXMEM>>20);
275                 if (max_pfn > MAX_NONPAE_PFN)
276                         printk(KERN_WARNING "Use a HIGHMEM64G enabled kernel.\n");
277                 else
278                         printk(KERN_WARNING "Use a HIGHMEM enabled kernel.\n");
279                 max_pfn = MAXMEM_PFN;
280 #else /* !CONFIG_HIGHMEM */
281 #ifndef CONFIG_HIGHMEM64G
282                 if (max_pfn > MAX_NONPAE_PFN) {
283                         max_pfn = MAX_NONPAE_PFN;
284                         printk(KERN_WARNING "Warning only 4GB will be used.\n");
285                         printk(KERN_WARNING "Use a HIGHMEM64G enabled kernel.\n");
286                 }
287 #endif /* !CONFIG_HIGHMEM64G */
288 #endif /* !CONFIG_HIGHMEM */
289         } else {
290                 if (highmem_pages == -1)
291                         highmem_pages = 0;
292 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
293                 if (highmem_pages >= max_pfn) {
294                         printk(KERN_ERR "highmem size specified (%uMB) is bigger than pages available (%luMB)!.\n", pages_to_mb(highmem_pages), pages_to_mb(max_pfn));
295                         highmem_pages = 0;
296                 }
297                 if (highmem_pages) {
298                         if (max_low_pfn-highmem_pages < 64*1024*1024/PAGE_SIZE){
299                                 printk(KERN_ERR "highmem size %uMB results in smaller than 64MB lowmem, ignoring it.\n", pages_to_mb(highmem_pages));
300                                 highmem_pages = 0;
301                         }
302                         max_low_pfn -= highmem_pages;
303                 }
304 #else
305                 if (highmem_pages)
306                         printk(KERN_ERR "ignoring highmem size on non-highmem kernel!\n");
307 #endif
308         }
309         return max_low_pfn;
310 }
311
312 /*
313  * workaround for Dell systems that neglect to reserve EBDA
314  */
315 static void __init reserve_ebda_region(void)
316 {
317         unsigned int addr;
318         addr = get_bios_ebda();
319         if (addr)
320                 reserve_bootmem(addr, PAGE_SIZE);       
321 }
322
323 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
324 void __init setup_bootmem_allocator(void);
325 static unsigned long __init setup_memory(void)
326 {
327         /*
328          * partially used pages are not usable - thus
329          * we are rounding upwards:
330          */
331         min_low_pfn = PFN_UP(init_pg_tables_end);
332
333         find_max_pfn();
334
335         max_low_pfn = find_max_low_pfn();
336
337 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
338         highstart_pfn = highend_pfn = max_pfn;
339         if (max_pfn > max_low_pfn) {
340                 highstart_pfn = max_low_pfn;
341         }
342         printk(KERN_NOTICE "%ldMB HIGHMEM available.\n",
343                 pages_to_mb(highend_pfn - highstart_pfn));
344         num_physpages = highend_pfn;
345         high_memory = (void *) __va(highstart_pfn * PAGE_SIZE - 1) + 1;
346 #else
347         num_physpages = max_low_pfn;
348         high_memory = (void *) __va(max_low_pfn * PAGE_SIZE - 1) + 1;
349 #endif
350 #ifdef CONFIG_FLATMEM
351         max_mapnr = num_physpages;
352 #endif
353         printk(KERN_NOTICE "%ldMB LOWMEM available.\n",
354                         pages_to_mb(max_low_pfn));
355
356         setup_bootmem_allocator();
357
358         return max_low_pfn;
359 }
360
361 void __init zone_sizes_init(void)
362 {
363         unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES];
364         memset(max_zone_pfns, 0, sizeof(max_zone_pfns));
365         max_zone_pfns[ZONE_DMA] =
366                 virt_to_phys((char *)MAX_DMA_ADDRESS) >> PAGE_SHIFT;
367         max_zone_pfns[ZONE_NORMAL] = max_low_pfn;
368 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
369         max_zone_pfns[ZONE_HIGHMEM] = highend_pfn;
370         add_active_range(0, 0, highend_pfn);
371 #else
372         add_active_range(0, 0, max_low_pfn);
373 #endif
374
375         free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
376 }
377 #else
378 extern unsigned long __init setup_memory(void);
379 extern void zone_sizes_init(void);
380 #endif /* !CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
381
382 void __init setup_bootmem_allocator(void)
383 {
384         unsigned long bootmap_size;
385         /*
386          * Initialize the boot-time allocator (with low memory only):
387          */
388         bootmap_size = init_bootmem(min_low_pfn, max_low_pfn);
389
390         register_bootmem_low_pages(max_low_pfn);
391
392         /*
393          * Reserve the bootmem bitmap itself as well. We do this in two
394          * steps (first step was init_bootmem()) because this catches
395          * the (very unlikely) case of us accidentally initializing the
396          * bootmem allocator with an invalid RAM area.
397          */
398         reserve_bootmem(__pa_symbol(_text), (PFN_PHYS(min_low_pfn) +
399                          bootmap_size + PAGE_SIZE-1) - __pa_symbol(_text));
400
401         /*
402          * reserve physical page 0 - it's a special BIOS page on many boxes,
403          * enabling clean reboots, SMP operation, laptop functions.
404          */
405         reserve_bootmem(0, PAGE_SIZE);
406
407         /* reserve EBDA region, it's a 4K region */
408         reserve_ebda_region();
409
410     /* could be an AMD 768MPX chipset. Reserve a page  before VGA to prevent
411        PCI prefetch into it (errata #56). Usually the page is reserved anyways,
412        unless you have no PS/2 mouse plugged in. */
413         if (boot_cpu_data.x86_vendor == X86_VENDOR_AMD &&
414             boot_cpu_data.x86 == 6)
415              reserve_bootmem(0xa0000 - 4096, 4096);
416
417 #ifdef CONFIG_SMP
418         /*
419          * But first pinch a few for the stack/trampoline stuff
420          * FIXME: Don't need the extra page at 4K, but need to fix
421          * trampoline before removing it. (see the GDT stuff)
422          */
423         reserve_bootmem(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
424 #endif
425 #ifdef CONFIG_ACPI_SLEEP
426         /*
427          * Reserve low memory region for sleep support.
428          */
429         acpi_reserve_bootmem();
430 #endif
431 #ifdef CONFIG_X86_FIND_SMP_CONFIG
432         /*
433          * Find and reserve possible boot-time SMP configuration:
434          */
435         find_smp_config();
436 #endif
437         numa_kva_reserve();
438 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
439         if (LOADER_TYPE && INITRD_START) {
440                 if (INITRD_START + INITRD_SIZE <= (max_low_pfn << PAGE_SHIFT)) {
441                         reserve_bootmem(INITRD_START, INITRD_SIZE);
442                         initrd_start = INITRD_START + PAGE_OFFSET;
443                         initrd_end = initrd_start+INITRD_SIZE;
444                 }
445                 else {
446                         printk(KERN_ERR "initrd extends beyond end of memory "
447                             "(0x%08lx > 0x%08lx)\ndisabling initrd\n",
448                             INITRD_START + INITRD_SIZE,
449                             max_low_pfn << PAGE_SHIFT);
450                         initrd_start = 0;
451                 }
452         }
453 #endif
454 #ifdef CONFIG_KEXEC
455         if (crashk_res.start != crashk_res.end)
456                 reserve_bootmem(crashk_res.start,
457                         crashk_res.end - crashk_res.start + 1);
458 #endif
459 }
460
461 /*
462  * The node 0 pgdat is initialized before all of these because
463  * it's needed for bootmem.  node>0 pgdats have their virtual
464  * space allocated before the pagetables are in place to access
465  * them, so they can't be cleared then.
466  *
467  * This should all compile down to nothing when NUMA is off.
468  */
469 static void __init remapped_pgdat_init(void)
470 {
471         int nid;
472
473         for_each_online_node(nid) {
474                 if (nid != 0)
475                         memset(NODE_DATA(nid), 0, sizeof(struct pglist_data));
476         }
477 }
478
479 #ifdef CONFIG_MCA
480 static void set_mca_bus(int x)
481 {
482         MCA_bus = x;
483 }
484 #else
485 static void set_mca_bus(int x) { }
486 #endif
487
488 /* Overridden in paravirt.c if CONFIG_PARAVIRT */
489 char * __init __attribute__((weak)) memory_setup(void)
490 {
491         return machine_specific_memory_setup();
492 }
493
494 /*
495  * Determine if we were loaded by an EFI loader.  If so, then we have also been
496  * passed the efi memmap, systab, etc., so we should use these data structures
497  * for initialization.  Note, the efi init code path is determined by the
498  * global efi_enabled. This allows the same kernel image to be used on existing
499  * systems (with a traditional BIOS) as well as on EFI systems.
500  */
501 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
502 {
503         unsigned long max_low_pfn;
504
505         memcpy(&boot_cpu_data, &new_cpu_data, sizeof(new_cpu_data));
506         pre_setup_arch_hook();
507         early_cpu_init();
508
509         /*
510          * FIXME: This isn't an official loader_type right
511          * now but does currently work with elilo.
512          * If we were configured as an EFI kernel, check to make
513          * sure that we were loaded correctly from elilo and that
514          * the system table is valid.  If not, then initialize normally.
515          */
516 #ifdef CONFIG_EFI
517         if ((LOADER_TYPE == 0x50) && EFI_SYSTAB)
518                 efi_enabled = 1;
519 #endif
520
521         ROOT_DEV = old_decode_dev(ORIG_ROOT_DEV);
522         screen_info = SCREEN_INFO;
523         edid_info = EDID_INFO;
524         apm_info.bios = APM_BIOS_INFO;
525         ist_info = IST_INFO;
526         saved_videomode = VIDEO_MODE;
527         if( SYS_DESC_TABLE.length != 0 ) {
528                 set_mca_bus(SYS_DESC_TABLE.table[3] & 0x2);
529                 machine_id = SYS_DESC_TABLE.table[0];
530                 machine_submodel_id = SYS_DESC_TABLE.table[1];
531                 BIOS_revision = SYS_DESC_TABLE.table[2];
532         }
533         bootloader_type = LOADER_TYPE;
534
535 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_RAM
536         rd_image_start = RAMDISK_FLAGS & RAMDISK_IMAGE_START_MASK;
537         rd_prompt = ((RAMDISK_FLAGS & RAMDISK_PROMPT_FLAG) != 0);
538         rd_doload = ((RAMDISK_FLAGS & RAMDISK_LOAD_FLAG) != 0);
539 #endif
540         ARCH_SETUP
541         if (efi_enabled)
542                 efi_init();
543         else {
544                 printk(KERN_INFO "BIOS-provided physical RAM map:\n");
545                 print_memory_map(memory_setup());
546         }
547
548         copy_edd();
549
550         if (!MOUNT_ROOT_RDONLY)
551                 root_mountflags &= ~MS_RDONLY;
552         init_mm.start_code = (unsigned long) _text;
553         init_mm.end_code = (unsigned long) _etext;
554         init_mm.end_data = (unsigned long) _edata;
555         init_mm.brk = init_pg_tables_end + PAGE_OFFSET;
556
557         code_resource.start = virt_to_phys(_text);
558         code_resource.end = virt_to_phys(_etext)-1;
559         data_resource.start = virt_to_phys(_etext);
560         data_resource.end = virt_to_phys(_edata)-1;
561
562         parse_early_param();
563
564         if (user_defined_memmap) {
565                 printk(KERN_INFO "user-defined physical RAM map:\n");
566                 print_memory_map("user");
567         }
568
569         strlcpy(command_line, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
570         *cmdline_p = command_line;
571
572         max_low_pfn = setup_memory();
573
574 #ifdef CONFIG_VMI
575         /*
576          * Must be after max_low_pfn is determined, and before kernel
577          * pagetables are setup.
578          */
579         vmi_init();
580 #endif
581
582         /*
583          * NOTE: before this point _nobody_ is allowed to allocate
584          * any memory using the bootmem allocator.  Although the
585          * alloctor is now initialised only the first 8Mb of the kernel
586          * virtual address space has been mapped.  All allocations before
587          * paging_init() has completed must use the alloc_bootmem_low_pages()
588          * variant (which allocates DMA'able memory) and care must be taken
589          * not to exceed the 8Mb limit.
590          */
591
592 #ifdef CONFIG_SMP
593         smp_alloc_memory(); /* AP processor realmode stacks in low memory*/
594 #endif
595         paging_init();
596         remapped_pgdat_init();
597         sparse_init();
598         zone_sizes_init();
599
600         /*
601          * NOTE: at this point the bootmem allocator is fully available.
602          */
603
604         paravirt_post_allocator_init();
605
606         dmi_scan_machine();
607
608 #ifdef CONFIG_X86_GENERICARCH
609         generic_apic_probe();
610 #endif  
611         if (efi_enabled)
612                 efi_map_memmap();
613
614 #ifdef CONFIG_ACPI
615         /*
616          * Parse the ACPI tables for possible boot-time SMP configuration.
617          */
618         acpi_boot_table_init();
619 #endif
620
621 #ifdef CONFIG_PCI
622 #ifdef CONFIG_X86_IO_APIC
623         check_acpi_pci();       /* Checks more than just ACPI actually */
624 #endif
625 #endif
626
627 #ifdef CONFIG_ACPI
628         acpi_boot_init();
629
630 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_X86_PC)
631         if (def_to_bigsmp)
632                 printk(KERN_WARNING "More than 8 CPUs detected and "
633                         "CONFIG_X86_PC cannot handle it.\nUse "
634                         "CONFIG_X86_GENERICARCH or CONFIG_X86_BIGSMP.\n");
635 #endif
636 #endif
637 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
638         if (smp_found_config)
639                 get_smp_config();
640 #endif
641
642         e820_register_memory();
643         e820_mark_nosave_regions();
644
645 #ifdef CONFIG_VT
646 #if defined(CONFIG_VGA_CONSOLE)
647         if (!efi_enabled || (efi_mem_type(0xa0000) != EFI_CONVENTIONAL_MEMORY))
648                 conswitchp = &vga_con;
649 #elif defined(CONFIG_DUMMY_CONSOLE)
650         conswitchp = &dummy_con;
651 #endif
652 #endif
653 }