arch/x86/kernel/head64.c

   1 /*
   2  *  prepare to run common code
   3  *
   4  *  Copyright (C) 2000 Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
   5  */
   6
   7 #include <linux/init.h>
   8 #include <linux/linkage.h>
   9 #include <linux/types.h>
  10 #include <linux/kernel.h>
  11 #include <linux/string.h>
  12 #include <linux/percpu.h>
  13 #include <linux/start_kernel.h>
  14 #include <linux/io.h>
  15 #include <linux/memblock.h>
  16
  17 #include <asm/processor.h>
  18 #include <asm/proto.h>
  19 #include <asm/smp.h>
  20 #include <asm/setup.h>
  21 #include <asm/desc.h>
  22 #include <asm/pgtable.h>
  23 #include <asm/tlbflush.h>
  24 #include <asm/sections.h>
  25 #include <asm/kdebug.h>
  26 #include <asm/e820.h>
  27 #include <asm/bios_ebda.h>
  28 #include <asm/bootparam_utils.h>
  29
  30 /*
  31  * Manage page tables very early on.
  32  */
  33 extern pgd_t early_level4_pgt[PTRS_PER_PGD];
  34 extern pmd_t early_dynamic_pgts[EARLY_DYNAMIC_PAGE_TABLES][PTRS_PER_PMD];
  35 static unsigned int __initdata next_early_pgt = 2;
  36
  37 /* Wipe all early page tables except for the kernel symbol map */
  38 static void __init reset_early_page_tables(void)
  39 {
  40         unsigned long i;
  41
  42         for (i = 0; i < PTRS_PER_PGD-1; i++)
  43                 early_level4_pgt[i].pgd = 0;
  44
  45         next_early_pgt = 0;
  46
  47         write_cr3(__pa(early_level4_pgt));
  48 }
  49
  50 /* Create a new PMD entry */
  51 int __init early_make_pgtable(unsigned long address)
  52 {
  53         unsigned long physaddr = address - __PAGE_OFFSET;
  54         unsigned long i;
  55         pgdval_t pgd, *pgd_p;
  56         pudval_t *pud_p;
  57         pmdval_t pmd, *pmd_p;
  58
  59         /* Invalid address or early pgt is done ?  */
  60         if (physaddr >= MAXMEM || read_cr3() != __pa(early_level4_pgt))
  61                 return -1;
  62
  63         i = (address >> PGDIR_SHIFT) & (PTRS_PER_PGD - 1);
  64         pgd_p = &early_level4_pgt[i].pgd;
  65         pgd = *pgd_p;
  66
  67         /*
  68          * The use of __START_KERNEL_map rather than __PAGE_OFFSET here is
  69          * critical -- __PAGE_OFFSET would point us back into the dynamic
  70          * range and we might end up looping forever...
  71          */
  72         if (pgd && next_early_pgt < EARLY_DYNAMIC_PAGE_TABLES) {
  73                 pud_p = (pudval_t *)((pgd & PTE_PFN_MASK) + __START_KERNEL_map - phys_base);
  74         } else {
  75                 if (next_early_pgt >= EARLY_DYNAMIC_PAGE_TABLES-1)
  76                         reset_early_page_tables();
  77
  78                 pud_p = (pudval_t *)early_dynamic_pgts[next_early_pgt++];
  79                 for (i = 0; i < PTRS_PER_PUD; i++)
  80                         pud_p[i] = 0;
  81
  82                 *pgd_p = (pgdval_t)pud_p - __START_KERNEL_map + phys_base + _KERNPG_TABLE;
  83         }
  84         i = (address >> PUD_SHIFT) & (PTRS_PER_PUD - 1);
  85         pud_p += i;
  86
  87         pmd_p = (pmdval_t *)early_dynamic_pgts[next_early_pgt++];
  88         pmd = (physaddr & PUD_MASK) + (__PAGE_KERNEL_LARGE & ~_PAGE_GLOBAL);
  89         for (i = 0; i < PTRS_PER_PMD; i++) {
  90                 pmd_p[i] = pmd;
  91                 pmd += PMD_SIZE;
  92         }
  93
  94         *pud_p = (pudval_t)pmd_p - __START_KERNEL_map + phys_base + _KERNPG_TABLE;
  95
  96         return 0;
  97 }
  98
  99 /* Don't add a printk in there. printk relies on the PDA which is not initialized
 100    yet. */
 101 static void __init clear_bss(void)
 102 {
 103         memset(__bss_start, 0,
 104                (unsigned long) __bss_stop - (unsigned long) __bss_start);
 105 }
 106
 107 static void __init copy_bootdata(char *real_mode_data)
 108 {
 109         char * command_line;
 110
 111         memcpy(&boot_params, real_mode_data, sizeof boot_params);
 112         sanitize_boot_params(&boot_params);
 113         if (boot_params.hdr.cmd_line_ptr) {
 114                 command_line = __va(boot_params.hdr.cmd_line_ptr);
 115                 memcpy(boot_command_line, command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 116         }
 117 }
 118
 119 void __init x86_64_start_kernel(char * real_mode_data)
 120 {
 121         int i;
 122
 123         /*
 124          * Build-time sanity checks on the kernel image and module
 125          * area mappings. (these are purely build-time and produce no code)
 126          */
 127         BUILD_BUG_ON(MODULES_VADDR < KERNEL_IMAGE_START);
 128         BUILD_BUG_ON(MODULES_VADDR-KERNEL_IMAGE_START < KERNEL_IMAGE_SIZE);
 129         BUILD_BUG_ON(MODULES_LEN + KERNEL_IMAGE_SIZE > 2*PUD_SIZE);
 130         BUILD_BUG_ON((KERNEL_IMAGE_START & ~PMD_MASK) != 0);
 131         BUILD_BUG_ON((MODULES_VADDR & ~PMD_MASK) != 0);
 132         BUILD_BUG_ON(!(MODULES_VADDR > __START_KERNEL));
 133         BUILD_BUG_ON(!(((MODULES_END - 1) & PGDIR_MASK) ==
 134                                 (__START_KERNEL & PGDIR_MASK)));
 135         BUILD_BUG_ON(__fix_to_virt(__end_of_fixed_addresses) <= MODULES_END);
 136
 137         /* Kill off the identity-map trampoline */
 138         reset_early_page_tables();
 139
 140         /* clear bss before set_intr_gate with early_idt_handler */
 141         clear_bss();
 142
 143         /* XXX - this is wrong... we need to build page tables from scratch */
 144         max_pfn_mapped = KERNEL_IMAGE_SIZE >> PAGE_SHIFT;
 145
 146         for (i = 0; i < NUM_EXCEPTION_VECTORS; i++) {
 147 #ifdef CONFIG_EARLY_PRINTK
 148                 set_intr_gate(i, &early_idt_handlers[i]);
 149 #else
 150                 set_intr_gate(i, early_idt_handler);
 151 #endif
 152         }
 153         load_idt((const struct desc_ptr *)&idt_descr);
 154
 155         copy_bootdata(__va(real_mode_data));
 156
 157         if (console_loglevel == 10)
 158                 early_printk("Kernel alive\n");
 159
 160         clear_page(init_level4_pgt);
 161         /* set init_level4_pgt kernel high mapping*/
 162         init_level4_pgt[511] = early_level4_pgt[511];
 163
 164         x86_64_start_reservations(real_mode_data);
 165 }
 166
 167 void __init x86_64_start_reservations(char *real_mode_data)
 168 {
 169         /* version is always not zero if it is copied */
 170         if (!boot_params.hdr.version)
 171                 copy_bootdata(__va(real_mode_data));
 172
 173         memblock_reserve(__pa_symbol(&_text),
 174                          __pa_symbol(&__bss_stop) - __pa_symbol(&_text));
 175
 176 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 177         /* Reserve INITRD */
 178         if (boot_params.hdr.type_of_loader && boot_params.hdr.ramdisk_image) {
 179                 /* Assume only end is not page aligned */
 180                 unsigned long ramdisk_image = boot_params.hdr.ramdisk_image;
 181                 unsigned long ramdisk_size  = boot_params.hdr.ramdisk_size;
 182                 unsigned long ramdisk_end   = PAGE_ALIGN(ramdisk_image + ramdisk_size);
 183                 memblock_reserve(ramdisk_image, ramdisk_end - ramdisk_image);
 184         }
 185 #endif
 186
 187         reserve_ebda_region();
 188
 189         /*
 190          * At this point everything still needed from the boot loader
 191          * or BIOS or kernel text should be early reserved or marked not
 192          * RAM in e820. All other memory is free game.
 193          */
 194
 195         start_kernel();
 196 }