arch/s390/kernel/setup.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  *  S390 version
   4  *    Copyright IBM Corp. 1999, 2012
   5  *    Author(s): Hartmut Penner (hp@de.ibm.com),
   6  *               Martin Schwidefsky (schwidefsky@de.ibm.com)
   7  *
   8  *  Derived from "arch/i386/kernel/setup.c"
   9  *    Copyright (C) 1995, Linus Torvalds
  10  */
  11
  12 /*
  13  * This file handles the architecture-dependent parts of initialization
  14  */
  15
  16 #define KMSG_COMPONENT "setup"
  17 #define pr_fmt(fmt) KMSG_COMPONENT ": " fmt
  18
  19 #include <linux/errno.h>
  20 #include <linux/export.h>
  21 #include <linux/sched.h>
  22 #include <linux/sched/task.h>
  23 #include <linux/cpu.h>
  24 #include <linux/kernel.h>
  25 #include <linux/memblock.h>
  26 #include <linux/mm.h>
  27 #include <linux/stddef.h>
  28 #include <linux/unistd.h>
  29 #include <linux/ptrace.h>
  30 #include <linux/random.h>
  31 #include <linux/user.h>
  32 #include <linux/tty.h>
  33 #include <linux/ioport.h>
  34 #include <linux/delay.h>
  35 #include <linux/init.h>
  36 #include <linux/initrd.h>
  37 #include <linux/root_dev.h>
  38 #include <linux/console.h>
  39 #include <linux/kernel_stat.h>
  40 #include <linux/dma-contiguous.h>
  41 #include <linux/device.h>
  42 #include <linux/notifier.h>
  43 #include <linux/pfn.h>
  44 #include <linux/ctype.h>
  45 #include <linux/reboot.h>
  46 #include <linux/topology.h>
  47 #include <linux/kexec.h>
  48 #include <linux/crash_dump.h>
  49 #include <linux/memory.h>
  50 #include <linux/compat.h>
  51 #include <linux/start_kernel.h>
  52
  53 #include <asm/boot_data.h>
  54 #include <asm/ipl.h>
  55 #include <asm/facility.h>
  56 #include <asm/smp.h>
  57 #include <asm/mmu_context.h>
  58 #include <asm/cpcmd.h>
  59 #include <asm/lowcore.h>
  60 #include <asm/nmi.h>
  61 #include <asm/irq.h>
  62 #include <asm/page.h>
  63 #include <asm/ptrace.h>
  64 #include <asm/sections.h>
  65 #include <asm/ebcdic.h>
  66 #include <asm/diag.h>
  67 #include <asm/os_info.h>
  68 #include <asm/sclp.h>
  69 #include <asm/sysinfo.h>
  70 #include <asm/numa.h>
  71 #include <asm/alternative.h>
  72 #include <asm/nospec-branch.h>
  73 #include <asm/mem_detect.h>
  74 #include <asm/uv.h>
  75 #include "entry.h"
  76
  77 /*
  78  * Machine setup..
  79  */
  80 unsigned int console_mode = 0;
  81 EXPORT_SYMBOL(console_mode);
  82
  83 unsigned int console_devno = -1;
  84 EXPORT_SYMBOL(console_devno);
  85
  86 unsigned int console_irq = -1;
  87 EXPORT_SYMBOL(console_irq);
  88
  89 unsigned long elf_hwcap __read_mostly = 0;
  90 char elf_platform[ELF_PLATFORM_SIZE];
  91
  92 unsigned long int_hwcap = 0;
  93
  94 #ifdef CONFIG_PROTECTED_VIRTUALIZATION_GUEST
  95 int __bootdata_preserved(prot_virt_guest);
  96 #endif
  97
  98 int __bootdata(noexec_disabled);
  99 int __bootdata(memory_end_set);
 100 unsigned long __bootdata(memory_end);
 101 unsigned long __bootdata(max_physmem_end);
 102 struct mem_detect_info __bootdata(mem_detect);
 103
 104 unsigned long VMALLOC_START;
 105 EXPORT_SYMBOL(VMALLOC_START);
 106
 107 unsigned long VMALLOC_END;
 108 EXPORT_SYMBOL(VMALLOC_END);
 109
 110 struct page *vmemmap;
 111 EXPORT_SYMBOL(vmemmap);
 112
 113 unsigned long MODULES_VADDR;
 114 unsigned long MODULES_END;
 115
 116 /* An array with a pointer to the lowcore of every CPU. */
 117 struct lowcore *lowcore_ptr[NR_CPUS];
 118 EXPORT_SYMBOL(lowcore_ptr);
 119
 120 /*
 121  * This is set up by the setup-routine at boot-time
 122  * for S390 need to find out, what we have to setup
 123  * using address 0x10400 ...
 124  */
 125
 126 #include <asm/setup.h>
 127
 128 /*
 129  * condev= and conmode= setup parameter.
 130  */
 131
 132 static int __init condev_setup(char *str)
 133 {
 134         int vdev;
 135
 136         vdev = simple_strtoul(str, &str, 0);
 137         if (vdev >= 0 && vdev < 65536) {
 138                 console_devno = vdev;
 139                 console_irq = -1;
 140         }
 141         return 1;
 142 }
 143
 144 __setup("condev=", condev_setup);
 145
 146 static void __init set_preferred_console(void)
 147 {
 148         if (CONSOLE_IS_3215 || CONSOLE_IS_SCLP)
 149                 add_preferred_console("ttyS", 0, NULL);
 150         else if (CONSOLE_IS_3270)
 151                 add_preferred_console("tty3270", 0, NULL);
 152         else if (CONSOLE_IS_VT220)
 153                 add_preferred_console("ttyS", 1, NULL);
 154         else if (CONSOLE_IS_HVC)
 155                 add_preferred_console("hvc", 0, NULL);
 156 }
 157
 158 static int __init conmode_setup(char *str)
 159 {
 160 #if defined(CONFIG_SCLP_CONSOLE) || defined(CONFIG_SCLP_VT220_CONSOLE)
 161         if (strncmp(str, "hwc", 4) == 0 || strncmp(str, "sclp", 5) == 0)
 162                 SET_CONSOLE_SCLP;
 163 #endif
 164 #if defined(CONFIG_TN3215_CONSOLE)
 165         if (strncmp(str, "3215", 5) == 0)
 166                 SET_CONSOLE_3215;
 167 #endif
 168 #if defined(CONFIG_TN3270_CONSOLE)
 169         if (strncmp(str, "3270", 5) == 0)
 170                 SET_CONSOLE_3270;
 171 #endif
 172         set_preferred_console();
 173         return 1;
 174 }
 175
 176 __setup("conmode=", conmode_setup);
 177
 178 static void __init conmode_default(void)
 179 {
 180         char query_buffer[1024];
 181         char *ptr;
 182
 183         if (MACHINE_IS_VM) {
 184                 cpcmd("QUERY CONSOLE", query_buffer, 1024, NULL);
 185                 console_devno = simple_strtoul(query_buffer + 5, NULL, 16);
 186                 ptr = strstr(query_buffer, "SUBCHANNEL =");
 187                 console_irq = simple_strtoul(ptr + 13, NULL, 16);
 188                 cpcmd("QUERY TERM", query_buffer, 1024, NULL);
 189                 ptr = strstr(query_buffer, "CONMODE");
 190                 /*
 191                  * Set the conmode to 3215 so that the device recognition
 192                  * will set the cu_type of the console to 3215. If the
 193                  * conmode is 3270 and we don't set it back then both
 194                  * 3215 and the 3270 driver will try to access the console
 195                  * device (3215 as console and 3270 as normal tty).
 196                  */
 197                 cpcmd("TERM CONMODE 3215", NULL, 0, NULL);
 198                 if (ptr == NULL) {
 199 #if defined(CONFIG_SCLP_CONSOLE) || defined(CONFIG_SCLP_VT220_CONSOLE)
 200                         SET_CONSOLE_SCLP;
 201 #endif
 202                         return;
 203                 }
 204                 if (strncmp(ptr + 8, "3270", 4) == 0) {
 205 #if defined(CONFIG_TN3270_CONSOLE)
 206                         SET_CONSOLE_3270;
 207 #elif defined(CONFIG_TN3215_CONSOLE)
 208                         SET_CONSOLE_3215;
 209 #elif defined(CONFIG_SCLP_CONSOLE) || defined(CONFIG_SCLP_VT220_CONSOLE)
 210                         SET_CONSOLE_SCLP;
 211 #endif
 212                 } else if (strncmp(ptr + 8, "3215", 4) == 0) {
 213 #if defined(CONFIG_TN3215_CONSOLE)
 214                         SET_CONSOLE_3215;
 215 #elif defined(CONFIG_TN3270_CONSOLE)
 216                         SET_CONSOLE_3270;
 217 #elif defined(CONFIG_SCLP_CONSOLE) || defined(CONFIG_SCLP_VT220_CONSOLE)
 218                         SET_CONSOLE_SCLP;
 219 #endif
 220                 }
 221         } else if (MACHINE_IS_KVM) {
 222                 if (sclp.has_vt220 && IS_ENABLED(CONFIG_SCLP_VT220_CONSOLE))
 223                         SET_CONSOLE_VT220;
 224                 else if (sclp.has_linemode && IS_ENABLED(CONFIG_SCLP_CONSOLE))
 225                         SET_CONSOLE_SCLP;
 226                 else
 227                         SET_CONSOLE_HVC;
 228         } else {
 229 #if defined(CONFIG_SCLP_CONSOLE) || defined(CONFIG_SCLP_VT220_CONSOLE)
 230                 SET_CONSOLE_SCLP;
 231 #endif
 232         }
 233         if (IS_ENABLED(CONFIG_VT) && IS_ENABLED(CONFIG_DUMMY_CONSOLE))
 234                 conswitchp = &dummy_con;
 235 }
 236
 237 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 238 static void __init setup_zfcpdump(void)
 239 {
 240         if (ipl_info.type != IPL_TYPE_FCP_DUMP)
 241                 return;
 242         if (OLDMEM_BASE)
 243                 return;
 244         strcat(boot_command_line, " cio_ignore=all,!ipldev,!condev");
 245         console_loglevel = 2;
 246 }
 247 #else
 248 static inline void setup_zfcpdump(void) {}
 249 #endif /* CONFIG_CRASH_DUMP */
 250
 251  /*
 252  * Reboot, halt and power_off stubs. They just call _machine_restart,
 253  * _machine_halt or _machine_power_off.
 254  */
 255
 256 void machine_restart(char *command)
 257 {
 258         if ((!in_interrupt() && !in_atomic()) || oops_in_progress)
 259                 /*
 260                  * Only unblank the console if we are called in enabled
 261                  * context or a bust_spinlocks cleared the way for us.
 262                  */
 263                 console_unblank();
 264         _machine_restart(command);
 265 }
 266
 267 void machine_halt(void)
 268 {
 269         if (!in_interrupt() || oops_in_progress)
 270                 /*
 271                  * Only unblank the console if we are called in enabled
 272                  * context or a bust_spinlocks cleared the way for us.
 273                  */
 274                 console_unblank();
 275         _machine_halt();
 276 }
 277
 278 void machine_power_off(void)
 279 {
 280         if (!in_interrupt() || oops_in_progress)
 281                 /*
 282                  * Only unblank the console if we are called in enabled
 283                  * context or a bust_spinlocks cleared the way for us.
 284                  */
 285                 console_unblank();
 286         _machine_power_off();
 287 }
 288
 289 /*
 290  * Dummy power off function.
 291  */
 292 void (*pm_power_off)(void) = machine_power_off;
 293 EXPORT_SYMBOL_GPL(pm_power_off);
 294
 295 static int __init parse_vmalloc(char *arg)
 296 {
 297         if (!arg)
 298                 return -EINVAL;
 299         VMALLOC_END = (memparse(arg, &arg) + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
 300         return 0;
 301 }
 302 early_param("vmalloc", parse_vmalloc);
 303
 304 void *restart_stack __section(.data);
 305
 306 unsigned long stack_alloc(void)
 307 {
 308 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
 309         return (unsigned long)
 310                 __vmalloc_node_range(THREAD_SIZE, THREAD_SIZE,
 311                                      VMALLOC_START, VMALLOC_END,
 312                                      THREADINFO_GFP,
 313                                      PAGE_KERNEL, 0, NUMA_NO_NODE,
 314                                      __builtin_return_address(0));
 315 #else
 316         return __get_free_pages(GFP_KERNEL, THREAD_SIZE_ORDER);
 317 #endif
 318 }
 319
 320 void stack_free(unsigned long stack)
 321 {
 322 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
 323         vfree((void *) stack);
 324 #else
 325         free_pages(stack, THREAD_SIZE_ORDER);
 326 #endif
 327 }
 328
 329 int __init arch_early_irq_init(void)
 330 {
 331         unsigned long stack;
 332
 333         stack = __get_free_pages(GFP_KERNEL, THREAD_SIZE_ORDER);
 334         if (!stack)
 335                 panic("Couldn't allocate async stack");
 336         S390_lowcore.async_stack = stack + STACK_INIT_OFFSET;
 337         return 0;
 338 }
 339
 340 static int __init async_stack_realloc(void)
 341 {
 342         unsigned long old, new;
 343
 344         old = S390_lowcore.async_stack - STACK_INIT_OFFSET;
 345         new = stack_alloc();
 346         if (!new)
 347                 panic("Couldn't allocate async stack");
 348         S390_lowcore.async_stack = new + STACK_INIT_OFFSET;
 349         free_pages(old, THREAD_SIZE_ORDER);
 350         return 0;
 351 }
 352 early_initcall(async_stack_realloc);
 353
 354 void __init arch_call_rest_init(void)
 355 {
 356         struct stack_frame *frame;
 357         unsigned long stack;
 358
 359         stack = stack_alloc();
 360         if (!stack)
 361                 panic("Couldn't allocate kernel stack");
 362         current->stack = (void *) stack;
 363 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
 364         current->stack_vm_area = (void *) stack;
 365 #endif
 366         set_task_stack_end_magic(current);
 367         stack += STACK_INIT_OFFSET;
 368         S390_lowcore.kernel_stack = stack;
 369         frame = (struct stack_frame *) stack;
 370         memset(frame, 0, sizeof(*frame));
 371         /* Branch to rest_init on the new stack, never returns */
 372         asm volatile(
 373                 "       la      15,0(%[_frame])\n"
 374                 "       jg      rest_init\n"
 375                 : : [_frame] "a" (frame));
 376 }
 377
 378 static void __init setup_lowcore_dat_off(void)
 379 {
 380         struct lowcore *lc;
 381
 382         /*
 383          * Setup lowcore for boot cpu
 384          */
 385         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct lowcore) != LC_PAGES * PAGE_SIZE);
 386         lc = memblock_alloc_low(sizeof(*lc), sizeof(*lc));
 387         if (!lc)
 388                 panic("%s: Failed to allocate %zu bytes align=%zx\n",
 389                       __func__, sizeof(*lc), sizeof(*lc));
 390
 391         lc->restart_psw.mask = PSW_KERNEL_BITS;
 392         lc->restart_psw.addr = (unsigned long) restart_int_handler;
 393         lc->external_new_psw.mask = PSW_KERNEL_BITS | PSW_MASK_MCHECK;
 394         lc->external_new_psw.addr = (unsigned long) ext_int_handler;
 395         lc->svc_new_psw.mask = PSW_KERNEL_BITS |
 396                 PSW_MASK_IO | PSW_MASK_EXT | PSW_MASK_MCHECK;
 397         lc->svc_new_psw.addr = (unsigned long) system_call;
 398         lc->program_new_psw.mask = PSW_KERNEL_BITS | PSW_MASK_MCHECK;
 399         lc->program_new_psw.addr = (unsigned long) pgm_check_handler;
 400         lc->mcck_new_psw.mask = PSW_KERNEL_BITS;
 401         lc->mcck_new_psw.addr = (unsigned long) mcck_int_handler;
 402         lc->io_new_psw.mask = PSW_KERNEL_BITS | PSW_MASK_MCHECK;
 403         lc->io_new_psw.addr = (unsigned long) io_int_handler;
 404         lc->clock_comparator = clock_comparator_max;
 405         lc->nodat_stack = ((unsigned long) &init_thread_union)
 406                 + THREAD_SIZE - STACK_FRAME_OVERHEAD - sizeof(struct pt_regs);
 407         lc->current_task = (unsigned long)&init_task;
 408         lc->lpp = LPP_MAGIC;
 409         lc->machine_flags = S390_lowcore.machine_flags;
 410         lc->preempt_count = S390_lowcore.preempt_count;
 411         lc->stfl_fac_list = S390_lowcore.stfl_fac_list;
 412         memcpy(lc->stfle_fac_list, S390_lowcore.stfle_fac_list,
 413                sizeof(lc->stfle_fac_list));
 414         memcpy(lc->alt_stfle_fac_list, S390_lowcore.alt_stfle_fac_list,
 415                sizeof(lc->alt_stfle_fac_list));
 416         nmi_alloc_boot_cpu(lc);
 417         vdso_alloc_boot_cpu(lc);
 418         lc->sync_enter_timer = S390_lowcore.sync_enter_timer;
 419         lc->async_enter_timer = S390_lowcore.async_enter_timer;
 420         lc->exit_timer = S390_lowcore.exit_timer;
 421         lc->user_timer = S390_lowcore.user_timer;
 422         lc->system_timer = S390_lowcore.system_timer;
 423         lc->steal_timer = S390_lowcore.steal_timer;
 424         lc->last_update_timer = S390_lowcore.last_update_timer;
 425         lc->last_update_clock = S390_lowcore.last_update_clock;
 426
 427         /*
 428          * Allocate the global restart stack which is the same for
 429          * all CPUs in cast *one* of them does a PSW restart.
 430          */
 431         restart_stack = memblock_alloc(THREAD_SIZE, THREAD_SIZE);
 432         if (!restart_stack)
 433                 panic("%s: Failed to allocate %lu bytes align=0x%lx\n",
 434                       __func__, THREAD_SIZE, THREAD_SIZE);
 435         restart_stack += STACK_INIT_OFFSET;
 436
 437         /*
 438          * Set up PSW restart to call ipl.c:do_restart(). Copy the relevant
 439          * restart data to the absolute zero lowcore. This is necessary if
 440          * PSW restart is done on an offline CPU that has lowcore zero.
 441          */
 442         lc->restart_stack = (unsigned long) restart_stack;
 443         lc->restart_fn = (unsigned long) do_restart;
 444         lc->restart_data = 0;
 445         lc->restart_source = -1UL;
 446
 447         /* Setup absolute zero lowcore */
 448         mem_assign_absolute(S390_lowcore.restart_stack, lc->restart_stack);
 449         mem_assign_absolute(S390_lowcore.restart_fn, lc->restart_fn);
 450         mem_assign_absolute(S390_lowcore.restart_data, lc->restart_data);
 451         mem_assign_absolute(S390_lowcore.restart_source, lc->restart_source);
 452         mem_assign_absolute(S390_lowcore.restart_psw, lc->restart_psw);
 453
 454 #ifdef CONFIG_SMP
 455         lc->spinlock_lockval = arch_spin_lockval(0);
 456         lc->spinlock_index = 0;
 457         arch_spin_lock_setup(0);
 458 #endif
 459         lc->br_r1_trampoline = 0x07f1;  /* br %r1 */
 460
 461         set_prefix((u32)(unsigned long) lc);
 462         lowcore_ptr[0] = lc;
 463 }
 464
 465 static void __init setup_lowcore_dat_on(void)
 466 {
 467         __ctl_clear_bit(0, 28);
 468         S390_lowcore.external_new_psw.mask |= PSW_MASK_DAT;
 469         S390_lowcore.svc_new_psw.mask |= PSW_MASK_DAT;
 470         S390_lowcore.program_new_psw.mask |= PSW_MASK_DAT;
 471         S390_lowcore.io_new_psw.mask |= PSW_MASK_DAT;
 472         __ctl_set_bit(0, 28);
 473 }
 474
 475 static struct resource code_resource = {
 476         .name  = "Kernel code",
 477         .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM,
 478 };
 479
 480 static struct resource data_resource = {
 481         .name = "Kernel data",
 482         .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM,
 483 };
 484
 485 static struct resource bss_resource = {
 486         .name = "Kernel bss",
 487         .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM,
 488 };
 489
 490 static struct resource __initdata *standard_resources[] = {
 491         &code_resource,
 492         &data_resource,
 493         &bss_resource,
 494 };
 495
 496 static void __init setup_resources(void)
 497 {
 498         struct resource *res, *std_res, *sub_res;
 499         struct memblock_region *reg;
 500         int j;
 501
 502         code_resource.start = (unsigned long) _text;
 503         code_resource.end = (unsigned long) _etext - 1;
 504         data_resource.start = (unsigned long) _etext;
 505         data_resource.end = (unsigned long) _edata - 1;
 506         bss_resource.start = (unsigned long) __bss_start;
 507         bss_resource.end = (unsigned long) __bss_stop - 1;
 508
 509         for_each_memblock(memory, reg) {
 510                 res = memblock_alloc(sizeof(*res), 8);
 511                 if (!res)
 512                         panic("%s: Failed to allocate %zu bytes align=0x%x\n",
 513                               __func__, sizeof(*res), 8);
 514                 res->flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM;
 515
 516                 res->name = "System RAM";
 517                 res->start = reg->base;
 518                 res->end = reg->base + reg->size - 1;
 519                 request_resource(&iomem_resource, res);
 520
 521                 for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(standard_resources); j++) {
 522                         std_res = standard_resources[j];
 523                         if (std_res->start < res->start ||
 524                             std_res->start > res->end)
 525                                 continue;
 526                         if (std_res->end > res->end) {
 527                                 sub_res = memblock_alloc(sizeof(*sub_res), 8);
 528                                 if (!sub_res)
 529                                         panic("%s: Failed to allocate %zu bytes align=0x%x\n",
 530                                               __func__, sizeof(*sub_res), 8);
 531                                 *sub_res = *std_res;
 532                                 sub_res->end = res->end;
 533                                 std_res->start = res->end + 1;
 534                                 request_resource(res, sub_res);
 535                         } else {
 536                                 request_resource(res, std_res);
 537                         }
 538                 }
 539         }
 540 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 541         /*
 542          * Re-add removed crash kernel memory as reserved memory. This makes
 543          * sure it will be mapped with the identity mapping and struct pages
 544          * will be created, so it can be resized later on.
 545          * However add it later since the crash kernel resource should not be
 546          * part of the System RAM resource.
 547          */
 548         if (crashk_res.end) {
 549                 memblock_add_node(crashk_res.start, resource_size(&crashk_res), 0);
 550                 memblock_reserve(crashk_res.start, resource_size(&crashk_res));
 551                 insert_resource(&iomem_resource, &crashk_res);
 552         }
 553 #endif
 554 }
 555
 556 static void __init setup_memory_end(void)
 557 {
 558         unsigned long vmax, vmalloc_size, tmp;
 559
 560         /* Choose kernel address space layout: 3 or 4 levels. */
 561         vmalloc_size = VMALLOC_END ?: (128UL << 30) - MODULES_LEN;
 562         if (IS_ENABLED(CONFIG_KASAN)) {
 563                 vmax = IS_ENABLED(CONFIG_KASAN_S390_4_LEVEL_PAGING)
 564                            ? _REGION1_SIZE
 565                            : _REGION2_SIZE;
 566         } else {
 567                 tmp = (memory_end ?: max_physmem_end) / PAGE_SIZE;
 568                 tmp = tmp * (sizeof(struct page) + PAGE_SIZE);
 569                 if (tmp + vmalloc_size + MODULES_LEN <= _REGION2_SIZE)
 570                         vmax = _REGION2_SIZE; /* 3-level kernel page table */
 571                 else
 572                         vmax = _REGION1_SIZE; /* 4-level kernel page table */
 573         }
 574
 575         /* module area is at the end of the kernel address space. */
 576         MODULES_END = vmax;
 577         MODULES_VADDR = MODULES_END - MODULES_LEN;
 578         VMALLOC_END = MODULES_VADDR;
 579         VMALLOC_START = VMALLOC_END - vmalloc_size;
 580
 581         /* Split remaining virtual space between 1:1 mapping & vmemmap array */
 582         tmp = VMALLOC_START / (PAGE_SIZE + sizeof(struct page));
 583         /* vmemmap contains a multiple of PAGES_PER_SECTION struct pages */
 584         tmp = SECTION_ALIGN_UP(tmp);
 585         tmp = VMALLOC_START - tmp * sizeof(struct page);
 586         tmp &= ~((vmax >> 11) - 1);     /* align to page table level */
 587         tmp = min(tmp, 1UL << MAX_PHYSMEM_BITS);
 588         vmemmap = (struct page *) tmp;
 589
 590         /* Take care that memory_end is set and <= vmemmap */
 591         memory_end = min(memory_end ?: max_physmem_end, (unsigned long)vmemmap);
 592 #ifdef CONFIG_KASAN
 593         /* fit in kasan shadow memory region between 1:1 and vmemmap */
 594         memory_end = min(memory_end, KASAN_SHADOW_START);
 595         vmemmap = max(vmemmap, (struct page *)KASAN_SHADOW_END);
 596 #endif
 597         max_pfn = max_low_pfn = PFN_DOWN(memory_end);
 598         memblock_remove(memory_end, ULONG_MAX);
 599
 600         pr_notice("The maximum memory size is %luMB\n", memory_end >> 20);
 601 }
 602
 603 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 604
 605 /*
 606  * When kdump is enabled, we have to ensure that no memory from
 607  * the area [0 - crashkernel memory size] and
 608  * [crashk_res.start - crashk_res.end] is set offline.
 609  */
 610 static int kdump_mem_notifier(struct notifier_block *nb,
 611                               unsigned long action, void *data)
 612 {
 613         struct memory_notify *arg = data;
 614
 615         if (action != MEM_GOING_OFFLINE)
 616                 return NOTIFY_OK;
 617         if (arg->start_pfn < PFN_DOWN(resource_size(&crashk_res)))
 618                 return NOTIFY_BAD;
 619         if (arg->start_pfn > PFN_DOWN(crashk_res.end))
 620                 return NOTIFY_OK;
 621         if (arg->start_pfn + arg->nr_pages - 1 < PFN_DOWN(crashk_res.start))
 622                 return NOTIFY_OK;
 623         return NOTIFY_BAD;
 624 }
 625
 626 static struct notifier_block kdump_mem_nb = {
 627         .notifier_call = kdump_mem_notifier,
 628 };
 629
 630 #endif
 631
 632 /*
 633  * Make sure that the area behind memory_end is protected
 634  */
 635 static void reserve_memory_end(void)
 636 {
 637         if (memory_end_set)
 638                 memblock_reserve(memory_end, ULONG_MAX);
 639 }
 640
 641 /*
 642  * Make sure that oldmem, where the dump is stored, is protected
 643  */
 644 static void reserve_oldmem(void)
 645 {
 646 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 647         if (OLDMEM_BASE)
 648                 /* Forget all memory above the running kdump system */
 649                 memblock_reserve(OLDMEM_SIZE, (phys_addr_t)ULONG_MAX);
 650 #endif
 651 }
 652
 653 /*
 654  * Make sure that oldmem, where the dump is stored, is protected
 655  */
 656 static void remove_oldmem(void)
 657 {
 658 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 659         if (OLDMEM_BASE)
 660                 /* Forget all memory above the running kdump system */
 661                 memblock_remove(OLDMEM_SIZE, (phys_addr_t)ULONG_MAX);
 662 #endif
 663 }
 664
 665 /*
 666  * Reserve memory for kdump kernel to be loaded with kexec
 667  */
 668 static void __init reserve_crashkernel(void)
 669 {
 670 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 671         unsigned long long crash_base, crash_size;
 672         phys_addr_t low, high;
 673         int rc;
 674
 675         rc = parse_crashkernel(boot_command_line, memory_end, &crash_size,
 676                                &crash_base);
 677
 678         crash_base = ALIGN(crash_base, KEXEC_CRASH_MEM_ALIGN);
 679         crash_size = ALIGN(crash_size, KEXEC_CRASH_MEM_ALIGN);
 680         if (rc || crash_size == 0)
 681                 return;
 682
 683         if (memblock.memory.regions[0].size < crash_size) {
 684                 pr_info("crashkernel reservation failed: %s\n",
 685                         "first memory chunk must be at least crashkernel size");
 686                 return;
 687         }
 688
 689         low = crash_base ?: OLDMEM_BASE;
 690         high = low + crash_size;
 691         if (low >= OLDMEM_BASE && high <= OLDMEM_BASE + OLDMEM_SIZE) {
 692                 /* The crashkernel fits into OLDMEM, reuse OLDMEM */
 693                 crash_base = low;
 694         } else {
 695                 /* Find suitable area in free memory */
 696                 low = max_t(unsigned long, crash_size, sclp.hsa_size);
 697                 high = crash_base ? crash_base + crash_size : ULONG_MAX;
 698
 699                 if (crash_base && crash_base < low) {
 700                         pr_info("crashkernel reservation failed: %s\n",
 701                                 "crash_base too low");
 702                         return;
 703                 }
 704                 low = crash_base ?: low;
 705                 crash_base = memblock_find_in_range(low, high, crash_size,
 706                                                     KEXEC_CRASH_MEM_ALIGN);
 707         }
 708
 709         if (!crash_base) {
 710                 pr_info("crashkernel reservation failed: %s\n",
 711                         "no suitable area found");
 712                 return;
 713         }
 714
 715         if (register_memory_notifier(&kdump_mem_nb))
 716                 return;
 717
 718         if (!OLDMEM_BASE && MACHINE_IS_VM)
 719                 diag10_range(PFN_DOWN(crash_base), PFN_DOWN(crash_size));
 720         crashk_res.start = crash_base;
 721         crashk_res.end = crash_base + crash_size - 1;
 722         memblock_remove(crash_base, crash_size);
 723         pr_info("Reserving %lluMB of memory at %lluMB "
 724                 "for crashkernel (System RAM: %luMB)\n",
 725                 crash_size >> 20, crash_base >> 20,
 726                 (unsigned long)memblock.memory.total_size >> 20);
 727         os_info_crashkernel_add(crash_base, crash_size);
 728 #endif
 729 }
 730
 731 /*
 732  * Reserve the initrd from being used by memblock
 733  */
 734 static void __init reserve_initrd(void)
 735 {
 736 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 737         if (!INITRD_START || !INITRD_SIZE)
 738                 return;
 739         initrd_start = INITRD_START;
 740         initrd_end = initrd_start + INITRD_SIZE;
 741         memblock_reserve(INITRD_START, INITRD_SIZE);
 742 #endif
 743 }
 744
 745 /*
 746  * Reserve the memory area used to pass the certificate lists
 747  */
 748 static void __init reserve_certificate_list(void)
 749 {
 750         if (ipl_cert_list_addr)
 751                 memblock_reserve(ipl_cert_list_addr, ipl_cert_list_size);
 752 }
 753
 754 static void __init reserve_mem_detect_info(void)
 755 {
 756         unsigned long start, size;
 757
 758         get_mem_detect_reserved(&start, &size);
 759         if (size)
 760                 memblock_reserve(start, size);
 761 }
 762
 763 static void __init free_mem_detect_info(void)
 764 {
 765         unsigned long start, size;
 766
 767         get_mem_detect_reserved(&start, &size);
 768         if (size)
 769                 memblock_free(start, size);
 770 }
 771
 772 static void __init memblock_physmem_add(phys_addr_t start, phys_addr_t size)
 773 {
 774         memblock_dbg("memblock_physmem_add: [%#016llx-%#016llx]\n",
 775                      start, start + size - 1);
 776         memblock_add_range(&memblock.memory, start, size, 0, 0);
 777         memblock_add_range(&memblock.physmem, start, size, 0, 0);
 778 }
 779
 780 static const char * __init get_mem_info_source(void)
 781 {
 782         switch (mem_detect.info_source) {
 783         case MEM_DETECT_SCLP_STOR_INFO:
 784                 return "sclp storage info";
 785         case MEM_DETECT_DIAG260:
 786                 return "diag260";
 787         case MEM_DETECT_SCLP_READ_INFO:
 788                 return "sclp read info";
 789         case MEM_DETECT_BIN_SEARCH:
 790                 return "binary search";
 791         }
 792         return "none";
 793 }
 794
 795 static void __init memblock_add_mem_detect_info(void)
 796 {
 797         unsigned long start, end;
 798         int i;
 799
 800         memblock_dbg("physmem info source: %s (%hhd)\n",
 801                      get_mem_info_source(), mem_detect.info_source);
 802         /* keep memblock lists close to the kernel */
 803         memblock_set_bottom_up(true);
 804         for_each_mem_detect_block(i, &start, &end)
 805                 memblock_physmem_add(start, end - start);
 806         memblock_set_bottom_up(false);
 807         memblock_dump_all();
 808 }
 809
 810 /*
 811  * Check for initrd being in usable memory
 812  */
 813 static void __init check_initrd(void)
 814 {
 815 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 816         if (INITRD_START && INITRD_SIZE &&
 817             !memblock_is_region_memory(INITRD_START, INITRD_SIZE)) {
 818                 pr_err("The initial RAM disk does not fit into the memory\n");
 819                 memblock_free(INITRD_START, INITRD_SIZE);
 820                 initrd_start = initrd_end = 0;
 821         }
 822 #endif
 823 }
 824
 825 /*
 826  * Reserve memory used for lowcore/command line/kernel image.
 827  */
 828 static void __init reserve_kernel(void)
 829 {
 830         unsigned long start_pfn = PFN_UP(__pa(_end));
 831
 832         memblock_reserve(0, HEAD_END);
 833         memblock_reserve((unsigned long)_stext, PFN_PHYS(start_pfn)
 834                          - (unsigned long)_stext);
 835 }
 836
 837 static void __init setup_memory(void)
 838 {
 839         struct memblock_region *reg;
 840
 841         /*
 842          * Init storage key for present memory
 843          */
 844         for_each_memblock(memory, reg) {
 845                 storage_key_init_range(reg->base, reg->base + reg->size);
 846         }
 847         psw_set_key(PAGE_DEFAULT_KEY);
 848
 849         /* Only cosmetics */
 850         memblock_enforce_memory_limit(memblock_end_of_DRAM());
 851 }
 852
 853 /*
 854  * Setup hardware capabilities.
 855  */
 856 static int __init setup_hwcaps(void)
 857 {
 858         static const int stfl_bits[6] = { 0, 2, 7, 17, 19, 21 };
 859         struct cpuid cpu_id;
 860         int i;
 861
 862         /*
 863          * The store facility list bits numbers as found in the principles
 864          * of operation are numbered with bit 1UL<<31 as number 0 to
 865          * bit 1UL<<0 as number 31.
 866          *   Bit 0: instructions named N3, "backported" to esa-mode
 867          *   Bit 2: z/Architecture mode is active
 868          *   Bit 7: the store-facility-list-extended facility is installed
 869          *   Bit 17: the message-security assist is installed
 870          *   Bit 19: the long-displacement facility is installed
 871          *   Bit 21: the extended-immediate facility is installed
 872          *   Bit 22: extended-translation facility 3 is installed
 873          *   Bit 30: extended-translation facility 3 enhancement facility
 874          * These get translated to:
 875          *   HWCAP_S390_ESAN3 bit 0, HWCAP_S390_ZARCH bit 1,
 876          *   HWCAP_S390_STFLE bit 2, HWCAP_S390_MSA bit 3,
 877          *   HWCAP_S390_LDISP bit 4, HWCAP_S390_EIMM bit 5 and
 878          *   HWCAP_S390_ETF3EH bit 8 (22 && 30).
 879          */
 880         for (i = 0; i < 6; i++)
 881                 if (test_facility(stfl_bits[i]))
 882                         elf_hwcap |= 1UL << i;
 883
 884         if (test_facility(22) && test_facility(30))
 885                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_ETF3EH;
 886
 887         /*
 888          * Check for additional facilities with store-facility-list-extended.
 889          * stfle stores doublewords (8 byte) with bit 1ULL<<63 as bit 0
 890          * and 1ULL<<0 as bit 63. Bits 0-31 contain the same information
 891          * as stored by stfl, bits 32-xxx contain additional facilities.
 892          * How many facility words are stored depends on the number of
 893          * doublewords passed to the instruction. The additional facilities
 894          * are:
 895          *   Bit 42: decimal floating point facility is installed
 896          *   Bit 44: perform floating point operation facility is installed
 897          * translated to:
 898          *   HWCAP_S390_DFP bit 6 (42 && 44).
 899          */
 900         if ((elf_hwcap & (1UL << 2)) && test_facility(42) && test_facility(44))
 901                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_DFP;
 902
 903         /*
 904          * Huge page support HWCAP_S390_HPAGE is bit 7.
 905          */
 906         if (MACHINE_HAS_EDAT1)
 907                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_HPAGE;
 908
 909         /*
 910          * 64-bit register support for 31-bit processes
 911          * HWCAP_S390_HIGH_GPRS is bit 9.
 912          */
 913         elf_hwcap |= HWCAP_S390_HIGH_GPRS;
 914
 915         /*
 916          * Transactional execution support HWCAP_S390_TE is bit 10.
 917          */
 918         if (MACHINE_HAS_TE)
 919                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_TE;
 920
 921         /*
 922          * Vector extension HWCAP_S390_VXRS is bit 11. The Vector extension
 923          * can be disabled with the "novx" parameter. Use MACHINE_HAS_VX
 924          * instead of facility bit 129.
 925          */
 926         if (MACHINE_HAS_VX) {
 927                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_VXRS;
 928                 if (test_facility(134))
 929                         elf_hwcap |= HWCAP_S390_VXRS_EXT;
 930                 if (test_facility(135))
 931                         elf_hwcap |= HWCAP_S390_VXRS_BCD;
 932                 if (test_facility(148))
 933                         elf_hwcap |= HWCAP_S390_VXRS_EXT2;
 934                 if (test_facility(152))
 935                         elf_hwcap |= HWCAP_S390_VXRS_PDE;
 936         }
 937         if (test_facility(150))
 938                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_SORT;
 939         if (test_facility(151))
 940                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_DFLT;
 941
 942         /*
 943          * Guarded storage support HWCAP_S390_GS is bit 12.
 944          */
 945         if (MACHINE_HAS_GS)
 946                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_GS;
 947
 948         get_cpu_id(&cpu_id);
 949         add_device_randomness(&cpu_id, sizeof(cpu_id));
 950         switch (cpu_id.machine) {
 951         case 0x2064:
 952         case 0x2066:
 953         default:        /* Use "z900" as default for 64 bit kernels. */
 954                 strcpy(elf_platform, "z900");
 955                 break;
 956         case 0x2084:
 957         case 0x2086:
 958                 strcpy(elf_platform, "z990");
 959                 break;
 960         case 0x2094:
 961         case 0x2096:
 962                 strcpy(elf_platform, "z9-109");
 963                 break;
 964         case 0x2097:
 965         case 0x2098:
 966                 strcpy(elf_platform, "z10");
 967                 break;
 968         case 0x2817:
 969         case 0x2818:
 970                 strcpy(elf_platform, "z196");
 971                 break;
 972         case 0x2827:
 973         case 0x2828:
 974                 strcpy(elf_platform, "zEC12");
 975                 break;
 976         case 0x2964:
 977         case 0x2965:
 978                 strcpy(elf_platform, "z13");
 979                 break;
 980         case 0x3906:
 981         case 0x3907:
 982                 strcpy(elf_platform, "z14");
 983                 break;
 984         }
 985
 986         /*
 987          * Virtualization support HWCAP_INT_SIE is bit 0.
 988          */
 989         if (sclp.has_sief2)
 990                 int_hwcap |= HWCAP_INT_SIE;
 991
 992         return 0;
 993 }
 994 arch_initcall(setup_hwcaps);
 995
 996 /*
 997  * Add system information as device randomness
 998  */
 999 static void __init setup_randomness(void)
1000 {
1001         struct sysinfo_3_2_2 *vmms;
1002
1003         vmms = (struct sysinfo_3_2_2 *) memblock_phys_alloc(PAGE_SIZE,
1004                                                             PAGE_SIZE);
1005         if (!vmms)
1006                 panic("Failed to allocate memory for sysinfo structure\n");
1007
1008         if (stsi(vmms, 3, 2, 2) == 0 && vmms->count)
1009                 add_device_randomness(&vmms->vm, sizeof(vmms->vm[0]) * vmms->count);
1010         memblock_free((unsigned long) vmms, PAGE_SIZE);
1011 }
1012
1013 /*
1014  * Find the correct size for the task_struct. This depends on
1015  * the size of the struct fpu at the end of the thread_struct
1016  * which is embedded in the task_struct.
1017  */
1018 static void __init setup_task_size(void)
1019 {
1020         int task_size = sizeof(struct task_struct);
1021
1022         if (!MACHINE_HAS_VX) {
1023                 task_size -= sizeof(__vector128) * __NUM_VXRS;
1024                 task_size += sizeof(freg_t) * __NUM_FPRS;
1025         }
1026         arch_task_struct_size = task_size;
1027 }
1028
1029 /*
1030  * Issue diagnose 318 to set the control program name and
1031  * version codes.
1032  */
1033 static void __init setup_control_program_code(void)
1034 {
1035         union diag318_info diag318_info = {
1036                 .cpnc = CPNC_LINUX,
1037                 .cpvc_linux = 0,
1038                 .cpvc_distro = {0},
1039         };
1040
1041         if (!sclp.has_diag318)
1042                 return;
1043
1044         diag_stat_inc(DIAG_STAT_X318);
1045         asm volatile("diag %0,0,0x318\n" : : "d" (diag318_info.val));
1046 }
1047
1048 /*
1049  * Print the component list from the IPL report
1050  */
1051 static void __init log_component_list(void)
1052 {
1053         struct ipl_rb_component_entry *ptr, *end;
1054         char *str;
1055
1056         if (!early_ipl_comp_list_addr)
1057                 return;
1058         if (ipl_block.hdr.flags & IPL_PL_FLAG_IPLSR)
1059                 pr_info("Linux is running with Secure-IPL enabled\n");
1060         else
1061                 pr_info("Linux is running with Secure-IPL disabled\n");
1062         ptr = (void *) early_ipl_comp_list_addr;
1063         end = (void *) ptr + early_ipl_comp_list_size;
1064         pr_info("The IPL report contains the following components:\n");
1065         while (ptr < end) {
1066                 if (ptr->flags & IPL_RB_COMPONENT_FLAG_SIGNED) {
1067                         if (ptr->flags & IPL_RB_COMPONENT_FLAG_VERIFIED)
1068                                 str = "signed, verified";
1069                         else
1070                                 str = "signed, verification failed";
1071                 } else {
1072                         str = "not signed";
1073                 }
1074                 pr_info("%016llx - %016llx (%s)\n",
1075                         ptr->addr, ptr->addr + ptr->len, str);
1076                 ptr++;
1077         }
1078 }
1079
1080 /*
1081  * Setup function called from init/main.c just after the banner
1082  * was printed.
1083  */
1084
1085 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
1086 {
1087         /*
1088          * print what head.S has found out about the machine
1089          */
1090         if (MACHINE_IS_VM)
1091                 pr_info("Linux is running as a z/VM "
1092                         "guest operating system in 64-bit mode\n");
1093         else if (MACHINE_IS_KVM)
1094                 pr_info("Linux is running under KVM in 64-bit mode\n");
1095         else if (MACHINE_IS_LPAR)
1096                 pr_info("Linux is running natively in 64-bit mode\n");
1097         else
1098                 pr_info("Linux is running as a guest in 64-bit mode\n");
1099
1100         log_component_list();
1101
1102         /* Have one command line that is parsed and saved in /proc/cmdline */
1103         /* boot_command_line has been already set up in early.c */
1104         *cmdline_p = boot_command_line;
1105
1106         ROOT_DEV = Root_RAM0;
1107
1108         /* Is init_mm really needed? */
1109         init_mm.start_code = PAGE_OFFSET;
1110         init_mm.end_code = (unsigned long) _etext;
1111         init_mm.end_data = (unsigned long) _edata;
1112         init_mm.brk = (unsigned long) _end;
1113
1114         if (IS_ENABLED(CONFIG_EXPOLINE_AUTO))
1115                 nospec_auto_detect();
1116
1117         parse_early_param();
1118 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
1119         /* Deactivate elfcorehdr= kernel parameter */
1120         elfcorehdr_addr = ELFCORE_ADDR_MAX;
1121 #endif
1122
1123         os_info_init();
1124         setup_ipl();
1125         setup_task_size();
1126         setup_control_program_code();
1127
1128         /* Do some memory reservations *before* memory is added to memblock */
1129         reserve_memory_end();
1130         reserve_oldmem();
1131         reserve_kernel();
1132         reserve_initrd();
1133         reserve_certificate_list();
1134         reserve_mem_detect_info();
1135         memblock_allow_resize();
1136
1137         /* Get information about *all* installed memory */
1138         memblock_add_mem_detect_info();
1139
1140         free_mem_detect_info();
1141         remove_oldmem();
1142
1143         /*
1144          * Make sure all chunks are MAX_ORDER aligned so we don't need the
1145          * extra checks that HOLES_IN_ZONE would require.
1146          *
1147          * Is this still required?
1148          */
1149         memblock_trim_memory(1UL << (MAX_ORDER - 1 + PAGE_SHIFT));
1150
1151         setup_memory_end();
1152         setup_memory();
1153         dma_contiguous_reserve(memory_end);
1154         vmcp_cma_reserve();
1155
1156         check_initrd();
1157         reserve_crashkernel();
1158 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
1159         /*
1160          * Be aware that smp_save_dump_cpus() triggers a system reset.
1161          * Therefore CPU and device initialization should be done afterwards.
1162          */
1163         smp_save_dump_cpus();
1164 #endif
1165
1166         setup_resources();
1167         setup_lowcore_dat_off();
1168         smp_fill_possible_mask();
1169         cpu_detect_mhz_feature();
1170         cpu_init();
1171         numa_setup();
1172         smp_detect_cpus();
1173         topology_init_early();
1174
1175         /*
1176          * Create kernel page tables and switch to virtual addressing.
1177          */
1178         paging_init();
1179
1180         /*
1181          * After paging_init created the kernel page table, the new PSWs
1182          * in lowcore can now run with DAT enabled.
1183          */
1184         setup_lowcore_dat_on();
1185
1186         /* Setup default console */
1187         conmode_default();
1188         set_preferred_console();
1189
1190         apply_alternative_instructions();
1191         if (IS_ENABLED(CONFIG_EXPOLINE))
1192                 nospec_init_branches();
1193
1194         /* Setup zfcpdump support */
1195         setup_zfcpdump();
1196
1197         /* Add system specific data to the random pool */
1198         setup_randomness();
1199 }