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/stacktrace.h>
  70 #include <asm/sysinfo.h>
  71 #include <asm/numa.h>
  72 #include <asm/alternative.h>
  73 #include <asm/nospec-branch.h>
  74 #include <asm/mem_detect.h>
  75 #include <asm/uv.h>
  76 #include <asm/asm-offsets.h>
  77 #include "entry.h"
  78
  79 /*
  80  * Machine setup..
  81  */
  82 unsigned int console_mode = 0;
  83 EXPORT_SYMBOL(console_mode);
  84
  85 unsigned int console_devno = -1;
  86 EXPORT_SYMBOL(console_devno);
  87
  88 unsigned int console_irq = -1;
  89 EXPORT_SYMBOL(console_irq);
  90
  91 unsigned long elf_hwcap __read_mostly = 0;
  92 char elf_platform[ELF_PLATFORM_SIZE];
  93
  94 unsigned long int_hwcap = 0;
  95
  96 int __bootdata(noexec_disabled);
  97 int __bootdata(memory_end_set);
  98 unsigned long __bootdata(memory_end);
  99 unsigned long __bootdata(vmalloc_size);
 100 unsigned long __bootdata(max_physmem_end);
 101 struct mem_detect_info __bootdata(mem_detect);
 102
 103 struct exception_table_entry *__bootdata_preserved(__start_dma_ex_table);
 104 struct exception_table_entry *__bootdata_preserved(__stop_dma_ex_table);
 105 unsigned long __bootdata_preserved(__swsusp_reset_dma);
 106 unsigned long __bootdata_preserved(__stext_dma);
 107 unsigned long __bootdata_preserved(__etext_dma);
 108 unsigned long __bootdata_preserved(__sdma);
 109 unsigned long __bootdata_preserved(__edma);
 110 unsigned long __bootdata_preserved(__kaslr_offset);
 111 unsigned int __bootdata_preserved(zlib_dfltcc_support);
 112 EXPORT_SYMBOL(zlib_dfltcc_support);
 113
 114 unsigned long VMALLOC_START;
 115 EXPORT_SYMBOL(VMALLOC_START);
 116
 117 unsigned long VMALLOC_END;
 118 EXPORT_SYMBOL(VMALLOC_END);
 119
 120 struct page *vmemmap;
 121 EXPORT_SYMBOL(vmemmap);
 122 unsigned long vmemmap_size;
 123
 124 unsigned long MODULES_VADDR;
 125 unsigned long MODULES_END;
 126
 127 /* An array with a pointer to the lowcore of every CPU. */
 128 struct lowcore *lowcore_ptr[NR_CPUS];
 129 EXPORT_SYMBOL(lowcore_ptr);
 130
 131 /*
 132  * The Write Back bit position in the physaddr is given by the SLPC PCI.
 133  * Leaving the mask zero always uses write through which is safe
 134  */
 135 unsigned long mio_wb_bit_mask __ro_after_init;
 136
 137 /*
 138  * This is set up by the setup-routine at boot-time
 139  * for S390 need to find out, what we have to setup
 140  * using address 0x10400 ...
 141  */
 142
 143 #include <asm/setup.h>
 144
 145 /*
 146  * condev= and conmode= setup parameter.
 147  */
 148
 149 static int __init condev_setup(char *str)
 150 {
 151         int vdev;
 152
 153         vdev = simple_strtoul(str, &str, 0);
 154         if (vdev >= 0 && vdev < 65536) {
 155                 console_devno = vdev;
 156                 console_irq = -1;
 157         }
 158         return 1;
 159 }
 160
 161 __setup("condev=", condev_setup);
 162
 163 static void __init set_preferred_console(void)
 164 {
 165         if (CONSOLE_IS_3215 || CONSOLE_IS_SCLP)
 166                 add_preferred_console("ttyS", 0, NULL);
 167         else if (CONSOLE_IS_3270)
 168                 add_preferred_console("tty3270", 0, NULL);
 169         else if (CONSOLE_IS_VT220)
 170                 add_preferred_console("ttyS", 1, NULL);
 171         else if (CONSOLE_IS_HVC)
 172                 add_preferred_console("hvc", 0, NULL);
 173 }
 174
 175 static int __init conmode_setup(char *str)
 176 {
 177 #if defined(CONFIG_SCLP_CONSOLE) || defined(CONFIG_SCLP_VT220_CONSOLE)
 178         if (!strcmp(str, "hwc") || !strcmp(str, "sclp"))
 179                 SET_CONSOLE_SCLP;
 180 #endif
 181 #if defined(CONFIG_TN3215_CONSOLE)
 182         if (!strcmp(str, "3215"))
 183                 SET_CONSOLE_3215;
 184 #endif
 185 #if defined(CONFIG_TN3270_CONSOLE)
 186         if (!strcmp(str, "3270"))
 187                 SET_CONSOLE_3270;
 188 #endif
 189         set_preferred_console();
 190         return 1;
 191 }
 192
 193 __setup("conmode=", conmode_setup);
 194
 195 static void __init conmode_default(void)
 196 {
 197         char query_buffer[1024];
 198         char *ptr;
 199
 200         if (MACHINE_IS_VM) {
 201                 cpcmd("QUERY CONSOLE", query_buffer, 1024, NULL);
 202                 console_devno = simple_strtoul(query_buffer + 5, NULL, 16);
 203                 ptr = strstr(query_buffer, "SUBCHANNEL =");
 204                 console_irq = simple_strtoul(ptr + 13, NULL, 16);
 205                 cpcmd("QUERY TERM", query_buffer, 1024, NULL);
 206                 ptr = strstr(query_buffer, "CONMODE");
 207                 /*
 208                  * Set the conmode to 3215 so that the device recognition
 209                  * will set the cu_type of the console to 3215. If the
 210                  * conmode is 3270 and we don't set it back then both
 211                  * 3215 and the 3270 driver will try to access the console
 212                  * device (3215 as console and 3270 as normal tty).
 213                  */
 214                 cpcmd("TERM CONMODE 3215", NULL, 0, NULL);
 215                 if (ptr == NULL) {
 216 #if defined(CONFIG_SCLP_CONSOLE) || defined(CONFIG_SCLP_VT220_CONSOLE)
 217                         SET_CONSOLE_SCLP;
 218 #endif
 219                         return;
 220                 }
 221                 if (str_has_prefix(ptr + 8, "3270")) {
 222 #if defined(CONFIG_TN3270_CONSOLE)
 223                         SET_CONSOLE_3270;
 224 #elif defined(CONFIG_TN3215_CONSOLE)
 225                         SET_CONSOLE_3215;
 226 #elif defined(CONFIG_SCLP_CONSOLE) || defined(CONFIG_SCLP_VT220_CONSOLE)
 227                         SET_CONSOLE_SCLP;
 228 #endif
 229                 } else if (str_has_prefix(ptr + 8, "3215")) {
 230 #if defined(CONFIG_TN3215_CONSOLE)
 231                         SET_CONSOLE_3215;
 232 #elif defined(CONFIG_TN3270_CONSOLE)
 233                         SET_CONSOLE_3270;
 234 #elif defined(CONFIG_SCLP_CONSOLE) || defined(CONFIG_SCLP_VT220_CONSOLE)
 235                         SET_CONSOLE_SCLP;
 236 #endif
 237                 }
 238         } else if (MACHINE_IS_KVM) {
 239                 if (sclp.has_vt220 && IS_ENABLED(CONFIG_SCLP_VT220_CONSOLE))
 240                         SET_CONSOLE_VT220;
 241                 else if (sclp.has_linemode && IS_ENABLED(CONFIG_SCLP_CONSOLE))
 242                         SET_CONSOLE_SCLP;
 243                 else
 244                         SET_CONSOLE_HVC;
 245         } else {
 246 #if defined(CONFIG_SCLP_CONSOLE) || defined(CONFIG_SCLP_VT220_CONSOLE)
 247                 SET_CONSOLE_SCLP;
 248 #endif
 249         }
 250 }
 251
 252 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 253 static void __init setup_zfcpdump(void)
 254 {
 255         if (ipl_info.type != IPL_TYPE_FCP_DUMP)
 256                 return;
 257         if (OLDMEM_BASE)
 258                 return;
 259         strcat(boot_command_line, " cio_ignore=all,!ipldev,!condev");
 260         console_loglevel = 2;
 261 }
 262 #else
 263 static inline void setup_zfcpdump(void) {}
 264 #endif /* CONFIG_CRASH_DUMP */
 265
 266  /*
 267  * Reboot, halt and power_off stubs. They just call _machine_restart,
 268  * _machine_halt or _machine_power_off.
 269  */
 270
 271 void machine_restart(char *command)
 272 {
 273         if ((!in_interrupt() && !in_atomic()) || oops_in_progress)
 274                 /*
 275                  * Only unblank the console if we are called in enabled
 276                  * context or a bust_spinlocks cleared the way for us.
 277                  */
 278                 console_unblank();
 279         _machine_restart(command);
 280 }
 281
 282 void machine_halt(void)
 283 {
 284         if (!in_interrupt() || oops_in_progress)
 285                 /*
 286                  * Only unblank the console if we are called in enabled
 287                  * context or a bust_spinlocks cleared the way for us.
 288                  */
 289                 console_unblank();
 290         _machine_halt();
 291 }
 292
 293 void machine_power_off(void)
 294 {
 295         if (!in_interrupt() || oops_in_progress)
 296                 /*
 297                  * Only unblank the console if we are called in enabled
 298                  * context or a bust_spinlocks cleared the way for us.
 299                  */
 300                 console_unblank();
 301         _machine_power_off();
 302 }
 303
 304 /*
 305  * Dummy power off function.
 306  */
 307 void (*pm_power_off)(void) = machine_power_off;
 308 EXPORT_SYMBOL_GPL(pm_power_off);
 309
 310 void *restart_stack;
 311
 312 unsigned long stack_alloc(void)
 313 {
 314 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
 315         return (unsigned long)__vmalloc_node(THREAD_SIZE, THREAD_SIZE,
 316                         THREADINFO_GFP, NUMA_NO_NODE,
 317                         __builtin_return_address(0));
 318 #else
 319         return __get_free_pages(GFP_KERNEL, THREAD_SIZE_ORDER);
 320 #endif
 321 }
 322
 323 void stack_free(unsigned long stack)
 324 {
 325 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
 326         vfree((void *) stack);
 327 #else
 328         free_pages(stack, THREAD_SIZE_ORDER);
 329 #endif
 330 }
 331
 332 int __init arch_early_irq_init(void)
 333 {
 334         unsigned long stack;
 335
 336         stack = __get_free_pages(GFP_KERNEL, THREAD_SIZE_ORDER);
 337         if (!stack)
 338                 panic("Couldn't allocate async stack");
 339         S390_lowcore.async_stack = stack + STACK_INIT_OFFSET;
 340         return 0;
 341 }
 342
 343 static int __init async_stack_realloc(void)
 344 {
 345         unsigned long old, new;
 346
 347         old = S390_lowcore.async_stack - STACK_INIT_OFFSET;
 348         new = stack_alloc();
 349         if (!new)
 350                 panic("Couldn't allocate async stack");
 351         S390_lowcore.async_stack = new + STACK_INIT_OFFSET;
 352         free_pages(old, THREAD_SIZE_ORDER);
 353         return 0;
 354 }
 355 early_initcall(async_stack_realloc);
 356
 357 void __init arch_call_rest_init(void)
 358 {
 359         unsigned long stack;
 360
 361         stack = stack_alloc();
 362         if (!stack)
 363                 panic("Couldn't allocate kernel stack");
 364         current->stack = (void *) stack;
 365 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
 366         current->stack_vm_area = (void *) stack;
 367 #endif
 368         set_task_stack_end_magic(current);
 369         stack += STACK_INIT_OFFSET;
 370         S390_lowcore.kernel_stack = stack;
 371         CALL_ON_STACK_NORETURN(rest_init, stack);
 372 }
 373
 374 static void __init setup_lowcore_dat_off(void)
 375 {
 376         struct lowcore *lc;
 377
 378         /*
 379          * Setup lowcore for boot cpu
 380          */
 381         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct lowcore) != LC_PAGES * PAGE_SIZE);
 382         lc = memblock_alloc_low(sizeof(*lc), sizeof(*lc));
 383         if (!lc)
 384                 panic("%s: Failed to allocate %zu bytes align=%zx\n",
 385                       __func__, sizeof(*lc), sizeof(*lc));
 386
 387         lc->restart_psw.mask = PSW_KERNEL_BITS;
 388         lc->restart_psw.addr = (unsigned long) restart_int_handler;
 389         lc->external_new_psw.mask = PSW_KERNEL_BITS | PSW_MASK_MCHECK;
 390         lc->external_new_psw.addr = (unsigned long) ext_int_handler;
 391         lc->svc_new_psw.mask = PSW_KERNEL_BITS | PSW_MASK_MCHECK;
 392         lc->svc_new_psw.addr = (unsigned long) system_call;
 393         lc->program_new_psw.mask = PSW_KERNEL_BITS | PSW_MASK_MCHECK;
 394         lc->program_new_psw.addr = (unsigned long) pgm_check_handler;
 395         lc->mcck_new_psw.mask = PSW_KERNEL_BITS;
 396         lc->mcck_new_psw.addr = (unsigned long) mcck_int_handler;
 397         lc->io_new_psw.mask = PSW_KERNEL_BITS | PSW_MASK_MCHECK;
 398         lc->io_new_psw.addr = (unsigned long) io_int_handler;
 399         lc->clock_comparator = clock_comparator_max;
 400         lc->nodat_stack = ((unsigned long) &init_thread_union)
 401                 + THREAD_SIZE - STACK_FRAME_OVERHEAD - sizeof(struct pt_regs);
 402         lc->current_task = (unsigned long)&init_task;
 403         lc->lpp = LPP_MAGIC;
 404         lc->machine_flags = S390_lowcore.machine_flags;
 405         lc->preempt_count = S390_lowcore.preempt_count;
 406         lc->stfl_fac_list = S390_lowcore.stfl_fac_list;
 407         memcpy(lc->stfle_fac_list, S390_lowcore.stfle_fac_list,
 408                sizeof(lc->stfle_fac_list));
 409         memcpy(lc->alt_stfle_fac_list, S390_lowcore.alt_stfle_fac_list,
 410                sizeof(lc->alt_stfle_fac_list));
 411         nmi_alloc_boot_cpu(lc);
 412         lc->sync_enter_timer = S390_lowcore.sync_enter_timer;
 413         lc->async_enter_timer = S390_lowcore.async_enter_timer;
 414         lc->exit_timer = S390_lowcore.exit_timer;
 415         lc->user_timer = S390_lowcore.user_timer;
 416         lc->system_timer = S390_lowcore.system_timer;
 417         lc->steal_timer = S390_lowcore.steal_timer;
 418         lc->last_update_timer = S390_lowcore.last_update_timer;
 419         lc->last_update_clock = S390_lowcore.last_update_clock;
 420
 421         /*
 422          * Allocate the global restart stack which is the same for
 423          * all CPUs in cast *one* of them does a PSW restart.
 424          */
 425         restart_stack = memblock_alloc(THREAD_SIZE, THREAD_SIZE);
 426         if (!restart_stack)
 427                 panic("%s: Failed to allocate %lu bytes align=0x%lx\n",
 428                       __func__, THREAD_SIZE, THREAD_SIZE);
 429         restart_stack += STACK_INIT_OFFSET;
 430
 431         /*
 432          * Set up PSW restart to call ipl.c:do_restart(). Copy the relevant
 433          * restart data to the absolute zero lowcore. This is necessary if
 434          * PSW restart is done on an offline CPU that has lowcore zero.
 435          */
 436         lc->restart_stack = (unsigned long) restart_stack;
 437         lc->restart_fn = (unsigned long) do_restart;
 438         lc->restart_data = 0;
 439         lc->restart_source = -1UL;
 440
 441         /* Setup absolute zero lowcore */
 442         mem_assign_absolute(S390_lowcore.restart_stack, lc->restart_stack);
 443         mem_assign_absolute(S390_lowcore.restart_fn, lc->restart_fn);
 444         mem_assign_absolute(S390_lowcore.restart_data, lc->restart_data);
 445         mem_assign_absolute(S390_lowcore.restart_source, lc->restart_source);
 446         mem_assign_absolute(S390_lowcore.restart_psw, lc->restart_psw);
 447
 448         lc->spinlock_lockval = arch_spin_lockval(0);
 449         lc->spinlock_index = 0;
 450         arch_spin_lock_setup(0);
 451         lc->br_r1_trampoline = 0x07f1;  /* br %r1 */
 452         lc->return_lpswe = gen_lpswe(__LC_RETURN_PSW);
 453         lc->return_mcck_lpswe = gen_lpswe(__LC_RETURN_MCCK_PSW);
 454
 455         set_prefix((u32)(unsigned long) lc);
 456         lowcore_ptr[0] = lc;
 457 }
 458
 459 static void __init setup_lowcore_dat_on(void)
 460 {
 461         __ctl_clear_bit(0, 28);
 462         S390_lowcore.external_new_psw.mask |= PSW_MASK_DAT;
 463         S390_lowcore.svc_new_psw.mask |= PSW_MASK_DAT;
 464         S390_lowcore.program_new_psw.mask |= PSW_MASK_DAT;
 465         S390_lowcore.io_new_psw.mask |= PSW_MASK_DAT;
 466         __ctl_set_bit(0, 28);
 467 }
 468
 469 static struct resource code_resource = {
 470         .name  = "Kernel code",
 471         .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM,
 472 };
 473
 474 static struct resource data_resource = {
 475         .name = "Kernel data",
 476         .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM,
 477 };
 478
 479 static struct resource bss_resource = {
 480         .name = "Kernel bss",
 481         .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM,
 482 };
 483
 484 static struct resource __initdata *standard_resources[] = {
 485         &code_resource,
 486         &data_resource,
 487         &bss_resource,
 488 };
 489
 490 static void __init setup_resources(void)
 491 {
 492         struct resource *res, *std_res, *sub_res;
 493         struct memblock_region *reg;
 494         int j;
 495
 496         code_resource.start = (unsigned long) _text;
 497         code_resource.end = (unsigned long) _etext - 1;
 498         data_resource.start = (unsigned long) _etext;
 499         data_resource.end = (unsigned long) _edata - 1;
 500         bss_resource.start = (unsigned long) __bss_start;
 501         bss_resource.end = (unsigned long) __bss_stop - 1;
 502
 503         for_each_memblock(memory, reg) {
 504                 res = memblock_alloc(sizeof(*res), 8);
 505                 if (!res)
 506                         panic("%s: Failed to allocate %zu bytes align=0x%x\n",
 507                               __func__, sizeof(*res), 8);
 508                 res->flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM;
 509
 510                 res->name = "System RAM";
 511                 res->start = reg->base;
 512                 res->end = reg->base + reg->size - 1;
 513                 request_resource(&iomem_resource, res);
 514
 515                 for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(standard_resources); j++) {
 516                         std_res = standard_resources[j];
 517                         if (std_res->start < res->start ||
 518                             std_res->start > res->end)
 519                                 continue;
 520                         if (std_res->end > res->end) {
 521                                 sub_res = memblock_alloc(sizeof(*sub_res), 8);
 522                                 if (!sub_res)
 523                                         panic("%s: Failed to allocate %zu bytes align=0x%x\n",
 524                                               __func__, sizeof(*sub_res), 8);
 525                                 *sub_res = *std_res;
 526                                 sub_res->end = res->end;
 527                                 std_res->start = res->end + 1;
 528                                 request_resource(res, sub_res);
 529                         } else {
 530                                 request_resource(res, std_res);
 531                         }
 532                 }
 533         }
 534 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 535         /*
 536          * Re-add removed crash kernel memory as reserved memory. This makes
 537          * sure it will be mapped with the identity mapping and struct pages
 538          * will be created, so it can be resized later on.
 539          * However add it later since the crash kernel resource should not be
 540          * part of the System RAM resource.
 541          */
 542         if (crashk_res.end) {
 543                 memblock_add_node(crashk_res.start, resource_size(&crashk_res), 0);
 544                 memblock_reserve(crashk_res.start, resource_size(&crashk_res));
 545                 insert_resource(&iomem_resource, &crashk_res);
 546         }
 547 #endif
 548 }
 549
 550 static void __init setup_memory_end(void)
 551 {
 552         unsigned long vmax, tmp;
 553
 554         /* Choose kernel address space layout: 3 or 4 levels. */
 555         if (IS_ENABLED(CONFIG_KASAN)) {
 556                 vmax = IS_ENABLED(CONFIG_KASAN_S390_4_LEVEL_PAGING)
 557                            ? _REGION1_SIZE
 558                            : _REGION2_SIZE;
 559         } else {
 560                 tmp = (memory_end ?: max_physmem_end) / PAGE_SIZE;
 561                 tmp = tmp * (sizeof(struct page) + PAGE_SIZE);
 562                 if (tmp + vmalloc_size + MODULES_LEN <= _REGION2_SIZE)
 563                         vmax = _REGION2_SIZE; /* 3-level kernel page table */
 564                 else
 565                         vmax = _REGION1_SIZE; /* 4-level kernel page table */
 566         }
 567
 568         if (is_prot_virt_host())
 569                 adjust_to_uv_max(&vmax);
 570
 571         /* module area is at the end of the kernel address space. */
 572         MODULES_END = vmax;
 573         MODULES_VADDR = MODULES_END - MODULES_LEN;
 574         VMALLOC_END = MODULES_VADDR;
 575         VMALLOC_START = VMALLOC_END - vmalloc_size;
 576
 577         /* Split remaining virtual space between 1:1 mapping & vmemmap array */
 578         tmp = VMALLOC_START / (PAGE_SIZE + sizeof(struct page));
 579         /* vmemmap contains a multiple of PAGES_PER_SECTION struct pages */
 580         tmp = SECTION_ALIGN_UP(tmp);
 581         tmp = VMALLOC_START - tmp * sizeof(struct page);
 582         tmp &= ~((vmax >> 11) - 1);     /* align to page table level */
 583         tmp = min(tmp, 1UL << MAX_PHYSMEM_BITS);
 584         vmemmap = (struct page *) tmp;
 585
 586         /* Take care that memory_end is set and <= vmemmap */
 587         memory_end = min(memory_end ?: max_physmem_end, (unsigned long)vmemmap);
 588 #ifdef CONFIG_KASAN
 589         memory_end = min(memory_end, KASAN_SHADOW_START);
 590 #endif
 591         vmemmap_size = SECTION_ALIGN_UP(memory_end / PAGE_SIZE) * sizeof(struct page);
 592 #ifdef CONFIG_KASAN
 593         /* move vmemmap above kasan shadow only if stands in a way */
 594         if (KASAN_SHADOW_END > (unsigned long)vmemmap &&
 595             (unsigned long)vmemmap + vmemmap_size > KASAN_SHADOW_START)
 596                 vmemmap = max(vmemmap, (struct page *)KASAN_SHADOW_END);
 597 #endif
 598         max_pfn = max_low_pfn = PFN_DOWN(memory_end);
 599         memblock_remove(memory_end, ULONG_MAX);
 600
 601         pr_notice("The maximum memory size is %luMB\n", memory_end >> 20);
 602 }
 603
 604 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 605
 606 /*
 607  * When kdump is enabled, we have to ensure that no memory from the area
 608  * [0 - crashkernel memory size] is set offline - it will be exchanged with
 609  * the crashkernel memory region when kdump is triggered. The crashkernel
 610  * memory region can never get offlined (pages are unmovable).
 611  */
 612 static int kdump_mem_notifier(struct notifier_block *nb,
 613                               unsigned long action, void *data)
 614 {
 615         struct memory_notify *arg = data;
 616
 617         if (action != MEM_GOING_OFFLINE)
 618                 return NOTIFY_OK;
 619         if (arg->start_pfn < PFN_DOWN(resource_size(&crashk_res)))
 620                 return NOTIFY_BAD;
 621         return NOTIFY_OK;
 622 }
 623
 624 static struct notifier_block kdump_mem_nb = {
 625         .notifier_call = kdump_mem_notifier,
 626 };
 627
 628 #endif
 629
 630 /*
 631  * Make sure that the area behind memory_end is protected
 632  */
 633 static void reserve_memory_end(void)
 634 {
 635         if (memory_end_set)
 636                 memblock_reserve(memory_end, ULONG_MAX);
 637 }
 638
 639 /*
 640  * Make sure that oldmem, where the dump is stored, is protected
 641  */
 642 static void reserve_oldmem(void)
 643 {
 644 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 645         if (OLDMEM_BASE)
 646                 /* Forget all memory above the running kdump system */
 647                 memblock_reserve(OLDMEM_SIZE, (phys_addr_t)ULONG_MAX);
 648 #endif
 649 }
 650
 651 /*
 652  * Make sure that oldmem, where the dump is stored, is protected
 653  */
 654 static void remove_oldmem(void)
 655 {
 656 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 657         if (OLDMEM_BASE)
 658                 /* Forget all memory above the running kdump system */
 659                 memblock_remove(OLDMEM_SIZE, (phys_addr_t)ULONG_MAX);
 660 #endif
 661 }
 662
 663 /*
 664  * Reserve memory for kdump kernel to be loaded with kexec
 665  */
 666 static void __init reserve_crashkernel(void)
 667 {
 668 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 669         unsigned long long crash_base, crash_size;
 670         phys_addr_t low, high;
 671         int rc;
 672
 673         rc = parse_crashkernel(boot_command_line, memory_end, &crash_size,
 674                                &crash_base);
 675
 676         crash_base = ALIGN(crash_base, KEXEC_CRASH_MEM_ALIGN);
 677         crash_size = ALIGN(crash_size, KEXEC_CRASH_MEM_ALIGN);
 678         if (rc || crash_size == 0)
 679                 return;
 680
 681         if (memblock.memory.regions[0].size < crash_size) {
 682                 pr_info("crashkernel reservation failed: %s\n",
 683                         "first memory chunk must be at least crashkernel size");
 684                 return;
 685         }
 686
 687         low = crash_base ?: OLDMEM_BASE;
 688         high = low + crash_size;
 689         if (low >= OLDMEM_BASE && high <= OLDMEM_BASE + OLDMEM_SIZE) {
 690                 /* The crashkernel fits into OLDMEM, reuse OLDMEM */
 691                 crash_base = low;
 692         } else {
 693                 /* Find suitable area in free memory */
 694                 low = max_t(unsigned long, crash_size, sclp.hsa_size);
 695                 high = crash_base ? crash_base + crash_size : ULONG_MAX;
 696
 697                 if (crash_base && crash_base < low) {
 698                         pr_info("crashkernel reservation failed: %s\n",
 699                                 "crash_base too low");
 700                         return;
 701                 }
 702                 low = crash_base ?: low;
 703                 crash_base = memblock_find_in_range(low, high, crash_size,
 704                                                     KEXEC_CRASH_MEM_ALIGN);
 705         }
 706
 707         if (!crash_base) {
 708                 pr_info("crashkernel reservation failed: %s\n",
 709                         "no suitable area found");
 710                 return;
 711         }
 712
 713         if (register_memory_notifier(&kdump_mem_nb))
 714                 return;
 715
 716         if (!OLDMEM_BASE && MACHINE_IS_VM)
 717                 diag10_range(PFN_DOWN(crash_base), PFN_DOWN(crash_size));
 718         crashk_res.start = crash_base;
 719         crashk_res.end = crash_base + crash_size - 1;
 720         memblock_remove(crash_base, crash_size);
 721         pr_info("Reserving %lluMB of memory at %lluMB "
 722                 "for crashkernel (System RAM: %luMB)\n",
 723                 crash_size >> 20, crash_base >> 20,
 724                 (unsigned long)memblock.memory.total_size >> 20);
 725         os_info_crashkernel_add(crash_base, crash_size);
 726 #endif
 727 }
 728
 729 /*
 730  * Reserve the initrd from being used by memblock
 731  */
 732 static void __init reserve_initrd(void)
 733 {
 734 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 735         if (!INITRD_START || !INITRD_SIZE)
 736                 return;
 737         initrd_start = INITRD_START;
 738         initrd_end = initrd_start + INITRD_SIZE;
 739         memblock_reserve(INITRD_START, INITRD_SIZE);
 740 #endif
 741 }
 742
 743 /*
 744  * Reserve the memory area used to pass the certificate lists
 745  */
 746 static void __init reserve_certificate_list(void)
 747 {
 748         if (ipl_cert_list_addr)
 749                 memblock_reserve(ipl_cert_list_addr, ipl_cert_list_size);
 750 }
 751
 752 static void __init reserve_mem_detect_info(void)
 753 {
 754         unsigned long start, size;
 755
 756         get_mem_detect_reserved(&start, &size);
 757         if (size)
 758                 memblock_reserve(start, size);
 759 }
 760
 761 static void __init free_mem_detect_info(void)
 762 {
 763         unsigned long start, size;
 764
 765         get_mem_detect_reserved(&start, &size);
 766         if (size)
 767                 memblock_free(start, size);
 768 }
 769
 770 static const char * __init get_mem_info_source(void)
 771 {
 772         switch (mem_detect.info_source) {
 773         case MEM_DETECT_SCLP_STOR_INFO:
 774                 return "sclp storage info";
 775         case MEM_DETECT_DIAG260:
 776                 return "diag260";
 777         case MEM_DETECT_SCLP_READ_INFO:
 778                 return "sclp read info";
 779         case MEM_DETECT_BIN_SEARCH:
 780                 return "binary search";
 781         }
 782         return "none";
 783 }
 784
 785 static void __init memblock_add_mem_detect_info(void)
 786 {
 787         unsigned long start, end;
 788         int i;
 789
 790         memblock_dbg("physmem info source: %s (%hhd)\n",
 791                      get_mem_info_source(), mem_detect.info_source);
 792         /* keep memblock lists close to the kernel */
 793         memblock_set_bottom_up(true);
 794         for_each_mem_detect_block(i, &start, &end) {
 795                 memblock_add(start, end - start);
 796                 memblock_physmem_add(start, end - start);
 797         }
 798         memblock_set_bottom_up(false);
 799         memblock_set_node(0, ULONG_MAX, &memblock.memory, 0);
 800         memblock_dump_all();
 801 }
 802
 803 /*
 804  * Check for initrd being in usable memory
 805  */
 806 static void __init check_initrd(void)
 807 {
 808 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 809         if (INITRD_START && INITRD_SIZE &&
 810             !memblock_is_region_memory(INITRD_START, INITRD_SIZE)) {
 811                 pr_err("The initial RAM disk does not fit into the memory\n");
 812                 memblock_free(INITRD_START, INITRD_SIZE);
 813                 initrd_start = initrd_end = 0;
 814         }
 815 #endif
 816 }
 817
 818 /*
 819  * Reserve memory used for lowcore/command line/kernel image.
 820  */
 821 static void __init reserve_kernel(void)
 822 {
 823         unsigned long start_pfn = PFN_UP(__pa(_end));
 824
 825         memblock_reserve(0, HEAD_END);
 826         memblock_reserve((unsigned long)_stext, PFN_PHYS(start_pfn)
 827                          - (unsigned long)_stext);
 828         memblock_reserve(__sdma, __edma - __sdma);
 829 }
 830
 831 static void __init setup_memory(void)
 832 {
 833         struct memblock_region *reg;
 834
 835         /*
 836          * Init storage key for present memory
 837          */
 838         for_each_memblock(memory, reg) {
 839                 storage_key_init_range(reg->base, reg->base + reg->size);
 840         }
 841         psw_set_key(PAGE_DEFAULT_KEY);
 842
 843         /* Only cosmetics */
 844         memblock_enforce_memory_limit(memblock_end_of_DRAM());
 845 }
 846
 847 /*
 848  * Setup hardware capabilities.
 849  */
 850 static int __init setup_hwcaps(void)
 851 {
 852         static const int stfl_bits[6] = { 0, 2, 7, 17, 19, 21 };
 853         struct cpuid cpu_id;
 854         int i;
 855
 856         /*
 857          * The store facility list bits numbers as found in the principles
 858          * of operation are numbered with bit 1UL<<31 as number 0 to
 859          * bit 1UL<<0 as number 31.
 860          *   Bit 0: instructions named N3, "backported" to esa-mode
 861          *   Bit 2: z/Architecture mode is active
 862          *   Bit 7: the store-facility-list-extended facility is installed
 863          *   Bit 17: the message-security assist is installed
 864          *   Bit 19: the long-displacement facility is installed
 865          *   Bit 21: the extended-immediate facility is installed
 866          *   Bit 22: extended-translation facility 3 is installed
 867          *   Bit 30: extended-translation facility 3 enhancement facility
 868          * These get translated to:
 869          *   HWCAP_S390_ESAN3 bit 0, HWCAP_S390_ZARCH bit 1,
 870          *   HWCAP_S390_STFLE bit 2, HWCAP_S390_MSA bit 3,
 871          *   HWCAP_S390_LDISP bit 4, HWCAP_S390_EIMM bit 5 and
 872          *   HWCAP_S390_ETF3EH bit 8 (22 && 30).
 873          */
 874         for (i = 0; i < 6; i++)
 875                 if (test_facility(stfl_bits[i]))
 876                         elf_hwcap |= 1UL << i;
 877
 878         if (test_facility(22) && test_facility(30))
 879                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_ETF3EH;
 880
 881         /*
 882          * Check for additional facilities with store-facility-list-extended.
 883          * stfle stores doublewords (8 byte) with bit 1ULL<<63 as bit 0
 884          * and 1ULL<<0 as bit 63. Bits 0-31 contain the same information
 885          * as stored by stfl, bits 32-xxx contain additional facilities.
 886          * How many facility words are stored depends on the number of
 887          * doublewords passed to the instruction. The additional facilities
 888          * are:
 889          *   Bit 42: decimal floating point facility is installed
 890          *   Bit 44: perform floating point operation facility is installed
 891          * translated to:
 892          *   HWCAP_S390_DFP bit 6 (42 && 44).
 893          */
 894         if ((elf_hwcap & (1UL << 2)) && test_facility(42) && test_facility(44))
 895                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_DFP;
 896
 897         /*
 898          * Huge page support HWCAP_S390_HPAGE is bit 7.
 899          */
 900         if (MACHINE_HAS_EDAT1)
 901                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_HPAGE;
 902
 903         /*
 904          * 64-bit register support for 31-bit processes
 905          * HWCAP_S390_HIGH_GPRS is bit 9.
 906          */
 907         elf_hwcap |= HWCAP_S390_HIGH_GPRS;
 908
 909         /*
 910          * Transactional execution support HWCAP_S390_TE is bit 10.
 911          */
 912         if (MACHINE_HAS_TE)
 913                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_TE;
 914
 915         /*
 916          * Vector extension HWCAP_S390_VXRS is bit 11. The Vector extension
 917          * can be disabled with the "novx" parameter. Use MACHINE_HAS_VX
 918          * instead of facility bit 129.
 919          */
 920         if (MACHINE_HAS_VX) {
 921                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_VXRS;
 922                 if (test_facility(134))
 923                         elf_hwcap |= HWCAP_S390_VXRS_EXT;
 924                 if (test_facility(135))
 925                         elf_hwcap |= HWCAP_S390_VXRS_BCD;
 926                 if (test_facility(148))
 927                         elf_hwcap |= HWCAP_S390_VXRS_EXT2;
 928                 if (test_facility(152))
 929                         elf_hwcap |= HWCAP_S390_VXRS_PDE;
 930         }
 931         if (test_facility(150))
 932                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_SORT;
 933         if (test_facility(151))
 934                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_DFLT;
 935
 936         /*
 937          * Guarded storage support HWCAP_S390_GS is bit 12.
 938          */
 939         if (MACHINE_HAS_GS)
 940                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_GS;
 941
 942         get_cpu_id(&cpu_id);
 943         add_device_randomness(&cpu_id, sizeof(cpu_id));
 944         switch (cpu_id.machine) {
 945         case 0x2064:
 946         case 0x2066:
 947         default:        /* Use "z900" as default for 64 bit kernels. */
 948                 strcpy(elf_platform, "z900");
 949                 break;
 950         case 0x2084:
 951         case 0x2086:
 952                 strcpy(elf_platform, "z990");
 953                 break;
 954         case 0x2094:
 955         case 0x2096:
 956                 strcpy(elf_platform, "z9-109");
 957                 break;
 958         case 0x2097:
 959         case 0x2098:
 960                 strcpy(elf_platform, "z10");
 961                 break;
 962         case 0x2817:
 963         case 0x2818:
 964                 strcpy(elf_platform, "z196");
 965                 break;
 966         case 0x2827:
 967         case 0x2828:
 968                 strcpy(elf_platform, "zEC12");
 969                 break;
 970         case 0x2964:
 971         case 0x2965:
 972                 strcpy(elf_platform, "z13");
 973                 break;
 974         case 0x3906:
 975         case 0x3907:
 976                 strcpy(elf_platform, "z14");
 977                 break;
 978         case 0x8561:
 979         case 0x8562:
 980                 strcpy(elf_platform, "z15");
 981                 break;
 982         }
 983
 984         /*
 985          * Virtualization support HWCAP_INT_SIE is bit 0.
 986          */
 987         if (sclp.has_sief2)
 988                 int_hwcap |= HWCAP_INT_SIE;
 989
 990         return 0;
 991 }
 992 arch_initcall(setup_hwcaps);
 993
 994 /*
 995  * Add system information as device randomness
 996  */
 997 static void __init setup_randomness(void)
 998 {
 999         struct sysinfo_3_2_2 *vmms;
1000
1001         vmms = (struct sysinfo_3_2_2 *) memblock_phys_alloc(PAGE_SIZE,
1002                                                             PAGE_SIZE);
1003         if (!vmms)
1004                 panic("Failed to allocate memory for sysinfo structure\n");
1005
1006         if (stsi(vmms, 3, 2, 2) == 0 && vmms->count)
1007                 add_device_randomness(&vmms->vm, sizeof(vmms->vm[0]) * vmms->count);
1008         memblock_free((unsigned long) vmms, PAGE_SIZE);
1009 }
1010
1011 /*
1012  * Find the correct size for the task_struct. This depends on
1013  * the size of the struct fpu at the end of the thread_struct
1014  * which is embedded in the task_struct.
1015  */
1016 static void __init setup_task_size(void)
1017 {
1018         int task_size = sizeof(struct task_struct);
1019
1020         if (!MACHINE_HAS_VX) {
1021                 task_size -= sizeof(__vector128) * __NUM_VXRS;
1022                 task_size += sizeof(freg_t) * __NUM_FPRS;
1023         }
1024         arch_task_struct_size = task_size;
1025 }
1026
1027 /*
1028  * Issue diagnose 318 to set the control program name and
1029  * version codes.
1030  */
1031 static void __init setup_control_program_code(void)
1032 {
1033         union diag318_info diag318_info = {
1034                 .cpnc = CPNC_LINUX,
1035                 .cpvc = 0,
1036         };
1037
1038         if (!sclp.has_diag318)
1039                 return;
1040
1041         diag_stat_inc(DIAG_STAT_X318);
1042         asm volatile("diag %0,0,0x318\n" : : "d" (diag318_info.val));
1043 }
1044
1045 /*
1046  * Print the component list from the IPL report
1047  */
1048 static void __init log_component_list(void)
1049 {
1050         struct ipl_rb_component_entry *ptr, *end;
1051         char *str;
1052
1053         if (!early_ipl_comp_list_addr)
1054                 return;
1055         if (ipl_block.hdr.flags & IPL_PL_FLAG_SIPL)
1056                 pr_info("Linux is running with Secure-IPL enabled\n");
1057         else
1058                 pr_info("Linux is running with Secure-IPL disabled\n");
1059         ptr = (void *) early_ipl_comp_list_addr;
1060         end = (void *) ptr + early_ipl_comp_list_size;
1061         pr_info("The IPL report contains the following components:\n");
1062         while (ptr < end) {
1063                 if (ptr->flags & IPL_RB_COMPONENT_FLAG_SIGNED) {
1064                         if (ptr->flags & IPL_RB_COMPONENT_FLAG_VERIFIED)
1065                                 str = "signed, verified";
1066                         else
1067                                 str = "signed, verification failed";
1068                 } else {
1069                         str = "not signed";
1070                 }
1071                 pr_info("%016llx - %016llx (%s)\n",
1072                         ptr->addr, ptr->addr + ptr->len, str);
1073                 ptr++;
1074         }
1075 }
1076
1077 /*
1078  * Setup function called from init/main.c just after the banner
1079  * was printed.
1080  */
1081
1082 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
1083 {
1084         /*
1085          * print what head.S has found out about the machine
1086          */
1087         if (MACHINE_IS_VM)
1088                 pr_info("Linux is running as a z/VM "
1089                         "guest operating system in 64-bit mode\n");
1090         else if (MACHINE_IS_KVM)
1091                 pr_info("Linux is running under KVM in 64-bit mode\n");
1092         else if (MACHINE_IS_LPAR)
1093                 pr_info("Linux is running natively in 64-bit mode\n");
1094         else
1095                 pr_info("Linux is running as a guest in 64-bit mode\n");
1096
1097         log_component_list();
1098
1099         /* Have one command line that is parsed and saved in /proc/cmdline */
1100         /* boot_command_line has been already set up in early.c */
1101         *cmdline_p = boot_command_line;
1102
1103         ROOT_DEV = Root_RAM0;
1104
1105         init_mm.start_code = (unsigned long) _text;
1106         init_mm.end_code = (unsigned long) _etext;
1107         init_mm.end_data = (unsigned long) _edata;
1108         init_mm.brk = (unsigned long) _end;
1109
1110         if (IS_ENABLED(CONFIG_EXPOLINE_AUTO))
1111                 nospec_auto_detect();
1112
1113         jump_label_init();
1114         parse_early_param();
1115 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
1116         /* Deactivate elfcorehdr= kernel parameter */
1117         elfcorehdr_addr = ELFCORE_ADDR_MAX;
1118 #endif
1119
1120         os_info_init();
1121         setup_ipl();
1122         setup_task_size();
1123         setup_control_program_code();
1124
1125         /* Do some memory reservations *before* memory is added to memblock */
1126         reserve_memory_end();
1127         reserve_oldmem();
1128         reserve_kernel();
1129         reserve_initrd();
1130         reserve_certificate_list();
1131         reserve_mem_detect_info();
1132         memblock_allow_resize();
1133
1134         /* Get information about *all* installed memory */
1135         memblock_add_mem_detect_info();
1136
1137         free_mem_detect_info();
1138         remove_oldmem();
1139
1140         if (is_prot_virt_host())
1141                 setup_uv();
1142         setup_memory_end();
1143         setup_memory();
1144         dma_contiguous_reserve(memory_end);
1145         vmcp_cma_reserve();
1146
1147         check_initrd();
1148         reserve_crashkernel();
1149 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
1150         /*
1151          * Be aware that smp_save_dump_cpus() triggers a system reset.
1152          * Therefore CPU and device initialization should be done afterwards.
1153          */
1154         smp_save_dump_cpus();
1155 #endif
1156
1157         setup_resources();
1158         setup_lowcore_dat_off();
1159         smp_fill_possible_mask();
1160         cpu_detect_mhz_feature();
1161         cpu_init();
1162         numa_setup();
1163         smp_detect_cpus();
1164         topology_init_early();
1165
1166         /*
1167          * Create kernel page tables and switch to virtual addressing.
1168          */
1169         paging_init();
1170
1171         /*
1172          * After paging_init created the kernel page table, the new PSWs
1173          * in lowcore can now run with DAT enabled.
1174          */
1175         setup_lowcore_dat_on();
1176
1177         /* Setup default console */
1178         conmode_default();
1179         set_preferred_console();
1180
1181         apply_alternative_instructions();
1182         if (IS_ENABLED(CONFIG_EXPOLINE))
1183                 nospec_init_branches();
1184
1185         /* Setup zfcpdump support */
1186         setup_zfcpdump();
1187
1188         /* Add system specific data to the random pool */
1189         setup_randomness();
1190 }