Merge branch 'fixes' into next
[linux-2.6-microblaze.git] / arch / powerpc / kernel / setup_64.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /*
3  * 
4  * Common boot and setup code.
5  *
6  * Copyright (C) 2001 PPC64 Team, IBM Corp
7  */
8
9 #include <linux/export.h>
10 #include <linux/string.h>
11 #include <linux/sched.h>
12 #include <linux/init.h>
13 #include <linux/kernel.h>
14 #include <linux/reboot.h>
15 #include <linux/delay.h>
16 #include <linux/initrd.h>
17 #include <linux/seq_file.h>
18 #include <linux/ioport.h>
19 #include <linux/console.h>
20 #include <linux/utsname.h>
21 #include <linux/tty.h>
22 #include <linux/root_dev.h>
23 #include <linux/notifier.h>
24 #include <linux/cpu.h>
25 #include <linux/unistd.h>
26 #include <linux/serial.h>
27 #include <linux/serial_8250.h>
28 #include <linux/memblock.h>
29 #include <linux/pci.h>
30 #include <linux/lockdep.h>
31 #include <linux/memory.h>
32 #include <linux/nmi.h>
33 #include <linux/pgtable.h>
34
35 #include <asm/debugfs.h>
36 #include <asm/io.h>
37 #include <asm/kdump.h>
38 #include <asm/prom.h>
39 #include <asm/processor.h>
40 #include <asm/smp.h>
41 #include <asm/elf.h>
42 #include <asm/machdep.h>
43 #include <asm/paca.h>
44 #include <asm/time.h>
45 #include <asm/cputable.h>
46 #include <asm/dt_cpu_ftrs.h>
47 #include <asm/sections.h>
48 #include <asm/btext.h>
49 #include <asm/nvram.h>
50 #include <asm/setup.h>
51 #include <asm/rtas.h>
52 #include <asm/iommu.h>
53 #include <asm/serial.h>
54 #include <asm/cache.h>
55 #include <asm/page.h>
56 #include <asm/mmu.h>
57 #include <asm/firmware.h>
58 #include <asm/xmon.h>
59 #include <asm/udbg.h>
60 #include <asm/kexec.h>
61 #include <asm/code-patching.h>
62 #include <asm/livepatch.h>
63 #include <asm/opal.h>
64 #include <asm/cputhreads.h>
65 #include <asm/hw_irq.h>
66 #include <asm/feature-fixups.h>
67 #include <asm/kup.h>
68 #include <asm/early_ioremap.h>
69 #include <asm/pgalloc.h>
70
71 #include "setup.h"
72
73 int spinning_secondaries;
74 u64 ppc64_pft_size;
75
76 struct ppc64_caches ppc64_caches = {
77         .l1d = {
78                 .block_size = 0x40,
79                 .log_block_size = 6,
80         },
81         .l1i = {
82                 .block_size = 0x40,
83                 .log_block_size = 6
84         },
85 };
86 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc64_caches);
87
88 #if defined(CONFIG_PPC_BOOK3E) && defined(CONFIG_SMP)
89 void __init setup_tlb_core_data(void)
90 {
91         int cpu;
92
93         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct tlb_core_data, lock) != 0);
94
95         for_each_possible_cpu(cpu) {
96                 int first = cpu_first_thread_sibling(cpu);
97
98                 /*
99                  * If we boot via kdump on a non-primary thread,
100                  * make sure we point at the thread that actually
101                  * set up this TLB.
102                  */
103                 if (cpu_first_thread_sibling(boot_cpuid) == first)
104                         first = boot_cpuid;
105
106                 paca_ptrs[cpu]->tcd_ptr = &paca_ptrs[first]->tcd;
107
108                 /*
109                  * If we have threads, we need either tlbsrx.
110                  * or e6500 tablewalk mode, or else TLB handlers
111                  * will be racy and could produce duplicate entries.
112                  * Should we panic instead?
113                  */
114                 WARN_ONCE(smt_enabled_at_boot >= 2 &&
115                           !mmu_has_feature(MMU_FTR_USE_TLBRSRV) &&
116                           book3e_htw_mode != PPC_HTW_E6500,
117                           "%s: unsupported MMU configuration\n", __func__);
118         }
119 }
120 #endif
121
122 #ifdef CONFIG_SMP
123
124 static char *smt_enabled_cmdline;
125
126 /* Look for ibm,smt-enabled OF option */
127 void __init check_smt_enabled(void)
128 {
129         struct device_node *dn;
130         const char *smt_option;
131
132         /* Default to enabling all threads */
133         smt_enabled_at_boot = threads_per_core;
134
135         /* Allow the command line to overrule the OF option */
136         if (smt_enabled_cmdline) {
137                 if (!strcmp(smt_enabled_cmdline, "on"))
138                         smt_enabled_at_boot = threads_per_core;
139                 else if (!strcmp(smt_enabled_cmdline, "off"))
140                         smt_enabled_at_boot = 0;
141                 else {
142                         int smt;
143                         int rc;
144
145                         rc = kstrtoint(smt_enabled_cmdline, 10, &smt);
146                         if (!rc)
147                                 smt_enabled_at_boot =
148                                         min(threads_per_core, smt);
149                 }
150         } else {
151                 dn = of_find_node_by_path("/options");
152                 if (dn) {
153                         smt_option = of_get_property(dn, "ibm,smt-enabled",
154                                                      NULL);
155
156                         if (smt_option) {
157                                 if (!strcmp(smt_option, "on"))
158                                         smt_enabled_at_boot = threads_per_core;
159                                 else if (!strcmp(smt_option, "off"))
160                                         smt_enabled_at_boot = 0;
161                         }
162
163                         of_node_put(dn);
164                 }
165         }
166 }
167
168 /* Look for smt-enabled= cmdline option */
169 static int __init early_smt_enabled(char *p)
170 {
171         smt_enabled_cmdline = p;
172         return 0;
173 }
174 early_param("smt-enabled", early_smt_enabled);
175
176 #endif /* CONFIG_SMP */
177
178 /** Fix up paca fields required for the boot cpu */
179 static void __init fixup_boot_paca(void)
180 {
181         /* The boot cpu is started */
182         get_paca()->cpu_start = 1;
183         /* Allow percpu accesses to work until we setup percpu data */
184         get_paca()->data_offset = 0;
185         /* Mark interrupts disabled in PACA */
186         irq_soft_mask_set(IRQS_DISABLED);
187 }
188
189 static void __init configure_exceptions(void)
190 {
191         /*
192          * Setup the trampolines from the lowmem exception vectors
193          * to the kdump kernel when not using a relocatable kernel.
194          */
195         setup_kdump_trampoline();
196
197         /* Under a PAPR hypervisor, we need hypercalls */
198         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_SET_MODE)) {
199                 /* Enable AIL if possible */
200                 if (!pseries_enable_reloc_on_exc()) {
201                         init_task.thread.fscr &= ~FSCR_SCV;
202                         cur_cpu_spec->cpu_user_features2 &= ~PPC_FEATURE2_SCV;
203                 }
204
205                 /*
206                  * Tell the hypervisor that we want our exceptions to
207                  * be taken in little endian mode.
208                  *
209                  * We don't call this for big endian as our calling convention
210                  * makes us always enter in BE, and the call may fail under
211                  * some circumstances with kdump.
212                  */
213 #ifdef __LITTLE_ENDIAN__
214                 pseries_little_endian_exceptions();
215 #endif
216         } else {
217                 /* Set endian mode using OPAL */
218                 if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_OPAL))
219                         opal_configure_cores();
220
221                 /* AIL on native is done in cpu_ready_for_interrupts() */
222         }
223 }
224
225 static void cpu_ready_for_interrupts(void)
226 {
227         /*
228          * Enable AIL if supported, and we are in hypervisor mode. This
229          * is called once for every processor.
230          *
231          * If we are not in hypervisor mode the job is done once for
232          * the whole partition in configure_exceptions().
233          */
234         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_HVMODE) &&
235             cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_207S)) {
236                 unsigned long lpcr = mfspr(SPRN_LPCR);
237                 mtspr(SPRN_LPCR, lpcr | LPCR_AIL_3);
238         }
239
240         /*
241          * Set HFSCR:TM based on CPU features:
242          * In the special case of TM no suspend (P9N DD2.1), Linux is
243          * told TM is off via the dt-ftrs but told to (partially) use
244          * it via OPAL_REINIT_CPUS_TM_SUSPEND_DISABLED. So HFSCR[TM]
245          * will be off from dt-ftrs but we need to turn it on for the
246          * no suspend case.
247          */
248         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_HVMODE)) {
249                 if (cpu_has_feature(CPU_FTR_TM_COMP))
250                         mtspr(SPRN_HFSCR, mfspr(SPRN_HFSCR) | HFSCR_TM);
251                 else
252                         mtspr(SPRN_HFSCR, mfspr(SPRN_HFSCR) & ~HFSCR_TM);
253         }
254
255         /* Set IR and DR in PACA MSR */
256         get_paca()->kernel_msr = MSR_KERNEL;
257 }
258
259 unsigned long spr_default_dscr = 0;
260
261 void __init record_spr_defaults(void)
262 {
263         if (early_cpu_has_feature(CPU_FTR_DSCR))
264                 spr_default_dscr = mfspr(SPRN_DSCR);
265 }
266
267 /*
268  * Early initialization entry point. This is called by head.S
269  * with MMU translation disabled. We rely on the "feature" of
270  * the CPU that ignores the top 2 bits of the address in real
271  * mode so we can access kernel globals normally provided we
272  * only toy with things in the RMO region. From here, we do
273  * some early parsing of the device-tree to setup out MEMBLOCK
274  * data structures, and allocate & initialize the hash table
275  * and segment tables so we can start running with translation
276  * enabled.
277  *
278  * It is this function which will call the probe() callback of
279  * the various platform types and copy the matching one to the
280  * global ppc_md structure. Your platform can eventually do
281  * some very early initializations from the probe() routine, but
282  * this is not recommended, be very careful as, for example, the
283  * device-tree is not accessible via normal means at this point.
284  */
285
286 void __init early_setup(unsigned long dt_ptr)
287 {
288         static __initdata struct paca_struct boot_paca;
289
290         /* -------- printk is _NOT_ safe to use here ! ------- */
291
292         /*
293          * Assume we're on cpu 0 for now.
294          *
295          * We need to load a PACA very early for a few reasons.
296          *
297          * The stack protector canary is stored in the paca, so as soon as we
298          * call any stack protected code we need r13 pointing somewhere valid.
299          *
300          * If we are using kcov it will call in_task() in its instrumentation,
301          * which relies on the current task from the PACA.
302          *
303          * dt_cpu_ftrs_init() calls into generic OF/fdt code, as well as
304          * printk(), which can trigger both stack protector and kcov.
305          *
306          * percpu variables and spin locks also use the paca.
307          *
308          * So set up a temporary paca. It will be replaced below once we know
309          * what CPU we are on.
310          */
311         initialise_paca(&boot_paca, 0);
312         setup_paca(&boot_paca);
313         fixup_boot_paca();
314
315         /* -------- printk is now safe to use ------- */
316
317         /* Try new device tree based feature discovery ... */
318         if (!dt_cpu_ftrs_init(__va(dt_ptr)))
319                 /* Otherwise use the old style CPU table */
320                 identify_cpu(0, mfspr(SPRN_PVR));
321
322         /* Enable early debugging if any specified (see udbg.h) */
323         udbg_early_init();
324
325         udbg_printf(" -> %s(), dt_ptr: 0x%lx\n", __func__, dt_ptr);
326
327         /*
328          * Do early initialization using the flattened device
329          * tree, such as retrieving the physical memory map or
330          * calculating/retrieving the hash table size.
331          */
332         early_init_devtree(__va(dt_ptr));
333
334         /* Now we know the logical id of our boot cpu, setup the paca. */
335         if (boot_cpuid != 0) {
336                 /* Poison paca_ptrs[0] again if it's not the boot cpu */
337                 memset(&paca_ptrs[0], 0x88, sizeof(paca_ptrs[0]));
338         }
339         setup_paca(paca_ptrs[boot_cpuid]);
340         fixup_boot_paca();
341
342         /*
343          * Configure exception handlers. This include setting up trampolines
344          * if needed, setting exception endian mode, etc...
345          */
346         configure_exceptions();
347
348         /*
349          * Configure Kernel Userspace Protection. This needs to happen before
350          * feature fixups for platforms that implement this using features.
351          */
352         setup_kup();
353
354         /* Apply all the dynamic patching */
355         apply_feature_fixups();
356         setup_feature_keys();
357
358         early_ioremap_setup();
359
360         /* Initialize the hash table or TLB handling */
361         early_init_mmu();
362
363         /*
364          * After firmware and early platform setup code has set things up,
365          * we note the SPR values for configurable control/performance
366          * registers, and use those as initial defaults.
367          */
368         record_spr_defaults();
369
370         /*
371          * At this point, we can let interrupts switch to virtual mode
372          * (the MMU has been setup), so adjust the MSR in the PACA to
373          * have IR and DR set and enable AIL if it exists
374          */
375         cpu_ready_for_interrupts();
376
377         /*
378          * We enable ftrace here, but since we only support DYNAMIC_FTRACE, it
379          * will only actually get enabled on the boot cpu much later once
380          * ftrace itself has been initialized.
381          */
382         this_cpu_enable_ftrace();
383
384         udbg_printf(" <- %s()\n", __func__);
385
386 #ifdef CONFIG_PPC_EARLY_DEBUG_BOOTX
387         /*
388          * This needs to be done *last* (after the above udbg_printf() even)
389          *
390          * Right after we return from this function, we turn on the MMU
391          * which means the real-mode access trick that btext does will
392          * no longer work, it needs to switch to using a real MMU
393          * mapping. This call will ensure that it does
394          */
395         btext_map();
396 #endif /* CONFIG_PPC_EARLY_DEBUG_BOOTX */
397 }
398
399 #ifdef CONFIG_SMP
400 void early_setup_secondary(void)
401 {
402         /* Mark interrupts disabled in PACA */
403         irq_soft_mask_set(IRQS_DISABLED);
404
405         /* Initialize the hash table or TLB handling */
406         early_init_mmu_secondary();
407
408         /* Perform any KUP setup that is per-cpu */
409         setup_kup();
410
411         /*
412          * At this point, we can let interrupts switch to virtual mode
413          * (the MMU has been setup), so adjust the MSR in the PACA to
414          * have IR and DR set.
415          */
416         cpu_ready_for_interrupts();
417 }
418
419 #endif /* CONFIG_SMP */
420
421 void panic_smp_self_stop(void)
422 {
423         hard_irq_disable();
424         spin_begin();
425         while (1)
426                 spin_cpu_relax();
427 }
428
429 #if defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_KEXEC_CORE)
430 static bool use_spinloop(void)
431 {
432         if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_BOOK3S)) {
433                 /*
434                  * See comments in head_64.S -- not all platforms insert
435                  * secondaries at __secondary_hold and wait at the spin
436                  * loop.
437                  */
438                 if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_OPAL))
439                         return false;
440                 return true;
441         }
442
443         /*
444          * When book3e boots from kexec, the ePAPR spin table does
445          * not get used.
446          */
447         return of_property_read_bool(of_chosen, "linux,booted-from-kexec");
448 }
449
450 void smp_release_cpus(void)
451 {
452         unsigned long *ptr;
453         int i;
454
455         if (!use_spinloop())
456                 return;
457
458         /* All secondary cpus are spinning on a common spinloop, release them
459          * all now so they can start to spin on their individual paca
460          * spinloops. For non SMP kernels, the secondary cpus never get out
461          * of the common spinloop.
462          */
463
464         ptr  = (unsigned long *)((unsigned long)&__secondary_hold_spinloop
465                         - PHYSICAL_START);
466         *ptr = ppc_function_entry(generic_secondary_smp_init);
467
468         /* And wait a bit for them to catch up */
469         for (i = 0; i < 100000; i++) {
470                 mb();
471                 HMT_low();
472                 if (spinning_secondaries == 0)
473                         break;
474                 udelay(1);
475         }
476         pr_debug("spinning_secondaries = %d\n", spinning_secondaries);
477 }
478 #endif /* CONFIG_SMP || CONFIG_KEXEC_CORE */
479
480 /*
481  * Initialize some remaining members of the ppc64_caches and systemcfg
482  * structures
483  * (at least until we get rid of them completely). This is mostly some
484  * cache informations about the CPU that will be used by cache flush
485  * routines and/or provided to userland
486  */
487
488 static void init_cache_info(struct ppc_cache_info *info, u32 size, u32 lsize,
489                             u32 bsize, u32 sets)
490 {
491         info->size = size;
492         info->sets = sets;
493         info->line_size = lsize;
494         info->block_size = bsize;
495         info->log_block_size = __ilog2(bsize);
496         if (bsize)
497                 info->blocks_per_page = PAGE_SIZE / bsize;
498         else
499                 info->blocks_per_page = 0;
500
501         if (sets == 0)
502                 info->assoc = 0xffff;
503         else
504                 info->assoc = size / (sets * lsize);
505 }
506
507 static bool __init parse_cache_info(struct device_node *np,
508                                     bool icache,
509                                     struct ppc_cache_info *info)
510 {
511         static const char *ipropnames[] __initdata = {
512                 "i-cache-size",
513                 "i-cache-sets",
514                 "i-cache-block-size",
515                 "i-cache-line-size",
516         };
517         static const char *dpropnames[] __initdata = {
518                 "d-cache-size",
519                 "d-cache-sets",
520                 "d-cache-block-size",
521                 "d-cache-line-size",
522         };
523         const char **propnames = icache ? ipropnames : dpropnames;
524         const __be32 *sizep, *lsizep, *bsizep, *setsp;
525         u32 size, lsize, bsize, sets;
526         bool success = true;
527
528         size = 0;
529         sets = -1u;
530         lsize = bsize = cur_cpu_spec->dcache_bsize;
531         sizep = of_get_property(np, propnames[0], NULL);
532         if (sizep != NULL)
533                 size = be32_to_cpu(*sizep);
534         setsp = of_get_property(np, propnames[1], NULL);
535         if (setsp != NULL)
536                 sets = be32_to_cpu(*setsp);
537         bsizep = of_get_property(np, propnames[2], NULL);
538         lsizep = of_get_property(np, propnames[3], NULL);
539         if (bsizep == NULL)
540                 bsizep = lsizep;
541         if (lsizep == NULL)
542                 lsizep = bsizep;
543         if (lsizep != NULL)
544                 lsize = be32_to_cpu(*lsizep);
545         if (bsizep != NULL)
546                 bsize = be32_to_cpu(*bsizep);
547         if (sizep == NULL || bsizep == NULL || lsizep == NULL)
548                 success = false;
549
550         /*
551          * OF is weird .. it represents fully associative caches
552          * as "1 way" which doesn't make much sense and doesn't
553          * leave room for direct mapped. We'll assume that 0
554          * in OF means direct mapped for that reason.
555          */
556         if (sets == 1)
557                 sets = 0;
558         else if (sets == 0)
559                 sets = 1;
560
561         init_cache_info(info, size, lsize, bsize, sets);
562
563         return success;
564 }
565
566 void __init initialize_cache_info(void)
567 {
568         struct device_node *cpu = NULL, *l2, *l3 = NULL;
569         u32 pvr;
570
571         /*
572          * All shipping POWER8 machines have a firmware bug that
573          * puts incorrect information in the device-tree. This will
574          * be (hopefully) fixed for future chips but for now hard
575          * code the values if we are running on one of these
576          */
577         pvr = PVR_VER(mfspr(SPRN_PVR));
578         if (pvr == PVR_POWER8 || pvr == PVR_POWER8E ||
579             pvr == PVR_POWER8NVL) {
580                                                 /* size    lsize   blk  sets */
581                 init_cache_info(&ppc64_caches.l1i, 0x8000,   128,  128, 32);
582                 init_cache_info(&ppc64_caches.l1d, 0x10000,  128,  128, 64);
583                 init_cache_info(&ppc64_caches.l2,  0x80000,  128,  0,   512);
584                 init_cache_info(&ppc64_caches.l3,  0x800000, 128,  0,   8192);
585         } else
586                 cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
587
588         /*
589          * We're assuming *all* of the CPUs have the same
590          * d-cache and i-cache sizes... -Peter
591          */
592         if (cpu) {
593                 if (!parse_cache_info(cpu, false, &ppc64_caches.l1d))
594                         pr_warn("Argh, can't find dcache properties !\n");
595
596                 if (!parse_cache_info(cpu, true, &ppc64_caches.l1i))
597                         pr_warn("Argh, can't find icache properties !\n");
598
599                 /*
600                  * Try to find the L2 and L3 if any. Assume they are
601                  * unified and use the D-side properties.
602                  */
603                 l2 = of_find_next_cache_node(cpu);
604                 of_node_put(cpu);
605                 if (l2) {
606                         parse_cache_info(l2, false, &ppc64_caches.l2);
607                         l3 = of_find_next_cache_node(l2);
608                         of_node_put(l2);
609                 }
610                 if (l3) {
611                         parse_cache_info(l3, false, &ppc64_caches.l3);
612                         of_node_put(l3);
613                 }
614         }
615
616         /* For use by binfmt_elf */
617         dcache_bsize = ppc64_caches.l1d.block_size;
618         icache_bsize = ppc64_caches.l1i.block_size;
619
620         cur_cpu_spec->dcache_bsize = dcache_bsize;
621         cur_cpu_spec->icache_bsize = icache_bsize;
622 }
623
624 /*
625  * This returns the limit below which memory accesses to the linear
626  * mapping are guarnateed not to cause an architectural exception (e.g.,
627  * TLB or SLB miss fault).
628  *
629  * This is used to allocate PACAs and various interrupt stacks that
630  * that are accessed early in interrupt handlers that must not cause
631  * re-entrant interrupts.
632  */
633 __init u64 ppc64_bolted_size(void)
634 {
635 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3E
636         /* Freescale BookE bolts the entire linear mapping */
637         /* XXX: BookE ppc64_rma_limit setup seems to disagree? */
638         if (early_mmu_has_feature(MMU_FTR_TYPE_FSL_E))
639                 return linear_map_top;
640         /* Other BookE, we assume the first GB is bolted */
641         return 1ul << 30;
642 #else
643         /* BookS radix, does not take faults on linear mapping */
644         if (early_radix_enabled())
645                 return ULONG_MAX;
646
647         /* BookS hash, the first segment is bolted */
648         if (early_mmu_has_feature(MMU_FTR_1T_SEGMENT))
649                 return 1UL << SID_SHIFT_1T;
650         return 1UL << SID_SHIFT;
651 #endif
652 }
653
654 static void *__init alloc_stack(unsigned long limit, int cpu)
655 {
656         void *ptr;
657
658         BUILD_BUG_ON(STACK_INT_FRAME_SIZE % 16);
659
660         ptr = memblock_alloc_try_nid(THREAD_SIZE, THREAD_ALIGN,
661                                      MEMBLOCK_LOW_LIMIT, limit,
662                                      early_cpu_to_node(cpu));
663         if (!ptr)
664                 panic("cannot allocate stacks");
665
666         return ptr;
667 }
668
669 void __init irqstack_early_init(void)
670 {
671         u64 limit = ppc64_bolted_size();
672         unsigned int i;
673
674         /*
675          * Interrupt stacks must be in the first segment since we
676          * cannot afford to take SLB misses on them. They are not
677          * accessed in realmode.
678          */
679         for_each_possible_cpu(i) {
680                 softirq_ctx[i] = alloc_stack(limit, i);
681                 hardirq_ctx[i] = alloc_stack(limit, i);
682         }
683 }
684
685 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3E
686 void __init exc_lvl_early_init(void)
687 {
688         unsigned int i;
689
690         for_each_possible_cpu(i) {
691                 void *sp;
692
693                 sp = alloc_stack(ULONG_MAX, i);
694                 critirq_ctx[i] = sp;
695                 paca_ptrs[i]->crit_kstack = sp + THREAD_SIZE;
696
697                 sp = alloc_stack(ULONG_MAX, i);
698                 dbgirq_ctx[i] = sp;
699                 paca_ptrs[i]->dbg_kstack = sp + THREAD_SIZE;
700
701                 sp = alloc_stack(ULONG_MAX, i);
702                 mcheckirq_ctx[i] = sp;
703                 paca_ptrs[i]->mc_kstack = sp + THREAD_SIZE;
704         }
705
706         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_DEBUG_LVL_EXC))
707                 patch_exception(0x040, exc_debug_debug_book3e);
708 }
709 #endif
710
711 /*
712  * Stack space used when we detect a bad kernel stack pointer, and
713  * early in SMP boots before relocation is enabled. Exclusive emergency
714  * stack for machine checks.
715  */
716 void __init emergency_stack_init(void)
717 {
718         u64 limit, mce_limit;
719         unsigned int i;
720
721         /*
722          * Emergency stacks must be under 256MB, we cannot afford to take
723          * SLB misses on them. The ABI also requires them to be 128-byte
724          * aligned.
725          *
726          * Since we use these as temporary stacks during secondary CPU
727          * bringup, machine check, system reset, and HMI, we need to get
728          * at them in real mode. This means they must also be within the RMO
729          * region.
730          *
731          * The IRQ stacks allocated elsewhere in this file are zeroed and
732          * initialized in kernel/irq.c. These are initialized here in order
733          * to have emergency stacks available as early as possible.
734          */
735         limit = mce_limit = min(ppc64_bolted_size(), ppc64_rma_size);
736
737         /*
738          * Machine check on pseries calls rtas, but can't use the static
739          * rtas_args due to a machine check hitting while the lock is held.
740          * rtas args have to be under 4GB, so the machine check stack is
741          * limited to 4GB so args can be put on stack.
742          */
743         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR) && mce_limit > SZ_4G)
744                 mce_limit = SZ_4G;
745
746         for_each_possible_cpu(i) {
747                 paca_ptrs[i]->emergency_sp = alloc_stack(limit, i) + THREAD_SIZE;
748
749 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_64
750                 /* emergency stack for NMI exception handling. */
751                 paca_ptrs[i]->nmi_emergency_sp = alloc_stack(limit, i) + THREAD_SIZE;
752
753                 /* emergency stack for machine check exception handling. */
754                 paca_ptrs[i]->mc_emergency_sp = alloc_stack(mce_limit, i) + THREAD_SIZE;
755 #endif
756         }
757 }
758
759 #ifdef CONFIG_SMP
760 /**
761  * pcpu_alloc_bootmem - NUMA friendly alloc_bootmem wrapper for percpu
762  * @cpu: cpu to allocate for
763  * @size: size allocation in bytes
764  * @align: alignment
765  *
766  * Allocate @size bytes aligned at @align for cpu @cpu.  This wrapper
767  * does the right thing for NUMA regardless of the current
768  * configuration.
769  *
770  * RETURNS:
771  * Pointer to the allocated area on success, NULL on failure.
772  */
773 static void * __init pcpu_alloc_bootmem(unsigned int cpu, size_t size,
774                                         size_t align)
775 {
776         const unsigned long goal = __pa(MAX_DMA_ADDRESS);
777 #ifdef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
778         int node = early_cpu_to_node(cpu);
779         void *ptr;
780
781         if (!node_online(node) || !NODE_DATA(node)) {
782                 ptr = memblock_alloc_from(size, align, goal);
783                 pr_info("cpu %d has no node %d or node-local memory\n",
784                         cpu, node);
785                 pr_debug("per cpu data for cpu%d %lu bytes at %016lx\n",
786                          cpu, size, __pa(ptr));
787         } else {
788                 ptr = memblock_alloc_try_nid(size, align, goal,
789                                              MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE, node);
790                 pr_debug("per cpu data for cpu%d %lu bytes on node%d at "
791                          "%016lx\n", cpu, size, node, __pa(ptr));
792         }
793         return ptr;
794 #else
795         return memblock_alloc_from(size, align, goal);
796 #endif
797 }
798
799 static void __init pcpu_free_bootmem(void *ptr, size_t size)
800 {
801         memblock_free(__pa(ptr), size);
802 }
803
804 static int pcpu_cpu_distance(unsigned int from, unsigned int to)
805 {
806         if (early_cpu_to_node(from) == early_cpu_to_node(to))
807                 return LOCAL_DISTANCE;
808         else
809                 return REMOTE_DISTANCE;
810 }
811
812 unsigned long __per_cpu_offset[NR_CPUS] __read_mostly;
813 EXPORT_SYMBOL(__per_cpu_offset);
814
815 static void __init pcpu_populate_pte(unsigned long addr)
816 {
817         pgd_t *pgd = pgd_offset_k(addr);
818         p4d_t *p4d;
819         pud_t *pud;
820         pmd_t *pmd;
821
822         p4d = p4d_offset(pgd, addr);
823         if (p4d_none(*p4d)) {
824                 pud_t *new;
825
826                 new = memblock_alloc(PUD_TABLE_SIZE, PUD_TABLE_SIZE);
827                 if (!new)
828                         goto err_alloc;
829                 p4d_populate(&init_mm, p4d, new);
830         }
831
832         pud = pud_offset(p4d, addr);
833         if (pud_none(*pud)) {
834                 pmd_t *new;
835
836                 new = memblock_alloc(PMD_TABLE_SIZE, PMD_TABLE_SIZE);
837                 if (!new)
838                         goto err_alloc;
839                 pud_populate(&init_mm, pud, new);
840         }
841
842         pmd = pmd_offset(pud, addr);
843         if (!pmd_present(*pmd)) {
844                 pte_t *new;
845
846                 new = memblock_alloc(PTE_TABLE_SIZE, PTE_TABLE_SIZE);
847                 if (!new)
848                         goto err_alloc;
849                 pmd_populate_kernel(&init_mm, pmd, new);
850         }
851
852         return;
853
854 err_alloc:
855         panic("%s: Failed to allocate %lu bytes align=%lx from=%lx\n",
856               __func__, PAGE_SIZE, PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
857 }
858
859
860 void __init setup_per_cpu_areas(void)
861 {
862         const size_t dyn_size = PERCPU_MODULE_RESERVE + PERCPU_DYNAMIC_RESERVE;
863         size_t atom_size;
864         unsigned long delta;
865         unsigned int cpu;
866         int rc = -EINVAL;
867
868         /*
869          * Linear mapping is one of 4K, 1M and 16M.  For 4K, no need
870          * to group units.  For larger mappings, use 1M atom which
871          * should be large enough to contain a number of units.
872          */
873         if (mmu_linear_psize == MMU_PAGE_4K)
874                 atom_size = PAGE_SIZE;
875         else
876                 atom_size = 1 << 20;
877
878         if (pcpu_chosen_fc != PCPU_FC_PAGE) {
879                 rc = pcpu_embed_first_chunk(0, dyn_size, atom_size, pcpu_cpu_distance,
880                                             pcpu_alloc_bootmem, pcpu_free_bootmem);
881                 if (rc)
882                         pr_warn("PERCPU: %s allocator failed (%d), "
883                                 "falling back to page size\n",
884                                 pcpu_fc_names[pcpu_chosen_fc], rc);
885         }
886
887         if (rc < 0)
888                 rc = pcpu_page_first_chunk(0, pcpu_alloc_bootmem, pcpu_free_bootmem,
889                                            pcpu_populate_pte);
890         if (rc < 0)
891                 panic("cannot initialize percpu area (err=%d)", rc);
892
893         delta = (unsigned long)pcpu_base_addr - (unsigned long)__per_cpu_start;
894         for_each_possible_cpu(cpu) {
895                 __per_cpu_offset[cpu] = delta + pcpu_unit_offsets[cpu];
896                 paca_ptrs[cpu]->data_offset = __per_cpu_offset[cpu];
897         }
898 }
899 #endif
900
901 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG_SPARSE
902 unsigned long memory_block_size_bytes(void)
903 {
904         if (ppc_md.memory_block_size)
905                 return ppc_md.memory_block_size();
906
907         return MIN_MEMORY_BLOCK_SIZE;
908 }
909 #endif
910
911 #if defined(CONFIG_PPC_INDIRECT_PIO) || defined(CONFIG_PPC_INDIRECT_MMIO)
912 struct ppc_pci_io ppc_pci_io;
913 EXPORT_SYMBOL(ppc_pci_io);
914 #endif
915
916 #ifdef CONFIG_HARDLOCKUP_DETECTOR_PERF
917 u64 hw_nmi_get_sample_period(int watchdog_thresh)
918 {
919         return ppc_proc_freq * watchdog_thresh;
920 }
921 #endif
922
923 /*
924  * The perf based hardlockup detector breaks PMU event based branches, so
925  * disable it by default. Book3S has a soft-nmi hardlockup detector based
926  * on the decrementer interrupt, so it does not suffer from this problem.
927  *
928  * It is likely to get false positives in VM guests, so disable it there
929  * by default too.
930  */
931 static int __init disable_hardlockup_detector(void)
932 {
933 #ifdef CONFIG_HARDLOCKUP_DETECTOR_PERF
934         hardlockup_detector_disable();
935 #else
936         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR))
937                 hardlockup_detector_disable();
938 #endif
939
940         return 0;
941 }
942 early_initcall(disable_hardlockup_detector);
943
944 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_64
945 static enum l1d_flush_type enabled_flush_types;
946 static void *l1d_flush_fallback_area;
947 static bool no_rfi_flush;
948 static bool no_entry_flush;
949 static bool no_uaccess_flush;
950 bool rfi_flush;
951 bool entry_flush;
952 bool uaccess_flush;
953 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(uaccess_flush_key);
954 EXPORT_SYMBOL(uaccess_flush_key);
955
956 static int __init handle_no_rfi_flush(char *p)
957 {
958         pr_info("rfi-flush: disabled on command line.");
959         no_rfi_flush = true;
960         return 0;
961 }
962 early_param("no_rfi_flush", handle_no_rfi_flush);
963
964 static int __init handle_no_entry_flush(char *p)
965 {
966         pr_info("entry-flush: disabled on command line.");
967         no_entry_flush = true;
968         return 0;
969 }
970 early_param("no_entry_flush", handle_no_entry_flush);
971
972 static int __init handle_no_uaccess_flush(char *p)
973 {
974         pr_info("uaccess-flush: disabled on command line.");
975         no_uaccess_flush = true;
976         return 0;
977 }
978 early_param("no_uaccess_flush", handle_no_uaccess_flush);
979
980 /*
981  * The RFI flush is not KPTI, but because users will see doco that says to use
982  * nopti we hijack that option here to also disable the RFI flush.
983  */
984 static int __init handle_no_pti(char *p)
985 {
986         pr_info("rfi-flush: disabling due to 'nopti' on command line.\n");
987         handle_no_rfi_flush(NULL);
988         return 0;
989 }
990 early_param("nopti", handle_no_pti);
991
992 static void do_nothing(void *unused)
993 {
994         /*
995          * We don't need to do the flush explicitly, just enter+exit kernel is
996          * sufficient, the RFI exit handlers will do the right thing.
997          */
998 }
999
1000 void rfi_flush_enable(bool enable)
1001 {
1002         if (enable) {
1003                 do_rfi_flush_fixups(enabled_flush_types);
1004                 on_each_cpu(do_nothing, NULL, 1);
1005         } else
1006                 do_rfi_flush_fixups(L1D_FLUSH_NONE);
1007
1008         rfi_flush = enable;
1009 }
1010
1011 void entry_flush_enable(bool enable)
1012 {
1013         if (enable) {
1014                 do_entry_flush_fixups(enabled_flush_types);
1015                 on_each_cpu(do_nothing, NULL, 1);
1016         } else {
1017                 do_entry_flush_fixups(L1D_FLUSH_NONE);
1018         }
1019
1020         entry_flush = enable;
1021 }
1022
1023 void uaccess_flush_enable(bool enable)
1024 {
1025         if (enable) {
1026                 do_uaccess_flush_fixups(enabled_flush_types);
1027                 static_branch_enable(&uaccess_flush_key);
1028                 on_each_cpu(do_nothing, NULL, 1);
1029         } else {
1030                 static_branch_disable(&uaccess_flush_key);
1031                 do_uaccess_flush_fixups(L1D_FLUSH_NONE);
1032         }
1033
1034         uaccess_flush = enable;
1035 }
1036
1037 static void __ref init_fallback_flush(void)
1038 {
1039         u64 l1d_size, limit;
1040         int cpu;
1041
1042         /* Only allocate the fallback flush area once (at boot time). */
1043         if (l1d_flush_fallback_area)
1044                 return;
1045
1046         l1d_size = ppc64_caches.l1d.size;
1047
1048         /*
1049          * If there is no d-cache-size property in the device tree, l1d_size
1050          * could be zero. That leads to the loop in the asm wrapping around to
1051          * 2^64-1, and then walking off the end of the fallback area and
1052          * eventually causing a page fault which is fatal. Just default to
1053          * something vaguely sane.
1054          */
1055         if (!l1d_size)
1056                 l1d_size = (64 * 1024);
1057
1058         limit = min(ppc64_bolted_size(), ppc64_rma_size);
1059
1060         /*
1061          * Align to L1d size, and size it at 2x L1d size, to catch possible
1062          * hardware prefetch runoff. We don't have a recipe for load patterns to
1063          * reliably avoid the prefetcher.
1064          */
1065         l1d_flush_fallback_area = memblock_alloc_try_nid(l1d_size * 2,
1066                                                 l1d_size, MEMBLOCK_LOW_LIMIT,
1067                                                 limit, NUMA_NO_NODE);
1068         if (!l1d_flush_fallback_area)
1069                 panic("%s: Failed to allocate %llu bytes align=0x%llx max_addr=%pa\n",
1070                       __func__, l1d_size * 2, l1d_size, &limit);
1071
1072
1073         for_each_possible_cpu(cpu) {
1074                 struct paca_struct *paca = paca_ptrs[cpu];
1075                 paca->rfi_flush_fallback_area = l1d_flush_fallback_area;
1076                 paca->l1d_flush_size = l1d_size;
1077         }
1078 }
1079
1080 void setup_rfi_flush(enum l1d_flush_type types, bool enable)
1081 {
1082         if (types & L1D_FLUSH_FALLBACK) {
1083                 pr_info("rfi-flush: fallback displacement flush available\n");
1084                 init_fallback_flush();
1085         }
1086
1087         if (types & L1D_FLUSH_ORI)
1088                 pr_info("rfi-flush: ori type flush available\n");
1089
1090         if (types & L1D_FLUSH_MTTRIG)
1091                 pr_info("rfi-flush: mttrig type flush available\n");
1092
1093         enabled_flush_types = types;
1094
1095         if (!cpu_mitigations_off() && !no_rfi_flush)
1096                 rfi_flush_enable(enable);
1097 }
1098
1099 void setup_entry_flush(bool enable)
1100 {
1101         if (cpu_mitigations_off())
1102                 return;
1103
1104         if (!no_entry_flush)
1105                 entry_flush_enable(enable);
1106 }
1107
1108 void setup_uaccess_flush(bool enable)
1109 {
1110         if (cpu_mitigations_off())
1111                 return;
1112
1113         if (!no_uaccess_flush)
1114                 uaccess_flush_enable(enable);
1115 }
1116
1117 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
1118 static int rfi_flush_set(void *data, u64 val)
1119 {
1120         bool enable;
1121
1122         if (val == 1)
1123                 enable = true;
1124         else if (val == 0)
1125                 enable = false;
1126         else
1127                 return -EINVAL;
1128
1129         /* Only do anything if we're changing state */
1130         if (enable != rfi_flush)
1131                 rfi_flush_enable(enable);
1132
1133         return 0;
1134 }
1135
1136 static int rfi_flush_get(void *data, u64 *val)
1137 {
1138         *val = rfi_flush ? 1 : 0;
1139         return 0;
1140 }
1141
1142 DEFINE_SIMPLE_ATTRIBUTE(fops_rfi_flush, rfi_flush_get, rfi_flush_set, "%llu\n");
1143
1144 static int entry_flush_set(void *data, u64 val)
1145 {
1146         bool enable;
1147
1148         if (val == 1)
1149                 enable = true;
1150         else if (val == 0)
1151                 enable = false;
1152         else
1153                 return -EINVAL;
1154
1155         /* Only do anything if we're changing state */
1156         if (enable != entry_flush)
1157                 entry_flush_enable(enable);
1158
1159         return 0;
1160 }
1161
1162 static int entry_flush_get(void *data, u64 *val)
1163 {
1164         *val = entry_flush ? 1 : 0;
1165         return 0;
1166 }
1167
1168 DEFINE_SIMPLE_ATTRIBUTE(fops_entry_flush, entry_flush_get, entry_flush_set, "%llu\n");
1169
1170 static int uaccess_flush_set(void *data, u64 val)
1171 {
1172         bool enable;
1173
1174         if (val == 1)
1175                 enable = true;
1176         else if (val == 0)
1177                 enable = false;
1178         else
1179                 return -EINVAL;
1180
1181         /* Only do anything if we're changing state */
1182         if (enable != uaccess_flush)
1183                 uaccess_flush_enable(enable);
1184
1185         return 0;
1186 }
1187
1188 static int uaccess_flush_get(void *data, u64 *val)
1189 {
1190         *val = uaccess_flush ? 1 : 0;
1191         return 0;
1192 }
1193
1194 DEFINE_SIMPLE_ATTRIBUTE(fops_uaccess_flush, uaccess_flush_get, uaccess_flush_set, "%llu\n");
1195
1196 static __init int rfi_flush_debugfs_init(void)
1197 {
1198         debugfs_create_file("rfi_flush", 0600, powerpc_debugfs_root, NULL, &fops_rfi_flush);
1199         debugfs_create_file("entry_flush", 0600, powerpc_debugfs_root, NULL, &fops_entry_flush);
1200         debugfs_create_file("uaccess_flush", 0600, powerpc_debugfs_root, NULL, &fops_uaccess_flush);
1201         return 0;
1202 }
1203 device_initcall(rfi_flush_debugfs_init);
1204 #endif
1205 #endif /* CONFIG_PPC_BOOK3S_64 */