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-map-ops.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 #include <linux/hugetlb.h>
  53
  54 #include <asm/boot_data.h>
  55 #include <asm/ipl.h>
  56 #include <asm/facility.h>
  57 #include <asm/smp.h>
  58 #include <asm/mmu_context.h>
  59 #include <asm/cpcmd.h>
  60 #include <asm/lowcore.h>
  61 #include <asm/nmi.h>
  62 #include <asm/irq.h>
  63 #include <asm/page.h>
  64 #include <asm/ptrace.h>
  65 #include <asm/sections.h>
  66 #include <asm/ebcdic.h>
  67 #include <asm/diag.h>
  68 #include <asm/os_info.h>
  69 #include <asm/sclp.h>
  70 #include <asm/stacktrace.h>
  71 #include <asm/sysinfo.h>
  72 #include <asm/numa.h>
  73 #include <asm/alternative.h>
  74 #include <asm/nospec-branch.h>
  75 #include <asm/mem_detect.h>
  76 #include <asm/uv.h>
  77 #include <asm/asm-offsets.h>
  78 #include "entry.h"
  79
  80 /*
  81  * Machine setup..
  82  */
  83 unsigned int console_mode = 0;
  84 EXPORT_SYMBOL(console_mode);
  85
  86 unsigned int console_devno = -1;
  87 EXPORT_SYMBOL(console_devno);
  88
  89 unsigned int console_irq = -1;
  90 EXPORT_SYMBOL(console_irq);
  91
  92 unsigned long elf_hwcap __read_mostly = 0;
  93 char elf_platform[ELF_PLATFORM_SIZE];
  94
  95 unsigned long int_hwcap = 0;
  96
  97 int __bootdata(noexec_disabled);
  98 unsigned long __bootdata(ident_map_size);
  99 unsigned long __bootdata(vmalloc_size);
 100 struct mem_detect_info __bootdata(mem_detect);
 101
 102 struct exception_table_entry *__bootdata_preserved(__start_dma_ex_table);
 103 struct exception_table_entry *__bootdata_preserved(__stop_dma_ex_table);
 104 unsigned long __bootdata_preserved(__stext_dma);
 105 unsigned long __bootdata_preserved(__etext_dma);
 106 unsigned long __bootdata_preserved(__sdma);
 107 unsigned long __bootdata_preserved(__edma);
 108 unsigned long __bootdata_preserved(__kaslr_offset);
 109 unsigned int __bootdata_preserved(zlib_dfltcc_support);
 110 EXPORT_SYMBOL(zlib_dfltcc_support);
 111
 112 unsigned long VMALLOC_START;
 113 EXPORT_SYMBOL(VMALLOC_START);
 114
 115 unsigned long VMALLOC_END;
 116 EXPORT_SYMBOL(VMALLOC_END);
 117
 118 struct page *vmemmap;
 119 EXPORT_SYMBOL(vmemmap);
 120 unsigned long vmemmap_size;
 121
 122 unsigned long MODULES_VADDR;
 123 unsigned long MODULES_END;
 124
 125 /* An array with a pointer to the lowcore of every CPU. */
 126 struct lowcore *lowcore_ptr[NR_CPUS];
 127 EXPORT_SYMBOL(lowcore_ptr);
 128
 129 /*
 130  * The Write Back bit position in the physaddr is given by the SLPC PCI.
 131  * Leaving the mask zero always uses write through which is safe
 132  */
 133 unsigned long mio_wb_bit_mask __ro_after_init;
 134
 135 /*
 136  * This is set up by the setup-routine at boot-time
 137  * for S390 need to find out, what we have to setup
 138  * using address 0x10400 ...
 139  */
 140
 141 #include <asm/setup.h>
 142
 143 /*
 144  * condev= and conmode= setup parameter.
 145  */
 146
 147 static int __init condev_setup(char *str)
 148 {
 149         int vdev;
 150
 151         vdev = simple_strtoul(str, &str, 0);
 152         if (vdev >= 0 && vdev < 65536) {
 153                 console_devno = vdev;
 154                 console_irq = -1;
 155         }
 156         return 1;
 157 }
 158
 159 __setup("condev=", condev_setup);
 160
 161 static void __init set_preferred_console(void)
 162 {
 163         if (CONSOLE_IS_3215 || CONSOLE_IS_SCLP)
 164                 add_preferred_console("ttyS", 0, NULL);
 165         else if (CONSOLE_IS_3270)
 166                 add_preferred_console("tty3270", 0, NULL);
 167         else if (CONSOLE_IS_VT220)
 168                 add_preferred_console("ttyS", 1, NULL);
 169         else if (CONSOLE_IS_HVC)
 170                 add_preferred_console("hvc", 0, NULL);
 171 }
 172
 173 static int __init conmode_setup(char *str)
 174 {
 175 #if defined(CONFIG_SCLP_CONSOLE) || defined(CONFIG_SCLP_VT220_CONSOLE)
 176         if (!strcmp(str, "hwc") || !strcmp(str, "sclp"))
 177                 SET_CONSOLE_SCLP;
 178 #endif
 179 #if defined(CONFIG_TN3215_CONSOLE)
 180         if (!strcmp(str, "3215"))
 181                 SET_CONSOLE_3215;
 182 #endif
 183 #if defined(CONFIG_TN3270_CONSOLE)
 184         if (!strcmp(str, "3270"))
 185                 SET_CONSOLE_3270;
 186 #endif
 187         set_preferred_console();
 188         return 1;
 189 }
 190
 191 __setup("conmode=", conmode_setup);
 192
 193 static void __init conmode_default(void)
 194 {
 195         char query_buffer[1024];
 196         char *ptr;
 197
 198         if (MACHINE_IS_VM) {
 199                 cpcmd("QUERY CONSOLE", query_buffer, 1024, NULL);
 200                 console_devno = simple_strtoul(query_buffer + 5, NULL, 16);
 201                 ptr = strstr(query_buffer, "SUBCHANNEL =");
 202                 console_irq = simple_strtoul(ptr + 13, NULL, 16);
 203                 cpcmd("QUERY TERM", query_buffer, 1024, NULL);
 204                 ptr = strstr(query_buffer, "CONMODE");
 205                 /*
 206                  * Set the conmode to 3215 so that the device recognition
 207                  * will set the cu_type of the console to 3215. If the
 208                  * conmode is 3270 and we don't set it back then both
 209                  * 3215 and the 3270 driver will try to access the console
 210                  * device (3215 as console and 3270 as normal tty).
 211                  */
 212                 cpcmd("TERM CONMODE 3215", NULL, 0, NULL);
 213                 if (ptr == NULL) {
 214 #if defined(CONFIG_SCLP_CONSOLE) || defined(CONFIG_SCLP_VT220_CONSOLE)
 215                         SET_CONSOLE_SCLP;
 216 #endif
 217                         return;
 218                 }
 219                 if (str_has_prefix(ptr + 8, "3270")) {
 220 #if defined(CONFIG_TN3270_CONSOLE)
 221                         SET_CONSOLE_3270;
 222 #elif defined(CONFIG_TN3215_CONSOLE)
 223                         SET_CONSOLE_3215;
 224 #elif defined(CONFIG_SCLP_CONSOLE) || defined(CONFIG_SCLP_VT220_CONSOLE)
 225                         SET_CONSOLE_SCLP;
 226 #endif
 227                 } else if (str_has_prefix(ptr + 8, "3215")) {
 228 #if defined(CONFIG_TN3215_CONSOLE)
 229                         SET_CONSOLE_3215;
 230 #elif defined(CONFIG_TN3270_CONSOLE)
 231                         SET_CONSOLE_3270;
 232 #elif defined(CONFIG_SCLP_CONSOLE) || defined(CONFIG_SCLP_VT220_CONSOLE)
 233                         SET_CONSOLE_SCLP;
 234 #endif
 235                 }
 236         } else if (MACHINE_IS_KVM) {
 237                 if (sclp.has_vt220 && IS_ENABLED(CONFIG_SCLP_VT220_CONSOLE))
 238                         SET_CONSOLE_VT220;
 239                 else if (sclp.has_linemode && IS_ENABLED(CONFIG_SCLP_CONSOLE))
 240                         SET_CONSOLE_SCLP;
 241                 else
 242                         SET_CONSOLE_HVC;
 243         } else {
 244 #if defined(CONFIG_SCLP_CONSOLE) || defined(CONFIG_SCLP_VT220_CONSOLE)
 245                 SET_CONSOLE_SCLP;
 246 #endif
 247         }
 248 }
 249
 250 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 251 static void __init setup_zfcpdump(void)
 252 {
 253         if (!is_ipl_type_dump())
 254                 return;
 255         if (OLDMEM_BASE)
 256                 return;
 257         strcat(boot_command_line, " cio_ignore=all,!ipldev,!condev");
 258         console_loglevel = 2;
 259 }
 260 #else
 261 static inline void setup_zfcpdump(void) {}
 262 #endif /* CONFIG_CRASH_DUMP */
 263
 264  /*
 265  * Reboot, halt and power_off stubs. They just call _machine_restart,
 266  * _machine_halt or _machine_power_off.
 267  */
 268
 269 void machine_restart(char *command)
 270 {
 271         if ((!in_interrupt() && !in_atomic()) || oops_in_progress)
 272                 /*
 273                  * Only unblank the console if we are called in enabled
 274                  * context or a bust_spinlocks cleared the way for us.
 275                  */
 276                 console_unblank();
 277         _machine_restart(command);
 278 }
 279
 280 void machine_halt(void)
 281 {
 282         if (!in_interrupt() || oops_in_progress)
 283                 /*
 284                  * Only unblank the console if we are called in enabled
 285                  * context or a bust_spinlocks cleared the way for us.
 286                  */
 287                 console_unblank();
 288         _machine_halt();
 289 }
 290
 291 void machine_power_off(void)
 292 {
 293         if (!in_interrupt() || oops_in_progress)
 294                 /*
 295                  * Only unblank the console if we are called in enabled
 296                  * context or a bust_spinlocks cleared the way for us.
 297                  */
 298                 console_unblank();
 299         _machine_power_off();
 300 }
 301
 302 /*
 303  * Dummy power off function.
 304  */
 305 void (*pm_power_off)(void) = machine_power_off;
 306 EXPORT_SYMBOL_GPL(pm_power_off);
 307
 308 void *restart_stack;
 309
 310 unsigned long stack_alloc(void)
 311 {
 312 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
 313         return (unsigned long)__vmalloc_node(THREAD_SIZE, THREAD_SIZE,
 314                         THREADINFO_GFP, NUMA_NO_NODE,
 315                         __builtin_return_address(0));
 316 #else
 317         return __get_free_pages(GFP_KERNEL, THREAD_SIZE_ORDER);
 318 #endif
 319 }
 320
 321 void stack_free(unsigned long stack)
 322 {
 323 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
 324         vfree((void *) stack);
 325 #else
 326         free_pages(stack, THREAD_SIZE_ORDER);
 327 #endif
 328 }
 329
 330 int __init arch_early_irq_init(void)
 331 {
 332         unsigned long stack;
 333
 334         stack = __get_free_pages(GFP_KERNEL, THREAD_SIZE_ORDER);
 335         if (!stack)
 336                 panic("Couldn't allocate async stack");
 337         S390_lowcore.async_stack = stack + STACK_INIT_OFFSET;
 338         return 0;
 339 }
 340
 341 static int __init async_stack_realloc(void)
 342 {
 343         unsigned long old, new;
 344
 345         old = S390_lowcore.async_stack - STACK_INIT_OFFSET;
 346         new = stack_alloc();
 347         if (!new)
 348                 panic("Couldn't allocate async stack");
 349         S390_lowcore.async_stack = new + STACK_INIT_OFFSET;
 350         free_pages(old, THREAD_SIZE_ORDER);
 351         return 0;
 352 }
 353 early_initcall(async_stack_realloc);
 354
 355 void __init arch_call_rest_init(void)
 356 {
 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         CALL_ON_STACK_NORETURN(rest_init, stack);
 370 }
 371
 372 static void __init setup_lowcore_dat_off(void)
 373 {
 374         unsigned long int_psw_mask = PSW_KERNEL_BITS;
 375         struct lowcore *lc;
 376
 377         if (IS_ENABLED(CONFIG_KASAN))
 378                 int_psw_mask |= PSW_MASK_DAT;
 379
 380         /*
 381          * Setup lowcore for boot cpu
 382          */
 383         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct lowcore) != LC_PAGES * PAGE_SIZE);
 384         lc = memblock_alloc_low(sizeof(*lc), sizeof(*lc));
 385         if (!lc)
 386                 panic("%s: Failed to allocate %zu bytes align=%zx\n",
 387                       __func__, sizeof(*lc), sizeof(*lc));
 388
 389         lc->restart_psw.mask = PSW_KERNEL_BITS;
 390         lc->restart_psw.addr = (unsigned long) restart_int_handler;
 391         lc->external_new_psw.mask = int_psw_mask | PSW_MASK_MCHECK;
 392         lc->external_new_psw.addr = (unsigned long) ext_int_handler;
 393         lc->svc_new_psw.mask = int_psw_mask | PSW_MASK_MCHECK;
 394         lc->svc_new_psw.addr = (unsigned long) system_call;
 395         lc->program_new_psw.mask = int_psw_mask | PSW_MASK_MCHECK;
 396         lc->program_new_psw.addr = (unsigned long) pgm_check_handler;
 397         lc->mcck_new_psw.mask = PSW_KERNEL_BITS;
 398         lc->mcck_new_psw.addr = (unsigned long) mcck_int_handler;
 399         lc->io_new_psw.mask = int_psw_mask | PSW_MASK_MCHECK;
 400         lc->io_new_psw.addr = (unsigned long) io_int_handler;
 401         lc->clock_comparator = clock_comparator_max;
 402         lc->nodat_stack = ((unsigned long) &init_thread_union)
 403                 + THREAD_SIZE - STACK_FRAME_OVERHEAD - sizeof(struct pt_regs);
 404         lc->current_task = (unsigned long)&init_task;
 405         lc->lpp = LPP_MAGIC;
 406         lc->machine_flags = S390_lowcore.machine_flags;
 407         lc->preempt_count = S390_lowcore.preempt_count;
 408         lc->stfl_fac_list = S390_lowcore.stfl_fac_list;
 409         memcpy(lc->stfle_fac_list, S390_lowcore.stfle_fac_list,
 410                sizeof(lc->stfle_fac_list));
 411         memcpy(lc->alt_stfle_fac_list, S390_lowcore.alt_stfle_fac_list,
 412                sizeof(lc->alt_stfle_fac_list));
 413         nmi_alloc_boot_cpu(lc);
 414         lc->sys_enter_timer = S390_lowcore.sys_enter_timer;
 415         lc->exit_timer = S390_lowcore.exit_timer;
 416         lc->user_timer = S390_lowcore.user_timer;
 417         lc->system_timer = S390_lowcore.system_timer;
 418         lc->steal_timer = S390_lowcore.steal_timer;
 419         lc->last_update_timer = S390_lowcore.last_update_timer;
 420         lc->last_update_clock = S390_lowcore.last_update_clock;
 421
 422         /*
 423          * Allocate the global restart stack which is the same for
 424          * all CPUs in cast *one* of them does a PSW restart.
 425          */
 426         restart_stack = memblock_alloc(THREAD_SIZE, THREAD_SIZE);
 427         if (!restart_stack)
 428                 panic("%s: Failed to allocate %lu bytes align=0x%lx\n",
 429                       __func__, THREAD_SIZE, THREAD_SIZE);
 430         restart_stack += STACK_INIT_OFFSET;
 431
 432         /*
 433          * Set up PSW restart to call ipl.c:do_restart(). Copy the relevant
 434          * restart data to the absolute zero lowcore. This is necessary if
 435          * PSW restart is done on an offline CPU that has lowcore zero.
 436          */
 437         lc->restart_stack = (unsigned long) restart_stack;
 438         lc->restart_fn = (unsigned long) do_restart;
 439         lc->restart_data = 0;
 440         lc->restart_source = -1UL;
 441
 442         /* Setup absolute zero lowcore */
 443         mem_assign_absolute(S390_lowcore.restart_stack, lc->restart_stack);
 444         mem_assign_absolute(S390_lowcore.restart_fn, lc->restart_fn);
 445         mem_assign_absolute(S390_lowcore.restart_data, lc->restart_data);
 446         mem_assign_absolute(S390_lowcore.restart_source, lc->restart_source);
 447         mem_assign_absolute(S390_lowcore.restart_psw, lc->restart_psw);
 448
 449         lc->spinlock_lockval = arch_spin_lockval(0);
 450         lc->spinlock_index = 0;
 451         arch_spin_lock_setup(0);
 452         lc->br_r1_trampoline = 0x07f1;  /* br %r1 */
 453         lc->return_lpswe = gen_lpswe(__LC_RETURN_PSW);
 454         lc->return_mcck_lpswe = gen_lpswe(__LC_RETURN_MCCK_PSW);
 455
 456         set_prefix((u32)(unsigned long) lc);
 457         lowcore_ptr[0] = lc;
 458 }
 459
 460 static void __init setup_lowcore_dat_on(void)
 461 {
 462         __ctl_clear_bit(0, 28);
 463         S390_lowcore.external_new_psw.mask |= PSW_MASK_DAT;
 464         S390_lowcore.svc_new_psw.mask |= PSW_MASK_DAT;
 465         S390_lowcore.program_new_psw.mask |= PSW_MASK_DAT;
 466         S390_lowcore.io_new_psw.mask |= PSW_MASK_DAT;
 467         __ctl_set_bit(0, 28);
 468 }
 469
 470 static struct resource code_resource = {
 471         .name  = "Kernel code",
 472         .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM,
 473 };
 474
 475 static struct resource data_resource = {
 476         .name = "Kernel data",
 477         .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM,
 478 };
 479
 480 static struct resource bss_resource = {
 481         .name = "Kernel bss",
 482         .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM,
 483 };
 484
 485 static struct resource __initdata *standard_resources[] = {
 486         &code_resource,
 487         &data_resource,
 488         &bss_resource,
 489 };
 490
 491 static void __init setup_resources(void)
 492 {
 493         struct resource *res, *std_res, *sub_res;
 494         phys_addr_t start, end;
 495         int j;
 496         u64 i;
 497
 498         code_resource.start = (unsigned long) _text;
 499         code_resource.end = (unsigned long) _etext - 1;
 500         data_resource.start = (unsigned long) _etext;
 501         data_resource.end = (unsigned long) _edata - 1;
 502         bss_resource.start = (unsigned long) __bss_start;
 503         bss_resource.end = (unsigned long) __bss_stop - 1;
 504
 505         for_each_mem_range(i, &start, &end) {
 506                 res = memblock_alloc(sizeof(*res), 8);
 507                 if (!res)
 508                         panic("%s: Failed to allocate %zu bytes align=0x%x\n",
 509                               __func__, sizeof(*res), 8);
 510                 res->flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM;
 511
 512                 res->name = "System RAM";
 513                 res->start = start;
 514                 /*
 515                  * In memblock, end points to the first byte after the
 516                  * range while in resourses, end points to the last byte in
 517                  * the range.
 518                  */
 519                 res->end = end - 1;
 520                 request_resource(&iomem_resource, res);
 521
 522                 for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(standard_resources); j++) {
 523                         std_res = standard_resources[j];
 524                         if (std_res->start < res->start ||
 525                             std_res->start > res->end)
 526                                 continue;
 527                         if (std_res->end > res->end) {
 528                                 sub_res = memblock_alloc(sizeof(*sub_res), 8);
 529                                 if (!sub_res)
 530                                         panic("%s: Failed to allocate %zu bytes align=0x%x\n",
 531                                               __func__, sizeof(*sub_res), 8);
 532                                 *sub_res = *std_res;
 533                                 sub_res->end = res->end;
 534                                 std_res->start = res->end + 1;
 535                                 request_resource(res, sub_res);
 536                         } else {
 537                                 request_resource(res, std_res);
 538                         }
 539                 }
 540         }
 541 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 542         /*
 543          * Re-add removed crash kernel memory as reserved memory. This makes
 544          * sure it will be mapped with the identity mapping and struct pages
 545          * will be created, so it can be resized later on.
 546          * However add it later since the crash kernel resource should not be
 547          * part of the System RAM resource.
 548          */
 549         if (crashk_res.end) {
 550                 memblock_add_node(crashk_res.start, resource_size(&crashk_res), 0);
 551                 memblock_reserve(crashk_res.start, resource_size(&crashk_res));
 552                 insert_resource(&iomem_resource, &crashk_res);
 553         }
 554 #endif
 555 }
 556
 557 static void __init setup_ident_map_size(void)
 558 {
 559         unsigned long vmax, tmp;
 560
 561         /* Choose kernel address space layout: 3 or 4 levels. */
 562         tmp = ident_map_size / PAGE_SIZE;
 563         tmp = tmp * (sizeof(struct page) + PAGE_SIZE);
 564         if (tmp + vmalloc_size + MODULES_LEN <= _REGION2_SIZE)
 565                 vmax = _REGION2_SIZE; /* 3-level kernel page table */
 566         else
 567                 vmax = _REGION1_SIZE; /* 4-level kernel page table */
 568         /* module area is at the end of the kernel address space. */
 569         MODULES_END = vmax;
 570         if (is_prot_virt_host())
 571                 adjust_to_uv_max(&MODULES_END);
 572 #ifdef CONFIG_KASAN
 573         vmax = _REGION1_SIZE;
 574         MODULES_END = kasan_vmax;
 575 #endif
 576         MODULES_VADDR = MODULES_END - MODULES_LEN;
 577         VMALLOC_END = MODULES_VADDR;
 578         VMALLOC_START = VMALLOC_END - vmalloc_size;
 579
 580         /* Split remaining virtual space between 1:1 mapping & vmemmap array */
 581         tmp = VMALLOC_START / (PAGE_SIZE + sizeof(struct page));
 582         /* vmemmap contains a multiple of PAGES_PER_SECTION struct pages */
 583         tmp = SECTION_ALIGN_UP(tmp);
 584         tmp = VMALLOC_START - tmp * sizeof(struct page);
 585         tmp &= ~((vmax >> 11) - 1);     /* align to page table level */
 586         tmp = min(tmp, 1UL << MAX_PHYSMEM_BITS);
 587         vmemmap = (struct page *) tmp;
 588
 589         /* Take care that ident_map_size <= vmemmap */
 590         ident_map_size = min(ident_map_size, (unsigned long)vmemmap);
 591 #ifdef CONFIG_KASAN
 592         ident_map_size = min(ident_map_size, KASAN_SHADOW_START);
 593 #endif
 594         vmemmap_size = SECTION_ALIGN_UP(ident_map_size / PAGE_SIZE) * sizeof(struct page);
 595 #ifdef CONFIG_KASAN
 596         /* move vmemmap above kasan shadow only if stands in a way */
 597         if (KASAN_SHADOW_END > (unsigned long)vmemmap &&
 598             (unsigned long)vmemmap + vmemmap_size > KASAN_SHADOW_START)
 599                 vmemmap = max(vmemmap, (struct page *)KASAN_SHADOW_END);
 600 #endif
 601         max_pfn = max_low_pfn = PFN_DOWN(ident_map_size);
 602         memblock_remove(ident_map_size, ULONG_MAX);
 603
 604         pr_notice("The maximum memory size is %luMB\n", ident_map_size >> 20);
 605 }
 606
 607 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 608
 609 /*
 610  * When kdump is enabled, we have to ensure that no memory from the area
 611  * [0 - crashkernel memory size] is set offline - it will be exchanged with
 612  * the crashkernel memory region when kdump is triggered. The crashkernel
 613  * memory region can never get offlined (pages are unmovable).
 614  */
 615 static int kdump_mem_notifier(struct notifier_block *nb,
 616                               unsigned long action, void *data)
 617 {
 618         struct memory_notify *arg = data;
 619
 620         if (action != MEM_GOING_OFFLINE)
 621                 return NOTIFY_OK;
 622         if (arg->start_pfn < PFN_DOWN(resource_size(&crashk_res)))
 623                 return NOTIFY_BAD;
 624         return NOTIFY_OK;
 625 }
 626
 627 static struct notifier_block kdump_mem_nb = {
 628         .notifier_call = kdump_mem_notifier,
 629 };
 630
 631 #endif
 632
 633 /*
 634  * Make sure that the area above identity mapping is protected
 635  */
 636 static void __init reserve_above_ident_map(void)
 637 {
 638         memblock_reserve(ident_map_size, ULONG_MAX);
 639 }
 640
 641 /*
 642  * Make sure that oldmem, where the dump is stored, is protected
 643  */
 644 static void __init 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 __init 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, ident_map_size, &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 const char * __init get_mem_info_source(void)
 773 {
 774         switch (mem_detect.info_source) {
 775         case MEM_DETECT_SCLP_STOR_INFO:
 776                 return "sclp storage info";
 777         case MEM_DETECT_DIAG260:
 778                 return "diag260";
 779         case MEM_DETECT_SCLP_READ_INFO:
 780                 return "sclp read info";
 781         case MEM_DETECT_BIN_SEARCH:
 782                 return "binary search";
 783         }
 784         return "none";
 785 }
 786
 787 static void __init memblock_add_mem_detect_info(void)
 788 {
 789         unsigned long start, end;
 790         int i;
 791
 792         pr_debug("physmem info source: %s (%hhd)\n",
 793                  get_mem_info_source(), mem_detect.info_source);
 794         /* keep memblock lists close to the kernel */
 795         memblock_set_bottom_up(true);
 796         for_each_mem_detect_block(i, &start, &end) {
 797                 memblock_add(start, end - start);
 798                 memblock_physmem_add(start, end - start);
 799         }
 800         memblock_set_bottom_up(false);
 801         memblock_set_node(0, ULONG_MAX, &memblock.memory, 0);
 802         memblock_dump_all();
 803 }
 804
 805 /*
 806  * Check for initrd being in usable memory
 807  */
 808 static void __init check_initrd(void)
 809 {
 810 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 811         if (INITRD_START && INITRD_SIZE &&
 812             !memblock_is_region_memory(INITRD_START, INITRD_SIZE)) {
 813                 pr_err("The initial RAM disk does not fit into the memory\n");
 814                 memblock_free(INITRD_START, INITRD_SIZE);
 815                 initrd_start = initrd_end = 0;
 816         }
 817 #endif
 818 }
 819
 820 /*
 821  * Reserve memory used for lowcore/command line/kernel image.
 822  */
 823 static void __init reserve_kernel(void)
 824 {
 825         unsigned long start_pfn = PFN_UP(__pa(_end));
 826
 827         memblock_reserve(0, HEAD_END);
 828         memblock_reserve((unsigned long)_stext, PFN_PHYS(start_pfn)
 829                          - (unsigned long)_stext);
 830         memblock_reserve(__sdma, __edma - __sdma);
 831 }
 832
 833 static void __init setup_memory(void)
 834 {
 835         phys_addr_t start, end;
 836         u64 i;
 837
 838         /*
 839          * Init storage key for present memory
 840          */
 841         for_each_mem_range(i, &start, &end)
 842                 storage_key_init_range(start, end);
 843
 844         psw_set_key(PAGE_DEFAULT_KEY);
 845
 846         /* Only cosmetics */
 847         memblock_enforce_memory_limit(memblock_end_of_DRAM());
 848 }
 849
 850 /*
 851  * Setup hardware capabilities.
 852  */
 853 static int __init setup_hwcaps(void)
 854 {
 855         static const int stfl_bits[6] = { 0, 2, 7, 17, 19, 21 };
 856         struct cpuid cpu_id;
 857         int i;
 858
 859         /*
 860          * The store facility list bits numbers as found in the principles
 861          * of operation are numbered with bit 1UL<<31 as number 0 to
 862          * bit 1UL<<0 as number 31.
 863          *   Bit 0: instructions named N3, "backported" to esa-mode
 864          *   Bit 2: z/Architecture mode is active
 865          *   Bit 7: the store-facility-list-extended facility is installed
 866          *   Bit 17: the message-security assist is installed
 867          *   Bit 19: the long-displacement facility is installed
 868          *   Bit 21: the extended-immediate facility is installed
 869          *   Bit 22: extended-translation facility 3 is installed
 870          *   Bit 30: extended-translation facility 3 enhancement facility
 871          * These get translated to:
 872          *   HWCAP_S390_ESAN3 bit 0, HWCAP_S390_ZARCH bit 1,
 873          *   HWCAP_S390_STFLE bit 2, HWCAP_S390_MSA bit 3,
 874          *   HWCAP_S390_LDISP bit 4, HWCAP_S390_EIMM bit 5 and
 875          *   HWCAP_S390_ETF3EH bit 8 (22 && 30).
 876          */
 877         for (i = 0; i < 6; i++)
 878                 if (test_facility(stfl_bits[i]))
 879                         elf_hwcap |= 1UL << i;
 880
 881         if (test_facility(22) && test_facility(30))
 882                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_ETF3EH;
 883
 884         /*
 885          * Check for additional facilities with store-facility-list-extended.
 886          * stfle stores doublewords (8 byte) with bit 1ULL<<63 as bit 0
 887          * and 1ULL<<0 as bit 63. Bits 0-31 contain the same information
 888          * as stored by stfl, bits 32-xxx contain additional facilities.
 889          * How many facility words are stored depends on the number of
 890          * doublewords passed to the instruction. The additional facilities
 891          * are:
 892          *   Bit 42: decimal floating point facility is installed
 893          *   Bit 44: perform floating point operation facility is installed
 894          * translated to:
 895          *   HWCAP_S390_DFP bit 6 (42 && 44).
 896          */
 897         if ((elf_hwcap & (1UL << 2)) && test_facility(42) && test_facility(44))
 898                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_DFP;
 899
 900         /*
 901          * Huge page support HWCAP_S390_HPAGE is bit 7.
 902          */
 903         if (MACHINE_HAS_EDAT1)
 904                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_HPAGE;
 905
 906         /*
 907          * 64-bit register support for 31-bit processes
 908          * HWCAP_S390_HIGH_GPRS is bit 9.
 909          */
 910         elf_hwcap |= HWCAP_S390_HIGH_GPRS;
 911
 912         /*
 913          * Transactional execution support HWCAP_S390_TE is bit 10.
 914          */
 915         if (MACHINE_HAS_TE)
 916                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_TE;
 917
 918         /*
 919          * Vector extension HWCAP_S390_VXRS is bit 11. The Vector extension
 920          * can be disabled with the "novx" parameter. Use MACHINE_HAS_VX
 921          * instead of facility bit 129.
 922          */
 923         if (MACHINE_HAS_VX) {
 924                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_VXRS;
 925                 if (test_facility(134))
 926                         elf_hwcap |= HWCAP_S390_VXRS_EXT;
 927                 if (test_facility(135))
 928                         elf_hwcap |= HWCAP_S390_VXRS_BCD;
 929                 if (test_facility(148))
 930                         elf_hwcap |= HWCAP_S390_VXRS_EXT2;
 931                 if (test_facility(152))
 932                         elf_hwcap |= HWCAP_S390_VXRS_PDE;
 933         }
 934         if (test_facility(150))
 935                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_SORT;
 936         if (test_facility(151))
 937                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_DFLT;
 938
 939         /*
 940          * Guarded storage support HWCAP_S390_GS is bit 12.
 941          */
 942         if (MACHINE_HAS_GS)
 943                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_GS;
 944
 945         get_cpu_id(&cpu_id);
 946         add_device_randomness(&cpu_id, sizeof(cpu_id));
 947         switch (cpu_id.machine) {
 948         case 0x2064:
 949         case 0x2066:
 950         default:        /* Use "z900" as default for 64 bit kernels. */
 951                 strcpy(elf_platform, "z900");
 952                 break;
 953         case 0x2084:
 954         case 0x2086:
 955                 strcpy(elf_platform, "z990");
 956                 break;
 957         case 0x2094:
 958         case 0x2096:
 959                 strcpy(elf_platform, "z9-109");
 960                 break;
 961         case 0x2097:
 962         case 0x2098:
 963                 strcpy(elf_platform, "z10");
 964                 break;
 965         case 0x2817:
 966         case 0x2818:
 967                 strcpy(elf_platform, "z196");
 968                 break;
 969         case 0x2827:
 970         case 0x2828:
 971                 strcpy(elf_platform, "zEC12");
 972                 break;
 973         case 0x2964:
 974         case 0x2965:
 975                 strcpy(elf_platform, "z13");
 976                 break;
 977         case 0x3906:
 978         case 0x3907:
 979                 strcpy(elf_platform, "z14");
 980                 break;
 981         case 0x8561:
 982         case 0x8562:
 983                 strcpy(elf_platform, "z15");
 984                 break;
 985         }
 986
 987         /*
 988          * Virtualization support HWCAP_INT_SIE is bit 0.
 989          */
 990         if (sclp.has_sief2)
 991                 int_hwcap |= HWCAP_INT_SIE;
 992
 993         return 0;
 994 }
 995 arch_initcall(setup_hwcaps);
 996
 997 /*
 998  * Add system information as device randomness
 999  */
1000 static void __init setup_randomness(void)
1001 {
1002         struct sysinfo_3_2_2 *vmms;
1003
1004         vmms = (struct sysinfo_3_2_2 *) memblock_phys_alloc(PAGE_SIZE,
1005                                                             PAGE_SIZE);
1006         if (!vmms)
1007                 panic("Failed to allocate memory for sysinfo structure\n");
1008
1009         if (stsi(vmms, 3, 2, 2) == 0 && vmms->count)
1010                 add_device_randomness(&vmms->vm, sizeof(vmms->vm[0]) * vmms->count);
1011         memblock_free((unsigned long) vmms, PAGE_SIZE);
1012 }
1013
1014 /*
1015  * Find the correct size for the task_struct. This depends on
1016  * the size of the struct fpu at the end of the thread_struct
1017  * which is embedded in the task_struct.
1018  */
1019 static void __init setup_task_size(void)
1020 {
1021         int task_size = sizeof(struct task_struct);
1022
1023         if (!MACHINE_HAS_VX) {
1024                 task_size -= sizeof(__vector128) * __NUM_VXRS;
1025                 task_size += sizeof(freg_t) * __NUM_FPRS;
1026         }
1027         arch_task_struct_size = task_size;
1028 }
1029
1030 /*
1031  * Issue diagnose 318 to set the control program name and
1032  * version codes.
1033  */
1034 static void __init setup_control_program_code(void)
1035 {
1036         union diag318_info diag318_info = {
1037                 .cpnc = CPNC_LINUX,
1038                 .cpvc = 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_SIPL)
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         init_mm.start_code = (unsigned long) _text;
1109         init_mm.end_code = (unsigned long) _etext;
1110         init_mm.end_data = (unsigned long) _edata;
1111         init_mm.brk = (unsigned long) _end;
1112
1113         if (IS_ENABLED(CONFIG_EXPOLINE_AUTO))
1114                 nospec_auto_detect();
1115
1116         jump_label_init();
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_above_ident_map();
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         setup_uv();
1144         setup_ident_map_size();
1145         setup_memory();
1146         dma_contiguous_reserve(ident_map_size);
1147         vmcp_cma_reserve();
1148         if (MACHINE_HAS_EDAT2)
1149                 hugetlb_cma_reserve(PUD_SHIFT - PAGE_SHIFT);
1150
1151         check_initrd();
1152         reserve_crashkernel();
1153 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
1154         /*
1155          * Be aware that smp_save_dump_cpus() triggers a system reset.
1156          * Therefore CPU and device initialization should be done afterwards.
1157          */
1158         smp_save_dump_cpus();
1159 #endif
1160
1161         setup_resources();
1162         setup_lowcore_dat_off();
1163         smp_fill_possible_mask();
1164         cpu_detect_mhz_feature();
1165         cpu_init();
1166         numa_setup();
1167         smp_detect_cpus();
1168         topology_init_early();
1169
1170         /*
1171          * Create kernel page tables and switch to virtual addressing.
1172          */
1173         paging_init();
1174
1175         /*
1176          * After paging_init created the kernel page table, the new PSWs
1177          * in lowcore can now run with DAT enabled.
1178          */
1179         setup_lowcore_dat_on();
1180
1181         /* Setup default console */
1182         conmode_default();
1183         set_preferred_console();
1184
1185         apply_alternative_instructions();
1186         if (IS_ENABLED(CONFIG_EXPOLINE))
1187                 nospec_init_branches();
1188
1189         /* Setup zfcp/nvme dump support */
1190         setup_zfcpdump();
1191
1192         /* Add system specific data to the random pool */
1193         setup_randomness();
1194 }