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 /*
  98  * Some code and data needs to stay below 2 GB, even when the kernel would be
  99  * relocated above 2 GB, because it has to use 31 bit addresses.
 100  * Such code and data is part of the .dma section.
 101  */
 102 unsigned long __dma_ref __sdma = __pa(&_sdma);
 103 unsigned long __dma_ref __edma = __pa(&_edma);
 104 unsigned long __dma_ref __stext_dma = __pa(&_stext_dma);
 105 unsigned long __dma_ref __etext_dma = __pa(&_etext_dma);
 106 struct exception_table_entry __dma_ref *__start_dma_ex_table = _start_dma_ex_table;
 107 struct exception_table_entry __dma_ref *__stop_dma_ex_table = _stop_dma_ex_table;
 108
 109 /*
 110  * Control registers CR2, CR5 and CR15 are initialized with addresses
 111  * of tables that must be placed below 2G which is handled by the DMA
 112  * sections.
 113  * Because the DMA sections are relocated below 2G at startup,
 114  * the content of control registers CR2, CR5 and CR15 must be updated
 115  * with new addresses after the relocation. The initial initialization of
 116  * control registers occurs in head64.S and then gets updated again after DMA
 117  * relocation. We must access the relevant DMA tables indirectly via
 118  * pointers placed in the .dma.refs linker section. Those pointers get
 119  * updated automatically during DMA relocation and always contain a valid
 120  * address within DMA sections.
 121  */
 122
 123 static __dma_data u32 __ctl_duct_dma[16] __aligned(64);
 124
 125 static __dma_data u64 __ctl_aste_dma[8] __aligned(64) = {
 126         [1] = 0xffffffffffffffff
 127 };
 128
 129 static __dma_data u32 __ctl_duald_dma[32] __aligned(128) = {
 130         0x80000000, 0, 0, 0,
 131         0x80000000, 0, 0, 0,
 132         0x80000000, 0, 0, 0,
 133         0x80000000, 0, 0, 0,
 134         0x80000000, 0, 0, 0,
 135         0x80000000, 0, 0, 0,
 136         0x80000000, 0, 0, 0,
 137         0x80000000, 0, 0, 0
 138 };
 139
 140 static __dma_data u32 __ctl_linkage_stack_dma[8] __aligned(64) = {
 141         0, 0, 0x89000000, 0,
 142         0, 0, 0x8a000000, 0
 143 };
 144
 145 static u64 __dma_ref *__ctl_aste = __ctl_aste_dma;
 146 static u32 __dma_ref *__ctl_duald = __ctl_duald_dma;
 147 static u32 __dma_ref *__ctl_linkage_stack = __ctl_linkage_stack_dma;
 148 static u32 __dma_ref *__ctl_duct = __ctl_duct_dma;
 149
 150 int __bootdata(noexec_disabled);
 151 unsigned long __bootdata(ident_map_size);
 152 struct mem_detect_info __bootdata(mem_detect);
 153 struct initrd_data __bootdata(initrd_data);
 154
 155 unsigned long __bootdata_preserved(__kaslr_offset);
 156 unsigned int __bootdata_preserved(zlib_dfltcc_support);
 157 EXPORT_SYMBOL(zlib_dfltcc_support);
 158 u64 __bootdata_preserved(stfle_fac_list[16]);
 159 EXPORT_SYMBOL(stfle_fac_list);
 160 u64 __bootdata_preserved(alt_stfle_fac_list[16]);
 161 struct oldmem_data __bootdata_preserved(oldmem_data);
 162
 163 unsigned long VMALLOC_START;
 164 EXPORT_SYMBOL(VMALLOC_START);
 165
 166 unsigned long VMALLOC_END;
 167 EXPORT_SYMBOL(VMALLOC_END);
 168
 169 struct page *vmemmap;
 170 EXPORT_SYMBOL(vmemmap);
 171 unsigned long vmemmap_size;
 172
 173 unsigned long MODULES_VADDR;
 174 unsigned long MODULES_END;
 175
 176 /* An array with a pointer to the lowcore of every CPU. */
 177 struct lowcore *lowcore_ptr[NR_CPUS];
 178 EXPORT_SYMBOL(lowcore_ptr);
 179
 180 /*
 181  * The Write Back bit position in the physaddr is given by the SLPC PCI.
 182  * Leaving the mask zero always uses write through which is safe
 183  */
 184 unsigned long mio_wb_bit_mask __ro_after_init;
 185
 186 /*
 187  * This is set up by the setup-routine at boot-time
 188  * for S390 need to find out, what we have to setup
 189  * using address 0x10400 ...
 190  */
 191
 192 #include <asm/setup.h>
 193
 194 /*
 195  * condev= and conmode= setup parameter.
 196  */
 197
 198 static int __init condev_setup(char *str)
 199 {
 200         int vdev;
 201
 202         vdev = simple_strtoul(str, &str, 0);
 203         if (vdev >= 0 && vdev < 65536) {
 204                 console_devno = vdev;
 205                 console_irq = -1;
 206         }
 207         return 1;
 208 }
 209
 210 __setup("condev=", condev_setup);
 211
 212 static void __init set_preferred_console(void)
 213 {
 214         if (CONSOLE_IS_3215 || CONSOLE_IS_SCLP)
 215                 add_preferred_console("ttyS", 0, NULL);
 216         else if (CONSOLE_IS_3270)
 217                 add_preferred_console("tty3270", 0, NULL);
 218         else if (CONSOLE_IS_VT220)
 219                 add_preferred_console("ttysclp", 0, NULL);
 220         else if (CONSOLE_IS_HVC)
 221                 add_preferred_console("hvc", 0, NULL);
 222 }
 223
 224 static int __init conmode_setup(char *str)
 225 {
 226 #if defined(CONFIG_SCLP_CONSOLE) || defined(CONFIG_SCLP_VT220_CONSOLE)
 227         if (!strcmp(str, "hwc") || !strcmp(str, "sclp"))
 228                 SET_CONSOLE_SCLP;
 229 #endif
 230 #if defined(CONFIG_TN3215_CONSOLE)
 231         if (!strcmp(str, "3215"))
 232                 SET_CONSOLE_3215;
 233 #endif
 234 #if defined(CONFIG_TN3270_CONSOLE)
 235         if (!strcmp(str, "3270"))
 236                 SET_CONSOLE_3270;
 237 #endif
 238         set_preferred_console();
 239         return 1;
 240 }
 241
 242 __setup("conmode=", conmode_setup);
 243
 244 static void __init conmode_default(void)
 245 {
 246         char query_buffer[1024];
 247         char *ptr;
 248
 249         if (MACHINE_IS_VM) {
 250                 cpcmd("QUERY CONSOLE", query_buffer, 1024, NULL);
 251                 console_devno = simple_strtoul(query_buffer + 5, NULL, 16);
 252                 ptr = strstr(query_buffer, "SUBCHANNEL =");
 253                 console_irq = simple_strtoul(ptr + 13, NULL, 16);
 254                 cpcmd("QUERY TERM", query_buffer, 1024, NULL);
 255                 ptr = strstr(query_buffer, "CONMODE");
 256                 /*
 257                  * Set the conmode to 3215 so that the device recognition
 258                  * will set the cu_type of the console to 3215. If the
 259                  * conmode is 3270 and we don't set it back then both
 260                  * 3215 and the 3270 driver will try to access the console
 261                  * device (3215 as console and 3270 as normal tty).
 262                  */
 263                 cpcmd("TERM CONMODE 3215", NULL, 0, NULL);
 264                 if (ptr == NULL) {
 265 #if defined(CONFIG_SCLP_CONSOLE) || defined(CONFIG_SCLP_VT220_CONSOLE)
 266                         SET_CONSOLE_SCLP;
 267 #endif
 268                         return;
 269                 }
 270                 if (str_has_prefix(ptr + 8, "3270")) {
 271 #if defined(CONFIG_TN3270_CONSOLE)
 272                         SET_CONSOLE_3270;
 273 #elif defined(CONFIG_TN3215_CONSOLE)
 274                         SET_CONSOLE_3215;
 275 #elif defined(CONFIG_SCLP_CONSOLE) || defined(CONFIG_SCLP_VT220_CONSOLE)
 276                         SET_CONSOLE_SCLP;
 277 #endif
 278                 } else if (str_has_prefix(ptr + 8, "3215")) {
 279 #if defined(CONFIG_TN3215_CONSOLE)
 280                         SET_CONSOLE_3215;
 281 #elif defined(CONFIG_TN3270_CONSOLE)
 282                         SET_CONSOLE_3270;
 283 #elif defined(CONFIG_SCLP_CONSOLE) || defined(CONFIG_SCLP_VT220_CONSOLE)
 284                         SET_CONSOLE_SCLP;
 285 #endif
 286                 }
 287         } else if (MACHINE_IS_KVM) {
 288                 if (sclp.has_vt220 && IS_ENABLED(CONFIG_SCLP_VT220_CONSOLE))
 289                         SET_CONSOLE_VT220;
 290                 else if (sclp.has_linemode && IS_ENABLED(CONFIG_SCLP_CONSOLE))
 291                         SET_CONSOLE_SCLP;
 292                 else
 293                         SET_CONSOLE_HVC;
 294         } else {
 295 #if defined(CONFIG_SCLP_CONSOLE) || defined(CONFIG_SCLP_VT220_CONSOLE)
 296                 SET_CONSOLE_SCLP;
 297 #endif
 298         }
 299 }
 300
 301 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 302 static void __init setup_zfcpdump(void)
 303 {
 304         if (!is_ipl_type_dump())
 305                 return;
 306         if (oldmem_data.start)
 307                 return;
 308         strcat(boot_command_line, " cio_ignore=all,!ipldev,!condev");
 309         console_loglevel = 2;
 310 }
 311 #else
 312 static inline void setup_zfcpdump(void) {}
 313 #endif /* CONFIG_CRASH_DUMP */
 314
 315  /*
 316  * Reboot, halt and power_off stubs. They just call _machine_restart,
 317  * _machine_halt or _machine_power_off.
 318  */
 319
 320 void machine_restart(char *command)
 321 {
 322         if ((!in_interrupt() && !in_atomic()) || oops_in_progress)
 323                 /*
 324                  * Only unblank the console if we are called in enabled
 325                  * context or a bust_spinlocks cleared the way for us.
 326                  */
 327                 console_unblank();
 328         _machine_restart(command);
 329 }
 330
 331 void machine_halt(void)
 332 {
 333         if (!in_interrupt() || oops_in_progress)
 334                 /*
 335                  * Only unblank the console if we are called in enabled
 336                  * context or a bust_spinlocks cleared the way for us.
 337                  */
 338                 console_unblank();
 339         _machine_halt();
 340 }
 341
 342 void machine_power_off(void)
 343 {
 344         if (!in_interrupt() || oops_in_progress)
 345                 /*
 346                  * Only unblank the console if we are called in enabled
 347                  * context or a bust_spinlocks cleared the way for us.
 348                  */
 349                 console_unblank();
 350         _machine_power_off();
 351 }
 352
 353 /*
 354  * Dummy power off function.
 355  */
 356 void (*pm_power_off)(void) = machine_power_off;
 357 EXPORT_SYMBOL_GPL(pm_power_off);
 358
 359 void *restart_stack;
 360
 361 unsigned long stack_alloc(void)
 362 {
 363 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
 364         return (unsigned long)__vmalloc_node(THREAD_SIZE, THREAD_SIZE,
 365                         THREADINFO_GFP, NUMA_NO_NODE,
 366                         __builtin_return_address(0));
 367 #else
 368         return __get_free_pages(GFP_KERNEL, THREAD_SIZE_ORDER);
 369 #endif
 370 }
 371
 372 void stack_free(unsigned long stack)
 373 {
 374 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
 375         vfree((void *) stack);
 376 #else
 377         free_pages(stack, THREAD_SIZE_ORDER);
 378 #endif
 379 }
 380
 381 int __init arch_early_irq_init(void)
 382 {
 383         unsigned long stack;
 384
 385         stack = __get_free_pages(GFP_KERNEL, THREAD_SIZE_ORDER);
 386         if (!stack)
 387                 panic("Couldn't allocate async stack");
 388         S390_lowcore.async_stack = stack + STACK_INIT_OFFSET;
 389         return 0;
 390 }
 391
 392 void __init arch_call_rest_init(void)
 393 {
 394         unsigned long stack;
 395
 396         stack = stack_alloc();
 397         if (!stack)
 398                 panic("Couldn't allocate kernel stack");
 399         current->stack = (void *) stack;
 400 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
 401         current->stack_vm_area = (void *) stack;
 402 #endif
 403         set_task_stack_end_magic(current);
 404         stack += STACK_INIT_OFFSET;
 405         S390_lowcore.kernel_stack = stack;
 406         call_on_stack_noreturn(rest_init, stack);
 407 }
 408
 409 static void __init setup_lowcore_dat_off(void)
 410 {
 411         unsigned long int_psw_mask = PSW_KERNEL_BITS;
 412         unsigned long mcck_stack;
 413         struct lowcore *lc;
 414
 415         if (IS_ENABLED(CONFIG_KASAN))
 416                 int_psw_mask |= PSW_MASK_DAT;
 417
 418         /*
 419          * Setup lowcore for boot cpu
 420          */
 421         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct lowcore) != LC_PAGES * PAGE_SIZE);
 422         lc = memblock_alloc_low(sizeof(*lc), sizeof(*lc));
 423         if (!lc)
 424                 panic("%s: Failed to allocate %zu bytes align=%zx\n",
 425                       __func__, sizeof(*lc), sizeof(*lc));
 426
 427         lc->restart_psw.mask = PSW_KERNEL_BITS;
 428         lc->restart_psw.addr = (unsigned long) restart_int_handler;
 429         lc->external_new_psw.mask = int_psw_mask | PSW_MASK_MCHECK;
 430         lc->external_new_psw.addr = (unsigned long) ext_int_handler;
 431         lc->svc_new_psw.mask = int_psw_mask | PSW_MASK_MCHECK;
 432         lc->svc_new_psw.addr = (unsigned long) system_call;
 433         lc->program_new_psw.mask = int_psw_mask | PSW_MASK_MCHECK;
 434         lc->program_new_psw.addr = (unsigned long) pgm_check_handler;
 435         lc->mcck_new_psw.mask = PSW_KERNEL_BITS;
 436         lc->mcck_new_psw.addr = (unsigned long) mcck_int_handler;
 437         lc->io_new_psw.mask = int_psw_mask | PSW_MASK_MCHECK;
 438         lc->io_new_psw.addr = (unsigned long) io_int_handler;
 439         lc->clock_comparator = clock_comparator_max;
 440         lc->nodat_stack = ((unsigned long) &init_thread_union)
 441                 + THREAD_SIZE - STACK_FRAME_OVERHEAD - sizeof(struct pt_regs);
 442         lc->current_task = (unsigned long)&init_task;
 443         lc->lpp = LPP_MAGIC;
 444         lc->machine_flags = S390_lowcore.machine_flags;
 445         lc->preempt_count = S390_lowcore.preempt_count;
 446         nmi_alloc_boot_cpu(lc);
 447         lc->sys_enter_timer = S390_lowcore.sys_enter_timer;
 448         lc->exit_timer = S390_lowcore.exit_timer;
 449         lc->user_timer = S390_lowcore.user_timer;
 450         lc->system_timer = S390_lowcore.system_timer;
 451         lc->steal_timer = S390_lowcore.steal_timer;
 452         lc->last_update_timer = S390_lowcore.last_update_timer;
 453         lc->last_update_clock = S390_lowcore.last_update_clock;
 454
 455         /*
 456          * Allocate the global restart stack which is the same for
 457          * all CPUs in cast *one* of them does a PSW restart.
 458          */
 459         restart_stack = memblock_alloc(THREAD_SIZE, THREAD_SIZE);
 460         if (!restart_stack)
 461                 panic("%s: Failed to allocate %lu bytes align=0x%lx\n",
 462                       __func__, THREAD_SIZE, THREAD_SIZE);
 463         restart_stack += STACK_INIT_OFFSET;
 464
 465         /*
 466          * Set up PSW restart to call ipl.c:do_restart(). Copy the relevant
 467          * restart data to the absolute zero lowcore. This is necessary if
 468          * PSW restart is done on an offline CPU that has lowcore zero.
 469          */
 470         lc->restart_stack = (unsigned long) restart_stack;
 471         lc->restart_fn = (unsigned long) do_restart;
 472         lc->restart_data = 0;
 473         lc->restart_source = -1UL;
 474
 475         mcck_stack = (unsigned long)memblock_alloc(THREAD_SIZE, THREAD_SIZE);
 476         if (!mcck_stack)
 477                 panic("%s: Failed to allocate %lu bytes align=0x%lx\n",
 478                       __func__, THREAD_SIZE, THREAD_SIZE);
 479         lc->mcck_stack = mcck_stack + STACK_INIT_OFFSET;
 480
 481         /* Setup absolute zero lowcore */
 482         mem_assign_absolute(S390_lowcore.restart_stack, lc->restart_stack);
 483         mem_assign_absolute(S390_lowcore.restart_fn, lc->restart_fn);
 484         mem_assign_absolute(S390_lowcore.restart_data, lc->restart_data);
 485         mem_assign_absolute(S390_lowcore.restart_source, lc->restart_source);
 486         mem_assign_absolute(S390_lowcore.restart_psw, lc->restart_psw);
 487
 488         lc->spinlock_lockval = arch_spin_lockval(0);
 489         lc->spinlock_index = 0;
 490         arch_spin_lock_setup(0);
 491         lc->br_r1_trampoline = 0x07f1;  /* br %r1 */
 492         lc->return_lpswe = gen_lpswe(__LC_RETURN_PSW);
 493         lc->return_mcck_lpswe = gen_lpswe(__LC_RETURN_MCCK_PSW);
 494         lc->preempt_count = PREEMPT_DISABLED;
 495
 496         set_prefix((u32)(unsigned long) lc);
 497         lowcore_ptr[0] = lc;
 498 }
 499
 500 static void __init setup_lowcore_dat_on(void)
 501 {
 502         __ctl_clear_bit(0, 28);
 503         S390_lowcore.external_new_psw.mask |= PSW_MASK_DAT;
 504         S390_lowcore.svc_new_psw.mask |= PSW_MASK_DAT;
 505         S390_lowcore.program_new_psw.mask |= PSW_MASK_DAT;
 506         S390_lowcore.io_new_psw.mask |= PSW_MASK_DAT;
 507         __ctl_set_bit(0, 28);
 508 }
 509
 510 static struct resource code_resource = {
 511         .name  = "Kernel code",
 512         .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM,
 513 };
 514
 515 static struct resource data_resource = {
 516         .name = "Kernel data",
 517         .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM,
 518 };
 519
 520 static struct resource bss_resource = {
 521         .name = "Kernel bss",
 522         .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM,
 523 };
 524
 525 static struct resource __initdata *standard_resources[] = {
 526         &code_resource,
 527         &data_resource,
 528         &bss_resource,
 529 };
 530
 531 static void __init setup_resources(void)
 532 {
 533         struct resource *res, *std_res, *sub_res;
 534         phys_addr_t start, end;
 535         int j;
 536         u64 i;
 537
 538         code_resource.start = (unsigned long) _text;
 539         code_resource.end = (unsigned long) _etext - 1;
 540         data_resource.start = (unsigned long) _etext;
 541         data_resource.end = (unsigned long) _edata - 1;
 542         bss_resource.start = (unsigned long) __bss_start;
 543         bss_resource.end = (unsigned long) __bss_stop - 1;
 544
 545         for_each_mem_range(i, &start, &end) {
 546                 res = memblock_alloc(sizeof(*res), 8);
 547                 if (!res)
 548                         panic("%s: Failed to allocate %zu bytes align=0x%x\n",
 549                               __func__, sizeof(*res), 8);
 550                 res->flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM;
 551
 552                 res->name = "System RAM";
 553                 res->start = start;
 554                 /*
 555                  * In memblock, end points to the first byte after the
 556                  * range while in resourses, end points to the last byte in
 557                  * the range.
 558                  */
 559                 res->end = end - 1;
 560                 request_resource(&iomem_resource, res);
 561
 562                 for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(standard_resources); j++) {
 563                         std_res = standard_resources[j];
 564                         if (std_res->start < res->start ||
 565                             std_res->start > res->end)
 566                                 continue;
 567                         if (std_res->end > res->end) {
 568                                 sub_res = memblock_alloc(sizeof(*sub_res), 8);
 569                                 if (!sub_res)
 570                                         panic("%s: Failed to allocate %zu bytes align=0x%x\n",
 571                                               __func__, sizeof(*sub_res), 8);
 572                                 *sub_res = *std_res;
 573                                 sub_res->end = res->end;
 574                                 std_res->start = res->end + 1;
 575                                 request_resource(res, sub_res);
 576                         } else {
 577                                 request_resource(res, std_res);
 578                         }
 579                 }
 580         }
 581 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 582         /*
 583          * Re-add removed crash kernel memory as reserved memory. This makes
 584          * sure it will be mapped with the identity mapping and struct pages
 585          * will be created, so it can be resized later on.
 586          * However add it later since the crash kernel resource should not be
 587          * part of the System RAM resource.
 588          */
 589         if (crashk_res.end) {
 590                 memblock_add_node(crashk_res.start, resource_size(&crashk_res), 0);
 591                 memblock_reserve(crashk_res.start, resource_size(&crashk_res));
 592                 insert_resource(&iomem_resource, &crashk_res);
 593         }
 594 #endif
 595 }
 596
 597 static void __init setup_memory_end(void)
 598 {
 599         memblock_remove(ident_map_size, ULONG_MAX);
 600         max_pfn = max_low_pfn = PFN_DOWN(ident_map_size);
 601         pr_notice("The maximum memory size is %luMB\n", ident_map_size >> 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 above identity mapping is protected
 632  */
 633 static void __init reserve_above_ident_map(void)
 634 {
 635         memblock_reserve(ident_map_size, ULONG_MAX);
 636 }
 637
 638 /*
 639  * Reserve memory for kdump kernel to be loaded with kexec
 640  */
 641 static void __init reserve_crashkernel(void)
 642 {
 643 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 644         unsigned long long crash_base, crash_size;
 645         phys_addr_t low, high;
 646         int rc;
 647
 648         rc = parse_crashkernel(boot_command_line, ident_map_size, &crash_size,
 649                                &crash_base);
 650
 651         crash_base = ALIGN(crash_base, KEXEC_CRASH_MEM_ALIGN);
 652         crash_size = ALIGN(crash_size, KEXEC_CRASH_MEM_ALIGN);
 653         if (rc || crash_size == 0)
 654                 return;
 655
 656         if (memblock.memory.regions[0].size < crash_size) {
 657                 pr_info("crashkernel reservation failed: %s\n",
 658                         "first memory chunk must be at least crashkernel size");
 659                 return;
 660         }
 661
 662         low = crash_base ?: oldmem_data.start;
 663         high = low + crash_size;
 664         if (low >= oldmem_data.start && high <= oldmem_data.start + oldmem_data.size) {
 665                 /* The crashkernel fits into OLDMEM, reuse OLDMEM */
 666                 crash_base = low;
 667         } else {
 668                 /* Find suitable area in free memory */
 669                 low = max_t(unsigned long, crash_size, sclp.hsa_size);
 670                 high = crash_base ? crash_base + crash_size : ULONG_MAX;
 671
 672                 if (crash_base && crash_base < low) {
 673                         pr_info("crashkernel reservation failed: %s\n",
 674                                 "crash_base too low");
 675                         return;
 676                 }
 677                 low = crash_base ?: low;
 678                 crash_base = memblock_find_in_range(low, high, crash_size,
 679                                                     KEXEC_CRASH_MEM_ALIGN);
 680         }
 681
 682         if (!crash_base) {
 683                 pr_info("crashkernel reservation failed: %s\n",
 684                         "no suitable area found");
 685                 return;
 686         }
 687
 688         if (register_memory_notifier(&kdump_mem_nb))
 689                 return;
 690
 691         if (!oldmem_data.start && MACHINE_IS_VM)
 692                 diag10_range(PFN_DOWN(crash_base), PFN_DOWN(crash_size));
 693         crashk_res.start = crash_base;
 694         crashk_res.end = crash_base + crash_size - 1;
 695         memblock_remove(crash_base, crash_size);
 696         pr_info("Reserving %lluMB of memory at %lluMB "
 697                 "for crashkernel (System RAM: %luMB)\n",
 698                 crash_size >> 20, crash_base >> 20,
 699                 (unsigned long)memblock.memory.total_size >> 20);
 700         os_info_crashkernel_add(crash_base, crash_size);
 701 #endif
 702 }
 703
 704 /*
 705  * Reserve the initrd from being used by memblock
 706  */
 707 static void __init reserve_initrd(void)
 708 {
 709 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 710         if (!initrd_data.start || !initrd_data.size)
 711                 return;
 712         initrd_start = initrd_data.start;
 713         initrd_end = initrd_start + initrd_data.size;
 714         memblock_reserve(initrd_data.start, initrd_data.size);
 715 #endif
 716 }
 717
 718 /*
 719  * Reserve the memory area used to pass the certificate lists
 720  */
 721 static void __init reserve_certificate_list(void)
 722 {
 723         if (ipl_cert_list_addr)
 724                 memblock_reserve(ipl_cert_list_addr, ipl_cert_list_size);
 725 }
 726
 727 static void __init reserve_mem_detect_info(void)
 728 {
 729         unsigned long start, size;
 730
 731         get_mem_detect_reserved(&start, &size);
 732         if (size)
 733                 memblock_reserve(start, size);
 734 }
 735
 736 static void __init free_mem_detect_info(void)
 737 {
 738         unsigned long start, size;
 739
 740         get_mem_detect_reserved(&start, &size);
 741         if (size)
 742                 memblock_free(start, size);
 743 }
 744
 745 static const char * __init get_mem_info_source(void)
 746 {
 747         switch (mem_detect.info_source) {
 748         case MEM_DETECT_SCLP_STOR_INFO:
 749                 return "sclp storage info";
 750         case MEM_DETECT_DIAG260:
 751                 return "diag260";
 752         case MEM_DETECT_SCLP_READ_INFO:
 753                 return "sclp read info";
 754         case MEM_DETECT_BIN_SEARCH:
 755                 return "binary search";
 756         }
 757         return "none";
 758 }
 759
 760 static void __init memblock_add_mem_detect_info(void)
 761 {
 762         unsigned long start, end;
 763         int i;
 764
 765         pr_debug("physmem info source: %s (%hhd)\n",
 766                  get_mem_info_source(), mem_detect.info_source);
 767         /* keep memblock lists close to the kernel */
 768         memblock_set_bottom_up(true);
 769         for_each_mem_detect_block(i, &start, &end) {
 770                 memblock_add(start, end - start);
 771                 memblock_physmem_add(start, end - start);
 772         }
 773         memblock_set_bottom_up(false);
 774         memblock_set_node(0, ULONG_MAX, &memblock.memory, 0);
 775         memblock_dump_all();
 776 }
 777
 778 /*
 779  * Check for initrd being in usable memory
 780  */
 781 static void __init check_initrd(void)
 782 {
 783 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 784         if (initrd_data.start && initrd_data.size &&
 785             !memblock_is_region_memory(initrd_data.start, initrd_data.size)) {
 786                 pr_err("The initial RAM disk does not fit into the memory\n");
 787                 memblock_free(initrd_data.start, initrd_data.size);
 788                 initrd_start = initrd_end = 0;
 789         }
 790 #endif
 791 }
 792
 793 /*
 794  * Reserve memory used for lowcore/command line/kernel image.
 795  */
 796 static void __init reserve_kernel(void)
 797 {
 798         unsigned long start_pfn = PFN_UP(__pa(_end));
 799
 800         memblock_reserve(0, STARTUP_NORMAL_OFFSET);
 801         memblock_reserve((unsigned long)_stext, PFN_PHYS(start_pfn)
 802                          - (unsigned long)_stext);
 803 }
 804
 805 static void __init setup_memory(void)
 806 {
 807         phys_addr_t start, end;
 808         u64 i;
 809
 810         /*
 811          * Init storage key for present memory
 812          */
 813         for_each_mem_range(i, &start, &end)
 814                 storage_key_init_range(start, end);
 815
 816         psw_set_key(PAGE_DEFAULT_KEY);
 817
 818         /* Only cosmetics */
 819         memblock_enforce_memory_limit(memblock_end_of_DRAM());
 820 }
 821
 822 static void __init relocate_dma_section(void)
 823 {
 824         unsigned long dma_addr, dma_size;
 825         long dma_offset;
 826         long *ptr;
 827
 828         /* Allocate a new DMA capable memory region */
 829         dma_size = __edma - __sdma;
 830         pr_info("Relocating DMA section of size 0x%08lx\n", dma_size);
 831         dma_addr = (unsigned long)memblock_alloc_low(dma_size, PAGE_SIZE);
 832         if (!dma_addr)
 833                 panic("Failed to allocate memory for DMA section\n");
 834         dma_offset = dma_addr - __sdma;
 835
 836         /* Move original DMA section to the new one */
 837         memmove((void *)dma_addr, (void *)__sdma, dma_size);
 838         /* Zero out the old DMA section to catch invalid accesses within it */
 839         memset((void *)__sdma, 0, dma_size);
 840
 841         /* Update all DMA region references */
 842         for (ptr = _start_dma_refs; ptr != _end_dma_refs; ptr++)
 843                 *ptr += dma_offset;
 844 }
 845
 846 /* This must be called after DMA relocation */
 847 static void __init setup_cr(void)
 848 {
 849         union ctlreg2 cr2;
 850         union ctlreg5 cr5;
 851         union ctlreg15 cr15;
 852
 853         __ctl_duct[1] = (unsigned long)__ctl_aste;
 854         __ctl_duct[2] = (unsigned long)__ctl_aste;
 855         __ctl_duct[4] = (unsigned long)__ctl_duald;
 856
 857         /* Update control registers CR2, CR5 and CR15 */
 858         __ctl_store(cr2.val, 2, 2);
 859         __ctl_store(cr5.val, 5, 5);
 860         __ctl_store(cr15.val, 15, 15);
 861         cr2.ducto = (unsigned long)__ctl_duct >> 6;
 862         cr5.pasteo = (unsigned long)__ctl_duct >> 6;
 863         cr15.lsea = (unsigned long)__ctl_linkage_stack >> 3;
 864         __ctl_load(cr2.val, 2, 2);
 865         __ctl_load(cr5.val, 5, 5);
 866         __ctl_load(cr15.val, 15, 15);
 867 }
 868
 869 /*
 870  * Setup hardware capabilities.
 871  */
 872 static int __init setup_hwcaps(void)
 873 {
 874         static const int stfl_bits[6] = { 0, 2, 7, 17, 19, 21 };
 875         struct cpuid cpu_id;
 876         int i;
 877
 878         /*
 879          * The store facility list bits numbers as found in the principles
 880          * of operation are numbered with bit 1UL<<31 as number 0 to
 881          * bit 1UL<<0 as number 31.
 882          *   Bit 0: instructions named N3, "backported" to esa-mode
 883          *   Bit 2: z/Architecture mode is active
 884          *   Bit 7: the store-facility-list-extended facility is installed
 885          *   Bit 17: the message-security assist is installed
 886          *   Bit 19: the long-displacement facility is installed
 887          *   Bit 21: the extended-immediate facility is installed
 888          *   Bit 22: extended-translation facility 3 is installed
 889          *   Bit 30: extended-translation facility 3 enhancement facility
 890          * These get translated to:
 891          *   HWCAP_S390_ESAN3 bit 0, HWCAP_S390_ZARCH bit 1,
 892          *   HWCAP_S390_STFLE bit 2, HWCAP_S390_MSA bit 3,
 893          *   HWCAP_S390_LDISP bit 4, HWCAP_S390_EIMM bit 5 and
 894          *   HWCAP_S390_ETF3EH bit 8 (22 && 30).
 895          */
 896         for (i = 0; i < 6; i++)
 897                 if (test_facility(stfl_bits[i]))
 898                         elf_hwcap |= 1UL << i;
 899
 900         if (test_facility(22) && test_facility(30))
 901                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_ETF3EH;
 902
 903         /*
 904          * Check for additional facilities with store-facility-list-extended.
 905          * stfle stores doublewords (8 byte) with bit 1ULL<<63 as bit 0
 906          * and 1ULL<<0 as bit 63. Bits 0-31 contain the same information
 907          * as stored by stfl, bits 32-xxx contain additional facilities.
 908          * How many facility words are stored depends on the number of
 909          * doublewords passed to the instruction. The additional facilities
 910          * are:
 911          *   Bit 42: decimal floating point facility is installed
 912          *   Bit 44: perform floating point operation facility is installed
 913          * translated to:
 914          *   HWCAP_S390_DFP bit 6 (42 && 44).
 915          */
 916         if ((elf_hwcap & (1UL << 2)) && test_facility(42) && test_facility(44))
 917                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_DFP;
 918
 919         /*
 920          * Huge page support HWCAP_S390_HPAGE is bit 7.
 921          */
 922         if (MACHINE_HAS_EDAT1)
 923                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_HPAGE;
 924
 925         /*
 926          * 64-bit register support for 31-bit processes
 927          * HWCAP_S390_HIGH_GPRS is bit 9.
 928          */
 929         elf_hwcap |= HWCAP_S390_HIGH_GPRS;
 930
 931         /*
 932          * Transactional execution support HWCAP_S390_TE is bit 10.
 933          */
 934         if (MACHINE_HAS_TE)
 935                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_TE;
 936
 937         /*
 938          * Vector extension HWCAP_S390_VXRS is bit 11. The Vector extension
 939          * can be disabled with the "novx" parameter. Use MACHINE_HAS_VX
 940          * instead of facility bit 129.
 941          */
 942         if (MACHINE_HAS_VX) {
 943                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_VXRS;
 944                 if (test_facility(134))
 945                         elf_hwcap |= HWCAP_S390_VXRS_BCD;
 946                 if (test_facility(135))
 947                         elf_hwcap |= HWCAP_S390_VXRS_EXT;
 948                 if (test_facility(148))
 949                         elf_hwcap |= HWCAP_S390_VXRS_EXT2;
 950                 if (test_facility(152))
 951                         elf_hwcap |= HWCAP_S390_VXRS_PDE;
 952                 if (test_facility(192))
 953                         elf_hwcap |= HWCAP_S390_VXRS_PDE2;
 954         }
 955         if (test_facility(150))
 956                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_SORT;
 957         if (test_facility(151))
 958                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_DFLT;
 959         if (test_facility(165))
 960                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_NNPA;
 961
 962         /*
 963          * Guarded storage support HWCAP_S390_GS is bit 12.
 964          */
 965         if (MACHINE_HAS_GS)
 966                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_GS;
 967         if (MACHINE_HAS_PCI_MIO)
 968                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_PCI_MIO;
 969
 970         get_cpu_id(&cpu_id);
 971         add_device_randomness(&cpu_id, sizeof(cpu_id));
 972         switch (cpu_id.machine) {
 973         case 0x2064:
 974         case 0x2066:
 975         default:        /* Use "z900" as default for 64 bit kernels. */
 976                 strcpy(elf_platform, "z900");
 977                 break;
 978         case 0x2084:
 979         case 0x2086:
 980                 strcpy(elf_platform, "z990");
 981                 break;
 982         case 0x2094:
 983         case 0x2096:
 984                 strcpy(elf_platform, "z9-109");
 985                 break;
 986         case 0x2097:
 987         case 0x2098:
 988                 strcpy(elf_platform, "z10");
 989                 break;
 990         case 0x2817:
 991         case 0x2818:
 992                 strcpy(elf_platform, "z196");
 993                 break;
 994         case 0x2827:
 995         case 0x2828:
 996                 strcpy(elf_platform, "zEC12");
 997                 break;
 998         case 0x2964:
 999         case 0x2965:
1000                 strcpy(elf_platform, "z13");
1001                 break;
1002         case 0x3906:
1003         case 0x3907:
1004                 strcpy(elf_platform, "z14");
1005                 break;
1006         case 0x8561:
1007         case 0x8562:
1008                 strcpy(elf_platform, "z15");
1009                 break;
1010         }
1011
1012         /*
1013          * Virtualization support HWCAP_INT_SIE is bit 0.
1014          */
1015         if (sclp.has_sief2)
1016                 int_hwcap |= HWCAP_INT_SIE;
1017
1018         return 0;
1019 }
1020 arch_initcall(setup_hwcaps);
1021
1022 /*
1023  * Add system information as device randomness
1024  */
1025 static void __init setup_randomness(void)
1026 {
1027         struct sysinfo_3_2_2 *vmms;
1028
1029         vmms = (struct sysinfo_3_2_2 *) memblock_phys_alloc(PAGE_SIZE,
1030                                                             PAGE_SIZE);
1031         if (!vmms)
1032                 panic("Failed to allocate memory for sysinfo structure\n");
1033
1034         if (stsi(vmms, 3, 2, 2) == 0 && vmms->count)
1035                 add_device_randomness(&vmms->vm, sizeof(vmms->vm[0]) * vmms->count);
1036         memblock_free((unsigned long) vmms, PAGE_SIZE);
1037 }
1038
1039 /*
1040  * Find the correct size for the task_struct. This depends on
1041  * the size of the struct fpu at the end of the thread_struct
1042  * which is embedded in the task_struct.
1043  */
1044 static void __init setup_task_size(void)
1045 {
1046         int task_size = sizeof(struct task_struct);
1047
1048         if (!MACHINE_HAS_VX) {
1049                 task_size -= sizeof(__vector128) * __NUM_VXRS;
1050                 task_size += sizeof(freg_t) * __NUM_FPRS;
1051         }
1052         arch_task_struct_size = task_size;
1053 }
1054
1055 /*
1056  * Issue diagnose 318 to set the control program name and
1057  * version codes.
1058  */
1059 static void __init setup_control_program_code(void)
1060 {
1061         union diag318_info diag318_info = {
1062                 .cpnc = CPNC_LINUX,
1063                 .cpvc = 0,
1064         };
1065
1066         if (!sclp.has_diag318)
1067                 return;
1068
1069         diag_stat_inc(DIAG_STAT_X318);
1070         asm volatile("diag %0,0,0x318\n" : : "d" (diag318_info.val));
1071 }
1072
1073 /*
1074  * Print the component list from the IPL report
1075  */
1076 static void __init log_component_list(void)
1077 {
1078         struct ipl_rb_component_entry *ptr, *end;
1079         char *str;
1080
1081         if (!early_ipl_comp_list_addr)
1082                 return;
1083         if (ipl_block.hdr.flags & IPL_PL_FLAG_SIPL)
1084                 pr_info("Linux is running with Secure-IPL enabled\n");
1085         else
1086                 pr_info("Linux is running with Secure-IPL disabled\n");
1087         ptr = (void *) early_ipl_comp_list_addr;
1088         end = (void *) ptr + early_ipl_comp_list_size;
1089         pr_info("The IPL report contains the following components:\n");
1090         while (ptr < end) {
1091                 if (ptr->flags & IPL_RB_COMPONENT_FLAG_SIGNED) {
1092                         if (ptr->flags & IPL_RB_COMPONENT_FLAG_VERIFIED)
1093                                 str = "signed, verified";
1094                         else
1095                                 str = "signed, verification failed";
1096                 } else {
1097                         str = "not signed";
1098                 }
1099                 pr_info("%016llx - %016llx (%s)\n",
1100                         ptr->addr, ptr->addr + ptr->len, str);
1101                 ptr++;
1102         }
1103 }
1104
1105 /*
1106  * Setup function called from init/main.c just after the banner
1107  * was printed.
1108  */
1109
1110 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
1111 {
1112         /*
1113          * print what head.S has found out about the machine
1114          */
1115         if (MACHINE_IS_VM)
1116                 pr_info("Linux is running as a z/VM "
1117                         "guest operating system in 64-bit mode\n");
1118         else if (MACHINE_IS_KVM)
1119                 pr_info("Linux is running under KVM in 64-bit mode\n");
1120         else if (MACHINE_IS_LPAR)
1121                 pr_info("Linux is running natively in 64-bit mode\n");
1122         else
1123                 pr_info("Linux is running as a guest in 64-bit mode\n");
1124
1125         log_component_list();
1126
1127         /* Have one command line that is parsed and saved in /proc/cmdline */
1128         /* boot_command_line has been already set up in early.c */
1129         *cmdline_p = boot_command_line;
1130
1131         ROOT_DEV = Root_RAM0;
1132
1133         setup_initial_init_mm(_text, _etext, _edata, _end);
1134
1135         if (IS_ENABLED(CONFIG_EXPOLINE_AUTO))
1136                 nospec_auto_detect();
1137
1138         jump_label_init();
1139         parse_early_param();
1140 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
1141         /* Deactivate elfcorehdr= kernel parameter */
1142         elfcorehdr_addr = ELFCORE_ADDR_MAX;
1143 #endif
1144
1145         os_info_init();
1146         setup_ipl();
1147         setup_task_size();
1148         setup_control_program_code();
1149
1150         /* Do some memory reservations *before* memory is added to memblock */
1151         reserve_above_ident_map();
1152         reserve_kernel();
1153         reserve_initrd();
1154         reserve_certificate_list();
1155         reserve_mem_detect_info();
1156         memblock_allow_resize();
1157
1158         /* Get information about *all* installed memory */
1159         memblock_add_mem_detect_info();
1160
1161         free_mem_detect_info();
1162
1163         relocate_dma_section();
1164         setup_cr();
1165
1166         setup_uv();
1167         setup_memory_end();
1168         setup_memory();
1169         dma_contiguous_reserve(ident_map_size);
1170         vmcp_cma_reserve();
1171         if (MACHINE_HAS_EDAT2)
1172                 hugetlb_cma_reserve(PUD_SHIFT - PAGE_SHIFT);
1173
1174         check_initrd();
1175         reserve_crashkernel();
1176 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
1177         /*
1178          * Be aware that smp_save_dump_cpus() triggers a system reset.
1179          * Therefore CPU and device initialization should be done afterwards.
1180          */
1181         smp_save_dump_cpus();
1182 #endif
1183
1184         setup_resources();
1185         setup_lowcore_dat_off();
1186         smp_fill_possible_mask();
1187         cpu_detect_mhz_feature();
1188         cpu_init();
1189         numa_setup();
1190         smp_detect_cpus();
1191         topology_init_early();
1192
1193         /*
1194          * Create kernel page tables and switch to virtual addressing.
1195          */
1196         paging_init();
1197
1198         /*
1199          * After paging_init created the kernel page table, the new PSWs
1200          * in lowcore can now run with DAT enabled.
1201          */
1202         setup_lowcore_dat_on();
1203
1204         /* Setup default console */
1205         conmode_default();
1206         set_preferred_console();
1207
1208         apply_alternative_instructions();
1209         if (IS_ENABLED(CONFIG_EXPOLINE))
1210                 nospec_init_branches();
1211
1212         /* Setup zfcp/nvme dump support */
1213         setup_zfcpdump();
1214
1215         /* Add system specific data to the random pool */
1216         setup_randomness();
1217 }