arch/s390/mm/init.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  *  S390 version
   4  *    Copyright IBM Corp. 1999
   5  *    Author(s): Hartmut Penner (hp@de.ibm.com)
   6  *
   7  *  Derived from "arch/i386/mm/init.c"
   8  *    Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
   9  */
  10
  11 #include <linux/signal.h>
  12 #include <linux/sched.h>
  13 #include <linux/kernel.h>
  14 #include <linux/errno.h>
  15 #include <linux/string.h>
  16 #include <linux/types.h>
  17 #include <linux/ptrace.h>
  18 #include <linux/mman.h>
  19 #include <linux/mm.h>
  20 #include <linux/swap.h>
  21 #include <linux/swiotlb.h>
  22 #include <linux/smp.h>
  23 #include <linux/init.h>
  24 #include <linux/pagemap.h>
  25 #include <linux/memblock.h>
  26 #include <linux/memory.h>
  27 #include <linux/pfn.h>
  28 #include <linux/poison.h>
  29 #include <linux/initrd.h>
  30 #include <linux/export.h>
  31 #include <linux/cma.h>
  32 #include <linux/gfp.h>
  33 #include <linux/dma-direct.h>
  34 #include <asm/processor.h>
  35 #include <linux/uaccess.h>
  36 #include <asm/pgalloc.h>
  37 #include <asm/kfence.h>
  38 #include <asm/ptdump.h>
  39 #include <asm/dma.h>
  40 #include <asm/lowcore.h>
  41 #include <asm/tlb.h>
  42 #include <asm/tlbflush.h>
  43 #include <asm/sections.h>
  44 #include <asm/ctl_reg.h>
  45 #include <asm/sclp.h>
  46 #include <asm/set_memory.h>
  47 #include <asm/kasan.h>
  48 #include <asm/dma-mapping.h>
  49 #include <asm/uv.h>
  50 #include <linux/virtio_config.h>
  51
  52 pgd_t swapper_pg_dir[PTRS_PER_PGD] __section(".bss..swapper_pg_dir");
  53 static pgd_t invalid_pg_dir[PTRS_PER_PGD] __section(".bss..invalid_pg_dir");
  54
  55 unsigned long s390_invalid_asce;
  56
  57 unsigned long empty_zero_page, zero_page_mask;
  58 EXPORT_SYMBOL(empty_zero_page);
  59 EXPORT_SYMBOL(zero_page_mask);
  60
  61 bool initmem_freed;
  62
  63 static void __init setup_zero_pages(void)
  64 {
  65         unsigned int order;
  66         struct page *page;
  67         int i;
  68
  69         /* Latest machines require a mapping granularity of 512KB */
  70         order = 7;
  71
  72         /* Limit number of empty zero pages for small memory sizes */
  73         while (order > 2 && (totalram_pages() >> 10) < (1UL << order))
  74                 order--;
  75
  76         empty_zero_page = __get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO, order);
  77         if (!empty_zero_page)
  78                 panic("Out of memory in setup_zero_pages");
  79
  80         page = virt_to_page((void *) empty_zero_page);
  81         split_page(page, order);
  82         for (i = 1 << order; i > 0; i--) {
  83                 mark_page_reserved(page);
  84                 page++;
  85         }
  86
  87         zero_page_mask = ((PAGE_SIZE << order) - 1) & PAGE_MASK;
  88 }
  89
  90 /*
  91  * paging_init() sets up the page tables
  92  */
  93 void __init paging_init(void)
  94 {
  95         unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES];
  96         unsigned long pgd_type, asce_bits;
  97         psw_t psw;
  98
  99         s390_invalid_asce  = (unsigned long)invalid_pg_dir;
 100         s390_invalid_asce |= _ASCE_TYPE_REGION3 | _ASCE_TABLE_LENGTH;
 101         crst_table_init((unsigned long *)invalid_pg_dir, _REGION3_ENTRY_EMPTY);
 102         init_mm.pgd = swapper_pg_dir;
 103         if (VMALLOC_END > _REGION2_SIZE) {
 104                 asce_bits = _ASCE_TYPE_REGION2 | _ASCE_TABLE_LENGTH;
 105                 pgd_type = _REGION2_ENTRY_EMPTY;
 106         } else {
 107                 asce_bits = _ASCE_TYPE_REGION3 | _ASCE_TABLE_LENGTH;
 108                 pgd_type = _REGION3_ENTRY_EMPTY;
 109         }
 110         init_mm.context.asce = (__pa(init_mm.pgd) & PAGE_MASK) | asce_bits;
 111         S390_lowcore.kernel_asce = init_mm.context.asce;
 112         S390_lowcore.user_asce = s390_invalid_asce;
 113         crst_table_init((unsigned long *) init_mm.pgd, pgd_type);
 114         vmem_map_init();
 115         kasan_copy_shadow_mapping();
 116
 117         /* enable virtual mapping in kernel mode */
 118         __ctl_load(S390_lowcore.kernel_asce, 1, 1);
 119         __ctl_load(S390_lowcore.user_asce, 7, 7);
 120         __ctl_load(S390_lowcore.kernel_asce, 13, 13);
 121         psw.mask = __extract_psw();
 122         psw_bits(psw).dat = 1;
 123         psw_bits(psw).as = PSW_BITS_AS_HOME;
 124         __load_psw_mask(psw.mask);
 125         kasan_free_early_identity();
 126
 127         sparse_init();
 128         zone_dma_bits = 31;
 129         memset(max_zone_pfns, 0, sizeof(max_zone_pfns));
 130         max_zone_pfns[ZONE_DMA] = PFN_DOWN(MAX_DMA_ADDRESS);
 131         max_zone_pfns[ZONE_NORMAL] = max_low_pfn;
 132         free_area_init(max_zone_pfns);
 133 }
 134
 135 void mark_rodata_ro(void)
 136 {
 137         unsigned long size = __end_ro_after_init - __start_ro_after_init;
 138
 139         set_memory_ro((unsigned long)__start_ro_after_init, size >> PAGE_SHIFT);
 140         pr_info("Write protected read-only-after-init data: %luk\n", size >> 10);
 141         debug_checkwx();
 142 }
 143
 144 int set_memory_encrypted(unsigned long addr, int numpages)
 145 {
 146         int i;
 147
 148         /* make specified pages unshared, (swiotlb, dma_free) */
 149         for (i = 0; i < numpages; ++i) {
 150                 uv_remove_shared(addr);
 151                 addr += PAGE_SIZE;
 152         }
 153         return 0;
 154 }
 155
 156 int set_memory_decrypted(unsigned long addr, int numpages)
 157 {
 158         int i;
 159         /* make specified pages shared (swiotlb, dma_alloca) */
 160         for (i = 0; i < numpages; ++i) {
 161                 uv_set_shared(addr);
 162                 addr += PAGE_SIZE;
 163         }
 164         return 0;
 165 }
 166
 167 /* are we a protected virtualization guest? */
 168 bool force_dma_unencrypted(struct device *dev)
 169 {
 170         return is_prot_virt_guest();
 171 }
 172
 173 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_RESTRICTED_VIRTIO_MEMORY_ACCESS
 174
 175 int arch_has_restricted_virtio_memory_access(void)
 176 {
 177         return is_prot_virt_guest();
 178 }
 179 EXPORT_SYMBOL(arch_has_restricted_virtio_memory_access);
 180
 181 #endif
 182
 183 /* protected virtualization */
 184 static void pv_init(void)
 185 {
 186         if (!is_prot_virt_guest())
 187                 return;
 188
 189         /* make sure bounce buffers are shared */
 190         swiotlb_init(1);
 191         swiotlb_update_mem_attributes();
 192         swiotlb_force = SWIOTLB_FORCE;
 193 }
 194
 195 void __init mem_init(void)
 196 {
 197         cpumask_set_cpu(0, &init_mm.context.cpu_attach_mask);
 198         cpumask_set_cpu(0, mm_cpumask(&init_mm));
 199
 200         set_max_mapnr(max_low_pfn);
 201         high_memory = (void *) __va(max_low_pfn * PAGE_SIZE);
 202
 203         pv_init();
 204         kfence_split_mapping();
 205         /* Setup guest page hinting */
 206         cmma_init();
 207
 208         /* this will put all low memory onto the freelists */
 209         memblock_free_all();
 210         setup_zero_pages();     /* Setup zeroed pages. */
 211
 212         cmma_init_nodat();
 213 }
 214
 215 void free_initmem(void)
 216 {
 217         initmem_freed = true;
 218         __set_memory((unsigned long)_sinittext,
 219                      (unsigned long)(_einittext - _sinittext) >> PAGE_SHIFT,
 220                      SET_MEMORY_RW | SET_MEMORY_NX);
 221         free_initmem_default(POISON_FREE_INITMEM);
 222 }
 223
 224 unsigned long memory_block_size_bytes(void)
 225 {
 226         /*
 227          * Make sure the memory block size is always greater
 228          * or equal than the memory increment size.
 229          */
 230         return max_t(unsigned long, MIN_MEMORY_BLOCK_SIZE, sclp.rzm);
 231 }
 232
 233 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
 234
 235 #ifdef CONFIG_CMA
 236
 237 /* Prevent memory blocks which contain cma regions from going offline */
 238
 239 struct s390_cma_mem_data {
 240         unsigned long start;
 241         unsigned long end;
 242 };
 243
 244 static int s390_cma_check_range(struct cma *cma, void *data)
 245 {
 246         struct s390_cma_mem_data *mem_data;
 247         unsigned long start, end;
 248
 249         mem_data = data;
 250         start = cma_get_base(cma);
 251         end = start + cma_get_size(cma);
 252         if (end < mem_data->start)
 253                 return 0;
 254         if (start >= mem_data->end)
 255                 return 0;
 256         return -EBUSY;
 257 }
 258
 259 static int s390_cma_mem_notifier(struct notifier_block *nb,
 260                                  unsigned long action, void *data)
 261 {
 262         struct s390_cma_mem_data mem_data;
 263         struct memory_notify *arg;
 264         int rc = 0;
 265
 266         arg = data;
 267         mem_data.start = arg->start_pfn << PAGE_SHIFT;
 268         mem_data.end = mem_data.start + (arg->nr_pages << PAGE_SHIFT);
 269         if (action == MEM_GOING_OFFLINE)
 270                 rc = cma_for_each_area(s390_cma_check_range, &mem_data);
 271         return notifier_from_errno(rc);
 272 }
 273
 274 static struct notifier_block s390_cma_mem_nb = {
 275         .notifier_call = s390_cma_mem_notifier,
 276 };
 277
 278 static int __init s390_cma_mem_init(void)
 279 {
 280         return register_memory_notifier(&s390_cma_mem_nb);
 281 }
 282 device_initcall(s390_cma_mem_init);
 283
 284 #endif /* CONFIG_CMA */
 285
 286 int arch_add_memory(int nid, u64 start, u64 size,
 287                     struct mhp_params *params)
 288 {
 289         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
 290         unsigned long size_pages = PFN_DOWN(size);
 291         int rc;
 292
 293         if (WARN_ON_ONCE(params->altmap))
 294                 return -EINVAL;
 295
 296         if (WARN_ON_ONCE(params->pgprot.pgprot != PAGE_KERNEL.pgprot))
 297                 return -EINVAL;
 298
 299         VM_BUG_ON(!mhp_range_allowed(start, size, true));
 300         rc = vmem_add_mapping(start, size);
 301         if (rc)
 302                 return rc;
 303
 304         rc = __add_pages(nid, start_pfn, size_pages, params);
 305         if (rc)
 306                 vmem_remove_mapping(start, size);
 307         return rc;
 308 }
 309
 310 void arch_remove_memory(int nid, u64 start, u64 size,
 311                         struct vmem_altmap *altmap)
 312 {
 313         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
 314         unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
 315
 316         __remove_pages(start_pfn, nr_pages, altmap);
 317         vmem_remove_mapping(start, size);
 318 }
 319 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */