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 ([email protected]),
   6  *               Martin Schwidefsky ([email protected])
   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         udelay_enable();
 339         return 0;
 340 }
 341
 342 static int __init async_stack_realloc(void)
 343 {
 344         unsigned long old, new;
 345
 346         old = S390_lowcore.async_stack - STACK_INIT_OFFSET;
 347         new = stack_alloc();
 348         if (!new)
 349                 panic("Couldn't allocate async stack");
 350         S390_lowcore.async_stack = new + STACK_INIT_OFFSET;
 351         free_pages(old, THREAD_SIZE_ORDER);
 352         return 0;
 353 }
 354 early_initcall(async_stack_realloc);
 355
 356 void __init arch_call_rest_init(void)
 357 {
 358         unsigned long stack;
 359
 360         stack = stack_alloc();
 361         if (!stack)
 362                 panic("Couldn't allocate kernel stack");
 363         current->stack = (void *) stack;
 364 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
 365         current->stack_vm_area = (void *) stack;
 366 #endif
 367         set_task_stack_end_magic(current);
 368         stack += STACK_INIT_OFFSET;
 369         S390_lowcore.kernel_stack = stack;
 370         CALL_ON_STACK_NORETURN(rest_init, stack);
 371 }
 372
 373 static void __init setup_lowcore_dat_off(void)
 374 {
 375         unsigned long int_psw_mask = PSW_KERNEL_BITS;
 376         struct lowcore *lc;
 377
 378         if (IS_ENABLED(CONFIG_KASAN))
 379                 int_psw_mask |= PSW_MASK_DAT;
 380
 381         /*
 382          * Setup lowcore for boot cpu
 383          */
 384         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct lowcore) != LC_PAGES * PAGE_SIZE);
 385         lc = memblock_alloc_low(sizeof(*lc), sizeof(*lc));
 386         if (!lc)
 387                 panic("%s: Failed to allocate %zu bytes align=%zx\n",
 388                       __func__, sizeof(*lc), sizeof(*lc));
 389
 390         lc->restart_psw.mask = PSW_KERNEL_BITS;
 391         lc->restart_psw.addr = (unsigned long) restart_int_handler;
 392         lc->external_new_psw.mask = int_psw_mask | PSW_MASK_MCHECK;
 393         lc->external_new_psw.addr = (unsigned long) ext_int_handler;
 394         lc->svc_new_psw.mask = int_psw_mask | PSW_MASK_MCHECK;
 395         lc->svc_new_psw.addr = (unsigned long) system_call;
 396         lc->program_new_psw.mask = int_psw_mask | PSW_MASK_MCHECK;
 397         lc->program_new_psw.addr = (unsigned long) pgm_check_handler;
 398         lc->mcck_new_psw.mask = PSW_KERNEL_BITS;
 399         lc->mcck_new_psw.addr = (unsigned long) mcck_int_handler;
 400         lc->io_new_psw.mask = int_psw_mask | PSW_MASK_MCHECK;
 401         lc->io_new_psw.addr = (unsigned long) io_int_handler;
 402         lc->clock_comparator = clock_comparator_max;
 403         lc->nodat_stack = ((unsigned long) &init_thread_union)
 404                 + THREAD_SIZE - STACK_FRAME_OVERHEAD - sizeof(struct pt_regs);
 405         lc->current_task = (unsigned long)&init_task;
 406         lc->lpp = LPP_MAGIC;
 407         lc->machine_flags = S390_lowcore.machine_flags;
 408         lc->preempt_count = S390_lowcore.preempt_count;
 409         lc->stfl_fac_list = S390_lowcore.stfl_fac_list;
 410         memcpy(lc->stfle_fac_list, S390_lowcore.stfle_fac_list,
 411                sizeof(lc->stfle_fac_list));
 412         memcpy(lc->alt_stfle_fac_list, S390_lowcore.alt_stfle_fac_list,
 413                sizeof(lc->alt_stfle_fac_list));
 414         nmi_alloc_boot_cpu(lc);
 415         lc->sync_enter_timer = S390_lowcore.sync_enter_timer;
 416         lc->async_enter_timer = S390_lowcore.async_enter_timer;
 417         lc->exit_timer = S390_lowcore.exit_timer;
 418         lc->user_timer = S390_lowcore.user_timer;
 419         lc->system_timer = S390_lowcore.system_timer;
 420         lc->steal_timer = S390_lowcore.steal_timer;
 421         lc->last_update_timer = S390_lowcore.last_update_timer;
 422         lc->last_update_clock = S390_lowcore.last_update_clock;
 423
 424         /*
 425          * Allocate the global restart stack which is the same for
 426          * all CPUs in cast *one* of them does a PSW restart.
 427          */
 428         restart_stack = memblock_alloc(THREAD_SIZE, THREAD_SIZE);
 429         if (!restart_stack)
 430                 panic("%s: Failed to allocate %lu bytes align=0x%lx\n",
 431                       __func__, THREAD_SIZE, THREAD_SIZE);
 432         restart_stack += STACK_INIT_OFFSET;
 433
 434         /*
 435          * Set up PSW restart to call ipl.c:do_restart(). Copy the relevant
 436          * restart data to the absolute zero lowcore. This is necessary if
 437          * PSW restart is done on an offline CPU that has lowcore zero.
 438          */
 439         lc->restart_stack = (unsigned long) restart_stack;
 440         lc->restart_fn = (unsigned long) do_restart;
 441         lc->restart_data = 0;
 442         lc->restart_source = -1UL;
 443
 444         /* Setup absolute zero lowcore */
 445         mem_assign_absolute(S390_lowcore.restart_stack, lc->restart_stack);
 446         mem_assign_absolute(S390_lowcore.restart_fn, lc->restart_fn);
 447         mem_assign_absolute(S390_lowcore.restart_data, lc->restart_data);
 448         mem_assign_absolute(S390_lowcore.restart_source, lc->restart_source);
 449         mem_assign_absolute(S390_lowcore.restart_psw, lc->restart_psw);
 450
 451         lc->spinlock_lockval = arch_spin_lockval(0);
 452         lc->spinlock_index = 0;
 453         arch_spin_lock_setup(0);
 454         lc->br_r1_trampoline = 0x07f1;  /* br %r1 */
 455         lc->return_lpswe = gen_lpswe(__LC_RETURN_PSW);
 456         lc->return_mcck_lpswe = gen_lpswe(__LC_RETURN_MCCK_PSW);
 457
 458         set_prefix((u32)(unsigned long) lc);
 459         lowcore_ptr[0] = lc;
 460 }
 461
 462 static void __init setup_lowcore_dat_on(void)
 463 {
 464         __ctl_clear_bit(0, 28);
 465         S390_lowcore.external_new_psw.mask |= PSW_MASK_DAT;
 466         S390_lowcore.svc_new_psw.mask |= PSW_MASK_DAT;
 467         S390_lowcore.program_new_psw.mask |= PSW_MASK_DAT;
 468         S390_lowcore.io_new_psw.mask |= PSW_MASK_DAT;
 469         __ctl_set_bit(0, 28);
 470 }
 471
 472 static struct resource code_resource = {
 473         .name  = "Kernel code",
 474         .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM,
 475 };
 476
 477 static struct resource data_resource = {
 478         .name = "Kernel data",
 479         .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM,
 480 };
 481
 482 static struct resource bss_resource = {
 483         .name = "Kernel bss",
 484         .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM,
 485 };
 486
 487 static struct resource __initdata *standard_resources[] = {
 488         &code_resource,
 489         &data_resource,
 490         &bss_resource,
 491 };
 492
 493 static void __init setup_resources(void)
 494 {
 495         struct resource *res, *std_res, *sub_res;
 496         phys_addr_t start, end;
 497         int j;
 498         u64 i;
 499
 500         code_resource.start = (unsigned long) _text;
 501         code_resource.end = (unsigned long) _etext - 1;
 502         data_resource.start = (unsigned long) _etext;
 503         data_resource.end = (unsigned long) _edata - 1;
 504         bss_resource.start = (unsigned long) __bss_start;
 505         bss_resource.end = (unsigned long) __bss_stop - 1;
 506
 507         for_each_mem_range(i, &start, &end) {
 508                 res = memblock_alloc(sizeof(*res), 8);
 509                 if (!res)
 510                         panic("%s: Failed to allocate %zu bytes align=0x%x\n",
 511                               __func__, sizeof(*res), 8);
 512                 res->flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM;
 513
 514                 res->name = "System RAM";
 515                 res->start = start;
 516                 /*
 517                  * In memblock, end points to the first byte after the
 518                  * range while in resourses, end points to the last byte in
 519                  * the range.
 520                  */
 521                 res->end = end - 1;
 522                 request_resource(&iomem_resource, res);
 523
 524                 for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(standard_resources); j++) {
 525                         std_res = standard_resources[j];
 526                         if (std_res->start < res->start ||
 527                             std_res->start > res->end)
 528                                 continue;
 529                         if (std_res->end > res->end) {
 530                                 sub_res = memblock_alloc(sizeof(*sub_res), 8);
 531                                 if (!sub_res)
 532                                         panic("%s: Failed to allocate %zu bytes align=0x%x\n",
 533                                               __func__, sizeof(*sub_res), 8);
 534                                 *sub_res = *std_res;
 535                                 sub_res->end = res->end;
 536                                 std_res->start = res->end + 1;
 537                                 request_resource(res, sub_res);
 538                         } else {
 539                                 request_resource(res, std_res);
 540                         }
 541                 }
 542         }
 543 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 544         /*
 545          * Re-add removed crash kernel memory as reserved memory. This makes
 546          * sure it will be mapped with the identity mapping and struct pages
 547          * will be created, so it can be resized later on.
 548          * However add it later since the crash kernel resource should not be
 549          * part of the System RAM resource.
 550          */
 551         if (crashk_res.end) {
 552                 memblock_add_node(crashk_res.start, resource_size(&crashk_res), 0);
 553                 memblock_reserve(crashk_res.start, resource_size(&crashk_res));
 554                 insert_resource(&iomem_resource, &crashk_res);
 555         }
 556 #endif
 557 }
 558
 559 static void __init setup_ident_map_size(void)
 560 {
 561         unsigned long vmax, tmp;
 562
 563         /* Choose kernel address space layout: 3 or 4 levels. */
 564         tmp = ident_map_size / PAGE_SIZE;
 565         tmp = tmp * (sizeof(struct page) + PAGE_SIZE);
 566         if (tmp + vmalloc_size + MODULES_LEN <= _REGION2_SIZE)
 567                 vmax = _REGION2_SIZE; /* 3-level kernel page table */
 568         else
 569                 vmax = _REGION1_SIZE; /* 4-level kernel page table */
 570         /* module area is at the end of the kernel address space. */
 571         MODULES_END = vmax;
 572         if (is_prot_virt_host())
 573                 adjust_to_uv_max(&MODULES_END);
 574 #ifdef CONFIG_KASAN
 575         vmax = _REGION1_SIZE;
 576         MODULES_END = kasan_vmax;
 577 #endif
 578         MODULES_VADDR = MODULES_END - MODULES_LEN;
 579         VMALLOC_END = MODULES_VADDR;
 580         VMALLOC_START = VMALLOC_END - vmalloc_size;
 581
 582         /* Split remaining virtual space between 1:1 mapping & vmemmap array */
 583         tmp = VMALLOC_START / (PAGE_SIZE + sizeof(struct page));
 584         /* vmemmap contains a multiple of PAGES_PER_SECTION struct pages */
 585         tmp = SECTION_ALIGN_UP(tmp);
 586         tmp = VMALLOC_START - tmp * sizeof(struct page);
 587         tmp &= ~((vmax >> 11) - 1);     /* align to page table level */
 588         tmp = min(tmp, 1UL << MAX_PHYSMEM_BITS);
 589         vmemmap = (struct page *) tmp;
 590
 591         /* Take care that ident_map_size <= vmemmap */
 592         ident_map_size = min(ident_map_size, (unsigned long)vmemmap);
 593 #ifdef CONFIG_KASAN
 594         ident_map_size = min(ident_map_size, KASAN_SHADOW_START);
 595 #endif
 596         vmemmap_size = SECTION_ALIGN_UP(ident_map_size / PAGE_SIZE) * sizeof(struct page);
 597 #ifdef CONFIG_KASAN
 598         /* move vmemmap above kasan shadow only if stands in a way */
 599         if (KASAN_SHADOW_END > (unsigned long)vmemmap &&
 600             (unsigned long)vmemmap + vmemmap_size > KASAN_SHADOW_START)
 601                 vmemmap = max(vmemmap, (struct page *)KASAN_SHADOW_END);
 602 #endif
 603         max_pfn = max_low_pfn = PFN_DOWN(ident_map_size);
 604         memblock_remove(ident_map_size, ULONG_MAX);
 605
 606         pr_notice("The maximum memory size is %luMB\n", ident_map_size >> 20);
 607 }
 608
 609 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 610
 611 /*
 612  * When kdump is enabled, we have to ensure that no memory from the area
 613  * [0 - crashkernel memory size] is set offline - it will be exchanged with
 614  * the crashkernel memory region when kdump is triggered. The crashkernel
 615  * memory region can never get offlined (pages are unmovable).
 616  */
 617 static int kdump_mem_notifier(struct notifier_block *nb,
 618                               unsigned long action, void *data)
 619 {
 620         struct memory_notify *arg = data;
 621
 622         if (action != MEM_GOING_OFFLINE)
 623                 return NOTIFY_OK;
 624         if (arg->start_pfn < PFN_DOWN(resource_size(&crashk_res)))
 625                 return NOTIFY_BAD;
 626         return NOTIFY_OK;
 627 }
 628
 629 static struct notifier_block kdump_mem_nb = {
 630         .notifier_call = kdump_mem_notifier,
 631 };
 632
 633 #endif
 634
 635 /*
 636  * Make sure that the area above identity mapping is protected
 637  */
 638 static void __init reserve_above_ident_map(void)
 639 {
 640         memblock_reserve(ident_map_size, ULONG_MAX);
 641 }
 642
 643 /*
 644  * Make sure that oldmem, where the dump is stored, is protected
 645  */
 646 static void __init reserve_oldmem(void)
 647 {
 648 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 649         if (OLDMEM_BASE)
 650                 /* Forget all memory above the running kdump system */
 651                 memblock_reserve(OLDMEM_SIZE, (phys_addr_t)ULONG_MAX);
 652 #endif
 653 }
 654
 655 /*
 656  * Make sure that oldmem, where the dump is stored, is protected
 657  */
 658 static void __init remove_oldmem(void)
 659 {
 660 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 661         if (OLDMEM_BASE)
 662                 /* Forget all memory above the running kdump system */
 663                 memblock_remove(OLDMEM_SIZE, (phys_addr_t)ULONG_MAX);
 664 #endif
 665 }
 666
 667 /*
 668  * Reserve memory for kdump kernel to be loaded with kexec
 669  */
 670 static void __init reserve_crashkernel(void)
 671 {
 672 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 673         unsigned long long crash_base, crash_size;
 674         phys_addr_t low, high;
 675         int rc;
 676
 677         rc = parse_crashkernel(boot_command_line, ident_map_size, &crash_size,
 678                                &crash_base);
 679
 680         crash_base = ALIGN(crash_base, KEXEC_CRASH_MEM_ALIGN);
 681         crash_size = ALIGN(crash_size, KEXEC_CRASH_MEM_ALIGN);
 682         if (rc || crash_size == 0)
 683                 return;
 684
 685         if (memblock.memory.regions[0].size < crash_size) {
 686                 pr_info("crashkernel reservation failed: %s\n",
 687                         "first memory chunk must be at least crashkernel size");
 688                 return;
 689         }
 690
 691         low = crash_base ?: OLDMEM_BASE;
 692         high = low + crash_size;
 693         if (low >= OLDMEM_BASE && high <= OLDMEM_BASE + OLDMEM_SIZE) {
 694                 /* The crashkernel fits into OLDMEM, reuse OLDMEM */
 695                 crash_base = low;
 696         } else {
 697                 /* Find suitable area in free memory */
 698                 low = max_t(unsigned long, crash_size, sclp.hsa_size);
 699                 high = crash_base ? crash_base + crash_size : ULONG_MAX;
 700
 701                 if (crash_base && crash_base < low) {
 702                         pr_info("crashkernel reservation failed: %s\n",
 703                                 "crash_base too low");
 704                         return;
 705                 }
 706                 low = crash_base ?: low;
 707                 crash_base = memblock_find_in_range(low, high, crash_size,
 708                                                     KEXEC_CRASH_MEM_ALIGN);
 709         }
 710
 711         if (!crash_base) {
 712                 pr_info("crashkernel reservation failed: %s\n",
 713                         "no suitable area found");
 714                 return;
 715         }
 716
 717         if (register_memory_notifier(&kdump_mem_nb))
 718                 return;
 719
 720         if (!OLDMEM_BASE && MACHINE_IS_VM)
 721                 diag10_range(PFN_DOWN(crash_base), PFN_DOWN(crash_size));
 722         crashk_res.start = crash_base;
 723         crashk_res.end = crash_base + crash_size - 1;
 724         memblock_remove(crash_base, crash_size);
 725         pr_info("Reserving %lluMB of memory at %lluMB "
 726                 "for crashkernel (System RAM: %luMB)\n",
 727                 crash_size >> 20, crash_base >> 20,
 728                 (unsigned long)memblock.memory.total_size >> 20);
 729         os_info_crashkernel_add(crash_base, crash_size);
 730 #endif
 731 }
 732
 733 /*
 734  * Reserve the initrd from being used by memblock
 735  */
 736 static void __init reserve_initrd(void)
 737 {
 738 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 739         if (!INITRD_START || !INITRD_SIZE)
 740                 return;
 741         initrd_start = INITRD_START;
 742         initrd_end = initrd_start + INITRD_SIZE;
 743         memblock_reserve(INITRD_START, INITRD_SIZE);
 744 #endif
 745 }
 746
 747 /*
 748  * Reserve the memory area used to pass the certificate lists
 749  */
 750 static void __init reserve_certificate_list(void)
 751 {
 752         if (ipl_cert_list_addr)
 753                 memblock_reserve(ipl_cert_list_addr, ipl_cert_list_size);
 754 }
 755
 756 static void __init reserve_mem_detect_info(void)
 757 {
 758         unsigned long start, size;
 759
 760         get_mem_detect_reserved(&start, &size);
 761         if (size)
 762                 memblock_reserve(start, size);
 763 }
 764
 765 static void __init free_mem_detect_info(void)
 766 {
 767         unsigned long start, size;
 768
 769         get_mem_detect_reserved(&start, &size);
 770         if (size)
 771                 memblock_free(start, size);
 772 }
 773
 774 static const char * __init get_mem_info_source(void)
 775 {
 776         switch (mem_detect.info_source) {
 777         case MEM_DETECT_SCLP_STOR_INFO:
 778                 return "sclp storage info";
 779         case MEM_DETECT_DIAG260:
 780                 return "diag260";
 781         case MEM_DETECT_SCLP_READ_INFO:
 782                 return "sclp read info";
 783         case MEM_DETECT_BIN_SEARCH:
 784                 return "binary search";
 785         }
 786         return "none";
 787 }
 788
 789 static void __init memblock_add_mem_detect_info(void)
 790 {
 791         unsigned long start, end;
 792         int i;
 793
 794         pr_debug("physmem info source: %s (%hhd)\n",
 795                  get_mem_info_source(), mem_detect.info_source);
 796         /* keep memblock lists close to the kernel */
 797         memblock_set_bottom_up(true);
 798         for_each_mem_detect_block(i, &start, &end) {
 799                 memblock_add(start, end - start);
 800                 memblock_physmem_add(start, end - start);
 801         }
 802         memblock_set_bottom_up(false);
 803         memblock_set_node(0, ULONG_MAX, &memblock.memory, 0);
 804         memblock_dump_all();
 805 }
 806
 807 /*
 808  * Check for initrd being in usable memory
 809  */
 810 static void __init check_initrd(void)
 811 {
 812 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 813         if (INITRD_START && INITRD_SIZE &&
 814             !memblock_is_region_memory(INITRD_START, INITRD_SIZE)) {
 815                 pr_err("The initial RAM disk does not fit into the memory\n");
 816                 memblock_free(INITRD_START, INITRD_SIZE);
 817                 initrd_start = initrd_end = 0;
 818         }
 819 #endif
 820 }
 821
 822 /*
 823  * Reserve memory used for lowcore/command line/kernel image.
 824  */
 825 static void __init reserve_kernel(void)
 826 {
 827         unsigned long start_pfn = PFN_UP(__pa(_end));
 828
 829         memblock_reserve(0, HEAD_END);
 830         memblock_reserve((unsigned long)_stext, PFN_PHYS(start_pfn)
 831                          - (unsigned long)_stext);
 832         memblock_reserve(__sdma, __edma - __sdma);
 833 }
 834
 835 static void __init setup_memory(void)
 836 {
 837         phys_addr_t start, end;
 838         u64 i;
 839
 840         /*
 841          * Init storage key for present memory
 842          */
 843         for_each_mem_range(i, &start, &end)
 844                 storage_key_init_range(start, end);
 845
 846         psw_set_key(PAGE_DEFAULT_KEY);
 847
 848         /* Only cosmetics */
 849         memblock_enforce_memory_limit(memblock_end_of_DRAM());
 850 }
 851
 852 /*
 853  * Setup hardware capabilities.
 854  */
 855 static int __init setup_hwcaps(void)
 856 {
 857         static const int stfl_bits[6] = { 0, 2, 7, 17, 19, 21 };
 858         struct cpuid cpu_id;
 859         int i;
 860
 861         /*
 862          * The store facility list bits numbers as found in the principles
 863          * of operation are numbered with bit 1UL<<31 as number 0 to
 864          * bit 1UL<<0 as number 31.
 865          *   Bit 0: instructions named N3, "backported" to esa-mode
 866          *   Bit 2: z/Architecture mode is active
 867          *   Bit 7: the store-facility-list-extended facility is installed
 868          *   Bit 17: the message-security assist is installed
 869          *   Bit 19: the long-displacement facility is installed
 870          *   Bit 21: the extended-immediate facility is installed
 871          *   Bit 22: extended-translation facility 3 is installed
 872          *   Bit 30: extended-translation facility 3 enhancement facility
 873          * These get translated to:
 874          *   HWCAP_S390_ESAN3 bit 0, HWCAP_S390_ZARCH bit 1,
 875          *   HWCAP_S390_STFLE bit 2, HWCAP_S390_MSA bit 3,
 876          *   HWCAP_S390_LDISP bit 4, HWCAP_S390_EIMM bit 5 and
 877          *   HWCAP_S390_ETF3EH bit 8 (22 && 30).
 878          */
 879         for (i = 0; i < 6; i++)
 880                 if (test_facility(stfl_bits[i]))
 881                         elf_hwcap |= 1UL << i;
 882
 883         if (test_facility(22) && test_facility(30))
 884                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_ETF3EH;
 885
 886         /*
 887          * Check for additional facilities with store-facility-list-extended.
 888          * stfle stores doublewords (8 byte) with bit 1ULL<<63 as bit 0
 889          * and 1ULL<<0 as bit 63. Bits 0-31 contain the same information
 890          * as stored by stfl, bits 32-xxx contain additional facilities.
 891          * How many facility words are stored depends on the number of
 892          * doublewords passed to the instruction. The additional facilities
 893          * are:
 894          *   Bit 42: decimal floating point facility is installed
 895          *   Bit 44: perform floating point operation facility is installed
 896          * translated to:
 897          *   HWCAP_S390_DFP bit 6 (42 && 44).
 898          */
 899         if ((elf_hwcap & (1UL << 2)) && test_facility(42) && test_facility(44))
 900                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_DFP;
 901
 902         /*
 903          * Huge page support HWCAP_S390_HPAGE is bit 7.
 904          */
 905         if (MACHINE_HAS_EDAT1)
 906                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_HPAGE;
 907
 908         /*
 909          * 64-bit register support for 31-bit processes
 910          * HWCAP_S390_HIGH_GPRS is bit 9.
 911          */
 912         elf_hwcap |= HWCAP_S390_HIGH_GPRS;
 913
 914         /*
 915          * Transactional execution support HWCAP_S390_TE is bit 10.
 916          */
 917         if (MACHINE_HAS_TE)
 918                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_TE;
 919
 920         /*
 921          * Vector extension HWCAP_S390_VXRS is bit 11. The Vector extension
 922          * can be disabled with the "novx" parameter. Use MACHINE_HAS_VX
 923          * instead of facility bit 129.
 924          */
 925         if (MACHINE_HAS_VX) {
 926                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_VXRS;
 927                 if (test_facility(134))
 928                         elf_hwcap |= HWCAP_S390_VXRS_EXT;
 929                 if (test_facility(135))
 930                         elf_hwcap |= HWCAP_S390_VXRS_BCD;
 931                 if (test_facility(148))
 932                         elf_hwcap |= HWCAP_S390_VXRS_EXT2;
 933                 if (test_facility(152))
 934                         elf_hwcap |= HWCAP_S390_VXRS_PDE;
 935         }
 936         if (test_facility(150))
 937                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_SORT;
 938         if (test_facility(151))
 939                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_DFLT;
 940
 941         /*
 942          * Guarded storage support HWCAP_S390_GS is bit 12.
 943          */
 944         if (MACHINE_HAS_GS)
 945                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_GS;
 946
 947         get_cpu_id(&cpu_id);
 948         add_device_randomness(&cpu_id, sizeof(cpu_id));
 949         switch (cpu_id.machine) {
 950         case 0x2064:
 951         case 0x2066:
 952         default:        /* Use "z900" as default for 64 bit kernels. */
 953                 strcpy(elf_platform, "z900");
 954                 break;
 955         case 0x2084:
 956         case 0x2086:
 957                 strcpy(elf_platform, "z990");
 958                 break;
 959         case 0x2094:
 960         case 0x2096:
 961                 strcpy(elf_platform, "z9-109");
 962                 break;
 963         case 0x2097:
 964         case 0x2098:
 965                 strcpy(elf_platform, "z10");
 966                 break;
 967         case 0x2817:
 968         case 0x2818:
 969                 strcpy(elf_platform, "z196");
 970                 break;
 971         case 0x2827:
 972         case 0x2828:
 973                 strcpy(elf_platform, "zEC12");
 974                 break;
 975         case 0x2964:
 976         case 0x2965:
 977                 strcpy(elf_platform, "z13");
 978                 break;
 979         case 0x3906:
 980         case 0x3907:
 981                 strcpy(elf_platform, "z14");
 982                 break;
 983         case 0x8561:
 984         case 0x8562:
 985                 strcpy(elf_platform, "z15");
 986                 break;
 987         }
 988
 989         /*
 990          * Virtualization support HWCAP_INT_SIE is bit 0.
 991          */
 992         if (sclp.has_sief2)
 993                 int_hwcap |= HWCAP_INT_SIE;
 994
 995         return 0;
 996 }
 997 arch_initcall(setup_hwcaps);
 998
 999 /*
1000  * Add system information as device randomness
1001  */
1002 static void __init setup_randomness(void)
1003 {
1004         struct sysinfo_3_2_2 *vmms;
1005
1006         vmms = (struct sysinfo_3_2_2 *) memblock_phys_alloc(PAGE_SIZE,
1007                                                             PAGE_SIZE);
1008         if (!vmms)
1009                 panic("Failed to allocate memory for sysinfo structure\n");
1010
1011         if (stsi(vmms, 3, 2, 2) == 0 && vmms->count)
1012                 add_device_randomness(&vmms->vm, sizeof(vmms->vm[0]) * vmms->count);
1013         memblock_free((unsigned long) vmms, PAGE_SIZE);
1014 }
1015
1016 /*
1017  * Find the correct size for the task_struct. This depends on
1018  * the size of the struct fpu at the end of the thread_struct
1019  * which is embedded in the task_struct.
1020  */
1021 static void __init setup_task_size(void)
1022 {
1023         int task_size = sizeof(struct task_struct);
1024
1025         if (!MACHINE_HAS_VX) {
1026                 task_size -= sizeof(__vector128) * __NUM_VXRS;
1027                 task_size += sizeof(freg_t) * __NUM_FPRS;
1028         }
1029         arch_task_struct_size = task_size;
1030 }
1031
1032 /*
1033  * Issue diagnose 318 to set the control program name and
1034  * version codes.
1035  */
1036 static void __init setup_control_program_code(void)
1037 {
1038         union diag318_info diag318_info = {
1039                 .cpnc = CPNC_LINUX,
1040                 .cpvc = 0,
1041         };
1042
1043         if (!sclp.has_diag318)
1044                 return;
1045
1046         diag_stat_inc(DIAG_STAT_X318);
1047         asm volatile("diag %0,0,0x318\n" : : "d" (diag318_info.val));
1048 }
1049
1050 /*
1051  * Print the component list from the IPL report
1052  */
1053 static void __init log_component_list(void)
1054 {
1055         struct ipl_rb_component_entry *ptr, *end;
1056         char *str;
1057
1058         if (!early_ipl_comp_list_addr)
1059                 return;
1060         if (ipl_block.hdr.flags & IPL_PL_FLAG_SIPL)
1061                 pr_info("Linux is running with Secure-IPL enabled\n");
1062         else
1063                 pr_info("Linux is running with Secure-IPL disabled\n");
1064         ptr = (void *) early_ipl_comp_list_addr;
1065         end = (void *) ptr + early_ipl_comp_list_size;
1066         pr_info("The IPL report contains the following components:\n");
1067         while (ptr < end) {
1068                 if (ptr->flags & IPL_RB_COMPONENT_FLAG_SIGNED) {
1069                         if (ptr->flags & IPL_RB_COMPONENT_FLAG_VERIFIED)
1070                                 str = "signed, verified";
1071                         else
1072                                 str = "signed, verification failed";
1073                 } else {
1074                         str = "not signed";
1075                 }
1076                 pr_info("%016llx - %016llx (%s)\n",
1077                         ptr->addr, ptr->addr + ptr->len, str);
1078                 ptr++;
1079         }
1080 }
1081
1082 /*
1083  * Setup function called from init/main.c just after the banner
1084  * was printed.
1085  */
1086
1087 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
1088 {
1089         /*
1090          * print what head.S has found out about the machine
1091          */
1092         if (MACHINE_IS_VM)
1093                 pr_info("Linux is running as a z/VM "
1094                         "guest operating system in 64-bit mode\n");
1095         else if (MACHINE_IS_KVM)
1096                 pr_info("Linux is running under KVM in 64-bit mode\n");
1097         else if (MACHINE_IS_LPAR)
1098                 pr_info("Linux is running natively in 64-bit mode\n");
1099         else
1100                 pr_info("Linux is running as a guest in 64-bit mode\n");
1101
1102         log_component_list();
1103
1104         /* Have one command line that is parsed and saved in /proc/cmdline */
1105         /* boot_command_line has been already set up in early.c */
1106         *cmdline_p = boot_command_line;
1107
1108         ROOT_DEV = Root_RAM0;
1109
1110         init_mm.start_code = (unsigned long) _text;
1111         init_mm.end_code = (unsigned long) _etext;
1112         init_mm.end_data = (unsigned long) _edata;
1113         init_mm.brk = (unsigned long) _end;
1114
1115         if (IS_ENABLED(CONFIG_EXPOLINE_AUTO))
1116                 nospec_auto_detect();
1117
1118         jump_label_init();
1119         parse_early_param();
1120 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
1121         /* Deactivate elfcorehdr= kernel parameter */
1122         elfcorehdr_addr = ELFCORE_ADDR_MAX;
1123 #endif
1124
1125         os_info_init();
1126         setup_ipl();
1127         setup_task_size();
1128         setup_control_program_code();
1129
1130         /* Do some memory reservations *before* memory is added to memblock */
1131         reserve_above_ident_map();
1132         reserve_oldmem();
1133         reserve_kernel();
1134         reserve_initrd();
1135         reserve_certificate_list();
1136         reserve_mem_detect_info();
1137         memblock_allow_resize();
1138
1139         /* Get information about *all* installed memory */
1140         memblock_add_mem_detect_info();
1141
1142         free_mem_detect_info();
1143         remove_oldmem();
1144
1145         setup_uv();
1146         setup_ident_map_size();
1147         setup_memory();
1148         dma_contiguous_reserve(ident_map_size);
1149         vmcp_cma_reserve();
1150         if (MACHINE_HAS_EDAT2)
1151                 hugetlb_cma_reserve(PUD_SHIFT - PAGE_SHIFT);
1152
1153         check_initrd();
1154         reserve_crashkernel();
1155 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
1156         /*
1157          * Be aware that smp_save_dump_cpus() triggers a system reset.
1158          * Therefore CPU and device initialization should be done afterwards.
1159          */
1160         smp_save_dump_cpus();
1161 #endif
1162
1163         setup_resources();
1164         setup_lowcore_dat_off();
1165         smp_fill_possible_mask();
1166         cpu_detect_mhz_feature();
1167         cpu_init();
1168         numa_setup();
1169         smp_detect_cpus();
1170         topology_init_early();
1171
1172         /*
1173          * Create kernel page tables and switch to virtual addressing.
1174          */
1175         paging_init();
1176
1177         /*
1178          * After paging_init created the kernel page table, the new PSWs
1179          * in lowcore can now run with DAT enabled.
1180          */
1181         setup_lowcore_dat_on();
1182
1183         /* Setup default console */
1184         conmode_default();
1185         set_preferred_console();
1186
1187         apply_alternative_instructions();
1188         if (IS_ENABLED(CONFIG_EXPOLINE))
1189                 nospec_init_branches();
1190
1191         /* Setup zfcp/nvme dump support */
1192         setup_zfcpdump();
1193
1194         /* Add system specific data to the random pool */
1195         setup_randomness();
1196 }