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 ([email protected])
   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 <linux/percpu.h>
  35 #include <asm/processor.h>
  36 #include <linux/uaccess.h>
  37 #include <asm/pgalloc.h>
  38 #include <asm/kfence.h>
  39 #include <asm/ptdump.h>
  40 #include <asm/dma.h>
  41 #include <asm/abs_lowcore.h>
  42 #include <asm/tlb.h>
  43 #include <asm/tlbflush.h>
  44 #include <asm/sections.h>
  45 #include <asm/ctl_reg.h>
  46 #include <asm/sclp.h>
  47 #include <asm/set_memory.h>
  48 #include <asm/kasan.h>
  49 #include <asm/dma-mapping.h>
  50 #include <asm/uv.h>
  51 #include <linux/virtio_anchor.h>
  52 #include <linux/virtio_config.h>
  53
  54 pgd_t swapper_pg_dir[PTRS_PER_PGD] __section(".bss..swapper_pg_dir");
  55 static pgd_t invalid_pg_dir[PTRS_PER_PGD] __section(".bss..invalid_pg_dir");
  56
  57 unsigned long s390_invalid_asce;
  58
  59 unsigned long empty_zero_page, zero_page_mask;
  60 EXPORT_SYMBOL(empty_zero_page);
  61 EXPORT_SYMBOL(zero_page_mask);
  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 vaddr, 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(virt_to_phys((void *)vaddr));
 151                 vaddr += PAGE_SIZE;
 152         }
 153         return 0;
 154 }
 155
 156 int set_memory_decrypted(unsigned long vaddr, 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(virt_to_phys((void *)vaddr));
 162                 vaddr += 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 /* protected virtualization */
 174 static void pv_init(void)
 175 {
 176         if (!is_prot_virt_guest())
 177                 return;
 178
 179         virtio_set_mem_acc_cb(virtio_require_restricted_mem_acc);
 180
 181         /* make sure bounce buffers are shared */
 182         swiotlb_init(true, SWIOTLB_FORCE | SWIOTLB_VERBOSE);
 183         swiotlb_update_mem_attributes();
 184 }
 185
 186 void __init mem_init(void)
 187 {
 188         cpumask_set_cpu(0, &init_mm.context.cpu_attach_mask);
 189         cpumask_set_cpu(0, mm_cpumask(&init_mm));
 190
 191         set_max_mapnr(max_low_pfn);
 192         high_memory = (void *) __va(max_low_pfn * PAGE_SIZE);
 193
 194         pv_init();
 195         kfence_split_mapping();
 196         /* Setup guest page hinting */
 197         cmma_init();
 198
 199         /* this will put all low memory onto the freelists */
 200         memblock_free_all();
 201         setup_zero_pages();     /* Setup zeroed pages. */
 202
 203         cmma_init_nodat();
 204 }
 205
 206 void free_initmem(void)
 207 {
 208         __set_memory((unsigned long)_sinittext,
 209                      (unsigned long)(_einittext - _sinittext) >> PAGE_SHIFT,
 210                      SET_MEMORY_RW | SET_MEMORY_NX);
 211         free_initmem_default(POISON_FREE_INITMEM);
 212 }
 213
 214 unsigned long memory_block_size_bytes(void)
 215 {
 216         /*
 217          * Make sure the memory block size is always greater
 218          * or equal than the memory increment size.
 219          */
 220         return max_t(unsigned long, MIN_MEMORY_BLOCK_SIZE, sclp.rzm);
 221 }
 222
 223 unsigned long __per_cpu_offset[NR_CPUS] __read_mostly;
 224 EXPORT_SYMBOL(__per_cpu_offset);
 225
 226 static int __init pcpu_cpu_distance(unsigned int from, unsigned int to)
 227 {
 228         return LOCAL_DISTANCE;
 229 }
 230
 231 static int __init pcpu_cpu_to_node(int cpu)
 232 {
 233         return 0;
 234 }
 235
 236 void __init setup_per_cpu_areas(void)
 237 {
 238         unsigned long delta;
 239         unsigned int cpu;
 240         int rc;
 241
 242         /*
 243          * Always reserve area for module percpu variables.  That's
 244          * what the legacy allocator did.
 245          */
 246         rc = pcpu_embed_first_chunk(PERCPU_MODULE_RESERVE,
 247                                     PERCPU_DYNAMIC_RESERVE, PAGE_SIZE,
 248                                     pcpu_cpu_distance,
 249                                     pcpu_cpu_to_node);
 250         if (rc < 0)
 251                 panic("Failed to initialize percpu areas.");
 252
 253         delta = (unsigned long)pcpu_base_addr - (unsigned long)__per_cpu_start;
 254         for_each_possible_cpu(cpu)
 255                 __per_cpu_offset[cpu] = delta + pcpu_unit_offsets[cpu];
 256 }
 257
 258 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
 259
 260 #ifdef CONFIG_CMA
 261
 262 /* Prevent memory blocks which contain cma regions from going offline */
 263
 264 struct s390_cma_mem_data {
 265         unsigned long start;
 266         unsigned long end;
 267 };
 268
 269 static int s390_cma_check_range(struct cma *cma, void *data)
 270 {
 271         struct s390_cma_mem_data *mem_data;
 272         unsigned long start, end;
 273
 274         mem_data = data;
 275         start = cma_get_base(cma);
 276         end = start + cma_get_size(cma);
 277         if (end < mem_data->start)
 278                 return 0;
 279         if (start >= mem_data->end)
 280                 return 0;
 281         return -EBUSY;
 282 }
 283
 284 static int s390_cma_mem_notifier(struct notifier_block *nb,
 285                                  unsigned long action, void *data)
 286 {
 287         struct s390_cma_mem_data mem_data;
 288         struct memory_notify *arg;
 289         int rc = 0;
 290
 291         arg = data;
 292         mem_data.start = arg->start_pfn << PAGE_SHIFT;
 293         mem_data.end = mem_data.start + (arg->nr_pages << PAGE_SHIFT);
 294         if (action == MEM_GOING_OFFLINE)
 295                 rc = cma_for_each_area(s390_cma_check_range, &mem_data);
 296         return notifier_from_errno(rc);
 297 }
 298
 299 static struct notifier_block s390_cma_mem_nb = {
 300         .notifier_call = s390_cma_mem_notifier,
 301 };
 302
 303 static int __init s390_cma_mem_init(void)
 304 {
 305         return register_memory_notifier(&s390_cma_mem_nb);
 306 }
 307 device_initcall(s390_cma_mem_init);
 308
 309 #endif /* CONFIG_CMA */
 310
 311 int arch_add_memory(int nid, u64 start, u64 size,
 312                     struct mhp_params *params)
 313 {
 314         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
 315         unsigned long size_pages = PFN_DOWN(size);
 316         int rc;
 317
 318         if (WARN_ON_ONCE(params->altmap))
 319                 return -EINVAL;
 320
 321         if (WARN_ON_ONCE(params->pgprot.pgprot != PAGE_KERNEL.pgprot))
 322                 return -EINVAL;
 323
 324         VM_BUG_ON(!mhp_range_allowed(start, size, true));
 325         rc = vmem_add_mapping(start, size);
 326         if (rc)
 327                 return rc;
 328
 329         rc = __add_pages(nid, start_pfn, size_pages, params);
 330         if (rc)
 331                 vmem_remove_mapping(start, size);
 332         return rc;
 333 }
 334
 335 void arch_remove_memory(u64 start, u64 size, struct vmem_altmap *altmap)
 336 {
 337         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
 338         unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
 339
 340         __remove_pages(start_pfn, nr_pages, altmap);
 341         vmem_remove_mapping(start, size);
 342 }
 343 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */