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-contiguous.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
  53 #include <asm/ipl.h>
  54 #include <asm/facility.h>
  55 #include <asm/smp.h>
  56 #include <asm/mmu_context.h>
  57 #include <asm/cpcmd.h>
  58 #include <asm/lowcore.h>
  59 #include <asm/nmi.h>
  60 #include <asm/irq.h>
  61 #include <asm/page.h>
  62 #include <asm/ptrace.h>
  63 #include <asm/sections.h>
  64 #include <asm/ebcdic.h>
  65 #include <asm/diag.h>
  66 #include <asm/os_info.h>
  67 #include <asm/sclp.h>
  68 #include <asm/sysinfo.h>
  69 #include <asm/numa.h>
  70 #include <asm/alternative.h>
  71 #include <asm/nospec-branch.h>
  72 #include <asm/mem_detect.h>
  73 #include "entry.h"
  74
  75 /*
  76  * Machine setup..
  77  */
  78 unsigned int console_mode = 0;
  79 EXPORT_SYMBOL(console_mode);
  80
  81 unsigned int console_devno = -1;
  82 EXPORT_SYMBOL(console_devno);
  83
  84 unsigned int console_irq = -1;
  85 EXPORT_SYMBOL(console_irq);
  86
  87 unsigned long elf_hwcap __read_mostly = 0;
  88 char elf_platform[ELF_PLATFORM_SIZE];
  89
  90 unsigned long int_hwcap = 0;
  91
  92 int __bootdata(noexec_disabled);
  93 int __bootdata(memory_end_set);
  94 unsigned long __bootdata(memory_end);
  95 unsigned long __bootdata(max_physmem_end);
  96 struct mem_detect_info __bootdata(mem_detect);
  97
  98 unsigned long VMALLOC_START;
  99 EXPORT_SYMBOL(VMALLOC_START);
 100
 101 unsigned long VMALLOC_END;
 102 EXPORT_SYMBOL(VMALLOC_END);
 103
 104 struct page *vmemmap;
 105 EXPORT_SYMBOL(vmemmap);
 106
 107 unsigned long MODULES_VADDR;
 108 unsigned long MODULES_END;
 109
 110 /* An array with a pointer to the lowcore of every CPU. */
 111 struct lowcore *lowcore_ptr[NR_CPUS];
 112 EXPORT_SYMBOL(lowcore_ptr);
 113
 114 /*
 115  * This is set up by the setup-routine at boot-time
 116  * for S390 need to find out, what we have to setup
 117  * using address 0x10400 ...
 118  */
 119
 120 #include <asm/setup.h>
 121
 122 /*
 123  * condev= and conmode= setup parameter.
 124  */
 125
 126 static int __init condev_setup(char *str)
 127 {
 128         int vdev;
 129
 130         vdev = simple_strtoul(str, &str, 0);
 131         if (vdev >= 0 && vdev < 65536) {
 132                 console_devno = vdev;
 133                 console_irq = -1;
 134         }
 135         return 1;
 136 }
 137
 138 __setup("condev=", condev_setup);
 139
 140 static void __init set_preferred_console(void)
 141 {
 142         if (CONSOLE_IS_3215 || CONSOLE_IS_SCLP)
 143                 add_preferred_console("ttyS", 0, NULL);
 144         else if (CONSOLE_IS_3270)
 145                 add_preferred_console("tty3270", 0, NULL);
 146         else if (CONSOLE_IS_VT220)
 147                 add_preferred_console("ttyS", 1, NULL);
 148         else if (CONSOLE_IS_HVC)
 149                 add_preferred_console("hvc", 0, NULL);
 150 }
 151
 152 static int __init conmode_setup(char *str)
 153 {
 154 #if defined(CONFIG_SCLP_CONSOLE) || defined(CONFIG_SCLP_VT220_CONSOLE)
 155         if (strncmp(str, "hwc", 4) == 0 || strncmp(str, "sclp", 5) == 0)
 156                 SET_CONSOLE_SCLP;
 157 #endif
 158 #if defined(CONFIG_TN3215_CONSOLE)
 159         if (strncmp(str, "3215", 5) == 0)
 160                 SET_CONSOLE_3215;
 161 #endif
 162 #if defined(CONFIG_TN3270_CONSOLE)
 163         if (strncmp(str, "3270", 5) == 0)
 164                 SET_CONSOLE_3270;
 165 #endif
 166         set_preferred_console();
 167         return 1;
 168 }
 169
 170 __setup("conmode=", conmode_setup);
 171
 172 static void __init conmode_default(void)
 173 {
 174         char query_buffer[1024];
 175         char *ptr;
 176
 177         if (MACHINE_IS_VM) {
 178                 cpcmd("QUERY CONSOLE", query_buffer, 1024, NULL);
 179                 console_devno = simple_strtoul(query_buffer + 5, NULL, 16);
 180                 ptr = strstr(query_buffer, "SUBCHANNEL =");
 181                 console_irq = simple_strtoul(ptr + 13, NULL, 16);
 182                 cpcmd("QUERY TERM", query_buffer, 1024, NULL);
 183                 ptr = strstr(query_buffer, "CONMODE");
 184                 /*
 185                  * Set the conmode to 3215 so that the device recognition
 186                  * will set the cu_type of the console to 3215. If the
 187                  * conmode is 3270 and we don't set it back then both
 188                  * 3215 and the 3270 driver will try to access the console
 189                  * device (3215 as console and 3270 as normal tty).
 190                  */
 191                 cpcmd("TERM CONMODE 3215", NULL, 0, NULL);
 192                 if (ptr == NULL) {
 193 #if defined(CONFIG_SCLP_CONSOLE) || defined(CONFIG_SCLP_VT220_CONSOLE)
 194                         SET_CONSOLE_SCLP;
 195 #endif
 196                         return;
 197                 }
 198                 if (strncmp(ptr + 8, "3270", 4) == 0) {
 199 #if defined(CONFIG_TN3270_CONSOLE)
 200                         SET_CONSOLE_3270;
 201 #elif defined(CONFIG_TN3215_CONSOLE)
 202                         SET_CONSOLE_3215;
 203 #elif defined(CONFIG_SCLP_CONSOLE) || defined(CONFIG_SCLP_VT220_CONSOLE)
 204                         SET_CONSOLE_SCLP;
 205 #endif
 206                 } else if (strncmp(ptr + 8, "3215", 4) == 0) {
 207 #if defined(CONFIG_TN3215_CONSOLE)
 208                         SET_CONSOLE_3215;
 209 #elif defined(CONFIG_TN3270_CONSOLE)
 210                         SET_CONSOLE_3270;
 211 #elif defined(CONFIG_SCLP_CONSOLE) || defined(CONFIG_SCLP_VT220_CONSOLE)
 212                         SET_CONSOLE_SCLP;
 213 #endif
 214                 }
 215         } else if (MACHINE_IS_KVM) {
 216                 if (sclp.has_vt220 && IS_ENABLED(CONFIG_SCLP_VT220_CONSOLE))
 217                         SET_CONSOLE_VT220;
 218                 else if (sclp.has_linemode && IS_ENABLED(CONFIG_SCLP_CONSOLE))
 219                         SET_CONSOLE_SCLP;
 220                 else
 221                         SET_CONSOLE_HVC;
 222         } else {
 223 #if defined(CONFIG_SCLP_CONSOLE) || defined(CONFIG_SCLP_VT220_CONSOLE)
 224                 SET_CONSOLE_SCLP;
 225 #endif
 226         }
 227         if (IS_ENABLED(CONFIG_VT) && IS_ENABLED(CONFIG_DUMMY_CONSOLE))
 228                 conswitchp = &dummy_con;
 229 }
 230
 231 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 232 static void __init setup_zfcpdump(void)
 233 {
 234         if (ipl_info.type != IPL_TYPE_FCP_DUMP)
 235                 return;
 236         if (OLDMEM_BASE)
 237                 return;
 238         strcat(boot_command_line, " cio_ignore=all,!ipldev,!condev");
 239         console_loglevel = 2;
 240 }
 241 #else
 242 static inline void setup_zfcpdump(void) {}
 243 #endif /* CONFIG_CRASH_DUMP */
 244
 245  /*
 246  * Reboot, halt and power_off stubs. They just call _machine_restart,
 247  * _machine_halt or _machine_power_off.
 248  */
 249
 250 void machine_restart(char *command)
 251 {
 252         if ((!in_interrupt() && !in_atomic()) || oops_in_progress)
 253                 /*
 254                  * Only unblank the console if we are called in enabled
 255                  * context or a bust_spinlocks cleared the way for us.
 256                  */
 257                 console_unblank();
 258         _machine_restart(command);
 259 }
 260
 261 void machine_halt(void)
 262 {
 263         if (!in_interrupt() || oops_in_progress)
 264                 /*
 265                  * Only unblank the console if we are called in enabled
 266                  * context or a bust_spinlocks cleared the way for us.
 267                  */
 268                 console_unblank();
 269         _machine_halt();
 270 }
 271
 272 void machine_power_off(void)
 273 {
 274         if (!in_interrupt() || oops_in_progress)
 275                 /*
 276                  * Only unblank the console if we are called in enabled
 277                  * context or a bust_spinlocks cleared the way for us.
 278                  */
 279                 console_unblank();
 280         _machine_power_off();
 281 }
 282
 283 /*
 284  * Dummy power off function.
 285  */
 286 void (*pm_power_off)(void) = machine_power_off;
 287 EXPORT_SYMBOL_GPL(pm_power_off);
 288
 289 static int __init parse_vmalloc(char *arg)
 290 {
 291         if (!arg)
 292                 return -EINVAL;
 293         VMALLOC_END = (memparse(arg, &arg) + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
 294         return 0;
 295 }
 296 early_param("vmalloc", parse_vmalloc);
 297
 298 void *restart_stack __section(.data);
 299
 300 unsigned long stack_alloc(void)
 301 {
 302 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
 303         return (unsigned long)
 304                 __vmalloc_node_range(THREAD_SIZE, THREAD_SIZE,
 305                                      VMALLOC_START, VMALLOC_END,
 306                                      THREADINFO_GFP,
 307                                      PAGE_KERNEL, 0, NUMA_NO_NODE,
 308                                      __builtin_return_address(0));
 309 #else
 310         return __get_free_pages(GFP_KERNEL, THREAD_SIZE_ORDER);
 311 #endif
 312 }
 313
 314 void stack_free(unsigned long stack)
 315 {
 316 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
 317         vfree((void *) stack);
 318 #else
 319         free_pages(stack, THREAD_SIZE_ORDER);
 320 #endif
 321 }
 322
 323 int __init arch_early_irq_init(void)
 324 {
 325         unsigned long stack;
 326
 327         stack = __get_free_pages(GFP_KERNEL, THREAD_SIZE_ORDER);
 328         if (!stack)
 329                 panic("Couldn't allocate async stack");
 330         S390_lowcore.async_stack = stack + STACK_INIT_OFFSET;
 331         return 0;
 332 }
 333
 334 static int __init async_stack_realloc(void)
 335 {
 336         unsigned long old, new;
 337
 338         old = S390_lowcore.async_stack - STACK_INIT_OFFSET;
 339         new = stack_alloc();
 340         if (!new)
 341                 panic("Couldn't allocate async stack");
 342         S390_lowcore.async_stack = new + STACK_INIT_OFFSET;
 343         free_pages(old, THREAD_SIZE_ORDER);
 344         return 0;
 345 }
 346 early_initcall(async_stack_realloc);
 347
 348 void __init arch_call_rest_init(void)
 349 {
 350         struct stack_frame *frame;
 351         unsigned long stack;
 352
 353         stack = stack_alloc();
 354         if (!stack)
 355                 panic("Couldn't allocate kernel stack");
 356         current->stack = (void *) stack;
 357 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
 358         current->stack_vm_area = (void *) stack;
 359 #endif
 360         set_task_stack_end_magic(current);
 361         stack += STACK_INIT_OFFSET;
 362         S390_lowcore.kernel_stack = stack;
 363         frame = (struct stack_frame *) stack;
 364         memset(frame, 0, sizeof(*frame));
 365         /* Branch to rest_init on the new stack, never returns */
 366         asm volatile(
 367                 "       la      15,0(%[_frame])\n"
 368                 "       jg      rest_init\n"
 369                 : : [_frame] "a" (frame));
 370 }
 371
 372 static void __init setup_lowcore_dat_off(void)
 373 {
 374         struct lowcore *lc;
 375
 376         /*
 377          * Setup lowcore for boot cpu
 378          */
 379         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct lowcore) != LC_PAGES * PAGE_SIZE);
 380         lc = memblock_alloc_low(sizeof(*lc), sizeof(*lc));
 381         lc->restart_psw.mask = PSW_KERNEL_BITS;
 382         lc->restart_psw.addr = (unsigned long) restart_int_handler;
 383         lc->external_new_psw.mask = PSW_KERNEL_BITS | PSW_MASK_MCHECK;
 384         lc->external_new_psw.addr = (unsigned long) ext_int_handler;
 385         lc->svc_new_psw.mask = PSW_KERNEL_BITS |
 386                 PSW_MASK_IO | PSW_MASK_EXT | PSW_MASK_MCHECK;
 387         lc->svc_new_psw.addr = (unsigned long) system_call;
 388         lc->program_new_psw.mask = PSW_KERNEL_BITS | PSW_MASK_MCHECK;
 389         lc->program_new_psw.addr = (unsigned long) pgm_check_handler;
 390         lc->mcck_new_psw.mask = PSW_KERNEL_BITS;
 391         lc->mcck_new_psw.addr = (unsigned long) mcck_int_handler;
 392         lc->io_new_psw.mask = PSW_KERNEL_BITS | PSW_MASK_MCHECK;
 393         lc->io_new_psw.addr = (unsigned long) io_int_handler;
 394         lc->clock_comparator = clock_comparator_max;
 395         lc->nodat_stack = ((unsigned long) &init_thread_union)
 396                 + THREAD_SIZE - STACK_FRAME_OVERHEAD - sizeof(struct pt_regs);
 397         lc->current_task = (unsigned long)&init_task;
 398         lc->lpp = LPP_MAGIC;
 399         lc->machine_flags = S390_lowcore.machine_flags;
 400         lc->preempt_count = S390_lowcore.preempt_count;
 401         lc->stfl_fac_list = S390_lowcore.stfl_fac_list;
 402         memcpy(lc->stfle_fac_list, S390_lowcore.stfle_fac_list,
 403                sizeof(lc->stfle_fac_list));
 404         memcpy(lc->alt_stfle_fac_list, S390_lowcore.alt_stfle_fac_list,
 405                sizeof(lc->alt_stfle_fac_list));
 406         nmi_alloc_boot_cpu(lc);
 407         vdso_alloc_boot_cpu(lc);
 408         lc->sync_enter_timer = S390_lowcore.sync_enter_timer;
 409         lc->async_enter_timer = S390_lowcore.async_enter_timer;
 410         lc->exit_timer = S390_lowcore.exit_timer;
 411         lc->user_timer = S390_lowcore.user_timer;
 412         lc->system_timer = S390_lowcore.system_timer;
 413         lc->steal_timer = S390_lowcore.steal_timer;
 414         lc->last_update_timer = S390_lowcore.last_update_timer;
 415         lc->last_update_clock = S390_lowcore.last_update_clock;
 416
 417         /*
 418          * Allocate the global restart stack which is the same for
 419          * all CPUs in cast *one* of them does a PSW restart.
 420          */
 421         restart_stack = memblock_alloc(THREAD_SIZE, THREAD_SIZE);
 422         restart_stack += STACK_INIT_OFFSET;
 423
 424         /*
 425          * Set up PSW restart to call ipl.c:do_restart(). Copy the relevant
 426          * restart data to the absolute zero lowcore. This is necessary if
 427          * PSW restart is done on an offline CPU that has lowcore zero.
 428          */
 429         lc->restart_stack = (unsigned long) restart_stack;
 430         lc->restart_fn = (unsigned long) do_restart;
 431         lc->restart_data = 0;
 432         lc->restart_source = -1UL;
 433
 434         /* Setup absolute zero lowcore */
 435         mem_assign_absolute(S390_lowcore.restart_stack, lc->restart_stack);
 436         mem_assign_absolute(S390_lowcore.restart_fn, lc->restart_fn);
 437         mem_assign_absolute(S390_lowcore.restart_data, lc->restart_data);
 438         mem_assign_absolute(S390_lowcore.restart_source, lc->restart_source);
 439         mem_assign_absolute(S390_lowcore.restart_psw, lc->restart_psw);
 440
 441 #ifdef CONFIG_SMP
 442         lc->spinlock_lockval = arch_spin_lockval(0);
 443         lc->spinlock_index = 0;
 444         arch_spin_lock_setup(0);
 445 #endif
 446         lc->br_r1_trampoline = 0x07f1;  /* br %r1 */
 447
 448         set_prefix((u32)(unsigned long) lc);
 449         lowcore_ptr[0] = lc;
 450 }
 451
 452 static void __init setup_lowcore_dat_on(void)
 453 {
 454         __ctl_clear_bit(0, 28);
 455         S390_lowcore.external_new_psw.mask |= PSW_MASK_DAT;
 456         S390_lowcore.svc_new_psw.mask |= PSW_MASK_DAT;
 457         S390_lowcore.program_new_psw.mask |= PSW_MASK_DAT;
 458         S390_lowcore.io_new_psw.mask |= PSW_MASK_DAT;
 459         __ctl_set_bit(0, 28);
 460 }
 461
 462 static struct resource code_resource = {
 463         .name  = "Kernel code",
 464         .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM,
 465 };
 466
 467 static struct resource data_resource = {
 468         .name = "Kernel data",
 469         .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM,
 470 };
 471
 472 static struct resource bss_resource = {
 473         .name = "Kernel bss",
 474         .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM,
 475 };
 476
 477 static struct resource __initdata *standard_resources[] = {
 478         &code_resource,
 479         &data_resource,
 480         &bss_resource,
 481 };
 482
 483 static void __init setup_resources(void)
 484 {
 485         struct resource *res, *std_res, *sub_res;
 486         struct memblock_region *reg;
 487         int j;
 488
 489         code_resource.start = (unsigned long) _text;
 490         code_resource.end = (unsigned long) _etext - 1;
 491         data_resource.start = (unsigned long) _etext;
 492         data_resource.end = (unsigned long) _edata - 1;
 493         bss_resource.start = (unsigned long) __bss_start;
 494         bss_resource.end = (unsigned long) __bss_stop - 1;
 495
 496         for_each_memblock(memory, reg) {
 497                 res = memblock_alloc(sizeof(*res), 8);
 498                 res->flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM;
 499
 500                 res->name = "System RAM";
 501                 res->start = reg->base;
 502                 res->end = reg->base + reg->size - 1;
 503                 request_resource(&iomem_resource, res);
 504
 505                 for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(standard_resources); j++) {
 506                         std_res = standard_resources[j];
 507                         if (std_res->start < res->start ||
 508                             std_res->start > res->end)
 509                                 continue;
 510                         if (std_res->end > res->end) {
 511                                 sub_res = memblock_alloc(sizeof(*sub_res), 8);
 512                                 *sub_res = *std_res;
 513                                 sub_res->end = res->end;
 514                                 std_res->start = res->end + 1;
 515                                 request_resource(res, sub_res);
 516                         } else {
 517                                 request_resource(res, std_res);
 518                         }
 519                 }
 520         }
 521 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 522         /*
 523          * Re-add removed crash kernel memory as reserved memory. This makes
 524          * sure it will be mapped with the identity mapping and struct pages
 525          * will be created, so it can be resized later on.
 526          * However add it later since the crash kernel resource should not be
 527          * part of the System RAM resource.
 528          */
 529         if (crashk_res.end) {
 530                 memblock_add_node(crashk_res.start, resource_size(&crashk_res), 0);
 531                 memblock_reserve(crashk_res.start, resource_size(&crashk_res));
 532                 insert_resource(&iomem_resource, &crashk_res);
 533         }
 534 #endif
 535 }
 536
 537 static void __init setup_memory_end(void)
 538 {
 539         unsigned long vmax, vmalloc_size, tmp;
 540
 541         /* Choose kernel address space layout: 3 or 4 levels. */
 542         vmalloc_size = VMALLOC_END ?: (128UL << 30) - MODULES_LEN;
 543         if (IS_ENABLED(CONFIG_KASAN)) {
 544                 vmax = IS_ENABLED(CONFIG_KASAN_S390_4_LEVEL_PAGING)
 545                            ? _REGION1_SIZE
 546                            : _REGION2_SIZE;
 547         } else {
 548                 tmp = (memory_end ?: max_physmem_end) / PAGE_SIZE;
 549                 tmp = tmp * (sizeof(struct page) + PAGE_SIZE);
 550                 if (tmp + vmalloc_size + MODULES_LEN <= _REGION2_SIZE)
 551                         vmax = _REGION2_SIZE; /* 3-level kernel page table */
 552                 else
 553                         vmax = _REGION1_SIZE; /* 4-level kernel page table */
 554         }
 555
 556         /* module area is at the end of the kernel address space. */
 557         MODULES_END = vmax;
 558         MODULES_VADDR = MODULES_END - MODULES_LEN;
 559         VMALLOC_END = MODULES_VADDR;
 560         VMALLOC_START = VMALLOC_END - vmalloc_size;
 561
 562         /* Split remaining virtual space between 1:1 mapping & vmemmap array */
 563         tmp = VMALLOC_START / (PAGE_SIZE + sizeof(struct page));
 564         /* vmemmap contains a multiple of PAGES_PER_SECTION struct pages */
 565         tmp = SECTION_ALIGN_UP(tmp);
 566         tmp = VMALLOC_START - tmp * sizeof(struct page);
 567         tmp &= ~((vmax >> 11) - 1);     /* align to page table level */
 568         tmp = min(tmp, 1UL << MAX_PHYSMEM_BITS);
 569         vmemmap = (struct page *) tmp;
 570
 571         /* Take care that memory_end is set and <= vmemmap */
 572         memory_end = min(memory_end ?: max_physmem_end, (unsigned long)vmemmap);
 573 #ifdef CONFIG_KASAN
 574         /* fit in kasan shadow memory region between 1:1 and vmemmap */
 575         memory_end = min(memory_end, KASAN_SHADOW_START);
 576         vmemmap = max(vmemmap, (struct page *)KASAN_SHADOW_END);
 577 #endif
 578         max_pfn = max_low_pfn = PFN_DOWN(memory_end);
 579         memblock_remove(memory_end, ULONG_MAX);
 580
 581         pr_notice("The maximum memory size is %luMB\n", memory_end >> 20);
 582 }
 583
 584 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 585
 586 /*
 587  * When kdump is enabled, we have to ensure that no memory from
 588  * the area [0 - crashkernel memory size] and
 589  * [crashk_res.start - crashk_res.end] is set offline.
 590  */
 591 static int kdump_mem_notifier(struct notifier_block *nb,
 592                               unsigned long action, void *data)
 593 {
 594         struct memory_notify *arg = data;
 595
 596         if (action != MEM_GOING_OFFLINE)
 597                 return NOTIFY_OK;
 598         if (arg->start_pfn < PFN_DOWN(resource_size(&crashk_res)))
 599                 return NOTIFY_BAD;
 600         if (arg->start_pfn > PFN_DOWN(crashk_res.end))
 601                 return NOTIFY_OK;
 602         if (arg->start_pfn + arg->nr_pages - 1 < PFN_DOWN(crashk_res.start))
 603                 return NOTIFY_OK;
 604         return NOTIFY_BAD;
 605 }
 606
 607 static struct notifier_block kdump_mem_nb = {
 608         .notifier_call = kdump_mem_notifier,
 609 };
 610
 611 #endif
 612
 613 /*
 614  * Make sure that the area behind memory_end is protected
 615  */
 616 static void reserve_memory_end(void)
 617 {
 618         if (memory_end_set)
 619                 memblock_reserve(memory_end, ULONG_MAX);
 620 }
 621
 622 /*
 623  * Make sure that oldmem, where the dump is stored, is protected
 624  */
 625 static void reserve_oldmem(void)
 626 {
 627 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 628         if (OLDMEM_BASE)
 629                 /* Forget all memory above the running kdump system */
 630                 memblock_reserve(OLDMEM_SIZE, (phys_addr_t)ULONG_MAX);
 631 #endif
 632 }
 633
 634 /*
 635  * Make sure that oldmem, where the dump is stored, is protected
 636  */
 637 static void remove_oldmem(void)
 638 {
 639 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 640         if (OLDMEM_BASE)
 641                 /* Forget all memory above the running kdump system */
 642                 memblock_remove(OLDMEM_SIZE, (phys_addr_t)ULONG_MAX);
 643 #endif
 644 }
 645
 646 /*
 647  * Reserve memory for kdump kernel to be loaded with kexec
 648  */
 649 static void __init reserve_crashkernel(void)
 650 {
 651 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 652         unsigned long long crash_base, crash_size;
 653         phys_addr_t low, high;
 654         int rc;
 655
 656         rc = parse_crashkernel(boot_command_line, memory_end, &crash_size,
 657                                &crash_base);
 658
 659         crash_base = ALIGN(crash_base, KEXEC_CRASH_MEM_ALIGN);
 660         crash_size = ALIGN(crash_size, KEXEC_CRASH_MEM_ALIGN);
 661         if (rc || crash_size == 0)
 662                 return;
 663
 664         if (memblock.memory.regions[0].size < crash_size) {
 665                 pr_info("crashkernel reservation failed: %s\n",
 666                         "first memory chunk must be at least crashkernel size");
 667                 return;
 668         }
 669
 670         low = crash_base ?: OLDMEM_BASE;
 671         high = low + crash_size;
 672         if (low >= OLDMEM_BASE && high <= OLDMEM_BASE + OLDMEM_SIZE) {
 673                 /* The crashkernel fits into OLDMEM, reuse OLDMEM */
 674                 crash_base = low;
 675         } else {
 676                 /* Find suitable area in free memory */
 677                 low = max_t(unsigned long, crash_size, sclp.hsa_size);
 678                 high = crash_base ? crash_base + crash_size : ULONG_MAX;
 679
 680                 if (crash_base && crash_base < low) {
 681                         pr_info("crashkernel reservation failed: %s\n",
 682                                 "crash_base too low");
 683                         return;
 684                 }
 685                 low = crash_base ?: low;
 686                 crash_base = memblock_find_in_range(low, high, crash_size,
 687                                                     KEXEC_CRASH_MEM_ALIGN);
 688         }
 689
 690         if (!crash_base) {
 691                 pr_info("crashkernel reservation failed: %s\n",
 692                         "no suitable area found");
 693                 return;
 694         }
 695
 696         if (register_memory_notifier(&kdump_mem_nb))
 697                 return;
 698
 699         if (!OLDMEM_BASE && MACHINE_IS_VM)
 700                 diag10_range(PFN_DOWN(crash_base), PFN_DOWN(crash_size));
 701         crashk_res.start = crash_base;
 702         crashk_res.end = crash_base + crash_size - 1;
 703         memblock_remove(crash_base, crash_size);
 704         pr_info("Reserving %lluMB of memory at %lluMB "
 705                 "for crashkernel (System RAM: %luMB)\n",
 706                 crash_size >> 20, crash_base >> 20,
 707                 (unsigned long)memblock.memory.total_size >> 20);
 708         os_info_crashkernel_add(crash_base, crash_size);
 709 #endif
 710 }
 711
 712 /*
 713  * Reserve the initrd from being used by memblock
 714  */
 715 static void __init reserve_initrd(void)
 716 {
 717 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 718         if (!INITRD_START || !INITRD_SIZE)
 719                 return;
 720         initrd_start = INITRD_START;
 721         initrd_end = initrd_start + INITRD_SIZE;
 722         memblock_reserve(INITRD_START, INITRD_SIZE);
 723 #endif
 724 }
 725
 726 static void __init reserve_mem_detect_info(void)
 727 {
 728         unsigned long start, size;
 729
 730         get_mem_detect_reserved(&start, &size);
 731         if (size)
 732                 memblock_reserve(start, size);
 733 }
 734
 735 static void __init free_mem_detect_info(void)
 736 {
 737         unsigned long start, size;
 738
 739         get_mem_detect_reserved(&start, &size);
 740         if (size)
 741                 memblock_free(start, size);
 742 }
 743
 744 static void __init memblock_physmem_add(phys_addr_t start, phys_addr_t size)
 745 {
 746         memblock_dbg("memblock_physmem_add: [%#016llx-%#016llx]\n",
 747                      start, start + size - 1);
 748         memblock_add_range(&memblock.memory, start, size, 0, 0);
 749         memblock_add_range(&memblock.physmem, start, size, 0, 0);
 750 }
 751
 752 static const char * __init get_mem_info_source(void)
 753 {
 754         switch (mem_detect.info_source) {
 755         case MEM_DETECT_SCLP_STOR_INFO:
 756                 return "sclp storage info";
 757         case MEM_DETECT_DIAG260:
 758                 return "diag260";
 759         case MEM_DETECT_SCLP_READ_INFO:
 760                 return "sclp read info";
 761         case MEM_DETECT_BIN_SEARCH:
 762                 return "binary search";
 763         }
 764         return "none";
 765 }
 766
 767 static void __init memblock_add_mem_detect_info(void)
 768 {
 769         unsigned long start, end;
 770         int i;
 771
 772         memblock_dbg("physmem info source: %s (%hhd)\n",
 773                      get_mem_info_source(), mem_detect.info_source);
 774         /* keep memblock lists close to the kernel */
 775         memblock_set_bottom_up(true);
 776         for_each_mem_detect_block(i, &start, &end)
 777                 memblock_physmem_add(start, end - start);
 778         memblock_set_bottom_up(false);
 779         memblock_dump_all();
 780 }
 781
 782 /*
 783  * Check for initrd being in usable memory
 784  */
 785 static void __init check_initrd(void)
 786 {
 787 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 788         if (INITRD_START && INITRD_SIZE &&
 789             !memblock_is_region_memory(INITRD_START, INITRD_SIZE)) {
 790                 pr_err("The initial RAM disk does not fit into the memory\n");
 791                 memblock_free(INITRD_START, INITRD_SIZE);
 792                 initrd_start = initrd_end = 0;
 793         }
 794 #endif
 795 }
 796
 797 /*
 798  * Reserve memory used for lowcore/command line/kernel image.
 799  */
 800 static void __init reserve_kernel(void)
 801 {
 802         unsigned long start_pfn = PFN_UP(__pa(_end));
 803
 804         memblock_reserve(0, PARMAREA_END);
 805         memblock_reserve((unsigned long)_stext, PFN_PHYS(start_pfn)
 806                          - (unsigned long)_stext);
 807 }
 808
 809 static void __init setup_memory(void)
 810 {
 811         struct memblock_region *reg;
 812
 813         /*
 814          * Init storage key for present memory
 815          */
 816         for_each_memblock(memory, reg) {
 817                 storage_key_init_range(reg->base, reg->base + reg->size);
 818         }
 819         psw_set_key(PAGE_DEFAULT_KEY);
 820
 821         /* Only cosmetics */
 822         memblock_enforce_memory_limit(memblock_end_of_DRAM());
 823 }
 824
 825 /*
 826  * Setup hardware capabilities.
 827  */
 828 static int __init setup_hwcaps(void)
 829 {
 830         static const int stfl_bits[6] = { 0, 2, 7, 17, 19, 21 };
 831         struct cpuid cpu_id;
 832         int i;
 833
 834         /*
 835          * The store facility list bits numbers as found in the principles
 836          * of operation are numbered with bit 1UL<<31 as number 0 to
 837          * bit 1UL<<0 as number 31.
 838          *   Bit 0: instructions named N3, "backported" to esa-mode
 839          *   Bit 2: z/Architecture mode is active
 840          *   Bit 7: the store-facility-list-extended facility is installed
 841          *   Bit 17: the message-security assist is installed
 842          *   Bit 19: the long-displacement facility is installed
 843          *   Bit 21: the extended-immediate facility is installed
 844          *   Bit 22: extended-translation facility 3 is installed
 845          *   Bit 30: extended-translation facility 3 enhancement facility
 846          * These get translated to:
 847          *   HWCAP_S390_ESAN3 bit 0, HWCAP_S390_ZARCH bit 1,
 848          *   HWCAP_S390_STFLE bit 2, HWCAP_S390_MSA bit 3,
 849          *   HWCAP_S390_LDISP bit 4, HWCAP_S390_EIMM bit 5 and
 850          *   HWCAP_S390_ETF3EH bit 8 (22 && 30).
 851          */
 852         for (i = 0; i < 6; i++)
 853                 if (test_facility(stfl_bits[i]))
 854                         elf_hwcap |= 1UL << i;
 855
 856         if (test_facility(22) && test_facility(30))
 857                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_ETF3EH;
 858
 859         /*
 860          * Check for additional facilities with store-facility-list-extended.
 861          * stfle stores doublewords (8 byte) with bit 1ULL<<63 as bit 0
 862          * and 1ULL<<0 as bit 63. Bits 0-31 contain the same information
 863          * as stored by stfl, bits 32-xxx contain additional facilities.
 864          * How many facility words are stored depends on the number of
 865          * doublewords passed to the instruction. The additional facilities
 866          * are:
 867          *   Bit 42: decimal floating point facility is installed
 868          *   Bit 44: perform floating point operation facility is installed
 869          * translated to:
 870          *   HWCAP_S390_DFP bit 6 (42 && 44).
 871          */
 872         if ((elf_hwcap & (1UL << 2)) && test_facility(42) && test_facility(44))
 873                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_DFP;
 874
 875         /*
 876          * Huge page support HWCAP_S390_HPAGE is bit 7.
 877          */
 878         if (MACHINE_HAS_EDAT1)
 879                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_HPAGE;
 880
 881         /*
 882          * 64-bit register support for 31-bit processes
 883          * HWCAP_S390_HIGH_GPRS is bit 9.
 884          */
 885         elf_hwcap |= HWCAP_S390_HIGH_GPRS;
 886
 887         /*
 888          * Transactional execution support HWCAP_S390_TE is bit 10.
 889          */
 890         if (MACHINE_HAS_TE)
 891                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_TE;
 892
 893         /*
 894          * Vector extension HWCAP_S390_VXRS is bit 11. The Vector extension
 895          * can be disabled with the "novx" parameter. Use MACHINE_HAS_VX
 896          * instead of facility bit 129.
 897          */
 898         if (MACHINE_HAS_VX) {
 899                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_VXRS;
 900                 if (test_facility(134))
 901                         elf_hwcap |= HWCAP_S390_VXRS_EXT;
 902                 if (test_facility(135))
 903                         elf_hwcap |= HWCAP_S390_VXRS_BCD;
 904         }
 905
 906         /*
 907          * Guarded storage support HWCAP_S390_GS is bit 12.
 908          */
 909         if (MACHINE_HAS_GS)
 910                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_GS;
 911
 912         get_cpu_id(&cpu_id);
 913         add_device_randomness(&cpu_id, sizeof(cpu_id));
 914         switch (cpu_id.machine) {
 915         case 0x2064:
 916         case 0x2066:
 917         default:        /* Use "z900" as default for 64 bit kernels. */
 918                 strcpy(elf_platform, "z900");
 919                 break;
 920         case 0x2084:
 921         case 0x2086:
 922                 strcpy(elf_platform, "z990");
 923                 break;
 924         case 0x2094:
 925         case 0x2096:
 926                 strcpy(elf_platform, "z9-109");
 927                 break;
 928         case 0x2097:
 929         case 0x2098:
 930                 strcpy(elf_platform, "z10");
 931                 break;
 932         case 0x2817:
 933         case 0x2818:
 934                 strcpy(elf_platform, "z196");
 935                 break;
 936         case 0x2827:
 937         case 0x2828:
 938                 strcpy(elf_platform, "zEC12");
 939                 break;
 940         case 0x2964:
 941         case 0x2965:
 942                 strcpy(elf_platform, "z13");
 943                 break;
 944         case 0x3906:
 945         case 0x3907:
 946                 strcpy(elf_platform, "z14");
 947                 break;
 948         }
 949
 950         /*
 951          * Virtualization support HWCAP_INT_SIE is bit 0.
 952          */
 953         if (sclp.has_sief2)
 954                 int_hwcap |= HWCAP_INT_SIE;
 955
 956         return 0;
 957 }
 958 arch_initcall(setup_hwcaps);
 959
 960 /*
 961  * Add system information as device randomness
 962  */
 963 static void __init setup_randomness(void)
 964 {
 965         struct sysinfo_3_2_2 *vmms;
 966
 967         vmms = (struct sysinfo_3_2_2 *) memblock_phys_alloc(PAGE_SIZE,
 968                                                             PAGE_SIZE);
 969         if (stsi(vmms, 3, 2, 2) == 0 && vmms->count)
 970                 add_device_randomness(&vmms->vm, sizeof(vmms->vm[0]) * vmms->count);
 971         memblock_free((unsigned long) vmms, PAGE_SIZE);
 972 }
 973
 974 /*
 975  * Find the correct size for the task_struct. This depends on
 976  * the size of the struct fpu at the end of the thread_struct
 977  * which is embedded in the task_struct.
 978  */
 979 static void __init setup_task_size(void)
 980 {
 981         int task_size = sizeof(struct task_struct);
 982
 983         if (!MACHINE_HAS_VX) {
 984                 task_size -= sizeof(__vector128) * __NUM_VXRS;
 985                 task_size += sizeof(freg_t) * __NUM_FPRS;
 986         }
 987         arch_task_struct_size = task_size;
 988 }
 989
 990 /*
 991  * Issue diagnose 318 to set the control program name and
 992  * version codes.
 993  */
 994 static void __init setup_control_program_code(void)
 995 {
 996         union diag318_info diag318_info = {
 997                 .cpnc = CPNC_LINUX,
 998                 .cpvc_linux = 0,
 999                 .cpvc_distro = {0},
1000         };
1001
1002         if (!sclp.has_diag318)
1003                 return;
1004
1005         diag_stat_inc(DIAG_STAT_X318);
1006         asm volatile("diag %0,0,0x318\n" : : "d" (diag318_info.val));
1007 }
1008
1009 /*
1010  * Setup function called from init/main.c just after the banner
1011  * was printed.
1012  */
1013
1014 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
1015 {
1016         /*
1017          * print what head.S has found out about the machine
1018          */
1019         if (MACHINE_IS_VM)
1020                 pr_info("Linux is running as a z/VM "
1021                         "guest operating system in 64-bit mode\n");
1022         else if (MACHINE_IS_KVM)
1023                 pr_info("Linux is running under KVM in 64-bit mode\n");
1024         else if (MACHINE_IS_LPAR)
1025                 pr_info("Linux is running natively in 64-bit mode\n");
1026         else
1027                 pr_info("Linux is running as a guest in 64-bit mode\n");
1028
1029         /* Have one command line that is parsed and saved in /proc/cmdline */
1030         /* boot_command_line has been already set up in early.c */
1031         *cmdline_p = boot_command_line;
1032
1033         ROOT_DEV = Root_RAM0;
1034
1035         /* Is init_mm really needed? */
1036         init_mm.start_code = PAGE_OFFSET;
1037         init_mm.end_code = (unsigned long) _etext;
1038         init_mm.end_data = (unsigned long) _edata;
1039         init_mm.brk = (unsigned long) _end;
1040
1041         if (IS_ENABLED(CONFIG_EXPOLINE_AUTO))
1042                 nospec_auto_detect();
1043
1044         parse_early_param();
1045 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
1046         /* Deactivate elfcorehdr= kernel parameter */
1047         elfcorehdr_addr = ELFCORE_ADDR_MAX;
1048 #endif
1049
1050         os_info_init();
1051         setup_ipl();
1052         setup_task_size();
1053         setup_control_program_code();
1054
1055         /* Do some memory reservations *before* memory is added to memblock */
1056         reserve_memory_end();
1057         reserve_oldmem();
1058         reserve_kernel();
1059         reserve_initrd();
1060         reserve_mem_detect_info();
1061         memblock_allow_resize();
1062
1063         /* Get information about *all* installed memory */
1064         memblock_add_mem_detect_info();
1065
1066         free_mem_detect_info();
1067         remove_oldmem();
1068
1069         /*
1070          * Make sure all chunks are MAX_ORDER aligned so we don't need the
1071          * extra checks that HOLES_IN_ZONE would require.
1072          *
1073          * Is this still required?
1074          */
1075         memblock_trim_memory(1UL << (MAX_ORDER - 1 + PAGE_SHIFT));
1076
1077         setup_memory_end();
1078         setup_memory();
1079         dma_contiguous_reserve(memory_end);
1080         vmcp_cma_reserve();
1081
1082         check_initrd();
1083         reserve_crashkernel();
1084 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
1085         /*
1086          * Be aware that smp_save_dump_cpus() triggers a system reset.
1087          * Therefore CPU and device initialization should be done afterwards.
1088          */
1089         smp_save_dump_cpus();
1090 #endif
1091
1092         setup_resources();
1093         setup_lowcore_dat_off();
1094         smp_fill_possible_mask();
1095         cpu_detect_mhz_feature();
1096         cpu_init();
1097         numa_setup();
1098         smp_detect_cpus();
1099         topology_init_early();
1100
1101         /*
1102          * Create kernel page tables and switch to virtual addressing.
1103          */
1104         paging_init();
1105
1106         /*
1107          * After paging_init created the kernel page table, the new PSWs
1108          * in lowcore can now run with DAT enabled.
1109          */
1110         setup_lowcore_dat_on();
1111
1112         /* Setup default console */
1113         conmode_default();
1114         set_preferred_console();
1115
1116         apply_alternative_instructions();
1117         if (IS_ENABLED(CONFIG_EXPOLINE))
1118                 nospec_init_branches();
1119
1120         /* Setup zfcpdump support */
1121         setup_zfcpdump();
1122
1123         /* Add system specific data to the random pool */
1124         setup_randomness();
1125 }