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(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 |
 384                 PSW_MASK_DAT | PSW_MASK_MCHECK;
 385         lc->external_new_psw.addr = (unsigned long) ext_int_handler;
 386         lc->svc_new_psw.mask = PSW_KERNEL_BITS |
 387                 PSW_MASK_DAT | PSW_MASK_IO | PSW_MASK_EXT | PSW_MASK_MCHECK;
 388         lc->svc_new_psw.addr = (unsigned long) system_call;
 389         lc->program_new_psw.mask = PSW_KERNEL_BITS |
 390                 PSW_MASK_DAT | PSW_MASK_MCHECK;
 391         lc->program_new_psw.addr = (unsigned long) pgm_check_handler;
 392         lc->mcck_new_psw.mask = PSW_KERNEL_BITS;
 393         lc->mcck_new_psw.addr = (unsigned long) mcck_int_handler;
 394         lc->io_new_psw.mask = PSW_KERNEL_BITS |
 395                 PSW_MASK_DAT | PSW_MASK_MCHECK;
 396         lc->io_new_psw.addr = (unsigned long) io_int_handler;
 397         lc->clock_comparator = clock_comparator_max;
 398         lc->nodat_stack = ((unsigned long) &init_thread_union)
 399                 + THREAD_SIZE - STACK_FRAME_OVERHEAD - sizeof(struct pt_regs);
 400         lc->current_task = (unsigned long)&init_task;
 401         lc->lpp = LPP_MAGIC;
 402         lc->machine_flags = S390_lowcore.machine_flags;
 403         lc->preempt_count = S390_lowcore.preempt_count;
 404         lc->stfl_fac_list = S390_lowcore.stfl_fac_list;
 405         memcpy(lc->stfle_fac_list, S390_lowcore.stfle_fac_list,
 406                sizeof(lc->stfle_fac_list));
 407         memcpy(lc->alt_stfle_fac_list, S390_lowcore.alt_stfle_fac_list,
 408                sizeof(lc->alt_stfle_fac_list));
 409         nmi_alloc_boot_cpu(lc);
 410         vdso_alloc_boot_cpu(lc);
 411         lc->sync_enter_timer = S390_lowcore.sync_enter_timer;
 412         lc->async_enter_timer = S390_lowcore.async_enter_timer;
 413         lc->exit_timer = S390_lowcore.exit_timer;
 414         lc->user_timer = S390_lowcore.user_timer;
 415         lc->system_timer = S390_lowcore.system_timer;
 416         lc->steal_timer = S390_lowcore.steal_timer;
 417         lc->last_update_timer = S390_lowcore.last_update_timer;
 418         lc->last_update_clock = S390_lowcore.last_update_clock;
 419
 420         /*
 421          * Allocate the global restart stack which is the same for
 422          * all CPUs in cast *one* of them does a PSW restart.
 423          */
 424         restart_stack = memblock_alloc(THREAD_SIZE, THREAD_SIZE);
 425         restart_stack += STACK_INIT_OFFSET;
 426
 427         /*
 428          * Set up PSW restart to call ipl.c:do_restart(). Copy the relevant
 429          * restart data to the absolute zero lowcore. This is necessary if
 430          * PSW restart is done on an offline CPU that has lowcore zero.
 431          */
 432         lc->restart_stack = (unsigned long) restart_stack;
 433         lc->restart_fn = (unsigned long) do_restart;
 434         lc->restart_data = 0;
 435         lc->restart_source = -1UL;
 436
 437         /* Setup absolute zero lowcore */
 438         mem_assign_absolute(S390_lowcore.restart_stack, lc->restart_stack);
 439         mem_assign_absolute(S390_lowcore.restart_fn, lc->restart_fn);
 440         mem_assign_absolute(S390_lowcore.restart_data, lc->restart_data);
 441         mem_assign_absolute(S390_lowcore.restart_source, lc->restart_source);
 442         mem_assign_absolute(S390_lowcore.restart_psw, lc->restart_psw);
 443
 444 #ifdef CONFIG_SMP
 445         lc->spinlock_lockval = arch_spin_lockval(0);
 446         lc->spinlock_index = 0;
 447         arch_spin_lock_setup(0);
 448 #endif
 449         lc->br_r1_trampoline = 0x07f1;  /* br %r1 */
 450
 451         set_prefix((u32)(unsigned long) lc);
 452         lowcore_ptr[0] = lc;
 453 }
 454
 455 static struct resource code_resource = {
 456         .name  = "Kernel code",
 457         .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM,
 458 };
 459
 460 static struct resource data_resource = {
 461         .name = "Kernel data",
 462         .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM,
 463 };
 464
 465 static struct resource bss_resource = {
 466         .name = "Kernel bss",
 467         .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM,
 468 };
 469
 470 static struct resource __initdata *standard_resources[] = {
 471         &code_resource,
 472         &data_resource,
 473         &bss_resource,
 474 };
 475
 476 static void __init setup_resources(void)
 477 {
 478         struct resource *res, *std_res, *sub_res;
 479         struct memblock_region *reg;
 480         int j;
 481
 482         code_resource.start = (unsigned long) _text;
 483         code_resource.end = (unsigned long) _etext - 1;
 484         data_resource.start = (unsigned long) _etext;
 485         data_resource.end = (unsigned long) _edata - 1;
 486         bss_resource.start = (unsigned long) __bss_start;
 487         bss_resource.end = (unsigned long) __bss_stop - 1;
 488
 489         for_each_memblock(memory, reg) {
 490                 res = memblock_alloc(sizeof(*res), 8);
 491                 res->flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM;
 492
 493                 res->name = "System RAM";
 494                 res->start = reg->base;
 495                 res->end = reg->base + reg->size - 1;
 496                 request_resource(&iomem_resource, res);
 497
 498                 for (j = 0; j < ARRAY_SIZE(standard_resources); j++) {
 499                         std_res = standard_resources[j];
 500                         if (std_res->start < res->start ||
 501                             std_res->start > res->end)
 502                                 continue;
 503                         if (std_res->end > res->end) {
 504                                 sub_res = memblock_alloc(sizeof(*sub_res), 8);
 505                                 *sub_res = *std_res;
 506                                 sub_res->end = res->end;
 507                                 std_res->start = res->end + 1;
 508                                 request_resource(res, sub_res);
 509                         } else {
 510                                 request_resource(res, std_res);
 511                         }
 512                 }
 513         }
 514 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 515         /*
 516          * Re-add removed crash kernel memory as reserved memory. This makes
 517          * sure it will be mapped with the identity mapping and struct pages
 518          * will be created, so it can be resized later on.
 519          * However add it later since the crash kernel resource should not be
 520          * part of the System RAM resource.
 521          */
 522         if (crashk_res.end) {
 523                 memblock_add_node(crashk_res.start, resource_size(&crashk_res), 0);
 524                 memblock_reserve(crashk_res.start, resource_size(&crashk_res));
 525                 insert_resource(&iomem_resource, &crashk_res);
 526         }
 527 #endif
 528 }
 529
 530 static void __init setup_memory_end(void)
 531 {
 532         unsigned long vmax, vmalloc_size, tmp;
 533
 534         /* Choose kernel address space layout: 3 or 4 levels. */
 535         vmalloc_size = VMALLOC_END ?: (128UL << 30) - MODULES_LEN;
 536         if (IS_ENABLED(CONFIG_KASAN)) {
 537                 vmax = IS_ENABLED(CONFIG_KASAN_S390_4_LEVEL_PAGING)
 538                            ? _REGION1_SIZE
 539                            : _REGION2_SIZE;
 540         } else {
 541                 tmp = (memory_end ?: max_physmem_end) / PAGE_SIZE;
 542                 tmp = tmp * (sizeof(struct page) + PAGE_SIZE);
 543                 if (tmp + vmalloc_size + MODULES_LEN <= _REGION2_SIZE)
 544                         vmax = _REGION2_SIZE; /* 3-level kernel page table */
 545                 else
 546                         vmax = _REGION1_SIZE; /* 4-level kernel page table */
 547         }
 548
 549         /* module area is at the end of the kernel address space. */
 550         MODULES_END = vmax;
 551         MODULES_VADDR = MODULES_END - MODULES_LEN;
 552         VMALLOC_END = MODULES_VADDR;
 553         VMALLOC_START = VMALLOC_END - vmalloc_size;
 554
 555         /* Split remaining virtual space between 1:1 mapping & vmemmap array */
 556         tmp = VMALLOC_START / (PAGE_SIZE + sizeof(struct page));
 557         /* vmemmap contains a multiple of PAGES_PER_SECTION struct pages */
 558         tmp = SECTION_ALIGN_UP(tmp);
 559         tmp = VMALLOC_START - tmp * sizeof(struct page);
 560         tmp &= ~((vmax >> 11) - 1);     /* align to page table level */
 561         tmp = min(tmp, 1UL << MAX_PHYSMEM_BITS);
 562         vmemmap = (struct page *) tmp;
 563
 564         /* Take care that memory_end is set and <= vmemmap */
 565         memory_end = min(memory_end ?: max_physmem_end, (unsigned long)vmemmap);
 566 #ifdef CONFIG_KASAN
 567         /* fit in kasan shadow memory region between 1:1 and vmemmap */
 568         memory_end = min(memory_end, KASAN_SHADOW_START);
 569         vmemmap = max(vmemmap, (struct page *)KASAN_SHADOW_END);
 570 #endif
 571         max_pfn = max_low_pfn = PFN_DOWN(memory_end);
 572         memblock_remove(memory_end, ULONG_MAX);
 573
 574         pr_notice("The maximum memory size is %luMB\n", memory_end >> 20);
 575 }
 576
 577 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 578
 579 /*
 580  * When kdump is enabled, we have to ensure that no memory from
 581  * the area [0 - crashkernel memory size] and
 582  * [crashk_res.start - crashk_res.end] is set offline.
 583  */
 584 static int kdump_mem_notifier(struct notifier_block *nb,
 585                               unsigned long action, void *data)
 586 {
 587         struct memory_notify *arg = data;
 588
 589         if (action != MEM_GOING_OFFLINE)
 590                 return NOTIFY_OK;
 591         if (arg->start_pfn < PFN_DOWN(resource_size(&crashk_res)))
 592                 return NOTIFY_BAD;
 593         if (arg->start_pfn > PFN_DOWN(crashk_res.end))
 594                 return NOTIFY_OK;
 595         if (arg->start_pfn + arg->nr_pages - 1 < PFN_DOWN(crashk_res.start))
 596                 return NOTIFY_OK;
 597         return NOTIFY_BAD;
 598 }
 599
 600 static struct notifier_block kdump_mem_nb = {
 601         .notifier_call = kdump_mem_notifier,
 602 };
 603
 604 #endif
 605
 606 /*
 607  * Make sure that the area behind memory_end is protected
 608  */
 609 static void reserve_memory_end(void)
 610 {
 611         if (memory_end_set)
 612                 memblock_reserve(memory_end, ULONG_MAX);
 613 }
 614
 615 /*
 616  * Make sure that oldmem, where the dump is stored, is protected
 617  */
 618 static void reserve_oldmem(void)
 619 {
 620 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 621         if (OLDMEM_BASE)
 622                 /* Forget all memory above the running kdump system */
 623                 memblock_reserve(OLDMEM_SIZE, (phys_addr_t)ULONG_MAX);
 624 #endif
 625 }
 626
 627 /*
 628  * Make sure that oldmem, where the dump is stored, is protected
 629  */
 630 static void remove_oldmem(void)
 631 {
 632 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 633         if (OLDMEM_BASE)
 634                 /* Forget all memory above the running kdump system */
 635                 memblock_remove(OLDMEM_SIZE, (phys_addr_t)ULONG_MAX);
 636 #endif
 637 }
 638
 639 /*
 640  * Reserve memory for kdump kernel to be loaded with kexec
 641  */
 642 static void __init reserve_crashkernel(void)
 643 {
 644 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 645         unsigned long long crash_base, crash_size;
 646         phys_addr_t low, high;
 647         int rc;
 648
 649         rc = parse_crashkernel(boot_command_line, memory_end, &crash_size,
 650                                &crash_base);
 651
 652         crash_base = ALIGN(crash_base, KEXEC_CRASH_MEM_ALIGN);
 653         crash_size = ALIGN(crash_size, KEXEC_CRASH_MEM_ALIGN);
 654         if (rc || crash_size == 0)
 655                 return;
 656
 657         if (memblock.memory.regions[0].size < crash_size) {
 658                 pr_info("crashkernel reservation failed: %s\n",
 659                         "first memory chunk must be at least crashkernel size");
 660                 return;
 661         }
 662
 663         low = crash_base ?: OLDMEM_BASE;
 664         high = low + crash_size;
 665         if (low >= OLDMEM_BASE && high <= OLDMEM_BASE + OLDMEM_SIZE) {
 666                 /* The crashkernel fits into OLDMEM, reuse OLDMEM */
 667                 crash_base = low;
 668         } else {
 669                 /* Find suitable area in free memory */
 670                 low = max_t(unsigned long, crash_size, sclp.hsa_size);
 671                 high = crash_base ? crash_base + crash_size : ULONG_MAX;
 672
 673                 if (crash_base && crash_base < low) {
 674                         pr_info("crashkernel reservation failed: %s\n",
 675                                 "crash_base too low");
 676                         return;
 677                 }
 678                 low = crash_base ?: low;
 679                 crash_base = memblock_find_in_range(low, high, crash_size,
 680                                                     KEXEC_CRASH_MEM_ALIGN);
 681         }
 682
 683         if (!crash_base) {
 684                 pr_info("crashkernel reservation failed: %s\n",
 685                         "no suitable area found");
 686                 return;
 687         }
 688
 689         if (register_memory_notifier(&kdump_mem_nb))
 690                 return;
 691
 692         if (!OLDMEM_BASE && MACHINE_IS_VM)
 693                 diag10_range(PFN_DOWN(crash_base), PFN_DOWN(crash_size));
 694         crashk_res.start = crash_base;
 695         crashk_res.end = crash_base + crash_size - 1;
 696         memblock_remove(crash_base, crash_size);
 697         pr_info("Reserving %lluMB of memory at %lluMB "
 698                 "for crashkernel (System RAM: %luMB)\n",
 699                 crash_size >> 20, crash_base >> 20,
 700                 (unsigned long)memblock.memory.total_size >> 20);
 701         os_info_crashkernel_add(crash_base, crash_size);
 702 #endif
 703 }
 704
 705 /*
 706  * Reserve the initrd from being used by memblock
 707  */
 708 static void __init reserve_initrd(void)
 709 {
 710 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 711         if (!INITRD_START || !INITRD_SIZE)
 712                 return;
 713         initrd_start = INITRD_START;
 714         initrd_end = initrd_start + INITRD_SIZE;
 715         memblock_reserve(INITRD_START, INITRD_SIZE);
 716 #endif
 717 }
 718
 719 static void __init reserve_mem_detect_info(void)
 720 {
 721         unsigned long start, size;
 722
 723         get_mem_detect_reserved(&start, &size);
 724         if (size)
 725                 memblock_reserve(start, size);
 726 }
 727
 728 static void __init free_mem_detect_info(void)
 729 {
 730         unsigned long start, size;
 731
 732         get_mem_detect_reserved(&start, &size);
 733         if (size)
 734                 memblock_free(start, size);
 735 }
 736
 737 static void __init memblock_physmem_add(phys_addr_t start, phys_addr_t size)
 738 {
 739         memblock_dbg("memblock_physmem_add: [%#016llx-%#016llx]\n",
 740                      start, start + size - 1);
 741         memblock_add_range(&memblock.memory, start, size, 0, 0);
 742         memblock_add_range(&memblock.physmem, start, size, 0, 0);
 743 }
 744
 745 static const char * __init get_mem_info_source(void)
 746 {
 747         switch (mem_detect.info_source) {
 748         case MEM_DETECT_SCLP_STOR_INFO:
 749                 return "sclp storage info";
 750         case MEM_DETECT_DIAG260:
 751                 return "diag260";
 752         case MEM_DETECT_SCLP_READ_INFO:
 753                 return "sclp read info";
 754         case MEM_DETECT_BIN_SEARCH:
 755                 return "binary search";
 756         }
 757         return "none";
 758 }
 759
 760 static void __init memblock_add_mem_detect_info(void)
 761 {
 762         unsigned long start, end;
 763         int i;
 764
 765         memblock_dbg("physmem info source: %s (%hhd)\n",
 766                      get_mem_info_source(), mem_detect.info_source);
 767         /* keep memblock lists close to the kernel */
 768         memblock_set_bottom_up(true);
 769         for_each_mem_detect_block(i, &start, &end)
 770                 memblock_physmem_add(start, end - start);
 771         memblock_set_bottom_up(false);
 772         memblock_dump_all();
 773 }
 774
 775 /*
 776  * Check for initrd being in usable memory
 777  */
 778 static void __init check_initrd(void)
 779 {
 780 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 781         if (INITRD_START && INITRD_SIZE &&
 782             !memblock_is_region_memory(INITRD_START, INITRD_SIZE)) {
 783                 pr_err("The initial RAM disk does not fit into the memory\n");
 784                 memblock_free(INITRD_START, INITRD_SIZE);
 785                 initrd_start = initrd_end = 0;
 786         }
 787 #endif
 788 }
 789
 790 /*
 791  * Reserve memory used for lowcore/command line/kernel image.
 792  */
 793 static void __init reserve_kernel(void)
 794 {
 795         unsigned long start_pfn = PFN_UP(__pa(_end));
 796
 797 #ifdef CONFIG_DMA_API_DEBUG
 798         /*
 799          * DMA_API_DEBUG code stumbles over addresses from the
 800          * range [PARMAREA_END, _stext]. Mark the memory as reserved
 801          * so it is not used for CONFIG_DMA_API_DEBUG=y.
 802          */
 803         memblock_reserve(0, PFN_PHYS(start_pfn));
 804 #else
 805         memblock_reserve(0, PARMAREA_END);
 806         memblock_reserve((unsigned long)_stext, PFN_PHYS(start_pfn)
 807                          - (unsigned long)_stext);
 808 #endif
 809 }
 810
 811 static void __init setup_memory(void)
 812 {
 813         struct memblock_region *reg;
 814
 815         /*
 816          * Init storage key for present memory
 817          */
 818         for_each_memblock(memory, reg) {
 819                 storage_key_init_range(reg->base, reg->base + reg->size);
 820         }
 821         psw_set_key(PAGE_DEFAULT_KEY);
 822
 823         /* Only cosmetics */
 824         memblock_enforce_memory_limit(memblock_end_of_DRAM());
 825 }
 826
 827 /*
 828  * Setup hardware capabilities.
 829  */
 830 static int __init setup_hwcaps(void)
 831 {
 832         static const int stfl_bits[6] = { 0, 2, 7, 17, 19, 21 };
 833         struct cpuid cpu_id;
 834         int i;
 835
 836         /*
 837          * The store facility list bits numbers as found in the principles
 838          * of operation are numbered with bit 1UL<<31 as number 0 to
 839          * bit 1UL<<0 as number 31.
 840          *   Bit 0: instructions named N3, "backported" to esa-mode
 841          *   Bit 2: z/Architecture mode is active
 842          *   Bit 7: the store-facility-list-extended facility is installed
 843          *   Bit 17: the message-security assist is installed
 844          *   Bit 19: the long-displacement facility is installed
 845          *   Bit 21: the extended-immediate facility is installed
 846          *   Bit 22: extended-translation facility 3 is installed
 847          *   Bit 30: extended-translation facility 3 enhancement facility
 848          * These get translated to:
 849          *   HWCAP_S390_ESAN3 bit 0, HWCAP_S390_ZARCH bit 1,
 850          *   HWCAP_S390_STFLE bit 2, HWCAP_S390_MSA bit 3,
 851          *   HWCAP_S390_LDISP bit 4, HWCAP_S390_EIMM bit 5 and
 852          *   HWCAP_S390_ETF3EH bit 8 (22 && 30).
 853          */
 854         for (i = 0; i < 6; i++)
 855                 if (test_facility(stfl_bits[i]))
 856                         elf_hwcap |= 1UL << i;
 857
 858         if (test_facility(22) && test_facility(30))
 859                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_ETF3EH;
 860
 861         /*
 862          * Check for additional facilities with store-facility-list-extended.
 863          * stfle stores doublewords (8 byte) with bit 1ULL<<63 as bit 0
 864          * and 1ULL<<0 as bit 63. Bits 0-31 contain the same information
 865          * as stored by stfl, bits 32-xxx contain additional facilities.
 866          * How many facility words are stored depends on the number of
 867          * doublewords passed to the instruction. The additional facilities
 868          * are:
 869          *   Bit 42: decimal floating point facility is installed
 870          *   Bit 44: perform floating point operation facility is installed
 871          * translated to:
 872          *   HWCAP_S390_DFP bit 6 (42 && 44).
 873          */
 874         if ((elf_hwcap & (1UL << 2)) && test_facility(42) && test_facility(44))
 875                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_DFP;
 876
 877         /*
 878          * Huge page support HWCAP_S390_HPAGE is bit 7.
 879          */
 880         if (MACHINE_HAS_EDAT1)
 881                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_HPAGE;
 882
 883         /*
 884          * 64-bit register support for 31-bit processes
 885          * HWCAP_S390_HIGH_GPRS is bit 9.
 886          */
 887         elf_hwcap |= HWCAP_S390_HIGH_GPRS;
 888
 889         /*
 890          * Transactional execution support HWCAP_S390_TE is bit 10.
 891          */
 892         if (MACHINE_HAS_TE)
 893                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_TE;
 894
 895         /*
 896          * Vector extension HWCAP_S390_VXRS is bit 11. The Vector extension
 897          * can be disabled with the "novx" parameter. Use MACHINE_HAS_VX
 898          * instead of facility bit 129.
 899          */
 900         if (MACHINE_HAS_VX) {
 901                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_VXRS;
 902                 if (test_facility(134))
 903                         elf_hwcap |= HWCAP_S390_VXRS_EXT;
 904                 if (test_facility(135))
 905                         elf_hwcap |= HWCAP_S390_VXRS_BCD;
 906         }
 907
 908         /*
 909          * Guarded storage support HWCAP_S390_GS is bit 12.
 910          */
 911         if (MACHINE_HAS_GS)
 912                 elf_hwcap |= HWCAP_S390_GS;
 913
 914         get_cpu_id(&cpu_id);
 915         add_device_randomness(&cpu_id, sizeof(cpu_id));
 916         switch (cpu_id.machine) {
 917         case 0x2064:
 918         case 0x2066:
 919         default:        /* Use "z900" as default for 64 bit kernels. */
 920                 strcpy(elf_platform, "z900");
 921                 break;
 922         case 0x2084:
 923         case 0x2086:
 924                 strcpy(elf_platform, "z990");
 925                 break;
 926         case 0x2094:
 927         case 0x2096:
 928                 strcpy(elf_platform, "z9-109");
 929                 break;
 930         case 0x2097:
 931         case 0x2098:
 932                 strcpy(elf_platform, "z10");
 933                 break;
 934         case 0x2817:
 935         case 0x2818:
 936                 strcpy(elf_platform, "z196");
 937                 break;
 938         case 0x2827:
 939         case 0x2828:
 940                 strcpy(elf_platform, "zEC12");
 941                 break;
 942         case 0x2964:
 943         case 0x2965:
 944                 strcpy(elf_platform, "z13");
 945                 break;
 946         case 0x3906:
 947         case 0x3907:
 948                 strcpy(elf_platform, "z14");
 949                 break;
 950         }
 951
 952         /*
 953          * Virtualization support HWCAP_INT_SIE is bit 0.
 954          */
 955         if (sclp.has_sief2)
 956                 int_hwcap |= HWCAP_INT_SIE;
 957
 958         return 0;
 959 }
 960 arch_initcall(setup_hwcaps);
 961
 962 /*
 963  * Add system information as device randomness
 964  */
 965 static void __init setup_randomness(void)
 966 {
 967         struct sysinfo_3_2_2 *vmms;
 968
 969         vmms = (struct sysinfo_3_2_2 *) memblock_phys_alloc(PAGE_SIZE,
 970                                                             PAGE_SIZE);
 971         if (stsi(vmms, 3, 2, 2) == 0 && vmms->count)
 972                 add_device_randomness(&vmms->vm, sizeof(vmms->vm[0]) * vmms->count);
 973         memblock_free((unsigned long) vmms, PAGE_SIZE);
 974 }
 975
 976 /*
 977  * Find the correct size for the task_struct. This depends on
 978  * the size of the struct fpu at the end of the thread_struct
 979  * which is embedded in the task_struct.
 980  */
 981 static void __init setup_task_size(void)
 982 {
 983         int task_size = sizeof(struct task_struct);
 984
 985         if (!MACHINE_HAS_VX) {
 986                 task_size -= sizeof(__vector128) * __NUM_VXRS;
 987                 task_size += sizeof(freg_t) * __NUM_FPRS;
 988         }
 989         arch_task_struct_size = task_size;
 990 }
 991
 992 /*
 993  * Setup function called from init/main.c just after the banner
 994  * was printed.
 995  */
 996
 997 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
 998 {
 999         /*
1000          * print what head.S has found out about the machine
1001          */
1002         if (MACHINE_IS_VM)
1003                 pr_info("Linux is running as a z/VM "
1004                         "guest operating system in 64-bit mode\n");
1005         else if (MACHINE_IS_KVM)
1006                 pr_info("Linux is running under KVM in 64-bit mode\n");
1007         else if (MACHINE_IS_LPAR)
1008                 pr_info("Linux is running natively in 64-bit mode\n");
1009         else
1010                 pr_info("Linux is running as a guest in 64-bit mode\n");
1011
1012         /* Have one command line that is parsed and saved in /proc/cmdline */
1013         /* boot_command_line has been already set up in early.c */
1014         *cmdline_p = boot_command_line;
1015
1016         ROOT_DEV = Root_RAM0;
1017
1018         /* Is init_mm really needed? */
1019         init_mm.start_code = PAGE_OFFSET;
1020         init_mm.end_code = (unsigned long) _etext;
1021         init_mm.end_data = (unsigned long) _edata;
1022         init_mm.brk = (unsigned long) _end;
1023
1024         if (IS_ENABLED(CONFIG_EXPOLINE_AUTO))
1025                 nospec_auto_detect();
1026
1027         parse_early_param();
1028 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
1029         /* Deactivate elfcorehdr= kernel parameter */
1030         elfcorehdr_addr = ELFCORE_ADDR_MAX;
1031 #endif
1032
1033         os_info_init();
1034         setup_ipl();
1035         setup_task_size();
1036
1037         /* Do some memory reservations *before* memory is added to memblock */
1038         reserve_memory_end();
1039         reserve_oldmem();
1040         reserve_kernel();
1041         reserve_initrd();
1042         reserve_mem_detect_info();
1043         memblock_allow_resize();
1044
1045         /* Get information about *all* installed memory */
1046         memblock_add_mem_detect_info();
1047
1048         free_mem_detect_info();
1049         remove_oldmem();
1050
1051         /*
1052          * Make sure all chunks are MAX_ORDER aligned so we don't need the
1053          * extra checks that HOLES_IN_ZONE would require.
1054          *
1055          * Is this still required?
1056          */
1057         memblock_trim_memory(1UL << (MAX_ORDER - 1 + PAGE_SHIFT));
1058
1059         setup_memory_end();
1060         setup_memory();
1061         dma_contiguous_reserve(memory_end);
1062         vmcp_cma_reserve();
1063
1064         check_initrd();
1065         reserve_crashkernel();
1066 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
1067         /*
1068          * Be aware that smp_save_dump_cpus() triggers a system reset.
1069          * Therefore CPU and device initialization should be done afterwards.
1070          */
1071         smp_save_dump_cpus();
1072 #endif
1073
1074         setup_resources();
1075         setup_lowcore();
1076         smp_fill_possible_mask();
1077         cpu_detect_mhz_feature();
1078         cpu_init();
1079         numa_setup();
1080         smp_detect_cpus();
1081         topology_init_early();
1082
1083         /*
1084          * Create kernel page tables and switch to virtual addressing.
1085          */
1086         paging_init();
1087
1088         /* Setup default console */
1089         conmode_default();
1090         set_preferred_console();
1091
1092         apply_alternative_instructions();
1093         if (IS_ENABLED(CONFIG_EXPOLINE))
1094                 nospec_init_branches();
1095
1096         /* Setup zfcpdump support */
1097         setup_zfcpdump();
1098
1099         /* Add system specific data to the random pool */
1100         setup_randomness();
1101 }