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