memblock: remove _virt from APIs returning virtual address
[muen/linux.git] / 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 }