arch/arm64/mm/mmu.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * Based on arch/arm/mm/mmu.c
   4  *
   5  * Copyright (C) 1995-2005 Russell King
   6  * Copyright (C) 2012 ARM Ltd.
   7  */
   8
   9 #include <linux/cache.h>
  10 #include <linux/export.h>
  11 #include <linux/kernel.h>
  12 #include <linux/errno.h>
  13 #include <linux/init.h>
  14 #include <linux/ioport.h>
  15 #include <linux/kexec.h>
  16 #include <linux/libfdt.h>
  17 #include <linux/mman.h>
  18 #include <linux/nodemask.h>
  19 #include <linux/memblock.h>
  20 #include <linux/memremap.h>
  21 #include <linux/memory.h>
  22 #include <linux/fs.h>
  23 #include <linux/io.h>
  24 #include <linux/mm.h>
  25 #include <linux/vmalloc.h>
  26 #include <linux/set_memory.h>
  27 #include <linux/kfence.h>
  28
  29 #include <asm/barrier.h>
  30 #include <asm/cputype.h>
  31 #include <asm/fixmap.h>
  32 #include <asm/kasan.h>
  33 #include <asm/kernel-pgtable.h>
  34 #include <asm/sections.h>
  35 #include <asm/setup.h>
  36 #include <linux/sizes.h>
  37 #include <asm/tlb.h>
  38 #include <asm/mmu_context.h>
  39 #include <asm/ptdump.h>
  40 #include <asm/tlbflush.h>
  41 #include <asm/pgalloc.h>
  42 #include <asm/kfence.h>
  43
  44 #define NO_BLOCK_MAPPINGS       BIT(0)
  45 #define NO_CONT_MAPPINGS        BIT(1)
  46 #define NO_EXEC_MAPPINGS        BIT(2)  /* assumes FEAT_HPDS is not used */
  47
  48 int idmap_t0sz __ro_after_init;
  49
  50 #if VA_BITS > 48
  51 u64 vabits_actual __ro_after_init = VA_BITS_MIN;
  52 EXPORT_SYMBOL(vabits_actual);
  53 #endif
  54
  55 u64 kimage_vaddr __ro_after_init = (u64)&_text;
  56 EXPORT_SYMBOL(kimage_vaddr);
  57
  58 u64 kimage_voffset __ro_after_init;
  59 EXPORT_SYMBOL(kimage_voffset);
  60
  61 u32 __boot_cpu_mode[] = { BOOT_CPU_MODE_EL2, BOOT_CPU_MODE_EL1 };
  62
  63 /*
  64  * The booting CPU updates the failed status @__early_cpu_boot_status,
  65  * with MMU turned off.
  66  */
  67 long __section(".mmuoff.data.write") __early_cpu_boot_status;
  68
  69 /*
  70  * Empty_zero_page is a special page that is used for zero-initialized data
  71  * and COW.
  72  */
  73 unsigned long empty_zero_page[PAGE_SIZE / sizeof(unsigned long)] __page_aligned_bss;
  74 EXPORT_SYMBOL(empty_zero_page);
  75
  76 static DEFINE_SPINLOCK(swapper_pgdir_lock);
  77 static DEFINE_MUTEX(fixmap_lock);
  78
  79 void set_swapper_pgd(pgd_t *pgdp, pgd_t pgd)
  80 {
  81         pgd_t *fixmap_pgdp;
  82
  83         spin_lock(&swapper_pgdir_lock);
  84         fixmap_pgdp = pgd_set_fixmap(__pa_symbol(pgdp));
  85         WRITE_ONCE(*fixmap_pgdp, pgd);
  86         /*
  87          * We need dsb(ishst) here to ensure the page-table-walker sees
  88          * our new entry before set_p?d() returns. The fixmap's
  89          * flush_tlb_kernel_range() via clear_fixmap() does this for us.
  90          */
  91         pgd_clear_fixmap();
  92         spin_unlock(&swapper_pgdir_lock);
  93 }
  94
  95 pgprot_t phys_mem_access_prot(struct file *file, unsigned long pfn,
  96                               unsigned long size, pgprot_t vma_prot)
  97 {
  98         if (!pfn_is_map_memory(pfn))
  99                 return pgprot_noncached(vma_prot);
 100         else if (file->f_flags & O_SYNC)
 101                 return pgprot_writecombine(vma_prot);
 102         return vma_prot;
 103 }
 104 EXPORT_SYMBOL(phys_mem_access_prot);
 105
 106 static phys_addr_t __init early_pgtable_alloc(int shift)
 107 {
 108         phys_addr_t phys;
 109         void *ptr;
 110
 111         phys = memblock_phys_alloc_range(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE, 0,
 112                                          MEMBLOCK_ALLOC_NOLEAKTRACE);
 113         if (!phys)
 114                 panic("Failed to allocate page table page\n");
 115
 116         /*
 117          * The FIX_{PGD,PUD,PMD} slots may be in active use, but the FIX_PTE
 118          * slot will be free, so we can (ab)use the FIX_PTE slot to initialise
 119          * any level of table.
 120          */
 121         ptr = pte_set_fixmap(phys);
 122
 123         memset(ptr, 0, PAGE_SIZE);
 124
 125         /*
 126          * Implicit barriers also ensure the zeroed page is visible to the page
 127          * table walker
 128          */
 129         pte_clear_fixmap();
 130
 131         return phys;
 132 }
 133
 134 bool pgattr_change_is_safe(u64 old, u64 new)
 135 {
 136         /*
 137          * The following mapping attributes may be updated in live
 138          * kernel mappings without the need for break-before-make.
 139          */
 140         pteval_t mask = PTE_PXN | PTE_RDONLY | PTE_WRITE | PTE_NG;
 141
 142         /* creating or taking down mappings is always safe */
 143         if (!pte_valid(__pte(old)) || !pte_valid(__pte(new)))
 144                 return true;
 145
 146         /* A live entry's pfn should not change */
 147         if (pte_pfn(__pte(old)) != pte_pfn(__pte(new)))
 148                 return false;
 149
 150         /* live contiguous mappings may not be manipulated at all */
 151         if ((old | new) & PTE_CONT)
 152                 return false;
 153
 154         /* Transitioning from Non-Global to Global is unsafe */
 155         if (old & ~new & PTE_NG)
 156                 return false;
 157
 158         /*
 159          * Changing the memory type between Normal and Normal-Tagged is safe
 160          * since Tagged is considered a permission attribute from the
 161          * mismatched attribute aliases perspective.
 162          */
 163         if (((old & PTE_ATTRINDX_MASK) == PTE_ATTRINDX(MT_NORMAL) ||
 164              (old & PTE_ATTRINDX_MASK) == PTE_ATTRINDX(MT_NORMAL_TAGGED)) &&
 165             ((new & PTE_ATTRINDX_MASK) == PTE_ATTRINDX(MT_NORMAL) ||
 166              (new & PTE_ATTRINDX_MASK) == PTE_ATTRINDX(MT_NORMAL_TAGGED)))
 167                 mask |= PTE_ATTRINDX_MASK;
 168
 169         return ((old ^ new) & ~mask) == 0;
 170 }
 171
 172 static void init_pte(pmd_t *pmdp, unsigned long addr, unsigned long end,
 173                      phys_addr_t phys, pgprot_t prot)
 174 {
 175         pte_t *ptep;
 176
 177         ptep = pte_set_fixmap_offset(pmdp, addr);
 178         do {
 179                 pte_t old_pte = READ_ONCE(*ptep);
 180
 181                 set_pte(ptep, pfn_pte(__phys_to_pfn(phys), prot));
 182
 183                 /*
 184                  * After the PTE entry has been populated once, we
 185                  * only allow updates to the permission attributes.
 186                  */
 187                 BUG_ON(!pgattr_change_is_safe(pte_val(old_pte),
 188                                               READ_ONCE(pte_val(*ptep))));
 189
 190                 phys += PAGE_SIZE;
 191         } while (ptep++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
 192
 193         pte_clear_fixmap();
 194 }
 195
 196 static void alloc_init_cont_pte(pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
 197                                 unsigned long end, phys_addr_t phys,
 198                                 pgprot_t prot,
 199                                 phys_addr_t (*pgtable_alloc)(int),
 200                                 int flags)
 201 {
 202         unsigned long next;
 203         pmd_t pmd = READ_ONCE(*pmdp);
 204
 205         BUG_ON(pmd_sect(pmd));
 206         if (pmd_none(pmd)) {
 207                 pmdval_t pmdval = PMD_TYPE_TABLE | PMD_TABLE_UXN;
 208                 phys_addr_t pte_phys;
 209
 210                 if (flags & NO_EXEC_MAPPINGS)
 211                         pmdval |= PMD_TABLE_PXN;
 212                 BUG_ON(!pgtable_alloc);
 213                 pte_phys = pgtable_alloc(PAGE_SHIFT);
 214                 __pmd_populate(pmdp, pte_phys, pmdval);
 215                 pmd = READ_ONCE(*pmdp);
 216         }
 217         BUG_ON(pmd_bad(pmd));
 218
 219         do {
 220                 pgprot_t __prot = prot;
 221
 222                 next = pte_cont_addr_end(addr, end);
 223
 224                 /* use a contiguous mapping if the range is suitably aligned */
 225                 if ((((addr | next | phys) & ~CONT_PTE_MASK) == 0) &&
 226                     (flags & NO_CONT_MAPPINGS) == 0)
 227                         __prot = __pgprot(pgprot_val(prot) | PTE_CONT);
 228
 229                 init_pte(pmdp, addr, next, phys, __prot);
 230
 231                 phys += next - addr;
 232         } while (addr = next, addr != end);
 233 }
 234
 235 static void init_pmd(pud_t *pudp, unsigned long addr, unsigned long end,
 236                      phys_addr_t phys, pgprot_t prot,
 237                      phys_addr_t (*pgtable_alloc)(int), int flags)
 238 {
 239         unsigned long next;
 240         pmd_t *pmdp;
 241
 242         pmdp = pmd_set_fixmap_offset(pudp, addr);
 243         do {
 244                 pmd_t old_pmd = READ_ONCE(*pmdp);
 245
 246                 next = pmd_addr_end(addr, end);
 247
 248                 /* try section mapping first */
 249                 if (((addr | next | phys) & ~PMD_MASK) == 0 &&
 250                     (flags & NO_BLOCK_MAPPINGS) == 0) {
 251                         pmd_set_huge(pmdp, phys, prot);
 252
 253                         /*
 254                          * After the PMD entry has been populated once, we
 255                          * only allow updates to the permission attributes.
 256                          */
 257                         BUG_ON(!pgattr_change_is_safe(pmd_val(old_pmd),
 258                                                       READ_ONCE(pmd_val(*pmdp))));
 259                 } else {
 260                         alloc_init_cont_pte(pmdp, addr, next, phys, prot,
 261                                             pgtable_alloc, flags);
 262
 263                         BUG_ON(pmd_val(old_pmd) != 0 &&
 264                                pmd_val(old_pmd) != READ_ONCE(pmd_val(*pmdp)));
 265                 }
 266                 phys += next - addr;
 267         } while (pmdp++, addr = next, addr != end);
 268
 269         pmd_clear_fixmap();
 270 }
 271
 272 static void alloc_init_cont_pmd(pud_t *pudp, unsigned long addr,
 273                                 unsigned long end, phys_addr_t phys,
 274                                 pgprot_t prot,
 275                                 phys_addr_t (*pgtable_alloc)(int), int flags)
 276 {
 277         unsigned long next;
 278         pud_t pud = READ_ONCE(*pudp);
 279
 280         /*
 281          * Check for initial section mappings in the pgd/pud.
 282          */
 283         BUG_ON(pud_sect(pud));
 284         if (pud_none(pud)) {
 285                 pudval_t pudval = PUD_TYPE_TABLE | PUD_TABLE_UXN;
 286                 phys_addr_t pmd_phys;
 287
 288                 if (flags & NO_EXEC_MAPPINGS)
 289                         pudval |= PUD_TABLE_PXN;
 290                 BUG_ON(!pgtable_alloc);
 291                 pmd_phys = pgtable_alloc(PMD_SHIFT);
 292                 __pud_populate(pudp, pmd_phys, pudval);
 293                 pud = READ_ONCE(*pudp);
 294         }
 295         BUG_ON(pud_bad(pud));
 296
 297         do {
 298                 pgprot_t __prot = prot;
 299
 300                 next = pmd_cont_addr_end(addr, end);
 301
 302                 /* use a contiguous mapping if the range is suitably aligned */
 303                 if ((((addr | next | phys) & ~CONT_PMD_MASK) == 0) &&
 304                     (flags & NO_CONT_MAPPINGS) == 0)
 305                         __prot = __pgprot(pgprot_val(prot) | PTE_CONT);
 306
 307                 init_pmd(pudp, addr, next, phys, __prot, pgtable_alloc, flags);
 308
 309                 phys += next - addr;
 310         } while (addr = next, addr != end);
 311 }
 312
 313 static void alloc_init_pud(pgd_t *pgdp, unsigned long addr, unsigned long end,
 314                            phys_addr_t phys, pgprot_t prot,
 315                            phys_addr_t (*pgtable_alloc)(int),
 316                            int flags)
 317 {
 318         unsigned long next;
 319         pud_t *pudp;
 320         p4d_t *p4dp = p4d_offset(pgdp, addr);
 321         p4d_t p4d = READ_ONCE(*p4dp);
 322
 323         if (p4d_none(p4d)) {
 324                 p4dval_t p4dval = P4D_TYPE_TABLE | P4D_TABLE_UXN;
 325                 phys_addr_t pud_phys;
 326
 327                 if (flags & NO_EXEC_MAPPINGS)
 328                         p4dval |= P4D_TABLE_PXN;
 329                 BUG_ON(!pgtable_alloc);
 330                 pud_phys = pgtable_alloc(PUD_SHIFT);
 331                 __p4d_populate(p4dp, pud_phys, p4dval);
 332                 p4d = READ_ONCE(*p4dp);
 333         }
 334         BUG_ON(p4d_bad(p4d));
 335
 336         pudp = pud_set_fixmap_offset(p4dp, addr);
 337         do {
 338                 pud_t old_pud = READ_ONCE(*pudp);
 339
 340                 next = pud_addr_end(addr, end);
 341
 342                 /*
 343                  * For 4K granule only, attempt to put down a 1GB block
 344                  */
 345                 if (pud_sect_supported() &&
 346                    ((addr | next | phys) & ~PUD_MASK) == 0 &&
 347                     (flags & NO_BLOCK_MAPPINGS) == 0) {
 348                         pud_set_huge(pudp, phys, prot);
 349
 350                         /*
 351                          * After the PUD entry has been populated once, we
 352                          * only allow updates to the permission attributes.
 353                          */
 354                         BUG_ON(!pgattr_change_is_safe(pud_val(old_pud),
 355                                                       READ_ONCE(pud_val(*pudp))));
 356                 } else {
 357                         alloc_init_cont_pmd(pudp, addr, next, phys, prot,
 358                                             pgtable_alloc, flags);
 359
 360                         BUG_ON(pud_val(old_pud) != 0 &&
 361                                pud_val(old_pud) != READ_ONCE(pud_val(*pudp)));
 362                 }
 363                 phys += next - addr;
 364         } while (pudp++, addr = next, addr != end);
 365
 366         pud_clear_fixmap();
 367 }
 368
 369 static void __create_pgd_mapping_locked(pgd_t *pgdir, phys_addr_t phys,
 370                                         unsigned long virt, phys_addr_t size,
 371                                         pgprot_t prot,
 372                                         phys_addr_t (*pgtable_alloc)(int),
 373                                         int flags)
 374 {
 375         unsigned long addr, end, next;
 376         pgd_t *pgdp = pgd_offset_pgd(pgdir, virt);
 377
 378         /*
 379          * If the virtual and physical address don't have the same offset
 380          * within a page, we cannot map the region as the caller expects.
 381          */
 382         if (WARN_ON((phys ^ virt) & ~PAGE_MASK))
 383                 return;
 384
 385         phys &= PAGE_MASK;
 386         addr = virt & PAGE_MASK;
 387         end = PAGE_ALIGN(virt + size);
 388
 389         do {
 390                 next = pgd_addr_end(addr, end);
 391                 alloc_init_pud(pgdp, addr, next, phys, prot, pgtable_alloc,
 392                                flags);
 393                 phys += next - addr;
 394         } while (pgdp++, addr = next, addr != end);
 395 }
 396
 397 static void __create_pgd_mapping(pgd_t *pgdir, phys_addr_t phys,
 398                                  unsigned long virt, phys_addr_t size,
 399                                  pgprot_t prot,
 400                                  phys_addr_t (*pgtable_alloc)(int),
 401                                  int flags)
 402 {
 403         mutex_lock(&fixmap_lock);
 404         __create_pgd_mapping_locked(pgdir, phys, virt, size, prot,
 405                                     pgtable_alloc, flags);
 406         mutex_unlock(&fixmap_lock);
 407 }
 408
 409 #ifdef CONFIG_UNMAP_KERNEL_AT_EL0
 410 extern __alias(__create_pgd_mapping_locked)
 411 void create_kpti_ng_temp_pgd(pgd_t *pgdir, phys_addr_t phys, unsigned long virt,
 412                              phys_addr_t size, pgprot_t prot,
 413                              phys_addr_t (*pgtable_alloc)(int), int flags);
 414 #endif
 415
 416 static phys_addr_t __pgd_pgtable_alloc(int shift)
 417 {
 418         void *ptr = (void *)__get_free_page(GFP_PGTABLE_KERNEL);
 419         BUG_ON(!ptr);
 420
 421         /* Ensure the zeroed page is visible to the page table walker */
 422         dsb(ishst);
 423         return __pa(ptr);
 424 }
 425
 426 static phys_addr_t pgd_pgtable_alloc(int shift)
 427 {
 428         phys_addr_t pa = __pgd_pgtable_alloc(shift);
 429
 430         /*
 431          * Call proper page table ctor in case later we need to
 432          * call core mm functions like apply_to_page_range() on
 433          * this pre-allocated page table.
 434          *
 435          * We don't select ARCH_ENABLE_SPLIT_PMD_PTLOCK if pmd is
 436          * folded, and if so pgtable_pmd_page_ctor() becomes nop.
 437          */
 438         if (shift == PAGE_SHIFT)
 439                 BUG_ON(!pgtable_pte_page_ctor(phys_to_page(pa)));
 440         else if (shift == PMD_SHIFT)
 441                 BUG_ON(!pgtable_pmd_page_ctor(phys_to_page(pa)));
 442
 443         return pa;
 444 }
 445
 446 /*
 447  * This function can only be used to modify existing table entries,
 448  * without allocating new levels of table. Note that this permits the
 449  * creation of new section or page entries.
 450  */
 451 void __init create_mapping_noalloc(phys_addr_t phys, unsigned long virt,
 452                                    phys_addr_t size, pgprot_t prot)
 453 {
 454         if (virt < PAGE_OFFSET) {
 455                 pr_warn("BUG: not creating mapping for %pa at 0x%016lx - outside kernel range\n",
 456                         &phys, virt);
 457                 return;
 458         }
 459         __create_pgd_mapping(init_mm.pgd, phys, virt, size, prot, NULL,
 460                              NO_CONT_MAPPINGS);
 461 }
 462
 463 void __init create_pgd_mapping(struct mm_struct *mm, phys_addr_t phys,
 464                                unsigned long virt, phys_addr_t size,
 465                                pgprot_t prot, bool page_mappings_only)
 466 {
 467         int flags = 0;
 468
 469         BUG_ON(mm == &init_mm);
 470
 471         if (page_mappings_only)
 472                 flags = NO_BLOCK_MAPPINGS | NO_CONT_MAPPINGS;
 473
 474         __create_pgd_mapping(mm->pgd, phys, virt, size, prot,
 475                              pgd_pgtable_alloc, flags);
 476 }
 477
 478 static void update_mapping_prot(phys_addr_t phys, unsigned long virt,
 479                                 phys_addr_t size, pgprot_t prot)
 480 {
 481         if (virt < PAGE_OFFSET) {
 482                 pr_warn("BUG: not updating mapping for %pa at 0x%016lx - outside kernel range\n",
 483                         &phys, virt);
 484                 return;
 485         }
 486
 487         __create_pgd_mapping(init_mm.pgd, phys, virt, size, prot, NULL,
 488                              NO_CONT_MAPPINGS);
 489
 490         /* flush the TLBs after updating live kernel mappings */
 491         flush_tlb_kernel_range(virt, virt + size);
 492 }
 493
 494 static void __init __map_memblock(pgd_t *pgdp, phys_addr_t start,
 495                                   phys_addr_t end, pgprot_t prot, int flags)
 496 {
 497         __create_pgd_mapping(pgdp, start, __phys_to_virt(start), end - start,
 498                              prot, early_pgtable_alloc, flags);
 499 }
 500
 501 void __init mark_linear_text_alias_ro(void)
 502 {
 503         /*
 504          * Remove the write permissions from the linear alias of .text/.rodata
 505          */
 506         update_mapping_prot(__pa_symbol(_stext), (unsigned long)lm_alias(_stext),
 507                             (unsigned long)__init_begin - (unsigned long)_stext,
 508                             PAGE_KERNEL_RO);
 509 }
 510
 511 #ifdef CONFIG_KFENCE
 512
 513 bool __ro_after_init kfence_early_init = !!CONFIG_KFENCE_SAMPLE_INTERVAL;
 514
 515 /* early_param() will be parsed before map_mem() below. */
 516 static int __init parse_kfence_early_init(char *arg)
 517 {
 518         int val;
 519
 520         if (get_option(&arg, &val))
 521                 kfence_early_init = !!val;
 522         return 0;
 523 }
 524 early_param("kfence.sample_interval", parse_kfence_early_init);
 525
 526 static phys_addr_t __init arm64_kfence_alloc_pool(void)
 527 {
 528         phys_addr_t kfence_pool;
 529
 530         if (!kfence_early_init)
 531                 return 0;
 532
 533         kfence_pool = memblock_phys_alloc(KFENCE_POOL_SIZE, PAGE_SIZE);
 534         if (!kfence_pool) {
 535                 pr_err("failed to allocate kfence pool\n");
 536                 kfence_early_init = false;
 537                 return 0;
 538         }
 539
 540         /* Temporarily mark as NOMAP. */
 541         memblock_mark_nomap(kfence_pool, KFENCE_POOL_SIZE);
 542
 543         return kfence_pool;
 544 }
 545
 546 static void __init arm64_kfence_map_pool(phys_addr_t kfence_pool, pgd_t *pgdp)
 547 {
 548         if (!kfence_pool)
 549                 return;
 550
 551         /* KFENCE pool needs page-level mapping. */
 552         __map_memblock(pgdp, kfence_pool, kfence_pool + KFENCE_POOL_SIZE,
 553                         pgprot_tagged(PAGE_KERNEL),
 554                         NO_BLOCK_MAPPINGS | NO_CONT_MAPPINGS);
 555         memblock_clear_nomap(kfence_pool, KFENCE_POOL_SIZE);
 556         __kfence_pool = phys_to_virt(kfence_pool);
 557 }
 558 #else /* CONFIG_KFENCE */
 559
 560 static inline phys_addr_t arm64_kfence_alloc_pool(void) { return 0; }
 561 static inline void arm64_kfence_map_pool(phys_addr_t kfence_pool, pgd_t *pgdp) { }
 562
 563 #endif /* CONFIG_KFENCE */
 564
 565 static void __init map_mem(pgd_t *pgdp)
 566 {
 567         static const u64 direct_map_end = _PAGE_END(VA_BITS_MIN);
 568         phys_addr_t kernel_start = __pa_symbol(_stext);
 569         phys_addr_t kernel_end = __pa_symbol(__init_begin);
 570         phys_addr_t start, end;
 571         phys_addr_t early_kfence_pool;
 572         int flags = NO_EXEC_MAPPINGS;
 573         u64 i;
 574
 575         /*
 576          * Setting hierarchical PXNTable attributes on table entries covering
 577          * the linear region is only possible if it is guaranteed that no table
 578          * entries at any level are being shared between the linear region and
 579          * the vmalloc region. Check whether this is true for the PGD level, in
 580          * which case it is guaranteed to be true for all other levels as well.
 581          */
 582         BUILD_BUG_ON(pgd_index(direct_map_end - 1) == pgd_index(direct_map_end));
 583
 584         early_kfence_pool = arm64_kfence_alloc_pool();
 585
 586         if (can_set_direct_map())
 587                 flags |= NO_BLOCK_MAPPINGS | NO_CONT_MAPPINGS;
 588
 589         /*
 590          * Take care not to create a writable alias for the
 591          * read-only text and rodata sections of the kernel image.
 592          * So temporarily mark them as NOMAP to skip mappings in
 593          * the following for-loop
 594          */
 595         memblock_mark_nomap(kernel_start, kernel_end - kernel_start);
 596
 597         /* map all the memory banks */
 598         for_each_mem_range(i, &start, &end) {
 599                 if (start >= end)
 600                         break;
 601                 /*
 602                  * The linear map must allow allocation tags reading/writing
 603                  * if MTE is present. Otherwise, it has the same attributes as
 604                  * PAGE_KERNEL.
 605                  */
 606                 __map_memblock(pgdp, start, end, pgprot_tagged(PAGE_KERNEL),
 607                                flags);
 608         }
 609
 610         /*
 611          * Map the linear alias of the [_stext, __init_begin) interval
 612          * as non-executable now, and remove the write permission in
 613          * mark_linear_text_alias_ro() below (which will be called after
 614          * alternative patching has completed). This makes the contents
 615          * of the region accessible to subsystems such as hibernate,
 616          * but protects it from inadvertent modification or execution.
 617          * Note that contiguous mappings cannot be remapped in this way,
 618          * so we should avoid them here.
 619          */
 620         __map_memblock(pgdp, kernel_start, kernel_end,
 621                        PAGE_KERNEL, NO_CONT_MAPPINGS);
 622         memblock_clear_nomap(kernel_start, kernel_end - kernel_start);
 623         arm64_kfence_map_pool(early_kfence_pool, pgdp);
 624 }
 625
 626 void mark_rodata_ro(void)
 627 {
 628         unsigned long section_size;
 629
 630         /*
 631          * mark .rodata as read only. Use __init_begin rather than __end_rodata
 632          * to cover NOTES and EXCEPTION_TABLE.
 633          */
 634         section_size = (unsigned long)__init_begin - (unsigned long)__start_rodata;
 635         update_mapping_prot(__pa_symbol(__start_rodata), (unsigned long)__start_rodata,
 636                             section_size, PAGE_KERNEL_RO);
 637
 638         debug_checkwx();
 639 }
 640
 641 static void __init map_kernel_segment(pgd_t *pgdp, void *va_start, void *va_end,
 642                                       pgprot_t prot, struct vm_struct *vma,
 643                                       int flags, unsigned long vm_flags)
 644 {
 645         phys_addr_t pa_start = __pa_symbol(va_start);
 646         unsigned long size = va_end - va_start;
 647
 648         BUG_ON(!PAGE_ALIGNED(pa_start));
 649         BUG_ON(!PAGE_ALIGNED(size));
 650
 651         __create_pgd_mapping(pgdp, pa_start, (unsigned long)va_start, size, prot,
 652                              early_pgtable_alloc, flags);
 653
 654         if (!(vm_flags & VM_NO_GUARD))
 655                 size += PAGE_SIZE;
 656
 657         vma->addr       = va_start;
 658         vma->phys_addr  = pa_start;
 659         vma->size       = size;
 660         vma->flags      = VM_MAP | vm_flags;
 661         vma->caller     = __builtin_return_address(0);
 662
 663         vm_area_add_early(vma);
 664 }
 665
 666 static pgprot_t kernel_exec_prot(void)
 667 {
 668         return rodata_enabled ? PAGE_KERNEL_ROX : PAGE_KERNEL_EXEC;
 669 }
 670
 671 #ifdef CONFIG_UNMAP_KERNEL_AT_EL0
 672 static int __init map_entry_trampoline(void)
 673 {
 674         int i;
 675
 676         pgprot_t prot = kernel_exec_prot();
 677         phys_addr_t pa_start = __pa_symbol(__entry_tramp_text_start);
 678
 679         /* The trampoline is always mapped and can therefore be global */
 680         pgprot_val(prot) &= ~PTE_NG;
 681
 682         /* Map only the text into the trampoline page table */
 683         memset(tramp_pg_dir, 0, PGD_SIZE);
 684         __create_pgd_mapping(tramp_pg_dir, pa_start, TRAMP_VALIAS,
 685                              entry_tramp_text_size(), prot,
 686                              __pgd_pgtable_alloc, NO_BLOCK_MAPPINGS);
 687
 688         /* Map both the text and data into the kernel page table */
 689         for (i = 0; i < DIV_ROUND_UP(entry_tramp_text_size(), PAGE_SIZE); i++)
 690                 __set_fixmap(FIX_ENTRY_TRAMP_TEXT1 - i,
 691                              pa_start + i * PAGE_SIZE, prot);
 692
 693         if (IS_ENABLED(CONFIG_RELOCATABLE))
 694                 __set_fixmap(FIX_ENTRY_TRAMP_TEXT1 - i,
 695                              pa_start + i * PAGE_SIZE, PAGE_KERNEL_RO);
 696
 697         return 0;
 698 }
 699 core_initcall(map_entry_trampoline);
 700 #endif
 701
 702 /*
 703  * Open coded check for BTI, only for use to determine configuration
 704  * for early mappings for before the cpufeature code has run.
 705  */
 706 static bool arm64_early_this_cpu_has_bti(void)
 707 {
 708         u64 pfr1;
 709
 710         if (!IS_ENABLED(CONFIG_ARM64_BTI_KERNEL))
 711                 return false;
 712
 713         pfr1 = __read_sysreg_by_encoding(SYS_ID_AA64PFR1_EL1);
 714         return cpuid_feature_extract_unsigned_field(pfr1,
 715                                                     ID_AA64PFR1_EL1_BT_SHIFT);
 716 }
 717
 718 /*
 719  * Create fine-grained mappings for the kernel.
 720  */
 721 static void __init map_kernel(pgd_t *pgdp)
 722 {
 723         static struct vm_struct vmlinux_text, vmlinux_rodata, vmlinux_inittext,
 724                                 vmlinux_initdata, vmlinux_data;
 725
 726         /*
 727          * External debuggers may need to write directly to the text
 728          * mapping to install SW breakpoints. Allow this (only) when
 729          * explicitly requested with rodata=off.
 730          */
 731         pgprot_t text_prot = kernel_exec_prot();
 732
 733         /*
 734          * If we have a CPU that supports BTI and a kernel built for
 735          * BTI then mark the kernel executable text as guarded pages
 736          * now so we don't have to rewrite the page tables later.
 737          */
 738         if (arm64_early_this_cpu_has_bti())
 739                 text_prot = __pgprot_modify(text_prot, PTE_GP, PTE_GP);
 740
 741         /*
 742          * Only rodata will be remapped with different permissions later on,
 743          * all other segments are allowed to use contiguous mappings.
 744          */
 745         map_kernel_segment(pgdp, _stext, _etext, text_prot, &vmlinux_text, 0,
 746                            VM_NO_GUARD);
 747         map_kernel_segment(pgdp, __start_rodata, __inittext_begin, PAGE_KERNEL,
 748                            &vmlinux_rodata, NO_CONT_MAPPINGS, VM_NO_GUARD);
 749         map_kernel_segment(pgdp, __inittext_begin, __inittext_end, text_prot,
 750                            &vmlinux_inittext, 0, VM_NO_GUARD);
 751         map_kernel_segment(pgdp, __initdata_begin, __initdata_end, PAGE_KERNEL,
 752                            &vmlinux_initdata, 0, VM_NO_GUARD);
 753         map_kernel_segment(pgdp, _data, _end, PAGE_KERNEL, &vmlinux_data, 0, 0);
 754
 755         fixmap_copy(pgdp);
 756         kasan_copy_shadow(pgdp);
 757 }
 758
 759 static void __init create_idmap(void)
 760 {
 761         u64 start = __pa_symbol(__idmap_text_start);
 762         u64 size = __pa_symbol(__idmap_text_end) - start;
 763         pgd_t *pgd = idmap_pg_dir;
 764         u64 pgd_phys;
 765
 766         /* check if we need an additional level of translation */
 767         if (VA_BITS < 48 && idmap_t0sz < (64 - VA_BITS_MIN)) {
 768                 pgd_phys = early_pgtable_alloc(PAGE_SHIFT);
 769                 set_pgd(&idmap_pg_dir[start >> VA_BITS],
 770                         __pgd(pgd_phys | P4D_TYPE_TABLE));
 771                 pgd = __va(pgd_phys);
 772         }
 773         __create_pgd_mapping(pgd, start, start, size, PAGE_KERNEL_ROX,
 774                              early_pgtable_alloc, 0);
 775
 776         if (IS_ENABLED(CONFIG_UNMAP_KERNEL_AT_EL0)) {
 777                 extern u32 __idmap_kpti_flag;
 778                 u64 pa = __pa_symbol(&__idmap_kpti_flag);
 779
 780                 /*
 781                  * The KPTI G-to-nG conversion code needs a read-write mapping
 782                  * of its synchronization flag in the ID map.
 783                  */
 784                 __create_pgd_mapping(pgd, pa, pa, sizeof(u32), PAGE_KERNEL,
 785                                      early_pgtable_alloc, 0);
 786         }
 787 }
 788
 789 void __init paging_init(void)
 790 {
 791         pgd_t *pgdp = pgd_set_fixmap(__pa_symbol(swapper_pg_dir));
 792         extern pgd_t init_idmap_pg_dir[];
 793
 794         idmap_t0sz = 63UL - __fls(__pa_symbol(_end) | GENMASK(VA_BITS_MIN - 1, 0));
 795
 796         map_kernel(pgdp);
 797         map_mem(pgdp);
 798
 799         pgd_clear_fixmap();
 800
 801         cpu_replace_ttbr1(lm_alias(swapper_pg_dir), init_idmap_pg_dir);
 802         init_mm.pgd = swapper_pg_dir;
 803
 804         memblock_phys_free(__pa_symbol(init_pg_dir),
 805                            __pa_symbol(init_pg_end) - __pa_symbol(init_pg_dir));
 806
 807         memblock_allow_resize();
 808
 809         create_idmap();
 810 }
 811
 812 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
 813 static void free_hotplug_page_range(struct page *page, size_t size,
 814                                     struct vmem_altmap *altmap)
 815 {
 816         if (altmap) {
 817                 vmem_altmap_free(altmap, size >> PAGE_SHIFT);
 818         } else {
 819                 WARN_ON(PageReserved(page));
 820                 free_pages((unsigned long)page_address(page), get_order(size));
 821         }
 822 }
 823
 824 static void free_hotplug_pgtable_page(struct page *page)
 825 {
 826         free_hotplug_page_range(page, PAGE_SIZE, NULL);
 827 }
 828
 829 static bool pgtable_range_aligned(unsigned long start, unsigned long end,
 830                                   unsigned long floor, unsigned long ceiling,
 831                                   unsigned long mask)
 832 {
 833         start &= mask;
 834         if (start < floor)
 835                 return false;
 836
 837         if (ceiling) {
 838                 ceiling &= mask;
 839                 if (!ceiling)
 840                         return false;
 841         }
 842
 843         if (end - 1 > ceiling - 1)
 844                 return false;
 845         return true;
 846 }
 847
 848 static void unmap_hotplug_pte_range(pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
 849                                     unsigned long end, bool free_mapped,
 850                                     struct vmem_altmap *altmap)
 851 {
 852         pte_t *ptep, pte;
 853
 854         do {
 855                 ptep = pte_offset_kernel(pmdp, addr);
 856                 pte = READ_ONCE(*ptep);
 857                 if (pte_none(pte))
 858                         continue;
 859
 860                 WARN_ON(!pte_present(pte));
 861                 pte_clear(&init_mm, addr, ptep);
 862                 flush_tlb_kernel_range(addr, addr + PAGE_SIZE);
 863                 if (free_mapped)
 864                         free_hotplug_page_range(pte_page(pte),
 865                                                 PAGE_SIZE, altmap);
 866         } while (addr += PAGE_SIZE, addr < end);
 867 }
 868
 869 static void unmap_hotplug_pmd_range(pud_t *pudp, unsigned long addr,
 870                                     unsigned long end, bool free_mapped,
 871                                     struct vmem_altmap *altmap)
 872 {
 873         unsigned long next;
 874         pmd_t *pmdp, pmd;
 875
 876         do {
 877                 next = pmd_addr_end(addr, end);
 878                 pmdp = pmd_offset(pudp, addr);
 879                 pmd = READ_ONCE(*pmdp);
 880                 if (pmd_none(pmd))
 881                         continue;
 882
 883                 WARN_ON(!pmd_present(pmd));
 884                 if (pmd_sect(pmd)) {
 885                         pmd_clear(pmdp);
 886
 887                         /*
 888                          * One TLBI should be sufficient here as the PMD_SIZE
 889                          * range is mapped with a single block entry.
 890                          */
 891                         flush_tlb_kernel_range(addr, addr + PAGE_SIZE);
 892                         if (free_mapped)
 893                                 free_hotplug_page_range(pmd_page(pmd),
 894                                                         PMD_SIZE, altmap);
 895                         continue;
 896                 }
 897                 WARN_ON(!pmd_table(pmd));
 898                 unmap_hotplug_pte_range(pmdp, addr, next, free_mapped, altmap);
 899         } while (addr = next, addr < end);
 900 }
 901
 902 static void unmap_hotplug_pud_range(p4d_t *p4dp, unsigned long addr,
 903                                     unsigned long end, bool free_mapped,
 904                                     struct vmem_altmap *altmap)
 905 {
 906         unsigned long next;
 907         pud_t *pudp, pud;
 908
 909         do {
 910                 next = pud_addr_end(addr, end);
 911                 pudp = pud_offset(p4dp, addr);
 912                 pud = READ_ONCE(*pudp);
 913                 if (pud_none(pud))
 914                         continue;
 915
 916                 WARN_ON(!pud_present(pud));
 917                 if (pud_sect(pud)) {
 918                         pud_clear(pudp);
 919
 920                         /*
 921                          * One TLBI should be sufficient here as the PUD_SIZE
 922                          * range is mapped with a single block entry.
 923                          */
 924                         flush_tlb_kernel_range(addr, addr + PAGE_SIZE);
 925                         if (free_mapped)
 926                                 free_hotplug_page_range(pud_page(pud),
 927                                                         PUD_SIZE, altmap);
 928                         continue;
 929                 }
 930                 WARN_ON(!pud_table(pud));
 931                 unmap_hotplug_pmd_range(pudp, addr, next, free_mapped, altmap);
 932         } while (addr = next, addr < end);
 933 }
 934
 935 static void unmap_hotplug_p4d_range(pgd_t *pgdp, unsigned long addr,
 936                                     unsigned long end, bool free_mapped,
 937                                     struct vmem_altmap *altmap)
 938 {
 939         unsigned long next;
 940         p4d_t *p4dp, p4d;
 941
 942         do {
 943                 next = p4d_addr_end(addr, end);
 944                 p4dp = p4d_offset(pgdp, addr);
 945                 p4d = READ_ONCE(*p4dp);
 946                 if (p4d_none(p4d))
 947                         continue;
 948
 949                 WARN_ON(!p4d_present(p4d));
 950                 unmap_hotplug_pud_range(p4dp, addr, next, free_mapped, altmap);
 951         } while (addr = next, addr < end);
 952 }
 953
 954 static void unmap_hotplug_range(unsigned long addr, unsigned long end,
 955                                 bool free_mapped, struct vmem_altmap *altmap)
 956 {
 957         unsigned long next;
 958         pgd_t *pgdp, pgd;
 959
 960         /*
 961          * altmap can only be used as vmemmap mapping backing memory.
 962          * In case the backing memory itself is not being freed, then
 963          * altmap is irrelevant. Warn about this inconsistency when
 964          * encountered.
 965          */
 966         WARN_ON(!free_mapped && altmap);
 967
 968         do {
 969                 next = pgd_addr_end(addr, end);
 970                 pgdp = pgd_offset_k(addr);
 971                 pgd = READ_ONCE(*pgdp);
 972                 if (pgd_none(pgd))
 973                         continue;
 974
 975                 WARN_ON(!pgd_present(pgd));
 976                 unmap_hotplug_p4d_range(pgdp, addr, next, free_mapped, altmap);
 977         } while (addr = next, addr < end);
 978 }
 979
 980 static void free_empty_pte_table(pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
 981                                  unsigned long end, unsigned long floor,
 982                                  unsigned long ceiling)
 983 {
 984         pte_t *ptep, pte;
 985         unsigned long i, start = addr;
 986
 987         do {
 988                 ptep = pte_offset_kernel(pmdp, addr);
 989                 pte = READ_ONCE(*ptep);
 990
 991                 /*
 992                  * This is just a sanity check here which verifies that
 993                  * pte clearing has been done by earlier unmap loops.
 994                  */
 995                 WARN_ON(!pte_none(pte));
 996         } while (addr += PAGE_SIZE, addr < end);
 997
 998         if (!pgtable_range_aligned(start, end, floor, ceiling, PMD_MASK))
 999                 return;
1000
1001         /*
1002          * Check whether we can free the pte page if the rest of the
1003          * entries are empty. Overlap with other regions have been
1004          * handled by the floor/ceiling check.
1005          */
1006         ptep = pte_offset_kernel(pmdp, 0UL);
1007         for (i = 0; i < PTRS_PER_PTE; i++) {
1008                 if (!pte_none(READ_ONCE(ptep[i])))
1009                         return;
1010         }
1011
1012         pmd_clear(pmdp);
1013         __flush_tlb_kernel_pgtable(start);
1014         free_hotplug_pgtable_page(virt_to_page(ptep));
1015 }
1016
1017 static void free_empty_pmd_table(pud_t *pudp, unsigned long addr,
1018                                  unsigned long end, unsigned long floor,
1019                                  unsigned long ceiling)
1020 {
1021         pmd_t *pmdp, pmd;
1022         unsigned long i, next, start = addr;
1023
1024         do {
1025                 next = pmd_addr_end(addr, end);
1026                 pmdp = pmd_offset(pudp, addr);
1027                 pmd = READ_ONCE(*pmdp);
1028                 if (pmd_none(pmd))
1029                         continue;
1030
1031                 WARN_ON(!pmd_present(pmd) || !pmd_table(pmd) || pmd_sect(pmd));
1032                 free_empty_pte_table(pmdp, addr, next, floor, ceiling);
1033         } while (addr = next, addr < end);
1034
1035         if (CONFIG_PGTABLE_LEVELS <= 2)
1036                 return;
1037
1038         if (!pgtable_range_aligned(start, end, floor, ceiling, PUD_MASK))
1039                 return;
1040
1041         /*
1042          * Check whether we can free the pmd page if the rest of the
1043          * entries are empty. Overlap with other regions have been
1044          * handled by the floor/ceiling check.
1045          */
1046         pmdp = pmd_offset(pudp, 0UL);
1047         for (i = 0; i < PTRS_PER_PMD; i++) {
1048                 if (!pmd_none(READ_ONCE(pmdp[i])))
1049                         return;
1050         }
1051
1052         pud_clear(pudp);
1053         __flush_tlb_kernel_pgtable(start);
1054         free_hotplug_pgtable_page(virt_to_page(pmdp));
1055 }
1056
1057 static void free_empty_pud_table(p4d_t *p4dp, unsigned long addr,
1058                                  unsigned long end, unsigned long floor,
1059                                  unsigned long ceiling)
1060 {
1061         pud_t *pudp, pud;
1062         unsigned long i, next, start = addr;
1063
1064         do {
1065                 next = pud_addr_end(addr, end);
1066                 pudp = pud_offset(p4dp, addr);
1067                 pud = READ_ONCE(*pudp);
1068                 if (pud_none(pud))
1069                         continue;
1070
1071                 WARN_ON(!pud_present(pud) || !pud_table(pud) || pud_sect(pud));
1072                 free_empty_pmd_table(pudp, addr, next, floor, ceiling);
1073         } while (addr = next, addr < end);
1074
1075         if (CONFIG_PGTABLE_LEVELS <= 3)
1076                 return;
1077
1078         if (!pgtable_range_aligned(start, end, floor, ceiling, PGDIR_MASK))
1079                 return;
1080
1081         /*
1082          * Check whether we can free the pud page if the rest of the
1083          * entries are empty. Overlap with other regions have been
1084          * handled by the floor/ceiling check.
1085          */
1086         pudp = pud_offset(p4dp, 0UL);
1087         for (i = 0; i < PTRS_PER_PUD; i++) {
1088                 if (!pud_none(READ_ONCE(pudp[i])))
1089                         return;
1090         }
1091
1092         p4d_clear(p4dp);
1093         __flush_tlb_kernel_pgtable(start);
1094         free_hotplug_pgtable_page(virt_to_page(pudp));
1095 }
1096
1097 static void free_empty_p4d_table(pgd_t *pgdp, unsigned long addr,
1098                                  unsigned long end, unsigned long floor,
1099                                  unsigned long ceiling)
1100 {
1101         unsigned long next;
1102         p4d_t *p4dp, p4d;
1103
1104         do {
1105                 next = p4d_addr_end(addr, end);
1106                 p4dp = p4d_offset(pgdp, addr);
1107                 p4d = READ_ONCE(*p4dp);
1108                 if (p4d_none(p4d))
1109                         continue;
1110
1111                 WARN_ON(!p4d_present(p4d));
1112                 free_empty_pud_table(p4dp, addr, next, floor, ceiling);
1113         } while (addr = next, addr < end);
1114 }
1115
1116 static void free_empty_tables(unsigned long addr, unsigned long end,
1117                               unsigned long floor, unsigned long ceiling)
1118 {
1119         unsigned long next;
1120         pgd_t *pgdp, pgd;
1121
1122         do {
1123                 next = pgd_addr_end(addr, end);
1124                 pgdp = pgd_offset_k(addr);
1125                 pgd = READ_ONCE(*pgdp);
1126                 if (pgd_none(pgd))
1127                         continue;
1128
1129                 WARN_ON(!pgd_present(pgd));
1130                 free_empty_p4d_table(pgdp, addr, next, floor, ceiling);
1131         } while (addr = next, addr < end);
1132 }
1133 #endif
1134
1135 void __meminit vmemmap_set_pmd(pmd_t *pmdp, void *p, int node,
1136                                unsigned long addr, unsigned long next)
1137 {
1138         pmd_set_huge(pmdp, __pa(p), __pgprot(PROT_SECT_NORMAL));
1139 }
1140
1141 int __meminit vmemmap_check_pmd(pmd_t *pmdp, int node,
1142                                 unsigned long addr, unsigned long next)
1143 {
1144         vmemmap_verify((pte_t *)pmdp, node, addr, next);
1145         return 1;
1146 }
1147
1148 int __meminit vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node,
1149                 struct vmem_altmap *altmap)
1150 {
1151         WARN_ON((start < VMEMMAP_START) || (end > VMEMMAP_END));
1152
1153         if (!IS_ENABLED(CONFIG_ARM64_4K_PAGES))
1154                 return vmemmap_populate_basepages(start, end, node, altmap);
1155         else
1156                 return vmemmap_populate_hugepages(start, end, node, altmap);
1157 }
1158
1159 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1160 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end,
1161                 struct vmem_altmap *altmap)
1162 {
1163         WARN_ON((start < VMEMMAP_START) || (end > VMEMMAP_END));
1164
1165         unmap_hotplug_range(start, end, true, altmap);
1166         free_empty_tables(start, end, VMEMMAP_START, VMEMMAP_END);
1167 }
1168 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1169
1170 int pud_set_huge(pud_t *pudp, phys_addr_t phys, pgprot_t prot)
1171 {
1172         pud_t new_pud = pfn_pud(__phys_to_pfn(phys), mk_pud_sect_prot(prot));
1173
1174         /* Only allow permission changes for now */
1175         if (!pgattr_change_is_safe(READ_ONCE(pud_val(*pudp)),
1176                                    pud_val(new_pud)))
1177                 return 0;
1178
1179         VM_BUG_ON(phys & ~PUD_MASK);
1180         set_pud(pudp, new_pud);
1181         return 1;
1182 }
1183
1184 int pmd_set_huge(pmd_t *pmdp, phys_addr_t phys, pgprot_t prot)
1185 {
1186         pmd_t new_pmd = pfn_pmd(__phys_to_pfn(phys), mk_pmd_sect_prot(prot));
1187
1188         /* Only allow permission changes for now */
1189         if (!pgattr_change_is_safe(READ_ONCE(pmd_val(*pmdp)),
1190                                    pmd_val(new_pmd)))
1191                 return 0;
1192
1193         VM_BUG_ON(phys & ~PMD_MASK);
1194         set_pmd(pmdp, new_pmd);
1195         return 1;
1196 }
1197
1198 int pud_clear_huge(pud_t *pudp)
1199 {
1200         if (!pud_sect(READ_ONCE(*pudp)))
1201                 return 0;
1202         pud_clear(pudp);
1203         return 1;
1204 }
1205
1206 int pmd_clear_huge(pmd_t *pmdp)
1207 {
1208         if (!pmd_sect(READ_ONCE(*pmdp)))
1209                 return 0;
1210         pmd_clear(pmdp);
1211         return 1;
1212 }
1213
1214 int pmd_free_pte_page(pmd_t *pmdp, unsigned long addr)
1215 {
1216         pte_t *table;
1217         pmd_t pmd;
1218
1219         pmd = READ_ONCE(*pmdp);
1220
1221         if (!pmd_table(pmd)) {
1222                 VM_WARN_ON(1);
1223                 return 1;
1224         }
1225
1226         table = pte_offset_kernel(pmdp, addr);
1227         pmd_clear(pmdp);
1228         __flush_tlb_kernel_pgtable(addr);
1229         pte_free_kernel(NULL, table);
1230         return 1;
1231 }
1232
1233 int pud_free_pmd_page(pud_t *pudp, unsigned long addr)
1234 {
1235         pmd_t *table;
1236         pmd_t *pmdp;
1237         pud_t pud;
1238         unsigned long next, end;
1239
1240         pud = READ_ONCE(*pudp);
1241
1242         if (!pud_table(pud)) {
1243                 VM_WARN_ON(1);
1244                 return 1;
1245         }
1246
1247         table = pmd_offset(pudp, addr);
1248         pmdp = table;
1249         next = addr;
1250         end = addr + PUD_SIZE;
1251         do {
1252                 pmd_free_pte_page(pmdp, next);
1253         } while (pmdp++, next += PMD_SIZE, next != end);
1254
1255         pud_clear(pudp);
1256         __flush_tlb_kernel_pgtable(addr);
1257         pmd_free(NULL, table);
1258         return 1;
1259 }
1260
1261 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1262 static void __remove_pgd_mapping(pgd_t *pgdir, unsigned long start, u64 size)
1263 {
1264         unsigned long end = start + size;
1265
1266         WARN_ON(pgdir != init_mm.pgd);
1267         WARN_ON((start < PAGE_OFFSET) || (end > PAGE_END));
1268
1269         unmap_hotplug_range(start, end, false, NULL);
1270         free_empty_tables(start, end, PAGE_OFFSET, PAGE_END);
1271 }
1272
1273 struct range arch_get_mappable_range(void)
1274 {
1275         struct range mhp_range;
1276         u64 start_linear_pa = __pa(_PAGE_OFFSET(vabits_actual));
1277         u64 end_linear_pa = __pa(PAGE_END - 1);
1278
1279         if (IS_ENABLED(CONFIG_RANDOMIZE_BASE)) {
1280                 /*
1281                  * Check for a wrap, it is possible because of randomized linear
1282                  * mapping the start physical address is actually bigger than
1283                  * the end physical address. In this case set start to zero
1284                  * because [0, end_linear_pa] range must still be able to cover
1285                  * all addressable physical addresses.
1286                  */
1287                 if (start_linear_pa > end_linear_pa)
1288                         start_linear_pa = 0;
1289         }
1290
1291         WARN_ON(start_linear_pa > end_linear_pa);
1292
1293         /*
1294          * Linear mapping region is the range [PAGE_OFFSET..(PAGE_END - 1)]
1295          * accommodating both its ends but excluding PAGE_END. Max physical
1296          * range which can be mapped inside this linear mapping range, must
1297          * also be derived from its end points.
1298          */
1299         mhp_range.start = start_linear_pa;
1300         mhp_range.end =  end_linear_pa;
1301
1302         return mhp_range;
1303 }
1304
1305 int arch_add_memory(int nid, u64 start, u64 size,
1306                     struct mhp_params *params)
1307 {
1308         int ret, flags = NO_EXEC_MAPPINGS;
1309
1310         VM_BUG_ON(!mhp_range_allowed(start, size, true));
1311
1312         if (can_set_direct_map())
1313                 flags |= NO_BLOCK_MAPPINGS | NO_CONT_MAPPINGS;
1314
1315         __create_pgd_mapping(swapper_pg_dir, start, __phys_to_virt(start),
1316                              size, params->pgprot, __pgd_pgtable_alloc,
1317                              flags);
1318
1319         memblock_clear_nomap(start, size);
1320
1321         ret = __add_pages(nid, start >> PAGE_SHIFT, size >> PAGE_SHIFT,
1322                            params);
1323         if (ret)
1324                 __remove_pgd_mapping(swapper_pg_dir,
1325                                      __phys_to_virt(start), size);
1326         else {
1327                 max_pfn = PFN_UP(start + size);
1328                 max_low_pfn = max_pfn;
1329         }
1330
1331         return ret;
1332 }
1333
1334 void arch_remove_memory(u64 start, u64 size, struct vmem_altmap *altmap)
1335 {
1336         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
1337         unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
1338
1339         __remove_pages(start_pfn, nr_pages, altmap);
1340         __remove_pgd_mapping(swapper_pg_dir, __phys_to_virt(start), size);
1341 }
1342
1343 /*
1344  * This memory hotplug notifier helps prevent boot memory from being
1345  * inadvertently removed as it blocks pfn range offlining process in
1346  * __offline_pages(). Hence this prevents both offlining as well as
1347  * removal process for boot memory which is initially always online.
1348  * In future if and when boot memory could be removed, this notifier
1349  * should be dropped and free_hotplug_page_range() should handle any
1350  * reserved pages allocated during boot.
1351  */
1352 static int prevent_bootmem_remove_notifier(struct notifier_block *nb,
1353                                            unsigned long action, void *data)
1354 {
1355         struct mem_section *ms;
1356         struct memory_notify *arg = data;
1357         unsigned long end_pfn = arg->start_pfn + arg->nr_pages;
1358         unsigned long pfn = arg->start_pfn;
1359
1360         if ((action != MEM_GOING_OFFLINE) && (action != MEM_OFFLINE))
1361                 return NOTIFY_OK;
1362
1363         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1364                 unsigned long start = PFN_PHYS(pfn);
1365                 unsigned long end = start + (1UL << PA_SECTION_SHIFT);
1366
1367                 ms = __pfn_to_section(pfn);
1368                 if (!early_section(ms))
1369                         continue;
1370
1371                 if (action == MEM_GOING_OFFLINE) {
1372                         /*
1373                          * Boot memory removal is not supported. Prevent
1374                          * it via blocking any attempted offline request
1375                          * for the boot memory and just report it.
1376                          */
1377                         pr_warn("Boot memory [%lx %lx] offlining attempted\n", start, end);
1378                         return NOTIFY_BAD;
1379                 } else if (action == MEM_OFFLINE) {
1380                         /*
1381                          * This should have never happened. Boot memory
1382                          * offlining should have been prevented by this
1383                          * very notifier. Probably some memory removal
1384                          * procedure might have changed which would then
1385                          * require further debug.
1386                          */
1387                         pr_err("Boot memory [%lx %lx] offlined\n", start, end);
1388
1389                         /*
1390                          * Core memory hotplug does not process a return
1391                          * code from the notifier for MEM_OFFLINE events.
1392                          * The error condition has been reported. Return
1393                          * from here as if ignored.
1394                          */
1395                         return NOTIFY_DONE;
1396                 }
1397         }
1398         return NOTIFY_OK;
1399 }
1400
1401 static struct notifier_block prevent_bootmem_remove_nb = {
1402         .notifier_call = prevent_bootmem_remove_notifier,
1403 };
1404
1405 /*
1406  * This ensures that boot memory sections on the platform are online
1407  * from early boot. Memory sections could not be prevented from being
1408  * offlined, unless for some reason they are not online to begin with.
1409  * This helps validate the basic assumption on which the above memory
1410  * event notifier works to prevent boot memory section offlining and
1411  * its possible removal.
1412  */
1413 static void validate_bootmem_online(void)
1414 {
1415         phys_addr_t start, end, addr;
1416         struct mem_section *ms;
1417         u64 i;
1418
1419         /*
1420          * Scanning across all memblock might be expensive
1421          * on some big memory systems. Hence enable this
1422          * validation only with DEBUG_VM.
1423          */
1424         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_VM))
1425                 return;
1426
1427         for_each_mem_range(i, &start, &end) {
1428                 for (addr = start; addr < end; addr += (1UL << PA_SECTION_SHIFT)) {
1429                         ms = __pfn_to_section(PHYS_PFN(addr));
1430
1431                         /*
1432                          * All memory ranges in the system at this point
1433                          * should have been marked as early sections.
1434                          */
1435                         WARN_ON(!early_section(ms));
1436
1437                         /*
1438                          * Memory notifier mechanism here to prevent boot
1439                          * memory offlining depends on the fact that each
1440                          * early section memory on the system is initially
1441                          * online. Otherwise a given memory section which
1442                          * is already offline will be overlooked and can
1443                          * be removed completely. Call out such sections.
1444                          */
1445                         if (!online_section(ms))
1446                                 pr_err("Boot memory [%llx %llx] is offline, can be removed\n",
1447                                         addr, addr + (1UL << PA_SECTION_SHIFT));
1448                 }
1449         }
1450 }
1451
1452 static int __init prevent_bootmem_remove_init(void)
1453 {
1454         int ret = 0;
1455
1456         if (!IS_ENABLED(CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE))
1457                 return ret;
1458
1459         validate_bootmem_online();
1460         ret = register_memory_notifier(&prevent_bootmem_remove_nb);
1461         if (ret)
1462                 pr_err("%s: Notifier registration failed %d\n", __func__, ret);
1463
1464         return ret;
1465 }
1466 early_initcall(prevent_bootmem_remove_init);
1467 #endif
1468
1469 pte_t ptep_modify_prot_start(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, pte_t *ptep)
1470 {
1471         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARM64_ERRATUM_2645198) &&
1472             cpus_have_const_cap(ARM64_WORKAROUND_2645198)) {
1473                 /*
1474                  * Break-before-make (BBM) is required for all user space mappings
1475                  * when the permission changes from executable to non-executable
1476                  * in cases where cpu is affected with errata #2645198.
1477                  */
1478                 if (pte_user_exec(READ_ONCE(*ptep)))
1479                         return ptep_clear_flush(vma, addr, ptep);
1480         }
1481         return ptep_get_and_clear(vma->vm_mm, addr, ptep);
1482 }
1483
1484 void ptep_modify_prot_commit(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, pte_t *ptep,
1485                              pte_t old_pte, pte_t pte)
1486 {
1487         set_pte_at(vma->vm_mm, addr, ptep, pte);
1488 }