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_END) && (virt < VMALLOC_START)) {
 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_END) && (virt < VMALLOC_START)) {
 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 #ifdef CONFIG_UNMAP_KERNEL_AT_EL0
 667 static int __init map_entry_trampoline(void)
 668 {
 669         int i;
 670
 671         pgprot_t prot = rodata_enabled ? PAGE_KERNEL_ROX : PAGE_KERNEL_EXEC;
 672         phys_addr_t pa_start = __pa_symbol(__entry_tramp_text_start);
 673
 674         /* The trampoline is always mapped and can therefore be global */
 675         pgprot_val(prot) &= ~PTE_NG;
 676
 677         /* Map only the text into the trampoline page table */
 678         memset(tramp_pg_dir, 0, PGD_SIZE);
 679         __create_pgd_mapping(tramp_pg_dir, pa_start, TRAMP_VALIAS,
 680                              entry_tramp_text_size(), prot,
 681                              __pgd_pgtable_alloc, NO_BLOCK_MAPPINGS);
 682
 683         /* Map both the text and data into the kernel page table */
 684         for (i = 0; i < DIV_ROUND_UP(entry_tramp_text_size(), PAGE_SIZE); i++)
 685                 __set_fixmap(FIX_ENTRY_TRAMP_TEXT1 - i,
 686                              pa_start + i * PAGE_SIZE, prot);
 687
 688         if (IS_ENABLED(CONFIG_RELOCATABLE))
 689                 __set_fixmap(FIX_ENTRY_TRAMP_TEXT1 - i,
 690                              pa_start + i * PAGE_SIZE, PAGE_KERNEL_RO);
 691
 692         return 0;
 693 }
 694 core_initcall(map_entry_trampoline);
 695 #endif
 696
 697 /*
 698  * Open coded check for BTI, only for use to determine configuration
 699  * for early mappings for before the cpufeature code has run.
 700  */
 701 static bool arm64_early_this_cpu_has_bti(void)
 702 {
 703         u64 pfr1;
 704
 705         if (!IS_ENABLED(CONFIG_ARM64_BTI_KERNEL))
 706                 return false;
 707
 708         pfr1 = __read_sysreg_by_encoding(SYS_ID_AA64PFR1_EL1);
 709         return cpuid_feature_extract_unsigned_field(pfr1,
 710                                                     ID_AA64PFR1_EL1_BT_SHIFT);
 711 }
 712
 713 /*
 714  * Create fine-grained mappings for the kernel.
 715  */
 716 static void __init map_kernel(pgd_t *pgdp)
 717 {
 718         static struct vm_struct vmlinux_text, vmlinux_rodata, vmlinux_inittext,
 719                                 vmlinux_initdata, vmlinux_data;
 720
 721         /*
 722          * External debuggers may need to write directly to the text
 723          * mapping to install SW breakpoints. Allow this (only) when
 724          * explicitly requested with rodata=off.
 725          */
 726         pgprot_t text_prot = rodata_enabled ? PAGE_KERNEL_ROX : PAGE_KERNEL_EXEC;
 727
 728         /*
 729          * If we have a CPU that supports BTI and a kernel built for
 730          * BTI then mark the kernel executable text as guarded pages
 731          * now so we don't have to rewrite the page tables later.
 732          */
 733         if (arm64_early_this_cpu_has_bti())
 734                 text_prot = __pgprot_modify(text_prot, PTE_GP, PTE_GP);
 735
 736         /*
 737          * Only rodata will be remapped with different permissions later on,
 738          * all other segments are allowed to use contiguous mappings.
 739          */
 740         map_kernel_segment(pgdp, _stext, _etext, text_prot, &vmlinux_text, 0,
 741                            VM_NO_GUARD);
 742         map_kernel_segment(pgdp, __start_rodata, __inittext_begin, PAGE_KERNEL,
 743                            &vmlinux_rodata, NO_CONT_MAPPINGS, VM_NO_GUARD);
 744         map_kernel_segment(pgdp, __inittext_begin, __inittext_end, text_prot,
 745                            &vmlinux_inittext, 0, VM_NO_GUARD);
 746         map_kernel_segment(pgdp, __initdata_begin, __initdata_end, PAGE_KERNEL,
 747                            &vmlinux_initdata, 0, VM_NO_GUARD);
 748         map_kernel_segment(pgdp, _data, _end, PAGE_KERNEL, &vmlinux_data, 0, 0);
 749
 750         fixmap_copy(pgdp);
 751         kasan_copy_shadow(pgdp);
 752 }
 753
 754 static void __init create_idmap(void)
 755 {
 756         u64 start = __pa_symbol(__idmap_text_start);
 757         u64 size = __pa_symbol(__idmap_text_end) - start;
 758         pgd_t *pgd = idmap_pg_dir;
 759         u64 pgd_phys;
 760
 761         /* check if we need an additional level of translation */
 762         if (VA_BITS < 48 && idmap_t0sz < (64 - VA_BITS_MIN)) {
 763                 pgd_phys = early_pgtable_alloc(PAGE_SHIFT);
 764                 set_pgd(&idmap_pg_dir[start >> VA_BITS],
 765                         __pgd(pgd_phys | P4D_TYPE_TABLE));
 766                 pgd = __va(pgd_phys);
 767         }
 768         __create_pgd_mapping(pgd, start, start, size, PAGE_KERNEL_ROX,
 769                              early_pgtable_alloc, 0);
 770
 771         if (IS_ENABLED(CONFIG_UNMAP_KERNEL_AT_EL0)) {
 772                 extern u32 __idmap_kpti_flag;
 773                 u64 pa = __pa_symbol(&__idmap_kpti_flag);
 774
 775                 /*
 776                  * The KPTI G-to-nG conversion code needs a read-write mapping
 777                  * of its synchronization flag in the ID map.
 778                  */
 779                 __create_pgd_mapping(pgd, pa, pa, sizeof(u32), PAGE_KERNEL,
 780                                      early_pgtable_alloc, 0);
 781         }
 782 }
 783
 784 void __init paging_init(void)
 785 {
 786         pgd_t *pgdp = pgd_set_fixmap(__pa_symbol(swapper_pg_dir));
 787         extern pgd_t init_idmap_pg_dir[];
 788
 789         idmap_t0sz = 63UL - __fls(__pa_symbol(_end) | GENMASK(VA_BITS_MIN - 1, 0));
 790
 791         map_kernel(pgdp);
 792         map_mem(pgdp);
 793
 794         pgd_clear_fixmap();
 795
 796         cpu_replace_ttbr1(lm_alias(swapper_pg_dir), init_idmap_pg_dir);
 797         init_mm.pgd = swapper_pg_dir;
 798
 799         memblock_phys_free(__pa_symbol(init_pg_dir),
 800                            __pa_symbol(init_pg_end) - __pa_symbol(init_pg_dir));
 801
 802         memblock_allow_resize();
 803
 804         create_idmap();
 805 }
 806
 807 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
 808 static void free_hotplug_page_range(struct page *page, size_t size,
 809                                     struct vmem_altmap *altmap)
 810 {
 811         if (altmap) {
 812                 vmem_altmap_free(altmap, size >> PAGE_SHIFT);
 813         } else {
 814                 WARN_ON(PageReserved(page));
 815                 free_pages((unsigned long)page_address(page), get_order(size));
 816         }
 817 }
 818
 819 static void free_hotplug_pgtable_page(struct page *page)
 820 {
 821         free_hotplug_page_range(page, PAGE_SIZE, NULL);
 822 }
 823
 824 static bool pgtable_range_aligned(unsigned long start, unsigned long end,
 825                                   unsigned long floor, unsigned long ceiling,
 826                                   unsigned long mask)
 827 {
 828         start &= mask;
 829         if (start < floor)
 830                 return false;
 831
 832         if (ceiling) {
 833                 ceiling &= mask;
 834                 if (!ceiling)
 835                         return false;
 836         }
 837
 838         if (end - 1 > ceiling - 1)
 839                 return false;
 840         return true;
 841 }
 842
 843 static void unmap_hotplug_pte_range(pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
 844                                     unsigned long end, bool free_mapped,
 845                                     struct vmem_altmap *altmap)
 846 {
 847         pte_t *ptep, pte;
 848
 849         do {
 850                 ptep = pte_offset_kernel(pmdp, addr);
 851                 pte = READ_ONCE(*ptep);
 852                 if (pte_none(pte))
 853                         continue;
 854
 855                 WARN_ON(!pte_present(pte));
 856                 pte_clear(&init_mm, addr, ptep);
 857                 flush_tlb_kernel_range(addr, addr + PAGE_SIZE);
 858                 if (free_mapped)
 859                         free_hotplug_page_range(pte_page(pte),
 860                                                 PAGE_SIZE, altmap);
 861         } while (addr += PAGE_SIZE, addr < end);
 862 }
 863
 864 static void unmap_hotplug_pmd_range(pud_t *pudp, unsigned long addr,
 865                                     unsigned long end, bool free_mapped,
 866                                     struct vmem_altmap *altmap)
 867 {
 868         unsigned long next;
 869         pmd_t *pmdp, pmd;
 870
 871         do {
 872                 next = pmd_addr_end(addr, end);
 873                 pmdp = pmd_offset(pudp, addr);
 874                 pmd = READ_ONCE(*pmdp);
 875                 if (pmd_none(pmd))
 876                         continue;
 877
 878                 WARN_ON(!pmd_present(pmd));
 879                 if (pmd_sect(pmd)) {
 880                         pmd_clear(pmdp);
 881
 882                         /*
 883                          * One TLBI should be sufficient here as the PMD_SIZE
 884                          * range is mapped with a single block entry.
 885                          */
 886                         flush_tlb_kernel_range(addr, addr + PAGE_SIZE);
 887                         if (free_mapped)
 888                                 free_hotplug_page_range(pmd_page(pmd),
 889                                                         PMD_SIZE, altmap);
 890                         continue;
 891                 }
 892                 WARN_ON(!pmd_table(pmd));
 893                 unmap_hotplug_pte_range(pmdp, addr, next, free_mapped, altmap);
 894         } while (addr = next, addr < end);
 895 }
 896
 897 static void unmap_hotplug_pud_range(p4d_t *p4dp, unsigned long addr,
 898                                     unsigned long end, bool free_mapped,
 899                                     struct vmem_altmap *altmap)
 900 {
 901         unsigned long next;
 902         pud_t *pudp, pud;
 903
 904         do {
 905                 next = pud_addr_end(addr, end);
 906                 pudp = pud_offset(p4dp, addr);
 907                 pud = READ_ONCE(*pudp);
 908                 if (pud_none(pud))
 909                         continue;
 910
 911                 WARN_ON(!pud_present(pud));
 912                 if (pud_sect(pud)) {
 913                         pud_clear(pudp);
 914
 915                         /*
 916                          * One TLBI should be sufficient here as the PUD_SIZE
 917                          * range is mapped with a single block entry.
 918                          */
 919                         flush_tlb_kernel_range(addr, addr + PAGE_SIZE);
 920                         if (free_mapped)
 921                                 free_hotplug_page_range(pud_page(pud),
 922                                                         PUD_SIZE, altmap);
 923                         continue;
 924                 }
 925                 WARN_ON(!pud_table(pud));
 926                 unmap_hotplug_pmd_range(pudp, addr, next, free_mapped, altmap);
 927         } while (addr = next, addr < end);
 928 }
 929
 930 static void unmap_hotplug_p4d_range(pgd_t *pgdp, unsigned long addr,
 931                                     unsigned long end, bool free_mapped,
 932                                     struct vmem_altmap *altmap)
 933 {
 934         unsigned long next;
 935         p4d_t *p4dp, p4d;
 936
 937         do {
 938                 next = p4d_addr_end(addr, end);
 939                 p4dp = p4d_offset(pgdp, addr);
 940                 p4d = READ_ONCE(*p4dp);
 941                 if (p4d_none(p4d))
 942                         continue;
 943
 944                 WARN_ON(!p4d_present(p4d));
 945                 unmap_hotplug_pud_range(p4dp, addr, next, free_mapped, altmap);
 946         } while (addr = next, addr < end);
 947 }
 948
 949 static void unmap_hotplug_range(unsigned long addr, unsigned long end,
 950                                 bool free_mapped, struct vmem_altmap *altmap)
 951 {
 952         unsigned long next;
 953         pgd_t *pgdp, pgd;
 954
 955         /*
 956          * altmap can only be used as vmemmap mapping backing memory.
 957          * In case the backing memory itself is not being freed, then
 958          * altmap is irrelevant. Warn about this inconsistency when
 959          * encountered.
 960          */
 961         WARN_ON(!free_mapped && altmap);
 962
 963         do {
 964                 next = pgd_addr_end(addr, end);
 965                 pgdp = pgd_offset_k(addr);
 966                 pgd = READ_ONCE(*pgdp);
 967                 if (pgd_none(pgd))
 968                         continue;
 969
 970                 WARN_ON(!pgd_present(pgd));
 971                 unmap_hotplug_p4d_range(pgdp, addr, next, free_mapped, altmap);
 972         } while (addr = next, addr < end);
 973 }
 974
 975 static void free_empty_pte_table(pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
 976                                  unsigned long end, unsigned long floor,
 977                                  unsigned long ceiling)
 978 {
 979         pte_t *ptep, pte;
 980         unsigned long i, start = addr;
 981
 982         do {
 983                 ptep = pte_offset_kernel(pmdp, addr);
 984                 pte = READ_ONCE(*ptep);
 985
 986                 /*
 987                  * This is just a sanity check here which verifies that
 988                  * pte clearing has been done by earlier unmap loops.
 989                  */
 990                 WARN_ON(!pte_none(pte));
 991         } while (addr += PAGE_SIZE, addr < end);
 992
 993         if (!pgtable_range_aligned(start, end, floor, ceiling, PMD_MASK))
 994                 return;
 995
 996         /*
 997          * Check whether we can free the pte page if the rest of the
 998          * entries are empty. Overlap with other regions have been
 999          * handled by the floor/ceiling check.
1000          */
1001         ptep = pte_offset_kernel(pmdp, 0UL);
1002         for (i = 0; i < PTRS_PER_PTE; i++) {
1003                 if (!pte_none(READ_ONCE(ptep[i])))
1004                         return;
1005         }
1006
1007         pmd_clear(pmdp);
1008         __flush_tlb_kernel_pgtable(start);
1009         free_hotplug_pgtable_page(virt_to_page(ptep));
1010 }
1011
1012 static void free_empty_pmd_table(pud_t *pudp, unsigned long addr,
1013                                  unsigned long end, unsigned long floor,
1014                                  unsigned long ceiling)
1015 {
1016         pmd_t *pmdp, pmd;
1017         unsigned long i, next, start = addr;
1018
1019         do {
1020                 next = pmd_addr_end(addr, end);
1021                 pmdp = pmd_offset(pudp, addr);
1022                 pmd = READ_ONCE(*pmdp);
1023                 if (pmd_none(pmd))
1024                         continue;
1025
1026                 WARN_ON(!pmd_present(pmd) || !pmd_table(pmd) || pmd_sect(pmd));
1027                 free_empty_pte_table(pmdp, addr, next, floor, ceiling);
1028         } while (addr = next, addr < end);
1029
1030         if (CONFIG_PGTABLE_LEVELS <= 2)
1031                 return;
1032
1033         if (!pgtable_range_aligned(start, end, floor, ceiling, PUD_MASK))
1034                 return;
1035
1036         /*
1037          * Check whether we can free the pmd page if the rest of the
1038          * entries are empty. Overlap with other regions have been
1039          * handled by the floor/ceiling check.
1040          */
1041         pmdp = pmd_offset(pudp, 0UL);
1042         for (i = 0; i < PTRS_PER_PMD; i++) {
1043                 if (!pmd_none(READ_ONCE(pmdp[i])))
1044                         return;
1045         }
1046
1047         pud_clear(pudp);
1048         __flush_tlb_kernel_pgtable(start);
1049         free_hotplug_pgtable_page(virt_to_page(pmdp));
1050 }
1051
1052 static void free_empty_pud_table(p4d_t *p4dp, unsigned long addr,
1053                                  unsigned long end, unsigned long floor,
1054                                  unsigned long ceiling)
1055 {
1056         pud_t *pudp, pud;
1057         unsigned long i, next, start = addr;
1058
1059         do {
1060                 next = pud_addr_end(addr, end);
1061                 pudp = pud_offset(p4dp, addr);
1062                 pud = READ_ONCE(*pudp);
1063                 if (pud_none(pud))
1064                         continue;
1065
1066                 WARN_ON(!pud_present(pud) || !pud_table(pud) || pud_sect(pud));
1067                 free_empty_pmd_table(pudp, addr, next, floor, ceiling);
1068         } while (addr = next, addr < end);
1069
1070         if (CONFIG_PGTABLE_LEVELS <= 3)
1071                 return;
1072
1073         if (!pgtable_range_aligned(start, end, floor, ceiling, PGDIR_MASK))
1074                 return;
1075
1076         /*
1077          * Check whether we can free the pud page if the rest of the
1078          * entries are empty. Overlap with other regions have been
1079          * handled by the floor/ceiling check.
1080          */
1081         pudp = pud_offset(p4dp, 0UL);
1082         for (i = 0; i < PTRS_PER_PUD; i++) {
1083                 if (!pud_none(READ_ONCE(pudp[i])))
1084                         return;
1085         }
1086
1087         p4d_clear(p4dp);
1088         __flush_tlb_kernel_pgtable(start);
1089         free_hotplug_pgtable_page(virt_to_page(pudp));
1090 }
1091
1092 static void free_empty_p4d_table(pgd_t *pgdp, unsigned long addr,
1093                                  unsigned long end, unsigned long floor,
1094                                  unsigned long ceiling)
1095 {
1096         unsigned long next;
1097         p4d_t *p4dp, p4d;
1098
1099         do {
1100                 next = p4d_addr_end(addr, end);
1101                 p4dp = p4d_offset(pgdp, addr);
1102                 p4d = READ_ONCE(*p4dp);
1103                 if (p4d_none(p4d))
1104                         continue;
1105
1106                 WARN_ON(!p4d_present(p4d));
1107                 free_empty_pud_table(p4dp, addr, next, floor, ceiling);
1108         } while (addr = next, addr < end);
1109 }
1110
1111 static void free_empty_tables(unsigned long addr, unsigned long end,
1112                               unsigned long floor, unsigned long ceiling)
1113 {
1114         unsigned long next;
1115         pgd_t *pgdp, pgd;
1116
1117         do {
1118                 next = pgd_addr_end(addr, end);
1119                 pgdp = pgd_offset_k(addr);
1120                 pgd = READ_ONCE(*pgdp);
1121                 if (pgd_none(pgd))
1122                         continue;
1123
1124                 WARN_ON(!pgd_present(pgd));
1125                 free_empty_p4d_table(pgdp, addr, next, floor, ceiling);
1126         } while (addr = next, addr < end);
1127 }
1128 #endif
1129
1130 void __meminit vmemmap_set_pmd(pmd_t *pmdp, void *p, int node,
1131                                unsigned long addr, unsigned long next)
1132 {
1133         pmd_set_huge(pmdp, __pa(p), __pgprot(PROT_SECT_NORMAL));
1134 }
1135
1136 int __meminit vmemmap_check_pmd(pmd_t *pmdp, int node,
1137                                 unsigned long addr, unsigned long next)
1138 {
1139         vmemmap_verify((pte_t *)pmdp, node, addr, next);
1140         return 1;
1141 }
1142
1143 int __meminit vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node,
1144                 struct vmem_altmap *altmap)
1145 {
1146         WARN_ON((start < VMEMMAP_START) || (end > VMEMMAP_END));
1147
1148         if (!IS_ENABLED(CONFIG_ARM64_4K_PAGES))
1149                 return vmemmap_populate_basepages(start, end, node, altmap);
1150         else
1151                 return vmemmap_populate_hugepages(start, end, node, altmap);
1152 }
1153
1154 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1155 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end,
1156                 struct vmem_altmap *altmap)
1157 {
1158         WARN_ON((start < VMEMMAP_START) || (end > VMEMMAP_END));
1159
1160         unmap_hotplug_range(start, end, true, altmap);
1161         free_empty_tables(start, end, VMEMMAP_START, VMEMMAP_END);
1162 }
1163 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1164
1165 int pud_set_huge(pud_t *pudp, phys_addr_t phys, pgprot_t prot)
1166 {
1167         pud_t new_pud = pfn_pud(__phys_to_pfn(phys), mk_pud_sect_prot(prot));
1168
1169         /* Only allow permission changes for now */
1170         if (!pgattr_change_is_safe(READ_ONCE(pud_val(*pudp)),
1171                                    pud_val(new_pud)))
1172                 return 0;
1173
1174         VM_BUG_ON(phys & ~PUD_MASK);
1175         set_pud(pudp, new_pud);
1176         return 1;
1177 }
1178
1179 int pmd_set_huge(pmd_t *pmdp, phys_addr_t phys, pgprot_t prot)
1180 {
1181         pmd_t new_pmd = pfn_pmd(__phys_to_pfn(phys), mk_pmd_sect_prot(prot));
1182
1183         /* Only allow permission changes for now */
1184         if (!pgattr_change_is_safe(READ_ONCE(pmd_val(*pmdp)),
1185                                    pmd_val(new_pmd)))
1186                 return 0;
1187
1188         VM_BUG_ON(phys & ~PMD_MASK);
1189         set_pmd(pmdp, new_pmd);
1190         return 1;
1191 }
1192
1193 int pud_clear_huge(pud_t *pudp)
1194 {
1195         if (!pud_sect(READ_ONCE(*pudp)))
1196                 return 0;
1197         pud_clear(pudp);
1198         return 1;
1199 }
1200
1201 int pmd_clear_huge(pmd_t *pmdp)
1202 {
1203         if (!pmd_sect(READ_ONCE(*pmdp)))
1204                 return 0;
1205         pmd_clear(pmdp);
1206         return 1;
1207 }
1208
1209 int pmd_free_pte_page(pmd_t *pmdp, unsigned long addr)
1210 {
1211         pte_t *table;
1212         pmd_t pmd;
1213
1214         pmd = READ_ONCE(*pmdp);
1215
1216         if (!pmd_table(pmd)) {
1217                 VM_WARN_ON(1);
1218                 return 1;
1219         }
1220
1221         table = pte_offset_kernel(pmdp, addr);
1222         pmd_clear(pmdp);
1223         __flush_tlb_kernel_pgtable(addr);
1224         pte_free_kernel(NULL, table);
1225         return 1;
1226 }
1227
1228 int pud_free_pmd_page(pud_t *pudp, unsigned long addr)
1229 {
1230         pmd_t *table;
1231         pmd_t *pmdp;
1232         pud_t pud;
1233         unsigned long next, end;
1234
1235         pud = READ_ONCE(*pudp);
1236
1237         if (!pud_table(pud)) {
1238                 VM_WARN_ON(1);
1239                 return 1;
1240         }
1241
1242         table = pmd_offset(pudp, addr);
1243         pmdp = table;
1244         next = addr;
1245         end = addr + PUD_SIZE;
1246         do {
1247                 pmd_free_pte_page(pmdp, next);
1248         } while (pmdp++, next += PMD_SIZE, next != end);
1249
1250         pud_clear(pudp);
1251         __flush_tlb_kernel_pgtable(addr);
1252         pmd_free(NULL, table);
1253         return 1;
1254 }
1255
1256 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1257 static void __remove_pgd_mapping(pgd_t *pgdir, unsigned long start, u64 size)
1258 {
1259         unsigned long end = start + size;
1260
1261         WARN_ON(pgdir != init_mm.pgd);
1262         WARN_ON((start < PAGE_OFFSET) || (end > PAGE_END));
1263
1264         unmap_hotplug_range(start, end, false, NULL);
1265         free_empty_tables(start, end, PAGE_OFFSET, PAGE_END);
1266 }
1267
1268 struct range arch_get_mappable_range(void)
1269 {
1270         struct range mhp_range;
1271         u64 start_linear_pa = __pa(_PAGE_OFFSET(vabits_actual));
1272         u64 end_linear_pa = __pa(PAGE_END - 1);
1273
1274         if (IS_ENABLED(CONFIG_RANDOMIZE_BASE)) {
1275                 /*
1276                  * Check for a wrap, it is possible because of randomized linear
1277                  * mapping the start physical address is actually bigger than
1278                  * the end physical address. In this case set start to zero
1279                  * because [0, end_linear_pa] range must still be able to cover
1280                  * all addressable physical addresses.
1281                  */
1282                 if (start_linear_pa > end_linear_pa)
1283                         start_linear_pa = 0;
1284         }
1285
1286         WARN_ON(start_linear_pa > end_linear_pa);
1287
1288         /*
1289          * Linear mapping region is the range [PAGE_OFFSET..(PAGE_END - 1)]
1290          * accommodating both its ends but excluding PAGE_END. Max physical
1291          * range which can be mapped inside this linear mapping range, must
1292          * also be derived from its end points.
1293          */
1294         mhp_range.start = start_linear_pa;
1295         mhp_range.end =  end_linear_pa;
1296
1297         return mhp_range;
1298 }
1299
1300 int arch_add_memory(int nid, u64 start, u64 size,
1301                     struct mhp_params *params)
1302 {
1303         int ret, flags = NO_EXEC_MAPPINGS;
1304
1305         VM_BUG_ON(!mhp_range_allowed(start, size, true));
1306
1307         if (can_set_direct_map())
1308                 flags |= NO_BLOCK_MAPPINGS | NO_CONT_MAPPINGS;
1309
1310         __create_pgd_mapping(swapper_pg_dir, start, __phys_to_virt(start),
1311                              size, params->pgprot, __pgd_pgtable_alloc,
1312                              flags);
1313
1314         memblock_clear_nomap(start, size);
1315
1316         ret = __add_pages(nid, start >> PAGE_SHIFT, size >> PAGE_SHIFT,
1317                            params);
1318         if (ret)
1319                 __remove_pgd_mapping(swapper_pg_dir,
1320                                      __phys_to_virt(start), size);
1321         else {
1322                 max_pfn = PFN_UP(start + size);
1323                 max_low_pfn = max_pfn;
1324         }
1325
1326         return ret;
1327 }
1328
1329 void arch_remove_memory(u64 start, u64 size, struct vmem_altmap *altmap)
1330 {
1331         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
1332         unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
1333
1334         __remove_pages(start_pfn, nr_pages, altmap);
1335         __remove_pgd_mapping(swapper_pg_dir, __phys_to_virt(start), size);
1336 }
1337
1338 /*
1339  * This memory hotplug notifier helps prevent boot memory from being
1340  * inadvertently removed as it blocks pfn range offlining process in
1341  * __offline_pages(). Hence this prevents both offlining as well as
1342  * removal process for boot memory which is initially always online.
1343  * In future if and when boot memory could be removed, this notifier
1344  * should be dropped and free_hotplug_page_range() should handle any
1345  * reserved pages allocated during boot.
1346  */
1347 static int prevent_bootmem_remove_notifier(struct notifier_block *nb,
1348                                            unsigned long action, void *data)
1349 {
1350         struct mem_section *ms;
1351         struct memory_notify *arg = data;
1352         unsigned long end_pfn = arg->start_pfn + arg->nr_pages;
1353         unsigned long pfn = arg->start_pfn;
1354
1355         if ((action != MEM_GOING_OFFLINE) && (action != MEM_OFFLINE))
1356                 return NOTIFY_OK;
1357
1358         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1359                 unsigned long start = PFN_PHYS(pfn);
1360                 unsigned long end = start + (1UL << PA_SECTION_SHIFT);
1361
1362                 ms = __pfn_to_section(pfn);
1363                 if (!early_section(ms))
1364                         continue;
1365
1366                 if (action == MEM_GOING_OFFLINE) {
1367                         /*
1368                          * Boot memory removal is not supported. Prevent
1369                          * it via blocking any attempted offline request
1370                          * for the boot memory and just report it.
1371                          */
1372                         pr_warn("Boot memory [%lx %lx] offlining attempted\n", start, end);
1373                         return NOTIFY_BAD;
1374                 } else if (action == MEM_OFFLINE) {
1375                         /*
1376                          * This should have never happened. Boot memory
1377                          * offlining should have been prevented by this
1378                          * very notifier. Probably some memory removal
1379                          * procedure might have changed which would then
1380                          * require further debug.
1381                          */
1382                         pr_err("Boot memory [%lx %lx] offlined\n", start, end);
1383
1384                         /*
1385                          * Core memory hotplug does not process a return
1386                          * code from the notifier for MEM_OFFLINE events.
1387                          * The error condition has been reported. Return
1388                          * from here as if ignored.
1389                          */
1390                         return NOTIFY_DONE;
1391                 }
1392         }
1393         return NOTIFY_OK;
1394 }
1395
1396 static struct notifier_block prevent_bootmem_remove_nb = {
1397         .notifier_call = prevent_bootmem_remove_notifier,
1398 };
1399
1400 /*
1401  * This ensures that boot memory sections on the platform are online
1402  * from early boot. Memory sections could not be prevented from being
1403  * offlined, unless for some reason they are not online to begin with.
1404  * This helps validate the basic assumption on which the above memory
1405  * event notifier works to prevent boot memory section offlining and
1406  * its possible removal.
1407  */
1408 static void validate_bootmem_online(void)
1409 {
1410         phys_addr_t start, end, addr;
1411         struct mem_section *ms;
1412         u64 i;
1413
1414         /*
1415          * Scanning across all memblock might be expensive
1416          * on some big memory systems. Hence enable this
1417          * validation only with DEBUG_VM.
1418          */
1419         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_VM))
1420                 return;
1421
1422         for_each_mem_range(i, &start, &end) {
1423                 for (addr = start; addr < end; addr += (1UL << PA_SECTION_SHIFT)) {
1424                         ms = __pfn_to_section(PHYS_PFN(addr));
1425
1426                         /*
1427                          * All memory ranges in the system at this point
1428                          * should have been marked as early sections.
1429                          */
1430                         WARN_ON(!early_section(ms));
1431
1432                         /*
1433                          * Memory notifier mechanism here to prevent boot
1434                          * memory offlining depends on the fact that each
1435                          * early section memory on the system is initially
1436                          * online. Otherwise a given memory section which
1437                          * is already offline will be overlooked and can
1438                          * be removed completely. Call out such sections.
1439                          */
1440                         if (!online_section(ms))
1441                                 pr_err("Boot memory [%llx %llx] is offline, can be removed\n",
1442                                         addr, addr + (1UL << PA_SECTION_SHIFT));
1443                 }
1444         }
1445 }
1446
1447 static int __init prevent_bootmem_remove_init(void)
1448 {
1449         int ret = 0;
1450
1451         if (!IS_ENABLED(CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE))
1452                 return ret;
1453
1454         validate_bootmem_online();
1455         ret = register_memory_notifier(&prevent_bootmem_remove_nb);
1456         if (ret)
1457                 pr_err("%s: Notifier registration failed %d\n", __func__, ret);
1458
1459         return ret;
1460 }
1461 early_initcall(prevent_bootmem_remove_init);
1462 #endif
1463
1464 pte_t ptep_modify_prot_start(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, pte_t *ptep)
1465 {
1466         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARM64_ERRATUM_2645198) &&
1467             cpus_have_const_cap(ARM64_WORKAROUND_2645198)) {
1468                 /*
1469                  * Break-before-make (BBM) is required for all user space mappings
1470                  * when the permission changes from executable to non-executable
1471                  * in cases where cpu is affected with errata #2645198.
1472                  */
1473                 if (pte_user_exec(READ_ONCE(*ptep)))
1474                         return ptep_clear_flush(vma, addr, ptep);
1475         }
1476         return ptep_get_and_clear(vma->vm_mm, addr, ptep);
1477 }
1478
1479 void ptep_modify_prot_commit(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, pte_t *ptep,
1480                              pte_t old_pte, pte_t pte)
1481 {
1482         set_pte_at(vma->vm_mm, addr, ptep, pte);
1483 }