arch/riscv/mm/init.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * Copyright (C) 2012 Regents of the University of California
   4  * Copyright (C) 2019 Western Digital Corporation or its affiliates.
   5  * Copyright (C) 2020 FORTH-ICS/CARV
   6  *  Nick Kossifidis <mick@ics.forth.gr>
   7  */
   8
   9 #include <linux/init.h>
  10 #include <linux/mm.h>
  11 #include <linux/memblock.h>
  12 #include <linux/initrd.h>
  13 #include <linux/swap.h>
  14 #include <linux/swiotlb.h>
  15 #include <linux/sizes.h>
  16 #include <linux/of_fdt.h>
  17 #include <linux/of_reserved_mem.h>
  18 #include <linux/libfdt.h>
  19 #include <linux/set_memory.h>
  20 #include <linux/dma-map-ops.h>
  21 #include <linux/crash_dump.h>
  22 #include <linux/hugetlb.h>
  23
  24 #include <asm/fixmap.h>
  25 #include <asm/tlbflush.h>
  26 #include <asm/sections.h>
  27 #include <asm/soc.h>
  28 #include <asm/io.h>
  29 #include <asm/ptdump.h>
  30 #include <asm/numa.h>
  31
  32 #include "../kernel/head.h"
  33
  34 struct kernel_mapping kernel_map __ro_after_init;
  35 EXPORT_SYMBOL(kernel_map);
  36 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
  37 #define kernel_map      (*(struct kernel_mapping *)XIP_FIXUP(&kernel_map))
  38 #endif
  39
  40 #ifdef CONFIG_64BIT
  41 u64 satp_mode __ro_after_init = !IS_ENABLED(CONFIG_XIP_KERNEL) ? SATP_MODE_57 : SATP_MODE_39;
  42 #else
  43 u64 satp_mode __ro_after_init = SATP_MODE_32;
  44 #endif
  45 EXPORT_SYMBOL(satp_mode);
  46
  47 bool pgtable_l4_enabled = IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) && !IS_ENABLED(CONFIG_XIP_KERNEL);
  48 bool pgtable_l5_enabled = IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) && !IS_ENABLED(CONFIG_XIP_KERNEL);
  49 EXPORT_SYMBOL(pgtable_l4_enabled);
  50 EXPORT_SYMBOL(pgtable_l5_enabled);
  51
  52 phys_addr_t phys_ram_base __ro_after_init;
  53 EXPORT_SYMBOL(phys_ram_base);
  54
  55 unsigned long empty_zero_page[PAGE_SIZE / sizeof(unsigned long)]
  56                                                         __page_aligned_bss;
  57 EXPORT_SYMBOL(empty_zero_page);
  58
  59 extern char _start[];
  60 #define DTB_EARLY_BASE_VA      PGDIR_SIZE
  61 void *_dtb_early_va __initdata;
  62 uintptr_t _dtb_early_pa __initdata;
  63
  64 static phys_addr_t dma32_phys_limit __initdata;
  65
  66 static void __init zone_sizes_init(void)
  67 {
  68         unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = { 0, };
  69
  70 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
  71         max_zone_pfns[ZONE_DMA32] = PFN_DOWN(dma32_phys_limit);
  72 #endif
  73         max_zone_pfns[ZONE_NORMAL] = max_low_pfn;
  74
  75         free_area_init(max_zone_pfns);
  76 }
  77
  78 #if defined(CONFIG_MMU) && defined(CONFIG_DEBUG_VM)
  79
  80 #define LOG2_SZ_1K  ilog2(SZ_1K)
  81 #define LOG2_SZ_1M  ilog2(SZ_1M)
  82 #define LOG2_SZ_1G  ilog2(SZ_1G)
  83 #define LOG2_SZ_1T  ilog2(SZ_1T)
  84
  85 static inline void print_mlk(char *name, unsigned long b, unsigned long t)
  86 {
  87         pr_notice("%12s : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld kB)\n", name, b, t,
  88                   (((t) - (b)) >> LOG2_SZ_1K));
  89 }
  90
  91 static inline void print_mlm(char *name, unsigned long b, unsigned long t)
  92 {
  93         pr_notice("%12s : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld MB)\n", name, b, t,
  94                   (((t) - (b)) >> LOG2_SZ_1M));
  95 }
  96
  97 static inline void print_mlg(char *name, unsigned long b, unsigned long t)
  98 {
  99         pr_notice("%12s : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld GB)\n", name, b, t,
 100                    (((t) - (b)) >> LOG2_SZ_1G));
 101 }
 102
 103 #ifdef CONFIG_64BIT
 104 static inline void print_mlt(char *name, unsigned long b, unsigned long t)
 105 {
 106         pr_notice("%12s : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld TB)\n", name, b, t,
 107                    (((t) - (b)) >> LOG2_SZ_1T));
 108 }
 109 #else
 110 #define print_mlt(n, b, t) do {} while (0)
 111 #endif
 112
 113 static inline void print_ml(char *name, unsigned long b, unsigned long t)
 114 {
 115         unsigned long diff = t - b;
 116
 117         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) && (diff >> LOG2_SZ_1T) >= 10)
 118                 print_mlt(name, b, t);
 119         else if ((diff >> LOG2_SZ_1G) >= 10)
 120                 print_mlg(name, b, t);
 121         else if ((diff >> LOG2_SZ_1M) >= 10)
 122                 print_mlm(name, b, t);
 123         else
 124                 print_mlk(name, b, t);
 125 }
 126
 127 static void __init print_vm_layout(void)
 128 {
 129         pr_notice("Virtual kernel memory layout:\n");
 130         print_ml("fixmap", (unsigned long)FIXADDR_START,
 131                 (unsigned long)FIXADDR_TOP);
 132         print_ml("pci io", (unsigned long)PCI_IO_START,
 133                 (unsigned long)PCI_IO_END);
 134         print_ml("vmemmap", (unsigned long)VMEMMAP_START,
 135                 (unsigned long)VMEMMAP_END);
 136         print_ml("vmalloc", (unsigned long)VMALLOC_START,
 137                 (unsigned long)VMALLOC_END);
 138 #ifdef CONFIG_64BIT
 139         print_ml("modules", (unsigned long)MODULES_VADDR,
 140                 (unsigned long)MODULES_END);
 141 #endif
 142         print_ml("lowmem", (unsigned long)PAGE_OFFSET,
 143                 (unsigned long)high_memory);
 144         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT)) {
 145 #ifdef CONFIG_KASAN
 146                 print_ml("kasan", KASAN_SHADOW_START, KASAN_SHADOW_END);
 147 #endif
 148
 149                 print_ml("kernel", (unsigned long)KERNEL_LINK_ADDR,
 150                          (unsigned long)ADDRESS_SPACE_END);
 151         }
 152 }
 153 #else
 154 static void print_vm_layout(void) { }
 155 #endif /* CONFIG_DEBUG_VM */
 156
 157 void __init mem_init(void)
 158 {
 159 #ifdef CONFIG_FLATMEM
 160         BUG_ON(!mem_map);
 161 #endif /* CONFIG_FLATMEM */
 162
 163         swiotlb_init(max_pfn > PFN_DOWN(dma32_phys_limit), SWIOTLB_VERBOSE);
 164         memblock_free_all();
 165
 166         print_vm_layout();
 167 }
 168
 169 /* Limit the memory size via mem. */
 170 static phys_addr_t memory_limit;
 171
 172 static int __init early_mem(char *p)
 173 {
 174         u64 size;
 175
 176         if (!p)
 177                 return 1;
 178
 179         size = memparse(p, &p) & PAGE_MASK;
 180         memory_limit = min_t(u64, size, memory_limit);
 181
 182         pr_notice("Memory limited to %lldMB\n", (u64)memory_limit >> 20);
 183
 184         return 0;
 185 }
 186 early_param("mem", early_mem);
 187
 188 static void __init setup_bootmem(void)
 189 {
 190         phys_addr_t vmlinux_end = __pa_symbol(&_end);
 191         phys_addr_t max_mapped_addr;
 192         phys_addr_t phys_ram_end, vmlinux_start;
 193
 194         if (IS_ENABLED(CONFIG_XIP_KERNEL))
 195                 vmlinux_start = __pa_symbol(&_sdata);
 196         else
 197                 vmlinux_start = __pa_symbol(&_start);
 198
 199         memblock_enforce_memory_limit(memory_limit);
 200
 201         /*
 202          * Make sure we align the reservation on PMD_SIZE since we will
 203          * map the kernel in the linear mapping as read-only: we do not want
 204          * any allocation to happen between _end and the next pmd aligned page.
 205          */
 206         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) && IS_ENABLED(CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX))
 207                 vmlinux_end = (vmlinux_end + PMD_SIZE - 1) & PMD_MASK;
 208         /*
 209          * Reserve from the start of the kernel to the end of the kernel
 210          */
 211         memblock_reserve(vmlinux_start, vmlinux_end - vmlinux_start);
 212
 213         phys_ram_end = memblock_end_of_DRAM();
 214         if (!IS_ENABLED(CONFIG_XIP_KERNEL))
 215                 phys_ram_base = memblock_start_of_DRAM();
 216         /*
 217          * memblock allocator is not aware of the fact that last 4K bytes of
 218          * the addressable memory can not be mapped because of IS_ERR_VALUE
 219          * macro. Make sure that last 4k bytes are not usable by memblock
 220          * if end of dram is equal to maximum addressable memory.  For 64-bit
 221          * kernel, this problem can't happen here as the end of the virtual
 222          * address space is occupied by the kernel mapping then this check must
 223          * be done as soon as the kernel mapping base address is determined.
 224          */
 225         if (!IS_ENABLED(CONFIG_64BIT)) {
 226                 max_mapped_addr = __pa(~(ulong)0);
 227                 if (max_mapped_addr == (phys_ram_end - 1))
 228                         memblock_set_current_limit(max_mapped_addr - 4096);
 229         }
 230
 231         min_low_pfn = PFN_UP(phys_ram_base);
 232         max_low_pfn = max_pfn = PFN_DOWN(phys_ram_end);
 233         high_memory = (void *)(__va(PFN_PHYS(max_low_pfn)));
 234
 235         dma32_phys_limit = min(4UL * SZ_1G, (unsigned long)PFN_PHYS(max_low_pfn));
 236         set_max_mapnr(max_low_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
 237
 238         reserve_initrd_mem();
 239         /*
 240          * If DTB is built in, no need to reserve its memblock.
 241          * Otherwise, do reserve it but avoid using
 242          * early_init_fdt_reserve_self() since __pa() does
 243          * not work for DTB pointers that are fixmap addresses
 244          */
 245         if (!IS_ENABLED(CONFIG_BUILTIN_DTB)) {
 246                 /*
 247                  * In case the DTB is not located in a memory region we won't
 248                  * be able to locate it later on via the linear mapping and
 249                  * get a segfault when accessing it via __va(dtb_early_pa).
 250                  * To avoid this situation copy DTB to a memory region.
 251                  * Note that memblock_phys_alloc will also reserve DTB region.
 252                  */
 253                 if (!memblock_is_memory(dtb_early_pa)) {
 254                         size_t fdt_size = fdt_totalsize(dtb_early_va);
 255                         phys_addr_t new_dtb_early_pa = memblock_phys_alloc(fdt_size, PAGE_SIZE);
 256                         void *new_dtb_early_va = early_memremap(new_dtb_early_pa, fdt_size);
 257
 258                         memcpy(new_dtb_early_va, dtb_early_va, fdt_size);
 259                         early_memunmap(new_dtb_early_va, fdt_size);
 260                         _dtb_early_pa = new_dtb_early_pa;
 261                 } else
 262                         memblock_reserve(dtb_early_pa, fdt_totalsize(dtb_early_va));
 263         }
 264
 265         dma_contiguous_reserve(dma32_phys_limit);
 266         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT))
 267                 hugetlb_cma_reserve(PUD_SHIFT - PAGE_SHIFT);
 268         memblock_allow_resize();
 269 }
 270
 271 #ifdef CONFIG_MMU
 272 struct pt_alloc_ops pt_ops __initdata;
 273
 274 pgd_t swapper_pg_dir[PTRS_PER_PGD] __page_aligned_bss;
 275 pgd_t trampoline_pg_dir[PTRS_PER_PGD] __page_aligned_bss;
 276 static pte_t fixmap_pte[PTRS_PER_PTE] __page_aligned_bss;
 277
 278 pgd_t early_pg_dir[PTRS_PER_PGD] __initdata __aligned(PAGE_SIZE);
 279 static p4d_t __maybe_unused early_dtb_p4d[PTRS_PER_P4D] __initdata __aligned(PAGE_SIZE);
 280 static pud_t __maybe_unused early_dtb_pud[PTRS_PER_PUD] __initdata __aligned(PAGE_SIZE);
 281 static pmd_t __maybe_unused early_dtb_pmd[PTRS_PER_PMD] __initdata __aligned(PAGE_SIZE);
 282
 283 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 284 #define pt_ops                  (*(struct pt_alloc_ops *)XIP_FIXUP(&pt_ops))
 285 #define trampoline_pg_dir      ((pgd_t *)XIP_FIXUP(trampoline_pg_dir))
 286 #define fixmap_pte             ((pte_t *)XIP_FIXUP(fixmap_pte))
 287 #define early_pg_dir           ((pgd_t *)XIP_FIXUP(early_pg_dir))
 288 #endif /* CONFIG_XIP_KERNEL */
 289
 290 static const pgprot_t protection_map[16] = {
 291         [VM_NONE]                                       = PAGE_NONE,
 292         [VM_READ]                                       = PAGE_READ,
 293         [VM_WRITE]                                      = PAGE_COPY,
 294         [VM_WRITE | VM_READ]                            = PAGE_COPY,
 295         [VM_EXEC]                                       = PAGE_EXEC,
 296         [VM_EXEC | VM_READ]                             = PAGE_READ_EXEC,
 297         [VM_EXEC | VM_WRITE]                            = PAGE_COPY_EXEC,
 298         [VM_EXEC | VM_WRITE | VM_READ]                  = PAGE_COPY_READ_EXEC,
 299         [VM_SHARED]                                     = PAGE_NONE,
 300         [VM_SHARED | VM_READ]                           = PAGE_READ,
 301         [VM_SHARED | VM_WRITE]                          = PAGE_SHARED,
 302         [VM_SHARED | VM_WRITE | VM_READ]                = PAGE_SHARED,
 303         [VM_SHARED | VM_EXEC]                           = PAGE_EXEC,
 304         [VM_SHARED | VM_EXEC | VM_READ]                 = PAGE_READ_EXEC,
 305         [VM_SHARED | VM_EXEC | VM_WRITE]                = PAGE_SHARED_EXEC,
 306         [VM_SHARED | VM_EXEC | VM_WRITE | VM_READ]      = PAGE_SHARED_EXEC
 307 };
 308 DECLARE_VM_GET_PAGE_PROT
 309
 310 void __set_fixmap(enum fixed_addresses idx, phys_addr_t phys, pgprot_t prot)
 311 {
 312         unsigned long addr = __fix_to_virt(idx);
 313         pte_t *ptep;
 314
 315         BUG_ON(idx <= FIX_HOLE || idx >= __end_of_fixed_addresses);
 316
 317         ptep = &fixmap_pte[pte_index(addr)];
 318
 319         if (pgprot_val(prot))
 320                 set_pte(ptep, pfn_pte(phys >> PAGE_SHIFT, prot));
 321         else
 322                 pte_clear(&init_mm, addr, ptep);
 323         local_flush_tlb_page(addr);
 324 }
 325
 326 static inline pte_t *__init get_pte_virt_early(phys_addr_t pa)
 327 {
 328         return (pte_t *)((uintptr_t)pa);
 329 }
 330
 331 static inline pte_t *__init get_pte_virt_fixmap(phys_addr_t pa)
 332 {
 333         clear_fixmap(FIX_PTE);
 334         return (pte_t *)set_fixmap_offset(FIX_PTE, pa);
 335 }
 336
 337 static inline pte_t *__init get_pte_virt_late(phys_addr_t pa)
 338 {
 339         return (pte_t *) __va(pa);
 340 }
 341
 342 static inline phys_addr_t __init alloc_pte_early(uintptr_t va)
 343 {
 344         /*
 345          * We only create PMD or PGD early mappings so we
 346          * should never reach here with MMU disabled.
 347          */
 348         BUG();
 349 }
 350
 351 static inline phys_addr_t __init alloc_pte_fixmap(uintptr_t va)
 352 {
 353         return memblock_phys_alloc(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
 354 }
 355
 356 static phys_addr_t __init alloc_pte_late(uintptr_t va)
 357 {
 358         unsigned long vaddr;
 359
 360         vaddr = __get_free_page(GFP_KERNEL);
 361         BUG_ON(!vaddr || !pgtable_pte_page_ctor(virt_to_page(vaddr)));
 362
 363         return __pa(vaddr);
 364 }
 365
 366 static void __init create_pte_mapping(pte_t *ptep,
 367                                       uintptr_t va, phys_addr_t pa,
 368                                       phys_addr_t sz, pgprot_t prot)
 369 {
 370         uintptr_t pte_idx = pte_index(va);
 371
 372         BUG_ON(sz != PAGE_SIZE);
 373
 374         if (pte_none(ptep[pte_idx]))
 375                 ptep[pte_idx] = pfn_pte(PFN_DOWN(pa), prot);
 376 }
 377
 378 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 379
 380 static pmd_t trampoline_pmd[PTRS_PER_PMD] __page_aligned_bss;
 381 static pmd_t fixmap_pmd[PTRS_PER_PMD] __page_aligned_bss;
 382 static pmd_t early_pmd[PTRS_PER_PMD] __initdata __aligned(PAGE_SIZE);
 383
 384 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 385 #define trampoline_pmd ((pmd_t *)XIP_FIXUP(trampoline_pmd))
 386 #define fixmap_pmd     ((pmd_t *)XIP_FIXUP(fixmap_pmd))
 387 #define early_pmd      ((pmd_t *)XIP_FIXUP(early_pmd))
 388 #endif /* CONFIG_XIP_KERNEL */
 389
 390 static p4d_t trampoline_p4d[PTRS_PER_P4D] __page_aligned_bss;
 391 static p4d_t fixmap_p4d[PTRS_PER_P4D] __page_aligned_bss;
 392 static p4d_t early_p4d[PTRS_PER_P4D] __initdata __aligned(PAGE_SIZE);
 393
 394 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 395 #define trampoline_p4d ((p4d_t *)XIP_FIXUP(trampoline_p4d))
 396 #define fixmap_p4d     ((p4d_t *)XIP_FIXUP(fixmap_p4d))
 397 #define early_p4d      ((p4d_t *)XIP_FIXUP(early_p4d))
 398 #endif /* CONFIG_XIP_KERNEL */
 399
 400 static pud_t trampoline_pud[PTRS_PER_PUD] __page_aligned_bss;
 401 static pud_t fixmap_pud[PTRS_PER_PUD] __page_aligned_bss;
 402 static pud_t early_pud[PTRS_PER_PUD] __initdata __aligned(PAGE_SIZE);
 403
 404 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 405 #define trampoline_pud ((pud_t *)XIP_FIXUP(trampoline_pud))
 406 #define fixmap_pud     ((pud_t *)XIP_FIXUP(fixmap_pud))
 407 #define early_pud      ((pud_t *)XIP_FIXUP(early_pud))
 408 #endif /* CONFIG_XIP_KERNEL */
 409
 410 static pmd_t *__init get_pmd_virt_early(phys_addr_t pa)
 411 {
 412         /* Before MMU is enabled */
 413         return (pmd_t *)((uintptr_t)pa);
 414 }
 415
 416 static pmd_t *__init get_pmd_virt_fixmap(phys_addr_t pa)
 417 {
 418         clear_fixmap(FIX_PMD);
 419         return (pmd_t *)set_fixmap_offset(FIX_PMD, pa);
 420 }
 421
 422 static pmd_t *__init get_pmd_virt_late(phys_addr_t pa)
 423 {
 424         return (pmd_t *) __va(pa);
 425 }
 426
 427 static phys_addr_t __init alloc_pmd_early(uintptr_t va)
 428 {
 429         BUG_ON((va - kernel_map.virt_addr) >> PUD_SHIFT);
 430
 431         return (uintptr_t)early_pmd;
 432 }
 433
 434 static phys_addr_t __init alloc_pmd_fixmap(uintptr_t va)
 435 {
 436         return memblock_phys_alloc(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
 437 }
 438
 439 static phys_addr_t __init alloc_pmd_late(uintptr_t va)
 440 {
 441         unsigned long vaddr;
 442
 443         vaddr = __get_free_page(GFP_KERNEL);
 444         BUG_ON(!vaddr || !pgtable_pmd_page_ctor(virt_to_page(vaddr)));
 445
 446         return __pa(vaddr);
 447 }
 448
 449 static void __init create_pmd_mapping(pmd_t *pmdp,
 450                                       uintptr_t va, phys_addr_t pa,
 451                                       phys_addr_t sz, pgprot_t prot)
 452 {
 453         pte_t *ptep;
 454         phys_addr_t pte_phys;
 455         uintptr_t pmd_idx = pmd_index(va);
 456
 457         if (sz == PMD_SIZE) {
 458                 if (pmd_none(pmdp[pmd_idx]))
 459                         pmdp[pmd_idx] = pfn_pmd(PFN_DOWN(pa), prot);
 460                 return;
 461         }
 462
 463         if (pmd_none(pmdp[pmd_idx])) {
 464                 pte_phys = pt_ops.alloc_pte(va);
 465                 pmdp[pmd_idx] = pfn_pmd(PFN_DOWN(pte_phys), PAGE_TABLE);
 466                 ptep = pt_ops.get_pte_virt(pte_phys);
 467                 memset(ptep, 0, PAGE_SIZE);
 468         } else {
 469                 pte_phys = PFN_PHYS(_pmd_pfn(pmdp[pmd_idx]));
 470                 ptep = pt_ops.get_pte_virt(pte_phys);
 471         }
 472
 473         create_pte_mapping(ptep, va, pa, sz, prot);
 474 }
 475
 476 static pud_t *__init get_pud_virt_early(phys_addr_t pa)
 477 {
 478         return (pud_t *)((uintptr_t)pa);
 479 }
 480
 481 static pud_t *__init get_pud_virt_fixmap(phys_addr_t pa)
 482 {
 483         clear_fixmap(FIX_PUD);
 484         return (pud_t *)set_fixmap_offset(FIX_PUD, pa);
 485 }
 486
 487 static pud_t *__init get_pud_virt_late(phys_addr_t pa)
 488 {
 489         return (pud_t *)__va(pa);
 490 }
 491
 492 static phys_addr_t __init alloc_pud_early(uintptr_t va)
 493 {
 494         /* Only one PUD is available for early mapping */
 495         BUG_ON((va - kernel_map.virt_addr) >> PGDIR_SHIFT);
 496
 497         return (uintptr_t)early_pud;
 498 }
 499
 500 static phys_addr_t __init alloc_pud_fixmap(uintptr_t va)
 501 {
 502         return memblock_phys_alloc(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
 503 }
 504
 505 static phys_addr_t alloc_pud_late(uintptr_t va)
 506 {
 507         unsigned long vaddr;
 508
 509         vaddr = __get_free_page(GFP_KERNEL);
 510         BUG_ON(!vaddr);
 511         return __pa(vaddr);
 512 }
 513
 514 static p4d_t *__init get_p4d_virt_early(phys_addr_t pa)
 515 {
 516         return (p4d_t *)((uintptr_t)pa);
 517 }
 518
 519 static p4d_t *__init get_p4d_virt_fixmap(phys_addr_t pa)
 520 {
 521         clear_fixmap(FIX_P4D);
 522         return (p4d_t *)set_fixmap_offset(FIX_P4D, pa);
 523 }
 524
 525 static p4d_t *__init get_p4d_virt_late(phys_addr_t pa)
 526 {
 527         return (p4d_t *)__va(pa);
 528 }
 529
 530 static phys_addr_t __init alloc_p4d_early(uintptr_t va)
 531 {
 532         /* Only one P4D is available for early mapping */
 533         BUG_ON((va - kernel_map.virt_addr) >> PGDIR_SHIFT);
 534
 535         return (uintptr_t)early_p4d;
 536 }
 537
 538 static phys_addr_t __init alloc_p4d_fixmap(uintptr_t va)
 539 {
 540         return memblock_phys_alloc(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
 541 }
 542
 543 static phys_addr_t alloc_p4d_late(uintptr_t va)
 544 {
 545         unsigned long vaddr;
 546
 547         vaddr = __get_free_page(GFP_KERNEL);
 548         BUG_ON(!vaddr);
 549         return __pa(vaddr);
 550 }
 551
 552 static void __init create_pud_mapping(pud_t *pudp,
 553                                       uintptr_t va, phys_addr_t pa,
 554                                       phys_addr_t sz, pgprot_t prot)
 555 {
 556         pmd_t *nextp;
 557         phys_addr_t next_phys;
 558         uintptr_t pud_index = pud_index(va);
 559
 560         if (sz == PUD_SIZE) {
 561                 if (pud_val(pudp[pud_index]) == 0)
 562                         pudp[pud_index] = pfn_pud(PFN_DOWN(pa), prot);
 563                 return;
 564         }
 565
 566         if (pud_val(pudp[pud_index]) == 0) {
 567                 next_phys = pt_ops.alloc_pmd(va);
 568                 pudp[pud_index] = pfn_pud(PFN_DOWN(next_phys), PAGE_TABLE);
 569                 nextp = pt_ops.get_pmd_virt(next_phys);
 570                 memset(nextp, 0, PAGE_SIZE);
 571         } else {
 572                 next_phys = PFN_PHYS(_pud_pfn(pudp[pud_index]));
 573                 nextp = pt_ops.get_pmd_virt(next_phys);
 574         }
 575
 576         create_pmd_mapping(nextp, va, pa, sz, prot);
 577 }
 578
 579 static void __init create_p4d_mapping(p4d_t *p4dp,
 580                                       uintptr_t va, phys_addr_t pa,
 581                                       phys_addr_t sz, pgprot_t prot)
 582 {
 583         pud_t *nextp;
 584         phys_addr_t next_phys;
 585         uintptr_t p4d_index = p4d_index(va);
 586
 587         if (sz == P4D_SIZE) {
 588                 if (p4d_val(p4dp[p4d_index]) == 0)
 589                         p4dp[p4d_index] = pfn_p4d(PFN_DOWN(pa), prot);
 590                 return;
 591         }
 592
 593         if (p4d_val(p4dp[p4d_index]) == 0) {
 594                 next_phys = pt_ops.alloc_pud(va);
 595                 p4dp[p4d_index] = pfn_p4d(PFN_DOWN(next_phys), PAGE_TABLE);
 596                 nextp = pt_ops.get_pud_virt(next_phys);
 597                 memset(nextp, 0, PAGE_SIZE);
 598         } else {
 599                 next_phys = PFN_PHYS(_p4d_pfn(p4dp[p4d_index]));
 600                 nextp = pt_ops.get_pud_virt(next_phys);
 601         }
 602
 603         create_pud_mapping(nextp, va, pa, sz, prot);
 604 }
 605
 606 #define pgd_next_t              p4d_t
 607 #define alloc_pgd_next(__va)    (pgtable_l5_enabled ?                   \
 608                 pt_ops.alloc_p4d(__va) : (pgtable_l4_enabled ?          \
 609                 pt_ops.alloc_pud(__va) : pt_ops.alloc_pmd(__va)))
 610 #define get_pgd_next_virt(__pa) (pgtable_l5_enabled ?                   \
 611                 pt_ops.get_p4d_virt(__pa) : (pgd_next_t *)(pgtable_l4_enabled ? \
 612                 pt_ops.get_pud_virt(__pa) : (pud_t *)pt_ops.get_pmd_virt(__pa)))
 613 #define create_pgd_next_mapping(__nextp, __va, __pa, __sz, __prot)      \
 614                                 (pgtable_l5_enabled ?                   \
 615                 create_p4d_mapping(__nextp, __va, __pa, __sz, __prot) : \
 616                                 (pgtable_l4_enabled ?                   \
 617                 create_pud_mapping((pud_t *)__nextp, __va, __pa, __sz, __prot) :        \
 618                 create_pmd_mapping((pmd_t *)__nextp, __va, __pa, __sz, __prot)))
 619 #define fixmap_pgd_next         (pgtable_l5_enabled ?                   \
 620                 (uintptr_t)fixmap_p4d : (pgtable_l4_enabled ?           \
 621                 (uintptr_t)fixmap_pud : (uintptr_t)fixmap_pmd))
 622 #define trampoline_pgd_next     (pgtable_l5_enabled ?                   \
 623                 (uintptr_t)trampoline_p4d : (pgtable_l4_enabled ?       \
 624                 (uintptr_t)trampoline_pud : (uintptr_t)trampoline_pmd))
 625 #define early_dtb_pgd_next      (pgtable_l5_enabled ?                   \
 626                 (uintptr_t)early_dtb_p4d : (pgtable_l4_enabled ?        \
 627                 (uintptr_t)early_dtb_pud : (uintptr_t)early_dtb_pmd))
 628 #else
 629 #define pgd_next_t              pte_t
 630 #define alloc_pgd_next(__va)    pt_ops.alloc_pte(__va)
 631 #define get_pgd_next_virt(__pa) pt_ops.get_pte_virt(__pa)
 632 #define create_pgd_next_mapping(__nextp, __va, __pa, __sz, __prot)      \
 633         create_pte_mapping(__nextp, __va, __pa, __sz, __prot)
 634 #define fixmap_pgd_next         ((uintptr_t)fixmap_pte)
 635 #define early_dtb_pgd_next      ((uintptr_t)early_dtb_pmd)
 636 #define create_p4d_mapping(__pmdp, __va, __pa, __sz, __prot) do {} while(0)
 637 #define create_pud_mapping(__pmdp, __va, __pa, __sz, __prot) do {} while(0)
 638 #define create_pmd_mapping(__pmdp, __va, __pa, __sz, __prot) do {} while(0)
 639 #endif /* __PAGETABLE_PMD_FOLDED */
 640
 641 void __init create_pgd_mapping(pgd_t *pgdp,
 642                                       uintptr_t va, phys_addr_t pa,
 643                                       phys_addr_t sz, pgprot_t prot)
 644 {
 645         pgd_next_t *nextp;
 646         phys_addr_t next_phys;
 647         uintptr_t pgd_idx = pgd_index(va);
 648
 649         if (sz == PGDIR_SIZE) {
 650                 if (pgd_val(pgdp[pgd_idx]) == 0)
 651                         pgdp[pgd_idx] = pfn_pgd(PFN_DOWN(pa), prot);
 652                 return;
 653         }
 654
 655         if (pgd_val(pgdp[pgd_idx]) == 0) {
 656                 next_phys = alloc_pgd_next(va);
 657                 pgdp[pgd_idx] = pfn_pgd(PFN_DOWN(next_phys), PAGE_TABLE);
 658                 nextp = get_pgd_next_virt(next_phys);
 659                 memset(nextp, 0, PAGE_SIZE);
 660         } else {
 661                 next_phys = PFN_PHYS(_pgd_pfn(pgdp[pgd_idx]));
 662                 nextp = get_pgd_next_virt(next_phys);
 663         }
 664
 665         create_pgd_next_mapping(nextp, va, pa, sz, prot);
 666 }
 667
 668 static uintptr_t __init best_map_size(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 669 {
 670         /* Upgrade to PMD_SIZE mappings whenever possible */
 671         base &= PMD_SIZE - 1;
 672         if (!base && size >= PMD_SIZE)
 673                 return PMD_SIZE;
 674
 675         return PAGE_SIZE;
 676 }
 677
 678 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 679 #define phys_ram_base  (*(phys_addr_t *)XIP_FIXUP(&phys_ram_base))
 680 extern char _xiprom[], _exiprom[], __data_loc;
 681
 682 /* called from head.S with MMU off */
 683 asmlinkage void __init __copy_data(void)
 684 {
 685         void *from = (void *)(&__data_loc);
 686         void *to = (void *)CONFIG_PHYS_RAM_BASE;
 687         size_t sz = (size_t)((uintptr_t)(&_end) - (uintptr_t)(&_sdata));
 688
 689         memcpy(to, from, sz);
 690 }
 691 #endif
 692
 693 #ifdef CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX
 694 static __init pgprot_t pgprot_from_va(uintptr_t va)
 695 {
 696         if (is_va_kernel_text(va))
 697                 return PAGE_KERNEL_READ_EXEC;
 698
 699         /*
 700          * In 64-bit kernel, the kernel mapping is outside the linear mapping so
 701          * we must protect its linear mapping alias from being executed and
 702          * written.
 703          * And rodata section is marked readonly in mark_rodata_ro.
 704          */
 705         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) && is_va_kernel_lm_alias_text(va))
 706                 return PAGE_KERNEL_READ;
 707
 708         return PAGE_KERNEL;
 709 }
 710
 711 void mark_rodata_ro(void)
 712 {
 713         set_kernel_memory(__start_rodata, _data, set_memory_ro);
 714         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT))
 715                 set_kernel_memory(lm_alias(__start_rodata), lm_alias(_data),
 716                                   set_memory_ro);
 717
 718         debug_checkwx();
 719 }
 720 #else
 721 static __init pgprot_t pgprot_from_va(uintptr_t va)
 722 {
 723         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) && !is_kernel_mapping(va))
 724                 return PAGE_KERNEL;
 725
 726         return PAGE_KERNEL_EXEC;
 727 }
 728 #endif /* CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX */
 729
 730 #if defined(CONFIG_64BIT) && !defined(CONFIG_XIP_KERNEL)
 731 static void __init disable_pgtable_l5(void)
 732 {
 733         pgtable_l5_enabled = false;
 734         kernel_map.page_offset = PAGE_OFFSET_L4;
 735         satp_mode = SATP_MODE_48;
 736 }
 737
 738 static void __init disable_pgtable_l4(void)
 739 {
 740         pgtable_l4_enabled = false;
 741         kernel_map.page_offset = PAGE_OFFSET_L3;
 742         satp_mode = SATP_MODE_39;
 743 }
 744
 745 /*
 746  * There is a simple way to determine if 4-level is supported by the
 747  * underlying hardware: establish 1:1 mapping in 4-level page table mode
 748  * then read SATP to see if the configuration was taken into account
 749  * meaning sv48 is supported.
 750  */
 751 static __init void set_satp_mode(void)
 752 {
 753         u64 identity_satp, hw_satp;
 754         uintptr_t set_satp_mode_pmd = ((unsigned long)set_satp_mode) & PMD_MASK;
 755         bool check_l4 = false;
 756
 757         create_p4d_mapping(early_p4d,
 758                         set_satp_mode_pmd, (uintptr_t)early_pud,
 759                         P4D_SIZE, PAGE_TABLE);
 760         create_pud_mapping(early_pud,
 761                            set_satp_mode_pmd, (uintptr_t)early_pmd,
 762                            PUD_SIZE, PAGE_TABLE);
 763         /* Handle the case where set_satp_mode straddles 2 PMDs */
 764         create_pmd_mapping(early_pmd,
 765                            set_satp_mode_pmd, set_satp_mode_pmd,
 766                            PMD_SIZE, PAGE_KERNEL_EXEC);
 767         create_pmd_mapping(early_pmd,
 768                            set_satp_mode_pmd + PMD_SIZE,
 769                            set_satp_mode_pmd + PMD_SIZE,
 770                            PMD_SIZE, PAGE_KERNEL_EXEC);
 771 retry:
 772         create_pgd_mapping(early_pg_dir,
 773                            set_satp_mode_pmd,
 774                            check_l4 ? (uintptr_t)early_pud : (uintptr_t)early_p4d,
 775                            PGDIR_SIZE, PAGE_TABLE);
 776
 777         identity_satp = PFN_DOWN((uintptr_t)&early_pg_dir) | satp_mode;
 778
 779         local_flush_tlb_all();
 780         csr_write(CSR_SATP, identity_satp);
 781         hw_satp = csr_swap(CSR_SATP, 0ULL);
 782         local_flush_tlb_all();
 783
 784         if (hw_satp != identity_satp) {
 785                 if (!check_l4) {
 786                         disable_pgtable_l5();
 787                         check_l4 = true;
 788                         memset(early_pg_dir, 0, PAGE_SIZE);
 789                         goto retry;
 790                 }
 791                 disable_pgtable_l4();
 792         }
 793
 794         memset(early_pg_dir, 0, PAGE_SIZE);
 795         memset(early_p4d, 0, PAGE_SIZE);
 796         memset(early_pud, 0, PAGE_SIZE);
 797         memset(early_pmd, 0, PAGE_SIZE);
 798 }
 799 #endif
 800
 801 /*
 802  * setup_vm() is called from head.S with MMU-off.
 803  *
 804  * Following requirements should be honoured for setup_vm() to work
 805  * correctly:
 806  * 1) It should use PC-relative addressing for accessing kernel symbols.
 807  *    To achieve this we always use GCC cmodel=medany.
 808  * 2) The compiler instrumentation for FTRACE will not work for setup_vm()
 809  *    so disable compiler instrumentation when FTRACE is enabled.
 810  *
 811  * Currently, the above requirements are honoured by using custom CFLAGS
 812  * for init.o in mm/Makefile.
 813  */
 814
 815 #ifndef __riscv_cmodel_medany
 816 #error "setup_vm() is called from head.S before relocate so it should not use absolute addressing."
 817 #endif
 818
 819 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 820 static void __init create_kernel_page_table(pgd_t *pgdir,
 821                                             __always_unused bool early)
 822 {
 823         uintptr_t va, end_va;
 824
 825         /* Map the flash resident part */
 826         end_va = kernel_map.virt_addr + kernel_map.xiprom_sz;
 827         for (va = kernel_map.virt_addr; va < end_va; va += PMD_SIZE)
 828                 create_pgd_mapping(pgdir, va,
 829                                    kernel_map.xiprom + (va - kernel_map.virt_addr),
 830                                    PMD_SIZE, PAGE_KERNEL_EXEC);
 831
 832         /* Map the data in RAM */
 833         end_va = kernel_map.virt_addr + XIP_OFFSET + kernel_map.size;
 834         for (va = kernel_map.virt_addr + XIP_OFFSET; va < end_va; va += PMD_SIZE)
 835                 create_pgd_mapping(pgdir, va,
 836                                    kernel_map.phys_addr + (va - (kernel_map.virt_addr + XIP_OFFSET)),
 837                                    PMD_SIZE, PAGE_KERNEL);
 838 }
 839 #else
 840 static void __init create_kernel_page_table(pgd_t *pgdir, bool early)
 841 {
 842         uintptr_t va, end_va;
 843
 844         end_va = kernel_map.virt_addr + kernel_map.size;
 845         for (va = kernel_map.virt_addr; va < end_va; va += PMD_SIZE)
 846                 create_pgd_mapping(pgdir, va,
 847                                    kernel_map.phys_addr + (va - kernel_map.virt_addr),
 848                                    PMD_SIZE,
 849                                    early ?
 850                                         PAGE_KERNEL_EXEC : pgprot_from_va(va));
 851 }
 852 #endif
 853
 854 /*
 855  * Setup a 4MB mapping that encompasses the device tree: for 64-bit kernel,
 856  * this means 2 PMD entries whereas for 32-bit kernel, this is only 1 PGDIR
 857  * entry.
 858  */
 859 static void __init create_fdt_early_page_table(pgd_t *pgdir, uintptr_t dtb_pa)
 860 {
 861 #ifndef CONFIG_BUILTIN_DTB
 862         uintptr_t pa = dtb_pa & ~(PMD_SIZE - 1);
 863
 864         create_pgd_mapping(early_pg_dir, DTB_EARLY_BASE_VA,
 865                            IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) ? early_dtb_pgd_next : pa,
 866                            PGDIR_SIZE,
 867                            IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) ? PAGE_TABLE : PAGE_KERNEL);
 868
 869         if (pgtable_l5_enabled)
 870                 create_p4d_mapping(early_dtb_p4d, DTB_EARLY_BASE_VA,
 871                                    (uintptr_t)early_dtb_pud, P4D_SIZE, PAGE_TABLE);
 872
 873         if (pgtable_l4_enabled)
 874                 create_pud_mapping(early_dtb_pud, DTB_EARLY_BASE_VA,
 875                                    (uintptr_t)early_dtb_pmd, PUD_SIZE, PAGE_TABLE);
 876
 877         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT)) {
 878                 create_pmd_mapping(early_dtb_pmd, DTB_EARLY_BASE_VA,
 879                                    pa, PMD_SIZE, PAGE_KERNEL);
 880                 create_pmd_mapping(early_dtb_pmd, DTB_EARLY_BASE_VA + PMD_SIZE,
 881                                    pa + PMD_SIZE, PMD_SIZE, PAGE_KERNEL);
 882         }
 883
 884         dtb_early_va = (void *)DTB_EARLY_BASE_VA + (dtb_pa & (PMD_SIZE - 1));
 885 #else
 886         /*
 887          * For 64-bit kernel, __va can't be used since it would return a linear
 888          * mapping address whereas dtb_early_va will be used before
 889          * setup_vm_final installs the linear mapping. For 32-bit kernel, as the
 890          * kernel is mapped in the linear mapping, that makes no difference.
 891          */
 892         dtb_early_va = kernel_mapping_pa_to_va(XIP_FIXUP(dtb_pa));
 893 #endif
 894
 895         dtb_early_pa = dtb_pa;
 896 }
 897
 898 /*
 899  * MMU is not enabled, the page tables are allocated directly using
 900  * early_pmd/pud/p4d and the address returned is the physical one.
 901  */
 902 static void __init pt_ops_set_early(void)
 903 {
 904         pt_ops.alloc_pte = alloc_pte_early;
 905         pt_ops.get_pte_virt = get_pte_virt_early;
 906 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 907         pt_ops.alloc_pmd = alloc_pmd_early;
 908         pt_ops.get_pmd_virt = get_pmd_virt_early;
 909         pt_ops.alloc_pud = alloc_pud_early;
 910         pt_ops.get_pud_virt = get_pud_virt_early;
 911         pt_ops.alloc_p4d = alloc_p4d_early;
 912         pt_ops.get_p4d_virt = get_p4d_virt_early;
 913 #endif
 914 }
 915
 916 /*
 917  * MMU is enabled but page table setup is not complete yet.
 918  * fixmap page table alloc functions must be used as a means to temporarily
 919  * map the allocated physical pages since the linear mapping does not exist yet.
 920  *
 921  * Note that this is called with MMU disabled, hence kernel_mapping_pa_to_va,
 922  * but it will be used as described above.
 923  */
 924 static void __init pt_ops_set_fixmap(void)
 925 {
 926         pt_ops.alloc_pte = kernel_mapping_pa_to_va(alloc_pte_fixmap);
 927         pt_ops.get_pte_virt = kernel_mapping_pa_to_va(get_pte_virt_fixmap);
 928 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 929         pt_ops.alloc_pmd = kernel_mapping_pa_to_va(alloc_pmd_fixmap);
 930         pt_ops.get_pmd_virt = kernel_mapping_pa_to_va(get_pmd_virt_fixmap);
 931         pt_ops.alloc_pud = kernel_mapping_pa_to_va(alloc_pud_fixmap);
 932         pt_ops.get_pud_virt = kernel_mapping_pa_to_va(get_pud_virt_fixmap);
 933         pt_ops.alloc_p4d = kernel_mapping_pa_to_va(alloc_p4d_fixmap);
 934         pt_ops.get_p4d_virt = kernel_mapping_pa_to_va(get_p4d_virt_fixmap);
 935 #endif
 936 }
 937
 938 /*
 939  * MMU is enabled and page table setup is complete, so from now, we can use
 940  * generic page allocation functions to setup page table.
 941  */
 942 static void __init pt_ops_set_late(void)
 943 {
 944         pt_ops.alloc_pte = alloc_pte_late;
 945         pt_ops.get_pte_virt = get_pte_virt_late;
 946 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 947         pt_ops.alloc_pmd = alloc_pmd_late;
 948         pt_ops.get_pmd_virt = get_pmd_virt_late;
 949         pt_ops.alloc_pud = alloc_pud_late;
 950         pt_ops.get_pud_virt = get_pud_virt_late;
 951         pt_ops.alloc_p4d = alloc_p4d_late;
 952         pt_ops.get_p4d_virt = get_p4d_virt_late;
 953 #endif
 954 }
 955
 956 asmlinkage void __init setup_vm(uintptr_t dtb_pa)
 957 {
 958         pmd_t __maybe_unused fix_bmap_spmd, fix_bmap_epmd;
 959
 960         kernel_map.virt_addr = KERNEL_LINK_ADDR;
 961         kernel_map.page_offset = _AC(CONFIG_PAGE_OFFSET, UL);
 962
 963 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 964         kernel_map.xiprom = (uintptr_t)CONFIG_XIP_PHYS_ADDR;
 965         kernel_map.xiprom_sz = (uintptr_t)(&_exiprom) - (uintptr_t)(&_xiprom);
 966
 967         phys_ram_base = CONFIG_PHYS_RAM_BASE;
 968         kernel_map.phys_addr = (uintptr_t)CONFIG_PHYS_RAM_BASE;
 969         kernel_map.size = (uintptr_t)(&_end) - (uintptr_t)(&_sdata);
 970
 971         kernel_map.va_kernel_xip_pa_offset = kernel_map.virt_addr - kernel_map.xiprom;
 972 #else
 973         kernel_map.phys_addr = (uintptr_t)(&_start);
 974         kernel_map.size = (uintptr_t)(&_end) - kernel_map.phys_addr;
 975 #endif
 976
 977 #if defined(CONFIG_64BIT) && !defined(CONFIG_XIP_KERNEL)
 978         set_satp_mode();
 979 #endif
 980
 981         kernel_map.va_pa_offset = PAGE_OFFSET - kernel_map.phys_addr;
 982         kernel_map.va_kernel_pa_offset = kernel_map.virt_addr - kernel_map.phys_addr;
 983
 984         phys_ram_base = kernel_map.phys_addr;
 985
 986         /*
 987          * The default maximal physical memory size is KERN_VIRT_SIZE for 32-bit
 988          * kernel, whereas for 64-bit kernel, the end of the virtual address
 989          * space is occupied by the modules/BPF/kernel mappings which reduces
 990          * the available size of the linear mapping.
 991          */
 992         memory_limit = KERN_VIRT_SIZE - (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) ? SZ_4G : 0);
 993
 994         /* Sanity check alignment and size */
 995         BUG_ON((PAGE_OFFSET % PGDIR_SIZE) != 0);
 996         BUG_ON((kernel_map.phys_addr % PMD_SIZE) != 0);
 997
 998 #ifdef CONFIG_64BIT
 999         /*
1000          * The last 4K bytes of the addressable memory can not be mapped because
1001          * of IS_ERR_VALUE macro.
1002          */
1003         BUG_ON((kernel_map.virt_addr + kernel_map.size) > ADDRESS_SPACE_END - SZ_4K);
1004 #endif
1005
1006         apply_early_boot_alternatives();
1007         pt_ops_set_early();
1008
1009         /* Setup early PGD for fixmap */
1010         create_pgd_mapping(early_pg_dir, FIXADDR_START,
1011                            fixmap_pgd_next, PGDIR_SIZE, PAGE_TABLE);
1012
1013 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
1014         /* Setup fixmap P4D and PUD */
1015         if (pgtable_l5_enabled)
1016                 create_p4d_mapping(fixmap_p4d, FIXADDR_START,
1017                                    (uintptr_t)fixmap_pud, P4D_SIZE, PAGE_TABLE);
1018         /* Setup fixmap PUD and PMD */
1019         if (pgtable_l4_enabled)
1020                 create_pud_mapping(fixmap_pud, FIXADDR_START,
1021                                    (uintptr_t)fixmap_pmd, PUD_SIZE, PAGE_TABLE);
1022         create_pmd_mapping(fixmap_pmd, FIXADDR_START,
1023                            (uintptr_t)fixmap_pte, PMD_SIZE, PAGE_TABLE);
1024         /* Setup trampoline PGD and PMD */
1025         create_pgd_mapping(trampoline_pg_dir, kernel_map.virt_addr,
1026                            trampoline_pgd_next, PGDIR_SIZE, PAGE_TABLE);
1027         if (pgtable_l5_enabled)
1028                 create_p4d_mapping(trampoline_p4d, kernel_map.virt_addr,
1029                                    (uintptr_t)trampoline_pud, P4D_SIZE, PAGE_TABLE);
1030         if (pgtable_l4_enabled)
1031                 create_pud_mapping(trampoline_pud, kernel_map.virt_addr,
1032                                    (uintptr_t)trampoline_pmd, PUD_SIZE, PAGE_TABLE);
1033 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
1034         create_pmd_mapping(trampoline_pmd, kernel_map.virt_addr,
1035                            kernel_map.xiprom, PMD_SIZE, PAGE_KERNEL_EXEC);
1036 #else
1037         create_pmd_mapping(trampoline_pmd, kernel_map.virt_addr,
1038                            kernel_map.phys_addr, PMD_SIZE, PAGE_KERNEL_EXEC);
1039 #endif
1040 #else
1041         /* Setup trampoline PGD */
1042         create_pgd_mapping(trampoline_pg_dir, kernel_map.virt_addr,
1043                            kernel_map.phys_addr, PGDIR_SIZE, PAGE_KERNEL_EXEC);
1044 #endif
1045
1046         /*
1047          * Setup early PGD covering entire kernel which will allow
1048          * us to reach paging_init(). We map all memory banks later
1049          * in setup_vm_final() below.
1050          */
1051         create_kernel_page_table(early_pg_dir, true);
1052
1053         /* Setup early mapping for FDT early scan */
1054         create_fdt_early_page_table(early_pg_dir, dtb_pa);
1055
1056         /*
1057          * Bootime fixmap only can handle PMD_SIZE mapping. Thus, boot-ioremap
1058          * range can not span multiple pmds.
1059          */
1060         BUG_ON((__fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN) >> PMD_SHIFT)
1061                      != (__fix_to_virt(FIX_BTMAP_END) >> PMD_SHIFT));
1062
1063 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
1064         /*
1065          * Early ioremap fixmap is already created as it lies within first 2MB
1066          * of fixmap region. We always map PMD_SIZE. Thus, both FIX_BTMAP_END
1067          * FIX_BTMAP_BEGIN should lie in the same pmd. Verify that and warn
1068          * the user if not.
1069          */
1070         fix_bmap_spmd = fixmap_pmd[pmd_index(__fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN))];
1071         fix_bmap_epmd = fixmap_pmd[pmd_index(__fix_to_virt(FIX_BTMAP_END))];
1072         if (pmd_val(fix_bmap_spmd) != pmd_val(fix_bmap_epmd)) {
1073                 WARN_ON(1);
1074                 pr_warn("fixmap btmap start [%08lx] != end [%08lx]\n",
1075                         pmd_val(fix_bmap_spmd), pmd_val(fix_bmap_epmd));
1076                 pr_warn("fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN): %08lx\n",
1077                         fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN));
1078                 pr_warn("fix_to_virt(FIX_BTMAP_END):   %08lx\n",
1079                         fix_to_virt(FIX_BTMAP_END));
1080
1081                 pr_warn("FIX_BTMAP_END:       %d\n", FIX_BTMAP_END);
1082                 pr_warn("FIX_BTMAP_BEGIN:     %d\n", FIX_BTMAP_BEGIN);
1083         }
1084 #endif
1085
1086         pt_ops_set_fixmap();
1087 }
1088
1089 static void __init setup_vm_final(void)
1090 {
1091         uintptr_t va, map_size;
1092         phys_addr_t pa, start, end;
1093         u64 i;
1094
1095         /* Setup swapper PGD for fixmap */
1096         create_pgd_mapping(swapper_pg_dir, FIXADDR_START,
1097                            __pa_symbol(fixmap_pgd_next),
1098                            PGDIR_SIZE, PAGE_TABLE);
1099
1100         /* Map all memory banks in the linear mapping */
1101         for_each_mem_range(i, &start, &end) {
1102                 if (start >= end)
1103                         break;
1104                 if (start <= __pa(PAGE_OFFSET) &&
1105                     __pa(PAGE_OFFSET) < end)
1106                         start = __pa(PAGE_OFFSET);
1107                 if (end >= __pa(PAGE_OFFSET) + memory_limit)
1108                         end = __pa(PAGE_OFFSET) + memory_limit;
1109
1110                 for (pa = start; pa < end; pa += map_size) {
1111                         va = (uintptr_t)__va(pa);
1112                         map_size = best_map_size(pa, end - pa);
1113
1114                         create_pgd_mapping(swapper_pg_dir, va, pa, map_size,
1115                                            pgprot_from_va(va));
1116                 }
1117         }
1118
1119         /* Map the kernel */
1120         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT))
1121                 create_kernel_page_table(swapper_pg_dir, false);
1122
1123 #ifdef CONFIG_KASAN
1124         kasan_swapper_init();
1125 #endif
1126
1127         /* Clear fixmap PTE and PMD mappings */
1128         clear_fixmap(FIX_PTE);
1129         clear_fixmap(FIX_PMD);
1130         clear_fixmap(FIX_PUD);
1131         clear_fixmap(FIX_P4D);
1132
1133         /* Move to swapper page table */
1134         csr_write(CSR_SATP, PFN_DOWN(__pa_symbol(swapper_pg_dir)) | satp_mode);
1135         local_flush_tlb_all();
1136
1137         pt_ops_set_late();
1138 }
1139 #else
1140 asmlinkage void __init setup_vm(uintptr_t dtb_pa)
1141 {
1142         dtb_early_va = (void *)dtb_pa;
1143         dtb_early_pa = dtb_pa;
1144 }
1145
1146 static inline void setup_vm_final(void)
1147 {
1148 }
1149 #endif /* CONFIG_MMU */
1150
1151 /*
1152  * reserve_crashkernel() - reserves memory for crash kernel
1153  *
1154  * This function reserves memory area given in "crashkernel=" kernel command
1155  * line parameter. The memory reserved is used by dump capture kernel when
1156  * primary kernel is crashing.
1157  */
1158 static void __init reserve_crashkernel(void)
1159 {
1160         unsigned long long crash_base = 0;
1161         unsigned long long crash_size = 0;
1162         unsigned long search_start = memblock_start_of_DRAM();
1163         unsigned long search_end = memblock_end_of_DRAM();
1164
1165         int ret = 0;
1166
1167         if (!IS_ENABLED(CONFIG_KEXEC_CORE))
1168                 return;
1169         /*
1170          * Don't reserve a region for a crash kernel on a crash kernel
1171          * since it doesn't make much sense and we have limited memory
1172          * resources.
1173          */
1174         if (is_kdump_kernel()) {
1175                 pr_info("crashkernel: ignoring reservation request\n");
1176                 return;
1177         }
1178
1179         ret = parse_crashkernel(boot_command_line, memblock_phys_mem_size(),
1180                                 &crash_size, &crash_base);
1181         if (ret || !crash_size)
1182                 return;
1183
1184         crash_size = PAGE_ALIGN(crash_size);
1185
1186         if (crash_base) {
1187                 search_start = crash_base;
1188                 search_end = crash_base + crash_size;
1189         }
1190
1191         /*
1192          * Current riscv boot protocol requires 2MB alignment for
1193          * RV64 and 4MB alignment for RV32 (hugepage size)
1194          *
1195          * Try to alloc from 32bit addressible physical memory so that
1196          * swiotlb can work on the crash kernel.
1197          */
1198         crash_base = memblock_phys_alloc_range(crash_size, PMD_SIZE,
1199                                                search_start,
1200                                                min(search_end, (unsigned long) SZ_4G));
1201         if (crash_base == 0) {
1202                 /* Try again without restricting region to 32bit addressible memory */
1203                 crash_base = memblock_phys_alloc_range(crash_size, PMD_SIZE,
1204                                                 search_start, search_end);
1205                 if (crash_base == 0) {
1206                         pr_warn("crashkernel: couldn't allocate %lldKB\n",
1207                                 crash_size >> 10);
1208                         return;
1209                 }
1210         }
1211
1212         pr_info("crashkernel: reserved 0x%016llx - 0x%016llx (%lld MB)\n",
1213                 crash_base, crash_base + crash_size, crash_size >> 20);
1214
1215         crashk_res.start = crash_base;
1216         crashk_res.end = crash_base + crash_size - 1;
1217 }
1218
1219 void __init paging_init(void)
1220 {
1221         setup_bootmem();
1222         setup_vm_final();
1223 }
1224
1225 void __init misc_mem_init(void)
1226 {
1227         early_memtest(min_low_pfn << PAGE_SHIFT, max_low_pfn << PAGE_SHIFT);
1228         arch_numa_init();
1229         sparse_init();
1230         zone_sizes_init();
1231         reserve_crashkernel();
1232         memblock_dump_all();
1233 }
1234
1235 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
1236 int __meminit vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node,
1237                                struct vmem_altmap *altmap)
1238 {
1239         return vmemmap_populate_basepages(start, end, node, NULL);
1240 }
1241 #endif