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 phys_addr_t phys_ram_base __ro_after_init;
  41 EXPORT_SYMBOL(phys_ram_base);
  42
  43 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
  44 extern char _xiprom[], _exiprom[], __data_loc;
  45 #endif
  46
  47 unsigned long empty_zero_page[PAGE_SIZE / sizeof(unsigned long)]
  48                                                         __page_aligned_bss;
  49 EXPORT_SYMBOL(empty_zero_page);
  50
  51 extern char _start[];
  52 #define DTB_EARLY_BASE_VA      PGDIR_SIZE
  53 void *_dtb_early_va __initdata;
  54 uintptr_t _dtb_early_pa __initdata;
  55
  56 struct pt_alloc_ops {
  57         pte_t *(*get_pte_virt)(phys_addr_t pa);
  58         phys_addr_t (*alloc_pte)(uintptr_t va);
  59 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
  60         pmd_t *(*get_pmd_virt)(phys_addr_t pa);
  61         phys_addr_t (*alloc_pmd)(uintptr_t va);
  62 #endif
  63 };
  64
  65 static phys_addr_t dma32_phys_limit __initdata;
  66
  67 static void __init zone_sizes_init(void)
  68 {
  69         unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = { 0, };
  70
  71 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
  72         max_zone_pfns[ZONE_DMA32] = PFN_DOWN(dma32_phys_limit);
  73 #endif
  74         max_zone_pfns[ZONE_NORMAL] = max_low_pfn;
  75
  76         free_area_init(max_zone_pfns);
  77 }
  78
  79 #if defined(CONFIG_MMU) && defined(CONFIG_DEBUG_VM)
  80 static inline void print_mlk(char *name, unsigned long b, unsigned long t)
  81 {
  82         pr_notice("%12s : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld kB)\n", name, b, t,
  83                   (((t) - (b)) >> 10));
  84 }
  85
  86 static inline void print_mlm(char *name, unsigned long b, unsigned long t)
  87 {
  88         pr_notice("%12s : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld MB)\n", name, b, t,
  89                   (((t) - (b)) >> 20));
  90 }
  91
  92 static void __init print_vm_layout(void)
  93 {
  94         pr_notice("Virtual kernel memory layout:\n");
  95         print_mlk("fixmap", (unsigned long)FIXADDR_START,
  96                   (unsigned long)FIXADDR_TOP);
  97         print_mlm("pci io", (unsigned long)PCI_IO_START,
  98                   (unsigned long)PCI_IO_END);
  99         print_mlm("vmemmap", (unsigned long)VMEMMAP_START,
 100                   (unsigned long)VMEMMAP_END);
 101         print_mlm("vmalloc", (unsigned long)VMALLOC_START,
 102                   (unsigned long)VMALLOC_END);
 103         print_mlm("lowmem", (unsigned long)PAGE_OFFSET,
 104                   (unsigned long)high_memory);
 105         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT))
 106                 print_mlm("kernel", (unsigned long)KERNEL_LINK_ADDR,
 107                           (unsigned long)ADDRESS_SPACE_END);
 108 }
 109 #else
 110 static void print_vm_layout(void) { }
 111 #endif /* CONFIG_DEBUG_VM */
 112
 113 void __init mem_init(void)
 114 {
 115 #ifdef CONFIG_FLATMEM
 116         BUG_ON(!mem_map);
 117 #endif /* CONFIG_FLATMEM */
 118
 119 #ifdef CONFIG_SWIOTLB
 120         if (swiotlb_force == SWIOTLB_FORCE ||
 121             max_pfn > PFN_DOWN(dma32_phys_limit))
 122                 swiotlb_init(1);
 123         else
 124                 swiotlb_force = SWIOTLB_NO_FORCE;
 125 #endif
 126         high_memory = (void *)(__va(PFN_PHYS(max_low_pfn)));
 127         memblock_free_all();
 128
 129         print_vm_layout();
 130 }
 131
 132 /*
 133  * The default maximal physical memory size is -PAGE_OFFSET for 32-bit kernel,
 134  * whereas for 64-bit kernel, the end of the virtual address space is occupied
 135  * by the modules/BPF/kernel mappings which reduces the available size of the
 136  * linear mapping.
 137  * Limit the memory size via mem.
 138  */
 139 #ifdef CONFIG_64BIT
 140 static phys_addr_t memory_limit = -PAGE_OFFSET - SZ_4G;
 141 #else
 142 static phys_addr_t memory_limit = -PAGE_OFFSET;
 143 #endif
 144
 145 static int __init early_mem(char *p)
 146 {
 147         u64 size;
 148
 149         if (!p)
 150                 return 1;
 151
 152         size = memparse(p, &p) & PAGE_MASK;
 153         memory_limit = min_t(u64, size, memory_limit);
 154
 155         pr_notice("Memory limited to %lldMB\n", (u64)memory_limit >> 20);
 156
 157         return 0;
 158 }
 159 early_param("mem", early_mem);
 160
 161 static void __init setup_bootmem(void)
 162 {
 163         phys_addr_t vmlinux_end = __pa_symbol(&_end);
 164         phys_addr_t vmlinux_start = __pa_symbol(&_start);
 165         phys_addr_t max_mapped_addr;
 166         phys_addr_t phys_ram_end;
 167
 168 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 169         vmlinux_start = __pa_symbol(&_sdata);
 170 #endif
 171
 172         memblock_enforce_memory_limit(memory_limit);
 173
 174         /*
 175          * Make sure we align the reservation on PMD_SIZE since we will
 176          * map the kernel in the linear mapping as read-only: we do not want
 177          * any allocation to happen between _end and the next pmd aligned page.
 178          */
 179         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) && IS_ENABLED(CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX))
 180                 vmlinux_end = (vmlinux_end + PMD_SIZE - 1) & PMD_MASK;
 181         /*
 182          * Reserve from the start of the kernel to the end of the kernel
 183          */
 184         memblock_reserve(vmlinux_start, vmlinux_end - vmlinux_start);
 185
 186
 187         phys_ram_end = memblock_end_of_DRAM();
 188 #ifndef CONFIG_XIP_KERNEL
 189         phys_ram_base = memblock_start_of_DRAM();
 190 #endif
 191         /*
 192          * memblock allocator is not aware of the fact that last 4K bytes of
 193          * the addressable memory can not be mapped because of IS_ERR_VALUE
 194          * macro. Make sure that last 4k bytes are not usable by memblock
 195          * if end of dram is equal to maximum addressable memory.  For 64-bit
 196          * kernel, this problem can't happen here as the end of the virtual
 197          * address space is occupied by the kernel mapping then this check must
 198          * be done as soon as the kernel mapping base address is determined.
 199          */
 200         if (!IS_ENABLED(CONFIG_64BIT)) {
 201                 max_mapped_addr = __pa(~(ulong)0);
 202                 if (max_mapped_addr == (phys_ram_end - 1))
 203                         memblock_set_current_limit(max_mapped_addr - 4096);
 204         }
 205
 206         min_low_pfn = PFN_UP(phys_ram_base);
 207         max_low_pfn = max_pfn = PFN_DOWN(phys_ram_end);
 208
 209         dma32_phys_limit = min(4UL * SZ_1G, (unsigned long)PFN_PHYS(max_low_pfn));
 210         set_max_mapnr(max_low_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
 211
 212         reserve_initrd_mem();
 213         /*
 214          * If DTB is built in, no need to reserve its memblock.
 215          * Otherwise, do reserve it but avoid using
 216          * early_init_fdt_reserve_self() since __pa() does
 217          * not work for DTB pointers that are fixmap addresses
 218          */
 219         if (!IS_ENABLED(CONFIG_BUILTIN_DTB))
 220                 memblock_reserve(dtb_early_pa, fdt_totalsize(dtb_early_va));
 221
 222         early_init_fdt_scan_reserved_mem();
 223         dma_contiguous_reserve(dma32_phys_limit);
 224         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT))
 225                 hugetlb_cma_reserve(PUD_SHIFT - PAGE_SHIFT);
 226         memblock_allow_resize();
 227 }
 228
 229 #ifdef CONFIG_MMU
 230 static struct pt_alloc_ops _pt_ops __initdata;
 231
 232 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 233 #define pt_ops (*(struct pt_alloc_ops *)XIP_FIXUP(&_pt_ops))
 234 #else
 235 #define pt_ops _pt_ops
 236 #endif
 237
 238 unsigned long riscv_pfn_base __ro_after_init;
 239 EXPORT_SYMBOL(riscv_pfn_base);
 240
 241 pgd_t swapper_pg_dir[PTRS_PER_PGD] __page_aligned_bss;
 242 pgd_t trampoline_pg_dir[PTRS_PER_PGD] __page_aligned_bss;
 243 static pte_t fixmap_pte[PTRS_PER_PTE] __page_aligned_bss;
 244
 245 pgd_t early_pg_dir[PTRS_PER_PGD] __initdata __aligned(PAGE_SIZE);
 246 static pmd_t __maybe_unused early_dtb_pmd[PTRS_PER_PMD] __initdata __aligned(PAGE_SIZE);
 247
 248 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 249 #define trampoline_pg_dir      ((pgd_t *)XIP_FIXUP(trampoline_pg_dir))
 250 #define fixmap_pte             ((pte_t *)XIP_FIXUP(fixmap_pte))
 251 #define early_pg_dir           ((pgd_t *)XIP_FIXUP(early_pg_dir))
 252 #endif /* CONFIG_XIP_KERNEL */
 253
 254 void __set_fixmap(enum fixed_addresses idx, phys_addr_t phys, pgprot_t prot)
 255 {
 256         unsigned long addr = __fix_to_virt(idx);
 257         pte_t *ptep;
 258
 259         BUG_ON(idx <= FIX_HOLE || idx >= __end_of_fixed_addresses);
 260
 261         ptep = &fixmap_pte[pte_index(addr)];
 262
 263         if (pgprot_val(prot))
 264                 set_pte(ptep, pfn_pte(phys >> PAGE_SHIFT, prot));
 265         else
 266                 pte_clear(&init_mm, addr, ptep);
 267         local_flush_tlb_page(addr);
 268 }
 269
 270 static inline pte_t *__init get_pte_virt_early(phys_addr_t pa)
 271 {
 272         return (pte_t *)((uintptr_t)pa);
 273 }
 274
 275 static inline pte_t *__init get_pte_virt_fixmap(phys_addr_t pa)
 276 {
 277         clear_fixmap(FIX_PTE);
 278         return (pte_t *)set_fixmap_offset(FIX_PTE, pa);
 279 }
 280
 281 static inline pte_t *__init get_pte_virt_late(phys_addr_t pa)
 282 {
 283         return (pte_t *) __va(pa);
 284 }
 285
 286 static inline phys_addr_t __init alloc_pte_early(uintptr_t va)
 287 {
 288         /*
 289          * We only create PMD or PGD early mappings so we
 290          * should never reach here with MMU disabled.
 291          */
 292         BUG();
 293 }
 294
 295 static inline phys_addr_t __init alloc_pte_fixmap(uintptr_t va)
 296 {
 297         return memblock_phys_alloc(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
 298 }
 299
 300 static phys_addr_t __init alloc_pte_late(uintptr_t va)
 301 {
 302         unsigned long vaddr;
 303
 304         vaddr = __get_free_page(GFP_KERNEL);
 305         BUG_ON(!vaddr || !pgtable_pte_page_ctor(virt_to_page(vaddr)));
 306
 307         return __pa(vaddr);
 308 }
 309
 310 static void __init create_pte_mapping(pte_t *ptep,
 311                                       uintptr_t va, phys_addr_t pa,
 312                                       phys_addr_t sz, pgprot_t prot)
 313 {
 314         uintptr_t pte_idx = pte_index(va);
 315
 316         BUG_ON(sz != PAGE_SIZE);
 317
 318         if (pte_none(ptep[pte_idx]))
 319                 ptep[pte_idx] = pfn_pte(PFN_DOWN(pa), prot);
 320 }
 321
 322 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 323
 324 static pmd_t trampoline_pmd[PTRS_PER_PMD] __page_aligned_bss;
 325 static pmd_t fixmap_pmd[PTRS_PER_PMD] __page_aligned_bss;
 326 static pmd_t early_pmd[PTRS_PER_PMD] __initdata __aligned(PAGE_SIZE);
 327
 328 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 329 #define trampoline_pmd ((pmd_t *)XIP_FIXUP(trampoline_pmd))
 330 #define fixmap_pmd     ((pmd_t *)XIP_FIXUP(fixmap_pmd))
 331 #define early_pmd      ((pmd_t *)XIP_FIXUP(early_pmd))
 332 #endif /* CONFIG_XIP_KERNEL */
 333
 334 static pmd_t *__init get_pmd_virt_early(phys_addr_t pa)
 335 {
 336         /* Before MMU is enabled */
 337         return (pmd_t *)((uintptr_t)pa);
 338 }
 339
 340 static pmd_t *__init get_pmd_virt_fixmap(phys_addr_t pa)
 341 {
 342         clear_fixmap(FIX_PMD);
 343         return (pmd_t *)set_fixmap_offset(FIX_PMD, pa);
 344 }
 345
 346 static pmd_t *__init get_pmd_virt_late(phys_addr_t pa)
 347 {
 348         return (pmd_t *) __va(pa);
 349 }
 350
 351 static phys_addr_t __init alloc_pmd_early(uintptr_t va)
 352 {
 353         BUG_ON((va - kernel_map.virt_addr) >> PGDIR_SHIFT);
 354
 355         return (uintptr_t)early_pmd;
 356 }
 357
 358 static phys_addr_t __init alloc_pmd_fixmap(uintptr_t va)
 359 {
 360         return memblock_phys_alloc(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
 361 }
 362
 363 static phys_addr_t __init alloc_pmd_late(uintptr_t va)
 364 {
 365         unsigned long vaddr;
 366
 367         vaddr = __get_free_page(GFP_KERNEL);
 368         BUG_ON(!vaddr || !pgtable_pmd_page_ctor(virt_to_page(vaddr)));
 369
 370         return __pa(vaddr);
 371 }
 372
 373 static void __init create_pmd_mapping(pmd_t *pmdp,
 374                                       uintptr_t va, phys_addr_t pa,
 375                                       phys_addr_t sz, pgprot_t prot)
 376 {
 377         pte_t *ptep;
 378         phys_addr_t pte_phys;
 379         uintptr_t pmd_idx = pmd_index(va);
 380
 381         if (sz == PMD_SIZE) {
 382                 if (pmd_none(pmdp[pmd_idx]))
 383                         pmdp[pmd_idx] = pfn_pmd(PFN_DOWN(pa), prot);
 384                 return;
 385         }
 386
 387         if (pmd_none(pmdp[pmd_idx])) {
 388                 pte_phys = pt_ops.alloc_pte(va);
 389                 pmdp[pmd_idx] = pfn_pmd(PFN_DOWN(pte_phys), PAGE_TABLE);
 390                 ptep = pt_ops.get_pte_virt(pte_phys);
 391                 memset(ptep, 0, PAGE_SIZE);
 392         } else {
 393                 pte_phys = PFN_PHYS(_pmd_pfn(pmdp[pmd_idx]));
 394                 ptep = pt_ops.get_pte_virt(pte_phys);
 395         }
 396
 397         create_pte_mapping(ptep, va, pa, sz, prot);
 398 }
 399
 400 #define pgd_next_t              pmd_t
 401 #define alloc_pgd_next(__va)    pt_ops.alloc_pmd(__va)
 402 #define get_pgd_next_virt(__pa) pt_ops.get_pmd_virt(__pa)
 403 #define create_pgd_next_mapping(__nextp, __va, __pa, __sz, __prot)      \
 404         create_pmd_mapping(__nextp, __va, __pa, __sz, __prot)
 405 #define fixmap_pgd_next         fixmap_pmd
 406 #else
 407 #define pgd_next_t              pte_t
 408 #define alloc_pgd_next(__va)    pt_ops.alloc_pte(__va)
 409 #define get_pgd_next_virt(__pa) pt_ops.get_pte_virt(__pa)
 410 #define create_pgd_next_mapping(__nextp, __va, __pa, __sz, __prot)      \
 411         create_pte_mapping(__nextp, __va, __pa, __sz, __prot)
 412 #define fixmap_pgd_next         fixmap_pte
 413 #define create_pmd_mapping(__pmdp, __va, __pa, __sz, __prot)
 414 #endif
 415
 416 void __init create_pgd_mapping(pgd_t *pgdp,
 417                                       uintptr_t va, phys_addr_t pa,
 418                                       phys_addr_t sz, pgprot_t prot)
 419 {
 420         pgd_next_t *nextp;
 421         phys_addr_t next_phys;
 422         uintptr_t pgd_idx = pgd_index(va);
 423
 424         if (sz == PGDIR_SIZE) {
 425                 if (pgd_val(pgdp[pgd_idx]) == 0)
 426                         pgdp[pgd_idx] = pfn_pgd(PFN_DOWN(pa), prot);
 427                 return;
 428         }
 429
 430         if (pgd_val(pgdp[pgd_idx]) == 0) {
 431                 next_phys = alloc_pgd_next(va);
 432                 pgdp[pgd_idx] = pfn_pgd(PFN_DOWN(next_phys), PAGE_TABLE);
 433                 nextp = get_pgd_next_virt(next_phys);
 434                 memset(nextp, 0, PAGE_SIZE);
 435         } else {
 436                 next_phys = PFN_PHYS(_pgd_pfn(pgdp[pgd_idx]));
 437                 nextp = get_pgd_next_virt(next_phys);
 438         }
 439
 440         create_pgd_next_mapping(nextp, va, pa, sz, prot);
 441 }
 442
 443 static uintptr_t __init best_map_size(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 444 {
 445         /* Upgrade to PMD_SIZE mappings whenever possible */
 446         if ((base & (PMD_SIZE - 1)) || (size & (PMD_SIZE - 1)))
 447                 return PAGE_SIZE;
 448
 449         return PMD_SIZE;
 450 }
 451
 452 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 453 /* called from head.S with MMU off */
 454 asmlinkage void __init __copy_data(void)
 455 {
 456         void *from = (void *)(&__data_loc);
 457         void *to = (void *)CONFIG_PHYS_RAM_BASE;
 458         size_t sz = (size_t)((uintptr_t)(&_end) - (uintptr_t)(&_sdata));
 459
 460         memcpy(to, from, sz);
 461 }
 462 #endif
 463
 464 #ifdef CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX
 465 static __init pgprot_t pgprot_from_va(uintptr_t va)
 466 {
 467         if (is_va_kernel_text(va))
 468                 return PAGE_KERNEL_READ_EXEC;
 469
 470         /*
 471          * In 64-bit kernel, the kernel mapping is outside the linear mapping so
 472          * we must protect its linear mapping alias from being executed and
 473          * written.
 474          * And rodata section is marked readonly in mark_rodata_ro.
 475          */
 476         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) && is_va_kernel_lm_alias_text(va))
 477                 return PAGE_KERNEL_READ;
 478
 479         return PAGE_KERNEL;
 480 }
 481
 482 void mark_rodata_ro(void)
 483 {
 484         set_kernel_memory(__start_rodata, _data, set_memory_ro);
 485         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT))
 486                 set_kernel_memory(lm_alias(__start_rodata), lm_alias(_data),
 487                                   set_memory_ro);
 488
 489         debug_checkwx();
 490 }
 491 #else
 492 static __init pgprot_t pgprot_from_va(uintptr_t va)
 493 {
 494         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) && !is_kernel_mapping(va))
 495                 return PAGE_KERNEL;
 496
 497         return PAGE_KERNEL_EXEC;
 498 }
 499 #endif /* CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX */
 500
 501 /*
 502  * setup_vm() is called from head.S with MMU-off.
 503  *
 504  * Following requirements should be honoured for setup_vm() to work
 505  * correctly:
 506  * 1) It should use PC-relative addressing for accessing kernel symbols.
 507  *    To achieve this we always use GCC cmodel=medany.
 508  * 2) The compiler instrumentation for FTRACE will not work for setup_vm()
 509  *    so disable compiler instrumentation when FTRACE is enabled.
 510  *
 511  * Currently, the above requirements are honoured by using custom CFLAGS
 512  * for init.o in mm/Makefile.
 513  */
 514
 515 #ifndef __riscv_cmodel_medany
 516 #error "setup_vm() is called from head.S before relocate so it should not use absolute addressing."
 517 #endif
 518
 519 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 520 static void __init create_kernel_page_table(pgd_t *pgdir,
 521                                             __always_unused bool early)
 522 {
 523         uintptr_t va, end_va;
 524
 525         /* Map the flash resident part */
 526         end_va = kernel_map.virt_addr + kernel_map.xiprom_sz;
 527         for (va = kernel_map.virt_addr; va < end_va; va += PMD_SIZE)
 528                 create_pgd_mapping(pgdir, va,
 529                                    kernel_map.xiprom + (va - kernel_map.virt_addr),
 530                                    PMD_SIZE, PAGE_KERNEL_EXEC);
 531
 532         /* Map the data in RAM */
 533         end_va = kernel_map.virt_addr + XIP_OFFSET + kernel_map.size;
 534         for (va = kernel_map.virt_addr + XIP_OFFSET; va < end_va; va += PMD_SIZE)
 535                 create_pgd_mapping(pgdir, va,
 536                                    kernel_map.phys_addr + (va - (kernel_map.virt_addr + XIP_OFFSET)),
 537                                    PMD_SIZE, PAGE_KERNEL);
 538 }
 539 #else
 540 static void __init create_kernel_page_table(pgd_t *pgdir, bool early)
 541 {
 542         uintptr_t va, end_va;
 543
 544         end_va = kernel_map.virt_addr + kernel_map.size;
 545         for (va = kernel_map.virt_addr; va < end_va; va += PMD_SIZE)
 546                 create_pgd_mapping(pgdir, va,
 547                                    kernel_map.phys_addr + (va - kernel_map.virt_addr),
 548                                    PMD_SIZE,
 549                                    early ?
 550                                         PAGE_KERNEL_EXEC : pgprot_from_va(va));
 551 }
 552 #endif
 553
 554 /*
 555  * Setup a 4MB mapping that encompasses the device tree: for 64-bit kernel,
 556  * this means 2 PMD entries whereas for 32-bit kernel, this is only 1 PGDIR
 557  * entry.
 558  */
 559 static void __init create_fdt_early_page_table(pgd_t *pgdir, uintptr_t dtb_pa)
 560 {
 561 #ifndef CONFIG_BUILTIN_DTB
 562         uintptr_t pa = dtb_pa & ~(PMD_SIZE - 1);
 563
 564         create_pgd_mapping(early_pg_dir, DTB_EARLY_BASE_VA,
 565                            IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) ? (uintptr_t)early_dtb_pmd : pa,
 566                            PGDIR_SIZE,
 567                            IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) ? PAGE_TABLE : PAGE_KERNEL);
 568
 569         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT)) {
 570                 create_pmd_mapping(early_dtb_pmd, DTB_EARLY_BASE_VA,
 571                                    pa, PMD_SIZE, PAGE_KERNEL);
 572                 create_pmd_mapping(early_dtb_pmd, DTB_EARLY_BASE_VA + PMD_SIZE,
 573                                    pa + PMD_SIZE, PMD_SIZE, PAGE_KERNEL);
 574         }
 575
 576         dtb_early_va = (void *)DTB_EARLY_BASE_VA + (dtb_pa & (PMD_SIZE - 1));
 577 #else
 578         /*
 579          * For 64-bit kernel, __va can't be used since it would return a linear
 580          * mapping address whereas dtb_early_va will be used before
 581          * setup_vm_final installs the linear mapping. For 32-bit kernel, as the
 582          * kernel is mapped in the linear mapping, that makes no difference.
 583          */
 584         dtb_early_va = kernel_mapping_pa_to_va(XIP_FIXUP(dtb_pa));
 585 #endif
 586
 587         dtb_early_pa = dtb_pa;
 588 }
 589
 590 asmlinkage void __init setup_vm(uintptr_t dtb_pa)
 591 {
 592         pmd_t __maybe_unused fix_bmap_spmd, fix_bmap_epmd;
 593
 594         kernel_map.virt_addr = KERNEL_LINK_ADDR;
 595
 596 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 597         kernel_map.xiprom = (uintptr_t)CONFIG_XIP_PHYS_ADDR;
 598         kernel_map.xiprom_sz = (uintptr_t)(&_exiprom) - (uintptr_t)(&_xiprom);
 599
 600         phys_ram_base = CONFIG_PHYS_RAM_BASE;
 601         kernel_map.phys_addr = (uintptr_t)CONFIG_PHYS_RAM_BASE;
 602         kernel_map.size = (uintptr_t)(&_end) - (uintptr_t)(&_sdata);
 603
 604         kernel_map.va_kernel_xip_pa_offset = kernel_map.virt_addr - kernel_map.xiprom;
 605 #else
 606         kernel_map.phys_addr = (uintptr_t)(&_start);
 607         kernel_map.size = (uintptr_t)(&_end) - kernel_map.phys_addr;
 608 #endif
 609         kernel_map.va_pa_offset = PAGE_OFFSET - kernel_map.phys_addr;
 610         kernel_map.va_kernel_pa_offset = kernel_map.virt_addr - kernel_map.phys_addr;
 611
 612         riscv_pfn_base = PFN_DOWN(kernel_map.phys_addr);
 613
 614         /* Sanity check alignment and size */
 615         BUG_ON((PAGE_OFFSET % PGDIR_SIZE) != 0);
 616         BUG_ON((kernel_map.phys_addr % PMD_SIZE) != 0);
 617
 618         pt_ops.alloc_pte = alloc_pte_early;
 619         pt_ops.get_pte_virt = get_pte_virt_early;
 620 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 621         pt_ops.alloc_pmd = alloc_pmd_early;
 622         pt_ops.get_pmd_virt = get_pmd_virt_early;
 623 #endif
 624         /* Setup early PGD for fixmap */
 625         create_pgd_mapping(early_pg_dir, FIXADDR_START,
 626                            (uintptr_t)fixmap_pgd_next, PGDIR_SIZE, PAGE_TABLE);
 627
 628 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 629         /* Setup fixmap PMD */
 630         create_pmd_mapping(fixmap_pmd, FIXADDR_START,
 631                            (uintptr_t)fixmap_pte, PMD_SIZE, PAGE_TABLE);
 632         /* Setup trampoline PGD and PMD */
 633         create_pgd_mapping(trampoline_pg_dir, kernel_map.virt_addr,
 634                            (uintptr_t)trampoline_pmd, PGDIR_SIZE, PAGE_TABLE);
 635 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 636         create_pmd_mapping(trampoline_pmd, kernel_map.virt_addr,
 637                            kernel_map.xiprom, PMD_SIZE, PAGE_KERNEL_EXEC);
 638 #else
 639         create_pmd_mapping(trampoline_pmd, kernel_map.virt_addr,
 640                            kernel_map.phys_addr, PMD_SIZE, PAGE_KERNEL_EXEC);
 641 #endif
 642 #else
 643         /* Setup trampoline PGD */
 644         create_pgd_mapping(trampoline_pg_dir, kernel_map.virt_addr,
 645                            kernel_map.phys_addr, PGDIR_SIZE, PAGE_KERNEL_EXEC);
 646 #endif
 647
 648         /*
 649          * Setup early PGD covering entire kernel which will allow
 650          * us to reach paging_init(). We map all memory banks later
 651          * in setup_vm_final() below.
 652          */
 653         create_kernel_page_table(early_pg_dir, true);
 654
 655         /* Setup early mapping for FDT early scan */
 656         create_fdt_early_page_table(early_pg_dir, dtb_pa);
 657
 658         /*
 659          * Bootime fixmap only can handle PMD_SIZE mapping. Thus, boot-ioremap
 660          * range can not span multiple pmds.
 661          */
 662         BUILD_BUG_ON((__fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN) >> PMD_SHIFT)
 663                      != (__fix_to_virt(FIX_BTMAP_END) >> PMD_SHIFT));
 664
 665 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 666         /*
 667          * Early ioremap fixmap is already created as it lies within first 2MB
 668          * of fixmap region. We always map PMD_SIZE. Thus, both FIX_BTMAP_END
 669          * FIX_BTMAP_BEGIN should lie in the same pmd. Verify that and warn
 670          * the user if not.
 671          */
 672         fix_bmap_spmd = fixmap_pmd[pmd_index(__fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN))];
 673         fix_bmap_epmd = fixmap_pmd[pmd_index(__fix_to_virt(FIX_BTMAP_END))];
 674         if (pmd_val(fix_bmap_spmd) != pmd_val(fix_bmap_epmd)) {
 675                 WARN_ON(1);
 676                 pr_warn("fixmap btmap start [%08lx] != end [%08lx]\n",
 677                         pmd_val(fix_bmap_spmd), pmd_val(fix_bmap_epmd));
 678                 pr_warn("fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN): %08lx\n",
 679                         fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN));
 680                 pr_warn("fix_to_virt(FIX_BTMAP_END):   %08lx\n",
 681                         fix_to_virt(FIX_BTMAP_END));
 682
 683                 pr_warn("FIX_BTMAP_END:       %d\n", FIX_BTMAP_END);
 684                 pr_warn("FIX_BTMAP_BEGIN:     %d\n", FIX_BTMAP_BEGIN);
 685         }
 686 #endif
 687 }
 688
 689 static void __init setup_vm_final(void)
 690 {
 691         uintptr_t va, map_size;
 692         phys_addr_t pa, start, end;
 693         u64 i;
 694
 695         /**
 696          * MMU is enabled at this point. But page table setup is not complete yet.
 697          * fixmap page table alloc functions should be used at this point
 698          */
 699         pt_ops.alloc_pte = alloc_pte_fixmap;
 700         pt_ops.get_pte_virt = get_pte_virt_fixmap;
 701 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 702         pt_ops.alloc_pmd = alloc_pmd_fixmap;
 703         pt_ops.get_pmd_virt = get_pmd_virt_fixmap;
 704 #endif
 705         /* Setup swapper PGD for fixmap */
 706         create_pgd_mapping(swapper_pg_dir, FIXADDR_START,
 707                            __pa_symbol(fixmap_pgd_next),
 708                            PGDIR_SIZE, PAGE_TABLE);
 709
 710         /* Map all memory banks in the linear mapping */
 711         for_each_mem_range(i, &start, &end) {
 712                 if (start >= end)
 713                         break;
 714                 if (start <= __pa(PAGE_OFFSET) &&
 715                     __pa(PAGE_OFFSET) < end)
 716                         start = __pa(PAGE_OFFSET);
 717                 if (end >= __pa(PAGE_OFFSET) + memory_limit)
 718                         end = __pa(PAGE_OFFSET) + memory_limit;
 719
 720                 map_size = best_map_size(start, end - start);
 721                 for (pa = start; pa < end; pa += map_size) {
 722                         va = (uintptr_t)__va(pa);
 723
 724                         create_pgd_mapping(swapper_pg_dir, va, pa, map_size,
 725                                            pgprot_from_va(va));
 726                 }
 727         }
 728
 729         /* Map the kernel */
 730         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT))
 731                 create_kernel_page_table(swapper_pg_dir, false);
 732
 733         /* Clear fixmap PTE and PMD mappings */
 734         clear_fixmap(FIX_PTE);
 735         clear_fixmap(FIX_PMD);
 736
 737         /* Move to swapper page table */
 738         csr_write(CSR_SATP, PFN_DOWN(__pa_symbol(swapper_pg_dir)) | SATP_MODE);
 739         local_flush_tlb_all();
 740
 741         /* generic page allocation functions must be used to setup page table */
 742         pt_ops.alloc_pte = alloc_pte_late;
 743         pt_ops.get_pte_virt = get_pte_virt_late;
 744 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 745         pt_ops.alloc_pmd = alloc_pmd_late;
 746         pt_ops.get_pmd_virt = get_pmd_virt_late;
 747 #endif
 748 }
 749 #else
 750 asmlinkage void __init setup_vm(uintptr_t dtb_pa)
 751 {
 752         dtb_early_va = (void *)dtb_pa;
 753         dtb_early_pa = dtb_pa;
 754 }
 755
 756 static inline void setup_vm_final(void)
 757 {
 758 }
 759 #endif /* CONFIG_MMU */
 760
 761 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
 762 /*
 763  * reserve_crashkernel() - reserves memory for crash kernel
 764  *
 765  * This function reserves memory area given in "crashkernel=" kernel command
 766  * line parameter. The memory reserved is used by dump capture kernel when
 767  * primary kernel is crashing.
 768  */
 769 static void __init reserve_crashkernel(void)
 770 {
 771         unsigned long long crash_base = 0;
 772         unsigned long long crash_size = 0;
 773         unsigned long search_start = memblock_start_of_DRAM();
 774         unsigned long search_end = memblock_end_of_DRAM();
 775
 776         int ret = 0;
 777
 778         /*
 779          * Don't reserve a region for a crash kernel on a crash kernel
 780          * since it doesn't make much sense and we have limited memory
 781          * resources.
 782          */
 783         if (is_kdump_kernel()) {
 784                 pr_info("crashkernel: ignoring reservation request\n");
 785                 return;
 786         }
 787
 788         ret = parse_crashkernel(boot_command_line, memblock_phys_mem_size(),
 789                                 &crash_size, &crash_base);
 790         if (ret || !crash_size)
 791                 return;
 792
 793         crash_size = PAGE_ALIGN(crash_size);
 794
 795         if (crash_base) {
 796                 search_start = crash_base;
 797                 search_end = crash_base + crash_size;
 798         }
 799
 800         /*
 801          * Current riscv boot protocol requires 2MB alignment for
 802          * RV64 and 4MB alignment for RV32 (hugepage size)
 803          *
 804          * Try to alloc from 32bit addressible physical memory so that
 805          * swiotlb can work on the crash kernel.
 806          */
 807         crash_base = memblock_phys_alloc_range(crash_size, PMD_SIZE,
 808                                                search_start,
 809                                                min(search_end, (unsigned long) SZ_4G));
 810         if (crash_base == 0) {
 811                 /* Try again without restricting region to 32bit addressible memory */
 812                 crash_base = memblock_phys_alloc_range(crash_size, PMD_SIZE,
 813                                                 search_start, search_end);
 814                 if (crash_base == 0) {
 815                         pr_warn("crashkernel: couldn't allocate %lldKB\n",
 816                                 crash_size >> 10);
 817                         return;
 818                 }
 819         }
 820
 821         pr_info("crashkernel: reserved 0x%016llx - 0x%016llx (%lld MB)\n",
 822                 crash_base, crash_base + crash_size, crash_size >> 20);
 823
 824         crashk_res.start = crash_base;
 825         crashk_res.end = crash_base + crash_size - 1;
 826 }
 827 #endif /* CONFIG_KEXEC_CORE */
 828
 829 void __init paging_init(void)
 830 {
 831         setup_bootmem();
 832         setup_vm_final();
 833 }
 834
 835 void __init misc_mem_init(void)
 836 {
 837         early_memtest(min_low_pfn << PAGE_SHIFT, max_low_pfn << PAGE_SHIFT);
 838         arch_numa_init();
 839         sparse_init();
 840         zone_sizes_init();
 841 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
 842         reserve_crashkernel();
 843 #endif
 844         memblock_dump_all();
 845 }
 846
 847 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
 848 int __meminit vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node,
 849                                struct vmem_altmap *altmap)
 850 {
 851         return vmemmap_populate_basepages(start, end, node, NULL);
 852 }
 853 #endif