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 #endif
 235
 236 unsigned long riscv_pfn_base __ro_after_init;
 237 EXPORT_SYMBOL(riscv_pfn_base);
 238
 239 pgd_t swapper_pg_dir[PTRS_PER_PGD] __page_aligned_bss;
 240 pgd_t trampoline_pg_dir[PTRS_PER_PGD] __page_aligned_bss;
 241 static pte_t fixmap_pte[PTRS_PER_PTE] __page_aligned_bss;
 242
 243 pgd_t early_pg_dir[PTRS_PER_PGD] __initdata __aligned(PAGE_SIZE);
 244 static pmd_t __maybe_unused early_dtb_pmd[PTRS_PER_PMD] __initdata __aligned(PAGE_SIZE);
 245
 246 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 247 #define trampoline_pg_dir      ((pgd_t *)XIP_FIXUP(trampoline_pg_dir))
 248 #define fixmap_pte             ((pte_t *)XIP_FIXUP(fixmap_pte))
 249 #define early_pg_dir           ((pgd_t *)XIP_FIXUP(early_pg_dir))
 250 #endif /* CONFIG_XIP_KERNEL */
 251
 252 void __set_fixmap(enum fixed_addresses idx, phys_addr_t phys, pgprot_t prot)
 253 {
 254         unsigned long addr = __fix_to_virt(idx);
 255         pte_t *ptep;
 256
 257         BUG_ON(idx <= FIX_HOLE || idx >= __end_of_fixed_addresses);
 258
 259         ptep = &fixmap_pte[pte_index(addr)];
 260
 261         if (pgprot_val(prot))
 262                 set_pte(ptep, pfn_pte(phys >> PAGE_SHIFT, prot));
 263         else
 264                 pte_clear(&init_mm, addr, ptep);
 265         local_flush_tlb_page(addr);
 266 }
 267
 268 static inline pte_t *__init get_pte_virt_early(phys_addr_t pa)
 269 {
 270         return (pte_t *)((uintptr_t)pa);
 271 }
 272
 273 static inline pte_t *__init get_pte_virt_fixmap(phys_addr_t pa)
 274 {
 275         clear_fixmap(FIX_PTE);
 276         return (pte_t *)set_fixmap_offset(FIX_PTE, pa);
 277 }
 278
 279 static inline pte_t *__init get_pte_virt_late(phys_addr_t pa)
 280 {
 281         return (pte_t *) __va(pa);
 282 }
 283
 284 static inline phys_addr_t __init alloc_pte_early(uintptr_t va)
 285 {
 286         /*
 287          * We only create PMD or PGD early mappings so we
 288          * should never reach here with MMU disabled.
 289          */
 290         BUG();
 291 }
 292
 293 static inline phys_addr_t __init alloc_pte_fixmap(uintptr_t va)
 294 {
 295         return memblock_phys_alloc(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
 296 }
 297
 298 static phys_addr_t __init alloc_pte_late(uintptr_t va)
 299 {
 300         unsigned long vaddr;
 301
 302         vaddr = __get_free_page(GFP_KERNEL);
 303         BUG_ON(!vaddr || !pgtable_pte_page_ctor(virt_to_page(vaddr)));
 304
 305         return __pa(vaddr);
 306 }
 307
 308 static void __init create_pte_mapping(pte_t *ptep,
 309                                       uintptr_t va, phys_addr_t pa,
 310                                       phys_addr_t sz, pgprot_t prot)
 311 {
 312         uintptr_t pte_idx = pte_index(va);
 313
 314         BUG_ON(sz != PAGE_SIZE);
 315
 316         if (pte_none(ptep[pte_idx]))
 317                 ptep[pte_idx] = pfn_pte(PFN_DOWN(pa), prot);
 318 }
 319
 320 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 321
 322 static pmd_t trampoline_pmd[PTRS_PER_PMD] __page_aligned_bss;
 323 static pmd_t fixmap_pmd[PTRS_PER_PMD] __page_aligned_bss;
 324 static pmd_t early_pmd[PTRS_PER_PMD] __initdata __aligned(PAGE_SIZE);
 325
 326 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 327 #define trampoline_pmd ((pmd_t *)XIP_FIXUP(trampoline_pmd))
 328 #define fixmap_pmd     ((pmd_t *)XIP_FIXUP(fixmap_pmd))
 329 #define early_pmd      ((pmd_t *)XIP_FIXUP(early_pmd))
 330 #endif /* CONFIG_XIP_KERNEL */
 331
 332 static pmd_t *__init get_pmd_virt_early(phys_addr_t pa)
 333 {
 334         /* Before MMU is enabled */
 335         return (pmd_t *)((uintptr_t)pa);
 336 }
 337
 338 static pmd_t *__init get_pmd_virt_fixmap(phys_addr_t pa)
 339 {
 340         clear_fixmap(FIX_PMD);
 341         return (pmd_t *)set_fixmap_offset(FIX_PMD, pa);
 342 }
 343
 344 static pmd_t *__init get_pmd_virt_late(phys_addr_t pa)
 345 {
 346         return (pmd_t *) __va(pa);
 347 }
 348
 349 static phys_addr_t __init alloc_pmd_early(uintptr_t va)
 350 {
 351         BUG_ON((va - kernel_map.virt_addr) >> PGDIR_SHIFT);
 352
 353         return (uintptr_t)early_pmd;
 354 }
 355
 356 static phys_addr_t __init alloc_pmd_fixmap(uintptr_t va)
 357 {
 358         return memblock_phys_alloc(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
 359 }
 360
 361 static phys_addr_t __init alloc_pmd_late(uintptr_t va)
 362 {
 363         unsigned long vaddr;
 364
 365         vaddr = __get_free_page(GFP_KERNEL);
 366         BUG_ON(!vaddr || !pgtable_pmd_page_ctor(virt_to_page(vaddr)));
 367
 368         return __pa(vaddr);
 369 }
 370
 371 static void __init create_pmd_mapping(pmd_t *pmdp,
 372                                       uintptr_t va, phys_addr_t pa,
 373                                       phys_addr_t sz, pgprot_t prot)
 374 {
 375         pte_t *ptep;
 376         phys_addr_t pte_phys;
 377         uintptr_t pmd_idx = pmd_index(va);
 378
 379         if (sz == PMD_SIZE) {
 380                 if (pmd_none(pmdp[pmd_idx]))
 381                         pmdp[pmd_idx] = pfn_pmd(PFN_DOWN(pa), prot);
 382                 return;
 383         }
 384
 385         if (pmd_none(pmdp[pmd_idx])) {
 386                 pte_phys = pt_ops.alloc_pte(va);
 387                 pmdp[pmd_idx] = pfn_pmd(PFN_DOWN(pte_phys), PAGE_TABLE);
 388                 ptep = pt_ops.get_pte_virt(pte_phys);
 389                 memset(ptep, 0, PAGE_SIZE);
 390         } else {
 391                 pte_phys = PFN_PHYS(_pmd_pfn(pmdp[pmd_idx]));
 392                 ptep = pt_ops.get_pte_virt(pte_phys);
 393         }
 394
 395         create_pte_mapping(ptep, va, pa, sz, prot);
 396 }
 397
 398 #define pgd_next_t              pmd_t
 399 #define alloc_pgd_next(__va)    pt_ops.alloc_pmd(__va)
 400 #define get_pgd_next_virt(__pa) pt_ops.get_pmd_virt(__pa)
 401 #define create_pgd_next_mapping(__nextp, __va, __pa, __sz, __prot)      \
 402         create_pmd_mapping(__nextp, __va, __pa, __sz, __prot)
 403 #define fixmap_pgd_next         fixmap_pmd
 404 #else
 405 #define pgd_next_t              pte_t
 406 #define alloc_pgd_next(__va)    pt_ops.alloc_pte(__va)
 407 #define get_pgd_next_virt(__pa) pt_ops.get_pte_virt(__pa)
 408 #define create_pgd_next_mapping(__nextp, __va, __pa, __sz, __prot)      \
 409         create_pte_mapping(__nextp, __va, __pa, __sz, __prot)
 410 #define fixmap_pgd_next         fixmap_pte
 411 #define create_pmd_mapping(__pmdp, __va, __pa, __sz, __prot)
 412 #endif
 413
 414 void __init create_pgd_mapping(pgd_t *pgdp,
 415                                       uintptr_t va, phys_addr_t pa,
 416                                       phys_addr_t sz, pgprot_t prot)
 417 {
 418         pgd_next_t *nextp;
 419         phys_addr_t next_phys;
 420         uintptr_t pgd_idx = pgd_index(va);
 421
 422         if (sz == PGDIR_SIZE) {
 423                 if (pgd_val(pgdp[pgd_idx]) == 0)
 424                         pgdp[pgd_idx] = pfn_pgd(PFN_DOWN(pa), prot);
 425                 return;
 426         }
 427
 428         if (pgd_val(pgdp[pgd_idx]) == 0) {
 429                 next_phys = alloc_pgd_next(va);
 430                 pgdp[pgd_idx] = pfn_pgd(PFN_DOWN(next_phys), PAGE_TABLE);
 431                 nextp = get_pgd_next_virt(next_phys);
 432                 memset(nextp, 0, PAGE_SIZE);
 433         } else {
 434                 next_phys = PFN_PHYS(_pgd_pfn(pgdp[pgd_idx]));
 435                 nextp = get_pgd_next_virt(next_phys);
 436         }
 437
 438         create_pgd_next_mapping(nextp, va, pa, sz, prot);
 439 }
 440
 441 static uintptr_t __init best_map_size(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 442 {
 443         /* Upgrade to PMD_SIZE mappings whenever possible */
 444         if ((base & (PMD_SIZE - 1)) || (size & (PMD_SIZE - 1)))
 445                 return PAGE_SIZE;
 446
 447         return PMD_SIZE;
 448 }
 449
 450 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 451 /* called from head.S with MMU off */
 452 asmlinkage void __init __copy_data(void)
 453 {
 454         void *from = (void *)(&__data_loc);
 455         void *to = (void *)CONFIG_PHYS_RAM_BASE;
 456         size_t sz = (size_t)((uintptr_t)(&_end) - (uintptr_t)(&_sdata));
 457
 458         memcpy(to, from, sz);
 459 }
 460 #endif
 461
 462 #ifdef CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX
 463 static __init pgprot_t pgprot_from_va(uintptr_t va)
 464 {
 465         if (is_va_kernel_text(va))
 466                 return PAGE_KERNEL_READ_EXEC;
 467
 468         /*
 469          * In 64-bit kernel, the kernel mapping is outside the linear mapping so
 470          * we must protect its linear mapping alias from being executed and
 471          * written.
 472          * And rodata section is marked readonly in mark_rodata_ro.
 473          */
 474         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) && is_va_kernel_lm_alias_text(va))
 475                 return PAGE_KERNEL_READ;
 476
 477         return PAGE_KERNEL;
 478 }
 479
 480 void mark_rodata_ro(void)
 481 {
 482         set_kernel_memory(__start_rodata, _data, set_memory_ro);
 483         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT))
 484                 set_kernel_memory(lm_alias(__start_rodata), lm_alias(_data),
 485                                   set_memory_ro);
 486
 487         debug_checkwx();
 488 }
 489 #else
 490 static __init pgprot_t pgprot_from_va(uintptr_t va)
 491 {
 492         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) && !is_kernel_mapping(va))
 493                 return PAGE_KERNEL;
 494
 495         return PAGE_KERNEL_EXEC;
 496 }
 497 #endif /* CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX */
 498
 499 /*
 500  * setup_vm() is called from head.S with MMU-off.
 501  *
 502  * Following requirements should be honoured for setup_vm() to work
 503  * correctly:
 504  * 1) It should use PC-relative addressing for accessing kernel symbols.
 505  *    To achieve this we always use GCC cmodel=medany.
 506  * 2) The compiler instrumentation for FTRACE will not work for setup_vm()
 507  *    so disable compiler instrumentation when FTRACE is enabled.
 508  *
 509  * Currently, the above requirements are honoured by using custom CFLAGS
 510  * for init.o in mm/Makefile.
 511  */
 512
 513 #ifndef __riscv_cmodel_medany
 514 #error "setup_vm() is called from head.S before relocate so it should not use absolute addressing."
 515 #endif
 516
 517 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 518 static void __init create_kernel_page_table(pgd_t *pgdir,
 519                                             __always_unused bool early)
 520 {
 521         uintptr_t va, end_va;
 522
 523         /* Map the flash resident part */
 524         end_va = kernel_map.virt_addr + kernel_map.xiprom_sz;
 525         for (va = kernel_map.virt_addr; va < end_va; va += PMD_SIZE)
 526                 create_pgd_mapping(pgdir, va,
 527                                    kernel_map.xiprom + (va - kernel_map.virt_addr),
 528                                    PMD_SIZE, PAGE_KERNEL_EXEC);
 529
 530         /* Map the data in RAM */
 531         end_va = kernel_map.virt_addr + XIP_OFFSET + kernel_map.size;
 532         for (va = kernel_map.virt_addr + XIP_OFFSET; va < end_va; va += PMD_SIZE)
 533                 create_pgd_mapping(pgdir, va,
 534                                    kernel_map.phys_addr + (va - (kernel_map.virt_addr + XIP_OFFSET)),
 535                                    PMD_SIZE, PAGE_KERNEL);
 536 }
 537 #else
 538 static void __init create_kernel_page_table(pgd_t *pgdir, bool early)
 539 {
 540         uintptr_t va, end_va;
 541
 542         end_va = kernel_map.virt_addr + kernel_map.size;
 543         for (va = kernel_map.virt_addr; va < end_va; va += PMD_SIZE)
 544                 create_pgd_mapping(pgdir, va,
 545                                    kernel_map.phys_addr + (va - kernel_map.virt_addr),
 546                                    PMD_SIZE,
 547                                    early ?
 548                                         PAGE_KERNEL_EXEC : pgprot_from_va(va));
 549 }
 550 #endif
 551
 552 /*
 553  * Setup a 4MB mapping that encompasses the device tree: for 64-bit kernel,
 554  * this means 2 PMD entries whereas for 32-bit kernel, this is only 1 PGDIR
 555  * entry.
 556  */
 557 static void __init create_fdt_early_page_table(pgd_t *pgdir, uintptr_t dtb_pa)
 558 {
 559 #ifndef CONFIG_BUILTIN_DTB
 560         uintptr_t pa = dtb_pa & ~(PMD_SIZE - 1);
 561
 562         create_pgd_mapping(early_pg_dir, DTB_EARLY_BASE_VA,
 563                            IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) ? (uintptr_t)early_dtb_pmd : pa,
 564                            PGDIR_SIZE,
 565                            IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) ? PAGE_TABLE : PAGE_KERNEL);
 566
 567         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT)) {
 568                 create_pmd_mapping(early_dtb_pmd, DTB_EARLY_BASE_VA,
 569                                    pa, PMD_SIZE, PAGE_KERNEL);
 570                 create_pmd_mapping(early_dtb_pmd, DTB_EARLY_BASE_VA + PMD_SIZE,
 571                                    pa + PMD_SIZE, PMD_SIZE, PAGE_KERNEL);
 572         }
 573
 574         dtb_early_va = (void *)DTB_EARLY_BASE_VA + (dtb_pa & (PMD_SIZE - 1));
 575 #else
 576         /*
 577          * For 64-bit kernel, __va can't be used since it would return a linear
 578          * mapping address whereas dtb_early_va will be used before
 579          * setup_vm_final installs the linear mapping. For 32-bit kernel, as the
 580          * kernel is mapped in the linear mapping, that makes no difference.
 581          */
 582         dtb_early_va = kernel_mapping_pa_to_va(XIP_FIXUP(dtb_pa));
 583 #endif
 584
 585         dtb_early_pa = dtb_pa;
 586 }
 587
 588 asmlinkage void __init setup_vm(uintptr_t dtb_pa)
 589 {
 590         pmd_t __maybe_unused fix_bmap_spmd, fix_bmap_epmd;
 591
 592         kernel_map.virt_addr = KERNEL_LINK_ADDR;
 593
 594 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 595         kernel_map.xiprom = (uintptr_t)CONFIG_XIP_PHYS_ADDR;
 596         kernel_map.xiprom_sz = (uintptr_t)(&_exiprom) - (uintptr_t)(&_xiprom);
 597
 598         phys_ram_base = CONFIG_PHYS_RAM_BASE;
 599         kernel_map.phys_addr = (uintptr_t)CONFIG_PHYS_RAM_BASE;
 600         kernel_map.size = (uintptr_t)(&_end) - (uintptr_t)(&_sdata);
 601
 602         kernel_map.va_kernel_xip_pa_offset = kernel_map.virt_addr - kernel_map.xiprom;
 603 #else
 604         kernel_map.phys_addr = (uintptr_t)(&_start);
 605         kernel_map.size = (uintptr_t)(&_end) - kernel_map.phys_addr;
 606 #endif
 607         kernel_map.va_pa_offset = PAGE_OFFSET - kernel_map.phys_addr;
 608         kernel_map.va_kernel_pa_offset = kernel_map.virt_addr - kernel_map.phys_addr;
 609
 610         riscv_pfn_base = PFN_DOWN(kernel_map.phys_addr);
 611
 612         /* Sanity check alignment and size */
 613         BUG_ON((PAGE_OFFSET % PGDIR_SIZE) != 0);
 614         BUG_ON((kernel_map.phys_addr % PMD_SIZE) != 0);
 615
 616         pt_ops.alloc_pte = alloc_pte_early;
 617         pt_ops.get_pte_virt = get_pte_virt_early;
 618 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 619         pt_ops.alloc_pmd = alloc_pmd_early;
 620         pt_ops.get_pmd_virt = get_pmd_virt_early;
 621 #endif
 622         /* Setup early PGD for fixmap */
 623         create_pgd_mapping(early_pg_dir, FIXADDR_START,
 624                            (uintptr_t)fixmap_pgd_next, PGDIR_SIZE, PAGE_TABLE);
 625
 626 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 627         /* Setup fixmap PMD */
 628         create_pmd_mapping(fixmap_pmd, FIXADDR_START,
 629                            (uintptr_t)fixmap_pte, PMD_SIZE, PAGE_TABLE);
 630         /* Setup trampoline PGD and PMD */
 631         create_pgd_mapping(trampoline_pg_dir, kernel_map.virt_addr,
 632                            (uintptr_t)trampoline_pmd, PGDIR_SIZE, PAGE_TABLE);
 633 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 634         create_pmd_mapping(trampoline_pmd, kernel_map.virt_addr,
 635                            kernel_map.xiprom, PMD_SIZE, PAGE_KERNEL_EXEC);
 636 #else
 637         create_pmd_mapping(trampoline_pmd, kernel_map.virt_addr,
 638                            kernel_map.phys_addr, PMD_SIZE, PAGE_KERNEL_EXEC);
 639 #endif
 640 #else
 641         /* Setup trampoline PGD */
 642         create_pgd_mapping(trampoline_pg_dir, kernel_map.virt_addr,
 643                            kernel_map.phys_addr, PGDIR_SIZE, PAGE_KERNEL_EXEC);
 644 #endif
 645
 646         /*
 647          * Setup early PGD covering entire kernel which will allow
 648          * us to reach paging_init(). We map all memory banks later
 649          * in setup_vm_final() below.
 650          */
 651         create_kernel_page_table(early_pg_dir, true);
 652
 653         /* Setup early mapping for FDT early scan */
 654         create_fdt_early_page_table(early_pg_dir, dtb_pa);
 655
 656         /*
 657          * Bootime fixmap only can handle PMD_SIZE mapping. Thus, boot-ioremap
 658          * range can not span multiple pmds.
 659          */
 660         BUILD_BUG_ON((__fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN) >> PMD_SHIFT)
 661                      != (__fix_to_virt(FIX_BTMAP_END) >> PMD_SHIFT));
 662
 663 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 664         /*
 665          * Early ioremap fixmap is already created as it lies within first 2MB
 666          * of fixmap region. We always map PMD_SIZE. Thus, both FIX_BTMAP_END
 667          * FIX_BTMAP_BEGIN should lie in the same pmd. Verify that and warn
 668          * the user if not.
 669          */
 670         fix_bmap_spmd = fixmap_pmd[pmd_index(__fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN))];
 671         fix_bmap_epmd = fixmap_pmd[pmd_index(__fix_to_virt(FIX_BTMAP_END))];
 672         if (pmd_val(fix_bmap_spmd) != pmd_val(fix_bmap_epmd)) {
 673                 WARN_ON(1);
 674                 pr_warn("fixmap btmap start [%08lx] != end [%08lx]\n",
 675                         pmd_val(fix_bmap_spmd), pmd_val(fix_bmap_epmd));
 676                 pr_warn("fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN): %08lx\n",
 677                         fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN));
 678                 pr_warn("fix_to_virt(FIX_BTMAP_END):   %08lx\n",
 679                         fix_to_virt(FIX_BTMAP_END));
 680
 681                 pr_warn("FIX_BTMAP_END:       %d\n", FIX_BTMAP_END);
 682                 pr_warn("FIX_BTMAP_BEGIN:     %d\n", FIX_BTMAP_BEGIN);
 683         }
 684 #endif
 685 }
 686
 687 static void __init setup_vm_final(void)
 688 {
 689         uintptr_t va, map_size;
 690         phys_addr_t pa, start, end;
 691         u64 i;
 692
 693         /**
 694          * MMU is enabled at this point. But page table setup is not complete yet.
 695          * fixmap page table alloc functions should be used at this point
 696          */
 697         pt_ops.alloc_pte = alloc_pte_fixmap;
 698         pt_ops.get_pte_virt = get_pte_virt_fixmap;
 699 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 700         pt_ops.alloc_pmd = alloc_pmd_fixmap;
 701         pt_ops.get_pmd_virt = get_pmd_virt_fixmap;
 702 #endif
 703         /* Setup swapper PGD for fixmap */
 704         create_pgd_mapping(swapper_pg_dir, FIXADDR_START,
 705                            __pa_symbol(fixmap_pgd_next),
 706                            PGDIR_SIZE, PAGE_TABLE);
 707
 708         /* Map all memory banks in the linear mapping */
 709         for_each_mem_range(i, &start, &end) {
 710                 if (start >= end)
 711                         break;
 712                 if (start <= __pa(PAGE_OFFSET) &&
 713                     __pa(PAGE_OFFSET) < end)
 714                         start = __pa(PAGE_OFFSET);
 715                 if (end >= __pa(PAGE_OFFSET) + memory_limit)
 716                         end = __pa(PAGE_OFFSET) + memory_limit;
 717
 718                 map_size = best_map_size(start, end - start);
 719                 for (pa = start; pa < end; pa += map_size) {
 720                         va = (uintptr_t)__va(pa);
 721
 722                         create_pgd_mapping(swapper_pg_dir, va, pa, map_size,
 723                                            pgprot_from_va(va));
 724                 }
 725         }
 726
 727         /* Map the kernel */
 728         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT))
 729                 create_kernel_page_table(swapper_pg_dir, false);
 730
 731         /* Clear fixmap PTE and PMD mappings */
 732         clear_fixmap(FIX_PTE);
 733         clear_fixmap(FIX_PMD);
 734
 735         /* Move to swapper page table */
 736         csr_write(CSR_SATP, PFN_DOWN(__pa_symbol(swapper_pg_dir)) | SATP_MODE);
 737         local_flush_tlb_all();
 738
 739         /* generic page allocation functions must be used to setup page table */
 740         pt_ops.alloc_pte = alloc_pte_late;
 741         pt_ops.get_pte_virt = get_pte_virt_late;
 742 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 743         pt_ops.alloc_pmd = alloc_pmd_late;
 744         pt_ops.get_pmd_virt = get_pmd_virt_late;
 745 #endif
 746 }
 747 #else
 748 asmlinkage void __init setup_vm(uintptr_t dtb_pa)
 749 {
 750         dtb_early_va = (void *)dtb_pa;
 751         dtb_early_pa = dtb_pa;
 752 }
 753
 754 static inline void setup_vm_final(void)
 755 {
 756 }
 757 #endif /* CONFIG_MMU */
 758
 759 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
 760 /*
 761  * reserve_crashkernel() - reserves memory for crash kernel
 762  *
 763  * This function reserves memory area given in "crashkernel=" kernel command
 764  * line parameter. The memory reserved is used by dump capture kernel when
 765  * primary kernel is crashing.
 766  */
 767 static void __init reserve_crashkernel(void)
 768 {
 769         unsigned long long crash_base = 0;
 770         unsigned long long crash_size = 0;
 771         unsigned long search_start = memblock_start_of_DRAM();
 772         unsigned long search_end = memblock_end_of_DRAM();
 773
 774         int ret = 0;
 775
 776         /*
 777          * Don't reserve a region for a crash kernel on a crash kernel
 778          * since it doesn't make much sense and we have limited memory
 779          * resources.
 780          */
 781         if (is_kdump_kernel()) {
 782                 pr_info("crashkernel: ignoring reservation request\n");
 783                 return;
 784         }
 785
 786         ret = parse_crashkernel(boot_command_line, memblock_phys_mem_size(),
 787                                 &crash_size, &crash_base);
 788         if (ret || !crash_size)
 789                 return;
 790
 791         crash_size = PAGE_ALIGN(crash_size);
 792
 793         if (crash_base) {
 794                 search_start = crash_base;
 795                 search_end = crash_base + crash_size;
 796         }
 797
 798         /*
 799          * Current riscv boot protocol requires 2MB alignment for
 800          * RV64 and 4MB alignment for RV32 (hugepage size)
 801          *
 802          * Try to alloc from 32bit addressible physical memory so that
 803          * swiotlb can work on the crash kernel.
 804          */
 805         crash_base = memblock_phys_alloc_range(crash_size, PMD_SIZE,
 806                                                search_start,
 807                                                min(search_end, (unsigned long) SZ_4G));
 808         if (crash_base == 0) {
 809                 /* Try again without restricting region to 32bit addressible memory */
 810                 crash_base = memblock_phys_alloc_range(crash_size, PMD_SIZE,
 811                                                 search_start, search_end);
 812                 if (crash_base == 0) {
 813                         pr_warn("crashkernel: couldn't allocate %lldKB\n",
 814                                 crash_size >> 10);
 815                         return;
 816                 }
 817         }
 818
 819         pr_info("crashkernel: reserved 0x%016llx - 0x%016llx (%lld MB)\n",
 820                 crash_base, crash_base + crash_size, crash_size >> 20);
 821
 822         crashk_res.start = crash_base;
 823         crashk_res.end = crash_base + crash_size - 1;
 824 }
 825 #endif /* CONFIG_KEXEC_CORE */
 826
 827 void __init paging_init(void)
 828 {
 829         setup_bootmem();
 830         setup_vm_final();
 831 }
 832
 833 void __init misc_mem_init(void)
 834 {
 835         early_memtest(min_low_pfn << PAGE_SHIFT, max_low_pfn << PAGE_SHIFT);
 836         arch_numa_init();
 837         sparse_init();
 838         zone_sizes_init();
 839 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
 840         reserve_crashkernel();
 841 #endif
 842         memblock_dump_all();
 843 }
 844
 845 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
 846 int __meminit vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node,
 847                                struct vmem_altmap *altmap)
 848 {
 849         return vmemmap_populate_basepages(start, end, node, NULL);
 850 }
 851 #endif