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 #ifdef CONFIG_64BIT
 106         print_mlm("kernel", (unsigned long)KERNEL_LINK_ADDR,
 107                   (unsigned long)ADDRESS_SPACE_END);
 108 #endif
 109 }
 110 #else
 111 static void print_vm_layout(void) { }
 112 #endif /* CONFIG_DEBUG_VM */
 113
 114 void __init mem_init(void)
 115 {
 116 #ifdef CONFIG_FLATMEM
 117         BUG_ON(!mem_map);
 118 #endif /* CONFIG_FLATMEM */
 119
 120 #ifdef CONFIG_SWIOTLB
 121         if (swiotlb_force == SWIOTLB_FORCE ||
 122             max_pfn > PFN_DOWN(dma32_phys_limit))
 123                 swiotlb_init(1);
 124         else
 125                 swiotlb_force = SWIOTLB_NO_FORCE;
 126 #endif
 127         high_memory = (void *)(__va(PFN_PHYS(max_low_pfn)));
 128         memblock_free_all();
 129
 130         print_vm_layout();
 131 }
 132
 133 /*
 134  * The default maximal physical memory size is -PAGE_OFFSET for 32-bit kernel,
 135  * whereas for 64-bit kernel, the end of the virtual address space is occupied
 136  * by the modules/BPF/kernel mappings which reduces the available size of the
 137  * linear mapping.
 138  * Limit the memory size via mem.
 139  */
 140 #ifdef CONFIG_64BIT
 141 static phys_addr_t memory_limit = -PAGE_OFFSET - SZ_4G;
 142 #else
 143 static phys_addr_t memory_limit = -PAGE_OFFSET;
 144 #endif
 145
 146 static int __init early_mem(char *p)
 147 {
 148         u64 size;
 149
 150         if (!p)
 151                 return 1;
 152
 153         size = memparse(p, &p) & PAGE_MASK;
 154         memory_limit = min_t(u64, size, memory_limit);
 155
 156         pr_notice("Memory limited to %lldMB\n", (u64)memory_limit >> 20);
 157
 158         return 0;
 159 }
 160 early_param("mem", early_mem);
 161
 162 static void __init setup_bootmem(void)
 163 {
 164         phys_addr_t vmlinux_end = __pa_symbol(&_end);
 165         phys_addr_t vmlinux_start = __pa_symbol(&_start);
 166         phys_addr_t __maybe_unused max_mapped_addr;
 167         phys_addr_t phys_ram_end;
 168
 169 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 170         vmlinux_start = __pa_symbol(&_sdata);
 171 #endif
 172
 173         memblock_enforce_memory_limit(memory_limit);
 174
 175         /*
 176          * Reserve from the start of the kernel to the end of the kernel
 177          */
 178 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX)
 179         /*
 180          * Make sure we align the reservation on PMD_SIZE since we will
 181          * map the kernel in the linear mapping as read-only: we do not want
 182          * any allocation to happen between _end and the next pmd aligned page.
 183          */
 184         vmlinux_end = (vmlinux_end + PMD_SIZE - 1) & PMD_MASK;
 185 #endif
 186         memblock_reserve(vmlinux_start, vmlinux_end - vmlinux_start);
 187
 188
 189         phys_ram_end = memblock_end_of_DRAM();
 190 #ifndef CONFIG_64BIT
 191 #ifndef CONFIG_XIP_KERNEL
 192         phys_ram_base = memblock_start_of_DRAM();
 193 #endif
 194         /*
 195          * memblock allocator is not aware of the fact that last 4K bytes of
 196          * the addressable memory can not be mapped because of IS_ERR_VALUE
 197          * macro. Make sure that last 4k bytes are not usable by memblock
 198          * if end of dram is equal to maximum addressable memory.  For 64-bit
 199          * kernel, this problem can't happen here as the end of the virtual
 200          * address space is occupied by the kernel mapping then this check must
 201          * be done as soon as the kernel mapping base address is determined.
 202          */
 203         max_mapped_addr = __pa(~(ulong)0);
 204         if (max_mapped_addr == (phys_ram_end - 1))
 205                 memblock_set_current_limit(max_mapped_addr - 4096);
 206 #endif
 207
 208         min_low_pfn = PFN_UP(phys_ram_base);
 209         max_low_pfn = max_pfn = PFN_DOWN(phys_ram_end);
 210
 211         dma32_phys_limit = min(4UL * SZ_1G, (unsigned long)PFN_PHYS(max_low_pfn));
 212         set_max_mapnr(max_low_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
 213
 214         reserve_initrd_mem();
 215         /*
 216          * If DTB is built in, no need to reserve its memblock.
 217          * Otherwise, do reserve it but avoid using
 218          * early_init_fdt_reserve_self() since __pa() does
 219          * not work for DTB pointers that are fixmap addresses
 220          */
 221         if (!IS_ENABLED(CONFIG_BUILTIN_DTB))
 222                 memblock_reserve(dtb_early_pa, fdt_totalsize(dtb_early_va));
 223
 224         early_init_fdt_scan_reserved_mem();
 225         dma_contiguous_reserve(dma32_phys_limit);
 226         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT))
 227                 hugetlb_cma_reserve(PUD_SHIFT - PAGE_SHIFT);
 228         memblock_allow_resize();
 229 }
 230
 231 #ifdef CONFIG_MMU
 232 static struct pt_alloc_ops _pt_ops __initdata;
 233
 234 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 235 #define pt_ops (*(struct pt_alloc_ops *)XIP_FIXUP(&_pt_ops))
 236 #else
 237 #define pt_ops _pt_ops
 238 #endif
 239
 240 unsigned long riscv_pfn_base __ro_after_init;
 241 EXPORT_SYMBOL(riscv_pfn_base);
 242
 243 pgd_t swapper_pg_dir[PTRS_PER_PGD] __page_aligned_bss;
 244 pgd_t trampoline_pg_dir[PTRS_PER_PGD] __page_aligned_bss;
 245 static pte_t fixmap_pte[PTRS_PER_PTE] __page_aligned_bss;
 246
 247 pgd_t early_pg_dir[PTRS_PER_PGD] __initdata __aligned(PAGE_SIZE);
 248 static pmd_t __maybe_unused early_dtb_pmd[PTRS_PER_PMD] __initdata __aligned(PAGE_SIZE);
 249
 250 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 251 #define trampoline_pg_dir      ((pgd_t *)XIP_FIXUP(trampoline_pg_dir))
 252 #define fixmap_pte             ((pte_t *)XIP_FIXUP(fixmap_pte))
 253 #define early_pg_dir           ((pgd_t *)XIP_FIXUP(early_pg_dir))
 254 #endif /* CONFIG_XIP_KERNEL */
 255
 256 void __set_fixmap(enum fixed_addresses idx, phys_addr_t phys, pgprot_t prot)
 257 {
 258         unsigned long addr = __fix_to_virt(idx);
 259         pte_t *ptep;
 260
 261         BUG_ON(idx <= FIX_HOLE || idx >= __end_of_fixed_addresses);
 262
 263         ptep = &fixmap_pte[pte_index(addr)];
 264
 265         if (pgprot_val(prot))
 266                 set_pte(ptep, pfn_pte(phys >> PAGE_SHIFT, prot));
 267         else
 268                 pte_clear(&init_mm, addr, ptep);
 269         local_flush_tlb_page(addr);
 270 }
 271
 272 static inline pte_t *__init get_pte_virt_early(phys_addr_t pa)
 273 {
 274         return (pte_t *)((uintptr_t)pa);
 275 }
 276
 277 static inline pte_t *__init get_pte_virt_fixmap(phys_addr_t pa)
 278 {
 279         clear_fixmap(FIX_PTE);
 280         return (pte_t *)set_fixmap_offset(FIX_PTE, pa);
 281 }
 282
 283 static inline pte_t *__init get_pte_virt_late(phys_addr_t pa)
 284 {
 285         return (pte_t *) __va(pa);
 286 }
 287
 288 static inline phys_addr_t __init alloc_pte_early(uintptr_t va)
 289 {
 290         /*
 291          * We only create PMD or PGD early mappings so we
 292          * should never reach here with MMU disabled.
 293          */
 294         BUG();
 295 }
 296
 297 static inline phys_addr_t __init alloc_pte_fixmap(uintptr_t va)
 298 {
 299         return memblock_phys_alloc(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
 300 }
 301
 302 static phys_addr_t __init alloc_pte_late(uintptr_t va)
 303 {
 304         unsigned long vaddr;
 305
 306         vaddr = __get_free_page(GFP_KERNEL);
 307         BUG_ON(!vaddr || !pgtable_pte_page_ctor(virt_to_page(vaddr)));
 308
 309         return __pa(vaddr);
 310 }
 311
 312 static void __init create_pte_mapping(pte_t *ptep,
 313                                       uintptr_t va, phys_addr_t pa,
 314                                       phys_addr_t sz, pgprot_t prot)
 315 {
 316         uintptr_t pte_idx = pte_index(va);
 317
 318         BUG_ON(sz != PAGE_SIZE);
 319
 320         if (pte_none(ptep[pte_idx]))
 321                 ptep[pte_idx] = pfn_pte(PFN_DOWN(pa), prot);
 322 }
 323
 324 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 325
 326 static pmd_t trampoline_pmd[PTRS_PER_PMD] __page_aligned_bss;
 327 static pmd_t fixmap_pmd[PTRS_PER_PMD] __page_aligned_bss;
 328 static pmd_t early_pmd[PTRS_PER_PMD] __initdata __aligned(PAGE_SIZE);
 329
 330 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 331 #define trampoline_pmd ((pmd_t *)XIP_FIXUP(trampoline_pmd))
 332 #define fixmap_pmd     ((pmd_t *)XIP_FIXUP(fixmap_pmd))
 333 #define early_pmd      ((pmd_t *)XIP_FIXUP(early_pmd))
 334 #endif /* CONFIG_XIP_KERNEL */
 335
 336 static pmd_t *__init get_pmd_virt_early(phys_addr_t pa)
 337 {
 338         /* Before MMU is enabled */
 339         return (pmd_t *)((uintptr_t)pa);
 340 }
 341
 342 static pmd_t *__init get_pmd_virt_fixmap(phys_addr_t pa)
 343 {
 344         clear_fixmap(FIX_PMD);
 345         return (pmd_t *)set_fixmap_offset(FIX_PMD, pa);
 346 }
 347
 348 static pmd_t *__init get_pmd_virt_late(phys_addr_t pa)
 349 {
 350         return (pmd_t *) __va(pa);
 351 }
 352
 353 static phys_addr_t __init alloc_pmd_early(uintptr_t va)
 354 {
 355         BUG_ON((va - kernel_map.virt_addr) >> PGDIR_SHIFT);
 356
 357         return (uintptr_t)early_pmd;
 358 }
 359
 360 static phys_addr_t __init alloc_pmd_fixmap(uintptr_t va)
 361 {
 362         return memblock_phys_alloc(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
 363 }
 364
 365 static phys_addr_t __init alloc_pmd_late(uintptr_t va)
 366 {
 367         unsigned long vaddr;
 368
 369         vaddr = __get_free_page(GFP_KERNEL);
 370         BUG_ON(!vaddr || !pgtable_pmd_page_ctor(virt_to_page(vaddr)));
 371
 372         return __pa(vaddr);
 373 }
 374
 375 static void __init create_pmd_mapping(pmd_t *pmdp,
 376                                       uintptr_t va, phys_addr_t pa,
 377                                       phys_addr_t sz, pgprot_t prot)
 378 {
 379         pte_t *ptep;
 380         phys_addr_t pte_phys;
 381         uintptr_t pmd_idx = pmd_index(va);
 382
 383         if (sz == PMD_SIZE) {
 384                 if (pmd_none(pmdp[pmd_idx]))
 385                         pmdp[pmd_idx] = pfn_pmd(PFN_DOWN(pa), prot);
 386                 return;
 387         }
 388
 389         if (pmd_none(pmdp[pmd_idx])) {
 390                 pte_phys = pt_ops.alloc_pte(va);
 391                 pmdp[pmd_idx] = pfn_pmd(PFN_DOWN(pte_phys), PAGE_TABLE);
 392                 ptep = pt_ops.get_pte_virt(pte_phys);
 393                 memset(ptep, 0, PAGE_SIZE);
 394         } else {
 395                 pte_phys = PFN_PHYS(_pmd_pfn(pmdp[pmd_idx]));
 396                 ptep = pt_ops.get_pte_virt(pte_phys);
 397         }
 398
 399         create_pte_mapping(ptep, va, pa, sz, prot);
 400 }
 401
 402 #define pgd_next_t              pmd_t
 403 #define alloc_pgd_next(__va)    pt_ops.alloc_pmd(__va)
 404 #define get_pgd_next_virt(__pa) pt_ops.get_pmd_virt(__pa)
 405 #define create_pgd_next_mapping(__nextp, __va, __pa, __sz, __prot)      \
 406         create_pmd_mapping(__nextp, __va, __pa, __sz, __prot)
 407 #define fixmap_pgd_next         fixmap_pmd
 408 #else
 409 #define pgd_next_t              pte_t
 410 #define alloc_pgd_next(__va)    pt_ops.alloc_pte(__va)
 411 #define get_pgd_next_virt(__pa) pt_ops.get_pte_virt(__pa)
 412 #define create_pgd_next_mapping(__nextp, __va, __pa, __sz, __prot)      \
 413         create_pte_mapping(__nextp, __va, __pa, __sz, __prot)
 414 #define fixmap_pgd_next         fixmap_pte
 415 #define create_pmd_mapping(__pmdp, __va, __pa, __sz, __prot)
 416 #endif
 417
 418 void __init create_pgd_mapping(pgd_t *pgdp,
 419                                       uintptr_t va, phys_addr_t pa,
 420                                       phys_addr_t sz, pgprot_t prot)
 421 {
 422         pgd_next_t *nextp;
 423         phys_addr_t next_phys;
 424         uintptr_t pgd_idx = pgd_index(va);
 425
 426         if (sz == PGDIR_SIZE) {
 427                 if (pgd_val(pgdp[pgd_idx]) == 0)
 428                         pgdp[pgd_idx] = pfn_pgd(PFN_DOWN(pa), prot);
 429                 return;
 430         }
 431
 432         if (pgd_val(pgdp[pgd_idx]) == 0) {
 433                 next_phys = alloc_pgd_next(va);
 434                 pgdp[pgd_idx] = pfn_pgd(PFN_DOWN(next_phys), PAGE_TABLE);
 435                 nextp = get_pgd_next_virt(next_phys);
 436                 memset(nextp, 0, PAGE_SIZE);
 437         } else {
 438                 next_phys = PFN_PHYS(_pgd_pfn(pgdp[pgd_idx]));
 439                 nextp = get_pgd_next_virt(next_phys);
 440         }
 441
 442         create_pgd_next_mapping(nextp, va, pa, sz, prot);
 443 }
 444
 445 static uintptr_t __init best_map_size(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 446 {
 447         /* Upgrade to PMD_SIZE mappings whenever possible */
 448         if ((base & (PMD_SIZE - 1)) || (size & (PMD_SIZE - 1)))
 449                 return PAGE_SIZE;
 450
 451         return PMD_SIZE;
 452 }
 453
 454 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 455 /* called from head.S with MMU off */
 456 asmlinkage void __init __copy_data(void)
 457 {
 458         void *from = (void *)(&__data_loc);
 459         void *to = (void *)CONFIG_PHYS_RAM_BASE;
 460         size_t sz = (size_t)((uintptr_t)(&_end) - (uintptr_t)(&_sdata));
 461
 462         memcpy(to, from, sz);
 463 }
 464 #endif
 465
 466 #ifdef CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX
 467 static __init pgprot_t pgprot_from_va(uintptr_t va)
 468 {
 469         if (is_va_kernel_text(va))
 470                 return PAGE_KERNEL_READ_EXEC;
 471
 472         /*
 473          * In 64-bit kernel, the kernel mapping is outside the linear mapping so
 474          * we must protect its linear mapping alias from being executed and
 475          * written.
 476          * And rodata section is marked readonly in mark_rodata_ro.
 477          */
 478         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) && is_va_kernel_lm_alias_text(va))
 479                 return PAGE_KERNEL_READ;
 480
 481         return PAGE_KERNEL;
 482 }
 483
 484 void mark_rodata_ro(void)
 485 {
 486         set_kernel_memory(__start_rodata, _data, set_memory_ro);
 487         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT))
 488                 set_kernel_memory(lm_alias(__start_rodata), lm_alias(_data),
 489                                   set_memory_ro);
 490
 491         debug_checkwx();
 492 }
 493 #else
 494 static __init pgprot_t pgprot_from_va(uintptr_t va)
 495 {
 496         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) && !is_kernel_mapping(va))
 497                 return PAGE_KERNEL;
 498
 499         return PAGE_KERNEL_EXEC;
 500 }
 501 #endif /* CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX */
 502
 503 /*
 504  * setup_vm() is called from head.S with MMU-off.
 505  *
 506  * Following requirements should be honoured for setup_vm() to work
 507  * correctly:
 508  * 1) It should use PC-relative addressing for accessing kernel symbols.
 509  *    To achieve this we always use GCC cmodel=medany.
 510  * 2) The compiler instrumentation for FTRACE will not work for setup_vm()
 511  *    so disable compiler instrumentation when FTRACE is enabled.
 512  *
 513  * Currently, the above requirements are honoured by using custom CFLAGS
 514  * for init.o in mm/Makefile.
 515  */
 516
 517 #ifndef __riscv_cmodel_medany
 518 #error "setup_vm() is called from head.S before relocate so it should not use absolute addressing."
 519 #endif
 520
 521 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 522 static void __init create_kernel_page_table(pgd_t *pgdir,
 523                                             __always_unused bool early)
 524 {
 525         uintptr_t va, end_va;
 526
 527         /* Map the flash resident part */
 528         end_va = kernel_map.virt_addr + kernel_map.xiprom_sz;
 529         for (va = kernel_map.virt_addr; va < end_va; va += PMD_SIZE)
 530                 create_pgd_mapping(pgdir, va,
 531                                    kernel_map.xiprom + (va - kernel_map.virt_addr),
 532                                    PMD_SIZE, PAGE_KERNEL_EXEC);
 533
 534         /* Map the data in RAM */
 535         end_va = kernel_map.virt_addr + XIP_OFFSET + kernel_map.size;
 536         for (va = kernel_map.virt_addr + XIP_OFFSET; va < end_va; va += PMD_SIZE)
 537                 create_pgd_mapping(pgdir, va,
 538                                    kernel_map.phys_addr + (va - (kernel_map.virt_addr + XIP_OFFSET)),
 539                                    PMD_SIZE, PAGE_KERNEL);
 540 }
 541 #else
 542 static void __init create_kernel_page_table(pgd_t *pgdir, bool early)
 543 {
 544         uintptr_t va, end_va;
 545
 546         end_va = kernel_map.virt_addr + kernel_map.size;
 547         for (va = kernel_map.virt_addr; va < end_va; va += PMD_SIZE)
 548                 create_pgd_mapping(pgdir, va,
 549                                    kernel_map.phys_addr + (va - kernel_map.virt_addr),
 550                                    PMD_SIZE,
 551                                    early ?
 552                                         PAGE_KERNEL_EXEC : pgprot_from_va(va));
 553 }
 554 #endif
 555
 556 /*
 557  * Setup a 4MB mapping that encompasses the device tree: for 64-bit kernel,
 558  * this means 2 PMD entries whereas for 32-bit kernel, this is only 1 PGDIR
 559  * entry.
 560  */
 561 static void __init create_fdt_early_page_table(pgd_t *pgdir, uintptr_t dtb_pa)
 562 {
 563 #ifndef CONFIG_BUILTIN_DTB
 564         uintptr_t pa = dtb_pa & ~(PMD_SIZE - 1);
 565
 566         create_pgd_mapping(early_pg_dir, DTB_EARLY_BASE_VA,
 567                            IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) ? (uintptr_t)early_dtb_pmd : pa,
 568                            PGDIR_SIZE,
 569                            IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) ? PAGE_TABLE : PAGE_KERNEL);
 570
 571         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT)) {
 572                 create_pmd_mapping(early_dtb_pmd, DTB_EARLY_BASE_VA,
 573                                    pa, PMD_SIZE, PAGE_KERNEL);
 574                 create_pmd_mapping(early_dtb_pmd, DTB_EARLY_BASE_VA + PMD_SIZE,
 575                                    pa + PMD_SIZE, PMD_SIZE, PAGE_KERNEL);
 576         }
 577
 578         dtb_early_va = (void *)DTB_EARLY_BASE_VA + (dtb_pa & (PMD_SIZE - 1));
 579 #else
 580         /*
 581          * For 64-bit kernel, __va can't be used since it would return a linear
 582          * mapping address whereas dtb_early_va will be used before
 583          * setup_vm_final installs the linear mapping. For 32-bit kernel, as the
 584          * kernel is mapped in the linear mapping, that makes no difference.
 585          */
 586         dtb_early_va = kernel_mapping_pa_to_va(XIP_FIXUP(dtb_pa));
 587 #endif
 588
 589         dtb_early_pa = dtb_pa;
 590 }
 591
 592 asmlinkage void __init setup_vm(uintptr_t dtb_pa)
 593 {
 594         pmd_t __maybe_unused fix_bmap_spmd, fix_bmap_epmd;
 595
 596         kernel_map.virt_addr = KERNEL_LINK_ADDR;
 597
 598 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 599         kernel_map.xiprom = (uintptr_t)CONFIG_XIP_PHYS_ADDR;
 600         kernel_map.xiprom_sz = (uintptr_t)(&_exiprom) - (uintptr_t)(&_xiprom);
 601
 602         phys_ram_base = CONFIG_PHYS_RAM_BASE;
 603         kernel_map.phys_addr = (uintptr_t)CONFIG_PHYS_RAM_BASE;
 604         kernel_map.size = (uintptr_t)(&_end) - (uintptr_t)(&_sdata);
 605
 606         kernel_map.va_kernel_xip_pa_offset = kernel_map.virt_addr - kernel_map.xiprom;
 607 #else
 608         kernel_map.phys_addr = (uintptr_t)(&_start);
 609         kernel_map.size = (uintptr_t)(&_end) - kernel_map.phys_addr;
 610 #endif
 611         kernel_map.va_pa_offset = PAGE_OFFSET - kernel_map.phys_addr;
 612         kernel_map.va_kernel_pa_offset = kernel_map.virt_addr - kernel_map.phys_addr;
 613
 614         riscv_pfn_base = PFN_DOWN(kernel_map.phys_addr);
 615
 616         /* Sanity check alignment and size */
 617         BUG_ON((PAGE_OFFSET % PGDIR_SIZE) != 0);
 618         BUG_ON((kernel_map.phys_addr % PMD_SIZE) != 0);
 619
 620 #ifdef CONFIG_64BIT
 621         /*
 622          * The last 4K bytes of the addressable memory can not be mapped because
 623          * of IS_ERR_VALUE macro.
 624          */
 625         BUG_ON((kernel_map.virt_addr + kernel_map.size) > ADDRESS_SPACE_END - SZ_4K);
 626 #endif
 627
 628         pt_ops.alloc_pte = alloc_pte_early;
 629         pt_ops.get_pte_virt = get_pte_virt_early;
 630 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 631         pt_ops.alloc_pmd = alloc_pmd_early;
 632         pt_ops.get_pmd_virt = get_pmd_virt_early;
 633 #endif
 634         /* Setup early PGD for fixmap */
 635         create_pgd_mapping(early_pg_dir, FIXADDR_START,
 636                            (uintptr_t)fixmap_pgd_next, PGDIR_SIZE, PAGE_TABLE);
 637
 638 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 639         /* Setup fixmap PMD */
 640         create_pmd_mapping(fixmap_pmd, FIXADDR_START,
 641                            (uintptr_t)fixmap_pte, PMD_SIZE, PAGE_TABLE);
 642         /* Setup trampoline PGD and PMD */
 643         create_pgd_mapping(trampoline_pg_dir, kernel_map.virt_addr,
 644                            (uintptr_t)trampoline_pmd, PGDIR_SIZE, PAGE_TABLE);
 645 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 646         create_pmd_mapping(trampoline_pmd, kernel_map.virt_addr,
 647                            kernel_map.xiprom, PMD_SIZE, PAGE_KERNEL_EXEC);
 648 #else
 649         create_pmd_mapping(trampoline_pmd, kernel_map.virt_addr,
 650                            kernel_map.phys_addr, PMD_SIZE, PAGE_KERNEL_EXEC);
 651 #endif
 652 #else
 653         /* Setup trampoline PGD */
 654         create_pgd_mapping(trampoline_pg_dir, kernel_map.virt_addr,
 655                            kernel_map.phys_addr, PGDIR_SIZE, PAGE_KERNEL_EXEC);
 656 #endif
 657
 658         /*
 659          * Setup early PGD covering entire kernel which will allow
 660          * us to reach paging_init(). We map all memory banks later
 661          * in setup_vm_final() below.
 662          */
 663         create_kernel_page_table(early_pg_dir, true);
 664
 665         /* Setup early mapping for FDT early scan */
 666         create_fdt_early_page_table(early_pg_dir, dtb_pa);
 667
 668         /*
 669          * Bootime fixmap only can handle PMD_SIZE mapping. Thus, boot-ioremap
 670          * range can not span multiple pmds.
 671          */
 672         BUILD_BUG_ON((__fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN) >> PMD_SHIFT)
 673                      != (__fix_to_virt(FIX_BTMAP_END) >> PMD_SHIFT));
 674
 675 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 676         /*
 677          * Early ioremap fixmap is already created as it lies within first 2MB
 678          * of fixmap region. We always map PMD_SIZE. Thus, both FIX_BTMAP_END
 679          * FIX_BTMAP_BEGIN should lie in the same pmd. Verify that and warn
 680          * the user if not.
 681          */
 682         fix_bmap_spmd = fixmap_pmd[pmd_index(__fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN))];
 683         fix_bmap_epmd = fixmap_pmd[pmd_index(__fix_to_virt(FIX_BTMAP_END))];
 684         if (pmd_val(fix_bmap_spmd) != pmd_val(fix_bmap_epmd)) {
 685                 WARN_ON(1);
 686                 pr_warn("fixmap btmap start [%08lx] != end [%08lx]\n",
 687                         pmd_val(fix_bmap_spmd), pmd_val(fix_bmap_epmd));
 688                 pr_warn("fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN): %08lx\n",
 689                         fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN));
 690                 pr_warn("fix_to_virt(FIX_BTMAP_END):   %08lx\n",
 691                         fix_to_virt(FIX_BTMAP_END));
 692
 693                 pr_warn("FIX_BTMAP_END:       %d\n", FIX_BTMAP_END);
 694                 pr_warn("FIX_BTMAP_BEGIN:     %d\n", FIX_BTMAP_BEGIN);
 695         }
 696 #endif
 697 }
 698
 699 static void __init setup_vm_final(void)
 700 {
 701         uintptr_t va, map_size;
 702         phys_addr_t pa, start, end;
 703         u64 i;
 704
 705         /**
 706          * MMU is enabled at this point. But page table setup is not complete yet.
 707          * fixmap page table alloc functions should be used at this point
 708          */
 709         pt_ops.alloc_pte = alloc_pte_fixmap;
 710         pt_ops.get_pte_virt = get_pte_virt_fixmap;
 711 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 712         pt_ops.alloc_pmd = alloc_pmd_fixmap;
 713         pt_ops.get_pmd_virt = get_pmd_virt_fixmap;
 714 #endif
 715         /* Setup swapper PGD for fixmap */
 716         create_pgd_mapping(swapper_pg_dir, FIXADDR_START,
 717                            __pa_symbol(fixmap_pgd_next),
 718                            PGDIR_SIZE, PAGE_TABLE);
 719
 720         /* Map all memory banks in the linear mapping */
 721         for_each_mem_range(i, &start, &end) {
 722                 if (start >= end)
 723                         break;
 724                 if (start <= __pa(PAGE_OFFSET) &&
 725                     __pa(PAGE_OFFSET) < end)
 726                         start = __pa(PAGE_OFFSET);
 727                 if (end >= __pa(PAGE_OFFSET) + memory_limit)
 728                         end = __pa(PAGE_OFFSET) + memory_limit;
 729
 730                 map_size = best_map_size(start, end - start);
 731                 for (pa = start; pa < end; pa += map_size) {
 732                         va = (uintptr_t)__va(pa);
 733
 734                         create_pgd_mapping(swapper_pg_dir, va, pa, map_size,
 735                                            pgprot_from_va(va));
 736                 }
 737         }
 738
 739 #ifdef CONFIG_64BIT
 740         /* Map the kernel */
 741         create_kernel_page_table(swapper_pg_dir, false);
 742 #endif
 743
 744         /* Clear fixmap PTE and PMD mappings */
 745         clear_fixmap(FIX_PTE);
 746         clear_fixmap(FIX_PMD);
 747
 748         /* Move to swapper page table */
 749         csr_write(CSR_SATP, PFN_DOWN(__pa_symbol(swapper_pg_dir)) | SATP_MODE);
 750         local_flush_tlb_all();
 751
 752         /* generic page allocation functions must be used to setup page table */
 753         pt_ops.alloc_pte = alloc_pte_late;
 754         pt_ops.get_pte_virt = get_pte_virt_late;
 755 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 756         pt_ops.alloc_pmd = alloc_pmd_late;
 757         pt_ops.get_pmd_virt = get_pmd_virt_late;
 758 #endif
 759 }
 760 #else
 761 asmlinkage void __init setup_vm(uintptr_t dtb_pa)
 762 {
 763         dtb_early_va = (void *)dtb_pa;
 764         dtb_early_pa = dtb_pa;
 765 }
 766
 767 static inline void setup_vm_final(void)
 768 {
 769 }
 770 #endif /* CONFIG_MMU */
 771
 772 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
 773 /*
 774  * reserve_crashkernel() - reserves memory for crash kernel
 775  *
 776  * This function reserves memory area given in "crashkernel=" kernel command
 777  * line parameter. The memory reserved is used by dump capture kernel when
 778  * primary kernel is crashing.
 779  */
 780 static void __init reserve_crashkernel(void)
 781 {
 782         unsigned long long crash_base = 0;
 783         unsigned long long crash_size = 0;
 784         unsigned long search_start = memblock_start_of_DRAM();
 785         unsigned long search_end = memblock_end_of_DRAM();
 786
 787         int ret = 0;
 788
 789         /*
 790          * Don't reserve a region for a crash kernel on a crash kernel
 791          * since it doesn't make much sense and we have limited memory
 792          * resources.
 793          */
 794 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 795         if (is_kdump_kernel()) {
 796                 pr_info("crashkernel: ignoring reservation request\n");
 797                 return;
 798         }
 799 #endif
 800
 801         ret = parse_crashkernel(boot_command_line, memblock_phys_mem_size(),
 802                                 &crash_size, &crash_base);
 803         if (ret || !crash_size)
 804                 return;
 805
 806         crash_size = PAGE_ALIGN(crash_size);
 807
 808         if (crash_base) {
 809                 search_start = crash_base;
 810                 search_end = crash_base + crash_size;
 811         }
 812
 813         /*
 814          * Current riscv boot protocol requires 2MB alignment for
 815          * RV64 and 4MB alignment for RV32 (hugepage size)
 816          */
 817         crash_base = memblock_phys_alloc_range(crash_size, PMD_SIZE,
 818                                                search_start, search_end);
 819         if (crash_base == 0) {
 820                 pr_warn("crashkernel: couldn't allocate %lldKB\n",
 821                         crash_size >> 10);
 822                 return;
 823         }
 824
 825         pr_info("crashkernel: reserved 0x%016llx - 0x%016llx (%lld MB)\n",
 826                 crash_base, crash_base + crash_size, crash_size >> 20);
 827
 828         crashk_res.start = crash_base;
 829         crashk_res.end = crash_base + crash_size - 1;
 830 }
 831 #endif /* CONFIG_KEXEC_CORE */
 832
 833 void __init paging_init(void)
 834 {
 835         setup_bootmem();
 836         setup_vm_final();
 837 }
 838
 839 void __init misc_mem_init(void)
 840 {
 841         early_memtest(min_low_pfn << PAGE_SHIFT, max_low_pfn << PAGE_SHIFT);
 842         arch_numa_init();
 843         sparse_init();
 844         zone_sizes_init();
 845 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
 846         reserve_crashkernel();
 847 #endif
 848         memblock_dump_all();
 849 }
 850
 851 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
 852 int __meminit vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node,
 853                                struct vmem_altmap *altmap)
 854 {
 855         return vmemmap_populate_basepages(start, end, node, NULL);
 856 }
 857 #endif