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