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 #ifdef CONFIG_RELOCATABLE
  24 #include <linux/elf.h>
  25 #endif
  26 #include <linux/kfence.h>
  27 #include <linux/execmem.h>
  28
  29 #include <asm/fixmap.h>
  30 #include <asm/io.h>
  31 #include <asm/kasan.h>
  32 #include <asm/numa.h>
  33 #include <asm/pgtable.h>
  34 #include <asm/sections.h>
  35 #include <asm/soc.h>
  36 #include <asm/sparsemem.h>
  37 #include <asm/tlbflush.h>
  38
  39 #include "../kernel/head.h"
  40
  41 u64 new_vmalloc[NR_CPUS / sizeof(u64) + 1];
  42
  43 struct kernel_mapping kernel_map __ro_after_init;
  44 EXPORT_SYMBOL(kernel_map);
  45 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
  46 #define kernel_map      (*(struct kernel_mapping *)XIP_FIXUP(&kernel_map))
  47 #endif
  48
  49 #ifdef CONFIG_64BIT
  50 u64 satp_mode __ro_after_init = !IS_ENABLED(CONFIG_XIP_KERNEL) ? SATP_MODE_57 : SATP_MODE_39;
  51 #else
  52 u64 satp_mode __ro_after_init = SATP_MODE_32;
  53 #endif
  54 EXPORT_SYMBOL(satp_mode);
  55
  56 #ifdef CONFIG_64BIT
  57 bool pgtable_l4_enabled __ro_after_init = !IS_ENABLED(CONFIG_XIP_KERNEL);
  58 bool pgtable_l5_enabled __ro_after_init = !IS_ENABLED(CONFIG_XIP_KERNEL);
  59 EXPORT_SYMBOL(pgtable_l4_enabled);
  60 EXPORT_SYMBOL(pgtable_l5_enabled);
  61 #endif
  62
  63 phys_addr_t phys_ram_base __ro_after_init;
  64 EXPORT_SYMBOL(phys_ram_base);
  65
  66 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
  67 #define VMEMMAP_ADDR_ALIGN      (1ULL << SECTION_SIZE_BITS)
  68
  69 unsigned long vmemmap_start_pfn __ro_after_init;
  70 EXPORT_SYMBOL(vmemmap_start_pfn);
  71 #endif
  72
  73 unsigned long empty_zero_page[PAGE_SIZE / sizeof(unsigned long)]
  74                                                         __page_aligned_bss;
  75 EXPORT_SYMBOL(empty_zero_page);
  76
  77 extern char _start[];
  78 void *_dtb_early_va __initdata;
  79 uintptr_t _dtb_early_pa __initdata;
  80
  81 phys_addr_t dma32_phys_limit __initdata;
  82
  83 static void __init zone_sizes_init(void)
  84 {
  85         unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = { 0, };
  86
  87 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
  88         max_zone_pfns[ZONE_DMA32] = PFN_DOWN(dma32_phys_limit);
  89 #endif
  90         max_zone_pfns[ZONE_NORMAL] = max_low_pfn;
  91
  92         free_area_init(max_zone_pfns);
  93 }
  94
  95 #if defined(CONFIG_MMU) && defined(CONFIG_DEBUG_VM)
  96
  97 #define LOG2_SZ_1K  ilog2(SZ_1K)
  98 #define LOG2_SZ_1M  ilog2(SZ_1M)
  99 #define LOG2_SZ_1G  ilog2(SZ_1G)
 100 #define LOG2_SZ_1T  ilog2(SZ_1T)
 101
 102 static inline void print_mlk(char *name, unsigned long b, unsigned long t)
 103 {
 104         pr_notice("%12s : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld kB)\n", name, b, t,
 105                   (((t) - (b)) >> LOG2_SZ_1K));
 106 }
 107
 108 static inline void print_mlm(char *name, unsigned long b, unsigned long t)
 109 {
 110         pr_notice("%12s : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld MB)\n", name, b, t,
 111                   (((t) - (b)) >> LOG2_SZ_1M));
 112 }
 113
 114 static inline void print_mlg(char *name, unsigned long b, unsigned long t)
 115 {
 116         pr_notice("%12s : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld GB)\n", name, b, t,
 117                    (((t) - (b)) >> LOG2_SZ_1G));
 118 }
 119
 120 #ifdef CONFIG_64BIT
 121 static inline void print_mlt(char *name, unsigned long b, unsigned long t)
 122 {
 123         pr_notice("%12s : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld TB)\n", name, b, t,
 124                    (((t) - (b)) >> LOG2_SZ_1T));
 125 }
 126 #else
 127 #define print_mlt(n, b, t) do {} while (0)
 128 #endif
 129
 130 static inline void print_ml(char *name, unsigned long b, unsigned long t)
 131 {
 132         unsigned long diff = t - b;
 133
 134         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) && (diff >> LOG2_SZ_1T) >= 10)
 135                 print_mlt(name, b, t);
 136         else if ((diff >> LOG2_SZ_1G) >= 10)
 137                 print_mlg(name, b, t);
 138         else if ((diff >> LOG2_SZ_1M) >= 10)
 139                 print_mlm(name, b, t);
 140         else
 141                 print_mlk(name, b, t);
 142 }
 143
 144 static void __init print_vm_layout(void)
 145 {
 146         pr_notice("Virtual kernel memory layout:\n");
 147         print_ml("fixmap", (unsigned long)FIXADDR_START,
 148                 (unsigned long)FIXADDR_TOP);
 149         print_ml("pci io", (unsigned long)PCI_IO_START,
 150                 (unsigned long)PCI_IO_END);
 151         print_ml("vmemmap", (unsigned long)VMEMMAP_START,
 152                 (unsigned long)VMEMMAP_END);
 153         print_ml("vmalloc", (unsigned long)VMALLOC_START,
 154                 (unsigned long)VMALLOC_END);
 155 #ifdef CONFIG_64BIT
 156         print_ml("modules", (unsigned long)MODULES_VADDR,
 157                 (unsigned long)MODULES_END);
 158 #endif
 159         print_ml("lowmem", (unsigned long)PAGE_OFFSET,
 160                 (unsigned long)high_memory);
 161         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT)) {
 162 #ifdef CONFIG_KASAN
 163                 print_ml("kasan", KASAN_SHADOW_START, KASAN_SHADOW_END);
 164 #endif
 165
 166                 print_ml("kernel", (unsigned long)kernel_map.virt_addr,
 167                          (unsigned long)ADDRESS_SPACE_END);
 168         }
 169 }
 170 #else
 171 static void print_vm_layout(void) { }
 172 #endif /* CONFIG_DEBUG_VM */
 173
 174 void __init mem_init(void)
 175 {
 176         bool swiotlb = max_pfn > PFN_DOWN(dma32_phys_limit);
 177 #ifdef CONFIG_FLATMEM
 178         BUG_ON(!mem_map);
 179 #endif /* CONFIG_FLATMEM */
 180
 181         if (IS_ENABLED(CONFIG_DMA_BOUNCE_UNALIGNED_KMALLOC) && !swiotlb &&
 182             dma_cache_alignment != 1) {
 183                 /*
 184                  * If no bouncing needed for ZONE_DMA, allocate 1MB swiotlb
 185                  * buffer per 1GB of RAM for kmalloc() bouncing on
 186                  * non-coherent platforms.
 187                  */
 188                 unsigned long size =
 189                         DIV_ROUND_UP(memblock_phys_mem_size(), 1024);
 190                 swiotlb_adjust_size(min(swiotlb_size_or_default(), size));
 191                 swiotlb = true;
 192         }
 193
 194         swiotlb_init(swiotlb, SWIOTLB_VERBOSE);
 195         memblock_free_all();
 196
 197         print_vm_layout();
 198 }
 199
 200 /* Limit the memory size via mem. */
 201 static phys_addr_t memory_limit;
 202 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 203 #define memory_limit    (*(phys_addr_t *)XIP_FIXUP(&memory_limit))
 204 #endif /* CONFIG_XIP_KERNEL */
 205
 206 static int __init early_mem(char *p)
 207 {
 208         u64 size;
 209
 210         if (!p)
 211                 return 1;
 212
 213         size = memparse(p, &p) & PAGE_MASK;
 214         memory_limit = min_t(u64, size, memory_limit);
 215
 216         pr_notice("Memory limited to %lldMB\n", (u64)memory_limit >> 20);
 217
 218         return 0;
 219 }
 220 early_param("mem", early_mem);
 221
 222 static void __init setup_bootmem(void)
 223 {
 224         phys_addr_t vmlinux_end = __pa_symbol(&_end);
 225         phys_addr_t max_mapped_addr;
 226         phys_addr_t phys_ram_end, vmlinux_start;
 227
 228         if (IS_ENABLED(CONFIG_XIP_KERNEL))
 229                 vmlinux_start = __pa_symbol(&_sdata);
 230         else
 231                 vmlinux_start = __pa_symbol(&_start);
 232
 233         memblock_enforce_memory_limit(memory_limit);
 234
 235         /*
 236          * Make sure we align the reservation on PMD_SIZE since we will
 237          * map the kernel in the linear mapping as read-only: we do not want
 238          * any allocation to happen between _end and the next pmd aligned page.
 239          */
 240         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) && IS_ENABLED(CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX))
 241                 vmlinux_end = (vmlinux_end + PMD_SIZE - 1) & PMD_MASK;
 242         /*
 243          * Reserve from the start of the kernel to the end of the kernel
 244          */
 245         memblock_reserve(vmlinux_start, vmlinux_end - vmlinux_start);
 246
 247         /*
 248          * Make sure we align the start of the memory on a PMD boundary so that
 249          * at worst, we map the linear mapping with PMD mappings.
 250          */
 251         if (!IS_ENABLED(CONFIG_XIP_KERNEL)) {
 252                 phys_ram_base = memblock_start_of_DRAM() & PMD_MASK;
 253 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
 254                 vmemmap_start_pfn = round_down(phys_ram_base, VMEMMAP_ADDR_ALIGN) >> PAGE_SHIFT;
 255 #endif
 256         }
 257
 258         /*
 259          * In 64-bit, any use of __va/__pa before this point is wrong as we
 260          * did not know the start of DRAM before.
 261          */
 262         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) && IS_ENABLED(CONFIG_MMU))
 263                 kernel_map.va_pa_offset = PAGE_OFFSET - phys_ram_base;
 264
 265         /*
 266          * The size of the linear page mapping may restrict the amount of
 267          * usable RAM.
 268          */
 269         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) && IS_ENABLED(CONFIG_MMU)) {
 270                 max_mapped_addr = __pa(PAGE_OFFSET) + KERN_VIRT_SIZE;
 271                 if (memblock_end_of_DRAM() > max_mapped_addr) {
 272                         memblock_cap_memory_range(phys_ram_base,
 273                                                   max_mapped_addr - phys_ram_base);
 274                         pr_warn("Physical memory overflows the linear mapping size: region above %pa removed",
 275                                 &max_mapped_addr);
 276                 }
 277         }
 278
 279         /*
 280          * Reserve physical address space that would be mapped to virtual
 281          * addresses greater than (void *)(-PAGE_SIZE) because:
 282          *  - This memory would overlap with ERR_PTR
 283          *  - This memory belongs to high memory, which is not supported
 284          *
 285          * This is not applicable to 64-bit kernel, because virtual addresses
 286          * after (void *)(-PAGE_SIZE) are not linearly mapped: they are
 287          * occupied by kernel mapping. Also it is unrealistic for high memory
 288          * to exist on 64-bit platforms.
 289          */
 290         if (!IS_ENABLED(CONFIG_64BIT)) {
 291                 max_mapped_addr = __va_to_pa_nodebug(-PAGE_SIZE);
 292                 memblock_reserve(max_mapped_addr, (phys_addr_t)-max_mapped_addr);
 293         }
 294
 295         phys_ram_end = memblock_end_of_DRAM();
 296         min_low_pfn = PFN_UP(phys_ram_base);
 297         max_low_pfn = max_pfn = PFN_DOWN(phys_ram_end);
 298         high_memory = (void *)(__va(PFN_PHYS(max_low_pfn)));
 299
 300         dma32_phys_limit = min(4UL * SZ_1G, (unsigned long)PFN_PHYS(max_low_pfn));
 301         set_max_mapnr(max_low_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
 302
 303         reserve_initrd_mem();
 304
 305         /*
 306          * No allocation should be done before reserving the memory as defined
 307          * in the device tree, otherwise the allocation could end up in a
 308          * reserved region.
 309          */
 310         early_init_fdt_scan_reserved_mem();
 311
 312         /*
 313          * If DTB is built in, no need to reserve its memblock.
 314          * Otherwise, do reserve it but avoid using
 315          * early_init_fdt_reserve_self() since __pa() does
 316          * not work for DTB pointers that are fixmap addresses
 317          */
 318         if (!IS_ENABLED(CONFIG_BUILTIN_DTB))
 319                 memblock_reserve(dtb_early_pa, fdt_totalsize(dtb_early_va));
 320
 321         dma_contiguous_reserve(dma32_phys_limit);
 322         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT))
 323                 hugetlb_cma_reserve(PUD_SHIFT - PAGE_SHIFT);
 324 }
 325
 326 #ifdef CONFIG_MMU
 327 struct pt_alloc_ops pt_ops __meminitdata;
 328
 329 pgd_t swapper_pg_dir[PTRS_PER_PGD] __page_aligned_bss;
 330 pgd_t trampoline_pg_dir[PTRS_PER_PGD] __page_aligned_bss;
 331 static pte_t fixmap_pte[PTRS_PER_PTE] __page_aligned_bss;
 332
 333 pgd_t early_pg_dir[PTRS_PER_PGD] __initdata __aligned(PAGE_SIZE);
 334
 335 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 336 #define pt_ops                  (*(struct pt_alloc_ops *)XIP_FIXUP(&pt_ops))
 337 #define trampoline_pg_dir      ((pgd_t *)XIP_FIXUP(trampoline_pg_dir))
 338 #define fixmap_pte             ((pte_t *)XIP_FIXUP(fixmap_pte))
 339 #define early_pg_dir           ((pgd_t *)XIP_FIXUP(early_pg_dir))
 340 #endif /* CONFIG_XIP_KERNEL */
 341
 342 static const pgprot_t protection_map[16] = {
 343         [VM_NONE]                                       = PAGE_NONE,
 344         [VM_READ]                                       = PAGE_READ,
 345         [VM_WRITE]                                      = PAGE_COPY,
 346         [VM_WRITE | VM_READ]                            = PAGE_COPY,
 347         [VM_EXEC]                                       = PAGE_EXEC,
 348         [VM_EXEC | VM_READ]                             = PAGE_READ_EXEC,
 349         [VM_EXEC | VM_WRITE]                            = PAGE_COPY_EXEC,
 350         [VM_EXEC | VM_WRITE | VM_READ]                  = PAGE_COPY_EXEC,
 351         [VM_SHARED]                                     = PAGE_NONE,
 352         [VM_SHARED | VM_READ]                           = PAGE_READ,
 353         [VM_SHARED | VM_WRITE]                          = PAGE_SHARED,
 354         [VM_SHARED | VM_WRITE | VM_READ]                = PAGE_SHARED,
 355         [VM_SHARED | VM_EXEC]                           = PAGE_EXEC,
 356         [VM_SHARED | VM_EXEC | VM_READ]                 = PAGE_READ_EXEC,
 357         [VM_SHARED | VM_EXEC | VM_WRITE]                = PAGE_SHARED_EXEC,
 358         [VM_SHARED | VM_EXEC | VM_WRITE | VM_READ]      = PAGE_SHARED_EXEC
 359 };
 360 DECLARE_VM_GET_PAGE_PROT
 361
 362 void __set_fixmap(enum fixed_addresses idx, phys_addr_t phys, pgprot_t prot)
 363 {
 364         unsigned long addr = __fix_to_virt(idx);
 365         pte_t *ptep;
 366
 367         BUG_ON(idx <= FIX_HOLE || idx >= __end_of_fixed_addresses);
 368
 369         ptep = &fixmap_pte[pte_index(addr)];
 370
 371         if (pgprot_val(prot))
 372                 set_pte(ptep, pfn_pte(phys >> PAGE_SHIFT, prot));
 373         else
 374                 pte_clear(&init_mm, addr, ptep);
 375         local_flush_tlb_page(addr);
 376 }
 377
 378 static inline pte_t *__init get_pte_virt_early(phys_addr_t pa)
 379 {
 380         return (pte_t *)((uintptr_t)pa);
 381 }
 382
 383 static inline pte_t *__init get_pte_virt_fixmap(phys_addr_t pa)
 384 {
 385         clear_fixmap(FIX_PTE);
 386         return (pte_t *)set_fixmap_offset(FIX_PTE, pa);
 387 }
 388
 389 static inline pte_t *__meminit get_pte_virt_late(phys_addr_t pa)
 390 {
 391         return (pte_t *) __va(pa);
 392 }
 393
 394 static inline phys_addr_t __init alloc_pte_early(uintptr_t va)
 395 {
 396         /*
 397          * We only create PMD or PGD early mappings so we
 398          * should never reach here with MMU disabled.
 399          */
 400         BUG();
 401 }
 402
 403 static inline phys_addr_t __init alloc_pte_fixmap(uintptr_t va)
 404 {
 405         return memblock_phys_alloc(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
 406 }
 407
 408 static phys_addr_t __meminit alloc_pte_late(uintptr_t va)
 409 {
 410         struct ptdesc *ptdesc = pagetable_alloc(GFP_KERNEL & ~__GFP_HIGHMEM, 0);
 411
 412         BUG_ON(!ptdesc || !pagetable_pte_ctor(ptdesc));
 413         return __pa((pte_t *)ptdesc_address(ptdesc));
 414 }
 415
 416 static void __meminit create_pte_mapping(pte_t *ptep, uintptr_t va, phys_addr_t pa, phys_addr_t sz,
 417                                          pgprot_t prot)
 418 {
 419         uintptr_t pte_idx = pte_index(va);
 420
 421         BUG_ON(sz != PAGE_SIZE);
 422
 423         if (pte_none(ptep[pte_idx]))
 424                 ptep[pte_idx] = pfn_pte(PFN_DOWN(pa), prot);
 425 }
 426
 427 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 428
 429 static pmd_t trampoline_pmd[PTRS_PER_PMD] __page_aligned_bss;
 430 static pmd_t fixmap_pmd[PTRS_PER_PMD] __page_aligned_bss;
 431 static pmd_t early_pmd[PTRS_PER_PMD] __initdata __aligned(PAGE_SIZE);
 432
 433 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 434 #define trampoline_pmd ((pmd_t *)XIP_FIXUP(trampoline_pmd))
 435 #define fixmap_pmd     ((pmd_t *)XIP_FIXUP(fixmap_pmd))
 436 #define early_pmd      ((pmd_t *)XIP_FIXUP(early_pmd))
 437 #endif /* CONFIG_XIP_KERNEL */
 438
 439 static p4d_t trampoline_p4d[PTRS_PER_P4D] __page_aligned_bss;
 440 static p4d_t fixmap_p4d[PTRS_PER_P4D] __page_aligned_bss;
 441 static p4d_t early_p4d[PTRS_PER_P4D] __initdata __aligned(PAGE_SIZE);
 442
 443 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 444 #define trampoline_p4d ((p4d_t *)XIP_FIXUP(trampoline_p4d))
 445 #define fixmap_p4d     ((p4d_t *)XIP_FIXUP(fixmap_p4d))
 446 #define early_p4d      ((p4d_t *)XIP_FIXUP(early_p4d))
 447 #endif /* CONFIG_XIP_KERNEL */
 448
 449 static pud_t trampoline_pud[PTRS_PER_PUD] __page_aligned_bss;
 450 static pud_t fixmap_pud[PTRS_PER_PUD] __page_aligned_bss;
 451 static pud_t early_pud[PTRS_PER_PUD] __initdata __aligned(PAGE_SIZE);
 452
 453 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 454 #define trampoline_pud ((pud_t *)XIP_FIXUP(trampoline_pud))
 455 #define fixmap_pud     ((pud_t *)XIP_FIXUP(fixmap_pud))
 456 #define early_pud      ((pud_t *)XIP_FIXUP(early_pud))
 457 #endif /* CONFIG_XIP_KERNEL */
 458
 459 static pmd_t *__init get_pmd_virt_early(phys_addr_t pa)
 460 {
 461         /* Before MMU is enabled */
 462         return (pmd_t *)((uintptr_t)pa);
 463 }
 464
 465 static pmd_t *__init get_pmd_virt_fixmap(phys_addr_t pa)
 466 {
 467         clear_fixmap(FIX_PMD);
 468         return (pmd_t *)set_fixmap_offset(FIX_PMD, pa);
 469 }
 470
 471 static pmd_t *__meminit get_pmd_virt_late(phys_addr_t pa)
 472 {
 473         return (pmd_t *) __va(pa);
 474 }
 475
 476 static phys_addr_t __init alloc_pmd_early(uintptr_t va)
 477 {
 478         BUG_ON((va - kernel_map.virt_addr) >> PUD_SHIFT);
 479
 480         return (uintptr_t)early_pmd;
 481 }
 482
 483 static phys_addr_t __init alloc_pmd_fixmap(uintptr_t va)
 484 {
 485         return memblock_phys_alloc(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
 486 }
 487
 488 static phys_addr_t __meminit alloc_pmd_late(uintptr_t va)
 489 {
 490         struct ptdesc *ptdesc = pagetable_alloc(GFP_KERNEL & ~__GFP_HIGHMEM, 0);
 491
 492         BUG_ON(!ptdesc || !pagetable_pmd_ctor(ptdesc));
 493         return __pa((pmd_t *)ptdesc_address(ptdesc));
 494 }
 495
 496 static void __meminit create_pmd_mapping(pmd_t *pmdp,
 497                                          uintptr_t va, phys_addr_t pa,
 498                                          phys_addr_t sz, pgprot_t prot)
 499 {
 500         pte_t *ptep;
 501         phys_addr_t pte_phys;
 502         uintptr_t pmd_idx = pmd_index(va);
 503
 504         if (sz == PMD_SIZE) {
 505                 if (pmd_none(pmdp[pmd_idx]))
 506                         pmdp[pmd_idx] = pfn_pmd(PFN_DOWN(pa), prot);
 507                 return;
 508         }
 509
 510         if (pmd_none(pmdp[pmd_idx])) {
 511                 pte_phys = pt_ops.alloc_pte(va);
 512                 pmdp[pmd_idx] = pfn_pmd(PFN_DOWN(pte_phys), PAGE_TABLE);
 513                 ptep = pt_ops.get_pte_virt(pte_phys);
 514                 memset(ptep, 0, PAGE_SIZE);
 515         } else {
 516                 pte_phys = PFN_PHYS(_pmd_pfn(pmdp[pmd_idx]));
 517                 ptep = pt_ops.get_pte_virt(pte_phys);
 518         }
 519
 520         create_pte_mapping(ptep, va, pa, sz, prot);
 521 }
 522
 523 static pud_t *__init get_pud_virt_early(phys_addr_t pa)
 524 {
 525         return (pud_t *)((uintptr_t)pa);
 526 }
 527
 528 static pud_t *__init get_pud_virt_fixmap(phys_addr_t pa)
 529 {
 530         clear_fixmap(FIX_PUD);
 531         return (pud_t *)set_fixmap_offset(FIX_PUD, pa);
 532 }
 533
 534 static pud_t *__meminit get_pud_virt_late(phys_addr_t pa)
 535 {
 536         return (pud_t *)__va(pa);
 537 }
 538
 539 static phys_addr_t __init alloc_pud_early(uintptr_t va)
 540 {
 541         /* Only one PUD is available for early mapping */
 542         BUG_ON((va - kernel_map.virt_addr) >> PGDIR_SHIFT);
 543
 544         return (uintptr_t)early_pud;
 545 }
 546
 547 static phys_addr_t __init alloc_pud_fixmap(uintptr_t va)
 548 {
 549         return memblock_phys_alloc(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
 550 }
 551
 552 static phys_addr_t __meminit alloc_pud_late(uintptr_t va)
 553 {
 554         unsigned long vaddr;
 555
 556         vaddr = __get_free_page(GFP_KERNEL);
 557         BUG_ON(!vaddr);
 558         return __pa(vaddr);
 559 }
 560
 561 static p4d_t *__init get_p4d_virt_early(phys_addr_t pa)
 562 {
 563         return (p4d_t *)((uintptr_t)pa);
 564 }
 565
 566 static p4d_t *__init get_p4d_virt_fixmap(phys_addr_t pa)
 567 {
 568         clear_fixmap(FIX_P4D);
 569         return (p4d_t *)set_fixmap_offset(FIX_P4D, pa);
 570 }
 571
 572 static p4d_t *__meminit get_p4d_virt_late(phys_addr_t pa)
 573 {
 574         return (p4d_t *)__va(pa);
 575 }
 576
 577 static phys_addr_t __init alloc_p4d_early(uintptr_t va)
 578 {
 579         /* Only one P4D is available for early mapping */
 580         BUG_ON((va - kernel_map.virt_addr) >> PGDIR_SHIFT);
 581
 582         return (uintptr_t)early_p4d;
 583 }
 584
 585 static phys_addr_t __init alloc_p4d_fixmap(uintptr_t va)
 586 {
 587         return memblock_phys_alloc(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
 588 }
 589
 590 static phys_addr_t __meminit alloc_p4d_late(uintptr_t va)
 591 {
 592         unsigned long vaddr;
 593
 594         vaddr = __get_free_page(GFP_KERNEL);
 595         BUG_ON(!vaddr);
 596         return __pa(vaddr);
 597 }
 598
 599 static void __meminit create_pud_mapping(pud_t *pudp, uintptr_t va, phys_addr_t pa, phys_addr_t sz,
 600                                          pgprot_t prot)
 601 {
 602         pmd_t *nextp;
 603         phys_addr_t next_phys;
 604         uintptr_t pud_index = pud_index(va);
 605
 606         if (sz == PUD_SIZE) {
 607                 if (pud_val(pudp[pud_index]) == 0)
 608                         pudp[pud_index] = pfn_pud(PFN_DOWN(pa), prot);
 609                 return;
 610         }
 611
 612         if (pud_val(pudp[pud_index]) == 0) {
 613                 next_phys = pt_ops.alloc_pmd(va);
 614                 pudp[pud_index] = pfn_pud(PFN_DOWN(next_phys), PAGE_TABLE);
 615                 nextp = pt_ops.get_pmd_virt(next_phys);
 616                 memset(nextp, 0, PAGE_SIZE);
 617         } else {
 618                 next_phys = PFN_PHYS(_pud_pfn(pudp[pud_index]));
 619                 nextp = pt_ops.get_pmd_virt(next_phys);
 620         }
 621
 622         create_pmd_mapping(nextp, va, pa, sz, prot);
 623 }
 624
 625 static void __meminit create_p4d_mapping(p4d_t *p4dp, uintptr_t va, phys_addr_t pa, phys_addr_t sz,
 626                                          pgprot_t prot)
 627 {
 628         pud_t *nextp;
 629         phys_addr_t next_phys;
 630         uintptr_t p4d_index = p4d_index(va);
 631
 632         if (sz == P4D_SIZE) {
 633                 if (p4d_val(p4dp[p4d_index]) == 0)
 634                         p4dp[p4d_index] = pfn_p4d(PFN_DOWN(pa), prot);
 635                 return;
 636         }
 637
 638         if (p4d_val(p4dp[p4d_index]) == 0) {
 639                 next_phys = pt_ops.alloc_pud(va);
 640                 p4dp[p4d_index] = pfn_p4d(PFN_DOWN(next_phys), PAGE_TABLE);
 641                 nextp = pt_ops.get_pud_virt(next_phys);
 642                 memset(nextp, 0, PAGE_SIZE);
 643         } else {
 644                 next_phys = PFN_PHYS(_p4d_pfn(p4dp[p4d_index]));
 645                 nextp = pt_ops.get_pud_virt(next_phys);
 646         }
 647
 648         create_pud_mapping(nextp, va, pa, sz, prot);
 649 }
 650
 651 #define pgd_next_t              p4d_t
 652 #define alloc_pgd_next(__va)    (pgtable_l5_enabled ?                   \
 653                 pt_ops.alloc_p4d(__va) : (pgtable_l4_enabled ?          \
 654                 pt_ops.alloc_pud(__va) : pt_ops.alloc_pmd(__va)))
 655 #define get_pgd_next_virt(__pa) (pgtable_l5_enabled ?                   \
 656                 pt_ops.get_p4d_virt(__pa) : (pgd_next_t *)(pgtable_l4_enabled ? \
 657                 pt_ops.get_pud_virt(__pa) : (pud_t *)pt_ops.get_pmd_virt(__pa)))
 658 #define create_pgd_next_mapping(__nextp, __va, __pa, __sz, __prot)      \
 659                                 (pgtable_l5_enabled ?                   \
 660                 create_p4d_mapping(__nextp, __va, __pa, __sz, __prot) : \
 661                                 (pgtable_l4_enabled ?                   \
 662                 create_pud_mapping((pud_t *)__nextp, __va, __pa, __sz, __prot) :        \
 663                 create_pmd_mapping((pmd_t *)__nextp, __va, __pa, __sz, __prot)))
 664 #define fixmap_pgd_next         (pgtable_l5_enabled ?                   \
 665                 (uintptr_t)fixmap_p4d : (pgtable_l4_enabled ?           \
 666                 (uintptr_t)fixmap_pud : (uintptr_t)fixmap_pmd))
 667 #define trampoline_pgd_next     (pgtable_l5_enabled ?                   \
 668                 (uintptr_t)trampoline_p4d : (pgtable_l4_enabled ?       \
 669                 (uintptr_t)trampoline_pud : (uintptr_t)trampoline_pmd))
 670 #else
 671 #define pgd_next_t              pte_t
 672 #define alloc_pgd_next(__va)    pt_ops.alloc_pte(__va)
 673 #define get_pgd_next_virt(__pa) pt_ops.get_pte_virt(__pa)
 674 #define create_pgd_next_mapping(__nextp, __va, __pa, __sz, __prot)      \
 675         create_pte_mapping(__nextp, __va, __pa, __sz, __prot)
 676 #define fixmap_pgd_next         ((uintptr_t)fixmap_pte)
 677 #define create_p4d_mapping(__pmdp, __va, __pa, __sz, __prot) do {} while(0)
 678 #define create_pud_mapping(__pmdp, __va, __pa, __sz, __prot) do {} while(0)
 679 #define create_pmd_mapping(__pmdp, __va, __pa, __sz, __prot) do {} while(0)
 680 #endif /* __PAGETABLE_PMD_FOLDED */
 681
 682 void __meminit create_pgd_mapping(pgd_t *pgdp, uintptr_t va, phys_addr_t pa, phys_addr_t sz,
 683                                   pgprot_t prot)
 684 {
 685         pgd_next_t *nextp;
 686         phys_addr_t next_phys;
 687         uintptr_t pgd_idx = pgd_index(va);
 688
 689         if (sz == PGDIR_SIZE) {
 690                 if (pgd_val(pgdp[pgd_idx]) == 0)
 691                         pgdp[pgd_idx] = pfn_pgd(PFN_DOWN(pa), prot);
 692                 return;
 693         }
 694
 695         if (pgd_val(pgdp[pgd_idx]) == 0) {
 696                 next_phys = alloc_pgd_next(va);
 697                 pgdp[pgd_idx] = pfn_pgd(PFN_DOWN(next_phys), PAGE_TABLE);
 698                 nextp = get_pgd_next_virt(next_phys);
 699                 memset(nextp, 0, PAGE_SIZE);
 700         } else {
 701                 next_phys = PFN_PHYS(_pgd_pfn(pgdp[pgd_idx]));
 702                 nextp = get_pgd_next_virt(next_phys);
 703         }
 704
 705         create_pgd_next_mapping(nextp, va, pa, sz, prot);
 706 }
 707
 708 static uintptr_t __meminit best_map_size(phys_addr_t pa, uintptr_t va, phys_addr_t size)
 709 {
 710         if (debug_pagealloc_enabled())
 711                 return PAGE_SIZE;
 712
 713         if (pgtable_l5_enabled &&
 714             !(pa & (P4D_SIZE - 1)) && !(va & (P4D_SIZE - 1)) && size >= P4D_SIZE)
 715                 return P4D_SIZE;
 716
 717         if (pgtable_l4_enabled &&
 718             !(pa & (PUD_SIZE - 1)) && !(va & (PUD_SIZE - 1)) && size >= PUD_SIZE)
 719                 return PUD_SIZE;
 720
 721         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) &&
 722             !(pa & (PMD_SIZE - 1)) && !(va & (PMD_SIZE - 1)) && size >= PMD_SIZE)
 723                 return PMD_SIZE;
 724
 725         return PAGE_SIZE;
 726 }
 727
 728 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 729 #define phys_ram_base  (*(phys_addr_t *)XIP_FIXUP(&phys_ram_base))
 730 extern char _xiprom[], _exiprom[], __data_loc;
 731
 732 /* called from head.S with MMU off */
 733 asmlinkage void __init __copy_data(void)
 734 {
 735         void *from = (void *)(&__data_loc);
 736         void *to = (void *)CONFIG_PHYS_RAM_BASE;
 737         size_t sz = (size_t)((uintptr_t)(&_end) - (uintptr_t)(&_sdata));
 738
 739         memcpy(to, from, sz);
 740 }
 741 #endif
 742
 743 #ifdef CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX
 744 static __meminit pgprot_t pgprot_from_va(uintptr_t va)
 745 {
 746         if (is_va_kernel_text(va))
 747                 return PAGE_KERNEL_READ_EXEC;
 748
 749         /*
 750          * In 64-bit kernel, the kernel mapping is outside the linear mapping so
 751          * we must protect its linear mapping alias from being executed and
 752          * written.
 753          * And rodata section is marked readonly in mark_rodata_ro.
 754          */
 755         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) && is_va_kernel_lm_alias_text(va))
 756                 return PAGE_KERNEL_READ;
 757
 758         return PAGE_KERNEL;
 759 }
 760
 761 void mark_rodata_ro(void)
 762 {
 763         set_kernel_memory(__start_rodata, _data, set_memory_ro);
 764         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT))
 765                 set_kernel_memory(lm_alias(__start_rodata), lm_alias(_data),
 766                                   set_memory_ro);
 767 }
 768 #else
 769 static __meminit pgprot_t pgprot_from_va(uintptr_t va)
 770 {
 771         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) && !is_kernel_mapping(va))
 772                 return PAGE_KERNEL;
 773
 774         return PAGE_KERNEL_EXEC;
 775 }
 776 #endif /* CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX */
 777
 778 #if defined(CONFIG_64BIT) && !defined(CONFIG_XIP_KERNEL)
 779 u64 __pi_set_satp_mode_from_cmdline(uintptr_t dtb_pa);
 780
 781 static void __init disable_pgtable_l5(void)
 782 {
 783         pgtable_l5_enabled = false;
 784         kernel_map.page_offset = PAGE_OFFSET_L4;
 785         satp_mode = SATP_MODE_48;
 786 }
 787
 788 static void __init disable_pgtable_l4(void)
 789 {
 790         pgtable_l4_enabled = false;
 791         kernel_map.page_offset = PAGE_OFFSET_L3;
 792         satp_mode = SATP_MODE_39;
 793 }
 794
 795 static int __init print_no4lvl(char *p)
 796 {
 797         pr_info("Disabled 4-level and 5-level paging");
 798         return 0;
 799 }
 800 early_param("no4lvl", print_no4lvl);
 801
 802 static int __init print_no5lvl(char *p)
 803 {
 804         pr_info("Disabled 5-level paging");
 805         return 0;
 806 }
 807 early_param("no5lvl", print_no5lvl);
 808
 809 static void __init set_mmap_rnd_bits_max(void)
 810 {
 811         mmap_rnd_bits_max = MMAP_VA_BITS - PAGE_SHIFT - 3;
 812 }
 813
 814 /*
 815  * There is a simple way to determine if 4-level is supported by the
 816  * underlying hardware: establish 1:1 mapping in 4-level page table mode
 817  * then read SATP to see if the configuration was taken into account
 818  * meaning sv48 is supported.
 819  */
 820 static __init void set_satp_mode(uintptr_t dtb_pa)
 821 {
 822         u64 identity_satp, hw_satp;
 823         uintptr_t set_satp_mode_pmd = ((unsigned long)set_satp_mode) & PMD_MASK;
 824         u64 satp_mode_cmdline = __pi_set_satp_mode_from_cmdline(dtb_pa);
 825
 826         if (satp_mode_cmdline == SATP_MODE_57) {
 827                 disable_pgtable_l5();
 828         } else if (satp_mode_cmdline == SATP_MODE_48) {
 829                 disable_pgtable_l5();
 830                 disable_pgtable_l4();
 831                 return;
 832         }
 833
 834         create_p4d_mapping(early_p4d,
 835                         set_satp_mode_pmd, (uintptr_t)early_pud,
 836                         P4D_SIZE, PAGE_TABLE);
 837         create_pud_mapping(early_pud,
 838                            set_satp_mode_pmd, (uintptr_t)early_pmd,
 839                            PUD_SIZE, PAGE_TABLE);
 840         /* Handle the case where set_satp_mode straddles 2 PMDs */
 841         create_pmd_mapping(early_pmd,
 842                            set_satp_mode_pmd, set_satp_mode_pmd,
 843                            PMD_SIZE, PAGE_KERNEL_EXEC);
 844         create_pmd_mapping(early_pmd,
 845                            set_satp_mode_pmd + PMD_SIZE,
 846                            set_satp_mode_pmd + PMD_SIZE,
 847                            PMD_SIZE, PAGE_KERNEL_EXEC);
 848 retry:
 849         create_pgd_mapping(early_pg_dir,
 850                            set_satp_mode_pmd,
 851                            pgtable_l5_enabled ?
 852                                 (uintptr_t)early_p4d : (uintptr_t)early_pud,
 853                            PGDIR_SIZE, PAGE_TABLE);
 854
 855         identity_satp = PFN_DOWN((uintptr_t)&early_pg_dir) | satp_mode;
 856
 857         local_flush_tlb_all();
 858         csr_write(CSR_SATP, identity_satp);
 859         hw_satp = csr_swap(CSR_SATP, 0ULL);
 860         local_flush_tlb_all();
 861
 862         if (hw_satp != identity_satp) {
 863                 if (pgtable_l5_enabled) {
 864                         disable_pgtable_l5();
 865                         memset(early_pg_dir, 0, PAGE_SIZE);
 866                         goto retry;
 867                 }
 868                 disable_pgtable_l4();
 869         }
 870
 871         memset(early_pg_dir, 0, PAGE_SIZE);
 872         memset(early_p4d, 0, PAGE_SIZE);
 873         memset(early_pud, 0, PAGE_SIZE);
 874         memset(early_pmd, 0, PAGE_SIZE);
 875 }
 876 #endif
 877
 878 /*
 879  * setup_vm() is called from head.S with MMU-off.
 880  *
 881  * Following requirements should be honoured for setup_vm() to work
 882  * correctly:
 883  * 1) It should use PC-relative addressing for accessing kernel symbols.
 884  *    To achieve this we always use GCC cmodel=medany.
 885  * 2) The compiler instrumentation for FTRACE will not work for setup_vm()
 886  *    so disable compiler instrumentation when FTRACE is enabled.
 887  *
 888  * Currently, the above requirements are honoured by using custom CFLAGS
 889  * for init.o in mm/Makefile.
 890  */
 891
 892 #ifndef __riscv_cmodel_medany
 893 #error "setup_vm() is called from head.S before relocate so it should not use absolute addressing."
 894 #endif
 895
 896 #ifdef CONFIG_RELOCATABLE
 897 extern unsigned long __rela_dyn_start, __rela_dyn_end;
 898
 899 static void __init relocate_kernel(void)
 900 {
 901         Elf64_Rela *rela = (Elf64_Rela *)&__rela_dyn_start;
 902         /*
 903          * This holds the offset between the linked virtual address and the
 904          * relocated virtual address.
 905          */
 906         uintptr_t reloc_offset = kernel_map.virt_addr - KERNEL_LINK_ADDR;
 907         /*
 908          * This holds the offset between kernel linked virtual address and
 909          * physical address.
 910          */
 911         uintptr_t va_kernel_link_pa_offset = KERNEL_LINK_ADDR - kernel_map.phys_addr;
 912
 913         for ( ; rela < (Elf64_Rela *)&__rela_dyn_end; rela++) {
 914                 Elf64_Addr addr = (rela->r_offset - va_kernel_link_pa_offset);
 915                 Elf64_Addr relocated_addr = rela->r_addend;
 916
 917                 if (rela->r_info != R_RISCV_RELATIVE)
 918                         continue;
 919
 920                 /*
 921                  * Make sure to not relocate vdso symbols like rt_sigreturn
 922                  * which are linked from the address 0 in vmlinux since
 923                  * vdso symbol addresses are actually used as an offset from
 924                  * mm->context.vdso in VDSO_OFFSET macro.
 925                  */
 926                 if (relocated_addr >= KERNEL_LINK_ADDR)
 927                         relocated_addr += reloc_offset;
 928
 929                 *(Elf64_Addr *)addr = relocated_addr;
 930         }
 931 }
 932 #endif /* CONFIG_RELOCATABLE */
 933
 934 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 935 static void __init create_kernel_page_table(pgd_t *pgdir,
 936                                             __always_unused bool early)
 937 {
 938         uintptr_t va, start_va, end_va;
 939
 940         /* Map the flash resident part */
 941         end_va = kernel_map.virt_addr + kernel_map.xiprom_sz;
 942         for (va = kernel_map.virt_addr; va < end_va; va += PMD_SIZE)
 943                 create_pgd_mapping(pgdir, va,
 944                                    kernel_map.xiprom + (va - kernel_map.virt_addr),
 945                                    PMD_SIZE, PAGE_KERNEL_EXEC);
 946
 947         /* Map the data in RAM */
 948         start_va = kernel_map.virt_addr + (uintptr_t)&_sdata - (uintptr_t)&_start;
 949         end_va = kernel_map.virt_addr + kernel_map.size;
 950         for (va = start_va; va < end_va; va += PMD_SIZE)
 951                 create_pgd_mapping(pgdir, va,
 952                                    kernel_map.phys_addr + (va - start_va),
 953                                    PMD_SIZE, PAGE_KERNEL);
 954 }
 955 #else
 956 static void __init create_kernel_page_table(pgd_t *pgdir, bool early)
 957 {
 958         uintptr_t va, end_va;
 959
 960         end_va = kernel_map.virt_addr + kernel_map.size;
 961         for (va = kernel_map.virt_addr; va < end_va; va += PMD_SIZE)
 962                 create_pgd_mapping(pgdir, va,
 963                                    kernel_map.phys_addr + (va - kernel_map.virt_addr),
 964                                    PMD_SIZE,
 965                                    early ?
 966                                         PAGE_KERNEL_EXEC : pgprot_from_va(va));
 967 }
 968 #endif
 969
 970 /*
 971  * Setup a 4MB mapping that encompasses the device tree: for 64-bit kernel,
 972  * this means 2 PMD entries whereas for 32-bit kernel, this is only 1 PGDIR
 973  * entry.
 974  */
 975 static void __init create_fdt_early_page_table(uintptr_t fix_fdt_va,
 976                                                uintptr_t dtb_pa)
 977 {
 978 #ifndef CONFIG_BUILTIN_DTB
 979         uintptr_t pa = dtb_pa & ~(PMD_SIZE - 1);
 980
 981         /* Make sure the fdt fixmap address is always aligned on PMD size */
 982         BUILD_BUG_ON(FIX_FDT % (PMD_SIZE / PAGE_SIZE));
 983
 984         /* In 32-bit only, the fdt lies in its own PGD */
 985         if (!IS_ENABLED(CONFIG_64BIT)) {
 986                 create_pgd_mapping(early_pg_dir, fix_fdt_va,
 987                                    pa, MAX_FDT_SIZE, PAGE_KERNEL);
 988         } else {
 989                 create_pmd_mapping(fixmap_pmd, fix_fdt_va,
 990                                    pa, PMD_SIZE, PAGE_KERNEL);
 991                 create_pmd_mapping(fixmap_pmd, fix_fdt_va + PMD_SIZE,
 992                                    pa + PMD_SIZE, PMD_SIZE, PAGE_KERNEL);
 993         }
 994
 995         dtb_early_va = (void *)fix_fdt_va + (dtb_pa & (PMD_SIZE - 1));
 996 #else
 997         /*
 998          * For 64-bit kernel, __va can't be used since it would return a linear
 999          * mapping address whereas dtb_early_va will be used before
1000          * setup_vm_final installs the linear mapping. For 32-bit kernel, as the
1001          * kernel is mapped in the linear mapping, that makes no difference.
1002          */
1003         dtb_early_va = kernel_mapping_pa_to_va(dtb_pa);
1004 #endif
1005
1006         dtb_early_pa = dtb_pa;
1007 }
1008
1009 /*
1010  * MMU is not enabled, the page tables are allocated directly using
1011  * early_pmd/pud/p4d and the address returned is the physical one.
1012  */
1013 static void __init pt_ops_set_early(void)
1014 {
1015         pt_ops.alloc_pte = alloc_pte_early;
1016         pt_ops.get_pte_virt = get_pte_virt_early;
1017 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
1018         pt_ops.alloc_pmd = alloc_pmd_early;
1019         pt_ops.get_pmd_virt = get_pmd_virt_early;
1020         pt_ops.alloc_pud = alloc_pud_early;
1021         pt_ops.get_pud_virt = get_pud_virt_early;
1022         pt_ops.alloc_p4d = alloc_p4d_early;
1023         pt_ops.get_p4d_virt = get_p4d_virt_early;
1024 #endif
1025 }
1026
1027 /*
1028  * MMU is enabled but page table setup is not complete yet.
1029  * fixmap page table alloc functions must be used as a means to temporarily
1030  * map the allocated physical pages since the linear mapping does not exist yet.
1031  *
1032  * Note that this is called with MMU disabled, hence kernel_mapping_pa_to_va,
1033  * but it will be used as described above.
1034  */
1035 static void __init pt_ops_set_fixmap(void)
1036 {
1037         pt_ops.alloc_pte = kernel_mapping_pa_to_va(alloc_pte_fixmap);
1038         pt_ops.get_pte_virt = kernel_mapping_pa_to_va(get_pte_virt_fixmap);
1039 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
1040         pt_ops.alloc_pmd = kernel_mapping_pa_to_va(alloc_pmd_fixmap);
1041         pt_ops.get_pmd_virt = kernel_mapping_pa_to_va(get_pmd_virt_fixmap);
1042         pt_ops.alloc_pud = kernel_mapping_pa_to_va(alloc_pud_fixmap);
1043         pt_ops.get_pud_virt = kernel_mapping_pa_to_va(get_pud_virt_fixmap);
1044         pt_ops.alloc_p4d = kernel_mapping_pa_to_va(alloc_p4d_fixmap);
1045         pt_ops.get_p4d_virt = kernel_mapping_pa_to_va(get_p4d_virt_fixmap);
1046 #endif
1047 }
1048
1049 /*
1050  * MMU is enabled and page table setup is complete, so from now, we can use
1051  * generic page allocation functions to setup page table.
1052  */
1053 static void __init pt_ops_set_late(void)
1054 {
1055         pt_ops.alloc_pte = alloc_pte_late;
1056         pt_ops.get_pte_virt = get_pte_virt_late;
1057 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
1058         pt_ops.alloc_pmd = alloc_pmd_late;
1059         pt_ops.get_pmd_virt = get_pmd_virt_late;
1060         pt_ops.alloc_pud = alloc_pud_late;
1061         pt_ops.get_pud_virt = get_pud_virt_late;
1062         pt_ops.alloc_p4d = alloc_p4d_late;
1063         pt_ops.get_p4d_virt = get_p4d_virt_late;
1064 #endif
1065 }
1066
1067 #ifdef CONFIG_RANDOMIZE_BASE
1068 extern bool __init __pi_set_nokaslr_from_cmdline(uintptr_t dtb_pa);
1069 extern u64 __init __pi_get_kaslr_seed(uintptr_t dtb_pa);
1070 extern u64 __init __pi_get_kaslr_seed_zkr(const uintptr_t dtb_pa);
1071
1072 static int __init print_nokaslr(char *p)
1073 {
1074         pr_info("Disabled KASLR");
1075         return 0;
1076 }
1077 early_param("nokaslr", print_nokaslr);
1078
1079 unsigned long kaslr_offset(void)
1080 {
1081         return kernel_map.virt_offset;
1082 }
1083 #endif
1084
1085 asmlinkage void __init setup_vm(uintptr_t dtb_pa)
1086 {
1087         pmd_t __maybe_unused fix_bmap_spmd, fix_bmap_epmd;
1088
1089 #ifdef CONFIG_RANDOMIZE_BASE
1090         if (!__pi_set_nokaslr_from_cmdline(dtb_pa)) {
1091                 u64 kaslr_seed = __pi_get_kaslr_seed_zkr(dtb_pa);
1092                 u32 kernel_size = (uintptr_t)(&_end) - (uintptr_t)(&_start);
1093                 u32 nr_pos;
1094
1095                 if (kaslr_seed == 0)
1096                         kaslr_seed = __pi_get_kaslr_seed(dtb_pa);
1097                 /*
1098                  * Compute the number of positions available: we are limited
1099                  * by the early page table that only has one PUD and we must
1100                  * be aligned on PMD_SIZE.
1101                  */
1102                 nr_pos = (PUD_SIZE - kernel_size) / PMD_SIZE;
1103
1104                 kernel_map.virt_offset = (kaslr_seed % nr_pos) * PMD_SIZE;
1105         }
1106 #endif
1107
1108         kernel_map.virt_addr = KERNEL_LINK_ADDR + kernel_map.virt_offset;
1109
1110 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
1111 #ifdef CONFIG_64BIT
1112         kernel_map.page_offset = PAGE_OFFSET_L3;
1113 #else
1114         kernel_map.page_offset = _AC(CONFIG_PAGE_OFFSET, UL);
1115 #endif
1116         kernel_map.xiprom = (uintptr_t)CONFIG_XIP_PHYS_ADDR;
1117         kernel_map.xiprom_sz = (uintptr_t)(&_exiprom) - (uintptr_t)(&_xiprom);
1118
1119         phys_ram_base = CONFIG_PHYS_RAM_BASE;
1120 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
1121         vmemmap_start_pfn = round_down(phys_ram_base, VMEMMAP_ADDR_ALIGN) >> PAGE_SHIFT;
1122 #endif
1123         kernel_map.phys_addr = (uintptr_t)CONFIG_PHYS_RAM_BASE;
1124         kernel_map.size = (uintptr_t)(&_end) - (uintptr_t)(&_start);
1125
1126         kernel_map.va_kernel_xip_text_pa_offset = kernel_map.virt_addr - kernel_map.xiprom;
1127         kernel_map.va_kernel_xip_data_pa_offset = kernel_map.virt_addr - kernel_map.phys_addr
1128                                                 + (uintptr_t)&_sdata - (uintptr_t)&_start;
1129 #else
1130         kernel_map.page_offset = _AC(CONFIG_PAGE_OFFSET, UL);
1131         kernel_map.phys_addr = (uintptr_t)(&_start);
1132         kernel_map.size = (uintptr_t)(&_end) - kernel_map.phys_addr;
1133         kernel_map.va_kernel_pa_offset = kernel_map.virt_addr - kernel_map.phys_addr;
1134 #endif
1135
1136 #if defined(CONFIG_64BIT) && !defined(CONFIG_XIP_KERNEL)
1137         set_satp_mode(dtb_pa);
1138         set_mmap_rnd_bits_max();
1139 #endif
1140
1141         /*
1142          * In 64-bit, we defer the setup of va_pa_offset to setup_bootmem,
1143          * where we have the system memory layout: this allows us to align
1144          * the physical and virtual mappings and then make use of PUD/P4D/PGD
1145          * for the linear mapping. This is only possible because the kernel
1146          * mapping lies outside the linear mapping.
1147          * In 32-bit however, as the kernel resides in the linear mapping,
1148          * setup_vm_final can not change the mapping established here,
1149          * otherwise the same kernel addresses would get mapped to different
1150          * physical addresses (if the start of dram is different from the
1151          * kernel physical address start).
1152          */
1153         kernel_map.va_pa_offset = IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) ?
1154                                 0UL : PAGE_OFFSET - kernel_map.phys_addr;
1155
1156         memory_limit = KERN_VIRT_SIZE;
1157
1158         /* Sanity check alignment and size */
1159         BUG_ON((PAGE_OFFSET % PGDIR_SIZE) != 0);
1160         BUG_ON((kernel_map.phys_addr % PMD_SIZE) != 0);
1161
1162 #ifdef CONFIG_64BIT
1163         /*
1164          * The last 4K bytes of the addressable memory can not be mapped because
1165          * of IS_ERR_VALUE macro.
1166          */
1167         BUG_ON((kernel_map.virt_addr + kernel_map.size) > ADDRESS_SPACE_END - SZ_4K);
1168 #endif
1169
1170 #ifdef CONFIG_RELOCATABLE
1171         /*
1172          * Early page table uses only one PUD, which makes it possible
1173          * to map PUD_SIZE aligned on PUD_SIZE: if the relocation offset
1174          * makes the kernel cross over a PUD_SIZE boundary, raise a bug
1175          * since a part of the kernel would not get mapped.
1176          */
1177         BUG_ON(PUD_SIZE - (kernel_map.virt_addr & (PUD_SIZE - 1)) < kernel_map.size);
1178         relocate_kernel();
1179 #endif
1180
1181         apply_early_boot_alternatives();
1182         pt_ops_set_early();
1183
1184         /* Setup early PGD for fixmap */
1185         create_pgd_mapping(early_pg_dir, FIXADDR_START,
1186                            fixmap_pgd_next, PGDIR_SIZE, PAGE_TABLE);
1187
1188 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
1189         /* Setup fixmap P4D and PUD */
1190         if (pgtable_l5_enabled)
1191                 create_p4d_mapping(fixmap_p4d, FIXADDR_START,
1192                                    (uintptr_t)fixmap_pud, P4D_SIZE, PAGE_TABLE);
1193         /* Setup fixmap PUD and PMD */
1194         if (pgtable_l4_enabled)
1195                 create_pud_mapping(fixmap_pud, FIXADDR_START,
1196                                    (uintptr_t)fixmap_pmd, PUD_SIZE, PAGE_TABLE);
1197         create_pmd_mapping(fixmap_pmd, FIXADDR_START,
1198                            (uintptr_t)fixmap_pte, PMD_SIZE, PAGE_TABLE);
1199         /* Setup trampoline PGD and PMD */
1200         create_pgd_mapping(trampoline_pg_dir, kernel_map.virt_addr,
1201                            trampoline_pgd_next, PGDIR_SIZE, PAGE_TABLE);
1202         if (pgtable_l5_enabled)
1203                 create_p4d_mapping(trampoline_p4d, kernel_map.virt_addr,
1204                                    (uintptr_t)trampoline_pud, P4D_SIZE, PAGE_TABLE);
1205         if (pgtable_l4_enabled)
1206                 create_pud_mapping(trampoline_pud, kernel_map.virt_addr,
1207                                    (uintptr_t)trampoline_pmd, PUD_SIZE, PAGE_TABLE);
1208 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
1209         create_pmd_mapping(trampoline_pmd, kernel_map.virt_addr,
1210                            kernel_map.xiprom, PMD_SIZE, PAGE_KERNEL_EXEC);
1211 #else
1212         create_pmd_mapping(trampoline_pmd, kernel_map.virt_addr,
1213                            kernel_map.phys_addr, PMD_SIZE, PAGE_KERNEL_EXEC);
1214 #endif
1215 #else
1216         /* Setup trampoline PGD */
1217         create_pgd_mapping(trampoline_pg_dir, kernel_map.virt_addr,
1218                            kernel_map.phys_addr, PGDIR_SIZE, PAGE_KERNEL_EXEC);
1219 #endif
1220
1221         /*
1222          * Setup early PGD covering entire kernel which will allow
1223          * us to reach paging_init(). We map all memory banks later
1224          * in setup_vm_final() below.
1225          */
1226         create_kernel_page_table(early_pg_dir, true);
1227
1228         /* Setup early mapping for FDT early scan */
1229         create_fdt_early_page_table(__fix_to_virt(FIX_FDT), dtb_pa);
1230
1231         /*
1232          * Bootime fixmap only can handle PMD_SIZE mapping. Thus, boot-ioremap
1233          * range can not span multiple pmds.
1234          */
1235         BUG_ON((__fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN) >> PMD_SHIFT)
1236                      != (__fix_to_virt(FIX_BTMAP_END) >> PMD_SHIFT));
1237
1238 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
1239         /*
1240          * Early ioremap fixmap is already created as it lies within first 2MB
1241          * of fixmap region. We always map PMD_SIZE. Thus, both FIX_BTMAP_END
1242          * FIX_BTMAP_BEGIN should lie in the same pmd. Verify that and warn
1243          * the user if not.
1244          */
1245         fix_bmap_spmd = fixmap_pmd[pmd_index(__fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN))];
1246         fix_bmap_epmd = fixmap_pmd[pmd_index(__fix_to_virt(FIX_BTMAP_END))];
1247         if (pmd_val(fix_bmap_spmd) != pmd_val(fix_bmap_epmd)) {
1248                 WARN_ON(1);
1249                 pr_warn("fixmap btmap start [%08lx] != end [%08lx]\n",
1250                         pmd_val(fix_bmap_spmd), pmd_val(fix_bmap_epmd));
1251                 pr_warn("fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN): %08lx\n",
1252                         fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN));
1253                 pr_warn("fix_to_virt(FIX_BTMAP_END):   %08lx\n",
1254                         fix_to_virt(FIX_BTMAP_END));
1255
1256                 pr_warn("FIX_BTMAP_END:       %d\n", FIX_BTMAP_END);
1257                 pr_warn("FIX_BTMAP_BEGIN:     %d\n", FIX_BTMAP_BEGIN);
1258         }
1259 #endif
1260
1261         pt_ops_set_fixmap();
1262 }
1263
1264 static void __meminit create_linear_mapping_range(phys_addr_t start, phys_addr_t end,
1265                                                   uintptr_t fixed_map_size, const pgprot_t *pgprot)
1266 {
1267         phys_addr_t pa;
1268         uintptr_t va, map_size;
1269
1270         for (pa = start; pa < end; pa += map_size) {
1271                 va = (uintptr_t)__va(pa);
1272                 map_size = fixed_map_size ? fixed_map_size :
1273                                             best_map_size(pa, va, end - pa);
1274
1275                 create_pgd_mapping(swapper_pg_dir, va, pa, map_size,
1276                                    pgprot ? *pgprot : pgprot_from_va(va));
1277         }
1278 }
1279
1280 static void __init create_linear_mapping_page_table(void)
1281 {
1282         phys_addr_t start, end;
1283         phys_addr_t kfence_pool __maybe_unused;
1284         u64 i;
1285
1286 #ifdef CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX
1287         phys_addr_t ktext_start = __pa_symbol(_start);
1288         phys_addr_t ktext_size = __init_data_begin - _start;
1289         phys_addr_t krodata_start = __pa_symbol(__start_rodata);
1290         phys_addr_t krodata_size = _data - __start_rodata;
1291
1292         /* Isolate kernel text and rodata so they don't get mapped with a PUD */
1293         memblock_mark_nomap(ktext_start,  ktext_size);
1294         memblock_mark_nomap(krodata_start, krodata_size);
1295 #endif
1296
1297 #ifdef CONFIG_KFENCE
1298         /*
1299          *  kfence pool must be backed by PAGE_SIZE mappings, so allocate it
1300          *  before we setup the linear mapping so that we avoid using hugepages
1301          *  for this region.
1302          */
1303         kfence_pool = memblock_phys_alloc(KFENCE_POOL_SIZE, PAGE_SIZE);
1304         BUG_ON(!kfence_pool);
1305
1306         memblock_mark_nomap(kfence_pool, KFENCE_POOL_SIZE);
1307         __kfence_pool = __va(kfence_pool);
1308 #endif
1309
1310         /* Map all memory banks in the linear mapping */
1311         for_each_mem_range(i, &start, &end) {
1312                 if (start >= end)
1313                         break;
1314                 if (start <= __pa(PAGE_OFFSET) &&
1315                     __pa(PAGE_OFFSET) < end)
1316                         start = __pa(PAGE_OFFSET);
1317
1318                 create_linear_mapping_range(start, end, 0, NULL);
1319         }
1320
1321 #ifdef CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX
1322         create_linear_mapping_range(ktext_start, ktext_start + ktext_size, 0, NULL);
1323         create_linear_mapping_range(krodata_start, krodata_start + krodata_size, 0, NULL);
1324
1325         memblock_clear_nomap(ktext_start,  ktext_size);
1326         memblock_clear_nomap(krodata_start, krodata_size);
1327 #endif
1328
1329 #ifdef CONFIG_KFENCE
1330         create_linear_mapping_range(kfence_pool, kfence_pool + KFENCE_POOL_SIZE, PAGE_SIZE, NULL);
1331
1332         memblock_clear_nomap(kfence_pool, KFENCE_POOL_SIZE);
1333 #endif
1334 }
1335
1336 static void __init setup_vm_final(void)
1337 {
1338         /* Setup swapper PGD for fixmap */
1339 #if !defined(CONFIG_64BIT)
1340         /*
1341          * In 32-bit, the device tree lies in a pgd entry, so it must be copied
1342          * directly in swapper_pg_dir in addition to the pgd entry that points
1343          * to fixmap_pte.
1344          */
1345         unsigned long idx = pgd_index(__fix_to_virt(FIX_FDT));
1346
1347         set_pgd(&swapper_pg_dir[idx], early_pg_dir[idx]);
1348 #endif
1349         create_pgd_mapping(swapper_pg_dir, FIXADDR_START,
1350                            __pa_symbol(fixmap_pgd_next),
1351                            PGDIR_SIZE, PAGE_TABLE);
1352
1353         /* Map the linear mapping */
1354         create_linear_mapping_page_table();
1355
1356         /* Map the kernel */
1357         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT))
1358                 create_kernel_page_table(swapper_pg_dir, false);
1359
1360 #ifdef CONFIG_KASAN
1361         kasan_swapper_init();
1362 #endif
1363
1364         /* Clear fixmap PTE and PMD mappings */
1365         clear_fixmap(FIX_PTE);
1366         clear_fixmap(FIX_PMD);
1367         clear_fixmap(FIX_PUD);
1368         clear_fixmap(FIX_P4D);
1369
1370         /* Move to swapper page table */
1371         csr_write(CSR_SATP, PFN_DOWN(__pa_symbol(swapper_pg_dir)) | satp_mode);
1372         local_flush_tlb_all();
1373
1374         pt_ops_set_late();
1375 }
1376 #else
1377 asmlinkage void __init setup_vm(uintptr_t dtb_pa)
1378 {
1379         dtb_early_va = (void *)dtb_pa;
1380         dtb_early_pa = dtb_pa;
1381 }
1382
1383 static inline void setup_vm_final(void)
1384 {
1385 }
1386 #endif /* CONFIG_MMU */
1387
1388 /*
1389  * reserve_crashkernel() - reserves memory for crash kernel
1390  *
1391  * This function reserves memory area given in "crashkernel=" kernel command
1392  * line parameter. The memory reserved is used by dump capture kernel when
1393  * primary kernel is crashing.
1394  */
1395 static void __init arch_reserve_crashkernel(void)
1396 {
1397         unsigned long long low_size = 0;
1398         unsigned long long crash_base, crash_size;
1399         char *cmdline = boot_command_line;
1400         bool high = false;
1401         int ret;
1402
1403         if (!IS_ENABLED(CONFIG_CRASH_RESERVE))
1404                 return;
1405
1406         ret = parse_crashkernel(cmdline, memblock_phys_mem_size(),
1407                                 &crash_size, &crash_base,
1408                                 &low_size, &high);
1409         if (ret)
1410                 return;
1411
1412         reserve_crashkernel_generic(cmdline, crash_size, crash_base,
1413                                     low_size, high);
1414 }
1415
1416 void __init paging_init(void)
1417 {
1418         setup_bootmem();
1419         setup_vm_final();
1420
1421         /* Depend on that Linear Mapping is ready */
1422         memblock_allow_resize();
1423 }
1424
1425 void __init misc_mem_init(void)
1426 {
1427         early_memtest(min_low_pfn << PAGE_SHIFT, max_low_pfn << PAGE_SHIFT);
1428         arch_numa_init();
1429         sparse_init();
1430 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
1431         /* The entire VMEMMAP region has been populated. Flush TLB for this region */
1432         local_flush_tlb_kernel_range(VMEMMAP_START, VMEMMAP_END);
1433 #endif
1434         zone_sizes_init();
1435         arch_reserve_crashkernel();
1436         memblock_dump_all();
1437 }
1438
1439 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
1440 void __meminit vmemmap_set_pmd(pmd_t *pmd, void *p, int node,
1441                                unsigned long addr, unsigned long next)
1442 {
1443         pmd_set_huge(pmd, virt_to_phys(p), PAGE_KERNEL);
1444 }
1445
1446 int __meminit vmemmap_check_pmd(pmd_t *pmdp, int node,
1447                                 unsigned long addr, unsigned long next)
1448 {
1449         vmemmap_verify((pte_t *)pmdp, node, addr, next);
1450         return 1;
1451 }
1452
1453 int __meminit vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node,
1454                                struct vmem_altmap *altmap)
1455 {
1456         /*
1457          * Note that SPARSEMEM_VMEMMAP is only selected for rv64 and that we
1458          * can't use hugepage mappings for 2-level page table because in case of
1459          * memory hotplug, we are not able to update all the page tables with
1460          * the new PMDs.
1461          */
1462         return vmemmap_populate_hugepages(start, end, node, altmap);
1463 }
1464 #endif
1465
1466 #if defined(CONFIG_MMU) && defined(CONFIG_64BIT)
1467 /*
1468  * Pre-allocates page-table pages for a specific area in the kernel
1469  * page-table. Only the level which needs to be synchronized between
1470  * all page-tables is allocated because the synchronization can be
1471  * expensive.
1472  */
1473 static void __init preallocate_pgd_pages_range(unsigned long start, unsigned long end,
1474                                                const char *area)
1475 {
1476         unsigned long addr;
1477         const char *lvl;
1478
1479         for (addr = start; addr < end && addr >= start; addr = ALIGN(addr + 1, PGDIR_SIZE)) {
1480                 pgd_t *pgd = pgd_offset_k(addr);
1481                 p4d_t *p4d;
1482                 pud_t *pud;
1483                 pmd_t *pmd;
1484
1485                 lvl = "p4d";
1486                 p4d = p4d_alloc(&init_mm, pgd, addr);
1487                 if (!p4d)
1488                         goto failed;
1489
1490                 if (pgtable_l5_enabled)
1491                         continue;
1492
1493                 lvl = "pud";
1494                 pud = pud_alloc(&init_mm, p4d, addr);
1495                 if (!pud)
1496                         goto failed;
1497
1498                 if (pgtable_l4_enabled)
1499                         continue;
1500
1501                 lvl = "pmd";
1502                 pmd = pmd_alloc(&init_mm, pud, addr);
1503                 if (!pmd)
1504                         goto failed;
1505         }
1506         return;
1507
1508 failed:
1509         /*
1510          * The pages have to be there now or they will be missing in
1511          * process page-tables later.
1512          */
1513         panic("Failed to pre-allocate %s pages for %s area\n", lvl, area);
1514 }
1515
1516 #define PAGE_END KASAN_SHADOW_START
1517
1518 void __init pgtable_cache_init(void)
1519 {
1520         preallocate_pgd_pages_range(VMALLOC_START, VMALLOC_END, "vmalloc");
1521         if (IS_ENABLED(CONFIG_MODULES))
1522                 preallocate_pgd_pages_range(MODULES_VADDR, MODULES_END, "bpf/modules");
1523         if (IS_ENABLED(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)) {
1524                 preallocate_pgd_pages_range(VMEMMAP_START, VMEMMAP_END, "vmemmap");
1525                 preallocate_pgd_pages_range(PAGE_OFFSET, PAGE_END, "direct map");
1526                 if (IS_ENABLED(CONFIG_KASAN))
1527                         preallocate_pgd_pages_range(KASAN_SHADOW_START, KASAN_SHADOW_END, "kasan");
1528         }
1529 }
1530 #endif
1531
1532 #ifdef CONFIG_EXECMEM
1533 #ifdef CONFIG_MMU
1534 static struct execmem_info execmem_info __ro_after_init;
1535
1536 struct execmem_info __init *execmem_arch_setup(void)
1537 {
1538         execmem_info = (struct execmem_info){
1539                 .ranges = {
1540                         [EXECMEM_DEFAULT] = {
1541                                 .start  = MODULES_VADDR,
1542                                 .end    = MODULES_END,
1543                                 .pgprot = PAGE_KERNEL,
1544                                 .alignment = 1,
1545                         },
1546                         [EXECMEM_KPROBES] = {
1547                                 .start  = VMALLOC_START,
1548                                 .end    = VMALLOC_END,
1549                                 .pgprot = PAGE_KERNEL_READ_EXEC,
1550                                 .alignment = 1,
1551                         },
1552                         [EXECMEM_BPF] = {
1553                                 .start  = BPF_JIT_REGION_START,
1554                                 .end    = BPF_JIT_REGION_END,
1555                                 .pgprot = PAGE_KERNEL,
1556                                 .alignment = PAGE_SIZE,
1557                         },
1558                 },
1559         };
1560
1561         return &execmem_info;
1562 }
1563 #endif /* CONFIG_MMU */
1564 #endif /* CONFIG_EXECMEM */
1565
1566 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1567 static void __meminit free_pte_table(pte_t *pte_start, pmd_t *pmd)
1568 {
1569         struct page *page = pmd_page(*pmd);
1570         struct ptdesc *ptdesc = page_ptdesc(page);
1571         pte_t *pte;
1572         int i;
1573
1574         for (i = 0; i < PTRS_PER_PTE; i++) {
1575                 pte = pte_start + i;
1576                 if (!pte_none(*pte))
1577                         return;
1578         }
1579
1580         pagetable_dtor(ptdesc);
1581         if (PageReserved(page))
1582                 free_reserved_page(page);
1583         else
1584                 pagetable_free(ptdesc);
1585         pmd_clear(pmd);
1586 }
1587
1588 static void __meminit free_pmd_table(pmd_t *pmd_start, pud_t *pud, bool is_vmemmap)
1589 {
1590         struct page *page = pud_page(*pud);
1591         struct ptdesc *ptdesc = page_ptdesc(page);
1592         pmd_t *pmd;
1593         int i;
1594
1595         for (i = 0; i < PTRS_PER_PMD; i++) {
1596                 pmd = pmd_start + i;
1597                 if (!pmd_none(*pmd))
1598                         return;
1599         }
1600
1601         if (!is_vmemmap)
1602                 pagetable_dtor(ptdesc);
1603         if (PageReserved(page))
1604                 free_reserved_page(page);
1605         else
1606                 pagetable_free(ptdesc);
1607         pud_clear(pud);
1608 }
1609
1610 static void __meminit free_pud_table(pud_t *pud_start, p4d_t *p4d)
1611 {
1612         struct page *page = p4d_page(*p4d);
1613         pud_t *pud;
1614         int i;
1615
1616         for (i = 0; i < PTRS_PER_PUD; i++) {
1617                 pud = pud_start + i;
1618                 if (!pud_none(*pud))
1619                         return;
1620         }
1621
1622         if (PageReserved(page))
1623                 free_reserved_page(page);
1624         else
1625                 free_pages((unsigned long)page_address(page), 0);
1626         p4d_clear(p4d);
1627 }
1628
1629 static void __meminit free_vmemmap_storage(struct page *page, size_t size,
1630                                            struct vmem_altmap *altmap)
1631 {
1632         int order = get_order(size);
1633
1634         if (altmap) {
1635                 vmem_altmap_free(altmap, size >> PAGE_SHIFT);
1636                 return;
1637         }
1638
1639         if (PageReserved(page)) {
1640                 unsigned int nr_pages = 1 << order;
1641
1642                 while (nr_pages--)
1643                         free_reserved_page(page++);
1644                 return;
1645         }
1646
1647         free_pages((unsigned long)page_address(page), order);
1648 }
1649
1650 static void __meminit remove_pte_mapping(pte_t *pte_base, unsigned long addr, unsigned long end,
1651                                          bool is_vmemmap, struct vmem_altmap *altmap)
1652 {
1653         unsigned long next;
1654         pte_t *ptep, pte;
1655
1656         for (; addr < end; addr = next) {
1657                 next = (addr + PAGE_SIZE) & PAGE_MASK;
1658                 if (next > end)
1659                         next = end;
1660
1661                 ptep = pte_base + pte_index(addr);
1662                 pte = ptep_get(ptep);
1663                 if (!pte_present(*ptep))
1664                         continue;
1665
1666                 pte_clear(&init_mm, addr, ptep);
1667                 if (is_vmemmap)
1668                         free_vmemmap_storage(pte_page(pte), PAGE_SIZE, altmap);
1669         }
1670 }
1671
1672 static void __meminit remove_pmd_mapping(pmd_t *pmd_base, unsigned long addr, unsigned long end,
1673                                          bool is_vmemmap, struct vmem_altmap *altmap)
1674 {
1675         unsigned long next;
1676         pte_t *pte_base;
1677         pmd_t *pmdp, pmd;
1678
1679         for (; addr < end; addr = next) {
1680                 next = pmd_addr_end(addr, end);
1681                 pmdp = pmd_base + pmd_index(addr);
1682                 pmd = pmdp_get(pmdp);
1683                 if (!pmd_present(pmd))
1684                         continue;
1685
1686                 if (pmd_leaf(pmd)) {
1687                         pmd_clear(pmdp);
1688                         if (is_vmemmap)
1689                                 free_vmemmap_storage(pmd_page(pmd), PMD_SIZE, altmap);
1690                         continue;
1691                 }
1692
1693                 pte_base = (pte_t *)pmd_page_vaddr(*pmdp);
1694                 remove_pte_mapping(pte_base, addr, next, is_vmemmap, altmap);
1695                 free_pte_table(pte_base, pmdp);
1696         }
1697 }
1698
1699 static void __meminit remove_pud_mapping(pud_t *pud_base, unsigned long addr, unsigned long end,
1700                                          bool is_vmemmap, struct vmem_altmap *altmap)
1701 {
1702         unsigned long next;
1703         pud_t *pudp, pud;
1704         pmd_t *pmd_base;
1705
1706         for (; addr < end; addr = next) {
1707                 next = pud_addr_end(addr, end);
1708                 pudp = pud_base + pud_index(addr);
1709                 pud = pudp_get(pudp);
1710                 if (!pud_present(pud))
1711                         continue;
1712
1713                 if (pud_leaf(pud)) {
1714                         if (pgtable_l4_enabled) {
1715                                 pud_clear(pudp);
1716                                 if (is_vmemmap)
1717                                         free_vmemmap_storage(pud_page(pud), PUD_SIZE, altmap);
1718                         }
1719                         continue;
1720                 }
1721
1722                 pmd_base = pmd_offset(pudp, 0);
1723                 remove_pmd_mapping(pmd_base, addr, next, is_vmemmap, altmap);
1724
1725                 if (pgtable_l4_enabled)
1726                         free_pmd_table(pmd_base, pudp, is_vmemmap);
1727         }
1728 }
1729
1730 static void __meminit remove_p4d_mapping(p4d_t *p4d_base, unsigned long addr, unsigned long end,
1731                                          bool is_vmemmap, struct vmem_altmap *altmap)
1732 {
1733         unsigned long next;
1734         p4d_t *p4dp, p4d;
1735         pud_t *pud_base;
1736
1737         for (; addr < end; addr = next) {
1738                 next = p4d_addr_end(addr, end);
1739                 p4dp = p4d_base + p4d_index(addr);
1740                 p4d = p4dp_get(p4dp);
1741                 if (!p4d_present(p4d))
1742                         continue;
1743
1744                 if (p4d_leaf(p4d)) {
1745                         if (pgtable_l5_enabled) {
1746                                 p4d_clear(p4dp);
1747                                 if (is_vmemmap)
1748                                         free_vmemmap_storage(p4d_page(p4d), P4D_SIZE, altmap);
1749                         }
1750                         continue;
1751                 }
1752
1753                 pud_base = pud_offset(p4dp, 0);
1754                 remove_pud_mapping(pud_base, addr, next, is_vmemmap, altmap);
1755
1756                 if (pgtable_l5_enabled)
1757                         free_pud_table(pud_base, p4dp);
1758         }
1759 }
1760
1761 static void __meminit remove_pgd_mapping(unsigned long va, unsigned long end, bool is_vmemmap,
1762                                          struct vmem_altmap *altmap)
1763 {
1764         unsigned long addr, next;
1765         p4d_t *p4d_base;
1766         pgd_t *pgd;
1767
1768         for (addr = va; addr < end; addr = next) {
1769                 next = pgd_addr_end(addr, end);
1770                 pgd = pgd_offset_k(addr);
1771
1772                 if (!pgd_present(*pgd))
1773                         continue;
1774
1775                 if (pgd_leaf(*pgd))
1776                         continue;
1777
1778                 p4d_base = p4d_offset(pgd, 0);
1779                 remove_p4d_mapping(p4d_base, addr, next, is_vmemmap, altmap);
1780         }
1781
1782         flush_tlb_all();
1783 }
1784
1785 static void __meminit remove_linear_mapping(phys_addr_t start, u64 size)
1786 {
1787         unsigned long va = (unsigned long)__va(start);
1788         unsigned long end = (unsigned long)__va(start + size);
1789
1790         remove_pgd_mapping(va, end, false, NULL);
1791 }
1792
1793 struct range arch_get_mappable_range(void)
1794 {
1795         struct range mhp_range;
1796
1797         mhp_range.start = __pa(PAGE_OFFSET);
1798         mhp_range.end = __pa(PAGE_END - 1);
1799         return mhp_range;
1800 }
1801
1802 int __ref arch_add_memory(int nid, u64 start, u64 size, struct mhp_params *params)
1803 {
1804         int ret = 0;
1805
1806         create_linear_mapping_range(start, start + size, 0, &params->pgprot);
1807         ret = __add_pages(nid, start >> PAGE_SHIFT, size >> PAGE_SHIFT, params);
1808         if (ret) {
1809                 remove_linear_mapping(start, size);
1810                 goto out;
1811         }
1812
1813         max_pfn = PFN_UP(start + size);
1814         max_low_pfn = max_pfn;
1815
1816  out:
1817         flush_tlb_all();
1818         return ret;
1819 }
1820
1821 void __ref arch_remove_memory(u64 start, u64 size, struct vmem_altmap *altmap)
1822 {
1823         __remove_pages(start >> PAGE_SHIFT, size >> PAGE_SHIFT, altmap);
1824         remove_linear_mapping(start, size);
1825         flush_tlb_all();
1826 }
1827
1828 void __ref vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end, struct vmem_altmap *altmap)
1829 {
1830         remove_pgd_mapping(start, end, true, altmap);
1831 }
1832 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */