]> Git Repo - linux.git/blob - arch/arm/mm/init.c
writeback: use ino_t for inodes in tracepoints
[linux.git] / arch / arm / mm / init.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  *  linux/arch/arm/mm/init.c
4  *
5  *  Copyright (C) 1995-2005 Russell King
6  */
7 #include <linux/kernel.h>
8 #include <linux/errno.h>
9 #include <linux/swap.h>
10 #include <linux/init.h>
11 #include <linux/mman.h>
12 #include <linux/sched/signal.h>
13 #include <linux/sched/task.h>
14 #include <linux/export.h>
15 #include <linux/nodemask.h>
16 #include <linux/initrd.h>
17 #include <linux/of_fdt.h>
18 #include <linux/highmem.h>
19 #include <linux/gfp.h>
20 #include <linux/memblock.h>
21 #include <linux/dma-contiguous.h>
22 #include <linux/sizes.h>
23 #include <linux/stop_machine.h>
24 #include <linux/swiotlb.h>
25
26 #include <asm/cp15.h>
27 #include <asm/mach-types.h>
28 #include <asm/memblock.h>
29 #include <asm/memory.h>
30 #include <asm/prom.h>
31 #include <asm/sections.h>
32 #include <asm/setup.h>
33 #include <asm/system_info.h>
34 #include <asm/tlb.h>
35 #include <asm/fixmap.h>
36 #include <asm/ptdump.h>
37
38 #include <asm/mach/arch.h>
39 #include <asm/mach/map.h>
40
41 #include "mm.h"
42
43 #ifdef CONFIG_CPU_CP15_MMU
44 unsigned long __init __clear_cr(unsigned long mask)
45 {
46         cr_alignment = cr_alignment & ~mask;
47         return cr_alignment;
48 }
49 #endif
50
51 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
52 static int __init parse_tag_initrd(const struct tag *tag)
53 {
54         pr_warn("ATAG_INITRD is deprecated; "
55                 "please update your bootloader.\n");
56         phys_initrd_start = __virt_to_phys(tag->u.initrd.start);
57         phys_initrd_size = tag->u.initrd.size;
58         return 0;
59 }
60
61 __tagtable(ATAG_INITRD, parse_tag_initrd);
62
63 static int __init parse_tag_initrd2(const struct tag *tag)
64 {
65         phys_initrd_start = tag->u.initrd.start;
66         phys_initrd_size = tag->u.initrd.size;
67         return 0;
68 }
69
70 __tagtable(ATAG_INITRD2, parse_tag_initrd2);
71 #endif
72
73 static void __init find_limits(unsigned long *min, unsigned long *max_low,
74                                unsigned long *max_high)
75 {
76         *max_low = PFN_DOWN(memblock_get_current_limit());
77         *min = PFN_UP(memblock_start_of_DRAM());
78         *max_high = PFN_DOWN(memblock_end_of_DRAM());
79 }
80
81 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
82
83 phys_addr_t arm_dma_zone_size __read_mostly;
84 EXPORT_SYMBOL(arm_dma_zone_size);
85
86 /*
87  * The DMA mask corresponding to the maximum bus address allocatable
88  * using GFP_DMA.  The default here places no restriction on DMA
89  * allocations.  This must be the smallest DMA mask in the system,
90  * so a successful GFP_DMA allocation will always satisfy this.
91  */
92 phys_addr_t arm_dma_limit;
93 unsigned long arm_dma_pfn_limit;
94
95 static void __init arm_adjust_dma_zone(unsigned long *size, unsigned long *hole,
96         unsigned long dma_size)
97 {
98         if (size[0] <= dma_size)
99                 return;
100
101         size[ZONE_NORMAL] = size[0] - dma_size;
102         size[ZONE_DMA] = dma_size;
103         hole[ZONE_NORMAL] = hole[0];
104         hole[ZONE_DMA] = 0;
105 }
106 #endif
107
108 void __init setup_dma_zone(const struct machine_desc *mdesc)
109 {
110 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
111         if (mdesc->dma_zone_size) {
112                 arm_dma_zone_size = mdesc->dma_zone_size;
113                 arm_dma_limit = PHYS_OFFSET + arm_dma_zone_size - 1;
114         } else
115                 arm_dma_limit = 0xffffffff;
116         arm_dma_pfn_limit = arm_dma_limit >> PAGE_SHIFT;
117 #endif
118 }
119
120 static void __init zone_sizes_init(unsigned long min, unsigned long max_low,
121         unsigned long max_high)
122 {
123         unsigned long zone_size[MAX_NR_ZONES], zhole_size[MAX_NR_ZONES];
124         struct memblock_region *reg;
125
126         /*
127          * initialise the zones.
128          */
129         memset(zone_size, 0, sizeof(zone_size));
130
131         /*
132          * The memory size has already been determined.  If we need
133          * to do anything fancy with the allocation of this memory
134          * to the zones, now is the time to do it.
135          */
136         zone_size[0] = max_low - min;
137 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
138         zone_size[ZONE_HIGHMEM] = max_high - max_low;
139 #endif
140
141         /*
142          * Calculate the size of the holes.
143          *  holes = node_size - sum(bank_sizes)
144          */
145         memcpy(zhole_size, zone_size, sizeof(zhole_size));
146         for_each_memblock(memory, reg) {
147                 unsigned long start = memblock_region_memory_base_pfn(reg);
148                 unsigned long end = memblock_region_memory_end_pfn(reg);
149
150                 if (start < max_low) {
151                         unsigned long low_end = min(end, max_low);
152                         zhole_size[0] -= low_end - start;
153                 }
154 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
155                 if (end > max_low) {
156                         unsigned long high_start = max(start, max_low);
157                         zhole_size[ZONE_HIGHMEM] -= end - high_start;
158                 }
159 #endif
160         }
161
162 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
163         /*
164          * Adjust the sizes according to any special requirements for
165          * this machine type.
166          */
167         if (arm_dma_zone_size)
168                 arm_adjust_dma_zone(zone_size, zhole_size,
169                         arm_dma_zone_size >> PAGE_SHIFT);
170 #endif
171
172         free_area_init_node(0, zone_size, min, zhole_size);
173 }
174
175 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_PFN_VALID
176 int pfn_valid(unsigned long pfn)
177 {
178         phys_addr_t addr = __pfn_to_phys(pfn);
179
180         if (__phys_to_pfn(addr) != pfn)
181                 return 0;
182
183         return memblock_is_map_memory(__pfn_to_phys(pfn));
184 }
185 EXPORT_SYMBOL(pfn_valid);
186 #endif
187
188 static bool arm_memblock_steal_permitted = true;
189
190 phys_addr_t __init arm_memblock_steal(phys_addr_t size, phys_addr_t align)
191 {
192         phys_addr_t phys;
193
194         BUG_ON(!arm_memblock_steal_permitted);
195
196         phys = memblock_phys_alloc(size, align);
197         if (!phys)
198                 panic("Failed to steal %pa bytes at %pS\n",
199                       &size, (void *)_RET_IP_);
200
201         memblock_free(phys, size);
202         memblock_remove(phys, size);
203
204         return phys;
205 }
206
207 static void __init arm_initrd_init(void)
208 {
209 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
210         phys_addr_t start;
211         unsigned long size;
212
213         initrd_start = initrd_end = 0;
214
215         if (!phys_initrd_size)
216                 return;
217
218         /*
219          * Round the memory region to page boundaries as per free_initrd_mem()
220          * This allows us to detect whether the pages overlapping the initrd
221          * are in use, but more importantly, reserves the entire set of pages
222          * as we don't want these pages allocated for other purposes.
223          */
224         start = round_down(phys_initrd_start, PAGE_SIZE);
225         size = phys_initrd_size + (phys_initrd_start - start);
226         size = round_up(size, PAGE_SIZE);
227
228         if (!memblock_is_region_memory(start, size)) {
229                 pr_err("INITRD: 0x%08llx+0x%08lx is not a memory region - disabling initrd\n",
230                        (u64)start, size);
231                 return;
232         }
233
234         if (memblock_is_region_reserved(start, size)) {
235                 pr_err("INITRD: 0x%08llx+0x%08lx overlaps in-use memory region - disabling initrd\n",
236                        (u64)start, size);
237                 return;
238         }
239
240         memblock_reserve(start, size);
241
242         /* Now convert initrd to virtual addresses */
243         initrd_start = __phys_to_virt(phys_initrd_start);
244         initrd_end = initrd_start + phys_initrd_size;
245 #endif
246 }
247
248 #ifdef CONFIG_CPU_ICACHE_MISMATCH_WORKAROUND
249 void check_cpu_icache_size(int cpuid)
250 {
251         u32 size, ctr;
252
253         asm("mrc p15, 0, %0, c0, c0, 1" : "=r" (ctr));
254
255         size = 1 << ((ctr & 0xf) + 2);
256         if (cpuid != 0 && icache_size != size)
257                 pr_info("CPU%u: detected I-Cache line size mismatch, workaround enabled\n",
258                         cpuid);
259         if (icache_size > size)
260                 icache_size = size;
261 }
262 #endif
263
264 void __init arm_memblock_init(const struct machine_desc *mdesc)
265 {
266         /* Register the kernel text, kernel data and initrd with memblock. */
267         memblock_reserve(__pa(KERNEL_START), KERNEL_END - KERNEL_START);
268
269         arm_initrd_init();
270
271         arm_mm_memblock_reserve();
272
273         /* reserve any platform specific memblock areas */
274         if (mdesc->reserve)
275                 mdesc->reserve();
276
277         early_init_fdt_reserve_self();
278         early_init_fdt_scan_reserved_mem();
279
280         /* reserve memory for DMA contiguous allocations */
281         dma_contiguous_reserve(arm_dma_limit);
282
283         arm_memblock_steal_permitted = false;
284         memblock_dump_all();
285 }
286
287 void __init bootmem_init(void)
288 {
289         memblock_allow_resize();
290
291         find_limits(&min_low_pfn, &max_low_pfn, &max_pfn);
292
293         early_memtest((phys_addr_t)min_low_pfn << PAGE_SHIFT,
294                       (phys_addr_t)max_low_pfn << PAGE_SHIFT);
295
296         /*
297          * Sparsemem tries to allocate bootmem in memory_present(),
298          * so must be done after the fixed reservations
299          */
300         memblocks_present();
301
302         /*
303          * sparse_init() needs the bootmem allocator up and running.
304          */
305         sparse_init();
306
307         /*
308          * Now free the memory - free_area_init_node needs
309          * the sparse mem_map arrays initialized by sparse_init()
310          * for memmap_init_zone(), otherwise all PFNs are invalid.
311          */
312         zone_sizes_init(min_low_pfn, max_low_pfn, max_pfn);
313 }
314
315 /*
316  * Poison init memory with an undefined instruction (ARM) or a branch to an
317  * undefined instruction (Thumb).
318  */
319 static inline void poison_init_mem(void *s, size_t count)
320 {
321         u32 *p = (u32 *)s;
322         for (; count != 0; count -= 4)
323                 *p++ = 0xe7fddef0;
324 }
325
326 static inline void
327 free_memmap(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
328 {
329         struct page *start_pg, *end_pg;
330         phys_addr_t pg, pgend;
331
332         /*
333          * Convert start_pfn/end_pfn to a struct page pointer.
334          */
335         start_pg = pfn_to_page(start_pfn - 1) + 1;
336         end_pg = pfn_to_page(end_pfn - 1) + 1;
337
338         /*
339          * Convert to physical addresses, and
340          * round start upwards and end downwards.
341          */
342         pg = PAGE_ALIGN(__pa(start_pg));
343         pgend = __pa(end_pg) & PAGE_MASK;
344
345         /*
346          * If there are free pages between these,
347          * free the section of the memmap array.
348          */
349         if (pg < pgend)
350                 memblock_free_early(pg, pgend - pg);
351 }
352
353 /*
354  * The mem_map array can get very big.  Free the unused area of the memory map.
355  */
356 static void __init free_unused_memmap(void)
357 {
358         unsigned long start, prev_end = 0;
359         struct memblock_region *reg;
360
361         /*
362          * This relies on each bank being in address order.
363          * The banks are sorted previously in bootmem_init().
364          */
365         for_each_memblock(memory, reg) {
366                 start = memblock_region_memory_base_pfn(reg);
367
368 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
369                 /*
370                  * Take care not to free memmap entries that don't exist
371                  * due to SPARSEMEM sections which aren't present.
372                  */
373                 start = min(start,
374                                  ALIGN(prev_end, PAGES_PER_SECTION));
375 #else
376                 /*
377                  * Align down here since the VM subsystem insists that the
378                  * memmap entries are valid from the bank start aligned to
379                  * MAX_ORDER_NR_PAGES.
380                  */
381                 start = round_down(start, MAX_ORDER_NR_PAGES);
382 #endif
383                 /*
384                  * If we had a previous bank, and there is a space
385                  * between the current bank and the previous, free it.
386                  */
387                 if (prev_end && prev_end < start)
388                         free_memmap(prev_end, start);
389
390                 /*
391                  * Align up here since the VM subsystem insists that the
392                  * memmap entries are valid from the bank end aligned to
393                  * MAX_ORDER_NR_PAGES.
394                  */
395                 prev_end = ALIGN(memblock_region_memory_end_pfn(reg),
396                                  MAX_ORDER_NR_PAGES);
397         }
398
399 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
400         if (!IS_ALIGNED(prev_end, PAGES_PER_SECTION))
401                 free_memmap(prev_end,
402                             ALIGN(prev_end, PAGES_PER_SECTION));
403 #endif
404 }
405
406 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
407 static inline void free_area_high(unsigned long pfn, unsigned long end)
408 {
409         for (; pfn < end; pfn++)
410                 free_highmem_page(pfn_to_page(pfn));
411 }
412 #endif
413
414 static void __init free_highpages(void)
415 {
416 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
417         unsigned long max_low = max_low_pfn;
418         struct memblock_region *mem, *res;
419
420         /* set highmem page free */
421         for_each_memblock(memory, mem) {
422                 unsigned long start = memblock_region_memory_base_pfn(mem);
423                 unsigned long end = memblock_region_memory_end_pfn(mem);
424
425                 /* Ignore complete lowmem entries */
426                 if (end <= max_low)
427                         continue;
428
429                 if (memblock_is_nomap(mem))
430                         continue;
431
432                 /* Truncate partial highmem entries */
433                 if (start < max_low)
434                         start = max_low;
435
436                 /* Find and exclude any reserved regions */
437                 for_each_memblock(reserved, res) {
438                         unsigned long res_start, res_end;
439
440                         res_start = memblock_region_reserved_base_pfn(res);
441                         res_end = memblock_region_reserved_end_pfn(res);
442
443                         if (res_end < start)
444                                 continue;
445                         if (res_start < start)
446                                 res_start = start;
447                         if (res_start > end)
448                                 res_start = end;
449                         if (res_end > end)
450                                 res_end = end;
451                         if (res_start != start)
452                                 free_area_high(start, res_start);
453                         start = res_end;
454                         if (start == end)
455                                 break;
456                 }
457
458                 /* And now free anything which remains */
459                 if (start < end)
460                         free_area_high(start, end);
461         }
462 #endif
463 }
464
465 /*
466  * mem_init() marks the free areas in the mem_map and tells us how much
467  * memory is free.  This is done after various parts of the system have
468  * claimed their memory after the kernel image.
469  */
470 void __init mem_init(void)
471 {
472 #ifdef CONFIG_ARM_LPAE
473         swiotlb_init(1);
474 #endif
475
476         set_max_mapnr(pfn_to_page(max_pfn) - mem_map);
477
478         /* this will put all unused low memory onto the freelists */
479         free_unused_memmap();
480         memblock_free_all();
481
482 #ifdef CONFIG_SA1111
483         /* now that our DMA memory is actually so designated, we can free it */
484         free_reserved_area(__va(PHYS_OFFSET), swapper_pg_dir, -1, NULL);
485 #endif
486
487         free_highpages();
488
489         mem_init_print_info(NULL);
490
491         /*
492          * Check boundaries twice: Some fundamental inconsistencies can
493          * be detected at build time already.
494          */
495 #ifdef CONFIG_MMU
496         BUILD_BUG_ON(TASK_SIZE                          > MODULES_VADDR);
497         BUG_ON(TASK_SIZE                                > MODULES_VADDR);
498 #endif
499
500 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
501         BUILD_BUG_ON(PKMAP_BASE + LAST_PKMAP * PAGE_SIZE > PAGE_OFFSET);
502         BUG_ON(PKMAP_BASE + LAST_PKMAP * PAGE_SIZE      > PAGE_OFFSET);
503 #endif
504 }
505
506 #ifdef CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX
507 struct section_perm {
508         const char *name;
509         unsigned long start;
510         unsigned long end;
511         pmdval_t mask;
512         pmdval_t prot;
513         pmdval_t clear;
514 };
515
516 /* First section-aligned location at or after __start_rodata. */
517 extern char __start_rodata_section_aligned[];
518
519 static struct section_perm nx_perms[] = {
520         /* Make pages tables, etc before _stext RW (set NX). */
521         {
522                 .name   = "pre-text NX",
523                 .start  = PAGE_OFFSET,
524                 .end    = (unsigned long)_stext,
525                 .mask   = ~PMD_SECT_XN,
526                 .prot   = PMD_SECT_XN,
527         },
528         /* Make init RW (set NX). */
529         {
530                 .name   = "init NX",
531                 .start  = (unsigned long)__init_begin,
532                 .end    = (unsigned long)_sdata,
533                 .mask   = ~PMD_SECT_XN,
534                 .prot   = PMD_SECT_XN,
535         },
536         /* Make rodata NX (set RO in ro_perms below). */
537         {
538                 .name   = "rodata NX",
539                 .start  = (unsigned long)__start_rodata_section_aligned,
540                 .end    = (unsigned long)__init_begin,
541                 .mask   = ~PMD_SECT_XN,
542                 .prot   = PMD_SECT_XN,
543         },
544 };
545
546 static struct section_perm ro_perms[] = {
547         /* Make kernel code and rodata RX (set RO). */
548         {
549                 .name   = "text/rodata RO",
550                 .start  = (unsigned long)_stext,
551                 .end    = (unsigned long)__init_begin,
552 #ifdef CONFIG_ARM_LPAE
553                 .mask   = ~(L_PMD_SECT_RDONLY | PMD_SECT_AP2),
554                 .prot   = L_PMD_SECT_RDONLY | PMD_SECT_AP2,
555 #else
556                 .mask   = ~(PMD_SECT_APX | PMD_SECT_AP_WRITE),
557                 .prot   = PMD_SECT_APX | PMD_SECT_AP_WRITE,
558                 .clear  = PMD_SECT_AP_WRITE,
559 #endif
560         },
561 };
562
563 /*
564  * Updates section permissions only for the current mm (sections are
565  * copied into each mm). During startup, this is the init_mm. Is only
566  * safe to be called with preemption disabled, as under stop_machine().
567  */
568 static inline void section_update(unsigned long addr, pmdval_t mask,
569                                   pmdval_t prot, struct mm_struct *mm)
570 {
571         pmd_t *pmd;
572
573         pmd = pmd_offset(pud_offset(pgd_offset(mm, addr), addr), addr);
574
575 #ifdef CONFIG_ARM_LPAE
576         pmd[0] = __pmd((pmd_val(pmd[0]) & mask) | prot);
577 #else
578         if (addr & SECTION_SIZE)
579                 pmd[1] = __pmd((pmd_val(pmd[1]) & mask) | prot);
580         else
581                 pmd[0] = __pmd((pmd_val(pmd[0]) & mask) | prot);
582 #endif
583         flush_pmd_entry(pmd);
584         local_flush_tlb_kernel_range(addr, addr + SECTION_SIZE);
585 }
586
587 /* Make sure extended page tables are in use. */
588 static inline bool arch_has_strict_perms(void)
589 {
590         if (cpu_architecture() < CPU_ARCH_ARMv6)
591                 return false;
592
593         return !!(get_cr() & CR_XP);
594 }
595
596 void set_section_perms(struct section_perm *perms, int n, bool set,
597                         struct mm_struct *mm)
598 {
599         size_t i;
600         unsigned long addr;
601
602         if (!arch_has_strict_perms())
603                 return;
604
605         for (i = 0; i < n; i++) {
606                 if (!IS_ALIGNED(perms[i].start, SECTION_SIZE) ||
607                     !IS_ALIGNED(perms[i].end, SECTION_SIZE)) {
608                         pr_err("BUG: %s section %lx-%lx not aligned to %lx\n",
609                                 perms[i].name, perms[i].start, perms[i].end,
610                                 SECTION_SIZE);
611                         continue;
612                 }
613
614                 for (addr = perms[i].start;
615                      addr < perms[i].end;
616                      addr += SECTION_SIZE)
617                         section_update(addr, perms[i].mask,
618                                 set ? perms[i].prot : perms[i].clear, mm);
619         }
620
621 }
622
623 /**
624  * update_sections_early intended to be called only through stop_machine
625  * framework and executed by only one CPU while all other CPUs will spin and
626  * wait, so no locking is required in this function.
627  */
628 static void update_sections_early(struct section_perm perms[], int n)
629 {
630         struct task_struct *t, *s;
631
632         for_each_process(t) {
633                 if (t->flags & PF_KTHREAD)
634                         continue;
635                 for_each_thread(t, s)
636                         if (s->mm)
637                                 set_section_perms(perms, n, true, s->mm);
638         }
639         set_section_perms(perms, n, true, current->active_mm);
640         set_section_perms(perms, n, true, &init_mm);
641 }
642
643 static int __fix_kernmem_perms(void *unused)
644 {
645         update_sections_early(nx_perms, ARRAY_SIZE(nx_perms));
646         return 0;
647 }
648
649 static void fix_kernmem_perms(void)
650 {
651         stop_machine(__fix_kernmem_perms, NULL, NULL);
652 }
653
654 static int __mark_rodata_ro(void *unused)
655 {
656         update_sections_early(ro_perms, ARRAY_SIZE(ro_perms));
657         return 0;
658 }
659
660 static int kernel_set_to_readonly __read_mostly;
661
662 void mark_rodata_ro(void)
663 {
664         kernel_set_to_readonly = 1;
665         stop_machine(__mark_rodata_ro, NULL, NULL);
666         debug_checkwx();
667 }
668
669 void set_kernel_text_rw(void)
670 {
671         if (!kernel_set_to_readonly)
672                 return;
673
674         set_section_perms(ro_perms, ARRAY_SIZE(ro_perms), false,
675                                 current->active_mm);
676 }
677
678 void set_kernel_text_ro(void)
679 {
680         if (!kernel_set_to_readonly)
681                 return;
682
683         set_section_perms(ro_perms, ARRAY_SIZE(ro_perms), true,
684                                 current->active_mm);
685 }
686
687 #else
688 static inline void fix_kernmem_perms(void) { }
689 #endif /* CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX */
690
691 void free_initmem(void)
692 {
693         fix_kernmem_perms();
694
695         poison_init_mem(__init_begin, __init_end - __init_begin);
696         if (!machine_is_integrator() && !machine_is_cintegrator())
697                 free_initmem_default(-1);
698 }
699
700 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
701 void free_initrd_mem(unsigned long start, unsigned long end)
702 {
703         if (start == initrd_start)
704                 start = round_down(start, PAGE_SIZE);
705         if (end == initrd_end)
706                 end = round_up(end, PAGE_SIZE);
707
708         poison_init_mem((void *)start, PAGE_ALIGN(end) - start);
709         free_reserved_area((void *)start, (void *)end, -1, "initrd");
710 }
711 #endif
This page took 0.071152 seconds and 4 git commands to generate.