Merge tag 'ronx-next' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/kees/linux...
[linux-2.6-block.git] / arch / arm / mm / mmu.c
1 /*
2  *  linux/arch/arm/mm/mmu.c
3  *
4  *  Copyright (C) 1995-2005 Russell King
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
7  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
8  * published by the Free Software Foundation.
9  */
10 #include <linux/module.h>
11 #include <linux/kernel.h>
12 #include <linux/errno.h>
13 #include <linux/init.h>
14 #include <linux/mman.h>
15 #include <linux/nodemask.h>
16 #include <linux/memblock.h>
17 #include <linux/fs.h>
18 #include <linux/vmalloc.h>
19 #include <linux/sizes.h>
20
21 #include <asm/cp15.h>
22 #include <asm/cputype.h>
23 #include <asm/sections.h>
24 #include <asm/cachetype.h>
25 #include <asm/fixmap.h>
26 #include <asm/sections.h>
27 #include <asm/setup.h>
28 #include <asm/smp_plat.h>
29 #include <asm/tlb.h>
30 #include <asm/highmem.h>
31 #include <asm/system_info.h>
32 #include <asm/traps.h>
33 #include <asm/procinfo.h>
34 #include <asm/memory.h>
35
36 #include <asm/mach/arch.h>
37 #include <asm/mach/map.h>
38 #include <asm/mach/pci.h>
39 #include <asm/fixmap.h>
40
41 #include "mm.h"
42 #include "tcm.h"
43
44 /*
45  * empty_zero_page is a special page that is used for
46  * zero-initialized data and COW.
47  */
48 struct page *empty_zero_page;
49 EXPORT_SYMBOL(empty_zero_page);
50
51 /*
52  * The pmd table for the upper-most set of pages.
53  */
54 pmd_t *top_pmd;
55
56 #define CPOLICY_UNCACHED        0
57 #define CPOLICY_BUFFERED        1
58 #define CPOLICY_WRITETHROUGH    2
59 #define CPOLICY_WRITEBACK       3
60 #define CPOLICY_WRITEALLOC      4
61
62 static unsigned int cachepolicy __initdata = CPOLICY_WRITEBACK;
63 static unsigned int ecc_mask __initdata = 0;
64 pgprot_t pgprot_user;
65 pgprot_t pgprot_kernel;
66 pgprot_t pgprot_hyp_device;
67 pgprot_t pgprot_s2;
68 pgprot_t pgprot_s2_device;
69
70 EXPORT_SYMBOL(pgprot_user);
71 EXPORT_SYMBOL(pgprot_kernel);
72
73 struct cachepolicy {
74         const char      policy[16];
75         unsigned int    cr_mask;
76         pmdval_t        pmd;
77         pteval_t        pte;
78         pteval_t        pte_s2;
79 };
80
81 #ifdef CONFIG_ARM_LPAE
82 #define s2_policy(policy)       policy
83 #else
84 #define s2_policy(policy)       0
85 #endif
86
87 static struct cachepolicy cache_policies[] __initdata = {
88         {
89                 .policy         = "uncached",
90                 .cr_mask        = CR_W|CR_C,
91                 .pmd            = PMD_SECT_UNCACHED,
92                 .pte            = L_PTE_MT_UNCACHED,
93                 .pte_s2         = s2_policy(L_PTE_S2_MT_UNCACHED),
94         }, {
95                 .policy         = "buffered",
96                 .cr_mask        = CR_C,
97                 .pmd            = PMD_SECT_BUFFERED,
98                 .pte            = L_PTE_MT_BUFFERABLE,
99                 .pte_s2         = s2_policy(L_PTE_S2_MT_UNCACHED),
100         }, {
101                 .policy         = "writethrough",
102                 .cr_mask        = 0,
103                 .pmd            = PMD_SECT_WT,
104                 .pte            = L_PTE_MT_WRITETHROUGH,
105                 .pte_s2         = s2_policy(L_PTE_S2_MT_WRITETHROUGH),
106         }, {
107                 .policy         = "writeback",
108                 .cr_mask        = 0,
109                 .pmd            = PMD_SECT_WB,
110                 .pte            = L_PTE_MT_WRITEBACK,
111                 .pte_s2         = s2_policy(L_PTE_S2_MT_WRITEBACK),
112         }, {
113                 .policy         = "writealloc",
114                 .cr_mask        = 0,
115                 .pmd            = PMD_SECT_WBWA,
116                 .pte            = L_PTE_MT_WRITEALLOC,
117                 .pte_s2         = s2_policy(L_PTE_S2_MT_WRITEBACK),
118         }
119 };
120
121 #ifdef CONFIG_CPU_CP15
122 static unsigned long initial_pmd_value __initdata = 0;
123
124 /*
125  * Initialise the cache_policy variable with the initial state specified
126  * via the "pmd" value.  This is used to ensure that on ARMv6 and later,
127  * the C code sets the page tables up with the same policy as the head
128  * assembly code, which avoids an illegal state where the TLBs can get
129  * confused.  See comments in early_cachepolicy() for more information.
130  */
131 void __init init_default_cache_policy(unsigned long pmd)
132 {
133         int i;
134
135         initial_pmd_value = pmd;
136
137         pmd &= PMD_SECT_TEX(1) | PMD_SECT_BUFFERABLE | PMD_SECT_CACHEABLE;
138
139         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(cache_policies); i++)
140                 if (cache_policies[i].pmd == pmd) {
141                         cachepolicy = i;
142                         break;
143                 }
144
145         if (i == ARRAY_SIZE(cache_policies))
146                 pr_err("ERROR: could not find cache policy\n");
147 }
148
149 /*
150  * These are useful for identifying cache coherency problems by allowing
151  * the cache or the cache and writebuffer to be turned off.  (Note: the
152  * write buffer should not be on and the cache off).
153  */
154 static int __init early_cachepolicy(char *p)
155 {
156         int i, selected = -1;
157
158         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(cache_policies); i++) {
159                 int len = strlen(cache_policies[i].policy);
160
161                 if (memcmp(p, cache_policies[i].policy, len) == 0) {
162                         selected = i;
163                         break;
164                 }
165         }
166
167         if (selected == -1)
168                 pr_err("ERROR: unknown or unsupported cache policy\n");
169
170         /*
171          * This restriction is partly to do with the way we boot; it is
172          * unpredictable to have memory mapped using two different sets of
173          * memory attributes (shared, type, and cache attribs).  We can not
174          * change these attributes once the initial assembly has setup the
175          * page tables.
176          */
177         if (cpu_architecture() >= CPU_ARCH_ARMv6 && selected != cachepolicy) {
178                 pr_warn("Only cachepolicy=%s supported on ARMv6 and later\n",
179                         cache_policies[cachepolicy].policy);
180                 return 0;
181         }
182
183         if (selected != cachepolicy) {
184                 unsigned long cr = __clear_cr(cache_policies[selected].cr_mask);
185                 cachepolicy = selected;
186                 flush_cache_all();
187                 set_cr(cr);
188         }
189         return 0;
190 }
191 early_param("cachepolicy", early_cachepolicy);
192
193 static int __init early_nocache(char *__unused)
194 {
195         char *p = "buffered";
196         printk(KERN_WARNING "nocache is deprecated; use cachepolicy=%s\n", p);
197         early_cachepolicy(p);
198         return 0;
199 }
200 early_param("nocache", early_nocache);
201
202 static int __init early_nowrite(char *__unused)
203 {
204         char *p = "uncached";
205         printk(KERN_WARNING "nowb is deprecated; use cachepolicy=%s\n", p);
206         early_cachepolicy(p);
207         return 0;
208 }
209 early_param("nowb", early_nowrite);
210
211 #ifndef CONFIG_ARM_LPAE
212 static int __init early_ecc(char *p)
213 {
214         if (memcmp(p, "on", 2) == 0)
215                 ecc_mask = PMD_PROTECTION;
216         else if (memcmp(p, "off", 3) == 0)
217                 ecc_mask = 0;
218         return 0;
219 }
220 early_param("ecc", early_ecc);
221 #endif
222
223 #else /* ifdef CONFIG_CPU_CP15 */
224
225 static int __init early_cachepolicy(char *p)
226 {
227         pr_warn("cachepolicy kernel parameter not supported without cp15\n");
228 }
229 early_param("cachepolicy", early_cachepolicy);
230
231 static int __init noalign_setup(char *__unused)
232 {
233         pr_warn("noalign kernel parameter not supported without cp15\n");
234 }
235 __setup("noalign", noalign_setup);
236
237 #endif /* ifdef CONFIG_CPU_CP15 / else */
238
239 #define PROT_PTE_DEVICE         L_PTE_PRESENT|L_PTE_YOUNG|L_PTE_DIRTY|L_PTE_XN
240 #define PROT_PTE_S2_DEVICE      PROT_PTE_DEVICE
241 #define PROT_SECT_DEVICE        PMD_TYPE_SECT|PMD_SECT_AP_WRITE
242
243 static struct mem_type mem_types[] = {
244         [MT_DEVICE] = {           /* Strongly ordered / ARMv6 shared device */
245                 .prot_pte       = PROT_PTE_DEVICE | L_PTE_MT_DEV_SHARED |
246                                   L_PTE_SHARED,
247                 .prot_pte_s2    = s2_policy(PROT_PTE_S2_DEVICE) |
248                                   s2_policy(L_PTE_S2_MT_DEV_SHARED) |
249                                   L_PTE_SHARED,
250                 .prot_l1        = PMD_TYPE_TABLE,
251                 .prot_sect      = PROT_SECT_DEVICE | PMD_SECT_S,
252                 .domain         = DOMAIN_IO,
253         },
254         [MT_DEVICE_NONSHARED] = { /* ARMv6 non-shared device */
255                 .prot_pte       = PROT_PTE_DEVICE | L_PTE_MT_DEV_NONSHARED,
256                 .prot_l1        = PMD_TYPE_TABLE,
257                 .prot_sect      = PROT_SECT_DEVICE,
258                 .domain         = DOMAIN_IO,
259         },
260         [MT_DEVICE_CACHED] = {    /* ioremap_cached */
261                 .prot_pte       = PROT_PTE_DEVICE | L_PTE_MT_DEV_CACHED,
262                 .prot_l1        = PMD_TYPE_TABLE,
263                 .prot_sect      = PROT_SECT_DEVICE | PMD_SECT_WB,
264                 .domain         = DOMAIN_IO,
265         },
266         [MT_DEVICE_WC] = {      /* ioremap_wc */
267                 .prot_pte       = PROT_PTE_DEVICE | L_PTE_MT_DEV_WC,
268                 .prot_l1        = PMD_TYPE_TABLE,
269                 .prot_sect      = PROT_SECT_DEVICE,
270                 .domain         = DOMAIN_IO,
271         },
272         [MT_UNCACHED] = {
273                 .prot_pte       = PROT_PTE_DEVICE,
274                 .prot_l1        = PMD_TYPE_TABLE,
275                 .prot_sect      = PMD_TYPE_SECT | PMD_SECT_XN,
276                 .domain         = DOMAIN_IO,
277         },
278         [MT_CACHECLEAN] = {
279                 .prot_sect = PMD_TYPE_SECT | PMD_SECT_XN,
280                 .domain    = DOMAIN_KERNEL,
281         },
282 #ifndef CONFIG_ARM_LPAE
283         [MT_MINICLEAN] = {
284                 .prot_sect = PMD_TYPE_SECT | PMD_SECT_XN | PMD_SECT_MINICACHE,
285                 .domain    = DOMAIN_KERNEL,
286         },
287 #endif
288         [MT_LOW_VECTORS] = {
289                 .prot_pte  = L_PTE_PRESENT | L_PTE_YOUNG | L_PTE_DIRTY |
290                                 L_PTE_RDONLY,
291                 .prot_l1   = PMD_TYPE_TABLE,
292                 .domain    = DOMAIN_USER,
293         },
294         [MT_HIGH_VECTORS] = {
295                 .prot_pte  = L_PTE_PRESENT | L_PTE_YOUNG | L_PTE_DIRTY |
296                                 L_PTE_USER | L_PTE_RDONLY,
297                 .prot_l1   = PMD_TYPE_TABLE,
298                 .domain    = DOMAIN_USER,
299         },
300         [MT_MEMORY_RWX] = {
301                 .prot_pte  = L_PTE_PRESENT | L_PTE_YOUNG | L_PTE_DIRTY,
302                 .prot_l1   = PMD_TYPE_TABLE,
303                 .prot_sect = PMD_TYPE_SECT | PMD_SECT_AP_WRITE,
304                 .domain    = DOMAIN_KERNEL,
305         },
306         [MT_MEMORY_RW] = {
307                 .prot_pte  = L_PTE_PRESENT | L_PTE_YOUNG | L_PTE_DIRTY |
308                              L_PTE_XN,
309                 .prot_l1   = PMD_TYPE_TABLE,
310                 .prot_sect = PMD_TYPE_SECT | PMD_SECT_AP_WRITE,
311                 .domain    = DOMAIN_KERNEL,
312         },
313         [MT_ROM] = {
314                 .prot_sect = PMD_TYPE_SECT,
315                 .domain    = DOMAIN_KERNEL,
316         },
317         [MT_MEMORY_RWX_NONCACHED] = {
318                 .prot_pte  = L_PTE_PRESENT | L_PTE_YOUNG | L_PTE_DIRTY |
319                                 L_PTE_MT_BUFFERABLE,
320                 .prot_l1   = PMD_TYPE_TABLE,
321                 .prot_sect = PMD_TYPE_SECT | PMD_SECT_AP_WRITE,
322                 .domain    = DOMAIN_KERNEL,
323         },
324         [MT_MEMORY_RW_DTCM] = {
325                 .prot_pte  = L_PTE_PRESENT | L_PTE_YOUNG | L_PTE_DIRTY |
326                                 L_PTE_XN,
327                 .prot_l1   = PMD_TYPE_TABLE,
328                 .prot_sect = PMD_TYPE_SECT | PMD_SECT_XN,
329                 .domain    = DOMAIN_KERNEL,
330         },
331         [MT_MEMORY_RWX_ITCM] = {
332                 .prot_pte  = L_PTE_PRESENT | L_PTE_YOUNG | L_PTE_DIRTY,
333                 .prot_l1   = PMD_TYPE_TABLE,
334                 .domain    = DOMAIN_KERNEL,
335         },
336         [MT_MEMORY_RW_SO] = {
337                 .prot_pte  = L_PTE_PRESENT | L_PTE_YOUNG | L_PTE_DIRTY |
338                                 L_PTE_MT_UNCACHED | L_PTE_XN,
339                 .prot_l1   = PMD_TYPE_TABLE,
340                 .prot_sect = PMD_TYPE_SECT | PMD_SECT_AP_WRITE | PMD_SECT_S |
341                                 PMD_SECT_UNCACHED | PMD_SECT_XN,
342                 .domain    = DOMAIN_KERNEL,
343         },
344         [MT_MEMORY_DMA_READY] = {
345                 .prot_pte  = L_PTE_PRESENT | L_PTE_YOUNG | L_PTE_DIRTY |
346                                 L_PTE_XN,
347                 .prot_l1   = PMD_TYPE_TABLE,
348                 .domain    = DOMAIN_KERNEL,
349         },
350 };
351
352 const struct mem_type *get_mem_type(unsigned int type)
353 {
354         return type < ARRAY_SIZE(mem_types) ? &mem_types[type] : NULL;
355 }
356 EXPORT_SYMBOL(get_mem_type);
357
358 #define PTE_SET_FN(_name, pteop) \
359 static int pte_set_##_name(pte_t *ptep, pgtable_t token, unsigned long addr, \
360                         void *data) \
361 { \
362         pte_t pte = pteop(*ptep); \
363 \
364         set_pte_ext(ptep, pte, 0); \
365         return 0; \
366 } \
367
368 #define SET_MEMORY_FN(_name, callback) \
369 int set_memory_##_name(unsigned long addr, int numpages) \
370 { \
371         unsigned long start = addr; \
372         unsigned long size = PAGE_SIZE*numpages; \
373         unsigned end = start + size; \
374 \
375         if (start < MODULES_VADDR || start >= MODULES_END) \
376                 return -EINVAL;\
377 \
378         if (end < MODULES_VADDR || end >= MODULES_END) \
379                 return -EINVAL; \
380 \
381         apply_to_page_range(&init_mm, start, size, callback, NULL); \
382         flush_tlb_kernel_range(start, end); \
383         return 0;\
384 }
385
386 PTE_SET_FN(ro, pte_wrprotect)
387 PTE_SET_FN(rw, pte_mkwrite)
388 PTE_SET_FN(x, pte_mkexec)
389 PTE_SET_FN(nx, pte_mknexec)
390
391 SET_MEMORY_FN(ro, pte_set_ro)
392 SET_MEMORY_FN(rw, pte_set_rw)
393 SET_MEMORY_FN(x, pte_set_x)
394 SET_MEMORY_FN(nx, pte_set_nx)
395
396 /*
397  * To avoid TLB flush broadcasts, this uses local_flush_tlb_kernel_range().
398  * As a result, this can only be called with preemption disabled, as under
399  * stop_machine().
400  */
401 void __set_fixmap(enum fixed_addresses idx, phys_addr_t phys, pgprot_t prot)
402 {
403         unsigned long vaddr = __fix_to_virt(idx);
404         pte_t *pte = pte_offset_kernel(pmd_off_k(vaddr), vaddr);
405
406         /* Make sure fixmap region does not exceed available allocation. */
407         BUILD_BUG_ON(FIXADDR_START + (__end_of_fixed_addresses * PAGE_SIZE) >
408                      FIXADDR_END);
409         BUG_ON(idx >= __end_of_fixed_addresses);
410
411         if (pgprot_val(prot))
412                 set_pte_at(NULL, vaddr, pte,
413                         pfn_pte(phys >> PAGE_SHIFT, prot));
414         else
415                 pte_clear(NULL, vaddr, pte);
416         local_flush_tlb_kernel_range(vaddr, vaddr + PAGE_SIZE);
417 }
418
419 /*
420  * Adjust the PMD section entries according to the CPU in use.
421  */
422 static void __init build_mem_type_table(void)
423 {
424         struct cachepolicy *cp;
425         unsigned int cr = get_cr();
426         pteval_t user_pgprot, kern_pgprot, vecs_pgprot;
427         pteval_t hyp_device_pgprot, s2_pgprot, s2_device_pgprot;
428         int cpu_arch = cpu_architecture();
429         int i;
430
431         if (cpu_arch < CPU_ARCH_ARMv6) {
432 #if defined(CONFIG_CPU_DCACHE_DISABLE)
433                 if (cachepolicy > CPOLICY_BUFFERED)
434                         cachepolicy = CPOLICY_BUFFERED;
435 #elif defined(CONFIG_CPU_DCACHE_WRITETHROUGH)
436                 if (cachepolicy > CPOLICY_WRITETHROUGH)
437                         cachepolicy = CPOLICY_WRITETHROUGH;
438 #endif
439         }
440         if (cpu_arch < CPU_ARCH_ARMv5) {
441                 if (cachepolicy >= CPOLICY_WRITEALLOC)
442                         cachepolicy = CPOLICY_WRITEBACK;
443                 ecc_mask = 0;
444         }
445
446         if (is_smp()) {
447                 if (cachepolicy != CPOLICY_WRITEALLOC) {
448                         pr_warn("Forcing write-allocate cache policy for SMP\n");
449                         cachepolicy = CPOLICY_WRITEALLOC;
450                 }
451                 if (!(initial_pmd_value & PMD_SECT_S)) {
452                         pr_warn("Forcing shared mappings for SMP\n");
453                         initial_pmd_value |= PMD_SECT_S;
454                 }
455         }
456
457         /*
458          * Strip out features not present on earlier architectures.
459          * Pre-ARMv5 CPUs don't have TEX bits.  Pre-ARMv6 CPUs or those
460          * without extended page tables don't have the 'Shared' bit.
461          */
462         if (cpu_arch < CPU_ARCH_ARMv5)
463                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(mem_types); i++)
464                         mem_types[i].prot_sect &= ~PMD_SECT_TEX(7);
465         if ((cpu_arch < CPU_ARCH_ARMv6 || !(cr & CR_XP)) && !cpu_is_xsc3())
466                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(mem_types); i++)
467                         mem_types[i].prot_sect &= ~PMD_SECT_S;
468
469         /*
470          * ARMv5 and lower, bit 4 must be set for page tables (was: cache
471          * "update-able on write" bit on ARM610).  However, Xscale and
472          * Xscale3 require this bit to be cleared.
473          */
474         if (cpu_is_xscale() || cpu_is_xsc3()) {
475                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(mem_types); i++) {
476                         mem_types[i].prot_sect &= ~PMD_BIT4;
477                         mem_types[i].prot_l1 &= ~PMD_BIT4;
478                 }
479         } else if (cpu_arch < CPU_ARCH_ARMv6) {
480                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(mem_types); i++) {
481                         if (mem_types[i].prot_l1)
482                                 mem_types[i].prot_l1 |= PMD_BIT4;
483                         if (mem_types[i].prot_sect)
484                                 mem_types[i].prot_sect |= PMD_BIT4;
485                 }
486         }
487
488         /*
489          * Mark the device areas according to the CPU/architecture.
490          */
491         if (cpu_is_xsc3() || (cpu_arch >= CPU_ARCH_ARMv6 && (cr & CR_XP))) {
492                 if (!cpu_is_xsc3()) {
493                         /*
494                          * Mark device regions on ARMv6+ as execute-never
495                          * to prevent speculative instruction fetches.
496                          */
497                         mem_types[MT_DEVICE].prot_sect |= PMD_SECT_XN;
498                         mem_types[MT_DEVICE_NONSHARED].prot_sect |= PMD_SECT_XN;
499                         mem_types[MT_DEVICE_CACHED].prot_sect |= PMD_SECT_XN;
500                         mem_types[MT_DEVICE_WC].prot_sect |= PMD_SECT_XN;
501
502                         /* Also setup NX memory mapping */
503                         mem_types[MT_MEMORY_RW].prot_sect |= PMD_SECT_XN;
504                 }
505                 if (cpu_arch >= CPU_ARCH_ARMv7 && (cr & CR_TRE)) {
506                         /*
507                          * For ARMv7 with TEX remapping,
508                          * - shared device is SXCB=1100
509                          * - nonshared device is SXCB=0100
510                          * - write combine device mem is SXCB=0001
511                          * (Uncached Normal memory)
512                          */
513                         mem_types[MT_DEVICE].prot_sect |= PMD_SECT_TEX(1);
514                         mem_types[MT_DEVICE_NONSHARED].prot_sect |= PMD_SECT_TEX(1);
515                         mem_types[MT_DEVICE_WC].prot_sect |= PMD_SECT_BUFFERABLE;
516                 } else if (cpu_is_xsc3()) {
517                         /*
518                          * For Xscale3,
519                          * - shared device is TEXCB=00101
520                          * - nonshared device is TEXCB=01000
521                          * - write combine device mem is TEXCB=00100
522                          * (Inner/Outer Uncacheable in xsc3 parlance)
523                          */
524                         mem_types[MT_DEVICE].prot_sect |= PMD_SECT_TEX(1) | PMD_SECT_BUFFERED;
525                         mem_types[MT_DEVICE_NONSHARED].prot_sect |= PMD_SECT_TEX(2);
526                         mem_types[MT_DEVICE_WC].prot_sect |= PMD_SECT_TEX(1);
527                 } else {
528                         /*
529                          * For ARMv6 and ARMv7 without TEX remapping,
530                          * - shared device is TEXCB=00001
531                          * - nonshared device is TEXCB=01000
532                          * - write combine device mem is TEXCB=00100
533                          * (Uncached Normal in ARMv6 parlance).
534                          */
535                         mem_types[MT_DEVICE].prot_sect |= PMD_SECT_BUFFERED;
536                         mem_types[MT_DEVICE_NONSHARED].prot_sect |= PMD_SECT_TEX(2);
537                         mem_types[MT_DEVICE_WC].prot_sect |= PMD_SECT_TEX(1);
538                 }
539         } else {
540                 /*
541                  * On others, write combining is "Uncached/Buffered"
542                  */
543                 mem_types[MT_DEVICE_WC].prot_sect |= PMD_SECT_BUFFERABLE;
544         }
545
546         /*
547          * Now deal with the memory-type mappings
548          */
549         cp = &cache_policies[cachepolicy];
550         vecs_pgprot = kern_pgprot = user_pgprot = cp->pte;
551         s2_pgprot = cp->pte_s2;
552         hyp_device_pgprot = mem_types[MT_DEVICE].prot_pte;
553         s2_device_pgprot = mem_types[MT_DEVICE].prot_pte_s2;
554
555         /*
556          * We don't use domains on ARMv6 (since this causes problems with
557          * v6/v7 kernels), so we must use a separate memory type for user
558          * r/o, kernel r/w to map the vectors page.
559          */
560 #ifndef CONFIG_ARM_LPAE
561         if (cpu_arch == CPU_ARCH_ARMv6)
562                 vecs_pgprot |= L_PTE_MT_VECTORS;
563 #endif
564
565         /*
566          * ARMv6 and above have extended page tables.
567          */
568         if (cpu_arch >= CPU_ARCH_ARMv6 && (cr & CR_XP)) {
569 #ifndef CONFIG_ARM_LPAE
570                 /*
571                  * Mark cache clean areas and XIP ROM read only
572                  * from SVC mode and no access from userspace.
573                  */
574                 mem_types[MT_ROM].prot_sect |= PMD_SECT_APX|PMD_SECT_AP_WRITE;
575                 mem_types[MT_MINICLEAN].prot_sect |= PMD_SECT_APX|PMD_SECT_AP_WRITE;
576                 mem_types[MT_CACHECLEAN].prot_sect |= PMD_SECT_APX|PMD_SECT_AP_WRITE;
577 #endif
578
579                 /*
580                  * If the initial page tables were created with the S bit
581                  * set, then we need to do the same here for the same
582                  * reasons given in early_cachepolicy().
583                  */
584                 if (initial_pmd_value & PMD_SECT_S) {
585                         user_pgprot |= L_PTE_SHARED;
586                         kern_pgprot |= L_PTE_SHARED;
587                         vecs_pgprot |= L_PTE_SHARED;
588                         s2_pgprot |= L_PTE_SHARED;
589                         mem_types[MT_DEVICE_WC].prot_sect |= PMD_SECT_S;
590                         mem_types[MT_DEVICE_WC].prot_pte |= L_PTE_SHARED;
591                         mem_types[MT_DEVICE_CACHED].prot_sect |= PMD_SECT_S;
592                         mem_types[MT_DEVICE_CACHED].prot_pte |= L_PTE_SHARED;
593                         mem_types[MT_MEMORY_RWX].prot_sect |= PMD_SECT_S;
594                         mem_types[MT_MEMORY_RWX].prot_pte |= L_PTE_SHARED;
595                         mem_types[MT_MEMORY_RW].prot_sect |= PMD_SECT_S;
596                         mem_types[MT_MEMORY_RW].prot_pte |= L_PTE_SHARED;
597                         mem_types[MT_MEMORY_DMA_READY].prot_pte |= L_PTE_SHARED;
598                         mem_types[MT_MEMORY_RWX_NONCACHED].prot_sect |= PMD_SECT_S;
599                         mem_types[MT_MEMORY_RWX_NONCACHED].prot_pte |= L_PTE_SHARED;
600                 }
601         }
602
603         /*
604          * Non-cacheable Normal - intended for memory areas that must
605          * not cause dirty cache line writebacks when used
606          */
607         if (cpu_arch >= CPU_ARCH_ARMv6) {
608                 if (cpu_arch >= CPU_ARCH_ARMv7 && (cr & CR_TRE)) {
609                         /* Non-cacheable Normal is XCB = 001 */
610                         mem_types[MT_MEMORY_RWX_NONCACHED].prot_sect |=
611                                 PMD_SECT_BUFFERED;
612                 } else {
613                         /* For both ARMv6 and non-TEX-remapping ARMv7 */
614                         mem_types[MT_MEMORY_RWX_NONCACHED].prot_sect |=
615                                 PMD_SECT_TEX(1);
616                 }
617         } else {
618                 mem_types[MT_MEMORY_RWX_NONCACHED].prot_sect |= PMD_SECT_BUFFERABLE;
619         }
620
621 #ifdef CONFIG_ARM_LPAE
622         /*
623          * Do not generate access flag faults for the kernel mappings.
624          */
625         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(mem_types); i++) {
626                 mem_types[i].prot_pte |= PTE_EXT_AF;
627                 if (mem_types[i].prot_sect)
628                         mem_types[i].prot_sect |= PMD_SECT_AF;
629         }
630         kern_pgprot |= PTE_EXT_AF;
631         vecs_pgprot |= PTE_EXT_AF;
632 #endif
633
634         for (i = 0; i < 16; i++) {
635                 pteval_t v = pgprot_val(protection_map[i]);
636                 protection_map[i] = __pgprot(v | user_pgprot);
637         }
638
639         mem_types[MT_LOW_VECTORS].prot_pte |= vecs_pgprot;
640         mem_types[MT_HIGH_VECTORS].prot_pte |= vecs_pgprot;
641
642         pgprot_user   = __pgprot(L_PTE_PRESENT | L_PTE_YOUNG | user_pgprot);
643         pgprot_kernel = __pgprot(L_PTE_PRESENT | L_PTE_YOUNG |
644                                  L_PTE_DIRTY | kern_pgprot);
645         pgprot_s2  = __pgprot(L_PTE_PRESENT | L_PTE_YOUNG | s2_pgprot);
646         pgprot_s2_device  = __pgprot(s2_device_pgprot);
647         pgprot_hyp_device  = __pgprot(hyp_device_pgprot);
648
649         mem_types[MT_LOW_VECTORS].prot_l1 |= ecc_mask;
650         mem_types[MT_HIGH_VECTORS].prot_l1 |= ecc_mask;
651         mem_types[MT_MEMORY_RWX].prot_sect |= ecc_mask | cp->pmd;
652         mem_types[MT_MEMORY_RWX].prot_pte |= kern_pgprot;
653         mem_types[MT_MEMORY_RW].prot_sect |= ecc_mask | cp->pmd;
654         mem_types[MT_MEMORY_RW].prot_pte |= kern_pgprot;
655         mem_types[MT_MEMORY_DMA_READY].prot_pte |= kern_pgprot;
656         mem_types[MT_MEMORY_RWX_NONCACHED].prot_sect |= ecc_mask;
657         mem_types[MT_ROM].prot_sect |= cp->pmd;
658
659         switch (cp->pmd) {
660         case PMD_SECT_WT:
661                 mem_types[MT_CACHECLEAN].prot_sect |= PMD_SECT_WT;
662                 break;
663         case PMD_SECT_WB:
664         case PMD_SECT_WBWA:
665                 mem_types[MT_CACHECLEAN].prot_sect |= PMD_SECT_WB;
666                 break;
667         }
668         pr_info("Memory policy: %sData cache %s\n",
669                 ecc_mask ? "ECC enabled, " : "", cp->policy);
670
671         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(mem_types); i++) {
672                 struct mem_type *t = &mem_types[i];
673                 if (t->prot_l1)
674                         t->prot_l1 |= PMD_DOMAIN(t->domain);
675                 if (t->prot_sect)
676                         t->prot_sect |= PMD_DOMAIN(t->domain);
677         }
678 }
679
680 #ifdef CONFIG_ARM_DMA_MEM_BUFFERABLE
681 pgprot_t phys_mem_access_prot(struct file *file, unsigned long pfn,
682                               unsigned long size, pgprot_t vma_prot)
683 {
684         if (!pfn_valid(pfn))
685                 return pgprot_noncached(vma_prot);
686         else if (file->f_flags & O_SYNC)
687                 return pgprot_writecombine(vma_prot);
688         return vma_prot;
689 }
690 EXPORT_SYMBOL(phys_mem_access_prot);
691 #endif
692
693 #define vectors_base()  (vectors_high() ? 0xffff0000 : 0)
694
695 static void __init *early_alloc_aligned(unsigned long sz, unsigned long align)
696 {
697         void *ptr = __va(memblock_alloc(sz, align));
698         memset(ptr, 0, sz);
699         return ptr;
700 }
701
702 static void __init *early_alloc(unsigned long sz)
703 {
704         return early_alloc_aligned(sz, sz);
705 }
706
707 static pte_t * __init early_pte_alloc(pmd_t *pmd, unsigned long addr, unsigned long prot)
708 {
709         if (pmd_none(*pmd)) {
710                 pte_t *pte = early_alloc(PTE_HWTABLE_OFF + PTE_HWTABLE_SIZE);
711                 __pmd_populate(pmd, __pa(pte), prot);
712         }
713         BUG_ON(pmd_bad(*pmd));
714         return pte_offset_kernel(pmd, addr);
715 }
716
717 static void __init alloc_init_pte(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
718                                   unsigned long end, unsigned long pfn,
719                                   const struct mem_type *type)
720 {
721         pte_t *pte = early_pte_alloc(pmd, addr, type->prot_l1);
722         do {
723                 set_pte_ext(pte, pfn_pte(pfn, __pgprot(type->prot_pte)), 0);
724                 pfn++;
725         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
726 }
727
728 static void __init __map_init_section(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
729                         unsigned long end, phys_addr_t phys,
730                         const struct mem_type *type)
731 {
732         pmd_t *p = pmd;
733
734 #ifndef CONFIG_ARM_LPAE
735         /*
736          * In classic MMU format, puds and pmds are folded in to
737          * the pgds. pmd_offset gives the PGD entry. PGDs refer to a
738          * group of L1 entries making up one logical pointer to
739          * an L2 table (2MB), where as PMDs refer to the individual
740          * L1 entries (1MB). Hence increment to get the correct
741          * offset for odd 1MB sections.
742          * (See arch/arm/include/asm/pgtable-2level.h)
743          */
744         if (addr & SECTION_SIZE)
745                 pmd++;
746 #endif
747         do {
748                 *pmd = __pmd(phys | type->prot_sect);
749                 phys += SECTION_SIZE;
750         } while (pmd++, addr += SECTION_SIZE, addr != end);
751
752         flush_pmd_entry(p);
753 }
754
755 static void __init alloc_init_pmd(pud_t *pud, unsigned long addr,
756                                       unsigned long end, phys_addr_t phys,
757                                       const struct mem_type *type)
758 {
759         pmd_t *pmd = pmd_offset(pud, addr);
760         unsigned long next;
761
762         do {
763                 /*
764                  * With LPAE, we must loop over to map
765                  * all the pmds for the given range.
766                  */
767                 next = pmd_addr_end(addr, end);
768
769                 /*
770                  * Try a section mapping - addr, next and phys must all be
771                  * aligned to a section boundary.
772                  */
773                 if (type->prot_sect &&
774                                 ((addr | next | phys) & ~SECTION_MASK) == 0) {
775                         __map_init_section(pmd, addr, next, phys, type);
776                 } else {
777                         alloc_init_pte(pmd, addr, next,
778                                                 __phys_to_pfn(phys), type);
779                 }
780
781                 phys += next - addr;
782
783         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
784 }
785
786 static void __init alloc_init_pud(pgd_t *pgd, unsigned long addr,
787                                   unsigned long end, phys_addr_t phys,
788                                   const struct mem_type *type)
789 {
790         pud_t *pud = pud_offset(pgd, addr);
791         unsigned long next;
792
793         do {
794                 next = pud_addr_end(addr, end);
795                 alloc_init_pmd(pud, addr, next, phys, type);
796                 phys += next - addr;
797         } while (pud++, addr = next, addr != end);
798 }
799
800 #ifndef CONFIG_ARM_LPAE
801 static void __init create_36bit_mapping(struct map_desc *md,
802                                         const struct mem_type *type)
803 {
804         unsigned long addr, length, end;
805         phys_addr_t phys;
806         pgd_t *pgd;
807
808         addr = md->virtual;
809         phys = __pfn_to_phys(md->pfn);
810         length = PAGE_ALIGN(md->length);
811
812         if (!(cpu_architecture() >= CPU_ARCH_ARMv6 || cpu_is_xsc3())) {
813                 printk(KERN_ERR "MM: CPU does not support supersection "
814                        "mapping for 0x%08llx at 0x%08lx\n",
815                        (long long)__pfn_to_phys((u64)md->pfn), addr);
816                 return;
817         }
818
819         /* N.B. ARMv6 supersections are only defined to work with domain 0.
820          *      Since domain assignments can in fact be arbitrary, the
821          *      'domain == 0' check below is required to insure that ARMv6
822          *      supersections are only allocated for domain 0 regardless
823          *      of the actual domain assignments in use.
824          */
825         if (type->domain) {
826                 printk(KERN_ERR "MM: invalid domain in supersection "
827                        "mapping for 0x%08llx at 0x%08lx\n",
828                        (long long)__pfn_to_phys((u64)md->pfn), addr);
829                 return;
830         }
831
832         if ((addr | length | __pfn_to_phys(md->pfn)) & ~SUPERSECTION_MASK) {
833                 printk(KERN_ERR "MM: cannot create mapping for 0x%08llx"
834                        " at 0x%08lx invalid alignment\n",
835                        (long long)__pfn_to_phys((u64)md->pfn), addr);
836                 return;
837         }
838
839         /*
840          * Shift bits [35:32] of address into bits [23:20] of PMD
841          * (See ARMv6 spec).
842          */
843         phys |= (((md->pfn >> (32 - PAGE_SHIFT)) & 0xF) << 20);
844
845         pgd = pgd_offset_k(addr);
846         end = addr + length;
847         do {
848                 pud_t *pud = pud_offset(pgd, addr);
849                 pmd_t *pmd = pmd_offset(pud, addr);
850                 int i;
851
852                 for (i = 0; i < 16; i++)
853                         *pmd++ = __pmd(phys | type->prot_sect | PMD_SECT_SUPER);
854
855                 addr += SUPERSECTION_SIZE;
856                 phys += SUPERSECTION_SIZE;
857                 pgd += SUPERSECTION_SIZE >> PGDIR_SHIFT;
858         } while (addr != end);
859 }
860 #endif  /* !CONFIG_ARM_LPAE */
861
862 /*
863  * Create the page directory entries and any necessary
864  * page tables for the mapping specified by `md'.  We
865  * are able to cope here with varying sizes and address
866  * offsets, and we take full advantage of sections and
867  * supersections.
868  */
869 static void __init create_mapping(struct map_desc *md)
870 {
871         unsigned long addr, length, end;
872         phys_addr_t phys;
873         const struct mem_type *type;
874         pgd_t *pgd;
875
876         if (md->virtual != vectors_base() && md->virtual < TASK_SIZE) {
877                 printk(KERN_WARNING "BUG: not creating mapping for 0x%08llx"
878                        " at 0x%08lx in user region\n",
879                        (long long)__pfn_to_phys((u64)md->pfn), md->virtual);
880                 return;
881         }
882
883         if ((md->type == MT_DEVICE || md->type == MT_ROM) &&
884             md->virtual >= PAGE_OFFSET &&
885             (md->virtual < VMALLOC_START || md->virtual >= VMALLOC_END)) {
886                 printk(KERN_WARNING "BUG: mapping for 0x%08llx"
887                        " at 0x%08lx out of vmalloc space\n",
888                        (long long)__pfn_to_phys((u64)md->pfn), md->virtual);
889         }
890
891         type = &mem_types[md->type];
892
893 #ifndef CONFIG_ARM_LPAE
894         /*
895          * Catch 36-bit addresses
896          */
897         if (md->pfn >= 0x100000) {
898                 create_36bit_mapping(md, type);
899                 return;
900         }
901 #endif
902
903         addr = md->virtual & PAGE_MASK;
904         phys = __pfn_to_phys(md->pfn);
905         length = PAGE_ALIGN(md->length + (md->virtual & ~PAGE_MASK));
906
907         if (type->prot_l1 == 0 && ((addr | phys | length) & ~SECTION_MASK)) {
908                 printk(KERN_WARNING "BUG: map for 0x%08llx at 0x%08lx can not "
909                        "be mapped using pages, ignoring.\n",
910                        (long long)__pfn_to_phys(md->pfn), addr);
911                 return;
912         }
913
914         pgd = pgd_offset_k(addr);
915         end = addr + length;
916         do {
917                 unsigned long next = pgd_addr_end(addr, end);
918
919                 alloc_init_pud(pgd, addr, next, phys, type);
920
921                 phys += next - addr;
922                 addr = next;
923         } while (pgd++, addr != end);
924 }
925
926 /*
927  * Create the architecture specific mappings
928  */
929 void __init iotable_init(struct map_desc *io_desc, int nr)
930 {
931         struct map_desc *md;
932         struct vm_struct *vm;
933         struct static_vm *svm;
934
935         if (!nr)
936                 return;
937
938         svm = early_alloc_aligned(sizeof(*svm) * nr, __alignof__(*svm));
939
940         for (md = io_desc; nr; md++, nr--) {
941                 create_mapping(md);
942
943                 vm = &svm->vm;
944                 vm->addr = (void *)(md->virtual & PAGE_MASK);
945                 vm->size = PAGE_ALIGN(md->length + (md->virtual & ~PAGE_MASK));
946                 vm->phys_addr = __pfn_to_phys(md->pfn);
947                 vm->flags = VM_IOREMAP | VM_ARM_STATIC_MAPPING;
948                 vm->flags |= VM_ARM_MTYPE(md->type);
949                 vm->caller = iotable_init;
950                 add_static_vm_early(svm++);
951         }
952 }
953
954 void __init vm_reserve_area_early(unsigned long addr, unsigned long size,
955                                   void *caller)
956 {
957         struct vm_struct *vm;
958         struct static_vm *svm;
959
960         svm = early_alloc_aligned(sizeof(*svm), __alignof__(*svm));
961
962         vm = &svm->vm;
963         vm->addr = (void *)addr;
964         vm->size = size;
965         vm->flags = VM_IOREMAP | VM_ARM_EMPTY_MAPPING;
966         vm->caller = caller;
967         add_static_vm_early(svm);
968 }
969
970 #ifndef CONFIG_ARM_LPAE
971
972 /*
973  * The Linux PMD is made of two consecutive section entries covering 2MB
974  * (see definition in include/asm/pgtable-2level.h).  However a call to
975  * create_mapping() may optimize static mappings by using individual
976  * 1MB section mappings.  This leaves the actual PMD potentially half
977  * initialized if the top or bottom section entry isn't used, leaving it
978  * open to problems if a subsequent ioremap() or vmalloc() tries to use
979  * the virtual space left free by that unused section entry.
980  *
981  * Let's avoid the issue by inserting dummy vm entries covering the unused
982  * PMD halves once the static mappings are in place.
983  */
984
985 static void __init pmd_empty_section_gap(unsigned long addr)
986 {
987         vm_reserve_area_early(addr, SECTION_SIZE, pmd_empty_section_gap);
988 }
989
990 static void __init fill_pmd_gaps(void)
991 {
992         struct static_vm *svm;
993         struct vm_struct *vm;
994         unsigned long addr, next = 0;
995         pmd_t *pmd;
996
997         list_for_each_entry(svm, &static_vmlist, list) {
998                 vm = &svm->vm;
999                 addr = (unsigned long)vm->addr;
1000                 if (addr < next)
1001                         continue;
1002
1003                 /*
1004                  * Check if this vm starts on an odd section boundary.
1005                  * If so and the first section entry for this PMD is free
1006                  * then we block the corresponding virtual address.
1007                  */
1008                 if ((addr & ~PMD_MASK) == SECTION_SIZE) {
1009                         pmd = pmd_off_k(addr);
1010                         if (pmd_none(*pmd))
1011                                 pmd_empty_section_gap(addr & PMD_MASK);
1012                 }
1013
1014                 /*
1015                  * Then check if this vm ends on an odd section boundary.
1016                  * If so and the second section entry for this PMD is empty
1017                  * then we block the corresponding virtual address.
1018                  */
1019                 addr += vm->size;
1020                 if ((addr & ~PMD_MASK) == SECTION_SIZE) {
1021                         pmd = pmd_off_k(addr) + 1;
1022                         if (pmd_none(*pmd))
1023                                 pmd_empty_section_gap(addr);
1024                 }
1025
1026                 /* no need to look at any vm entry until we hit the next PMD */
1027                 next = (addr + PMD_SIZE - 1) & PMD_MASK;
1028         }
1029 }
1030
1031 #else
1032 #define fill_pmd_gaps() do { } while (0)
1033 #endif
1034
1035 #if defined(CONFIG_PCI) && !defined(CONFIG_NEED_MACH_IO_H)
1036 static void __init pci_reserve_io(void)
1037 {
1038         struct static_vm *svm;
1039
1040         svm = find_static_vm_vaddr((void *)PCI_IO_VIRT_BASE);
1041         if (svm)
1042                 return;
1043
1044         vm_reserve_area_early(PCI_IO_VIRT_BASE, SZ_2M, pci_reserve_io);
1045 }
1046 #else
1047 #define pci_reserve_io() do { } while (0)
1048 #endif
1049
1050 #ifdef CONFIG_DEBUG_LL
1051 void __init debug_ll_io_init(void)
1052 {
1053         struct map_desc map;
1054
1055         debug_ll_addr(&map.pfn, &map.virtual);
1056         if (!map.pfn || !map.virtual)
1057                 return;
1058         map.pfn = __phys_to_pfn(map.pfn);
1059         map.virtual &= PAGE_MASK;
1060         map.length = PAGE_SIZE;
1061         map.type = MT_DEVICE;
1062         iotable_init(&map, 1);
1063 }
1064 #endif
1065
1066 static void * __initdata vmalloc_min =
1067         (void *)(VMALLOC_END - (240 << 20) - VMALLOC_OFFSET);
1068
1069 /*
1070  * vmalloc=size forces the vmalloc area to be exactly 'size'
1071  * bytes. This can be used to increase (or decrease) the vmalloc
1072  * area - the default is 240m.
1073  */
1074 static int __init early_vmalloc(char *arg)
1075 {
1076         unsigned long vmalloc_reserve = memparse(arg, NULL);
1077
1078         if (vmalloc_reserve < SZ_16M) {
1079                 vmalloc_reserve = SZ_16M;
1080                 printk(KERN_WARNING
1081                         "vmalloc area too small, limiting to %luMB\n",
1082                         vmalloc_reserve >> 20);
1083         }
1084
1085         if (vmalloc_reserve > VMALLOC_END - (PAGE_OFFSET + SZ_32M)) {
1086                 vmalloc_reserve = VMALLOC_END - (PAGE_OFFSET + SZ_32M);
1087                 printk(KERN_WARNING
1088                         "vmalloc area is too big, limiting to %luMB\n",
1089                         vmalloc_reserve >> 20);
1090         }
1091
1092         vmalloc_min = (void *)(VMALLOC_END - vmalloc_reserve);
1093         return 0;
1094 }
1095 early_param("vmalloc", early_vmalloc);
1096
1097 phys_addr_t arm_lowmem_limit __initdata = 0;
1098
1099 void __init sanity_check_meminfo(void)
1100 {
1101         phys_addr_t memblock_limit = 0;
1102         int highmem = 0;
1103         phys_addr_t vmalloc_limit = __pa(vmalloc_min - 1) + 1;
1104         struct memblock_region *reg;
1105
1106         for_each_memblock(memory, reg) {
1107                 phys_addr_t block_start = reg->base;
1108                 phys_addr_t block_end = reg->base + reg->size;
1109                 phys_addr_t size_limit = reg->size;
1110
1111                 if (reg->base >= vmalloc_limit)
1112                         highmem = 1;
1113                 else
1114                         size_limit = vmalloc_limit - reg->base;
1115
1116
1117                 if (!IS_ENABLED(CONFIG_HIGHMEM) || cache_is_vipt_aliasing()) {
1118
1119                         if (highmem) {
1120                                 pr_notice("Ignoring RAM at %pa-%pa (!CONFIG_HIGHMEM)\n",
1121                                         &block_start, &block_end);
1122                                 memblock_remove(reg->base, reg->size);
1123                                 continue;
1124                         }
1125
1126                         if (reg->size > size_limit) {
1127                                 phys_addr_t overlap_size = reg->size - size_limit;
1128
1129                                 pr_notice("Truncating RAM at %pa-%pa to -%pa",
1130                                       &block_start, &block_end, &vmalloc_limit);
1131                                 memblock_remove(vmalloc_limit, overlap_size);
1132                                 block_end = vmalloc_limit;
1133                         }
1134                 }
1135
1136                 if (!highmem) {
1137                         if (block_end > arm_lowmem_limit) {
1138                                 if (reg->size > size_limit)
1139                                         arm_lowmem_limit = vmalloc_limit;
1140                                 else
1141                                         arm_lowmem_limit = block_end;
1142                         }
1143
1144                         /*
1145                          * Find the first non-section-aligned page, and point
1146                          * memblock_limit at it. This relies on rounding the
1147                          * limit down to be section-aligned, which happens at
1148                          * the end of this function.
1149                          *
1150                          * With this algorithm, the start or end of almost any
1151                          * bank can be non-section-aligned. The only exception
1152                          * is that the start of the bank 0 must be section-
1153                          * aligned, since otherwise memory would need to be
1154                          * allocated when mapping the start of bank 0, which
1155                          * occurs before any free memory is mapped.
1156                          */
1157                         if (!memblock_limit) {
1158                                 if (!IS_ALIGNED(block_start, SECTION_SIZE))
1159                                         memblock_limit = block_start;
1160                                 else if (!IS_ALIGNED(block_end, SECTION_SIZE))
1161                                         memblock_limit = arm_lowmem_limit;
1162                         }
1163
1164                 }
1165         }
1166
1167         high_memory = __va(arm_lowmem_limit - 1) + 1;
1168
1169         /*
1170          * Round the memblock limit down to a section size.  This
1171          * helps to ensure that we will allocate memory from the
1172          * last full section, which should be mapped.
1173          */
1174         if (memblock_limit)
1175                 memblock_limit = round_down(memblock_limit, SECTION_SIZE);
1176         if (!memblock_limit)
1177                 memblock_limit = arm_lowmem_limit;
1178
1179         memblock_set_current_limit(memblock_limit);
1180 }
1181
1182 static inline void prepare_page_table(void)
1183 {
1184         unsigned long addr;
1185         phys_addr_t end;
1186
1187         /*
1188          * Clear out all the mappings below the kernel image.
1189          */
1190         for (addr = 0; addr < MODULES_VADDR; addr += PMD_SIZE)
1191                 pmd_clear(pmd_off_k(addr));
1192
1193 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
1194         /* The XIP kernel is mapped in the module area -- skip over it */
1195         addr = ((unsigned long)_etext + PMD_SIZE - 1) & PMD_MASK;
1196 #endif
1197         for ( ; addr < PAGE_OFFSET; addr += PMD_SIZE)
1198                 pmd_clear(pmd_off_k(addr));
1199
1200         /*
1201          * Find the end of the first block of lowmem.
1202          */
1203         end = memblock.memory.regions[0].base + memblock.memory.regions[0].size;
1204         if (end >= arm_lowmem_limit)
1205                 end = arm_lowmem_limit;
1206
1207         /*
1208          * Clear out all the kernel space mappings, except for the first
1209          * memory bank, up to the vmalloc region.
1210          */
1211         for (addr = __phys_to_virt(end);
1212              addr < VMALLOC_START; addr += PMD_SIZE)
1213                 pmd_clear(pmd_off_k(addr));
1214 }
1215
1216 #ifdef CONFIG_ARM_LPAE
1217 /* the first page is reserved for pgd */
1218 #define SWAPPER_PG_DIR_SIZE     (PAGE_SIZE + \
1219                                  PTRS_PER_PGD * PTRS_PER_PMD * sizeof(pmd_t))
1220 #else
1221 #define SWAPPER_PG_DIR_SIZE     (PTRS_PER_PGD * sizeof(pgd_t))
1222 #endif
1223
1224 /*
1225  * Reserve the special regions of memory
1226  */
1227 void __init arm_mm_memblock_reserve(void)
1228 {
1229         /*
1230          * Reserve the page tables.  These are already in use,
1231          * and can only be in node 0.
1232          */
1233         memblock_reserve(__pa(swapper_pg_dir), SWAPPER_PG_DIR_SIZE);
1234
1235 #ifdef CONFIG_SA1111
1236         /*
1237          * Because of the SA1111 DMA bug, we want to preserve our
1238          * precious DMA-able memory...
1239          */
1240         memblock_reserve(PHYS_OFFSET, __pa(swapper_pg_dir) - PHYS_OFFSET);
1241 #endif
1242 }
1243
1244 /*
1245  * Set up the device mappings.  Since we clear out the page tables for all
1246  * mappings above VMALLOC_START, we will remove any debug device mappings.
1247  * This means you have to be careful how you debug this function, or any
1248  * called function.  This means you can't use any function or debugging
1249  * method which may touch any device, otherwise the kernel _will_ crash.
1250  */
1251 static void __init devicemaps_init(const struct machine_desc *mdesc)
1252 {
1253         struct map_desc map;
1254         unsigned long addr;
1255         void *vectors;
1256
1257         /*
1258          * Allocate the vector page early.
1259          */
1260         vectors = early_alloc(PAGE_SIZE * 2);
1261
1262         early_trap_init(vectors);
1263
1264         for (addr = VMALLOC_START; addr; addr += PMD_SIZE)
1265                 pmd_clear(pmd_off_k(addr));
1266
1267         /*
1268          * Map the kernel if it is XIP.
1269          * It is always first in the modulearea.
1270          */
1271 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
1272         map.pfn = __phys_to_pfn(CONFIG_XIP_PHYS_ADDR & SECTION_MASK);
1273         map.virtual = MODULES_VADDR;
1274         map.length = ((unsigned long)_etext - map.virtual + ~SECTION_MASK) & SECTION_MASK;
1275         map.type = MT_ROM;
1276         create_mapping(&map);
1277 #endif
1278
1279         /*
1280          * Map the cache flushing regions.
1281          */
1282 #ifdef FLUSH_BASE
1283         map.pfn = __phys_to_pfn(FLUSH_BASE_PHYS);
1284         map.virtual = FLUSH_BASE;
1285         map.length = SZ_1M;
1286         map.type = MT_CACHECLEAN;
1287         create_mapping(&map);
1288 #endif
1289 #ifdef FLUSH_BASE_MINICACHE
1290         map.pfn = __phys_to_pfn(FLUSH_BASE_PHYS + SZ_1M);
1291         map.virtual = FLUSH_BASE_MINICACHE;
1292         map.length = SZ_1M;
1293         map.type = MT_MINICLEAN;
1294         create_mapping(&map);
1295 #endif
1296
1297         /*
1298          * Create a mapping for the machine vectors at the high-vectors
1299          * location (0xffff0000).  If we aren't using high-vectors, also
1300          * create a mapping at the low-vectors virtual address.
1301          */
1302         map.pfn = __phys_to_pfn(virt_to_phys(vectors));
1303         map.virtual = 0xffff0000;
1304         map.length = PAGE_SIZE;
1305 #ifdef CONFIG_KUSER_HELPERS
1306         map.type = MT_HIGH_VECTORS;
1307 #else
1308         map.type = MT_LOW_VECTORS;
1309 #endif
1310         create_mapping(&map);
1311
1312         if (!vectors_high()) {
1313                 map.virtual = 0;
1314                 map.length = PAGE_SIZE * 2;
1315                 map.type = MT_LOW_VECTORS;
1316                 create_mapping(&map);
1317         }
1318
1319         /* Now create a kernel read-only mapping */
1320         map.pfn += 1;
1321         map.virtual = 0xffff0000 + PAGE_SIZE;
1322         map.length = PAGE_SIZE;
1323         map.type = MT_LOW_VECTORS;
1324         create_mapping(&map);
1325
1326         /*
1327          * Ask the machine support to map in the statically mapped devices.
1328          */
1329         if (mdesc->map_io)
1330                 mdesc->map_io();
1331         else
1332                 debug_ll_io_init();
1333         fill_pmd_gaps();
1334
1335         /* Reserve fixed i/o space in VMALLOC region */
1336         pci_reserve_io();
1337
1338         /*
1339          * Finally flush the caches and tlb to ensure that we're in a
1340          * consistent state wrt the writebuffer.  This also ensures that
1341          * any write-allocated cache lines in the vector page are written
1342          * back.  After this point, we can start to touch devices again.
1343          */
1344         local_flush_tlb_all();
1345         flush_cache_all();
1346 }
1347
1348 static void __init kmap_init(void)
1349 {
1350 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1351         pkmap_page_table = early_pte_alloc(pmd_off_k(PKMAP_BASE),
1352                 PKMAP_BASE, _PAGE_KERNEL_TABLE);
1353 #endif
1354
1355         early_pte_alloc(pmd_off_k(FIXADDR_START), FIXADDR_START,
1356                         _PAGE_KERNEL_TABLE);
1357 }
1358
1359 static void __init map_lowmem(void)
1360 {
1361         struct memblock_region *reg;
1362         unsigned long kernel_x_start = round_down(__pa(_stext), SECTION_SIZE);
1363         unsigned long kernel_x_end = round_up(__pa(__init_end), SECTION_SIZE);
1364
1365         /* Map all the lowmem memory banks. */
1366         for_each_memblock(memory, reg) {
1367                 phys_addr_t start = reg->base;
1368                 phys_addr_t end = start + reg->size;
1369                 struct map_desc map;
1370
1371                 if (end > arm_lowmem_limit)
1372                         end = arm_lowmem_limit;
1373                 if (start >= end)
1374                         break;
1375
1376                 if (end < kernel_x_start) {
1377                         map.pfn = __phys_to_pfn(start);
1378                         map.virtual = __phys_to_virt(start);
1379                         map.length = end - start;
1380                         map.type = MT_MEMORY_RWX;
1381
1382                         create_mapping(&map);
1383                 } else if (start >= kernel_x_end) {
1384                         map.pfn = __phys_to_pfn(start);
1385                         map.virtual = __phys_to_virt(start);
1386                         map.length = end - start;
1387                         map.type = MT_MEMORY_RW;
1388
1389                         create_mapping(&map);
1390                 } else {
1391                         /* This better cover the entire kernel */
1392                         if (start < kernel_x_start) {
1393                                 map.pfn = __phys_to_pfn(start);
1394                                 map.virtual = __phys_to_virt(start);
1395                                 map.length = kernel_x_start - start;
1396                                 map.type = MT_MEMORY_RW;
1397
1398                                 create_mapping(&map);
1399                         }
1400
1401                         map.pfn = __phys_to_pfn(kernel_x_start);
1402                         map.virtual = __phys_to_virt(kernel_x_start);
1403                         map.length = kernel_x_end - kernel_x_start;
1404                         map.type = MT_MEMORY_RWX;
1405
1406                         create_mapping(&map);
1407
1408                         if (kernel_x_end < end) {
1409                                 map.pfn = __phys_to_pfn(kernel_x_end);
1410                                 map.virtual = __phys_to_virt(kernel_x_end);
1411                                 map.length = end - kernel_x_end;
1412                                 map.type = MT_MEMORY_RW;
1413
1414                                 create_mapping(&map);
1415                         }
1416                 }
1417         }
1418 }
1419
1420 #ifdef CONFIG_ARM_LPAE
1421 /*
1422  * early_paging_init() recreates boot time page table setup, allowing machines
1423  * to switch over to a high (>4G) address space on LPAE systems
1424  */
1425 void __init early_paging_init(const struct machine_desc *mdesc,
1426                               struct proc_info_list *procinfo)
1427 {
1428         pmdval_t pmdprot = procinfo->__cpu_mm_mmu_flags;
1429         unsigned long map_start, map_end;
1430         pgd_t *pgd0, *pgdk;
1431         pud_t *pud0, *pudk, *pud_start;
1432         pmd_t *pmd0, *pmdk;
1433         phys_addr_t phys;
1434         int i;
1435
1436         if (!(mdesc->init_meminfo))
1437                 return;
1438
1439         /* remap kernel code and data */
1440         map_start = init_mm.start_code & PMD_MASK;
1441         map_end   = ALIGN(init_mm.brk, PMD_SIZE);
1442
1443         /* get a handle on things... */
1444         pgd0 = pgd_offset_k(0);
1445         pud_start = pud0 = pud_offset(pgd0, 0);
1446         pmd0 = pmd_offset(pud0, 0);
1447
1448         pgdk = pgd_offset_k(map_start);
1449         pudk = pud_offset(pgdk, map_start);
1450         pmdk = pmd_offset(pudk, map_start);
1451
1452         mdesc->init_meminfo();
1453
1454         /* Run the patch stub to update the constants */
1455         fixup_pv_table(&__pv_table_begin,
1456                 (&__pv_table_end - &__pv_table_begin) << 2);
1457
1458         /*
1459          * Cache cleaning operations for self-modifying code
1460          * We should clean the entries by MVA but running a
1461          * for loop over every pv_table entry pointer would
1462          * just complicate the code.
1463          */
1464         flush_cache_louis();
1465         dsb(ishst);
1466         isb();
1467
1468         /*
1469          * FIXME: This code is not architecturally compliant: we modify
1470          * the mappings in-place, indeed while they are in use by this
1471          * very same code.  This may lead to unpredictable behaviour of
1472          * the CPU.
1473          *
1474          * Even modifying the mappings in a separate page table does
1475          * not resolve this.
1476          *
1477          * The architecture strongly recommends that when a mapping is
1478          * changed, that it is changed by first going via an invalid
1479          * mapping and back to the new mapping.  This is to ensure that
1480          * no TLB conflicts (caused by the TLB having more than one TLB
1481          * entry match a translation) can occur.  However, doing that
1482          * here will result in unmapping the code we are running.
1483          */
1484         pr_warn("WARNING: unsafe modification of in-place page tables - tainting kernel\n");
1485         add_taint(TAINT_CPU_OUT_OF_SPEC, LOCKDEP_STILL_OK);
1486
1487         /*
1488          * Remap level 1 table.  This changes the physical addresses
1489          * used to refer to the level 2 page tables to the high
1490          * physical address alias, leaving everything else the same.
1491          */
1492         for (i = 0; i < PTRS_PER_PGD; pud0++, i++) {
1493                 set_pud(pud0,
1494                         __pud(__pa(pmd0) | PMD_TYPE_TABLE | L_PGD_SWAPPER));
1495                 pmd0 += PTRS_PER_PMD;
1496         }
1497
1498         /*
1499          * Remap the level 2 table, pointing the mappings at the high
1500          * physical address alias of these pages.
1501          */
1502         phys = __pa(map_start);
1503         do {
1504                 *pmdk++ = __pmd(phys | pmdprot);
1505                 phys += PMD_SIZE;
1506         } while (phys < map_end);
1507
1508         /*
1509          * Ensure that the above updates are flushed out of the cache.
1510          * This is not strictly correct; on a system where the caches
1511          * are coherent with each other, but the MMU page table walks
1512          * may not be coherent, flush_cache_all() may be a no-op, and
1513          * this will fail.
1514          */
1515         flush_cache_all();
1516
1517         /*
1518          * Re-write the TTBR values to point them at the high physical
1519          * alias of the page tables.  We expect __va() will work on
1520          * cpu_get_pgd(), which returns the value of TTBR0.
1521          */
1522         cpu_switch_mm(pgd0, &init_mm);
1523         cpu_set_ttbr(1, __pa(pgd0) + TTBR1_OFFSET);
1524
1525         /* Finally flush any stale TLB values. */
1526         local_flush_bp_all();
1527         local_flush_tlb_all();
1528 }
1529
1530 #else
1531
1532 void __init early_paging_init(const struct machine_desc *mdesc,
1533                               struct proc_info_list *procinfo)
1534 {
1535         if (mdesc->init_meminfo)
1536                 mdesc->init_meminfo();
1537 }
1538
1539 #endif
1540
1541 /*
1542  * paging_init() sets up the page tables, initialises the zone memory
1543  * maps, and sets up the zero page, bad page and bad page tables.
1544  */
1545 void __init paging_init(const struct machine_desc *mdesc)
1546 {
1547         void *zero_page;
1548
1549         build_mem_type_table();
1550         prepare_page_table();
1551         map_lowmem();
1552         dma_contiguous_remap();
1553         devicemaps_init(mdesc);
1554         kmap_init();
1555         tcm_init();
1556
1557         top_pmd = pmd_off_k(0xffff0000);
1558
1559         /* allocate the zero page. */
1560         zero_page = early_alloc(PAGE_SIZE);
1561
1562         bootmem_init();
1563
1564         empty_zero_page = virt_to_page(zero_page);
1565         __flush_dcache_page(NULL, empty_zero_page);
1566 }