arch/riscv/mm/init.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * Copyright (C) 2012 Regents of the University of California
   4  * Copyright (C) 2019 Western Digital Corporation or its affiliates.
   5  * Copyright (C) 2020 FORTH-ICS/CARV
   6  *  Nick Kossifidis <mick@ics.forth.gr>
   7  */
   8
   9 #include <linux/init.h>
  10 #include <linux/mm.h>
  11 #include <linux/memblock.h>
  12 #include <linux/initrd.h>
  13 #include <linux/swap.h>
  14 #include <linux/swiotlb.h>
  15 #include <linux/sizes.h>
  16 #include <linux/of_fdt.h>
  17 #include <linux/of_reserved_mem.h>
  18 #include <linux/libfdt.h>
  19 #include <linux/set_memory.h>
  20 #include <linux/dma-map-ops.h>
  21 #include <linux/crash_dump.h>
  22 #include <linux/hugetlb.h>
  23
  24 #include <asm/fixmap.h>
  25 #include <asm/tlbflush.h>
  26 #include <asm/sections.h>
  27 #include <asm/soc.h>
  28 #include <asm/io.h>
  29 #include <asm/ptdump.h>
  30 #include <asm/numa.h>
  31
  32 #include "../kernel/head.h"
  33
  34 struct kernel_mapping kernel_map __ro_after_init;
  35 EXPORT_SYMBOL(kernel_map);
  36 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
  37 #define kernel_map      (*(struct kernel_mapping *)XIP_FIXUP(&kernel_map))
  38 #endif
  39
  40 #ifdef CONFIG_64BIT
  41 u64 satp_mode __ro_after_init = !IS_ENABLED(CONFIG_XIP_KERNEL) ? SATP_MODE_57 : SATP_MODE_39;
  42 #else
  43 u64 satp_mode __ro_after_init = SATP_MODE_32;
  44 #endif
  45 EXPORT_SYMBOL(satp_mode);
  46
  47 bool pgtable_l4_enabled = IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) && !IS_ENABLED(CONFIG_XIP_KERNEL);
  48 bool pgtable_l5_enabled = IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) && !IS_ENABLED(CONFIG_XIP_KERNEL);
  49 EXPORT_SYMBOL(pgtable_l4_enabled);
  50 EXPORT_SYMBOL(pgtable_l5_enabled);
  51
  52 phys_addr_t phys_ram_base __ro_after_init;
  53 EXPORT_SYMBOL(phys_ram_base);
  54
  55 unsigned long empty_zero_page[PAGE_SIZE / sizeof(unsigned long)]
  56                                                         __page_aligned_bss;
  57 EXPORT_SYMBOL(empty_zero_page);
  58
  59 extern char _start[];
  60 #define DTB_EARLY_BASE_VA      PGDIR_SIZE
  61 void *_dtb_early_va __initdata;
  62 uintptr_t _dtb_early_pa __initdata;
  63
  64 static phys_addr_t dma32_phys_limit __initdata;
  65
  66 static void __init zone_sizes_init(void)
  67 {
  68         unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = { 0, };
  69
  70 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
  71         max_zone_pfns[ZONE_DMA32] = PFN_DOWN(dma32_phys_limit);
  72 #endif
  73         max_zone_pfns[ZONE_NORMAL] = max_low_pfn;
  74
  75         free_area_init(max_zone_pfns);
  76 }
  77
  78 #if defined(CONFIG_MMU) && defined(CONFIG_DEBUG_VM)
  79
  80 #define LOG2_SZ_1K  ilog2(SZ_1K)
  81 #define LOG2_SZ_1M  ilog2(SZ_1M)
  82 #define LOG2_SZ_1G  ilog2(SZ_1G)
  83 #define LOG2_SZ_1T  ilog2(SZ_1T)
  84
  85 static inline void print_mlk(char *name, unsigned long b, unsigned long t)
  86 {
  87         pr_notice("%12s : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld kB)\n", name, b, t,
  88                   (((t) - (b)) >> LOG2_SZ_1K));
  89 }
  90
  91 static inline void print_mlm(char *name, unsigned long b, unsigned long t)
  92 {
  93         pr_notice("%12s : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld MB)\n", name, b, t,
  94                   (((t) - (b)) >> LOG2_SZ_1M));
  95 }
  96
  97 static inline void print_mlg(char *name, unsigned long b, unsigned long t)
  98 {
  99         pr_notice("%12s : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld GB)\n", name, b, t,
 100                    (((t) - (b)) >> LOG2_SZ_1G));
 101 }
 102
 103 #ifdef CONFIG_64BIT
 104 static inline void print_mlt(char *name, unsigned long b, unsigned long t)
 105 {
 106         pr_notice("%12s : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld TB)\n", name, b, t,
 107                    (((t) - (b)) >> LOG2_SZ_1T));
 108 }
 109 #else
 110 #define print_mlt(n, b, t) do {} while (0)
 111 #endif
 112
 113 static inline void print_ml(char *name, unsigned long b, unsigned long t)
 114 {
 115         unsigned long diff = t - b;
 116
 117         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) && (diff >> LOG2_SZ_1T) >= 10)
 118                 print_mlt(name, b, t);
 119         else if ((diff >> LOG2_SZ_1G) >= 10)
 120                 print_mlg(name, b, t);
 121         else if ((diff >> LOG2_SZ_1M) >= 10)
 122                 print_mlm(name, b, t);
 123         else
 124                 print_mlk(name, b, t);
 125 }
 126
 127 static void __init print_vm_layout(void)
 128 {
 129         pr_notice("Virtual kernel memory layout:\n");
 130         print_ml("fixmap", (unsigned long)FIXADDR_START,
 131                 (unsigned long)FIXADDR_TOP);
 132         print_ml("pci io", (unsigned long)PCI_IO_START,
 133                 (unsigned long)PCI_IO_END);
 134         print_ml("vmemmap", (unsigned long)VMEMMAP_START,
 135                 (unsigned long)VMEMMAP_END);
 136         print_ml("vmalloc", (unsigned long)VMALLOC_START,
 137                 (unsigned long)VMALLOC_END);
 138 #ifdef CONFIG_64BIT
 139         print_ml("modules", (unsigned long)MODULES_VADDR,
 140                 (unsigned long)MODULES_END);
 141 #endif
 142         print_ml("lowmem", (unsigned long)PAGE_OFFSET,
 143                 (unsigned long)high_memory);
 144         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT)) {
 145 #ifdef CONFIG_KASAN
 146                 print_ml("kasan", KASAN_SHADOW_START, KASAN_SHADOW_END);
 147 #endif
 148
 149                 print_ml("kernel", (unsigned long)KERNEL_LINK_ADDR,
 150                          (unsigned long)ADDRESS_SPACE_END);
 151         }
 152 }
 153 #else
 154 static void print_vm_layout(void) { }
 155 #endif /* CONFIG_DEBUG_VM */
 156
 157 void __init mem_init(void)
 158 {
 159 #ifdef CONFIG_FLATMEM
 160         BUG_ON(!mem_map);
 161 #endif /* CONFIG_FLATMEM */
 162
 163         swiotlb_init(max_pfn > PFN_DOWN(dma32_phys_limit), SWIOTLB_VERBOSE);
 164         memblock_free_all();
 165
 166         print_vm_layout();
 167 }
 168
 169 /* Limit the memory size via mem. */
 170 static phys_addr_t memory_limit;
 171
 172 static int __init early_mem(char *p)
 173 {
 174         u64 size;
 175
 176         if (!p)
 177                 return 1;
 178
 179         size = memparse(p, &p) & PAGE_MASK;
 180         memory_limit = min_t(u64, size, memory_limit);
 181
 182         pr_notice("Memory limited to %lldMB\n", (u64)memory_limit >> 20);
 183
 184         return 0;
 185 }
 186 early_param("mem", early_mem);
 187
 188 static void __init setup_bootmem(void)
 189 {
 190         phys_addr_t vmlinux_end = __pa_symbol(&_end);
 191         phys_addr_t max_mapped_addr;
 192         phys_addr_t phys_ram_end, vmlinux_start;
 193
 194         if (IS_ENABLED(CONFIG_XIP_KERNEL))
 195                 vmlinux_start = __pa_symbol(&_sdata);
 196         else
 197                 vmlinux_start = __pa_symbol(&_start);
 198
 199         memblock_enforce_memory_limit(memory_limit);
 200
 201         /*
 202          * Make sure we align the reservation on PMD_SIZE since we will
 203          * map the kernel in the linear mapping as read-only: we do not want
 204          * any allocation to happen between _end and the next pmd aligned page.
 205          */
 206         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) && IS_ENABLED(CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX))
 207                 vmlinux_end = (vmlinux_end + PMD_SIZE - 1) & PMD_MASK;
 208         /*
 209          * Reserve from the start of the kernel to the end of the kernel
 210          */
 211         memblock_reserve(vmlinux_start, vmlinux_end - vmlinux_start);
 212
 213         phys_ram_end = memblock_end_of_DRAM();
 214         if (!IS_ENABLED(CONFIG_XIP_KERNEL))
 215                 phys_ram_base = memblock_start_of_DRAM();
 216         /*
 217          * memblock allocator is not aware of the fact that last 4K bytes of
 218          * the addressable memory can not be mapped because of IS_ERR_VALUE
 219          * macro. Make sure that last 4k bytes are not usable by memblock
 220          * if end of dram is equal to maximum addressable memory.  For 64-bit
 221          * kernel, this problem can't happen here as the end of the virtual
 222          * address space is occupied by the kernel mapping then this check must
 223          * be done as soon as the kernel mapping base address is determined.
 224          */
 225         if (!IS_ENABLED(CONFIG_64BIT)) {
 226                 max_mapped_addr = __pa(~(ulong)0);
 227                 if (max_mapped_addr == (phys_ram_end - 1))
 228                         memblock_set_current_limit(max_mapped_addr - 4096);
 229         }
 230
 231         min_low_pfn = PFN_UP(phys_ram_base);
 232         max_low_pfn = max_pfn = PFN_DOWN(phys_ram_end);
 233         high_memory = (void *)(__va(PFN_PHYS(max_low_pfn)));
 234
 235         dma32_phys_limit = min(4UL * SZ_1G, (unsigned long)PFN_PHYS(max_low_pfn));
 236         set_max_mapnr(max_low_pfn - ARCH_PFN_OFFSET);
 237
 238         reserve_initrd_mem();
 239         /*
 240          * If DTB is built in, no need to reserve its memblock.
 241          * Otherwise, do reserve it but avoid using
 242          * early_init_fdt_reserve_self() since __pa() does
 243          * not work for DTB pointers that are fixmap addresses
 244          */
 245         if (!IS_ENABLED(CONFIG_BUILTIN_DTB)) {
 246                 /*
 247                  * In case the DTB is not located in a memory region we won't
 248                  * be able to locate it later on via the linear mapping and
 249                  * get a segfault when accessing it via __va(dtb_early_pa).
 250                  * To avoid this situation copy DTB to a memory region.
 251                  * Note that memblock_phys_alloc will also reserve DTB region.
 252                  */
 253                 if (!memblock_is_memory(dtb_early_pa)) {
 254                         size_t fdt_size = fdt_totalsize(dtb_early_va);
 255                         phys_addr_t new_dtb_early_pa = memblock_phys_alloc(fdt_size, PAGE_SIZE);
 256                         void *new_dtb_early_va = early_memremap(new_dtb_early_pa, fdt_size);
 257
 258                         memcpy(new_dtb_early_va, dtb_early_va, fdt_size);
 259                         early_memunmap(new_dtb_early_va, fdt_size);
 260                         _dtb_early_pa = new_dtb_early_pa;
 261                 } else
 262                         memblock_reserve(dtb_early_pa, fdt_totalsize(dtb_early_va));
 263         }
 264
 265         early_init_fdt_scan_reserved_mem();
 266         dma_contiguous_reserve(dma32_phys_limit);
 267         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT))
 268                 hugetlb_cma_reserve(PUD_SHIFT - PAGE_SHIFT);
 269         memblock_allow_resize();
 270 }
 271
 272 #ifdef CONFIG_MMU
 273 struct pt_alloc_ops pt_ops __initdata;
 274
 275 unsigned long riscv_pfn_base __ro_after_init;
 276 EXPORT_SYMBOL(riscv_pfn_base);
 277
 278 pgd_t swapper_pg_dir[PTRS_PER_PGD] __page_aligned_bss;
 279 pgd_t trampoline_pg_dir[PTRS_PER_PGD] __page_aligned_bss;
 280 static pte_t fixmap_pte[PTRS_PER_PTE] __page_aligned_bss;
 281
 282 pgd_t early_pg_dir[PTRS_PER_PGD] __initdata __aligned(PAGE_SIZE);
 283 static p4d_t __maybe_unused early_dtb_p4d[PTRS_PER_P4D] __initdata __aligned(PAGE_SIZE);
 284 static pud_t __maybe_unused early_dtb_pud[PTRS_PER_PUD] __initdata __aligned(PAGE_SIZE);
 285 static pmd_t __maybe_unused early_dtb_pmd[PTRS_PER_PMD] __initdata __aligned(PAGE_SIZE);
 286
 287 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 288 #define pt_ops                  (*(struct pt_alloc_ops *)XIP_FIXUP(&pt_ops))
 289 #define riscv_pfn_base         (*(unsigned long  *)XIP_FIXUP(&riscv_pfn_base))
 290 #define trampoline_pg_dir      ((pgd_t *)XIP_FIXUP(trampoline_pg_dir))
 291 #define fixmap_pte             ((pte_t *)XIP_FIXUP(fixmap_pte))
 292 #define early_pg_dir           ((pgd_t *)XIP_FIXUP(early_pg_dir))
 293 #endif /* CONFIG_XIP_KERNEL */
 294
 295 static const pgprot_t protection_map[16] = {
 296         [VM_NONE]                                       = PAGE_NONE,
 297         [VM_READ]                                       = PAGE_READ,
 298         [VM_WRITE]                                      = PAGE_COPY,
 299         [VM_WRITE | VM_READ]                            = PAGE_COPY,
 300         [VM_EXEC]                                       = PAGE_EXEC,
 301         [VM_EXEC | VM_READ]                             = PAGE_READ_EXEC,
 302         [VM_EXEC | VM_WRITE]                            = PAGE_COPY_EXEC,
 303         [VM_EXEC | VM_WRITE | VM_READ]                  = PAGE_COPY_READ_EXEC,
 304         [VM_SHARED]                                     = PAGE_NONE,
 305         [VM_SHARED | VM_READ]                           = PAGE_READ,
 306         [VM_SHARED | VM_WRITE]                          = PAGE_SHARED,
 307         [VM_SHARED | VM_WRITE | VM_READ]                = PAGE_SHARED,
 308         [VM_SHARED | VM_EXEC]                           = PAGE_EXEC,
 309         [VM_SHARED | VM_EXEC | VM_READ]                 = PAGE_READ_EXEC,
 310         [VM_SHARED | VM_EXEC | VM_WRITE]                = PAGE_SHARED_EXEC,
 311         [VM_SHARED | VM_EXEC | VM_WRITE | VM_READ]      = PAGE_SHARED_EXEC
 312 };
 313 DECLARE_VM_GET_PAGE_PROT
 314
 315 void __set_fixmap(enum fixed_addresses idx, phys_addr_t phys, pgprot_t prot)
 316 {
 317         unsigned long addr = __fix_to_virt(idx);
 318         pte_t *ptep;
 319
 320         BUG_ON(idx <= FIX_HOLE || idx >= __end_of_fixed_addresses);
 321
 322         ptep = &fixmap_pte[pte_index(addr)];
 323
 324         if (pgprot_val(prot))
 325                 set_pte(ptep, pfn_pte(phys >> PAGE_SHIFT, prot));
 326         else
 327                 pte_clear(&init_mm, addr, ptep);
 328         local_flush_tlb_page(addr);
 329 }
 330
 331 static inline pte_t *__init get_pte_virt_early(phys_addr_t pa)
 332 {
 333         return (pte_t *)((uintptr_t)pa);
 334 }
 335
 336 static inline pte_t *__init get_pte_virt_fixmap(phys_addr_t pa)
 337 {
 338         clear_fixmap(FIX_PTE);
 339         return (pte_t *)set_fixmap_offset(FIX_PTE, pa);
 340 }
 341
 342 static inline pte_t *__init get_pte_virt_late(phys_addr_t pa)
 343 {
 344         return (pte_t *) __va(pa);
 345 }
 346
 347 static inline phys_addr_t __init alloc_pte_early(uintptr_t va)
 348 {
 349         /*
 350          * We only create PMD or PGD early mappings so we
 351          * should never reach here with MMU disabled.
 352          */
 353         BUG();
 354 }
 355
 356 static inline phys_addr_t __init alloc_pte_fixmap(uintptr_t va)
 357 {
 358         return memblock_phys_alloc(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
 359 }
 360
 361 static phys_addr_t __init alloc_pte_late(uintptr_t va)
 362 {
 363         unsigned long vaddr;
 364
 365         vaddr = __get_free_page(GFP_KERNEL);
 366         BUG_ON(!vaddr || !pgtable_pte_page_ctor(virt_to_page(vaddr)));
 367
 368         return __pa(vaddr);
 369 }
 370
 371 static void __init create_pte_mapping(pte_t *ptep,
 372                                       uintptr_t va, phys_addr_t pa,
 373                                       phys_addr_t sz, pgprot_t prot)
 374 {
 375         uintptr_t pte_idx = pte_index(va);
 376
 377         BUG_ON(sz != PAGE_SIZE);
 378
 379         if (pte_none(ptep[pte_idx]))
 380                 ptep[pte_idx] = pfn_pte(PFN_DOWN(pa), prot);
 381 }
 382
 383 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 384
 385 static pmd_t trampoline_pmd[PTRS_PER_PMD] __page_aligned_bss;
 386 static pmd_t fixmap_pmd[PTRS_PER_PMD] __page_aligned_bss;
 387 static pmd_t early_pmd[PTRS_PER_PMD] __initdata __aligned(PAGE_SIZE);
 388
 389 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 390 #define trampoline_pmd ((pmd_t *)XIP_FIXUP(trampoline_pmd))
 391 #define fixmap_pmd     ((pmd_t *)XIP_FIXUP(fixmap_pmd))
 392 #define early_pmd      ((pmd_t *)XIP_FIXUP(early_pmd))
 393 #endif /* CONFIG_XIP_KERNEL */
 394
 395 static p4d_t trampoline_p4d[PTRS_PER_P4D] __page_aligned_bss;
 396 static p4d_t fixmap_p4d[PTRS_PER_P4D] __page_aligned_bss;
 397 static p4d_t early_p4d[PTRS_PER_P4D] __initdata __aligned(PAGE_SIZE);
 398
 399 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 400 #define trampoline_p4d ((p4d_t *)XIP_FIXUP(trampoline_p4d))
 401 #define fixmap_p4d     ((p4d_t *)XIP_FIXUP(fixmap_p4d))
 402 #define early_p4d      ((p4d_t *)XIP_FIXUP(early_p4d))
 403 #endif /* CONFIG_XIP_KERNEL */
 404
 405 static pud_t trampoline_pud[PTRS_PER_PUD] __page_aligned_bss;
 406 static pud_t fixmap_pud[PTRS_PER_PUD] __page_aligned_bss;
 407 static pud_t early_pud[PTRS_PER_PUD] __initdata __aligned(PAGE_SIZE);
 408
 409 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 410 #define trampoline_pud ((pud_t *)XIP_FIXUP(trampoline_pud))
 411 #define fixmap_pud     ((pud_t *)XIP_FIXUP(fixmap_pud))
 412 #define early_pud      ((pud_t *)XIP_FIXUP(early_pud))
 413 #endif /* CONFIG_XIP_KERNEL */
 414
 415 static pmd_t *__init get_pmd_virt_early(phys_addr_t pa)
 416 {
 417         /* Before MMU is enabled */
 418         return (pmd_t *)((uintptr_t)pa);
 419 }
 420
 421 static pmd_t *__init get_pmd_virt_fixmap(phys_addr_t pa)
 422 {
 423         clear_fixmap(FIX_PMD);
 424         return (pmd_t *)set_fixmap_offset(FIX_PMD, pa);
 425 }
 426
 427 static pmd_t *__init get_pmd_virt_late(phys_addr_t pa)
 428 {
 429         return (pmd_t *) __va(pa);
 430 }
 431
 432 static phys_addr_t __init alloc_pmd_early(uintptr_t va)
 433 {
 434         BUG_ON((va - kernel_map.virt_addr) >> PUD_SHIFT);
 435
 436         return (uintptr_t)early_pmd;
 437 }
 438
 439 static phys_addr_t __init alloc_pmd_fixmap(uintptr_t va)
 440 {
 441         return memblock_phys_alloc(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
 442 }
 443
 444 static phys_addr_t __init alloc_pmd_late(uintptr_t va)
 445 {
 446         unsigned long vaddr;
 447
 448         vaddr = __get_free_page(GFP_KERNEL);
 449         BUG_ON(!vaddr || !pgtable_pmd_page_ctor(virt_to_page(vaddr)));
 450
 451         return __pa(vaddr);
 452 }
 453
 454 static void __init create_pmd_mapping(pmd_t *pmdp,
 455                                       uintptr_t va, phys_addr_t pa,
 456                                       phys_addr_t sz, pgprot_t prot)
 457 {
 458         pte_t *ptep;
 459         phys_addr_t pte_phys;
 460         uintptr_t pmd_idx = pmd_index(va);
 461
 462         if (sz == PMD_SIZE) {
 463                 if (pmd_none(pmdp[pmd_idx]))
 464                         pmdp[pmd_idx] = pfn_pmd(PFN_DOWN(pa), prot);
 465                 return;
 466         }
 467
 468         if (pmd_none(pmdp[pmd_idx])) {
 469                 pte_phys = pt_ops.alloc_pte(va);
 470                 pmdp[pmd_idx] = pfn_pmd(PFN_DOWN(pte_phys), PAGE_TABLE);
 471                 ptep = pt_ops.get_pte_virt(pte_phys);
 472                 memset(ptep, 0, PAGE_SIZE);
 473         } else {
 474                 pte_phys = PFN_PHYS(_pmd_pfn(pmdp[pmd_idx]));
 475                 ptep = pt_ops.get_pte_virt(pte_phys);
 476         }
 477
 478         create_pte_mapping(ptep, va, pa, sz, prot);
 479 }
 480
 481 static pud_t *__init get_pud_virt_early(phys_addr_t pa)
 482 {
 483         return (pud_t *)((uintptr_t)pa);
 484 }
 485
 486 static pud_t *__init get_pud_virt_fixmap(phys_addr_t pa)
 487 {
 488         clear_fixmap(FIX_PUD);
 489         return (pud_t *)set_fixmap_offset(FIX_PUD, pa);
 490 }
 491
 492 static pud_t *__init get_pud_virt_late(phys_addr_t pa)
 493 {
 494         return (pud_t *)__va(pa);
 495 }
 496
 497 static phys_addr_t __init alloc_pud_early(uintptr_t va)
 498 {
 499         /* Only one PUD is available for early mapping */
 500         BUG_ON((va - kernel_map.virt_addr) >> PGDIR_SHIFT);
 501
 502         return (uintptr_t)early_pud;
 503 }
 504
 505 static phys_addr_t __init alloc_pud_fixmap(uintptr_t va)
 506 {
 507         return memblock_phys_alloc(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
 508 }
 509
 510 static phys_addr_t alloc_pud_late(uintptr_t va)
 511 {
 512         unsigned long vaddr;
 513
 514         vaddr = __get_free_page(GFP_KERNEL);
 515         BUG_ON(!vaddr);
 516         return __pa(vaddr);
 517 }
 518
 519 static p4d_t *__init get_p4d_virt_early(phys_addr_t pa)
 520 {
 521         return (p4d_t *)((uintptr_t)pa);
 522 }
 523
 524 static p4d_t *__init get_p4d_virt_fixmap(phys_addr_t pa)
 525 {
 526         clear_fixmap(FIX_P4D);
 527         return (p4d_t *)set_fixmap_offset(FIX_P4D, pa);
 528 }
 529
 530 static p4d_t *__init get_p4d_virt_late(phys_addr_t pa)
 531 {
 532         return (p4d_t *)__va(pa);
 533 }
 534
 535 static phys_addr_t __init alloc_p4d_early(uintptr_t va)
 536 {
 537         /* Only one P4D is available for early mapping */
 538         BUG_ON((va - kernel_map.virt_addr) >> PGDIR_SHIFT);
 539
 540         return (uintptr_t)early_p4d;
 541 }
 542
 543 static phys_addr_t __init alloc_p4d_fixmap(uintptr_t va)
 544 {
 545         return memblock_phys_alloc(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
 546 }
 547
 548 static phys_addr_t alloc_p4d_late(uintptr_t va)
 549 {
 550         unsigned long vaddr;
 551
 552         vaddr = __get_free_page(GFP_KERNEL);
 553         BUG_ON(!vaddr);
 554         return __pa(vaddr);
 555 }
 556
 557 static void __init create_pud_mapping(pud_t *pudp,
 558                                       uintptr_t va, phys_addr_t pa,
 559                                       phys_addr_t sz, pgprot_t prot)
 560 {
 561         pmd_t *nextp;
 562         phys_addr_t next_phys;
 563         uintptr_t pud_index = pud_index(va);
 564
 565         if (sz == PUD_SIZE) {
 566                 if (pud_val(pudp[pud_index]) == 0)
 567                         pudp[pud_index] = pfn_pud(PFN_DOWN(pa), prot);
 568                 return;
 569         }
 570
 571         if (pud_val(pudp[pud_index]) == 0) {
 572                 next_phys = pt_ops.alloc_pmd(va);
 573                 pudp[pud_index] = pfn_pud(PFN_DOWN(next_phys), PAGE_TABLE);
 574                 nextp = pt_ops.get_pmd_virt(next_phys);
 575                 memset(nextp, 0, PAGE_SIZE);
 576         } else {
 577                 next_phys = PFN_PHYS(_pud_pfn(pudp[pud_index]));
 578                 nextp = pt_ops.get_pmd_virt(next_phys);
 579         }
 580
 581         create_pmd_mapping(nextp, va, pa, sz, prot);
 582 }
 583
 584 static void __init create_p4d_mapping(p4d_t *p4dp,
 585                                       uintptr_t va, phys_addr_t pa,
 586                                       phys_addr_t sz, pgprot_t prot)
 587 {
 588         pud_t *nextp;
 589         phys_addr_t next_phys;
 590         uintptr_t p4d_index = p4d_index(va);
 591
 592         if (sz == P4D_SIZE) {
 593                 if (p4d_val(p4dp[p4d_index]) == 0)
 594                         p4dp[p4d_index] = pfn_p4d(PFN_DOWN(pa), prot);
 595                 return;
 596         }
 597
 598         if (p4d_val(p4dp[p4d_index]) == 0) {
 599                 next_phys = pt_ops.alloc_pud(va);
 600                 p4dp[p4d_index] = pfn_p4d(PFN_DOWN(next_phys), PAGE_TABLE);
 601                 nextp = pt_ops.get_pud_virt(next_phys);
 602                 memset(nextp, 0, PAGE_SIZE);
 603         } else {
 604                 next_phys = PFN_PHYS(_p4d_pfn(p4dp[p4d_index]));
 605                 nextp = pt_ops.get_pud_virt(next_phys);
 606         }
 607
 608         create_pud_mapping(nextp, va, pa, sz, prot);
 609 }
 610
 611 #define pgd_next_t              p4d_t
 612 #define alloc_pgd_next(__va)    (pgtable_l5_enabled ?                   \
 613                 pt_ops.alloc_p4d(__va) : (pgtable_l4_enabled ?          \
 614                 pt_ops.alloc_pud(__va) : pt_ops.alloc_pmd(__va)))
 615 #define get_pgd_next_virt(__pa) (pgtable_l5_enabled ?                   \
 616                 pt_ops.get_p4d_virt(__pa) : (pgd_next_t *)(pgtable_l4_enabled ? \
 617                 pt_ops.get_pud_virt(__pa) : (pud_t *)pt_ops.get_pmd_virt(__pa)))
 618 #define create_pgd_next_mapping(__nextp, __va, __pa, __sz, __prot)      \
 619                                 (pgtable_l5_enabled ?                   \
 620                 create_p4d_mapping(__nextp, __va, __pa, __sz, __prot) : \
 621                                 (pgtable_l4_enabled ?                   \
 622                 create_pud_mapping((pud_t *)__nextp, __va, __pa, __sz, __prot) :        \
 623                 create_pmd_mapping((pmd_t *)__nextp, __va, __pa, __sz, __prot)))
 624 #define fixmap_pgd_next         (pgtable_l5_enabled ?                   \
 625                 (uintptr_t)fixmap_p4d : (pgtable_l4_enabled ?           \
 626                 (uintptr_t)fixmap_pud : (uintptr_t)fixmap_pmd))
 627 #define trampoline_pgd_next     (pgtable_l5_enabled ?                   \
 628                 (uintptr_t)trampoline_p4d : (pgtable_l4_enabled ?       \
 629                 (uintptr_t)trampoline_pud : (uintptr_t)trampoline_pmd))
 630 #define early_dtb_pgd_next      (pgtable_l5_enabled ?                   \
 631                 (uintptr_t)early_dtb_p4d : (pgtable_l4_enabled ?        \
 632                 (uintptr_t)early_dtb_pud : (uintptr_t)early_dtb_pmd))
 633 #else
 634 #define pgd_next_t              pte_t
 635 #define alloc_pgd_next(__va)    pt_ops.alloc_pte(__va)
 636 #define get_pgd_next_virt(__pa) pt_ops.get_pte_virt(__pa)
 637 #define create_pgd_next_mapping(__nextp, __va, __pa, __sz, __prot)      \
 638         create_pte_mapping(__nextp, __va, __pa, __sz, __prot)
 639 #define fixmap_pgd_next         ((uintptr_t)fixmap_pte)
 640 #define early_dtb_pgd_next      ((uintptr_t)early_dtb_pmd)
 641 #define create_p4d_mapping(__pmdp, __va, __pa, __sz, __prot) do {} while(0)
 642 #define create_pud_mapping(__pmdp, __va, __pa, __sz, __prot) do {} while(0)
 643 #define create_pmd_mapping(__pmdp, __va, __pa, __sz, __prot) do {} while(0)
 644 #endif /* __PAGETABLE_PMD_FOLDED */
 645
 646 void __init create_pgd_mapping(pgd_t *pgdp,
 647                                       uintptr_t va, phys_addr_t pa,
 648                                       phys_addr_t sz, pgprot_t prot)
 649 {
 650         pgd_next_t *nextp;
 651         phys_addr_t next_phys;
 652         uintptr_t pgd_idx = pgd_index(va);
 653
 654         if (sz == PGDIR_SIZE) {
 655                 if (pgd_val(pgdp[pgd_idx]) == 0)
 656                         pgdp[pgd_idx] = pfn_pgd(PFN_DOWN(pa), prot);
 657                 return;
 658         }
 659
 660         if (pgd_val(pgdp[pgd_idx]) == 0) {
 661                 next_phys = alloc_pgd_next(va);
 662                 pgdp[pgd_idx] = pfn_pgd(PFN_DOWN(next_phys), PAGE_TABLE);
 663                 nextp = get_pgd_next_virt(next_phys);
 664                 memset(nextp, 0, PAGE_SIZE);
 665         } else {
 666                 next_phys = PFN_PHYS(_pgd_pfn(pgdp[pgd_idx]));
 667                 nextp = get_pgd_next_virt(next_phys);
 668         }
 669
 670         create_pgd_next_mapping(nextp, va, pa, sz, prot);
 671 }
 672
 673 static uintptr_t __init best_map_size(phys_addr_t base, phys_addr_t size)
 674 {
 675         /* Upgrade to PMD_SIZE mappings whenever possible */
 676         if ((base & (PMD_SIZE - 1)) || (size & (PMD_SIZE - 1)))
 677                 return PAGE_SIZE;
 678
 679         return PMD_SIZE;
 680 }
 681
 682 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 683 #define phys_ram_base  (*(phys_addr_t *)XIP_FIXUP(&phys_ram_base))
 684 extern char _xiprom[], _exiprom[], __data_loc;
 685
 686 /* called from head.S with MMU off */
 687 asmlinkage void __init __copy_data(void)
 688 {
 689         void *from = (void *)(&__data_loc);
 690         void *to = (void *)CONFIG_PHYS_RAM_BASE;
 691         size_t sz = (size_t)((uintptr_t)(&_end) - (uintptr_t)(&_sdata));
 692
 693         memcpy(to, from, sz);
 694 }
 695 #endif
 696
 697 #ifdef CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX
 698 static __init pgprot_t pgprot_from_va(uintptr_t va)
 699 {
 700         if (is_va_kernel_text(va))
 701                 return PAGE_KERNEL_READ_EXEC;
 702
 703         /*
 704          * In 64-bit kernel, the kernel mapping is outside the linear mapping so
 705          * we must protect its linear mapping alias from being executed and
 706          * written.
 707          * And rodata section is marked readonly in mark_rodata_ro.
 708          */
 709         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) && is_va_kernel_lm_alias_text(va))
 710                 return PAGE_KERNEL_READ;
 711
 712         return PAGE_KERNEL;
 713 }
 714
 715 void mark_rodata_ro(void)
 716 {
 717         set_kernel_memory(__start_rodata, _data, set_memory_ro);
 718         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT))
 719                 set_kernel_memory(lm_alias(__start_rodata), lm_alias(_data),
 720                                   set_memory_ro);
 721
 722         debug_checkwx();
 723 }
 724 #else
 725 static __init pgprot_t pgprot_from_va(uintptr_t va)
 726 {
 727         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) && !is_kernel_mapping(va))
 728                 return PAGE_KERNEL;
 729
 730         return PAGE_KERNEL_EXEC;
 731 }
 732 #endif /* CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX */
 733
 734 #if defined(CONFIG_64BIT) && !defined(CONFIG_XIP_KERNEL)
 735 static void __init disable_pgtable_l5(void)
 736 {
 737         pgtable_l5_enabled = false;
 738         kernel_map.page_offset = PAGE_OFFSET_L4;
 739         satp_mode = SATP_MODE_48;
 740 }
 741
 742 static void __init disable_pgtable_l4(void)
 743 {
 744         pgtable_l4_enabled = false;
 745         kernel_map.page_offset = PAGE_OFFSET_L3;
 746         satp_mode = SATP_MODE_39;
 747 }
 748
 749 /*
 750  * There is a simple way to determine if 4-level is supported by the
 751  * underlying hardware: establish 1:1 mapping in 4-level page table mode
 752  * then read SATP to see if the configuration was taken into account
 753  * meaning sv48 is supported.
 754  */
 755 static __init void set_satp_mode(void)
 756 {
 757         u64 identity_satp, hw_satp;
 758         uintptr_t set_satp_mode_pmd = ((unsigned long)set_satp_mode) & PMD_MASK;
 759         bool check_l4 = false;
 760
 761         create_p4d_mapping(early_p4d,
 762                         set_satp_mode_pmd, (uintptr_t)early_pud,
 763                         P4D_SIZE, PAGE_TABLE);
 764         create_pud_mapping(early_pud,
 765                            set_satp_mode_pmd, (uintptr_t)early_pmd,
 766                            PUD_SIZE, PAGE_TABLE);
 767         /* Handle the case where set_satp_mode straddles 2 PMDs */
 768         create_pmd_mapping(early_pmd,
 769                            set_satp_mode_pmd, set_satp_mode_pmd,
 770                            PMD_SIZE, PAGE_KERNEL_EXEC);
 771         create_pmd_mapping(early_pmd,
 772                            set_satp_mode_pmd + PMD_SIZE,
 773                            set_satp_mode_pmd + PMD_SIZE,
 774                            PMD_SIZE, PAGE_KERNEL_EXEC);
 775 retry:
 776         create_pgd_mapping(early_pg_dir,
 777                            set_satp_mode_pmd,
 778                            check_l4 ? (uintptr_t)early_pud : (uintptr_t)early_p4d,
 779                            PGDIR_SIZE, PAGE_TABLE);
 780
 781         identity_satp = PFN_DOWN((uintptr_t)&early_pg_dir) | satp_mode;
 782
 783         local_flush_tlb_all();
 784         csr_write(CSR_SATP, identity_satp);
 785         hw_satp = csr_swap(CSR_SATP, 0ULL);
 786         local_flush_tlb_all();
 787
 788         if (hw_satp != identity_satp) {
 789                 if (!check_l4) {
 790                         disable_pgtable_l5();
 791                         check_l4 = true;
 792                         memset(early_pg_dir, 0, PAGE_SIZE);
 793                         goto retry;
 794                 }
 795                 disable_pgtable_l4();
 796         }
 797
 798         memset(early_pg_dir, 0, PAGE_SIZE);
 799         memset(early_p4d, 0, PAGE_SIZE);
 800         memset(early_pud, 0, PAGE_SIZE);
 801         memset(early_pmd, 0, PAGE_SIZE);
 802 }
 803 #endif
 804
 805 /*
 806  * setup_vm() is called from head.S with MMU-off.
 807  *
 808  * Following requirements should be honoured for setup_vm() to work
 809  * correctly:
 810  * 1) It should use PC-relative addressing for accessing kernel symbols.
 811  *    To achieve this we always use GCC cmodel=medany.
 812  * 2) The compiler instrumentation for FTRACE will not work for setup_vm()
 813  *    so disable compiler instrumentation when FTRACE is enabled.
 814  *
 815  * Currently, the above requirements are honoured by using custom CFLAGS
 816  * for init.o in mm/Makefile.
 817  */
 818
 819 #ifndef __riscv_cmodel_medany
 820 #error "setup_vm() is called from head.S before relocate so it should not use absolute addressing."
 821 #endif
 822
 823 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 824 static void __init create_kernel_page_table(pgd_t *pgdir,
 825                                             __always_unused bool early)
 826 {
 827         uintptr_t va, end_va;
 828
 829         /* Map the flash resident part */
 830         end_va = kernel_map.virt_addr + kernel_map.xiprom_sz;
 831         for (va = kernel_map.virt_addr; va < end_va; va += PMD_SIZE)
 832                 create_pgd_mapping(pgdir, va,
 833                                    kernel_map.xiprom + (va - kernel_map.virt_addr),
 834                                    PMD_SIZE, PAGE_KERNEL_EXEC);
 835
 836         /* Map the data in RAM */
 837         end_va = kernel_map.virt_addr + XIP_OFFSET + kernel_map.size;
 838         for (va = kernel_map.virt_addr + XIP_OFFSET; va < end_va; va += PMD_SIZE)
 839                 create_pgd_mapping(pgdir, va,
 840                                    kernel_map.phys_addr + (va - (kernel_map.virt_addr + XIP_OFFSET)),
 841                                    PMD_SIZE, PAGE_KERNEL);
 842 }
 843 #else
 844 static void __init create_kernel_page_table(pgd_t *pgdir, bool early)
 845 {
 846         uintptr_t va, end_va;
 847
 848         end_va = kernel_map.virt_addr + kernel_map.size;
 849         for (va = kernel_map.virt_addr; va < end_va; va += PMD_SIZE)
 850                 create_pgd_mapping(pgdir, va,
 851                                    kernel_map.phys_addr + (va - kernel_map.virt_addr),
 852                                    PMD_SIZE,
 853                                    early ?
 854                                         PAGE_KERNEL_EXEC : pgprot_from_va(va));
 855 }
 856 #endif
 857
 858 /*
 859  * Setup a 4MB mapping that encompasses the device tree: for 64-bit kernel,
 860  * this means 2 PMD entries whereas for 32-bit kernel, this is only 1 PGDIR
 861  * entry.
 862  */
 863 static void __init create_fdt_early_page_table(pgd_t *pgdir, uintptr_t dtb_pa)
 864 {
 865 #ifndef CONFIG_BUILTIN_DTB
 866         uintptr_t pa = dtb_pa & ~(PMD_SIZE - 1);
 867
 868         create_pgd_mapping(early_pg_dir, DTB_EARLY_BASE_VA,
 869                            IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) ? early_dtb_pgd_next : pa,
 870                            PGDIR_SIZE,
 871                            IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) ? PAGE_TABLE : PAGE_KERNEL);
 872
 873         if (pgtable_l5_enabled)
 874                 create_p4d_mapping(early_dtb_p4d, DTB_EARLY_BASE_VA,
 875                                    (uintptr_t)early_dtb_pud, P4D_SIZE, PAGE_TABLE);
 876
 877         if (pgtable_l4_enabled)
 878                 create_pud_mapping(early_dtb_pud, DTB_EARLY_BASE_VA,
 879                                    (uintptr_t)early_dtb_pmd, PUD_SIZE, PAGE_TABLE);
 880
 881         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT)) {
 882                 create_pmd_mapping(early_dtb_pmd, DTB_EARLY_BASE_VA,
 883                                    pa, PMD_SIZE, PAGE_KERNEL);
 884                 create_pmd_mapping(early_dtb_pmd, DTB_EARLY_BASE_VA + PMD_SIZE,
 885                                    pa + PMD_SIZE, PMD_SIZE, PAGE_KERNEL);
 886         }
 887
 888         dtb_early_va = (void *)DTB_EARLY_BASE_VA + (dtb_pa & (PMD_SIZE - 1));
 889 #else
 890         /*
 891          * For 64-bit kernel, __va can't be used since it would return a linear
 892          * mapping address whereas dtb_early_va will be used before
 893          * setup_vm_final installs the linear mapping. For 32-bit kernel, as the
 894          * kernel is mapped in the linear mapping, that makes no difference.
 895          */
 896         dtb_early_va = kernel_mapping_pa_to_va(XIP_FIXUP(dtb_pa));
 897 #endif
 898
 899         dtb_early_pa = dtb_pa;
 900 }
 901
 902 /*
 903  * MMU is not enabled, the page tables are allocated directly using
 904  * early_pmd/pud/p4d and the address returned is the physical one.
 905  */
 906 static void __init pt_ops_set_early(void)
 907 {
 908         pt_ops.alloc_pte = alloc_pte_early;
 909         pt_ops.get_pte_virt = get_pte_virt_early;
 910 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 911         pt_ops.alloc_pmd = alloc_pmd_early;
 912         pt_ops.get_pmd_virt = get_pmd_virt_early;
 913         pt_ops.alloc_pud = alloc_pud_early;
 914         pt_ops.get_pud_virt = get_pud_virt_early;
 915         pt_ops.alloc_p4d = alloc_p4d_early;
 916         pt_ops.get_p4d_virt = get_p4d_virt_early;
 917 #endif
 918 }
 919
 920 /*
 921  * MMU is enabled but page table setup is not complete yet.
 922  * fixmap page table alloc functions must be used as a means to temporarily
 923  * map the allocated physical pages since the linear mapping does not exist yet.
 924  *
 925  * Note that this is called with MMU disabled, hence kernel_mapping_pa_to_va,
 926  * but it will be used as described above.
 927  */
 928 static void __init pt_ops_set_fixmap(void)
 929 {
 930         pt_ops.alloc_pte = kernel_mapping_pa_to_va((uintptr_t)alloc_pte_fixmap);
 931         pt_ops.get_pte_virt = kernel_mapping_pa_to_va((uintptr_t)get_pte_virt_fixmap);
 932 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 933         pt_ops.alloc_pmd = kernel_mapping_pa_to_va((uintptr_t)alloc_pmd_fixmap);
 934         pt_ops.get_pmd_virt = kernel_mapping_pa_to_va((uintptr_t)get_pmd_virt_fixmap);
 935         pt_ops.alloc_pud = kernel_mapping_pa_to_va((uintptr_t)alloc_pud_fixmap);
 936         pt_ops.get_pud_virt = kernel_mapping_pa_to_va((uintptr_t)get_pud_virt_fixmap);
 937         pt_ops.alloc_p4d = kernel_mapping_pa_to_va((uintptr_t)alloc_p4d_fixmap);
 938         pt_ops.get_p4d_virt = kernel_mapping_pa_to_va((uintptr_t)get_p4d_virt_fixmap);
 939 #endif
 940 }
 941
 942 /*
 943  * MMU is enabled and page table setup is complete, so from now, we can use
 944  * generic page allocation functions to setup page table.
 945  */
 946 static void __init pt_ops_set_late(void)
 947 {
 948         pt_ops.alloc_pte = alloc_pte_late;
 949         pt_ops.get_pte_virt = get_pte_virt_late;
 950 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 951         pt_ops.alloc_pmd = alloc_pmd_late;
 952         pt_ops.get_pmd_virt = get_pmd_virt_late;
 953         pt_ops.alloc_pud = alloc_pud_late;
 954         pt_ops.get_pud_virt = get_pud_virt_late;
 955         pt_ops.alloc_p4d = alloc_p4d_late;
 956         pt_ops.get_p4d_virt = get_p4d_virt_late;
 957 #endif
 958 }
 959
 960 asmlinkage void __init setup_vm(uintptr_t dtb_pa)
 961 {
 962         pmd_t __maybe_unused fix_bmap_spmd, fix_bmap_epmd;
 963
 964         kernel_map.virt_addr = KERNEL_LINK_ADDR;
 965         kernel_map.page_offset = _AC(CONFIG_PAGE_OFFSET, UL);
 966
 967 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 968         kernel_map.xiprom = (uintptr_t)CONFIG_XIP_PHYS_ADDR;
 969         kernel_map.xiprom_sz = (uintptr_t)(&_exiprom) - (uintptr_t)(&_xiprom);
 970
 971         phys_ram_base = CONFIG_PHYS_RAM_BASE;
 972         kernel_map.phys_addr = (uintptr_t)CONFIG_PHYS_RAM_BASE;
 973         kernel_map.size = (uintptr_t)(&_end) - (uintptr_t)(&_sdata);
 974
 975         kernel_map.va_kernel_xip_pa_offset = kernel_map.virt_addr - kernel_map.xiprom;
 976 #else
 977         kernel_map.phys_addr = (uintptr_t)(&_start);
 978         kernel_map.size = (uintptr_t)(&_end) - kernel_map.phys_addr;
 979 #endif
 980
 981 #if defined(CONFIG_64BIT) && !defined(CONFIG_XIP_KERNEL)
 982         set_satp_mode();
 983 #endif
 984
 985         kernel_map.va_pa_offset = PAGE_OFFSET - kernel_map.phys_addr;
 986         kernel_map.va_kernel_pa_offset = kernel_map.virt_addr - kernel_map.phys_addr;
 987
 988         riscv_pfn_base = PFN_DOWN(kernel_map.phys_addr);
 989
 990         /*
 991          * The default maximal physical memory size is KERN_VIRT_SIZE for 32-bit
 992          * kernel, whereas for 64-bit kernel, the end of the virtual address
 993          * space is occupied by the modules/BPF/kernel mappings which reduces
 994          * the available size of the linear mapping.
 995          */
 996         memory_limit = KERN_VIRT_SIZE - (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) ? SZ_4G : 0);
 997
 998         /* Sanity check alignment and size */
 999         BUG_ON((PAGE_OFFSET % PGDIR_SIZE) != 0);
1000         BUG_ON((kernel_map.phys_addr % PMD_SIZE) != 0);
1001
1002 #ifdef CONFIG_64BIT
1003         /*
1004          * The last 4K bytes of the addressable memory can not be mapped because
1005          * of IS_ERR_VALUE macro.
1006          */
1007         BUG_ON((kernel_map.virt_addr + kernel_map.size) > ADDRESS_SPACE_END - SZ_4K);
1008 #endif
1009
1010         apply_early_boot_alternatives();
1011         pt_ops_set_early();
1012
1013         /* Setup early PGD for fixmap */
1014         create_pgd_mapping(early_pg_dir, FIXADDR_START,
1015                            fixmap_pgd_next, PGDIR_SIZE, PAGE_TABLE);
1016
1017 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
1018         /* Setup fixmap P4D and PUD */
1019         if (pgtable_l5_enabled)
1020                 create_p4d_mapping(fixmap_p4d, FIXADDR_START,
1021                                    (uintptr_t)fixmap_pud, P4D_SIZE, PAGE_TABLE);
1022         /* Setup fixmap PUD and PMD */
1023         if (pgtable_l4_enabled)
1024                 create_pud_mapping(fixmap_pud, FIXADDR_START,
1025                                    (uintptr_t)fixmap_pmd, PUD_SIZE, PAGE_TABLE);
1026         create_pmd_mapping(fixmap_pmd, FIXADDR_START,
1027                            (uintptr_t)fixmap_pte, PMD_SIZE, PAGE_TABLE);
1028         /* Setup trampoline PGD and PMD */
1029         create_pgd_mapping(trampoline_pg_dir, kernel_map.virt_addr,
1030                            trampoline_pgd_next, PGDIR_SIZE, PAGE_TABLE);
1031         if (pgtable_l5_enabled)
1032                 create_p4d_mapping(trampoline_p4d, kernel_map.virt_addr,
1033                                    (uintptr_t)trampoline_pud, P4D_SIZE, PAGE_TABLE);
1034         if (pgtable_l4_enabled)
1035                 create_pud_mapping(trampoline_pud, kernel_map.virt_addr,
1036                                    (uintptr_t)trampoline_pmd, PUD_SIZE, PAGE_TABLE);
1037 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
1038         create_pmd_mapping(trampoline_pmd, kernel_map.virt_addr,
1039                            kernel_map.xiprom, PMD_SIZE, PAGE_KERNEL_EXEC);
1040 #else
1041         create_pmd_mapping(trampoline_pmd, kernel_map.virt_addr,
1042                            kernel_map.phys_addr, PMD_SIZE, PAGE_KERNEL_EXEC);
1043 #endif
1044 #else
1045         /* Setup trampoline PGD */
1046         create_pgd_mapping(trampoline_pg_dir, kernel_map.virt_addr,
1047                            kernel_map.phys_addr, PGDIR_SIZE, PAGE_KERNEL_EXEC);
1048 #endif
1049
1050         /*
1051          * Setup early PGD covering entire kernel which will allow
1052          * us to reach paging_init(). We map all memory banks later
1053          * in setup_vm_final() below.
1054          */
1055         create_kernel_page_table(early_pg_dir, true);
1056
1057         /* Setup early mapping for FDT early scan */
1058         create_fdt_early_page_table(early_pg_dir, dtb_pa);
1059
1060         /*
1061          * Bootime fixmap only can handle PMD_SIZE mapping. Thus, boot-ioremap
1062          * range can not span multiple pmds.
1063          */
1064         BUG_ON((__fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN) >> PMD_SHIFT)
1065                      != (__fix_to_virt(FIX_BTMAP_END) >> PMD_SHIFT));
1066
1067 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
1068         /*
1069          * Early ioremap fixmap is already created as it lies within first 2MB
1070          * of fixmap region. We always map PMD_SIZE. Thus, both FIX_BTMAP_END
1071          * FIX_BTMAP_BEGIN should lie in the same pmd. Verify that and warn
1072          * the user if not.
1073          */
1074         fix_bmap_spmd = fixmap_pmd[pmd_index(__fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN))];
1075         fix_bmap_epmd = fixmap_pmd[pmd_index(__fix_to_virt(FIX_BTMAP_END))];
1076         if (pmd_val(fix_bmap_spmd) != pmd_val(fix_bmap_epmd)) {
1077                 WARN_ON(1);
1078                 pr_warn("fixmap btmap start [%08lx] != end [%08lx]\n",
1079                         pmd_val(fix_bmap_spmd), pmd_val(fix_bmap_epmd));
1080                 pr_warn("fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN): %08lx\n",
1081                         fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN));
1082                 pr_warn("fix_to_virt(FIX_BTMAP_END):   %08lx\n",
1083                         fix_to_virt(FIX_BTMAP_END));
1084
1085                 pr_warn("FIX_BTMAP_END:       %d\n", FIX_BTMAP_END);
1086                 pr_warn("FIX_BTMAP_BEGIN:     %d\n", FIX_BTMAP_BEGIN);
1087         }
1088 #endif
1089
1090         pt_ops_set_fixmap();
1091 }
1092
1093 static void __init setup_vm_final(void)
1094 {
1095         uintptr_t va, map_size;
1096         phys_addr_t pa, start, end;
1097         u64 i;
1098
1099         /* Setup swapper PGD for fixmap */
1100         create_pgd_mapping(swapper_pg_dir, FIXADDR_START,
1101                            __pa_symbol(fixmap_pgd_next),
1102                            PGDIR_SIZE, PAGE_TABLE);
1103
1104         /* Map all memory banks in the linear mapping */
1105         for_each_mem_range(i, &start, &end) {
1106                 if (start >= end)
1107                         break;
1108                 if (start <= __pa(PAGE_OFFSET) &&
1109                     __pa(PAGE_OFFSET) < end)
1110                         start = __pa(PAGE_OFFSET);
1111                 if (end >= __pa(PAGE_OFFSET) + memory_limit)
1112                         end = __pa(PAGE_OFFSET) + memory_limit;
1113
1114                 map_size = best_map_size(start, end - start);
1115                 for (pa = start; pa < end; pa += map_size) {
1116                         va = (uintptr_t)__va(pa);
1117
1118                         create_pgd_mapping(swapper_pg_dir, va, pa, map_size,
1119                                            pgprot_from_va(va));
1120                 }
1121         }
1122
1123         /* Map the kernel */
1124         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT))
1125                 create_kernel_page_table(swapper_pg_dir, false);
1126
1127 #ifdef CONFIG_KASAN
1128         kasan_swapper_init();
1129 #endif
1130
1131         /* Clear fixmap PTE and PMD mappings */
1132         clear_fixmap(FIX_PTE);
1133         clear_fixmap(FIX_PMD);
1134         clear_fixmap(FIX_PUD);
1135         clear_fixmap(FIX_P4D);
1136
1137         /* Move to swapper page table */
1138         csr_write(CSR_SATP, PFN_DOWN(__pa_symbol(swapper_pg_dir)) | satp_mode);
1139         local_flush_tlb_all();
1140
1141         pt_ops_set_late();
1142 }
1143 #else
1144 asmlinkage void __init setup_vm(uintptr_t dtb_pa)
1145 {
1146         dtb_early_va = (void *)dtb_pa;
1147         dtb_early_pa = dtb_pa;
1148 }
1149
1150 static inline void setup_vm_final(void)
1151 {
1152 }
1153 #endif /* CONFIG_MMU */
1154
1155 /*
1156  * reserve_crashkernel() - reserves memory for crash kernel
1157  *
1158  * This function reserves memory area given in "crashkernel=" kernel command
1159  * line parameter. The memory reserved is used by dump capture kernel when
1160  * primary kernel is crashing.
1161  */
1162 static void __init reserve_crashkernel(void)
1163 {
1164         unsigned long long crash_base = 0;
1165         unsigned long long crash_size = 0;
1166         unsigned long search_start = memblock_start_of_DRAM();
1167         unsigned long search_end = memblock_end_of_DRAM();
1168
1169         int ret = 0;
1170
1171         if (!IS_ENABLED(CONFIG_KEXEC_CORE))
1172                 return;
1173         /*
1174          * Don't reserve a region for a crash kernel on a crash kernel
1175          * since it doesn't make much sense and we have limited memory
1176          * resources.
1177          */
1178         if (is_kdump_kernel()) {
1179                 pr_info("crashkernel: ignoring reservation request\n");
1180                 return;
1181         }
1182
1183         ret = parse_crashkernel(boot_command_line, memblock_phys_mem_size(),
1184                                 &crash_size, &crash_base);
1185         if (ret || !crash_size)
1186                 return;
1187
1188         crash_size = PAGE_ALIGN(crash_size);
1189
1190         if (crash_base) {
1191                 search_start = crash_base;
1192                 search_end = crash_base + crash_size;
1193         }
1194
1195         /*
1196          * Current riscv boot protocol requires 2MB alignment for
1197          * RV64 and 4MB alignment for RV32 (hugepage size)
1198          *
1199          * Try to alloc from 32bit addressible physical memory so that
1200          * swiotlb can work on the crash kernel.
1201          */
1202         crash_base = memblock_phys_alloc_range(crash_size, PMD_SIZE,
1203                                                search_start,
1204                                                min(search_end, (unsigned long) SZ_4G));
1205         if (crash_base == 0) {
1206                 /* Try again without restricting region to 32bit addressible memory */
1207                 crash_base = memblock_phys_alloc_range(crash_size, PMD_SIZE,
1208                                                 search_start, search_end);
1209                 if (crash_base == 0) {
1210                         pr_warn("crashkernel: couldn't allocate %lldKB\n",
1211                                 crash_size >> 10);
1212                         return;
1213                 }
1214         }
1215
1216         pr_info("crashkernel: reserved 0x%016llx - 0x%016llx (%lld MB)\n",
1217                 crash_base, crash_base + crash_size, crash_size >> 20);
1218
1219         crashk_res.start = crash_base;
1220         crashk_res.end = crash_base + crash_size - 1;
1221 }
1222
1223 void __init paging_init(void)
1224 {
1225         setup_bootmem();
1226         setup_vm_final();
1227 }
1228
1229 void __init misc_mem_init(void)
1230 {
1231         early_memtest(min_low_pfn << PAGE_SHIFT, max_low_pfn << PAGE_SHIFT);
1232         arch_numa_init();
1233         sparse_init();
1234         zone_sizes_init();
1235         reserve_crashkernel();
1236         memblock_dump_all();
1237 }
1238
1239 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
1240 int __meminit vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node,
1241                                struct vmem_altmap *altmap)
1242 {
1243         return vmemmap_populate_basepages(start, end, node, NULL);
1244 }
1245 #endif