arch/arm64/mm/mmu.c

   1 /*
   2  * Based on arch/arm/mm/mmu.c
   3  *
   4  * Copyright (C) 1995-2005 Russell King
   5  * Copyright (C) 2012 ARM Ltd.
   6  *
   7  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   8  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   9  * published by the Free Software Foundation.
  10  *
  11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  * GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  18  */
  19
  20 #include <linux/cache.h>
  21 #include <linux/export.h>
  22 #include <linux/kernel.h>
  23 #include <linux/errno.h>
  24 #include <linux/init.h>
  25 #include <linux/ioport.h>
  26 #include <linux/kexec.h>
  27 #include <linux/libfdt.h>
  28 #include <linux/mman.h>
  29 #include <linux/nodemask.h>
  30 #include <linux/memblock.h>
  31 #include <linux/fs.h>
  32 #include <linux/io.h>
  33 #include <linux/mm.h>
  34 #include <linux/vmalloc.h>
  35
  36 #include <asm/barrier.h>
  37 #include <asm/cputype.h>
  38 #include <asm/fixmap.h>
  39 #include <asm/kasan.h>
  40 #include <asm/kernel-pgtable.h>
  41 #include <asm/sections.h>
  42 #include <asm/setup.h>
  43 #include <asm/sizes.h>
  44 #include <asm/tlb.h>
  45 #include <asm/memblock.h>
  46 #include <asm/mmu_context.h>
  47 #include <asm/ptdump.h>
  48
  49 #define NO_BLOCK_MAPPINGS       BIT(0)
  50 #define NO_CONT_MAPPINGS        BIT(1)
  51
  52 u64 idmap_t0sz = TCR_T0SZ(VA_BITS);
  53
  54 u64 kimage_voffset __ro_after_init;
  55 EXPORT_SYMBOL(kimage_voffset);
  56
  57 /*
  58  * Empty_zero_page is a special page that is used for zero-initialized data
  59  * and COW.
  60  */
  61 unsigned long empty_zero_page[PAGE_SIZE / sizeof(unsigned long)] __page_aligned_bss;
  62 EXPORT_SYMBOL(empty_zero_page);
  63
  64 static pte_t bm_pte[PTRS_PER_PTE] __page_aligned_bss;
  65 static pmd_t bm_pmd[PTRS_PER_PMD] __page_aligned_bss __maybe_unused;
  66 static pud_t bm_pud[PTRS_PER_PUD] __page_aligned_bss __maybe_unused;
  67
  68 pgprot_t phys_mem_access_prot(struct file *file, unsigned long pfn,
  69                               unsigned long size, pgprot_t vma_prot)
  70 {
  71         if (!pfn_valid(pfn))
  72                 return pgprot_noncached(vma_prot);
  73         else if (file->f_flags & O_SYNC)
  74                 return pgprot_writecombine(vma_prot);
  75         return vma_prot;
  76 }
  77 EXPORT_SYMBOL(phys_mem_access_prot);
  78
  79 static phys_addr_t __init early_pgtable_alloc(void)
  80 {
  81         phys_addr_t phys;
  82         void *ptr;
  83
  84         phys = memblock_alloc(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
  85
  86         /*
  87          * The FIX_{PGD,PUD,PMD} slots may be in active use, but the FIX_PTE
  88          * slot will be free, so we can (ab)use the FIX_PTE slot to initialise
  89          * any level of table.
  90          */
  91         ptr = pte_set_fixmap(phys);
  92
  93         memset(ptr, 0, PAGE_SIZE);
  94
  95         /*
  96          * Implicit barriers also ensure the zeroed page is visible to the page
  97          * table walker
  98          */
  99         pte_clear_fixmap();
 100
 101         return phys;
 102 }
 103
 104 static bool pgattr_change_is_safe(u64 old, u64 new)
 105 {
 106         /*
 107          * The following mapping attributes may be updated in live
 108          * kernel mappings without the need for break-before-make.
 109          */
 110         static const pteval_t mask = PTE_PXN | PTE_RDONLY | PTE_WRITE;
 111
 112         /* creating or taking down mappings is always safe */
 113         if (old == 0 || new == 0)
 114                 return true;
 115
 116         /* live contiguous mappings may not be manipulated at all */
 117         if ((old | new) & PTE_CONT)
 118                 return false;
 119
 120         return ((old ^ new) & ~mask) == 0;
 121 }
 122
 123 static void init_pte(pmd_t *pmd, unsigned long addr, unsigned long end,
 124                      phys_addr_t phys, pgprot_t prot)
 125 {
 126         pte_t *pte;
 127
 128         pte = pte_set_fixmap_offset(pmd, addr);
 129         do {
 130                 pte_t old_pte = *pte;
 131
 132                 set_pte(pte, pfn_pte(__phys_to_pfn(phys), prot));
 133
 134                 /*
 135                  * After the PTE entry has been populated once, we
 136                  * only allow updates to the permission attributes.
 137                  */
 138                 BUG_ON(!pgattr_change_is_safe(pte_val(old_pte), pte_val(*pte)));
 139
 140                 phys += PAGE_SIZE;
 141         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
 142
 143         pte_clear_fixmap();
 144 }
 145
 146 static void alloc_init_cont_pte(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
 147                                 unsigned long end, phys_addr_t phys,
 148                                 pgprot_t prot,
 149                                 phys_addr_t (*pgtable_alloc)(void),
 150                                 int flags)
 151 {
 152         unsigned long next;
 153
 154         BUG_ON(pmd_sect(*pmd));
 155         if (pmd_none(*pmd)) {
 156                 phys_addr_t pte_phys;
 157                 BUG_ON(!pgtable_alloc);
 158                 pte_phys = pgtable_alloc();
 159                 __pmd_populate(pmd, pte_phys, PMD_TYPE_TABLE);
 160         }
 161         BUG_ON(pmd_bad(*pmd));
 162
 163         do {
 164                 pgprot_t __prot = prot;
 165
 166                 next = pte_cont_addr_end(addr, end);
 167
 168                 /* use a contiguous mapping if the range is suitably aligned */
 169                 if ((((addr | next | phys) & ~CONT_PTE_MASK) == 0) &&
 170                     (flags & NO_CONT_MAPPINGS) == 0)
 171                         __prot = __pgprot(pgprot_val(prot) | PTE_CONT);
 172
 173                 init_pte(pmd, addr, next, phys, __prot);
 174
 175                 phys += next - addr;
 176         } while (addr = next, addr != end);
 177 }
 178
 179 static void init_pmd(pud_t *pud, unsigned long addr, unsigned long end,
 180                      phys_addr_t phys, pgprot_t prot,
 181                      phys_addr_t (*pgtable_alloc)(void), int flags)
 182 {
 183         unsigned long next;
 184         pmd_t *pmd;
 185
 186         pmd = pmd_set_fixmap_offset(pud, addr);
 187         do {
 188                 pmd_t old_pmd = *pmd;
 189
 190                 next = pmd_addr_end(addr, end);
 191
 192                 /* try section mapping first */
 193                 if (((addr | next | phys) & ~SECTION_MASK) == 0 &&
 194                     (flags & NO_BLOCK_MAPPINGS) == 0) {
 195                         pmd_set_huge(pmd, phys, prot);
 196
 197                         /*
 198                          * After the PMD entry has been populated once, we
 199                          * only allow updates to the permission attributes.
 200                          */
 201                         BUG_ON(!pgattr_change_is_safe(pmd_val(old_pmd),
 202                                                       pmd_val(*pmd)));
 203                 } else {
 204                         alloc_init_cont_pte(pmd, addr, next, phys, prot,
 205                                             pgtable_alloc, flags);
 206
 207                         BUG_ON(pmd_val(old_pmd) != 0 &&
 208                                pmd_val(old_pmd) != pmd_val(*pmd));
 209                 }
 210                 phys += next - addr;
 211         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
 212
 213         pmd_clear_fixmap();
 214 }
 215
 216 static void alloc_init_cont_pmd(pud_t *pud, unsigned long addr,
 217                                 unsigned long end, phys_addr_t phys,
 218                                 pgprot_t prot,
 219                                 phys_addr_t (*pgtable_alloc)(void), int flags)
 220 {
 221         unsigned long next;
 222
 223         /*
 224          * Check for initial section mappings in the pgd/pud.
 225          */
 226         BUG_ON(pud_sect(*pud));
 227         if (pud_none(*pud)) {
 228                 phys_addr_t pmd_phys;
 229                 BUG_ON(!pgtable_alloc);
 230                 pmd_phys = pgtable_alloc();
 231                 __pud_populate(pud, pmd_phys, PUD_TYPE_TABLE);
 232         }
 233         BUG_ON(pud_bad(*pud));
 234
 235         do {
 236                 pgprot_t __prot = prot;
 237
 238                 next = pmd_cont_addr_end(addr, end);
 239
 240                 /* use a contiguous mapping if the range is suitably aligned */
 241                 if ((((addr | next | phys) & ~CONT_PMD_MASK) == 0) &&
 242                     (flags & NO_CONT_MAPPINGS) == 0)
 243                         __prot = __pgprot(pgprot_val(prot) | PTE_CONT);
 244
 245                 init_pmd(pud, addr, next, phys, __prot, pgtable_alloc, flags);
 246
 247                 phys += next - addr;
 248         } while (addr = next, addr != end);
 249 }
 250
 251 static inline bool use_1G_block(unsigned long addr, unsigned long next,
 252                         unsigned long phys)
 253 {
 254         if (PAGE_SHIFT != 12)
 255                 return false;
 256
 257         if (((addr | next | phys) & ~PUD_MASK) != 0)
 258                 return false;
 259
 260         return true;
 261 }
 262
 263 static void alloc_init_pud(pgd_t *pgd, unsigned long addr, unsigned long end,
 264                                   phys_addr_t phys, pgprot_t prot,
 265                                   phys_addr_t (*pgtable_alloc)(void),
 266                                   int flags)
 267 {
 268         pud_t *pud;
 269         unsigned long next;
 270
 271         if (pgd_none(*pgd)) {
 272                 phys_addr_t pud_phys;
 273                 BUG_ON(!pgtable_alloc);
 274                 pud_phys = pgtable_alloc();
 275                 __pgd_populate(pgd, pud_phys, PUD_TYPE_TABLE);
 276         }
 277         BUG_ON(pgd_bad(*pgd));
 278
 279         pud = pud_set_fixmap_offset(pgd, addr);
 280         do {
 281                 pud_t old_pud = *pud;
 282
 283                 next = pud_addr_end(addr, end);
 284
 285                 /*
 286                  * For 4K granule only, attempt to put down a 1GB block
 287                  */
 288                 if (use_1G_block(addr, next, phys) &&
 289                     (flags & NO_BLOCK_MAPPINGS) == 0) {
 290                         pud_set_huge(pud, phys, prot);
 291
 292                         /*
 293                          * After the PUD entry has been populated once, we
 294                          * only allow updates to the permission attributes.
 295                          */
 296                         BUG_ON(!pgattr_change_is_safe(pud_val(old_pud),
 297                                                       pud_val(*pud)));
 298                 } else {
 299                         alloc_init_cont_pmd(pud, addr, next, phys, prot,
 300                                             pgtable_alloc, flags);
 301
 302                         BUG_ON(pud_val(old_pud) != 0 &&
 303                                pud_val(old_pud) != pud_val(*pud));
 304                 }
 305                 phys += next - addr;
 306         } while (pud++, addr = next, addr != end);
 307
 308         pud_clear_fixmap();
 309 }
 310
 311 static void __create_pgd_mapping(pgd_t *pgdir, phys_addr_t phys,
 312                                  unsigned long virt, phys_addr_t size,
 313                                  pgprot_t prot,
 314                                  phys_addr_t (*pgtable_alloc)(void),
 315                                  int flags)
 316 {
 317         unsigned long addr, length, end, next;
 318         pgd_t *pgd = pgd_offset_raw(pgdir, virt);
 319
 320         /*
 321          * If the virtual and physical address don't have the same offset
 322          * within a page, we cannot map the region as the caller expects.
 323          */
 324         if (WARN_ON((phys ^ virt) & ~PAGE_MASK))
 325                 return;
 326
 327         phys &= PAGE_MASK;
 328         addr = virt & PAGE_MASK;
 329         length = PAGE_ALIGN(size + (virt & ~PAGE_MASK));
 330
 331         end = addr + length;
 332         do {
 333                 next = pgd_addr_end(addr, end);
 334                 alloc_init_pud(pgd, addr, next, phys, prot, pgtable_alloc,
 335                                flags);
 336                 phys += next - addr;
 337         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
 338 }
 339
 340 static phys_addr_t pgd_pgtable_alloc(void)
 341 {
 342         void *ptr = (void *)__get_free_page(PGALLOC_GFP);
 343         if (!ptr || !pgtable_page_ctor(virt_to_page(ptr)))
 344                 BUG();
 345
 346         /* Ensure the zeroed page is visible to the page table walker */
 347         dsb(ishst);
 348         return __pa(ptr);
 349 }
 350
 351 /*
 352  * This function can only be used to modify existing table entries,
 353  * without allocating new levels of table. Note that this permits the
 354  * creation of new section or page entries.
 355  */
 356 static void __init create_mapping_noalloc(phys_addr_t phys, unsigned long virt,
 357                                   phys_addr_t size, pgprot_t prot)
 358 {
 359         if (virt < VMALLOC_START) {
 360                 pr_warn("BUG: not creating mapping for %pa at 0x%016lx - outside kernel range\n",
 361                         &phys, virt);
 362                 return;
 363         }
 364         __create_pgd_mapping(init_mm.pgd, phys, virt, size, prot, NULL,
 365                              NO_CONT_MAPPINGS);
 366 }
 367
 368 void __init create_pgd_mapping(struct mm_struct *mm, phys_addr_t phys,
 369                                unsigned long virt, phys_addr_t size,
 370                                pgprot_t prot, bool page_mappings_only)
 371 {
 372         int flags = 0;
 373
 374         BUG_ON(mm == &init_mm);
 375
 376         if (page_mappings_only)
 377                 flags = NO_BLOCK_MAPPINGS | NO_CONT_MAPPINGS;
 378
 379         __create_pgd_mapping(mm->pgd, phys, virt, size, prot,
 380                              pgd_pgtable_alloc, flags);
 381 }
 382
 383 static void update_mapping_prot(phys_addr_t phys, unsigned long virt,
 384                                 phys_addr_t size, pgprot_t prot)
 385 {
 386         if (virt < VMALLOC_START) {
 387                 pr_warn("BUG: not updating mapping for %pa at 0x%016lx - outside kernel range\n",
 388                         &phys, virt);
 389                 return;
 390         }
 391
 392         __create_pgd_mapping(init_mm.pgd, phys, virt, size, prot, NULL,
 393                              NO_CONT_MAPPINGS);
 394
 395         /* flush the TLBs after updating live kernel mappings */
 396         flush_tlb_kernel_range(virt, virt + size);
 397 }
 398
 399 static void __init __map_memblock(pgd_t *pgd, phys_addr_t start,
 400                                   phys_addr_t end, pgprot_t prot, int flags)
 401 {
 402         __create_pgd_mapping(pgd, start, __phys_to_virt(start), end - start,
 403                              prot, early_pgtable_alloc, flags);
 404 }
 405
 406 void __init mark_linear_text_alias_ro(void)
 407 {
 408         /*
 409          * Remove the write permissions from the linear alias of .text/.rodata
 410          */
 411         update_mapping_prot(__pa_symbol(_text), (unsigned long)lm_alias(_text),
 412                             (unsigned long)__init_begin - (unsigned long)_text,
 413                             PAGE_KERNEL_RO);
 414 }
 415
 416 static void __init map_mem(pgd_t *pgd)
 417 {
 418         phys_addr_t kernel_start = __pa_symbol(_text);
 419         phys_addr_t kernel_end = __pa_symbol(__init_begin);
 420         struct memblock_region *reg;
 421         int flags = 0;
 422
 423         if (debug_pagealloc_enabled())
 424                 flags = NO_BLOCK_MAPPINGS | NO_CONT_MAPPINGS;
 425
 426         /*
 427          * Take care not to create a writable alias for the
 428          * read-only text and rodata sections of the kernel image.
 429          * So temporarily mark them as NOMAP to skip mappings in
 430          * the following for-loop
 431          */
 432         memblock_mark_nomap(kernel_start, kernel_end - kernel_start);
 433 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
 434         if (crashk_res.end)
 435                 memblock_mark_nomap(crashk_res.start,
 436                                     resource_size(&crashk_res));
 437 #endif
 438
 439         /* map all the memory banks */
 440         for_each_memblock(memory, reg) {
 441                 phys_addr_t start = reg->base;
 442                 phys_addr_t end = start + reg->size;
 443
 444                 if (start >= end)
 445                         break;
 446                 if (memblock_is_nomap(reg))
 447                         continue;
 448
 449                 __map_memblock(pgd, start, end, PAGE_KERNEL, flags);
 450         }
 451
 452         /*
 453          * Map the linear alias of the [_text, __init_begin) interval
 454          * as non-executable now, and remove the write permission in
 455          * mark_linear_text_alias_ro() below (which will be called after
 456          * alternative patching has completed). This makes the contents
 457          * of the region accessible to subsystems such as hibernate,
 458          * but protects it from inadvertent modification or execution.
 459          * Note that contiguous mappings cannot be remapped in this way,
 460          * so we should avoid them here.
 461          */
 462         __map_memblock(pgd, kernel_start, kernel_end,
 463                        PAGE_KERNEL, NO_CONT_MAPPINGS);
 464         memblock_clear_nomap(kernel_start, kernel_end - kernel_start);
 465
 466 #ifdef CONFIG_KEXEC_CORE
 467         /*
 468          * Use page-level mappings here so that we can shrink the region
 469          * in page granularity and put back unused memory to buddy system
 470          * through /sys/kernel/kexec_crash_size interface.
 471          */
 472         if (crashk_res.end) {
 473                 __map_memblock(pgd, crashk_res.start, crashk_res.end + 1,
 474                                PAGE_KERNEL,
 475                                NO_BLOCK_MAPPINGS | NO_CONT_MAPPINGS);
 476                 memblock_clear_nomap(crashk_res.start,
 477                                      resource_size(&crashk_res));
 478         }
 479 #endif
 480 }
 481
 482 void mark_rodata_ro(void)
 483 {
 484         unsigned long section_size;
 485
 486         /*
 487          * mark .rodata as read only. Use __init_begin rather than __end_rodata
 488          * to cover NOTES and EXCEPTION_TABLE.
 489          */
 490         section_size = (unsigned long)__init_begin - (unsigned long)__start_rodata;
 491         update_mapping_prot(__pa_symbol(__start_rodata), (unsigned long)__start_rodata,
 492                             section_size, PAGE_KERNEL_RO);
 493
 494         debug_checkwx();
 495 }
 496
 497 static void __init map_kernel_segment(pgd_t *pgd, void *va_start, void *va_end,
 498                                       pgprot_t prot, struct vm_struct *vma,
 499                                       int flags, unsigned long vm_flags)
 500 {
 501         phys_addr_t pa_start = __pa_symbol(va_start);
 502         unsigned long size = va_end - va_start;
 503
 504         BUG_ON(!PAGE_ALIGNED(pa_start));
 505         BUG_ON(!PAGE_ALIGNED(size));
 506
 507         __create_pgd_mapping(pgd, pa_start, (unsigned long)va_start, size, prot,
 508                              early_pgtable_alloc, flags);
 509
 510         if (!(vm_flags & VM_NO_GUARD))
 511                 size += PAGE_SIZE;
 512
 513         vma->addr       = va_start;
 514         vma->phys_addr  = pa_start;
 515         vma->size       = size;
 516         vma->flags      = VM_MAP | vm_flags;
 517         vma->caller     = __builtin_return_address(0);
 518
 519         vm_area_add_early(vma);
 520 }
 521
 522 static int __init parse_rodata(char *arg)
 523 {
 524         return strtobool(arg, &rodata_enabled);
 525 }
 526 early_param("rodata", parse_rodata);
 527
 528 /*
 529  * Create fine-grained mappings for the kernel.
 530  */
 531 static void __init map_kernel(pgd_t *pgd)
 532 {
 533         static struct vm_struct vmlinux_text, vmlinux_rodata, vmlinux_inittext,
 534                                 vmlinux_initdata, vmlinux_data;
 535
 536         /*
 537          * External debuggers may need to write directly to the text
 538          * mapping to install SW breakpoints. Allow this (only) when
 539          * explicitly requested with rodata=off.
 540          */
 541         pgprot_t text_prot = rodata_enabled ? PAGE_KERNEL_ROX : PAGE_KERNEL_EXEC;
 542
 543         /*
 544          * Only rodata will be remapped with different permissions later on,
 545          * all other segments are allowed to use contiguous mappings.
 546          */
 547         map_kernel_segment(pgd, _text, _etext, text_prot, &vmlinux_text, 0,
 548                            VM_NO_GUARD);
 549         map_kernel_segment(pgd, __start_rodata, __inittext_begin, PAGE_KERNEL,
 550                            &vmlinux_rodata, NO_CONT_MAPPINGS, VM_NO_GUARD);
 551         map_kernel_segment(pgd, __inittext_begin, __inittext_end, text_prot,
 552                            &vmlinux_inittext, 0, VM_NO_GUARD);
 553         map_kernel_segment(pgd, __initdata_begin, __initdata_end, PAGE_KERNEL,
 554                            &vmlinux_initdata, 0, VM_NO_GUARD);
 555         map_kernel_segment(pgd, _data, _end, PAGE_KERNEL, &vmlinux_data, 0, 0);
 556
 557         if (!pgd_val(*pgd_offset_raw(pgd, FIXADDR_START))) {
 558                 /*
 559                  * The fixmap falls in a separate pgd to the kernel, and doesn't
 560                  * live in the carveout for the swapper_pg_dir. We can simply
 561                  * re-use the existing dir for the fixmap.
 562                  */
 563                 set_pgd(pgd_offset_raw(pgd, FIXADDR_START),
 564                         *pgd_offset_k(FIXADDR_START));
 565         } else if (CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 3) {
 566                 /*
 567                  * The fixmap shares its top level pgd entry with the kernel
 568                  * mapping. This can really only occur when we are running
 569                  * with 16k/4 levels, so we can simply reuse the pud level
 570                  * entry instead.
 571                  */
 572                 BUG_ON(!IS_ENABLED(CONFIG_ARM64_16K_PAGES));
 573                 set_pud(pud_set_fixmap_offset(pgd, FIXADDR_START),
 574                         __pud(__pa_symbol(bm_pmd) | PUD_TYPE_TABLE));
 575                 pud_clear_fixmap();
 576         } else {
 577                 BUG();
 578         }
 579
 580         kasan_copy_shadow(pgd);
 581 }
 582
 583 /*
 584  * paging_init() sets up the page tables, initialises the zone memory
 585  * maps and sets up the zero page.
 586  */
 587 void __init paging_init(void)
 588 {
 589         phys_addr_t pgd_phys = early_pgtable_alloc();
 590         pgd_t *pgd = pgd_set_fixmap(pgd_phys);
 591
 592         map_kernel(pgd);
 593         map_mem(pgd);
 594
 595         /*
 596          * We want to reuse the original swapper_pg_dir so we don't have to
 597          * communicate the new address to non-coherent secondaries in
 598          * secondary_entry, and so cpu_switch_mm can generate the address with
 599          * adrp+add rather than a load from some global variable.
 600          *
 601          * To do this we need to go via a temporary pgd.
 602          */
 603         cpu_replace_ttbr1(__va(pgd_phys));
 604         memcpy(swapper_pg_dir, pgd, PGD_SIZE);
 605         cpu_replace_ttbr1(lm_alias(swapper_pg_dir));
 606
 607         pgd_clear_fixmap();
 608         memblock_free(pgd_phys, PAGE_SIZE);
 609
 610         /*
 611          * We only reuse the PGD from the swapper_pg_dir, not the pud + pmd
 612          * allocated with it.
 613          */
 614         memblock_free(__pa_symbol(swapper_pg_dir) + PAGE_SIZE,
 615                       SWAPPER_DIR_SIZE - PAGE_SIZE);
 616 }
 617
 618 /*
 619  * Check whether a kernel address is valid (derived from arch/x86/).
 620  */
 621 int kern_addr_valid(unsigned long addr)
 622 {
 623         pgd_t *pgd;
 624         pud_t *pud;
 625         pmd_t *pmd;
 626         pte_t *pte;
 627
 628         if ((((long)addr) >> VA_BITS) != -1UL)
 629                 return 0;
 630
 631         pgd = pgd_offset_k(addr);
 632         if (pgd_none(*pgd))
 633                 return 0;
 634
 635         pud = pud_offset(pgd, addr);
 636         if (pud_none(*pud))
 637                 return 0;
 638
 639         if (pud_sect(*pud))
 640                 return pfn_valid(pud_pfn(*pud));
 641
 642         pmd = pmd_offset(pud, addr);
 643         if (pmd_none(*pmd))
 644                 return 0;
 645
 646         if (pmd_sect(*pmd))
 647                 return pfn_valid(pmd_pfn(*pmd));
 648
 649         pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
 650         if (pte_none(*pte))
 651                 return 0;
 652
 653         return pfn_valid(pte_pfn(*pte));
 654 }
 655 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
 656 #if !ARM64_SWAPPER_USES_SECTION_MAPS
 657 int __meminit vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node)
 658 {
 659         return vmemmap_populate_basepages(start, end, node);
 660 }
 661 #else   /* !ARM64_SWAPPER_USES_SECTION_MAPS */
 662 int __meminit vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node)
 663 {
 664         unsigned long addr = start;
 665         unsigned long next;
 666         pgd_t *pgd;
 667         pud_t *pud;
 668         pmd_t *pmd;
 669
 670         do {
 671                 next = pmd_addr_end(addr, end);
 672
 673                 pgd = vmemmap_pgd_populate(addr, node);
 674                 if (!pgd)
 675                         return -ENOMEM;
 676
 677                 pud = vmemmap_pud_populate(pgd, addr, node);
 678                 if (!pud)
 679                         return -ENOMEM;
 680
 681                 pmd = pmd_offset(pud, addr);
 682                 if (pmd_none(*pmd)) {
 683                         void *p = NULL;
 684
 685                         p = vmemmap_alloc_block_buf(PMD_SIZE, node);
 686                         if (!p)
 687                                 return -ENOMEM;
 688
 689                         set_pmd(pmd, __pmd(__pa(p) | PROT_SECT_NORMAL));
 690                 } else
 691                         vmemmap_verify((pte_t *)pmd, node, addr, next);
 692         } while (addr = next, addr != end);
 693
 694         return 0;
 695 }
 696 #endif  /* CONFIG_ARM64_64K_PAGES */
 697 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end)
 698 {
 699 }
 700 #endif  /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 701
 702 static inline pud_t * fixmap_pud(unsigned long addr)
 703 {
 704         pgd_t *pgd = pgd_offset_k(addr);
 705
 706         BUG_ON(pgd_none(*pgd) || pgd_bad(*pgd));
 707
 708         return pud_offset_kimg(pgd, addr);
 709 }
 710
 711 static inline pmd_t * fixmap_pmd(unsigned long addr)
 712 {
 713         pud_t *pud = fixmap_pud(addr);
 714
 715         BUG_ON(pud_none(*pud) || pud_bad(*pud));
 716
 717         return pmd_offset_kimg(pud, addr);
 718 }
 719
 720 static inline pte_t * fixmap_pte(unsigned long addr)
 721 {
 722         return &bm_pte[pte_index(addr)];
 723 }
 724
 725 /*
 726  * The p*d_populate functions call virt_to_phys implicitly so they can't be used
 727  * directly on kernel symbols (bm_p*d). This function is called too early to use
 728  * lm_alias so __p*d_populate functions must be used to populate with the
 729  * physical address from __pa_symbol.
 730  */
 731 void __init early_fixmap_init(void)
 732 {
 733         pgd_t *pgd;
 734         pud_t *pud;
 735         pmd_t *pmd;
 736         unsigned long addr = FIXADDR_START;
 737
 738         pgd = pgd_offset_k(addr);
 739         if (CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 3 &&
 740             !(pgd_none(*pgd) || pgd_page_paddr(*pgd) == __pa_symbol(bm_pud))) {
 741                 /*
 742                  * We only end up here if the kernel mapping and the fixmap
 743                  * share the top level pgd entry, which should only happen on
 744                  * 16k/4 levels configurations.
 745                  */
 746                 BUG_ON(!IS_ENABLED(CONFIG_ARM64_16K_PAGES));
 747                 pud = pud_offset_kimg(pgd, addr);
 748         } else {
 749                 if (pgd_none(*pgd))
 750                         __pgd_populate(pgd, __pa_symbol(bm_pud), PUD_TYPE_TABLE);
 751                 pud = fixmap_pud(addr);
 752         }
 753         if (pud_none(*pud))
 754                 __pud_populate(pud, __pa_symbol(bm_pmd), PMD_TYPE_TABLE);
 755         pmd = fixmap_pmd(addr);
 756         __pmd_populate(pmd, __pa_symbol(bm_pte), PMD_TYPE_TABLE);
 757
 758         /*
 759          * The boot-ioremap range spans multiple pmds, for which
 760          * we are not prepared:
 761          */
 762         BUILD_BUG_ON((__fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN) >> PMD_SHIFT)
 763                      != (__fix_to_virt(FIX_BTMAP_END) >> PMD_SHIFT));
 764
 765         if ((pmd != fixmap_pmd(fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN)))
 766              || pmd != fixmap_pmd(fix_to_virt(FIX_BTMAP_END))) {
 767                 WARN_ON(1);
 768                 pr_warn("pmd %p != %p, %p\n",
 769                         pmd, fixmap_pmd(fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN)),
 770                         fixmap_pmd(fix_to_virt(FIX_BTMAP_END)));
 771                 pr_warn("fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN): %08lx\n",
 772                         fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN));
 773                 pr_warn("fix_to_virt(FIX_BTMAP_END):   %08lx\n",
 774                         fix_to_virt(FIX_BTMAP_END));
 775
 776                 pr_warn("FIX_BTMAP_END:       %d\n", FIX_BTMAP_END);
 777                 pr_warn("FIX_BTMAP_BEGIN:     %d\n", FIX_BTMAP_BEGIN);
 778         }
 779 }
 780
 781 void __set_fixmap(enum fixed_addresses idx,
 782                                phys_addr_t phys, pgprot_t flags)
 783 {
 784         unsigned long addr = __fix_to_virt(idx);
 785         pte_t *pte;
 786
 787         BUG_ON(idx <= FIX_HOLE || idx >= __end_of_fixed_addresses);
 788
 789         pte = fixmap_pte(addr);
 790
 791         if (pgprot_val(flags)) {
 792                 set_pte(pte, pfn_pte(phys >> PAGE_SHIFT, flags));
 793         } else {
 794                 pte_clear(&init_mm, addr, pte);
 795                 flush_tlb_kernel_range(addr, addr+PAGE_SIZE);
 796         }
 797 }
 798
 799 void *__init __fixmap_remap_fdt(phys_addr_t dt_phys, int *size, pgprot_t prot)
 800 {
 801         const u64 dt_virt_base = __fix_to_virt(FIX_FDT);
 802         int offset;
 803         void *dt_virt;
 804
 805         /*
 806          * Check whether the physical FDT address is set and meets the minimum
 807          * alignment requirement. Since we are relying on MIN_FDT_ALIGN to be
 808          * at least 8 bytes so that we can always access the magic and size
 809          * fields of the FDT header after mapping the first chunk, double check
 810          * here if that is indeed the case.
 811          */
 812         BUILD_BUG_ON(MIN_FDT_ALIGN < 8);
 813         if (!dt_phys || dt_phys % MIN_FDT_ALIGN)
 814                 return NULL;
 815
 816         /*
 817          * Make sure that the FDT region can be mapped without the need to
 818          * allocate additional translation table pages, so that it is safe
 819          * to call create_mapping_noalloc() this early.
 820          *
 821          * On 64k pages, the FDT will be mapped using PTEs, so we need to
 822          * be in the same PMD as the rest of the fixmap.
 823          * On 4k pages, we'll use section mappings for the FDT so we only
 824          * have to be in the same PUD.
 825          */
 826         BUILD_BUG_ON(dt_virt_base % SZ_2M);
 827
 828         BUILD_BUG_ON(__fix_to_virt(FIX_FDT_END) >> SWAPPER_TABLE_SHIFT !=
 829                      __fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN) >> SWAPPER_TABLE_SHIFT);
 830
 831         offset = dt_phys % SWAPPER_BLOCK_SIZE;
 832         dt_virt = (void *)dt_virt_base + offset;
 833
 834         /* map the first chunk so we can read the size from the header */
 835         create_mapping_noalloc(round_down(dt_phys, SWAPPER_BLOCK_SIZE),
 836                         dt_virt_base, SWAPPER_BLOCK_SIZE, prot);
 837
 838         if (fdt_magic(dt_virt) != FDT_MAGIC)
 839                 return NULL;
 840
 841         *size = fdt_totalsize(dt_virt);
 842         if (*size > MAX_FDT_SIZE)
 843                 return NULL;
 844
 845         if (offset + *size > SWAPPER_BLOCK_SIZE)
 846                 create_mapping_noalloc(round_down(dt_phys, SWAPPER_BLOCK_SIZE), dt_virt_base,
 847                                round_up(offset + *size, SWAPPER_BLOCK_SIZE), prot);
 848
 849         return dt_virt;
 850 }
 851
 852 void *__init fixmap_remap_fdt(phys_addr_t dt_phys)
 853 {
 854         void *dt_virt;
 855         int size;
 856
 857         dt_virt = __fixmap_remap_fdt(dt_phys, &size, PAGE_KERNEL_RO);
 858         if (!dt_virt)
 859                 return NULL;
 860
 861         memblock_reserve(dt_phys, size);
 862         return dt_virt;
 863 }
 864
 865 int __init arch_ioremap_pud_supported(void)
 866 {
 867         /* only 4k granule supports level 1 block mappings */
 868         return IS_ENABLED(CONFIG_ARM64_4K_PAGES);
 869 }
 870
 871 int __init arch_ioremap_pmd_supported(void)
 872 {
 873         return 1;
 874 }
 875
 876 int pud_set_huge(pud_t *pud, phys_addr_t phys, pgprot_t prot)
 877 {
 878         BUG_ON(phys & ~PUD_MASK);
 879         set_pud(pud, __pud(phys | PUD_TYPE_SECT | pgprot_val(mk_sect_prot(prot))));
 880         return 1;
 881 }
 882
 883 int pmd_set_huge(pmd_t *pmd, phys_addr_t phys, pgprot_t prot)
 884 {
 885         BUG_ON(phys & ~PMD_MASK);
 886         set_pmd(pmd, __pmd(phys | PMD_TYPE_SECT | pgprot_val(mk_sect_prot(prot))));
 887         return 1;
 888 }
 889
 890 int pud_clear_huge(pud_t *pud)
 891 {
 892         if (!pud_sect(*pud))
 893                 return 0;
 894         pud_clear(pud);
 895         return 1;
 896 }
 897
 898 int pmd_clear_huge(pmd_t *pmd)
 899 {
 900         if (!pmd_sect(*pmd))
 901                 return 0;
 902         pmd_clear(pmd);
 903         return 1;
 904 }