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