Merge tag 'fs.idmapped.mount_setattr.v5.13-rc3' of gitolite.kernel.org:pub/scm/linux...
[linux-2.6-microblaze.git] / arch / arm / mm / init.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  *  linux/arch/arm/mm/init.c
4  *
5  *  Copyright (C) 1995-2005 Russell King
6  */
7 #include <linux/kernel.h>
8 #include <linux/errno.h>
9 #include <linux/swap.h>
10 #include <linux/init.h>
11 #include <linux/mman.h>
12 #include <linux/sched/signal.h>
13 #include <linux/sched/task.h>
14 #include <linux/export.h>
15 #include <linux/nodemask.h>
16 #include <linux/initrd.h>
17 #include <linux/of_fdt.h>
18 #include <linux/highmem.h>
19 #include <linux/gfp.h>
20 #include <linux/memblock.h>
21 #include <linux/dma-map-ops.h>
22 #include <linux/sizes.h>
23 #include <linux/stop_machine.h>
24 #include <linux/swiotlb.h>
25
26 #include <asm/cp15.h>
27 #include <asm/mach-types.h>
28 #include <asm/memblock.h>
29 #include <asm/memory.h>
30 #include <asm/prom.h>
31 #include <asm/sections.h>
32 #include <asm/setup.h>
33 #include <asm/set_memory.h>
34 #include <asm/system_info.h>
35 #include <asm/tlb.h>
36 #include <asm/fixmap.h>
37 #include <asm/ptdump.h>
38
39 #include <asm/mach/arch.h>
40 #include <asm/mach/map.h>
41
42 #include "mm.h"
43
44 #ifdef CONFIG_CPU_CP15_MMU
45 unsigned long __init __clear_cr(unsigned long mask)
46 {
47         cr_alignment = cr_alignment & ~mask;
48         return cr_alignment;
49 }
50 #endif
51
52 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
53 static int __init parse_tag_initrd(const struct tag *tag)
54 {
55         pr_warn("ATAG_INITRD is deprecated; "
56                 "please update your bootloader.\n");
57         phys_initrd_start = __virt_to_phys(tag->u.initrd.start);
58         phys_initrd_size = tag->u.initrd.size;
59         return 0;
60 }
61
62 __tagtable(ATAG_INITRD, parse_tag_initrd);
63
64 static int __init parse_tag_initrd2(const struct tag *tag)
65 {
66         phys_initrd_start = tag->u.initrd.start;
67         phys_initrd_size = tag->u.initrd.size;
68         return 0;
69 }
70
71 __tagtable(ATAG_INITRD2, parse_tag_initrd2);
72 #endif
73
74 static void __init find_limits(unsigned long *min, unsigned long *max_low,
75                                unsigned long *max_high)
76 {
77         *max_low = PFN_DOWN(memblock_get_current_limit());
78         *min = PFN_UP(memblock_start_of_DRAM());
79         *max_high = PFN_DOWN(memblock_end_of_DRAM());
80 }
81
82 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
83
84 phys_addr_t arm_dma_zone_size __read_mostly;
85 EXPORT_SYMBOL(arm_dma_zone_size);
86
87 /*
88  * The DMA mask corresponding to the maximum bus address allocatable
89  * using GFP_DMA.  The default here places no restriction on DMA
90  * allocations.  This must be the smallest DMA mask in the system,
91  * so a successful GFP_DMA allocation will always satisfy this.
92  */
93 phys_addr_t arm_dma_limit;
94 unsigned long arm_dma_pfn_limit;
95 #endif
96
97 void __init setup_dma_zone(const struct machine_desc *mdesc)
98 {
99 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
100         if (mdesc->dma_zone_size) {
101                 arm_dma_zone_size = mdesc->dma_zone_size;
102                 arm_dma_limit = PHYS_OFFSET + arm_dma_zone_size - 1;
103         } else
104                 arm_dma_limit = 0xffffffff;
105         arm_dma_pfn_limit = arm_dma_limit >> PAGE_SHIFT;
106 #endif
107 }
108
109 static void __init zone_sizes_init(unsigned long min, unsigned long max_low,
110         unsigned long max_high)
111 {
112         unsigned long max_zone_pfn[MAX_NR_ZONES] = { 0 };
113
114 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
115         max_zone_pfn[ZONE_DMA] = min(arm_dma_pfn_limit, max_low);
116 #endif
117         max_zone_pfn[ZONE_NORMAL] = max_low;
118 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
119         max_zone_pfn[ZONE_HIGHMEM] = max_high;
120 #endif
121         free_area_init(max_zone_pfn);
122 }
123
124 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_PFN_VALID
125 int pfn_valid(unsigned long pfn)
126 {
127         phys_addr_t addr = __pfn_to_phys(pfn);
128
129         if (__phys_to_pfn(addr) != pfn)
130                 return 0;
131
132         return memblock_is_map_memory(addr);
133 }
134 EXPORT_SYMBOL(pfn_valid);
135 #endif
136
137 static bool arm_memblock_steal_permitted = true;
138
139 phys_addr_t __init arm_memblock_steal(phys_addr_t size, phys_addr_t align)
140 {
141         phys_addr_t phys;
142
143         BUG_ON(!arm_memblock_steal_permitted);
144
145         phys = memblock_phys_alloc(size, align);
146         if (!phys)
147                 panic("Failed to steal %pa bytes at %pS\n",
148                       &size, (void *)_RET_IP_);
149
150         memblock_free(phys, size);
151         memblock_remove(phys, size);
152
153         return phys;
154 }
155
156 static void __init arm_initrd_init(void)
157 {
158 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
159         phys_addr_t start;
160         unsigned long size;
161
162         initrd_start = initrd_end = 0;
163
164         if (!phys_initrd_size)
165                 return;
166
167         /*
168          * Round the memory region to page boundaries as per free_initrd_mem()
169          * This allows us to detect whether the pages overlapping the initrd
170          * are in use, but more importantly, reserves the entire set of pages
171          * as we don't want these pages allocated for other purposes.
172          */
173         start = round_down(phys_initrd_start, PAGE_SIZE);
174         size = phys_initrd_size + (phys_initrd_start - start);
175         size = round_up(size, PAGE_SIZE);
176
177         if (!memblock_is_region_memory(start, size)) {
178                 pr_err("INITRD: 0x%08llx+0x%08lx is not a memory region - disabling initrd\n",
179                        (u64)start, size);
180                 return;
181         }
182
183         if (memblock_is_region_reserved(start, size)) {
184                 pr_err("INITRD: 0x%08llx+0x%08lx overlaps in-use memory region - disabling initrd\n",
185                        (u64)start, size);
186                 return;
187         }
188
189         memblock_reserve(start, size);
190
191         /* Now convert initrd to virtual addresses */
192         initrd_start = __phys_to_virt(phys_initrd_start);
193         initrd_end = initrd_start + phys_initrd_size;
194 #endif
195 }
196
197 #ifdef CONFIG_CPU_ICACHE_MISMATCH_WORKAROUND
198 void check_cpu_icache_size(int cpuid)
199 {
200         u32 size, ctr;
201
202         asm("mrc p15, 0, %0, c0, c0, 1" : "=r" (ctr));
203
204         size = 1 << ((ctr & 0xf) + 2);
205         if (cpuid != 0 && icache_size != size)
206                 pr_info("CPU%u: detected I-Cache line size mismatch, workaround enabled\n",
207                         cpuid);
208         if (icache_size > size)
209                 icache_size = size;
210 }
211 #endif
212
213 void __init arm_memblock_init(const struct machine_desc *mdesc)
214 {
215         /* Register the kernel text, kernel data and initrd with memblock. */
216         memblock_reserve(__pa(KERNEL_START), KERNEL_END - KERNEL_START);
217
218         arm_initrd_init();
219
220         arm_mm_memblock_reserve();
221
222         /* reserve any platform specific memblock areas */
223         if (mdesc->reserve)
224                 mdesc->reserve();
225
226         early_init_fdt_scan_reserved_mem();
227
228         /* reserve memory for DMA contiguous allocations */
229         dma_contiguous_reserve(arm_dma_limit);
230
231         arm_memblock_steal_permitted = false;
232         memblock_dump_all();
233 }
234
235 void __init bootmem_init(void)
236 {
237         memblock_allow_resize();
238
239         find_limits(&min_low_pfn, &max_low_pfn, &max_pfn);
240
241         early_memtest((phys_addr_t)min_low_pfn << PAGE_SHIFT,
242                       (phys_addr_t)max_low_pfn << PAGE_SHIFT);
243
244         /*
245          * sparse_init() tries to allocate memory from memblock, so must be
246          * done after the fixed reservations
247          */
248         sparse_init();
249
250         /*
251          * Now free the memory - free_area_init needs
252          * the sparse mem_map arrays initialized by sparse_init()
253          * for memmap_init_zone(), otherwise all PFNs are invalid.
254          */
255         zone_sizes_init(min_low_pfn, max_low_pfn, max_pfn);
256 }
257
258 /*
259  * Poison init memory with an undefined instruction (ARM) or a branch to an
260  * undefined instruction (Thumb).
261  */
262 static inline void poison_init_mem(void *s, size_t count)
263 {
264         u32 *p = (u32 *)s;
265         for (; count != 0; count -= 4)
266                 *p++ = 0xe7fddef0;
267 }
268
269 static void __init free_highpages(void)
270 {
271 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
272         unsigned long max_low = max_low_pfn;
273         phys_addr_t range_start, range_end;
274         u64 i;
275
276         /* set highmem page free */
277         for_each_free_mem_range(i, NUMA_NO_NODE, MEMBLOCK_NONE,
278                                 &range_start, &range_end, NULL) {
279                 unsigned long start = PFN_UP(range_start);
280                 unsigned long end = PFN_DOWN(range_end);
281
282                 /* Ignore complete lowmem entries */
283                 if (end <= max_low)
284                         continue;
285
286                 /* Truncate partial highmem entries */
287                 if (start < max_low)
288                         start = max_low;
289
290                 for (; start < end; start++)
291                         free_highmem_page(pfn_to_page(start));
292         }
293 #endif
294 }
295
296 /*
297  * mem_init() marks the free areas in the mem_map and tells us how much
298  * memory is free.  This is done after various parts of the system have
299  * claimed their memory after the kernel image.
300  */
301 void __init mem_init(void)
302 {
303 #ifdef CONFIG_ARM_LPAE
304         if (swiotlb_force == SWIOTLB_FORCE ||
305             max_pfn > arm_dma_pfn_limit)
306                 swiotlb_init(1);
307         else
308                 swiotlb_force = SWIOTLB_NO_FORCE;
309 #endif
310
311         set_max_mapnr(pfn_to_page(max_pfn) - mem_map);
312
313         /* this will put all unused low memory onto the freelists */
314         memblock_free_all();
315
316 #ifdef CONFIG_SA1111
317         /* now that our DMA memory is actually so designated, we can free it */
318         free_reserved_area(__va(PHYS_OFFSET), swapper_pg_dir, -1, NULL);
319 #endif
320
321         free_highpages();
322
323         /*
324          * Check boundaries twice: Some fundamental inconsistencies can
325          * be detected at build time already.
326          */
327 #ifdef CONFIG_MMU
328         BUILD_BUG_ON(TASK_SIZE                          > MODULES_VADDR);
329         BUG_ON(TASK_SIZE                                > MODULES_VADDR);
330 #endif
331
332 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
333         BUILD_BUG_ON(PKMAP_BASE + LAST_PKMAP * PAGE_SIZE > PAGE_OFFSET);
334         BUG_ON(PKMAP_BASE + LAST_PKMAP * PAGE_SIZE      > PAGE_OFFSET);
335 #endif
336 }
337
338 #ifdef CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX
339 struct section_perm {
340         const char *name;
341         unsigned long start;
342         unsigned long end;
343         pmdval_t mask;
344         pmdval_t prot;
345         pmdval_t clear;
346 };
347
348 /* First section-aligned location at or after __start_rodata. */
349 extern char __start_rodata_section_aligned[];
350
351 static struct section_perm nx_perms[] = {
352         /* Make pages tables, etc before _stext RW (set NX). */
353         {
354                 .name   = "pre-text NX",
355                 .start  = PAGE_OFFSET,
356                 .end    = (unsigned long)_stext,
357                 .mask   = ~PMD_SECT_XN,
358                 .prot   = PMD_SECT_XN,
359         },
360         /* Make init RW (set NX). */
361         {
362                 .name   = "init NX",
363                 .start  = (unsigned long)__init_begin,
364                 .end    = (unsigned long)_sdata,
365                 .mask   = ~PMD_SECT_XN,
366                 .prot   = PMD_SECT_XN,
367         },
368         /* Make rodata NX (set RO in ro_perms below). */
369         {
370                 .name   = "rodata NX",
371                 .start  = (unsigned long)__start_rodata_section_aligned,
372                 .end    = (unsigned long)__init_begin,
373                 .mask   = ~PMD_SECT_XN,
374                 .prot   = PMD_SECT_XN,
375         },
376 };
377
378 static struct section_perm ro_perms[] = {
379         /* Make kernel code and rodata RX (set RO). */
380         {
381                 .name   = "text/rodata RO",
382                 .start  = (unsigned long)_stext,
383                 .end    = (unsigned long)__init_begin,
384 #ifdef CONFIG_ARM_LPAE
385                 .mask   = ~(L_PMD_SECT_RDONLY | PMD_SECT_AP2),
386                 .prot   = L_PMD_SECT_RDONLY | PMD_SECT_AP2,
387 #else
388                 .mask   = ~(PMD_SECT_APX | PMD_SECT_AP_WRITE),
389                 .prot   = PMD_SECT_APX | PMD_SECT_AP_WRITE,
390                 .clear  = PMD_SECT_AP_WRITE,
391 #endif
392         },
393 };
394
395 /*
396  * Updates section permissions only for the current mm (sections are
397  * copied into each mm). During startup, this is the init_mm. Is only
398  * safe to be called with preemption disabled, as under stop_machine().
399  */
400 static inline void section_update(unsigned long addr, pmdval_t mask,
401                                   pmdval_t prot, struct mm_struct *mm)
402 {
403         pmd_t *pmd;
404
405         pmd = pmd_offset(pud_offset(p4d_offset(pgd_offset(mm, addr), addr), addr), addr);
406
407 #ifdef CONFIG_ARM_LPAE
408         pmd[0] = __pmd((pmd_val(pmd[0]) & mask) | prot);
409 #else
410         if (addr & SECTION_SIZE)
411                 pmd[1] = __pmd((pmd_val(pmd[1]) & mask) | prot);
412         else
413                 pmd[0] = __pmd((pmd_val(pmd[0]) & mask) | prot);
414 #endif
415         flush_pmd_entry(pmd);
416         local_flush_tlb_kernel_range(addr, addr + SECTION_SIZE);
417 }
418
419 /* Make sure extended page tables are in use. */
420 static inline bool arch_has_strict_perms(void)
421 {
422         if (cpu_architecture() < CPU_ARCH_ARMv6)
423                 return false;
424
425         return !!(get_cr() & CR_XP);
426 }
427
428 static void set_section_perms(struct section_perm *perms, int n, bool set,
429                               struct mm_struct *mm)
430 {
431         size_t i;
432         unsigned long addr;
433
434         if (!arch_has_strict_perms())
435                 return;
436
437         for (i = 0; i < n; i++) {
438                 if (!IS_ALIGNED(perms[i].start, SECTION_SIZE) ||
439                     !IS_ALIGNED(perms[i].end, SECTION_SIZE)) {
440                         pr_err("BUG: %s section %lx-%lx not aligned to %lx\n",
441                                 perms[i].name, perms[i].start, perms[i].end,
442                                 SECTION_SIZE);
443                         continue;
444                 }
445
446                 for (addr = perms[i].start;
447                      addr < perms[i].end;
448                      addr += SECTION_SIZE)
449                         section_update(addr, perms[i].mask,
450                                 set ? perms[i].prot : perms[i].clear, mm);
451         }
452
453 }
454
455 /**
456  * update_sections_early intended to be called only through stop_machine
457  * framework and executed by only one CPU while all other CPUs will spin and
458  * wait, so no locking is required in this function.
459  */
460 static void update_sections_early(struct section_perm perms[], int n)
461 {
462         struct task_struct *t, *s;
463
464         for_each_process(t) {
465                 if (t->flags & PF_KTHREAD)
466                         continue;
467                 for_each_thread(t, s)
468                         if (s->mm)
469                                 set_section_perms(perms, n, true, s->mm);
470         }
471         set_section_perms(perms, n, true, current->active_mm);
472         set_section_perms(perms, n, true, &init_mm);
473 }
474
475 static int __fix_kernmem_perms(void *unused)
476 {
477         update_sections_early(nx_perms, ARRAY_SIZE(nx_perms));
478         return 0;
479 }
480
481 static void fix_kernmem_perms(void)
482 {
483         stop_machine(__fix_kernmem_perms, NULL, NULL);
484 }
485
486 static int __mark_rodata_ro(void *unused)
487 {
488         update_sections_early(ro_perms, ARRAY_SIZE(ro_perms));
489         return 0;
490 }
491
492 void mark_rodata_ro(void)
493 {
494         stop_machine(__mark_rodata_ro, NULL, NULL);
495         debug_checkwx();
496 }
497
498 #else
499 static inline void fix_kernmem_perms(void) { }
500 #endif /* CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX */
501
502 void free_initmem(void)
503 {
504         fix_kernmem_perms();
505
506         poison_init_mem(__init_begin, __init_end - __init_begin);
507         if (!machine_is_integrator() && !machine_is_cintegrator())
508                 free_initmem_default(-1);
509 }
510
511 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
512 void free_initrd_mem(unsigned long start, unsigned long end)
513 {
514         if (start == initrd_start)
515                 start = round_down(start, PAGE_SIZE);
516         if (end == initrd_end)
517                 end = round_up(end, PAGE_SIZE);
518
519         poison_init_mem((void *)start, PAGE_ALIGN(end) - start);
520         free_reserved_area((void *)start, (void *)end, -1, "initrd");
521 }
522 #endif