arch/arm64/mm/mmu.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * Based on arch/arm/mm/mmu.c
   4  *
   5  * Copyright (C) 1995-2005 Russell King
   6  * Copyright (C) 2012 ARM Ltd.
   7  */
   8
   9 #include <linux/cache.h>
  10 #include <linux/export.h>
  11 #include <linux/kernel.h>
  12 #include <linux/errno.h>
  13 #include <linux/init.h>
  14 #include <linux/ioport.h>
  15 #include <linux/kexec.h>
  16 #include <linux/libfdt.h>
  17 #include <linux/mman.h>
  18 #include <linux/nodemask.h>
  19 #include <linux/memblock.h>
  20 #include <linux/memory.h>
  21 #include <linux/fs.h>
  22 #include <linux/io.h>
  23 #include <linux/mm.h>
  24 #include <linux/vmalloc.h>
  25
  26 #include <asm/barrier.h>
  27 #include <asm/cputype.h>
  28 #include <asm/fixmap.h>
  29 #include <asm/kasan.h>
  30 #include <asm/kernel-pgtable.h>
  31 #include <asm/sections.h>
  32 #include <asm/setup.h>
  33 #include <linux/sizes.h>
  34 #include <asm/tlb.h>
  35 #include <asm/mmu_context.h>
  36 #include <asm/ptdump.h>
  37 #include <asm/tlbflush.h>
  38 #include <asm/pgalloc.h>
  39
  40 #define NO_BLOCK_MAPPINGS       BIT(0)
  41 #define NO_CONT_MAPPINGS        BIT(1)
  42
  43 u64 idmap_t0sz = TCR_T0SZ(VA_BITS);
  44 u64 idmap_ptrs_per_pgd = PTRS_PER_PGD;
  45
  46 u64 __section(".mmuoff.data.write") vabits_actual;
  47 EXPORT_SYMBOL(vabits_actual);
  48
  49 u64 kimage_voffset __ro_after_init;
  50 EXPORT_SYMBOL(kimage_voffset);
  51
  52 /*
  53  * Empty_zero_page is a special page that is used for zero-initialized data
  54  * and COW.
  55  */
  56 unsigned long empty_zero_page[PAGE_SIZE / sizeof(unsigned long)] __page_aligned_bss;
  57 EXPORT_SYMBOL(empty_zero_page);
  58
  59 static pte_t bm_pte[PTRS_PER_PTE] __page_aligned_bss;
  60 static pmd_t bm_pmd[PTRS_PER_PMD] __page_aligned_bss __maybe_unused;
  61 static pud_t bm_pud[PTRS_PER_PUD] __page_aligned_bss __maybe_unused;
  62
  63 static DEFINE_SPINLOCK(swapper_pgdir_lock);
  64
  65 void set_swapper_pgd(pgd_t *pgdp, pgd_t pgd)
  66 {
  67         pgd_t *fixmap_pgdp;
  68
  69         spin_lock(&swapper_pgdir_lock);
  70         fixmap_pgdp = pgd_set_fixmap(__pa_symbol(pgdp));
  71         WRITE_ONCE(*fixmap_pgdp, pgd);
  72         /*
  73          * We need dsb(ishst) here to ensure the page-table-walker sees
  74          * our new entry before set_p?d() returns. The fixmap's
  75          * flush_tlb_kernel_range() via clear_fixmap() does this for us.
  76          */
  77         pgd_clear_fixmap();
  78         spin_unlock(&swapper_pgdir_lock);
  79 }
  80
  81 pgprot_t phys_mem_access_prot(struct file *file, unsigned long pfn,
  82                               unsigned long size, pgprot_t vma_prot)
  83 {
  84         if (!pfn_valid(pfn))
  85                 return pgprot_noncached(vma_prot);
  86         else if (file->f_flags & O_SYNC)
  87                 return pgprot_writecombine(vma_prot);
  88         return vma_prot;
  89 }
  90 EXPORT_SYMBOL(phys_mem_access_prot);
  91
  92 static phys_addr_t __init early_pgtable_alloc(int shift)
  93 {
  94         phys_addr_t phys;
  95         void *ptr;
  96
  97         phys = memblock_phys_alloc(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
  98         if (!phys)
  99                 panic("Failed to allocate page table page\n");
 100
 101         /*
 102          * The FIX_{PGD,PUD,PMD} slots may be in active use, but the FIX_PTE
 103          * slot will be free, so we can (ab)use the FIX_PTE slot to initialise
 104          * any level of table.
 105          */
 106         ptr = pte_set_fixmap(phys);
 107
 108         memset(ptr, 0, PAGE_SIZE);
 109
 110         /*
 111          * Implicit barriers also ensure the zeroed page is visible to the page
 112          * table walker
 113          */
 114         pte_clear_fixmap();
 115
 116         return phys;
 117 }
 118
 119 static bool pgattr_change_is_safe(u64 old, u64 new)
 120 {
 121         /*
 122          * The following mapping attributes may be updated in live
 123          * kernel mappings without the need for break-before-make.
 124          */
 125         pteval_t mask = PTE_PXN | PTE_RDONLY | PTE_WRITE | PTE_NG;
 126
 127         /* creating or taking down mappings is always safe */
 128         if (old == 0 || new == 0)
 129                 return true;
 130
 131         /* live contiguous mappings may not be manipulated at all */
 132         if ((old | new) & PTE_CONT)
 133                 return false;
 134
 135         /* Transitioning from Non-Global to Global is unsafe */
 136         if (old & ~new & PTE_NG)
 137                 return false;
 138
 139         /*
 140          * Changing the memory type between Normal and Normal-Tagged is safe
 141          * since Tagged is considered a permission attribute from the
 142          * mismatched attribute aliases perspective.
 143          */
 144         if (((old & PTE_ATTRINDX_MASK) == PTE_ATTRINDX(MT_NORMAL) ||
 145              (old & PTE_ATTRINDX_MASK) == PTE_ATTRINDX(MT_NORMAL_TAGGED)) &&
 146             ((new & PTE_ATTRINDX_MASK) == PTE_ATTRINDX(MT_NORMAL) ||
 147              (new & PTE_ATTRINDX_MASK) == PTE_ATTRINDX(MT_NORMAL_TAGGED)))
 148                 mask |= PTE_ATTRINDX_MASK;
 149
 150         return ((old ^ new) & ~mask) == 0;
 151 }
 152
 153 static void init_pte(pmd_t *pmdp, unsigned long addr, unsigned long end,
 154                      phys_addr_t phys, pgprot_t prot)
 155 {
 156         pte_t *ptep;
 157
 158         ptep = pte_set_fixmap_offset(pmdp, addr);
 159         do {
 160                 pte_t old_pte = READ_ONCE(*ptep);
 161
 162                 set_pte(ptep, pfn_pte(__phys_to_pfn(phys), prot));
 163
 164                 /*
 165                  * After the PTE entry has been populated once, we
 166                  * only allow updates to the permission attributes.
 167                  */
 168                 BUG_ON(!pgattr_change_is_safe(pte_val(old_pte),
 169                                               READ_ONCE(pte_val(*ptep))));
 170
 171                 phys += PAGE_SIZE;
 172         } while (ptep++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
 173
 174         pte_clear_fixmap();
 175 }
 176
 177 static void alloc_init_cont_pte(pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
 178                                 unsigned long end, phys_addr_t phys,
 179                                 pgprot_t prot,
 180                                 phys_addr_t (*pgtable_alloc)(int),
 181                                 int flags)
 182 {
 183         unsigned long next;
 184         pmd_t pmd = READ_ONCE(*pmdp);
 185
 186         BUG_ON(pmd_sect(pmd));
 187         if (pmd_none(pmd)) {
 188                 phys_addr_t pte_phys;
 189                 BUG_ON(!pgtable_alloc);
 190                 pte_phys = pgtable_alloc(PAGE_SHIFT);
 191                 __pmd_populate(pmdp, pte_phys, PMD_TYPE_TABLE);
 192                 pmd = READ_ONCE(*pmdp);
 193         }
 194         BUG_ON(pmd_bad(pmd));
 195
 196         do {
 197                 pgprot_t __prot = prot;
 198
 199                 next = pte_cont_addr_end(addr, end);
 200
 201                 /* use a contiguous mapping if the range is suitably aligned */
 202                 if ((((addr | next | phys) & ~CONT_PTE_MASK) == 0) &&
 203                     (flags & NO_CONT_MAPPINGS) == 0)
 204                         __prot = __pgprot(pgprot_val(prot) | PTE_CONT);
 205
 206                 init_pte(pmdp, addr, next, phys, __prot);
 207
 208                 phys += next - addr;
 209         } while (addr = next, addr != end);
 210 }
 211
 212 static void init_pmd(pud_t *pudp, unsigned long addr, unsigned long end,
 213                      phys_addr_t phys, pgprot_t prot,
 214                      phys_addr_t (*pgtable_alloc)(int), int flags)
 215 {
 216         unsigned long next;
 217         pmd_t *pmdp;
 218
 219         pmdp = pmd_set_fixmap_offset(pudp, addr);
 220         do {
 221                 pmd_t old_pmd = READ_ONCE(*pmdp);
 222
 223                 next = pmd_addr_end(addr, end);
 224
 225                 /* try section mapping first */
 226                 if (((addr | next | phys) & ~SECTION_MASK) == 0 &&
 227                     (flags & NO_BLOCK_MAPPINGS) == 0) {
 228                         pmd_set_huge(pmdp, phys, prot);
 229
 230                         /*
 231                          * After the PMD entry has been populated once, we
 232                          * only allow updates to the permission attributes.
 233                          */
 234                         BUG_ON(!pgattr_change_is_safe(pmd_val(old_pmd),
 235                                                       READ_ONCE(pmd_val(*pmdp))));
 236                 } else {
 237                         alloc_init_cont_pte(pmdp, addr, next, phys, prot,
 238                                             pgtable_alloc, flags);
 239
 240                         BUG_ON(pmd_val(old_pmd) != 0 &&
 241                                pmd_val(old_pmd) != READ_ONCE(pmd_val(*pmdp)));
 242                 }
 243                 phys += next - addr;
 244         } while (pmdp++, addr = next, addr != end);
 245
 246         pmd_clear_fixmap();
 247 }
 248
 249 static void alloc_init_cont_pmd(pud_t *pudp, unsigned long addr,
 250                                 unsigned long end, phys_addr_t phys,
 251                                 pgprot_t prot,
 252                                 phys_addr_t (*pgtable_alloc)(int), int flags)
 253 {
 254         unsigned long next;
 255         pud_t pud = READ_ONCE(*pudp);
 256
 257         /*
 258          * Check for initial section mappings in the pgd/pud.
 259          */
 260         BUG_ON(pud_sect(pud));
 261         if (pud_none(pud)) {
 262                 phys_addr_t pmd_phys;
 263                 BUG_ON(!pgtable_alloc);
 264                 pmd_phys = pgtable_alloc(PMD_SHIFT);
 265                 __pud_populate(pudp, pmd_phys, PUD_TYPE_TABLE);
 266                 pud = READ_ONCE(*pudp);
 267         }
 268         BUG_ON(pud_bad(pud));
 269
 270         do {
 271                 pgprot_t __prot = prot;
 272
 273                 next = pmd_cont_addr_end(addr, end);
 274
 275                 /* use a contiguous mapping if the range is suitably aligned */
 276                 if ((((addr | next | phys) & ~CONT_PMD_MASK) == 0) &&
 277                     (flags & NO_CONT_MAPPINGS) == 0)
 278                         __prot = __pgprot(pgprot_val(prot) | PTE_CONT);
 279
 280                 init_pmd(pudp, addr, next, phys, __prot, pgtable_alloc, flags);
 281
 282                 phys += next - addr;
 283         } while (addr = next, addr != end);
 284 }
 285
 286 static inline bool use_1G_block(unsigned long addr, unsigned long next,
 287                         unsigned long phys)
 288 {
 289         if (PAGE_SHIFT != 12)
 290                 return false;
 291
 292         if (((addr | next | phys) & ~PUD_MASK) != 0)
 293                 return false;
 294
 295         return true;
 296 }
 297
 298 static void alloc_init_pud(pgd_t *pgdp, unsigned long addr, unsigned long end,
 299                            phys_addr_t phys, pgprot_t prot,
 300                            phys_addr_t (*pgtable_alloc)(int),
 301                            int flags)
 302 {
 303         unsigned long next;
 304         pud_t *pudp;
 305         p4d_t *p4dp = p4d_offset(pgdp, addr);
 306         p4d_t p4d = READ_ONCE(*p4dp);
 307
 308         if (p4d_none(p4d)) {
 309                 phys_addr_t pud_phys;
 310                 BUG_ON(!pgtable_alloc);
 311                 pud_phys = pgtable_alloc(PUD_SHIFT);
 312                 __p4d_populate(p4dp, pud_phys, PUD_TYPE_TABLE);
 313                 p4d = READ_ONCE(*p4dp);
 314         }
 315         BUG_ON(p4d_bad(p4d));
 316
 317         pudp = pud_set_fixmap_offset(p4dp, addr);
 318         do {
 319                 pud_t old_pud = READ_ONCE(*pudp);
 320
 321                 next = pud_addr_end(addr, end);
 322
 323                 /*
 324                  * For 4K granule only, attempt to put down a 1GB block
 325                  */
 326                 if (use_1G_block(addr, next, phys) &&
 327                     (flags & NO_BLOCK_MAPPINGS) == 0) {
 328                         pud_set_huge(pudp, phys, prot);
 329
 330                         /*
 331                          * After the PUD entry has been populated once, we
 332                          * only allow updates to the permission attributes.
 333                          */
 334                         BUG_ON(!pgattr_change_is_safe(pud_val(old_pud),
 335                                                       READ_ONCE(pud_val(*pudp))));
 336                 } else {
 337                         alloc_init_cont_pmd(pudp, addr, next, phys, prot,
 338                                             pgtable_alloc, flags);
 339
 340                         BUG_ON(pud_val(old_pud) != 0 &&
 341                                pud_val(old_pud) != READ_ONCE(pud_val(*pudp)));
 342                 }
 343                 phys += next - addr;
 344         } while (pudp++, addr = next, addr != end);
 345
 346         pud_clear_fixmap();
 347 }
 348
 349 static void __create_pgd_mapping(pgd_t *pgdir, phys_addr_t phys,
 350                                  unsigned long virt, phys_addr_t size,
 351                                  pgprot_t prot,
 352                                  phys_addr_t (*pgtable_alloc)(int),
 353                                  int flags)
 354 {
 355         unsigned long addr, end, next;
 356         pgd_t *pgdp = pgd_offset_pgd(pgdir, virt);
 357
 358         /*
 359          * If the virtual and physical address don't have the same offset
 360          * within a page, we cannot map the region as the caller expects.
 361          */
 362         if (WARN_ON((phys ^ virt) & ~PAGE_MASK))
 363                 return;
 364
 365         phys &= PAGE_MASK;
 366         addr = virt & PAGE_MASK;
 367         end = PAGE_ALIGN(virt + size);
 368
 369         do {
 370                 next = pgd_addr_end(addr, end);
 371                 alloc_init_pud(pgdp, addr, next, phys, prot, pgtable_alloc,
 372                                flags);
 373                 phys += next - addr;
 374         } while (pgdp++, addr = next, addr != end);
 375 }
 376
 377 static phys_addr_t __pgd_pgtable_alloc(int shift)
 378 {
 379         void *ptr = (void *)__get_free_page(GFP_PGTABLE_KERNEL);
 380         BUG_ON(!ptr);
 381
 382         /* Ensure the zeroed page is visible to the page table walker */
 383         dsb(ishst);
 384         return __pa(ptr);
 385 }
 386
 387 static phys_addr_t pgd_pgtable_alloc(int shift)
 388 {
 389         phys_addr_t pa = __pgd_pgtable_alloc(shift);
 390
 391         /*
 392          * Call proper page table ctor in case later we need to
 393          * call core mm functions like apply_to_page_range() on
 394          * this pre-allocated page table.
 395          *
 396          * We don't select ARCH_ENABLE_SPLIT_PMD_PTLOCK if pmd is
 397          * folded, and if so pgtable_pmd_page_ctor() becomes nop.
 398          */
 399         if (shift == PAGE_SHIFT)
 400                 BUG_ON(!pgtable_pte_page_ctor(phys_to_page(pa)));
 401         else if (shift == PMD_SHIFT)
 402                 BUG_ON(!pgtable_pmd_page_ctor(phys_to_page(pa)));
 403
 404         return pa;
 405 }
 406
 407 /*
 408  * This function can only be used to modify existing table entries,
 409  * without allocating new levels of table. Note that this permits the
 410  * creation of new section or page entries.
 411  */
 412 static void __init create_mapping_noalloc(phys_addr_t phys, unsigned long virt,
 413                                   phys_addr_t size, pgprot_t prot)
 414 {
 415         if ((virt >= PAGE_END) && (virt < VMALLOC_START)) {
 416                 pr_warn("BUG: not creating mapping for %pa at 0x%016lx - outside kernel range\n",
 417                         &phys, virt);
 418                 return;
 419         }
 420         __create_pgd_mapping(init_mm.pgd, phys, virt, size, prot, NULL,
 421                              NO_CONT_MAPPINGS);
 422 }
 423
 424 void __init create_pgd_mapping(struct mm_struct *mm, phys_addr_t phys,
 425                                unsigned long virt, phys_addr_t size,
 426                                pgprot_t prot, bool page_mappings_only)
 427 {
 428         int flags = 0;
 429
 430         BUG_ON(mm == &init_mm);
 431
 432         if (page_mappings_only)
 433                 flags = NO_BLOCK_MAPPINGS | NO_CONT_MAPPINGS;
 434
 435         __create_pgd_mapping(mm->pgd, phys, virt, size, prot,
 436                              pgd_pgtable_alloc, flags);
 437 }
 438
 439 static void update_mapping_prot(phys_addr_t phys, unsigned long virt,
 440                                 phys_addr_t size, pgprot_t prot)
 441 {
 442         if ((virt >= PAGE_END) && (virt < VMALLOC_START)) {
 443                 pr_warn("BUG: not updating mapping for %pa at 0x%016lx - outside kernel range\n",
 444                         &phys, virt);
 445                 return;
 446         }
 447
 448         __create_pgd_mapping(init_mm.pgd, phys, virt, size, prot, NULL,
 449                              NO_CONT_MAPPINGS);
 450
 451         /* flush the TLBs after updating live kernel mappings */
 452         flush_tlb_kernel_range(virt, virt + size);
 453 }
 454
 455 static void __init __map_memblock(pgd_t *pgdp, phys_addr_t start,
 456                                   phys_addr_t end, pgprot_t prot, int flags)
 457 {
 458         __create_pgd_mapping(pgdp, start, __phys_to_virt(start), end - start,
 459                              prot, early_pgtable_alloc, flags);
 460 }
 461
 462 void __init mark_linear_text_alias_ro(void)
 463 {
 464         /*
 465          * Remove the write permissions from the linear alias of .text/.rodata
 466          */
 467         update_mapping_prot(__pa_symbol(_stext), (unsigned long)lm_alias(_stext),
 468                             (unsigned long)__init_begin - (unsigned long)_stext,
 469                             PAGE_KERNEL_RO);
 470 }
 471
 472 static bool crash_mem_map __initdata;
 473
 474 static int __init enable_crash_mem_map(char *arg)
 475 {
 476         /*
 477          * Proper parameter parsing is done by reserve_crashkernel(). We only
 478          * need to know if the linear map has to avoid block mappings so that
 479          * the crashkernel reservations can be unmapped later.
 480          */
 481         crash_mem_map = true;
 482
 483         return 0;
 484 }
 485 early_param("crashkernel", enable_crash_mem_map);
 486
 487 static void __init map_mem(pgd_t *pgdp)
 488 {
 489         phys_addr_t kernel_start = __pa_symbol(_stext);
 490         phys_addr_t kernel_end = __pa_symbol(__init_begin);
 491         phys_addr_t start, end;
 492         int flags = 0;
 493         u64 i;
 494
 495         if (rodata_full || crash_mem_map || debug_pagealloc_enabled())
 496                 flags = NO_BLOCK_MAPPINGS | NO_CONT_MAPPINGS;
 497
 498         /*
 499          * Take care not to create a writable alias for the
 500          * read-only text and rodata sections of the kernel image.
 501          * So temporarily mark them as NOMAP to skip mappings in
 502          * the following for-loop
 503          */
 504         memblock_mark_nomap(kernel_start, kernel_end - kernel_start);
 505
 506         /* map all the memory banks */
 507         for_each_mem_range(i, &start, &end) {
 508                 if (start >= end)
 509                         break;
 510                 /*
 511                  * The linear map must allow allocation tags reading/writing
 512                  * if MTE is present. Otherwise, it has the same attributes as
 513                  * PAGE_KERNEL.
 514                  */
 515                 __map_memblock(pgdp, start, end, PAGE_KERNEL_TAGGED, flags);
 516         }
 517
 518         /*
 519          * Map the linear alias of the [_stext, __init_begin) interval
 520          * as non-executable now, and remove the write permission in
 521          * mark_linear_text_alias_ro() below (which will be called after
 522          * alternative patching has completed). This makes the contents
 523          * of the region accessible to subsystems such as hibernate,
 524          * but protects it from inadvertent modification or execution.
 525          * Note that contiguous mappings cannot be remapped in this way,
 526          * so we should avoid them here.
 527          */
 528         __map_memblock(pgdp, kernel_start, kernel_end,
 529                        PAGE_KERNEL, NO_CONT_MAPPINGS);
 530         memblock_clear_nomap(kernel_start, kernel_end - kernel_start);
 531 }
 532
 533 void mark_rodata_ro(void)
 534 {
 535         unsigned long section_size;
 536
 537         /*
 538          * mark .rodata as read only. Use __init_begin rather than __end_rodata
 539          * to cover NOTES and EXCEPTION_TABLE.
 540          */
 541         section_size = (unsigned long)__init_begin - (unsigned long)__start_rodata;
 542         update_mapping_prot(__pa_symbol(__start_rodata), (unsigned long)__start_rodata,
 543                             section_size, PAGE_KERNEL_RO);
 544
 545         debug_checkwx();
 546 }
 547
 548 static void __init map_kernel_segment(pgd_t *pgdp, void *va_start, void *va_end,
 549                                       pgprot_t prot, struct vm_struct *vma,
 550                                       int flags, unsigned long vm_flags)
 551 {
 552         phys_addr_t pa_start = __pa_symbol(va_start);
 553         unsigned long size = va_end - va_start;
 554
 555         BUG_ON(!PAGE_ALIGNED(pa_start));
 556         BUG_ON(!PAGE_ALIGNED(size));
 557
 558         __create_pgd_mapping(pgdp, pa_start, (unsigned long)va_start, size, prot,
 559                              early_pgtable_alloc, flags);
 560
 561         if (!(vm_flags & VM_NO_GUARD))
 562                 size += PAGE_SIZE;
 563
 564         vma->addr       = va_start;
 565         vma->phys_addr  = pa_start;
 566         vma->size       = size;
 567         vma->flags      = VM_MAP | vm_flags;
 568         vma->caller     = __builtin_return_address(0);
 569
 570         vm_area_add_early(vma);
 571 }
 572
 573 static int __init parse_rodata(char *arg)
 574 {
 575         int ret = strtobool(arg, &rodata_enabled);
 576         if (!ret) {
 577                 rodata_full = false;
 578                 return 0;
 579         }
 580
 581         /* permit 'full' in addition to boolean options */
 582         if (strcmp(arg, "full"))
 583                 return -EINVAL;
 584
 585         rodata_enabled = true;
 586         rodata_full = true;
 587         return 0;
 588 }
 589 early_param("rodata", parse_rodata);
 590
 591 #ifdef CONFIG_UNMAP_KERNEL_AT_EL0
 592 static int __init map_entry_trampoline(void)
 593 {
 594         pgprot_t prot = rodata_enabled ? PAGE_KERNEL_ROX : PAGE_KERNEL_EXEC;
 595         phys_addr_t pa_start = __pa_symbol(__entry_tramp_text_start);
 596
 597         /* The trampoline is always mapped and can therefore be global */
 598         pgprot_val(prot) &= ~PTE_NG;
 599
 600         /* Map only the text into the trampoline page table */
 601         memset(tramp_pg_dir, 0, PGD_SIZE);
 602         __create_pgd_mapping(tramp_pg_dir, pa_start, TRAMP_VALIAS, PAGE_SIZE,
 603                              prot, __pgd_pgtable_alloc, 0);
 604
 605         /* Map both the text and data into the kernel page table */
 606         __set_fixmap(FIX_ENTRY_TRAMP_TEXT, pa_start, prot);
 607         if (IS_ENABLED(CONFIG_RANDOMIZE_BASE)) {
 608                 extern char __entry_tramp_data_start[];
 609
 610                 __set_fixmap(FIX_ENTRY_TRAMP_DATA,
 611                              __pa_symbol(__entry_tramp_data_start),
 612                              PAGE_KERNEL_RO);
 613         }
 614
 615         return 0;
 616 }
 617 core_initcall(map_entry_trampoline);
 618 #endif
 619
 620 /*
 621  * Open coded check for BTI, only for use to determine configuration
 622  * for early mappings for before the cpufeature code has run.
 623  */
 624 static bool arm64_early_this_cpu_has_bti(void)
 625 {
 626         u64 pfr1;
 627
 628         if (!IS_ENABLED(CONFIG_ARM64_BTI_KERNEL))
 629                 return false;
 630
 631         pfr1 = __read_sysreg_by_encoding(SYS_ID_AA64PFR1_EL1);
 632         return cpuid_feature_extract_unsigned_field(pfr1,
 633                                                     ID_AA64PFR1_BT_SHIFT);
 634 }
 635
 636 /*
 637  * Create fine-grained mappings for the kernel.
 638  */
 639 static void __init map_kernel(pgd_t *pgdp)
 640 {
 641         static struct vm_struct vmlinux_text, vmlinux_rodata, vmlinux_inittext,
 642                                 vmlinux_initdata, vmlinux_data;
 643
 644         /*
 645          * External debuggers may need to write directly to the text
 646          * mapping to install SW breakpoints. Allow this (only) when
 647          * explicitly requested with rodata=off.
 648          */
 649         pgprot_t text_prot = rodata_enabled ? PAGE_KERNEL_ROX : PAGE_KERNEL_EXEC;
 650
 651         /*
 652          * If we have a CPU that supports BTI and a kernel built for
 653          * BTI then mark the kernel executable text as guarded pages
 654          * now so we don't have to rewrite the page tables later.
 655          */
 656         if (arm64_early_this_cpu_has_bti())
 657                 text_prot = __pgprot_modify(text_prot, PTE_GP, PTE_GP);
 658
 659         /*
 660          * Only rodata will be remapped with different permissions later on,
 661          * all other segments are allowed to use contiguous mappings.
 662          */
 663         map_kernel_segment(pgdp, _stext, _etext, text_prot, &vmlinux_text, 0,
 664                            VM_NO_GUARD);
 665         map_kernel_segment(pgdp, __start_rodata, __inittext_begin, PAGE_KERNEL,
 666                            &vmlinux_rodata, NO_CONT_MAPPINGS, VM_NO_GUARD);
 667         map_kernel_segment(pgdp, __inittext_begin, __inittext_end, text_prot,
 668                            &vmlinux_inittext, 0, VM_NO_GUARD);
 669         map_kernel_segment(pgdp, __initdata_begin, __initdata_end, PAGE_KERNEL,
 670                            &vmlinux_initdata, 0, VM_NO_GUARD);
 671         map_kernel_segment(pgdp, _data, _end, PAGE_KERNEL, &vmlinux_data, 0, 0);
 672
 673         if (!READ_ONCE(pgd_val(*pgd_offset_pgd(pgdp, FIXADDR_START)))) {
 674                 /*
 675                  * The fixmap falls in a separate pgd to the kernel, and doesn't
 676                  * live in the carveout for the swapper_pg_dir. We can simply
 677                  * re-use the existing dir for the fixmap.
 678                  */
 679                 set_pgd(pgd_offset_pgd(pgdp, FIXADDR_START),
 680                         READ_ONCE(*pgd_offset_k(FIXADDR_START)));
 681         } else if (CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 3) {
 682                 pgd_t *bm_pgdp;
 683                 p4d_t *bm_p4dp;
 684                 pud_t *bm_pudp;
 685                 /*
 686                  * The fixmap shares its top level pgd entry with the kernel
 687                  * mapping. This can really only occur when we are running
 688                  * with 16k/4 levels, so we can simply reuse the pud level
 689                  * entry instead.
 690                  */
 691                 BUG_ON(!IS_ENABLED(CONFIG_ARM64_16K_PAGES));
 692                 bm_pgdp = pgd_offset_pgd(pgdp, FIXADDR_START);
 693                 bm_p4dp = p4d_offset(bm_pgdp, FIXADDR_START);
 694                 bm_pudp = pud_set_fixmap_offset(bm_p4dp, FIXADDR_START);
 695                 pud_populate(&init_mm, bm_pudp, lm_alias(bm_pmd));
 696                 pud_clear_fixmap();
 697         } else {
 698                 BUG();
 699         }
 700
 701         kasan_copy_shadow(pgdp);
 702 }
 703
 704 void __init paging_init(void)
 705 {
 706         pgd_t *pgdp = pgd_set_fixmap(__pa_symbol(swapper_pg_dir));
 707
 708         map_kernel(pgdp);
 709         map_mem(pgdp);
 710
 711         pgd_clear_fixmap();
 712
 713         cpu_replace_ttbr1(lm_alias(swapper_pg_dir));
 714         init_mm.pgd = swapper_pg_dir;
 715
 716         memblock_free(__pa_symbol(init_pg_dir),
 717                       __pa_symbol(init_pg_end) - __pa_symbol(init_pg_dir));
 718
 719         memblock_allow_resize();
 720 }
 721
 722 /*
 723  * Check whether a kernel address is valid (derived from arch/x86/).
 724  */
 725 int kern_addr_valid(unsigned long addr)
 726 {
 727         pgd_t *pgdp;
 728         p4d_t *p4dp;
 729         pud_t *pudp, pud;
 730         pmd_t *pmdp, pmd;
 731         pte_t *ptep, pte;
 732
 733         addr = arch_kasan_reset_tag(addr);
 734         if ((((long)addr) >> VA_BITS) != -1UL)
 735                 return 0;
 736
 737         pgdp = pgd_offset_k(addr);
 738         if (pgd_none(READ_ONCE(*pgdp)))
 739                 return 0;
 740
 741         p4dp = p4d_offset(pgdp, addr);
 742         if (p4d_none(READ_ONCE(*p4dp)))
 743                 return 0;
 744
 745         pudp = pud_offset(p4dp, addr);
 746         pud = READ_ONCE(*pudp);
 747         if (pud_none(pud))
 748                 return 0;
 749
 750         if (pud_sect(pud))
 751                 return pfn_valid(pud_pfn(pud));
 752
 753         pmdp = pmd_offset(pudp, addr);
 754         pmd = READ_ONCE(*pmdp);
 755         if (pmd_none(pmd))
 756                 return 0;
 757
 758         if (pmd_sect(pmd))
 759                 return pfn_valid(pmd_pfn(pmd));
 760
 761         ptep = pte_offset_kernel(pmdp, addr);
 762         pte = READ_ONCE(*ptep);
 763         if (pte_none(pte))
 764                 return 0;
 765
 766         return pfn_valid(pte_pfn(pte));
 767 }
 768
 769 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
 770 static void free_hotplug_page_range(struct page *page, size_t size,
 771                                     struct vmem_altmap *altmap)
 772 {
 773         if (altmap) {
 774                 vmem_altmap_free(altmap, size >> PAGE_SHIFT);
 775         } else {
 776                 WARN_ON(PageReserved(page));
 777                 free_pages((unsigned long)page_address(page), get_order(size));
 778         }
 779 }
 780
 781 static void free_hotplug_pgtable_page(struct page *page)
 782 {
 783         free_hotplug_page_range(page, PAGE_SIZE, NULL);
 784 }
 785
 786 static bool pgtable_range_aligned(unsigned long start, unsigned long end,
 787                                   unsigned long floor, unsigned long ceiling,
 788                                   unsigned long mask)
 789 {
 790         start &= mask;
 791         if (start < floor)
 792                 return false;
 793
 794         if (ceiling) {
 795                 ceiling &= mask;
 796                 if (!ceiling)
 797                         return false;
 798         }
 799
 800         if (end - 1 > ceiling - 1)
 801                 return false;
 802         return true;
 803 }
 804
 805 static void unmap_hotplug_pte_range(pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
 806                                     unsigned long end, bool free_mapped,
 807                                     struct vmem_altmap *altmap)
 808 {
 809         pte_t *ptep, pte;
 810
 811         do {
 812                 ptep = pte_offset_kernel(pmdp, addr);
 813                 pte = READ_ONCE(*ptep);
 814                 if (pte_none(pte))
 815                         continue;
 816
 817                 WARN_ON(!pte_present(pte));
 818                 pte_clear(&init_mm, addr, ptep);
 819                 flush_tlb_kernel_range(addr, addr + PAGE_SIZE);
 820                 if (free_mapped)
 821                         free_hotplug_page_range(pte_page(pte),
 822                                                 PAGE_SIZE, altmap);
 823         } while (addr += PAGE_SIZE, addr < end);
 824 }
 825
 826 static void unmap_hotplug_pmd_range(pud_t *pudp, unsigned long addr,
 827                                     unsigned long end, bool free_mapped,
 828                                     struct vmem_altmap *altmap)
 829 {
 830         unsigned long next;
 831         pmd_t *pmdp, pmd;
 832
 833         do {
 834                 next = pmd_addr_end(addr, end);
 835                 pmdp = pmd_offset(pudp, addr);
 836                 pmd = READ_ONCE(*pmdp);
 837                 if (pmd_none(pmd))
 838                         continue;
 839
 840                 WARN_ON(!pmd_present(pmd));
 841                 if (pmd_sect(pmd)) {
 842                         pmd_clear(pmdp);
 843
 844                         /*
 845                          * One TLBI should be sufficient here as the PMD_SIZE
 846                          * range is mapped with a single block entry.
 847                          */
 848                         flush_tlb_kernel_range(addr, addr + PAGE_SIZE);
 849                         if (free_mapped)
 850                                 free_hotplug_page_range(pmd_page(pmd),
 851                                                         PMD_SIZE, altmap);
 852                         continue;
 853                 }
 854                 WARN_ON(!pmd_table(pmd));
 855                 unmap_hotplug_pte_range(pmdp, addr, next, free_mapped, altmap);
 856         } while (addr = next, addr < end);
 857 }
 858
 859 static void unmap_hotplug_pud_range(p4d_t *p4dp, unsigned long addr,
 860                                     unsigned long end, bool free_mapped,
 861                                     struct vmem_altmap *altmap)
 862 {
 863         unsigned long next;
 864         pud_t *pudp, pud;
 865
 866         do {
 867                 next = pud_addr_end(addr, end);
 868                 pudp = pud_offset(p4dp, addr);
 869                 pud = READ_ONCE(*pudp);
 870                 if (pud_none(pud))
 871                         continue;
 872
 873                 WARN_ON(!pud_present(pud));
 874                 if (pud_sect(pud)) {
 875                         pud_clear(pudp);
 876
 877                         /*
 878                          * One TLBI should be sufficient here as the PUD_SIZE
 879                          * range is mapped with a single block entry.
 880                          */
 881                         flush_tlb_kernel_range(addr, addr + PAGE_SIZE);
 882                         if (free_mapped)
 883                                 free_hotplug_page_range(pud_page(pud),
 884                                                         PUD_SIZE, altmap);
 885                         continue;
 886                 }
 887                 WARN_ON(!pud_table(pud));
 888                 unmap_hotplug_pmd_range(pudp, addr, next, free_mapped, altmap);
 889         } while (addr = next, addr < end);
 890 }
 891
 892 static void unmap_hotplug_p4d_range(pgd_t *pgdp, unsigned long addr,
 893                                     unsigned long end, bool free_mapped,
 894                                     struct vmem_altmap *altmap)
 895 {
 896         unsigned long next;
 897         p4d_t *p4dp, p4d;
 898
 899         do {
 900                 next = p4d_addr_end(addr, end);
 901                 p4dp = p4d_offset(pgdp, addr);
 902                 p4d = READ_ONCE(*p4dp);
 903                 if (p4d_none(p4d))
 904                         continue;
 905
 906                 WARN_ON(!p4d_present(p4d));
 907                 unmap_hotplug_pud_range(p4dp, addr, next, free_mapped, altmap);
 908         } while (addr = next, addr < end);
 909 }
 910
 911 static void unmap_hotplug_range(unsigned long addr, unsigned long end,
 912                                 bool free_mapped, struct vmem_altmap *altmap)
 913 {
 914         unsigned long next;
 915         pgd_t *pgdp, pgd;
 916
 917         /*
 918          * altmap can only be used as vmemmap mapping backing memory.
 919          * In case the backing memory itself is not being freed, then
 920          * altmap is irrelevant. Warn about this inconsistency when
 921          * encountered.
 922          */
 923         WARN_ON(!free_mapped && altmap);
 924
 925         do {
 926                 next = pgd_addr_end(addr, end);
 927                 pgdp = pgd_offset_k(addr);
 928                 pgd = READ_ONCE(*pgdp);
 929                 if (pgd_none(pgd))
 930                         continue;
 931
 932                 WARN_ON(!pgd_present(pgd));
 933                 unmap_hotplug_p4d_range(pgdp, addr, next, free_mapped, altmap);
 934         } while (addr = next, addr < end);
 935 }
 936
 937 static void free_empty_pte_table(pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
 938                                  unsigned long end, unsigned long floor,
 939                                  unsigned long ceiling)
 940 {
 941         pte_t *ptep, pte;
 942         unsigned long i, start = addr;
 943
 944         do {
 945                 ptep = pte_offset_kernel(pmdp, addr);
 946                 pte = READ_ONCE(*ptep);
 947
 948                 /*
 949                  * This is just a sanity check here which verifies that
 950                  * pte clearing has been done by earlier unmap loops.
 951                  */
 952                 WARN_ON(!pte_none(pte));
 953         } while (addr += PAGE_SIZE, addr < end);
 954
 955         if (!pgtable_range_aligned(start, end, floor, ceiling, PMD_MASK))
 956                 return;
 957
 958         /*
 959          * Check whether we can free the pte page if the rest of the
 960          * entries are empty. Overlap with other regions have been
 961          * handled by the floor/ceiling check.
 962          */
 963         ptep = pte_offset_kernel(pmdp, 0UL);
 964         for (i = 0; i < PTRS_PER_PTE; i++) {
 965                 if (!pte_none(READ_ONCE(ptep[i])))
 966                         return;
 967         }
 968
 969         pmd_clear(pmdp);
 970         __flush_tlb_kernel_pgtable(start);
 971         free_hotplug_pgtable_page(virt_to_page(ptep));
 972 }
 973
 974 static void free_empty_pmd_table(pud_t *pudp, unsigned long addr,
 975                                  unsigned long end, unsigned long floor,
 976                                  unsigned long ceiling)
 977 {
 978         pmd_t *pmdp, pmd;
 979         unsigned long i, next, start = addr;
 980
 981         do {
 982                 next = pmd_addr_end(addr, end);
 983                 pmdp = pmd_offset(pudp, addr);
 984                 pmd = READ_ONCE(*pmdp);
 985                 if (pmd_none(pmd))
 986                         continue;
 987
 988                 WARN_ON(!pmd_present(pmd) || !pmd_table(pmd) || pmd_sect(pmd));
 989                 free_empty_pte_table(pmdp, addr, next, floor, ceiling);
 990         } while (addr = next, addr < end);
 991
 992         if (CONFIG_PGTABLE_LEVELS <= 2)
 993                 return;
 994
 995         if (!pgtable_range_aligned(start, end, floor, ceiling, PUD_MASK))
 996                 return;
 997
 998         /*
 999          * Check whether we can free the pmd page if the rest of the
1000          * entries are empty. Overlap with other regions have been
1001          * handled by the floor/ceiling check.
1002          */
1003         pmdp = pmd_offset(pudp, 0UL);
1004         for (i = 0; i < PTRS_PER_PMD; i++) {
1005                 if (!pmd_none(READ_ONCE(pmdp[i])))
1006                         return;
1007         }
1008
1009         pud_clear(pudp);
1010         __flush_tlb_kernel_pgtable(start);
1011         free_hotplug_pgtable_page(virt_to_page(pmdp));
1012 }
1013
1014 static void free_empty_pud_table(p4d_t *p4dp, unsigned long addr,
1015                                  unsigned long end, unsigned long floor,
1016                                  unsigned long ceiling)
1017 {
1018         pud_t *pudp, pud;
1019         unsigned long i, next, start = addr;
1020
1021         do {
1022                 next = pud_addr_end(addr, end);
1023                 pudp = pud_offset(p4dp, addr);
1024                 pud = READ_ONCE(*pudp);
1025                 if (pud_none(pud))
1026                         continue;
1027
1028                 WARN_ON(!pud_present(pud) || !pud_table(pud) || pud_sect(pud));
1029                 free_empty_pmd_table(pudp, addr, next, floor, ceiling);
1030         } while (addr = next, addr < end);
1031
1032         if (CONFIG_PGTABLE_LEVELS <= 3)
1033                 return;
1034
1035         if (!pgtable_range_aligned(start, end, floor, ceiling, PGDIR_MASK))
1036                 return;
1037
1038         /*
1039          * Check whether we can free the pud page if the rest of the
1040          * entries are empty. Overlap with other regions have been
1041          * handled by the floor/ceiling check.
1042          */
1043         pudp = pud_offset(p4dp, 0UL);
1044         for (i = 0; i < PTRS_PER_PUD; i++) {
1045                 if (!pud_none(READ_ONCE(pudp[i])))
1046                         return;
1047         }
1048
1049         p4d_clear(p4dp);
1050         __flush_tlb_kernel_pgtable(start);
1051         free_hotplug_pgtable_page(virt_to_page(pudp));
1052 }
1053
1054 static void free_empty_p4d_table(pgd_t *pgdp, unsigned long addr,
1055                                  unsigned long end, unsigned long floor,
1056                                  unsigned long ceiling)
1057 {
1058         unsigned long next;
1059         p4d_t *p4dp, p4d;
1060
1061         do {
1062                 next = p4d_addr_end(addr, end);
1063                 p4dp = p4d_offset(pgdp, addr);
1064                 p4d = READ_ONCE(*p4dp);
1065                 if (p4d_none(p4d))
1066                         continue;
1067
1068                 WARN_ON(!p4d_present(p4d));
1069                 free_empty_pud_table(p4dp, addr, next, floor, ceiling);
1070         } while (addr = next, addr < end);
1071 }
1072
1073 static void free_empty_tables(unsigned long addr, unsigned long end,
1074                               unsigned long floor, unsigned long ceiling)
1075 {
1076         unsigned long next;
1077         pgd_t *pgdp, pgd;
1078
1079         do {
1080                 next = pgd_addr_end(addr, end);
1081                 pgdp = pgd_offset_k(addr);
1082                 pgd = READ_ONCE(*pgdp);
1083                 if (pgd_none(pgd))
1084                         continue;
1085
1086                 WARN_ON(!pgd_present(pgd));
1087                 free_empty_p4d_table(pgdp, addr, next, floor, ceiling);
1088         } while (addr = next, addr < end);
1089 }
1090 #endif
1091
1092 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
1093 #if !ARM64_SWAPPER_USES_SECTION_MAPS
1094 int __meminit vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node,
1095                 struct vmem_altmap *altmap)
1096 {
1097         WARN_ON((start < VMEMMAP_START) || (end > VMEMMAP_END));
1098         return vmemmap_populate_basepages(start, end, node, altmap);
1099 }
1100 #else   /* !ARM64_SWAPPER_USES_SECTION_MAPS */
1101 int __meminit vmemmap_populate(unsigned long start, unsigned long end, int node,
1102                 struct vmem_altmap *altmap)
1103 {
1104         unsigned long addr = start;
1105         unsigned long next;
1106         pgd_t *pgdp;
1107         p4d_t *p4dp;
1108         pud_t *pudp;
1109         pmd_t *pmdp;
1110
1111         WARN_ON((start < VMEMMAP_START) || (end > VMEMMAP_END));
1112         do {
1113                 next = pmd_addr_end(addr, end);
1114
1115                 pgdp = vmemmap_pgd_populate(addr, node);
1116                 if (!pgdp)
1117                         return -ENOMEM;
1118
1119                 p4dp = vmemmap_p4d_populate(pgdp, addr, node);
1120                 if (!p4dp)
1121                         return -ENOMEM;
1122
1123                 pudp = vmemmap_pud_populate(p4dp, addr, node);
1124                 if (!pudp)
1125                         return -ENOMEM;
1126
1127                 pmdp = pmd_offset(pudp, addr);
1128                 if (pmd_none(READ_ONCE(*pmdp))) {
1129                         void *p = NULL;
1130
1131                         p = vmemmap_alloc_block_buf(PMD_SIZE, node, altmap);
1132                         if (!p) {
1133                                 if (vmemmap_populate_basepages(addr, next, node, altmap))
1134                                         return -ENOMEM;
1135                                 continue;
1136                         }
1137
1138                         pmd_set_huge(pmdp, __pa(p), __pgprot(PROT_SECT_NORMAL));
1139                 } else
1140                         vmemmap_verify((pte_t *)pmdp, node, addr, next);
1141         } while (addr = next, addr != end);
1142
1143         return 0;
1144 }
1145 #endif  /* !ARM64_SWAPPER_USES_SECTION_MAPS */
1146 void vmemmap_free(unsigned long start, unsigned long end,
1147                 struct vmem_altmap *altmap)
1148 {
1149 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1150         WARN_ON((start < VMEMMAP_START) || (end > VMEMMAP_END));
1151
1152         unmap_hotplug_range(start, end, true, altmap);
1153         free_empty_tables(start, end, VMEMMAP_START, VMEMMAP_END);
1154 #endif
1155 }
1156 #endif  /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
1157
1158 static inline pud_t * fixmap_pud(unsigned long addr)
1159 {
1160         pgd_t *pgdp = pgd_offset_k(addr);
1161         p4d_t *p4dp = p4d_offset(pgdp, addr);
1162         p4d_t p4d = READ_ONCE(*p4dp);
1163
1164         BUG_ON(p4d_none(p4d) || p4d_bad(p4d));
1165
1166         return pud_offset_kimg(p4dp, addr);
1167 }
1168
1169 static inline pmd_t * fixmap_pmd(unsigned long addr)
1170 {
1171         pud_t *pudp = fixmap_pud(addr);
1172         pud_t pud = READ_ONCE(*pudp);
1173
1174         BUG_ON(pud_none(pud) || pud_bad(pud));
1175
1176         return pmd_offset_kimg(pudp, addr);
1177 }
1178
1179 static inline pte_t * fixmap_pte(unsigned long addr)
1180 {
1181         return &bm_pte[pte_index(addr)];
1182 }
1183
1184 /*
1185  * The p*d_populate functions call virt_to_phys implicitly so they can't be used
1186  * directly on kernel symbols (bm_p*d). This function is called too early to use
1187  * lm_alias so __p*d_populate functions must be used to populate with the
1188  * physical address from __pa_symbol.
1189  */
1190 void __init early_fixmap_init(void)
1191 {
1192         pgd_t *pgdp;
1193         p4d_t *p4dp, p4d;
1194         pud_t *pudp;
1195         pmd_t *pmdp;
1196         unsigned long addr = FIXADDR_START;
1197
1198         pgdp = pgd_offset_k(addr);
1199         p4dp = p4d_offset(pgdp, addr);
1200         p4d = READ_ONCE(*p4dp);
1201         if (CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 3 &&
1202             !(p4d_none(p4d) || p4d_page_paddr(p4d) == __pa_symbol(bm_pud))) {
1203                 /*
1204                  * We only end up here if the kernel mapping and the fixmap
1205                  * share the top level pgd entry, which should only happen on
1206                  * 16k/4 levels configurations.
1207                  */
1208                 BUG_ON(!IS_ENABLED(CONFIG_ARM64_16K_PAGES));
1209                 pudp = pud_offset_kimg(p4dp, addr);
1210         } else {
1211                 if (p4d_none(p4d))
1212                         __p4d_populate(p4dp, __pa_symbol(bm_pud), PUD_TYPE_TABLE);
1213                 pudp = fixmap_pud(addr);
1214         }
1215         if (pud_none(READ_ONCE(*pudp)))
1216                 __pud_populate(pudp, __pa_symbol(bm_pmd), PMD_TYPE_TABLE);
1217         pmdp = fixmap_pmd(addr);
1218         __pmd_populate(pmdp, __pa_symbol(bm_pte), PMD_TYPE_TABLE);
1219
1220         /*
1221          * The boot-ioremap range spans multiple pmds, for which
1222          * we are not prepared:
1223          */
1224         BUILD_BUG_ON((__fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN) >> PMD_SHIFT)
1225                      != (__fix_to_virt(FIX_BTMAP_END) >> PMD_SHIFT));
1226
1227         if ((pmdp != fixmap_pmd(fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN)))
1228              || pmdp != fixmap_pmd(fix_to_virt(FIX_BTMAP_END))) {
1229                 WARN_ON(1);
1230                 pr_warn("pmdp %p != %p, %p\n",
1231                         pmdp, fixmap_pmd(fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN)),
1232                         fixmap_pmd(fix_to_virt(FIX_BTMAP_END)));
1233                 pr_warn("fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN): %08lx\n",
1234                         fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN));
1235                 pr_warn("fix_to_virt(FIX_BTMAP_END):   %08lx\n",
1236                         fix_to_virt(FIX_BTMAP_END));
1237
1238                 pr_warn("FIX_BTMAP_END:       %d\n", FIX_BTMAP_END);
1239                 pr_warn("FIX_BTMAP_BEGIN:     %d\n", FIX_BTMAP_BEGIN);
1240         }
1241 }
1242
1243 /*
1244  * Unusually, this is also called in IRQ context (ghes_iounmap_irq) so if we
1245  * ever need to use IPIs for TLB broadcasting, then we're in trouble here.
1246  */
1247 void __set_fixmap(enum fixed_addresses idx,
1248                                phys_addr_t phys, pgprot_t flags)
1249 {
1250         unsigned long addr = __fix_to_virt(idx);
1251         pte_t *ptep;
1252
1253         BUG_ON(idx <= FIX_HOLE || idx >= __end_of_fixed_addresses);
1254
1255         ptep = fixmap_pte(addr);
1256
1257         if (pgprot_val(flags)) {
1258                 set_pte(ptep, pfn_pte(phys >> PAGE_SHIFT, flags));
1259         } else {
1260                 pte_clear(&init_mm, addr, ptep);
1261                 flush_tlb_kernel_range(addr, addr+PAGE_SIZE);
1262         }
1263 }
1264
1265 void *__init fixmap_remap_fdt(phys_addr_t dt_phys, int *size, pgprot_t prot)
1266 {
1267         const u64 dt_virt_base = __fix_to_virt(FIX_FDT);
1268         int offset;
1269         void *dt_virt;
1270
1271         /*
1272          * Check whether the physical FDT address is set and meets the minimum
1273          * alignment requirement. Since we are relying on MIN_FDT_ALIGN to be
1274          * at least 8 bytes so that we can always access the magic and size
1275          * fields of the FDT header after mapping the first chunk, double check
1276          * here if that is indeed the case.
1277          */
1278         BUILD_BUG_ON(MIN_FDT_ALIGN < 8);
1279         if (!dt_phys || dt_phys % MIN_FDT_ALIGN)
1280                 return NULL;
1281
1282         /*
1283          * Make sure that the FDT region can be mapped without the need to
1284          * allocate additional translation table pages, so that it is safe
1285          * to call create_mapping_noalloc() this early.
1286          *
1287          * On 64k pages, the FDT will be mapped using PTEs, so we need to
1288          * be in the same PMD as the rest of the fixmap.
1289          * On 4k pages, we'll use section mappings for the FDT so we only
1290          * have to be in the same PUD.
1291          */
1292         BUILD_BUG_ON(dt_virt_base % SZ_2M);
1293
1294         BUILD_BUG_ON(__fix_to_virt(FIX_FDT_END) >> SWAPPER_TABLE_SHIFT !=
1295                      __fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN) >> SWAPPER_TABLE_SHIFT);
1296
1297         offset = dt_phys % SWAPPER_BLOCK_SIZE;
1298         dt_virt = (void *)dt_virt_base + offset;
1299
1300         /* map the first chunk so we can read the size from the header */
1301         create_mapping_noalloc(round_down(dt_phys, SWAPPER_BLOCK_SIZE),
1302                         dt_virt_base, SWAPPER_BLOCK_SIZE, prot);
1303
1304         if (fdt_magic(dt_virt) != FDT_MAGIC)
1305                 return NULL;
1306
1307         *size = fdt_totalsize(dt_virt);
1308         if (*size > MAX_FDT_SIZE)
1309                 return NULL;
1310
1311         if (offset + *size > SWAPPER_BLOCK_SIZE)
1312                 create_mapping_noalloc(round_down(dt_phys, SWAPPER_BLOCK_SIZE), dt_virt_base,
1313                                round_up(offset + *size, SWAPPER_BLOCK_SIZE), prot);
1314
1315         return dt_virt;
1316 }
1317
1318 int __init arch_ioremap_p4d_supported(void)
1319 {
1320         return 0;
1321 }
1322
1323 int __init arch_ioremap_pud_supported(void)
1324 {
1325         /*
1326          * Only 4k granule supports level 1 block mappings.
1327          * SW table walks can't handle removal of intermediate entries.
1328          */
1329         return IS_ENABLED(CONFIG_ARM64_4K_PAGES) &&
1330                !IS_ENABLED(CONFIG_PTDUMP_DEBUGFS);
1331 }
1332
1333 int __init arch_ioremap_pmd_supported(void)
1334 {
1335         /* See arch_ioremap_pud_supported() */
1336         return !IS_ENABLED(CONFIG_PTDUMP_DEBUGFS);
1337 }
1338
1339 int pud_set_huge(pud_t *pudp, phys_addr_t phys, pgprot_t prot)
1340 {
1341         pud_t new_pud = pfn_pud(__phys_to_pfn(phys), mk_pud_sect_prot(prot));
1342
1343         /* Only allow permission changes for now */
1344         if (!pgattr_change_is_safe(READ_ONCE(pud_val(*pudp)),
1345                                    pud_val(new_pud)))
1346                 return 0;
1347
1348         VM_BUG_ON(phys & ~PUD_MASK);
1349         set_pud(pudp, new_pud);
1350         return 1;
1351 }
1352
1353 int pmd_set_huge(pmd_t *pmdp, phys_addr_t phys, pgprot_t prot)
1354 {
1355         pmd_t new_pmd = pfn_pmd(__phys_to_pfn(phys), mk_pmd_sect_prot(prot));
1356
1357         /* Only allow permission changes for now */
1358         if (!pgattr_change_is_safe(READ_ONCE(pmd_val(*pmdp)),
1359                                    pmd_val(new_pmd)))
1360                 return 0;
1361
1362         VM_BUG_ON(phys & ~PMD_MASK);
1363         set_pmd(pmdp, new_pmd);
1364         return 1;
1365 }
1366
1367 int pud_clear_huge(pud_t *pudp)
1368 {
1369         if (!pud_sect(READ_ONCE(*pudp)))
1370                 return 0;
1371         pud_clear(pudp);
1372         return 1;
1373 }
1374
1375 int pmd_clear_huge(pmd_t *pmdp)
1376 {
1377         if (!pmd_sect(READ_ONCE(*pmdp)))
1378                 return 0;
1379         pmd_clear(pmdp);
1380         return 1;
1381 }
1382
1383 int pmd_free_pte_page(pmd_t *pmdp, unsigned long addr)
1384 {
1385         pte_t *table;
1386         pmd_t pmd;
1387
1388         pmd = READ_ONCE(*pmdp);
1389
1390         if (!pmd_table(pmd)) {
1391                 VM_WARN_ON(1);
1392                 return 1;
1393         }
1394
1395         table = pte_offset_kernel(pmdp, addr);
1396         pmd_clear(pmdp);
1397         __flush_tlb_kernel_pgtable(addr);
1398         pte_free_kernel(NULL, table);
1399         return 1;
1400 }
1401
1402 int pud_free_pmd_page(pud_t *pudp, unsigned long addr)
1403 {
1404         pmd_t *table;
1405         pmd_t *pmdp;
1406         pud_t pud;
1407         unsigned long next, end;
1408
1409         pud = READ_ONCE(*pudp);
1410
1411         if (!pud_table(pud)) {
1412                 VM_WARN_ON(1);
1413                 return 1;
1414         }
1415
1416         table = pmd_offset(pudp, addr);
1417         pmdp = table;
1418         next = addr;
1419         end = addr + PUD_SIZE;
1420         do {
1421                 pmd_free_pte_page(pmdp, next);
1422         } while (pmdp++, next += PMD_SIZE, next != end);
1423
1424         pud_clear(pudp);
1425         __flush_tlb_kernel_pgtable(addr);
1426         pmd_free(NULL, table);
1427         return 1;
1428 }
1429
1430 int p4d_free_pud_page(p4d_t *p4d, unsigned long addr)
1431 {
1432         return 0;       /* Don't attempt a block mapping */
1433 }
1434
1435 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
1436 static void __remove_pgd_mapping(pgd_t *pgdir, unsigned long start, u64 size)
1437 {
1438         unsigned long end = start + size;
1439
1440         WARN_ON(pgdir != init_mm.pgd);
1441         WARN_ON((start < PAGE_OFFSET) || (end > PAGE_END));
1442
1443         unmap_hotplug_range(start, end, false, NULL);
1444         free_empty_tables(start, end, PAGE_OFFSET, PAGE_END);
1445 }
1446
1447 static bool inside_linear_region(u64 start, u64 size)
1448 {
1449         /*
1450          * Linear mapping region is the range [PAGE_OFFSET..(PAGE_END - 1)]
1451          * accommodating both its ends but excluding PAGE_END. Max physical
1452          * range which can be mapped inside this linear mapping range, must
1453          * also be derived from its end points.
1454          */
1455         return start >= __pa(_PAGE_OFFSET(vabits_actual)) &&
1456                (start + size - 1) <= __pa(PAGE_END - 1);
1457 }
1458
1459 int arch_add_memory(int nid, u64 start, u64 size,
1460                     struct mhp_params *params)
1461 {
1462         int ret, flags = 0;
1463
1464         if (!inside_linear_region(start, size)) {
1465                 pr_err("[%llx %llx] is outside linear mapping region\n", start, start + size);
1466                 return -EINVAL;
1467         }
1468
1469         if (rodata_full || debug_pagealloc_enabled())
1470                 flags = NO_BLOCK_MAPPINGS | NO_CONT_MAPPINGS;
1471
1472         __create_pgd_mapping(swapper_pg_dir, start, __phys_to_virt(start),
1473                              size, params->pgprot, __pgd_pgtable_alloc,
1474                              flags);
1475
1476         memblock_clear_nomap(start, size);
1477
1478         ret = __add_pages(nid, start >> PAGE_SHIFT, size >> PAGE_SHIFT,
1479                            params);
1480         if (ret)
1481                 __remove_pgd_mapping(swapper_pg_dir,
1482                                      __phys_to_virt(start), size);
1483         return ret;
1484 }
1485
1486 void arch_remove_memory(int nid, u64 start, u64 size,
1487                         struct vmem_altmap *altmap)
1488 {
1489         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
1490         unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
1491
1492         __remove_pages(start_pfn, nr_pages, altmap);
1493         __remove_pgd_mapping(swapper_pg_dir, __phys_to_virt(start), size);
1494 }
1495
1496 /*
1497  * This memory hotplug notifier helps prevent boot memory from being
1498  * inadvertently removed as it blocks pfn range offlining process in
1499  * __offline_pages(). Hence this prevents both offlining as well as
1500  * removal process for boot memory which is initially always online.
1501  * In future if and when boot memory could be removed, this notifier
1502  * should be dropped and free_hotplug_page_range() should handle any
1503  * reserved pages allocated during boot.
1504  */
1505 static int prevent_bootmem_remove_notifier(struct notifier_block *nb,
1506                                            unsigned long action, void *data)
1507 {
1508         struct mem_section *ms;
1509         struct memory_notify *arg = data;
1510         unsigned long end_pfn = arg->start_pfn + arg->nr_pages;
1511         unsigned long pfn = arg->start_pfn;
1512
1513         if ((action != MEM_GOING_OFFLINE) && (action != MEM_OFFLINE))
1514                 return NOTIFY_OK;
1515
1516         for (; pfn < end_pfn; pfn += PAGES_PER_SECTION) {
1517                 unsigned long start = PFN_PHYS(pfn);
1518                 unsigned long end = start + (1UL << PA_SECTION_SHIFT);
1519
1520                 ms = __pfn_to_section(pfn);
1521                 if (!early_section(ms))
1522                         continue;
1523
1524                 if (action == MEM_GOING_OFFLINE) {
1525                         /*
1526                          * Boot memory removal is not supported. Prevent
1527                          * it via blocking any attempted offline request
1528                          * for the boot memory and just report it.
1529                          */
1530                         pr_warn("Boot memory [%lx %lx] offlining attempted\n", start, end);
1531                         return NOTIFY_BAD;
1532                 } else if (action == MEM_OFFLINE) {
1533                         /*
1534                          * This should have never happened. Boot memory
1535                          * offlining should have been prevented by this
1536                          * very notifier. Probably some memory removal
1537                          * procedure might have changed which would then
1538                          * require further debug.
1539                          */
1540                         pr_err("Boot memory [%lx %lx] offlined\n", start, end);
1541
1542                         /*
1543                          * Core memory hotplug does not process a return
1544                          * code from the notifier for MEM_OFFLINE events.
1545                          * The error condition has been reported. Return
1546                          * from here as if ignored.
1547                          */
1548                         return NOTIFY_DONE;
1549                 }
1550         }
1551         return NOTIFY_OK;
1552 }
1553
1554 static struct notifier_block prevent_bootmem_remove_nb = {
1555         .notifier_call = prevent_bootmem_remove_notifier,
1556 };
1557
1558 /*
1559  * This ensures that boot memory sections on the platform are online
1560  * from early boot. Memory sections could not be prevented from being
1561  * offlined, unless for some reason they are not online to begin with.
1562  * This helps validate the basic assumption on which the above memory
1563  * event notifier works to prevent boot memory section offlining and
1564  * its possible removal.
1565  */
1566 static void validate_bootmem_online(void)
1567 {
1568         phys_addr_t start, end, addr;
1569         struct mem_section *ms;
1570         u64 i;
1571
1572         /*
1573          * Scanning across all memblock might be expensive
1574          * on some big memory systems. Hence enable this
1575          * validation only with DEBUG_VM.
1576          */
1577         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_VM))
1578                 return;
1579
1580         for_each_mem_range(i, &start, &end) {
1581                 for (addr = start; addr < end; addr += (1UL << PA_SECTION_SHIFT)) {
1582                         ms = __pfn_to_section(PHYS_PFN(addr));
1583
1584                         /*
1585                          * All memory ranges in the system at this point
1586                          * should have been marked as early sections.
1587                          */
1588                         WARN_ON(!early_section(ms));
1589
1590                         /*
1591                          * Memory notifier mechanism here to prevent boot
1592                          * memory offlining depends on the fact that each
1593                          * early section memory on the system is initially
1594                          * online. Otherwise a given memory section which
1595                          * is already offline will be overlooked and can
1596                          * be removed completely. Call out such sections.
1597                          */
1598                         if (!online_section(ms))
1599                                 pr_err("Boot memory [%llx %llx] is offline, can be removed\n",
1600                                         addr, addr + (1UL << PA_SECTION_SHIFT));
1601                 }
1602         }
1603 }
1604
1605 static int __init prevent_bootmem_remove_init(void)
1606 {
1607         int ret = 0;
1608
1609         if (!IS_ENABLED(CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE))
1610                 return ret;
1611
1612         validate_bootmem_online();
1613         ret = register_memory_notifier(&prevent_bootmem_remove_nb);
1614         if (ret)
1615                 pr_err("%s: Notifier registration failed %d\n", __func__, ret);
1616
1617         return ret;
1618 }
1619 early_initcall(prevent_bootmem_remove_init);
1620 #endif