arch/powerpc/mm/mem.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /*
   3  *  PowerPC version
   4  *    Copyright (C) 1995-1996 Gary Thomas (gdt@linuxppc.org)
   5  *
   6  *  Modifications by Paul Mackerras (PowerMac) (paulus@cs.anu.edu.au)
   7  *  and Cort Dougan (PReP) (cort@cs.nmt.edu)
   8  *    Copyright (C) 1996 Paul Mackerras
   9  *  PPC44x/36-bit changes by Matt Porter (mporter@mvista.com)
  10  *
  11  *  Derived from "arch/i386/mm/init.c"
  12  *    Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
  13  */
  14
  15 #include <linux/memblock.h>
  16 #include <linux/highmem.h>
  17 #include <linux/suspend.h>
  18 #include <linux/dma-direct.h>
  19 #include <linux/execmem.h>
  20 #include <linux/vmalloc.h>
  21
  22 #include <asm/swiotlb.h>
  23 #include <asm/machdep.h>
  24 #include <asm/rtas.h>
  25 #include <asm/kasan.h>
  26 #include <asm/svm.h>
  27 #include <asm/mmzone.h>
  28 #include <asm/ftrace.h>
  29 #include <asm/code-patching.h>
  30 #include <asm/setup.h>
  31 #include <asm/fixmap.h>
  32
  33 #include <mm/mmu_decl.h>
  34
  35 unsigned long long memory_limit __initdata;
  36
  37 unsigned long empty_zero_page[PAGE_SIZE / sizeof(unsigned long)] __page_aligned_bss;
  38 EXPORT_SYMBOL(empty_zero_page);
  39
  40 pgprot_t __phys_mem_access_prot(unsigned long pfn, unsigned long size,
  41                                 pgprot_t vma_prot)
  42 {
  43         if (ppc_md.phys_mem_access_prot)
  44                 return ppc_md.phys_mem_access_prot(pfn, size, vma_prot);
  45
  46         if (!page_is_ram(pfn))
  47                 vma_prot = pgprot_noncached(vma_prot);
  48
  49         return vma_prot;
  50 }
  51 EXPORT_SYMBOL(__phys_mem_access_prot);
  52
  53 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
  54 static DEFINE_MUTEX(linear_mapping_mutex);
  55
  56 #ifdef CONFIG_NUMA
  57 int memory_add_physaddr_to_nid(u64 start)
  58 {
  59         return hot_add_scn_to_nid(start);
  60 }
  61 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_add_physaddr_to_nid);
  62 #endif
  63
  64 int __weak create_section_mapping(unsigned long start, unsigned long end,
  65                                   int nid, pgprot_t prot)
  66 {
  67         return -ENODEV;
  68 }
  69
  70 int __weak remove_section_mapping(unsigned long start, unsigned long end)
  71 {
  72         return -ENODEV;
  73 }
  74
  75 int __ref arch_create_linear_mapping(int nid, u64 start, u64 size,
  76                                      struct mhp_params *params)
  77 {
  78         int rc;
  79
  80         start = (unsigned long)__va(start);
  81         mutex_lock(&linear_mapping_mutex);
  82         rc = create_section_mapping(start, start + size, nid,
  83                                     params->pgprot);
  84         mutex_unlock(&linear_mapping_mutex);
  85         if (rc) {
  86                 pr_warn("Unable to create linear mapping for 0x%llx..0x%llx: %d\n",
  87                         start, start + size, rc);
  88                 return -EFAULT;
  89         }
  90         return 0;
  91 }
  92
  93 void __ref arch_remove_linear_mapping(u64 start, u64 size)
  94 {
  95         int ret;
  96
  97         /* Remove htab bolted mappings for this section of memory */
  98         start = (unsigned long)__va(start);
  99
 100         mutex_lock(&linear_mapping_mutex);
 101         ret = remove_section_mapping(start, start + size);
 102         mutex_unlock(&linear_mapping_mutex);
 103         if (ret)
 104                 pr_warn("Unable to remove linear mapping for 0x%llx..0x%llx: %d\n",
 105                         start, start + size, ret);
 106
 107         /* Ensure all vmalloc mappings are flushed in case they also
 108          * hit that section of memory
 109          */
 110         vm_unmap_aliases();
 111 }
 112
 113 /*
 114  * After memory hotplug the variables max_pfn, max_low_pfn and high_memory need
 115  * updating.
 116  */
 117 static void update_end_of_memory_vars(u64 start, u64 size)
 118 {
 119         unsigned long end_pfn = PFN_UP(start + size);
 120
 121         if (end_pfn > max_pfn) {
 122                 max_pfn = end_pfn;
 123                 max_low_pfn = end_pfn;
 124                 high_memory = (void *)__va(max_pfn * PAGE_SIZE - 1) + 1;
 125         }
 126 }
 127
 128 int __ref add_pages(int nid, unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
 129                     struct mhp_params *params)
 130 {
 131         int ret;
 132
 133         ret = __add_pages(nid, start_pfn, nr_pages, params);
 134         if (ret)
 135                 return ret;
 136
 137         /* update max_pfn, max_low_pfn and high_memory */
 138         update_end_of_memory_vars(start_pfn << PAGE_SHIFT,
 139                                   nr_pages << PAGE_SHIFT);
 140
 141         return ret;
 142 }
 143
 144 int __ref arch_add_memory(int nid, u64 start, u64 size,
 145                           struct mhp_params *params)
 146 {
 147         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
 148         unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
 149         int rc;
 150
 151         rc = arch_create_linear_mapping(nid, start, size, params);
 152         if (rc)
 153                 return rc;
 154         rc = add_pages(nid, start_pfn, nr_pages, params);
 155         if (rc)
 156                 arch_remove_linear_mapping(start, size);
 157         return rc;
 158 }
 159
 160 void __ref arch_remove_memory(u64 start, u64 size, struct vmem_altmap *altmap)
 161 {
 162         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
 163         unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
 164
 165         __remove_pages(start_pfn, nr_pages, altmap);
 166         arch_remove_linear_mapping(start, size);
 167 }
 168 #endif
 169
 170 #ifndef CONFIG_NUMA
 171 void __init mem_topology_setup(void)
 172 {
 173         max_low_pfn = max_pfn = memblock_end_of_DRAM() >> PAGE_SHIFT;
 174         min_low_pfn = MEMORY_START >> PAGE_SHIFT;
 175 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 176         max_low_pfn = lowmem_end_addr >> PAGE_SHIFT;
 177 #endif
 178
 179         /* Place all memblock_regions in the same node and merge contiguous
 180          * memblock_regions
 181          */
 182         memblock_set_node(0, PHYS_ADDR_MAX, &memblock.memory, 0);
 183 }
 184
 185 void __init initmem_init(void)
 186 {
 187         sparse_init();
 188 }
 189
 190 /* mark pages that don't exist as nosave */
 191 static int __init mark_nonram_nosave(void)
 192 {
 193         unsigned long spfn, epfn, prev = 0;
 194         int i;
 195
 196         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &spfn, &epfn, NULL) {
 197                 if (prev && prev < spfn)
 198                         register_nosave_region(prev, spfn);
 199
 200                 prev = epfn;
 201         }
 202
 203         return 0;
 204 }
 205 #else /* CONFIG_NUMA */
 206 static int __init mark_nonram_nosave(void)
 207 {
 208         return 0;
 209 }
 210 #endif
 211
 212 /*
 213  * Zones usage:
 214  *
 215  * We setup ZONE_DMA to be 31-bits on all platforms and ZONE_NORMAL to be
 216  * everything else. GFP_DMA32 page allocations automatically fall back to
 217  * ZONE_DMA.
 218  *
 219  * By using 31-bit unconditionally, we can exploit zone_dma_bits to inform the
 220  * generic DMA mapping code.  32-bit only devices (if not handled by an IOMMU
 221  * anyway) will take a first dip into ZONE_NORMAL and get otherwise served by
 222  * ZONE_DMA.
 223  */
 224 static unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES];
 225
 226 /*
 227  * paging_init() sets up the page tables - in fact we've already done this.
 228  */
 229 void __init paging_init(void)
 230 {
 231         unsigned long long total_ram = memblock_phys_mem_size();
 232         phys_addr_t top_of_ram = memblock_end_of_DRAM();
 233
 234 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 235         unsigned long v = __fix_to_virt(FIX_KMAP_END);
 236         unsigned long end = __fix_to_virt(FIX_KMAP_BEGIN);
 237
 238         for (; v < end; v += PAGE_SIZE)
 239                 map_kernel_page(v, 0, __pgprot(0)); /* XXX gross */
 240
 241         map_kernel_page(PKMAP_BASE, 0, __pgprot(0));    /* XXX gross */
 242         pkmap_page_table = virt_to_kpte(PKMAP_BASE);
 243 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
 244
 245         printk(KERN_DEBUG "Top of RAM: 0x%llx, Total RAM: 0x%llx\n",
 246                (unsigned long long)top_of_ram, total_ram);
 247         printk(KERN_DEBUG "Memory hole size: %ldMB\n",
 248                (long int)((top_of_ram - total_ram) >> 20));
 249
 250         /*
 251          * Allow 30-bit DMA for very limited Broadcom wifi chips on many
 252          * powerbooks.
 253          */
 254         if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC32))
 255                 zone_dma_bits = 30;
 256         else
 257                 zone_dma_bits = 31;
 258
 259 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
 260         max_zone_pfns[ZONE_DMA] = min(max_low_pfn,
 261                                       1UL << (zone_dma_bits - PAGE_SHIFT));
 262 #endif
 263         max_zone_pfns[ZONE_NORMAL] = max_low_pfn;
 264 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 265         max_zone_pfns[ZONE_HIGHMEM] = max_pfn;
 266 #endif
 267
 268         free_area_init(max_zone_pfns);
 269
 270         mark_nonram_nosave();
 271 }
 272
 273 void __init mem_init(void)
 274 {
 275         /*
 276          * book3s is limited to 16 page sizes due to encoding this in
 277          * a 4-bit field for slices.
 278          */
 279         BUILD_BUG_ON(MMU_PAGE_COUNT > 16);
 280
 281 #ifdef CONFIG_SWIOTLB
 282         /*
 283          * Some platforms (e.g. 85xx) limit DMA-able memory way below
 284          * 4G. We force memblock to bottom-up mode to ensure that the
 285          * memory allocated in swiotlb_init() is DMA-able.
 286          * As it's the last memblock allocation, no need to reset it
 287          * back to to-down.
 288          */
 289         memblock_set_bottom_up(true);
 290         swiotlb_init(ppc_swiotlb_enable, ppc_swiotlb_flags);
 291 #endif
 292
 293         high_memory = (void *) __va(max_low_pfn * PAGE_SIZE);
 294
 295         kasan_late_init();
 296
 297         memblock_free_all();
 298
 299 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 300         {
 301                 unsigned long pfn, highmem_mapnr;
 302
 303                 highmem_mapnr = lowmem_end_addr >> PAGE_SHIFT;
 304                 for (pfn = highmem_mapnr; pfn < max_mapnr; ++pfn) {
 305                         phys_addr_t paddr = (phys_addr_t)pfn << PAGE_SHIFT;
 306                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
 307                         if (memblock_is_memory(paddr) && !memblock_is_reserved(paddr))
 308                                 free_highmem_page(page);
 309                 }
 310         }
 311 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
 312
 313 #if defined(CONFIG_PPC_E500) && !defined(CONFIG_SMP)
 314         /*
 315          * If smp is enabled, next_tlbcam_idx is initialized in the cpu up
 316          * functions.... do it here for the non-smp case.
 317          */
 318         per_cpu(next_tlbcam_idx, smp_processor_id()) =
 319                 (mfspr(SPRN_TLB1CFG) & TLBnCFG_N_ENTRY) - 1;
 320 #endif
 321
 322 #ifdef CONFIG_PPC32
 323         pr_info("Kernel virtual memory layout:\n");
 324 #ifdef CONFIG_KASAN
 325         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : kasan shadow mem\n",
 326                 KASAN_SHADOW_START, KASAN_SHADOW_END);
 327 #endif
 328         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : fixmap\n", FIXADDR_START, FIXADDR_TOP);
 329 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 330         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : highmem PTEs\n",
 331                 PKMAP_BASE, PKMAP_ADDR(LAST_PKMAP));
 332 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
 333         if (ioremap_bot != IOREMAP_TOP)
 334                 pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : early ioremap\n",
 335                         ioremap_bot, IOREMAP_TOP);
 336         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : vmalloc & ioremap\n",
 337                 VMALLOC_START, VMALLOC_END);
 338 #ifdef MODULES_VADDR
 339         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : modules\n",
 340                 MODULES_VADDR, MODULES_END);
 341 #endif
 342 #endif /* CONFIG_PPC32 */
 343 }
 344
 345 void free_initmem(void)
 346 {
 347         ppc_md.progress = ppc_printk_progress;
 348         mark_initmem_nx();
 349         free_initmem_default(POISON_FREE_INITMEM);
 350         ftrace_free_init_tramp();
 351 }
 352
 353 /*
 354  * System memory should not be in /proc/iomem but various tools expect it
 355  * (eg kdump).
 356  */
 357 static int __init add_system_ram_resources(void)
 358 {
 359         phys_addr_t start, end;
 360         u64 i;
 361
 362         for_each_mem_range(i, &start, &end) {
 363                 struct resource *res;
 364
 365                 res = kzalloc(sizeof(struct resource), GFP_KERNEL);
 366                 WARN_ON(!res);
 367
 368                 if (res) {
 369                         res->name = "System RAM";
 370                         res->start = start;
 371                         /*
 372                          * In memblock, end points to the first byte after
 373                          * the range while in resourses, end points to the
 374                          * last byte in the range.
 375                          */
 376                         res->end = end - 1;
 377                         res->flags = IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
 378                         WARN_ON(request_resource(&iomem_resource, res) < 0);
 379                 }
 380         }
 381
 382         return 0;
 383 }
 384 subsys_initcall(add_system_ram_resources);
 385
 386 #ifdef CONFIG_STRICT_DEVMEM
 387 /*
 388  * devmem_is_allowed(): check to see if /dev/mem access to a certain address
 389  * is valid. The argument is a physical page number.
 390  *
 391  * Access has to be given to non-kernel-ram areas as well, these contain the
 392  * PCI mmio resources as well as potential bios/acpi data regions.
 393  */
 394 int devmem_is_allowed(unsigned long pfn)
 395 {
 396         if (page_is_rtas_user_buf(pfn))
 397                 return 1;
 398         if (iomem_is_exclusive(PFN_PHYS(pfn)))
 399                 return 0;
 400         if (!page_is_ram(pfn))
 401                 return 1;
 402         return 0;
 403 }
 404 #endif /* CONFIG_STRICT_DEVMEM */
 405
 406 /*
 407  * This is defined in kernel/resource.c but only powerpc needs to export it, for
 408  * the EHEA driver. Drop this when drivers/net/ethernet/ibm/ehea is removed.
 409  */
 410 EXPORT_SYMBOL_GPL(walk_system_ram_range);
 411
 412 #ifdef CONFIG_EXECMEM
 413 static struct execmem_info execmem_info __ro_after_init;
 414
 415 struct execmem_info __init *execmem_arch_setup(void)
 416 {
 417         pgprot_t kprobes_prot = strict_module_rwx_enabled() ? PAGE_KERNEL_ROX : PAGE_KERNEL_EXEC;
 418         pgprot_t prot = strict_module_rwx_enabled() ? PAGE_KERNEL : PAGE_KERNEL_EXEC;
 419         unsigned long fallback_start = 0, fallback_end = 0;
 420         unsigned long start, end;
 421
 422         /*
 423          * BOOK3S_32 and 8xx define MODULES_VADDR for text allocations and
 424          * allow allocating data in the entire vmalloc space
 425          */
 426 #ifdef MODULES_VADDR
 427         unsigned long limit = (unsigned long)_etext - SZ_32M;
 428
 429         BUILD_BUG_ON(TASK_SIZE > MODULES_VADDR);
 430
 431         /* First try within 32M limit from _etext to avoid branch trampolines */
 432         if (MODULES_VADDR < PAGE_OFFSET && MODULES_END > limit) {
 433                 start = limit;
 434                 fallback_start = MODULES_VADDR;
 435                 fallback_end = MODULES_END;
 436         } else {
 437                 start = MODULES_VADDR;
 438         }
 439
 440         end = MODULES_END;
 441 #else
 442         start = VMALLOC_START;
 443         end = VMALLOC_END;
 444 #endif
 445
 446         execmem_info = (struct execmem_info){
 447                 .ranges = {
 448                         [EXECMEM_DEFAULT] = {
 449                                 .start  = start,
 450                                 .end    = end,
 451                                 .pgprot = prot,
 452                                 .alignment = 1,
 453                                 .fallback_start = fallback_start,
 454                                 .fallback_end   = fallback_end,
 455                         },
 456                         [EXECMEM_KPROBES] = {
 457                                 .start  = VMALLOC_START,
 458                                 .end    = VMALLOC_END,
 459                                 .pgprot = kprobes_prot,
 460                                 .alignment = 1,
 461                         },
 462                         [EXECMEM_MODULE_DATA] = {
 463                                 .start  = VMALLOC_START,
 464                                 .end    = VMALLOC_END,
 465                                 .pgprot = PAGE_KERNEL,
 466                                 .alignment = 1,
 467                         },
 468                 },
 469         };
 470
 471         return &execmem_info;
 472 }
 473 #endif /* CONFIG_EXECMEM */