Merge tag 'kvmarm-fixes-5.11-2' into kvmarm-master/next
[linux-2.6-microblaze.git] / arch / x86 / mm / init_32.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  *
4  *  Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
5  *
6  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
7  */
8
9 #include <linux/signal.h>
10 #include <linux/sched.h>
11 #include <linux/kernel.h>
12 #include <linux/errno.h>
13 #include <linux/string.h>
14 #include <linux/types.h>
15 #include <linux/ptrace.h>
16 #include <linux/mman.h>
17 #include <linux/mm.h>
18 #include <linux/hugetlb.h>
19 #include <linux/swap.h>
20 #include <linux/smp.h>
21 #include <linux/init.h>
22 #include <linux/highmem.h>
23 #include <linux/pagemap.h>
24 #include <linux/pci.h>
25 #include <linux/pfn.h>
26 #include <linux/poison.h>
27 #include <linux/memblock.h>
28 #include <linux/proc_fs.h>
29 #include <linux/memory_hotplug.h>
30 #include <linux/initrd.h>
31 #include <linux/cpumask.h>
32 #include <linux/gfp.h>
33
34 #include <asm/asm.h>
35 #include <asm/bios_ebda.h>
36 #include <asm/processor.h>
37 #include <linux/uaccess.h>
38 #include <asm/dma.h>
39 #include <asm/fixmap.h>
40 #include <asm/e820/api.h>
41 #include <asm/apic.h>
42 #include <asm/bugs.h>
43 #include <asm/tlb.h>
44 #include <asm/tlbflush.h>
45 #include <asm/olpc_ofw.h>
46 #include <asm/pgalloc.h>
47 #include <asm/sections.h>
48 #include <asm/paravirt.h>
49 #include <asm/setup.h>
50 #include <asm/set_memory.h>
51 #include <asm/page_types.h>
52 #include <asm/cpu_entry_area.h>
53 #include <asm/init.h>
54 #include <asm/pgtable_areas.h>
55 #include <asm/numa.h>
56
57 #include "mm_internal.h"
58
59 unsigned long highstart_pfn, highend_pfn;
60
61 bool __read_mostly __vmalloc_start_set = false;
62
63 /*
64  * Creates a middle page table and puts a pointer to it in the
65  * given global directory entry. This only returns the gd entry
66  * in non-PAE compilation mode, since the middle layer is folded.
67  */
68 static pmd_t * __init one_md_table_init(pgd_t *pgd)
69 {
70         p4d_t *p4d;
71         pud_t *pud;
72         pmd_t *pmd_table;
73
74 #ifdef CONFIG_X86_PAE
75         if (!(pgd_val(*pgd) & _PAGE_PRESENT)) {
76                 pmd_table = (pmd_t *)alloc_low_page();
77                 paravirt_alloc_pmd(&init_mm, __pa(pmd_table) >> PAGE_SHIFT);
78                 set_pgd(pgd, __pgd(__pa(pmd_table) | _PAGE_PRESENT));
79                 p4d = p4d_offset(pgd, 0);
80                 pud = pud_offset(p4d, 0);
81                 BUG_ON(pmd_table != pmd_offset(pud, 0));
82
83                 return pmd_table;
84         }
85 #endif
86         p4d = p4d_offset(pgd, 0);
87         pud = pud_offset(p4d, 0);
88         pmd_table = pmd_offset(pud, 0);
89
90         return pmd_table;
91 }
92
93 /*
94  * Create a page table and place a pointer to it in a middle page
95  * directory entry:
96  */
97 static pte_t * __init one_page_table_init(pmd_t *pmd)
98 {
99         if (!(pmd_val(*pmd) & _PAGE_PRESENT)) {
100                 pte_t *page_table = (pte_t *)alloc_low_page();
101
102                 paravirt_alloc_pte(&init_mm, __pa(page_table) >> PAGE_SHIFT);
103                 set_pmd(pmd, __pmd(__pa(page_table) | _PAGE_TABLE));
104                 BUG_ON(page_table != pte_offset_kernel(pmd, 0));
105         }
106
107         return pte_offset_kernel(pmd, 0);
108 }
109
110 pmd_t * __init populate_extra_pmd(unsigned long vaddr)
111 {
112         int pgd_idx = pgd_index(vaddr);
113         int pmd_idx = pmd_index(vaddr);
114
115         return one_md_table_init(swapper_pg_dir + pgd_idx) + pmd_idx;
116 }
117
118 pte_t * __init populate_extra_pte(unsigned long vaddr)
119 {
120         int pte_idx = pte_index(vaddr);
121         pmd_t *pmd;
122
123         pmd = populate_extra_pmd(vaddr);
124         return one_page_table_init(pmd) + pte_idx;
125 }
126
127 static unsigned long __init
128 page_table_range_init_count(unsigned long start, unsigned long end)
129 {
130         unsigned long count = 0;
131 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
132         int pmd_idx_kmap_begin = fix_to_virt(FIX_KMAP_END) >> PMD_SHIFT;
133         int pmd_idx_kmap_end = fix_to_virt(FIX_KMAP_BEGIN) >> PMD_SHIFT;
134         int pgd_idx, pmd_idx;
135         unsigned long vaddr;
136
137         if (pmd_idx_kmap_begin == pmd_idx_kmap_end)
138                 return 0;
139
140         vaddr = start;
141         pgd_idx = pgd_index(vaddr);
142         pmd_idx = pmd_index(vaddr);
143
144         for ( ; (pgd_idx < PTRS_PER_PGD) && (vaddr != end); pgd_idx++) {
145                 for (; (pmd_idx < PTRS_PER_PMD) && (vaddr != end);
146                                                         pmd_idx++) {
147                         if ((vaddr >> PMD_SHIFT) >= pmd_idx_kmap_begin &&
148                             (vaddr >> PMD_SHIFT) <= pmd_idx_kmap_end)
149                                 count++;
150                         vaddr += PMD_SIZE;
151                 }
152                 pmd_idx = 0;
153         }
154 #endif
155         return count;
156 }
157
158 static pte_t *__init page_table_kmap_check(pte_t *pte, pmd_t *pmd,
159                                            unsigned long vaddr, pte_t *lastpte,
160                                            void **adr)
161 {
162 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
163         /*
164          * Something (early fixmap) may already have put a pte
165          * page here, which causes the page table allocation
166          * to become nonlinear. Attempt to fix it, and if it
167          * is still nonlinear then we have to bug.
168          */
169         int pmd_idx_kmap_begin = fix_to_virt(FIX_KMAP_END) >> PMD_SHIFT;
170         int pmd_idx_kmap_end = fix_to_virt(FIX_KMAP_BEGIN) >> PMD_SHIFT;
171
172         if (pmd_idx_kmap_begin != pmd_idx_kmap_end
173             && (vaddr >> PMD_SHIFT) >= pmd_idx_kmap_begin
174             && (vaddr >> PMD_SHIFT) <= pmd_idx_kmap_end) {
175                 pte_t *newpte;
176                 int i;
177
178                 BUG_ON(after_bootmem);
179                 newpte = *adr;
180                 for (i = 0; i < PTRS_PER_PTE; i++)
181                         set_pte(newpte + i, pte[i]);
182                 *adr = (void *)(((unsigned long)(*adr)) + PAGE_SIZE);
183
184                 paravirt_alloc_pte(&init_mm, __pa(newpte) >> PAGE_SHIFT);
185                 set_pmd(pmd, __pmd(__pa(newpte)|_PAGE_TABLE));
186                 BUG_ON(newpte != pte_offset_kernel(pmd, 0));
187                 __flush_tlb_all();
188
189                 paravirt_release_pte(__pa(pte) >> PAGE_SHIFT);
190                 pte = newpte;
191         }
192         BUG_ON(vaddr < fix_to_virt(FIX_KMAP_BEGIN - 1)
193                && vaddr > fix_to_virt(FIX_KMAP_END)
194                && lastpte && lastpte + PTRS_PER_PTE != pte);
195 #endif
196         return pte;
197 }
198
199 /*
200  * This function initializes a certain range of kernel virtual memory
201  * with new bootmem page tables, everywhere page tables are missing in
202  * the given range.
203  *
204  * NOTE: The pagetables are allocated contiguous on the physical space
205  * so we can cache the place of the first one and move around without
206  * checking the pgd every time.
207  */
208 static void __init
209 page_table_range_init(unsigned long start, unsigned long end, pgd_t *pgd_base)
210 {
211         int pgd_idx, pmd_idx;
212         unsigned long vaddr;
213         pgd_t *pgd;
214         pmd_t *pmd;
215         pte_t *pte = NULL;
216         unsigned long count = page_table_range_init_count(start, end);
217         void *adr = NULL;
218
219         if (count)
220                 adr = alloc_low_pages(count);
221
222         vaddr = start;
223         pgd_idx = pgd_index(vaddr);
224         pmd_idx = pmd_index(vaddr);
225         pgd = pgd_base + pgd_idx;
226
227         for ( ; (pgd_idx < PTRS_PER_PGD) && (vaddr != end); pgd++, pgd_idx++) {
228                 pmd = one_md_table_init(pgd);
229                 pmd = pmd + pmd_index(vaddr);
230                 for (; (pmd_idx < PTRS_PER_PMD) && (vaddr != end);
231                                                         pmd++, pmd_idx++) {
232                         pte = page_table_kmap_check(one_page_table_init(pmd),
233                                                     pmd, vaddr, pte, &adr);
234
235                         vaddr += PMD_SIZE;
236                 }
237                 pmd_idx = 0;
238         }
239 }
240
241 /*
242  * The <linux/kallsyms.h> already defines is_kernel_text,
243  * using '__' prefix not to get in conflict.
244  */
245 static inline int __is_kernel_text(unsigned long addr)
246 {
247         if (addr >= (unsigned long)_text && addr <= (unsigned long)__init_end)
248                 return 1;
249         return 0;
250 }
251
252 /*
253  * This maps the physical memory to kernel virtual address space, a total
254  * of max_low_pfn pages, by creating page tables starting from address
255  * PAGE_OFFSET:
256  */
257 unsigned long __init
258 kernel_physical_mapping_init(unsigned long start,
259                              unsigned long end,
260                              unsigned long page_size_mask,
261                              pgprot_t prot)
262 {
263         int use_pse = page_size_mask == (1<<PG_LEVEL_2M);
264         unsigned long last_map_addr = end;
265         unsigned long start_pfn, end_pfn;
266         pgd_t *pgd_base = swapper_pg_dir;
267         int pgd_idx, pmd_idx, pte_ofs;
268         unsigned long pfn;
269         pgd_t *pgd;
270         pmd_t *pmd;
271         pte_t *pte;
272         unsigned pages_2m, pages_4k;
273         int mapping_iter;
274
275         start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
276         end_pfn = end >> PAGE_SHIFT;
277
278         /*
279          * First iteration will setup identity mapping using large/small pages
280          * based on use_pse, with other attributes same as set by
281          * the early code in head_32.S
282          *
283          * Second iteration will setup the appropriate attributes (NX, GLOBAL..)
284          * as desired for the kernel identity mapping.
285          *
286          * This two pass mechanism conforms to the TLB app note which says:
287          *
288          *     "Software should not write to a paging-structure entry in a way
289          *      that would change, for any linear address, both the page size
290          *      and either the page frame or attributes."
291          */
292         mapping_iter = 1;
293
294         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_PSE))
295                 use_pse = 0;
296
297 repeat:
298         pages_2m = pages_4k = 0;
299         pfn = start_pfn;
300         pgd_idx = pgd_index((pfn<<PAGE_SHIFT) + PAGE_OFFSET);
301         pgd = pgd_base + pgd_idx;
302         for (; pgd_idx < PTRS_PER_PGD; pgd++, pgd_idx++) {
303                 pmd = one_md_table_init(pgd);
304
305                 if (pfn >= end_pfn)
306                         continue;
307 #ifdef CONFIG_X86_PAE
308                 pmd_idx = pmd_index((pfn<<PAGE_SHIFT) + PAGE_OFFSET);
309                 pmd += pmd_idx;
310 #else
311                 pmd_idx = 0;
312 #endif
313                 for (; pmd_idx < PTRS_PER_PMD && pfn < end_pfn;
314                      pmd++, pmd_idx++) {
315                         unsigned int addr = pfn * PAGE_SIZE + PAGE_OFFSET;
316
317                         /*
318                          * Map with big pages if possible, otherwise
319                          * create normal page tables:
320                          */
321                         if (use_pse) {
322                                 unsigned int addr2;
323                                 pgprot_t prot = PAGE_KERNEL_LARGE;
324                                 /*
325                                  * first pass will use the same initial
326                                  * identity mapping attribute + _PAGE_PSE.
327                                  */
328                                 pgprot_t init_prot =
329                                         __pgprot(PTE_IDENT_ATTR |
330                                                  _PAGE_PSE);
331
332                                 pfn &= PMD_MASK >> PAGE_SHIFT;
333                                 addr2 = (pfn + PTRS_PER_PTE-1) * PAGE_SIZE +
334                                         PAGE_OFFSET + PAGE_SIZE-1;
335
336                                 if (__is_kernel_text(addr) ||
337                                     __is_kernel_text(addr2))
338                                         prot = PAGE_KERNEL_LARGE_EXEC;
339
340                                 pages_2m++;
341                                 if (mapping_iter == 1)
342                                         set_pmd(pmd, pfn_pmd(pfn, init_prot));
343                                 else
344                                         set_pmd(pmd, pfn_pmd(pfn, prot));
345
346                                 pfn += PTRS_PER_PTE;
347                                 continue;
348                         }
349                         pte = one_page_table_init(pmd);
350
351                         pte_ofs = pte_index((pfn<<PAGE_SHIFT) + PAGE_OFFSET);
352                         pte += pte_ofs;
353                         for (; pte_ofs < PTRS_PER_PTE && pfn < end_pfn;
354                              pte++, pfn++, pte_ofs++, addr += PAGE_SIZE) {
355                                 pgprot_t prot = PAGE_KERNEL;
356                                 /*
357                                  * first pass will use the same initial
358                                  * identity mapping attribute.
359                                  */
360                                 pgprot_t init_prot = __pgprot(PTE_IDENT_ATTR);
361
362                                 if (__is_kernel_text(addr))
363                                         prot = PAGE_KERNEL_EXEC;
364
365                                 pages_4k++;
366                                 if (mapping_iter == 1) {
367                                         set_pte(pte, pfn_pte(pfn, init_prot));
368                                         last_map_addr = (pfn << PAGE_SHIFT) + PAGE_SIZE;
369                                 } else
370                                         set_pte(pte, pfn_pte(pfn, prot));
371                         }
372                 }
373         }
374         if (mapping_iter == 1) {
375                 /*
376                  * update direct mapping page count only in the first
377                  * iteration.
378                  */
379                 update_page_count(PG_LEVEL_2M, pages_2m);
380                 update_page_count(PG_LEVEL_4K, pages_4k);
381
382                 /*
383                  * local global flush tlb, which will flush the previous
384                  * mappings present in both small and large page TLB's.
385                  */
386                 __flush_tlb_all();
387
388                 /*
389                  * Second iteration will set the actual desired PTE attributes.
390                  */
391                 mapping_iter = 2;
392                 goto repeat;
393         }
394         return last_map_addr;
395 }
396
397 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
398 static void __init permanent_kmaps_init(pgd_t *pgd_base)
399 {
400         unsigned long vaddr = PKMAP_BASE;
401
402         page_table_range_init(vaddr, vaddr + PAGE_SIZE*LAST_PKMAP, pgd_base);
403
404         pkmap_page_table = virt_to_kpte(vaddr);
405 }
406
407 void __init add_highpages_with_active_regions(int nid,
408                          unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
409 {
410         phys_addr_t start, end;
411         u64 i;
412
413         for_each_free_mem_range(i, nid, MEMBLOCK_NONE, &start, &end, NULL) {
414                 unsigned long pfn = clamp_t(unsigned long, PFN_UP(start),
415                                             start_pfn, end_pfn);
416                 unsigned long e_pfn = clamp_t(unsigned long, PFN_DOWN(end),
417                                               start_pfn, end_pfn);
418                 for ( ; pfn < e_pfn; pfn++)
419                         if (pfn_valid(pfn))
420                                 free_highmem_page(pfn_to_page(pfn));
421         }
422 }
423 #else
424 static inline void permanent_kmaps_init(pgd_t *pgd_base)
425 {
426 }
427 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
428
429 void __init sync_initial_page_table(void)
430 {
431         clone_pgd_range(initial_page_table + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
432                         swapper_pg_dir     + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
433                         KERNEL_PGD_PTRS);
434
435         /*
436          * sync back low identity map too.  It is used for example
437          * in the 32-bit EFI stub.
438          */
439         clone_pgd_range(initial_page_table,
440                         swapper_pg_dir     + KERNEL_PGD_BOUNDARY,
441                         min(KERNEL_PGD_PTRS, KERNEL_PGD_BOUNDARY));
442 }
443
444 void __init native_pagetable_init(void)
445 {
446         unsigned long pfn, va;
447         pgd_t *pgd, *base = swapper_pg_dir;
448         p4d_t *p4d;
449         pud_t *pud;
450         pmd_t *pmd;
451         pte_t *pte;
452
453         /*
454          * Remove any mappings which extend past the end of physical
455          * memory from the boot time page table.
456          * In virtual address space, we should have at least two pages
457          * from VMALLOC_END to pkmap or fixmap according to VMALLOC_END
458          * definition. And max_low_pfn is set to VMALLOC_END physical
459          * address. If initial memory mapping is doing right job, we
460          * should have pte used near max_low_pfn or one pmd is not present.
461          */
462         for (pfn = max_low_pfn; pfn < 1<<(32-PAGE_SHIFT); pfn++) {
463                 va = PAGE_OFFSET + (pfn<<PAGE_SHIFT);
464                 pgd = base + pgd_index(va);
465                 if (!pgd_present(*pgd))
466                         break;
467
468                 p4d = p4d_offset(pgd, va);
469                 pud = pud_offset(p4d, va);
470                 pmd = pmd_offset(pud, va);
471                 if (!pmd_present(*pmd))
472                         break;
473
474                 /* should not be large page here */
475                 if (pmd_large(*pmd)) {
476                         pr_warn("try to clear pte for ram above max_low_pfn: pfn: %lx pmd: %p pmd phys: %lx, but pmd is big page and is not using pte !\n",
477                                 pfn, pmd, __pa(pmd));
478                         BUG_ON(1);
479                 }
480
481                 pte = pte_offset_kernel(pmd, va);
482                 if (!pte_present(*pte))
483                         break;
484
485                 printk(KERN_DEBUG "clearing pte for ram above max_low_pfn: pfn: %lx pmd: %p pmd phys: %lx pte: %p pte phys: %lx\n",
486                                 pfn, pmd, __pa(pmd), pte, __pa(pte));
487                 pte_clear(NULL, va, pte);
488         }
489         paravirt_alloc_pmd(&init_mm, __pa(base) >> PAGE_SHIFT);
490         paging_init();
491 }
492
493 /*
494  * Build a proper pagetable for the kernel mappings.  Up until this
495  * point, we've been running on some set of pagetables constructed by
496  * the boot process.
497  *
498  * If we're booting on native hardware, this will be a pagetable
499  * constructed in arch/x86/kernel/head_32.S.  The root of the
500  * pagetable will be swapper_pg_dir.
501  *
502  * If we're booting paravirtualized under a hypervisor, then there are
503  * more options: we may already be running PAE, and the pagetable may
504  * or may not be based in swapper_pg_dir.  In any case,
505  * paravirt_pagetable_init() will set up swapper_pg_dir
506  * appropriately for the rest of the initialization to work.
507  *
508  * In general, pagetable_init() assumes that the pagetable may already
509  * be partially populated, and so it avoids stomping on any existing
510  * mappings.
511  */
512 void __init early_ioremap_page_table_range_init(void)
513 {
514         pgd_t *pgd_base = swapper_pg_dir;
515         unsigned long vaddr, end;
516
517         /*
518          * Fixed mappings, only the page table structure has to be
519          * created - mappings will be set by set_fixmap():
520          */
521         vaddr = __fix_to_virt(__end_of_fixed_addresses - 1) & PMD_MASK;
522         end = (FIXADDR_TOP + PMD_SIZE - 1) & PMD_MASK;
523         page_table_range_init(vaddr, end, pgd_base);
524         early_ioremap_reset();
525 }
526
527 static void __init pagetable_init(void)
528 {
529         pgd_t *pgd_base = swapper_pg_dir;
530
531         permanent_kmaps_init(pgd_base);
532 }
533
534 #define DEFAULT_PTE_MASK ~(_PAGE_NX | _PAGE_GLOBAL)
535 /* Bits supported by the hardware: */
536 pteval_t __supported_pte_mask __read_mostly = DEFAULT_PTE_MASK;
537 /* Bits allowed in normal kernel mappings: */
538 pteval_t __default_kernel_pte_mask __read_mostly = DEFAULT_PTE_MASK;
539 EXPORT_SYMBOL_GPL(__supported_pte_mask);
540 /* Used in PAGE_KERNEL_* macros which are reasonably used out-of-tree: */
541 EXPORT_SYMBOL(__default_kernel_pte_mask);
542
543 /* user-defined highmem size */
544 static unsigned int highmem_pages = -1;
545
546 /*
547  * highmem=size forces highmem to be exactly 'size' bytes.
548  * This works even on boxes that have no highmem otherwise.
549  * This also works to reduce highmem size on bigger boxes.
550  */
551 static int __init parse_highmem(char *arg)
552 {
553         if (!arg)
554                 return -EINVAL;
555
556         highmem_pages = memparse(arg, &arg) >> PAGE_SHIFT;
557         return 0;
558 }
559 early_param("highmem", parse_highmem);
560
561 #define MSG_HIGHMEM_TOO_BIG \
562         "highmem size (%luMB) is bigger than pages available (%luMB)!\n"
563
564 #define MSG_LOWMEM_TOO_SMALL \
565         "highmem size (%luMB) results in <64MB lowmem, ignoring it!\n"
566 /*
567  * All of RAM fits into lowmem - but if user wants highmem
568  * artificially via the highmem=x boot parameter then create
569  * it:
570  */
571 static void __init lowmem_pfn_init(void)
572 {
573         /* max_low_pfn is 0, we already have early_res support */
574         max_low_pfn = max_pfn;
575
576         if (highmem_pages == -1)
577                 highmem_pages = 0;
578 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
579         if (highmem_pages >= max_pfn) {
580                 printk(KERN_ERR MSG_HIGHMEM_TOO_BIG,
581                         pages_to_mb(highmem_pages), pages_to_mb(max_pfn));
582                 highmem_pages = 0;
583         }
584         if (highmem_pages) {
585                 if (max_low_pfn - highmem_pages < 64*1024*1024/PAGE_SIZE) {
586                         printk(KERN_ERR MSG_LOWMEM_TOO_SMALL,
587                                 pages_to_mb(highmem_pages));
588                         highmem_pages = 0;
589                 }
590                 max_low_pfn -= highmem_pages;
591         }
592 #else
593         if (highmem_pages)
594                 printk(KERN_ERR "ignoring highmem size on non-highmem kernel!\n");
595 #endif
596 }
597
598 #define MSG_HIGHMEM_TOO_SMALL \
599         "only %luMB highmem pages available, ignoring highmem size of %luMB!\n"
600
601 #define MSG_HIGHMEM_TRIMMED \
602         "Warning: only 4GB will be used. Use a HIGHMEM64G enabled kernel!\n"
603 /*
604  * We have more RAM than fits into lowmem - we try to put it into
605  * highmem, also taking the highmem=x boot parameter into account:
606  */
607 static void __init highmem_pfn_init(void)
608 {
609         max_low_pfn = MAXMEM_PFN;
610
611         if (highmem_pages == -1)
612                 highmem_pages = max_pfn - MAXMEM_PFN;
613
614         if (highmem_pages + MAXMEM_PFN < max_pfn)
615                 max_pfn = MAXMEM_PFN + highmem_pages;
616
617         if (highmem_pages + MAXMEM_PFN > max_pfn) {
618                 printk(KERN_WARNING MSG_HIGHMEM_TOO_SMALL,
619                         pages_to_mb(max_pfn - MAXMEM_PFN),
620                         pages_to_mb(highmem_pages));
621                 highmem_pages = 0;
622         }
623 #ifndef CONFIG_HIGHMEM
624         /* Maximum memory usable is what is directly addressable */
625         printk(KERN_WARNING "Warning only %ldMB will be used.\n", MAXMEM>>20);
626         if (max_pfn > MAX_NONPAE_PFN)
627                 printk(KERN_WARNING "Use a HIGHMEM64G enabled kernel.\n");
628         else
629                 printk(KERN_WARNING "Use a HIGHMEM enabled kernel.\n");
630         max_pfn = MAXMEM_PFN;
631 #else /* !CONFIG_HIGHMEM */
632 #ifndef CONFIG_HIGHMEM64G
633         if (max_pfn > MAX_NONPAE_PFN) {
634                 max_pfn = MAX_NONPAE_PFN;
635                 printk(KERN_WARNING MSG_HIGHMEM_TRIMMED);
636         }
637 #endif /* !CONFIG_HIGHMEM64G */
638 #endif /* !CONFIG_HIGHMEM */
639 }
640
641 /*
642  * Determine low and high memory ranges:
643  */
644 void __init find_low_pfn_range(void)
645 {
646         /* it could update max_pfn */
647
648         if (max_pfn <= MAXMEM_PFN)
649                 lowmem_pfn_init();
650         else
651                 highmem_pfn_init();
652 }
653
654 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
655 void __init initmem_init(void)
656 {
657 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
658         highstart_pfn = highend_pfn = max_pfn;
659         if (max_pfn > max_low_pfn)
660                 highstart_pfn = max_low_pfn;
661         printk(KERN_NOTICE "%ldMB HIGHMEM available.\n",
662                 pages_to_mb(highend_pfn - highstart_pfn));
663         high_memory = (void *) __va(highstart_pfn * PAGE_SIZE - 1) + 1;
664 #else
665         high_memory = (void *) __va(max_low_pfn * PAGE_SIZE - 1) + 1;
666 #endif
667
668         memblock_set_node(0, PHYS_ADDR_MAX, &memblock.memory, 0);
669
670 #ifdef CONFIG_FLATMEM
671         max_mapnr = IS_ENABLED(CONFIG_HIGHMEM) ? highend_pfn : max_low_pfn;
672 #endif
673         __vmalloc_start_set = true;
674
675         printk(KERN_NOTICE "%ldMB LOWMEM available.\n",
676                         pages_to_mb(max_low_pfn));
677
678         setup_bootmem_allocator();
679 }
680 #endif /* !CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
681
682 void __init setup_bootmem_allocator(void)
683 {
684         printk(KERN_INFO "  mapped low ram: 0 - %08lx\n",
685                  max_pfn_mapped<<PAGE_SHIFT);
686         printk(KERN_INFO "  low ram: 0 - %08lx\n", max_low_pfn<<PAGE_SHIFT);
687 }
688
689 /*
690  * paging_init() sets up the page tables - note that the first 8MB are
691  * already mapped by head.S.
692  *
693  * This routines also unmaps the page at virtual kernel address 0, so
694  * that we can trap those pesky NULL-reference errors in the kernel.
695  */
696 void __init paging_init(void)
697 {
698         pagetable_init();
699
700         __flush_tlb_all();
701
702         /*
703          * NOTE: at this point the bootmem allocator is fully available.
704          */
705         olpc_dt_build_devicetree();
706         sparse_init();
707         zone_sizes_init();
708 }
709
710 /*
711  * Test if the WP bit works in supervisor mode. It isn't supported on 386's
712  * and also on some strange 486's. All 586+'s are OK. This used to involve
713  * black magic jumps to work around some nasty CPU bugs, but fortunately the
714  * switch to using exceptions got rid of all that.
715  */
716 static void __init test_wp_bit(void)
717 {
718         char z = 0;
719
720         printk(KERN_INFO "Checking if this processor honours the WP bit even in supervisor mode...");
721
722         __set_fixmap(FIX_WP_TEST, __pa_symbol(empty_zero_page), PAGE_KERNEL_RO);
723
724         if (copy_to_kernel_nofault((char *)fix_to_virt(FIX_WP_TEST), &z, 1)) {
725                 clear_fixmap(FIX_WP_TEST);
726                 printk(KERN_CONT "Ok.\n");
727                 return;
728         }
729
730         printk(KERN_CONT "No.\n");
731         panic("Linux doesn't support CPUs with broken WP.");
732 }
733
734 void __init mem_init(void)
735 {
736         pci_iommu_alloc();
737
738 #ifdef CONFIG_FLATMEM
739         BUG_ON(!mem_map);
740 #endif
741         /*
742          * With CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC initialization of highmem pages has to
743          * be done before memblock_free_all(). Memblock use free low memory for
744          * temporary data (see find_range_array()) and for this purpose can use
745          * pages that was already passed to the buddy allocator, hence marked as
746          * not accessible in the page tables when compiled with
747          * CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC. Otherwise order of initialization is not
748          * important here.
749          */
750         set_highmem_pages_init();
751
752         /* this will put all low memory onto the freelists */
753         memblock_free_all();
754
755         after_bootmem = 1;
756         x86_init.hyper.init_after_bootmem();
757
758         mem_init_print_info(NULL);
759
760         /*
761          * Check boundaries twice: Some fundamental inconsistencies can
762          * be detected at build time already.
763          */
764 #define __FIXADDR_TOP (-PAGE_SIZE)
765 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
766         BUILD_BUG_ON(PKMAP_BASE + LAST_PKMAP*PAGE_SIZE  > FIXADDR_START);
767         BUILD_BUG_ON(VMALLOC_END                        > PKMAP_BASE);
768 #endif
769 #define high_memory (-128UL << 20)
770         BUILD_BUG_ON(VMALLOC_START                      >= VMALLOC_END);
771 #undef high_memory
772 #undef __FIXADDR_TOP
773
774 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
775         BUG_ON(PKMAP_BASE + LAST_PKMAP*PAGE_SIZE        > FIXADDR_START);
776         BUG_ON(VMALLOC_END                              > PKMAP_BASE);
777 #endif
778         BUG_ON(VMALLOC_START                            >= VMALLOC_END);
779         BUG_ON((unsigned long)high_memory               > VMALLOC_START);
780
781         test_wp_bit();
782 }
783
784 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
785 int arch_add_memory(int nid, u64 start, u64 size,
786                     struct mhp_params *params)
787 {
788         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
789         unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
790         int ret;
791
792         /*
793          * The page tables were already mapped at boot so if the caller
794          * requests a different mapping type then we must change all the
795          * pages with __set_memory_prot().
796          */
797         if (params->pgprot.pgprot != PAGE_KERNEL.pgprot) {
798                 ret = __set_memory_prot(start, nr_pages, params->pgprot);
799                 if (ret)
800                         return ret;
801         }
802
803         return __add_pages(nid, start_pfn, nr_pages, params);
804 }
805
806 void arch_remove_memory(int nid, u64 start, u64 size,
807                         struct vmem_altmap *altmap)
808 {
809         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
810         unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
811
812         __remove_pages(start_pfn, nr_pages, altmap);
813 }
814 #endif
815
816 int kernel_set_to_readonly __read_mostly;
817
818 static void mark_nxdata_nx(void)
819 {
820         /*
821          * When this called, init has already been executed and released,
822          * so everything past _etext should be NX.
823          */
824         unsigned long start = PFN_ALIGN(_etext);
825         /*
826          * This comes from __is_kernel_text upper limit. Also HPAGE where used:
827          */
828         unsigned long size = (((unsigned long)__init_end + HPAGE_SIZE) & HPAGE_MASK) - start;
829
830         if (__supported_pte_mask & _PAGE_NX)
831                 printk(KERN_INFO "NX-protecting the kernel data: %luk\n", size >> 10);
832         set_memory_nx(start, size >> PAGE_SHIFT);
833 }
834
835 void mark_rodata_ro(void)
836 {
837         unsigned long start = PFN_ALIGN(_text);
838         unsigned long size = (unsigned long)__end_rodata - start;
839
840         set_pages_ro(virt_to_page(start), size >> PAGE_SHIFT);
841         pr_info("Write protecting kernel text and read-only data: %luk\n",
842                 size >> 10);
843
844         kernel_set_to_readonly = 1;
845
846 #ifdef CONFIG_CPA_DEBUG
847         pr_info("Testing CPA: Reverting %lx-%lx\n", start, start + size);
848         set_pages_rw(virt_to_page(start), size >> PAGE_SHIFT);
849
850         pr_info("Testing CPA: write protecting again\n");
851         set_pages_ro(virt_to_page(start), size >> PAGE_SHIFT);
852 #endif
853         mark_nxdata_nx();
854         if (__supported_pte_mask & _PAGE_NX)
855                 debug_checkwx();
856 }