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_NUMA
 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_NUMA */
 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         /*
 759          * Check boundaries twice: Some fundamental inconsistencies can
 760          * be detected at build time already.
 761          */
 762 #define __FIXADDR_TOP (-PAGE_SIZE)
 763 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 764         BUILD_BUG_ON(PKMAP_BASE + LAST_PKMAP*PAGE_SIZE  > FIXADDR_START);
 765         BUILD_BUG_ON(VMALLOC_END                        > PKMAP_BASE);
 766 #endif
 767 #define high_memory (-128UL << 20)
 768         BUILD_BUG_ON(VMALLOC_START                      >= VMALLOC_END);
 769 #undef high_memory
 770 #undef __FIXADDR_TOP
 771
 772 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 773         BUG_ON(PKMAP_BASE + LAST_PKMAP*PAGE_SIZE        > FIXADDR_START);
 774         BUG_ON(VMALLOC_END                              > PKMAP_BASE);
 775 #endif
 776         BUG_ON(VMALLOC_START                            >= VMALLOC_END);
 777         BUG_ON((unsigned long)high_memory               > VMALLOC_START);
 778
 779         test_wp_bit();
 780 }
 781
 782 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
 783 int arch_add_memory(int nid, u64 start, u64 size,
 784                     struct mhp_params *params)
 785 {
 786         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
 787         unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
 788         int ret;
 789
 790         /*
 791          * The page tables were already mapped at boot so if the caller
 792          * requests a different mapping type then we must change all the
 793          * pages with __set_memory_prot().
 794          */
 795         if (params->pgprot.pgprot != PAGE_KERNEL.pgprot) {
 796                 ret = __set_memory_prot(start, nr_pages, params->pgprot);
 797                 if (ret)
 798                         return ret;
 799         }
 800
 801         return __add_pages(nid, start_pfn, nr_pages, params);
 802 }
 803
 804 void arch_remove_memory(u64 start, u64 size, struct vmem_altmap *altmap)
 805 {
 806         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
 807         unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
 808
 809         __remove_pages(start_pfn, nr_pages, altmap);
 810 }
 811 #endif
 812
 813 int kernel_set_to_readonly __read_mostly;
 814
 815 static void mark_nxdata_nx(void)
 816 {
 817         /*
 818          * When this called, init has already been executed and released,
 819          * so everything past _etext should be NX.
 820          */
 821         unsigned long start = PFN_ALIGN(_etext);
 822         /*
 823          * This comes from __is_kernel_text upper limit. Also HPAGE where used:
 824          */
 825         unsigned long size = (((unsigned long)__init_end + HPAGE_SIZE) & HPAGE_MASK) - start;
 826
 827         if (__supported_pte_mask & _PAGE_NX)
 828                 printk(KERN_INFO "NX-protecting the kernel data: %luk\n", size >> 10);
 829         set_memory_nx(start, size >> PAGE_SHIFT);
 830 }
 831
 832 void mark_rodata_ro(void)
 833 {
 834         unsigned long start = PFN_ALIGN(_text);
 835         unsigned long size = (unsigned long)__end_rodata - start;
 836
 837         set_pages_ro(virt_to_page(start), size >> PAGE_SHIFT);
 838         pr_info("Write protecting kernel text and read-only data: %luk\n",
 839                 size >> 10);
 840
 841         kernel_set_to_readonly = 1;
 842
 843 #ifdef CONFIG_CPA_DEBUG
 844         pr_info("Testing CPA: Reverting %lx-%lx\n", start, start + size);
 845         set_pages_rw(virt_to_page(start), size >> PAGE_SHIFT);
 846
 847         pr_info("Testing CPA: write protecting again\n");
 848         set_pages_ro(virt_to_page(start), size >> PAGE_SHIFT);
 849 #endif
 850         mark_nxdata_nx();
 851         if (__supported_pte_mask & _PAGE_NX)
 852                 debug_checkwx();
 853 }