]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - arch/powerpc/mm/mem.c
2add0b7b9f6d19bc076eb7b8458db849b204d532
[karo-tx-linux.git] / arch / powerpc / mm / mem.c
1 /*
2  *  PowerPC version
3  *    Copyright (C) 1995-1996 Gary Thomas (gdt@linuxppc.org)
4  *
5  *  Modifications by Paul Mackerras (PowerMac) (paulus@cs.anu.edu.au)
6  *  and Cort Dougan (PReP) (cort@cs.nmt.edu)
7  *    Copyright (C) 1996 Paul Mackerras
8  *  PPC44x/36-bit changes by Matt Porter (mporter@mvista.com)
9  *
10  *  Derived from "arch/i386/mm/init.c"
11  *    Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
12  *
13  *  This program is free software; you can redistribute it and/or
14  *  modify it under the terms of the GNU General Public License
15  *  as published by the Free Software Foundation; either version
16  *  2 of the License, or (at your option) any later version.
17  *
18  */
19
20 #include <linux/export.h>
21 #include <linux/sched.h>
22 #include <linux/kernel.h>
23 #include <linux/errno.h>
24 #include <linux/string.h>
25 #include <linux/gfp.h>
26 #include <linux/types.h>
27 #include <linux/mm.h>
28 #include <linux/stddef.h>
29 #include <linux/init.h>
30 #include <linux/bootmem.h>
31 #include <linux/highmem.h>
32 #include <linux/initrd.h>
33 #include <linux/pagemap.h>
34 #include <linux/suspend.h>
35 #include <linux/memblock.h>
36 #include <linux/hugetlb.h>
37 #include <linux/slab.h>
38 #include <linux/vmalloc.h>
39
40 #include <asm/pgalloc.h>
41 #include <asm/prom.h>
42 #include <asm/io.h>
43 #include <asm/mmu_context.h>
44 #include <asm/pgtable.h>
45 #include <asm/mmu.h>
46 #include <asm/smp.h>
47 #include <asm/machdep.h>
48 #include <asm/btext.h>
49 #include <asm/tlb.h>
50 #include <asm/sections.h>
51 #include <asm/sparsemem.h>
52 #include <asm/vdso.h>
53 #include <asm/fixmap.h>
54 #include <asm/swiotlb.h>
55 #include <asm/rtas.h>
56
57 #include "mmu_decl.h"
58
59 #ifndef CPU_FTR_COHERENT_ICACHE
60 #define CPU_FTR_COHERENT_ICACHE 0       /* XXX for now */
61 #define CPU_FTR_NOEXECUTE       0
62 #endif
63
64 int init_bootmem_done;
65 int mem_init_done;
66 unsigned long long memory_limit;
67
68 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
69 pte_t *kmap_pte;
70 EXPORT_SYMBOL(kmap_pte);
71 pgprot_t kmap_prot;
72 EXPORT_SYMBOL(kmap_prot);
73
74 static inline pte_t *virt_to_kpte(unsigned long vaddr)
75 {
76         return pte_offset_kernel(pmd_offset(pud_offset(pgd_offset_k(vaddr),
77                         vaddr), vaddr), vaddr);
78 }
79 #endif
80
81 int page_is_ram(unsigned long pfn)
82 {
83 #ifndef CONFIG_PPC64    /* XXX for now */
84         return pfn < max_pfn;
85 #else
86         unsigned long paddr = (pfn << PAGE_SHIFT);
87         struct memblock_region *reg;
88
89         for_each_memblock(memory, reg)
90                 if (paddr >= reg->base && paddr < (reg->base + reg->size))
91                         return 1;
92         return 0;
93 #endif
94 }
95
96 pgprot_t phys_mem_access_prot(struct file *file, unsigned long pfn,
97                               unsigned long size, pgprot_t vma_prot)
98 {
99         if (ppc_md.phys_mem_access_prot)
100                 return ppc_md.phys_mem_access_prot(file, pfn, size, vma_prot);
101
102         if (!page_is_ram(pfn))
103                 vma_prot = pgprot_noncached(vma_prot);
104
105         return vma_prot;
106 }
107 EXPORT_SYMBOL(phys_mem_access_prot);
108
109 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
110
111 #ifdef CONFIG_NUMA
112 int memory_add_physaddr_to_nid(u64 start)
113 {
114         return hot_add_scn_to_nid(start);
115 }
116 #endif
117
118 int arch_add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
119 {
120         struct pglist_data *pgdata;
121         struct zone *zone;
122         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
123         unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
124
125         pgdata = NODE_DATA(nid);
126
127         start = (unsigned long)__va(start);
128         if (create_section_mapping(start, start + size))
129                 return -EINVAL;
130
131         /* this should work for most non-highmem platforms */
132         zone = pgdata->node_zones +
133                 zone_for_memory(nid, start, size, 0);
134
135         return __add_pages(nid, zone, start_pfn, nr_pages);
136 }
137
138 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
139 int arch_remove_memory(u64 start, u64 size)
140 {
141         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
142         unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
143         struct zone *zone;
144         int ret;
145
146         zone = page_zone(pfn_to_page(start_pfn));
147         ret = __remove_pages(zone, start_pfn, nr_pages);
148         if (ret)
149                 return ret;
150
151         /* Remove htab bolted mappings for this section of memory */
152         start = (unsigned long)__va(start);
153         ret = remove_section_mapping(start, start + size);
154
155         /* Ensure all vmalloc mappings are flushed in case they also
156          * hit that section of memory
157          */
158         vm_unmap_aliases();
159
160         return ret;
161 }
162 #endif
163 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
164
165 /*
166  * walk_memory_resource() needs to make sure there is no holes in a given
167  * memory range.  PPC64 does not maintain the memory layout in /proc/iomem.
168  * Instead it maintains it in memblock.memory structures.  Walk through the
169  * memory regions, find holes and callback for contiguous regions.
170  */
171 int
172 walk_system_ram_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
173                 void *arg, int (*func)(unsigned long, unsigned long, void *))
174 {
175         struct memblock_region *reg;
176         unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
177         unsigned long tstart, tend;
178         int ret = -1;
179
180         for_each_memblock(memory, reg) {
181                 tstart = max(start_pfn, memblock_region_memory_base_pfn(reg));
182                 tend = min(end_pfn, memblock_region_memory_end_pfn(reg));
183                 if (tstart >= tend)
184                         continue;
185                 ret = (*func)(tstart, tend - tstart, arg);
186                 if (ret)
187                         break;
188         }
189         return ret;
190 }
191 EXPORT_SYMBOL_GPL(walk_system_ram_range);
192
193 /*
194  * Initialize the bootmem system and give it all the memory we
195  * have available.  If we are using highmem, we only put the
196  * lowmem into the bootmem system.
197  */
198 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
199 void __init do_init_bootmem(void)
200 {
201         unsigned long start, bootmap_pages;
202         unsigned long total_pages;
203         struct memblock_region *reg;
204         int boot_mapsize;
205
206         max_low_pfn = max_pfn = memblock_end_of_DRAM() >> PAGE_SHIFT;
207         total_pages = (memblock_end_of_DRAM() - memstart_addr) >> PAGE_SHIFT;
208 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
209         total_pages = total_lowmem >> PAGE_SHIFT;
210         max_low_pfn = lowmem_end_addr >> PAGE_SHIFT;
211 #endif
212
213         /*
214          * Find an area to use for the bootmem bitmap.  Calculate the size of
215          * bitmap required as (Total Memory) / PAGE_SIZE / BITS_PER_BYTE.
216          * Add 1 additional page in case the address isn't page-aligned.
217          */
218         bootmap_pages = bootmem_bootmap_pages(total_pages);
219
220         start = memblock_alloc(bootmap_pages << PAGE_SHIFT, PAGE_SIZE);
221
222         min_low_pfn = MEMORY_START >> PAGE_SHIFT;
223         boot_mapsize = init_bootmem_node(NODE_DATA(0), start >> PAGE_SHIFT, min_low_pfn, max_low_pfn);
224
225         /* Place all memblock_regions in the same node and merge contiguous
226          * memblock_regions
227          */
228         memblock_set_node(0, (phys_addr_t)ULLONG_MAX, &memblock.memory, 0);
229
230         /* Add all physical memory to the bootmem map, mark each area
231          * present.
232          */
233 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
234         free_bootmem_with_active_regions(0, lowmem_end_addr >> PAGE_SHIFT);
235
236         /* reserve the sections we're already using */
237         for_each_memblock(reserved, reg) {
238                 unsigned long top = reg->base + reg->size - 1;
239                 if (top < lowmem_end_addr)
240                         reserve_bootmem(reg->base, reg->size, BOOTMEM_DEFAULT);
241                 else if (reg->base < lowmem_end_addr) {
242                         unsigned long trunc_size = lowmem_end_addr - reg->base;
243                         reserve_bootmem(reg->base, trunc_size, BOOTMEM_DEFAULT);
244                 }
245         }
246 #else
247         free_bootmem_with_active_regions(0, max_pfn);
248
249         /* reserve the sections we're already using */
250         for_each_memblock(reserved, reg)
251                 reserve_bootmem(reg->base, reg->size, BOOTMEM_DEFAULT);
252 #endif
253         /* XXX need to clip this if using highmem? */
254         sparse_memory_present_with_active_regions(0);
255
256         init_bootmem_done = 1;
257 }
258
259 /* mark pages that don't exist as nosave */
260 static int __init mark_nonram_nosave(void)
261 {
262         struct memblock_region *reg, *prev = NULL;
263
264         for_each_memblock(memory, reg) {
265                 if (prev &&
266                     memblock_region_memory_end_pfn(prev) < memblock_region_memory_base_pfn(reg))
267                         register_nosave_region(memblock_region_memory_end_pfn(prev),
268                                                memblock_region_memory_base_pfn(reg));
269                 prev = reg;
270         }
271         return 0;
272 }
273 #else /* CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
274 static int __init mark_nonram_nosave(void)
275 {
276         return 0;
277 }
278 #endif
279
280 static bool zone_limits_final;
281
282 static unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {
283         [0 ... MAX_NR_ZONES - 1] = ~0UL
284 };
285
286 /*
287  * Restrict the specified zone and all more restrictive zones
288  * to be below the specified pfn.  May not be called after
289  * paging_init().
290  */
291 void __init limit_zone_pfn(enum zone_type zone, unsigned long pfn_limit)
292 {
293         int i;
294
295         if (WARN_ON(zone_limits_final))
296                 return;
297
298         for (i = zone; i >= 0; i--) {
299                 if (max_zone_pfns[i] > pfn_limit)
300                         max_zone_pfns[i] = pfn_limit;
301         }
302 }
303
304 /*
305  * Find the least restrictive zone that is entirely below the
306  * specified pfn limit.  Returns < 0 if no suitable zone is found.
307  *
308  * pfn_limit must be u64 because it can exceed 32 bits even on 32-bit
309  * systems -- the DMA limit can be higher than any possible real pfn.
310  */
311 int dma_pfn_limit_to_zone(u64 pfn_limit)
312 {
313         enum zone_type top_zone = ZONE_NORMAL;
314         int i;
315
316 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
317         top_zone = ZONE_HIGHMEM;
318 #endif
319
320         for (i = top_zone; i >= 0; i--) {
321                 if (max_zone_pfns[i] <= pfn_limit)
322                         return i;
323         }
324
325         return -EPERM;
326 }
327
328 /*
329  * paging_init() sets up the page tables - in fact we've already done this.
330  */
331 void __init paging_init(void)
332 {
333         unsigned long long total_ram = memblock_phys_mem_size();
334         phys_addr_t top_of_ram = memblock_end_of_DRAM();
335         enum zone_type top_zone;
336
337 #ifdef CONFIG_PPC32
338         unsigned long v = __fix_to_virt(__end_of_fixed_addresses - 1);
339         unsigned long end = __fix_to_virt(FIX_HOLE);
340
341         for (; v < end; v += PAGE_SIZE)
342                 map_page(v, 0, 0); /* XXX gross */
343 #endif
344
345 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
346         map_page(PKMAP_BASE, 0, 0);     /* XXX gross */
347         pkmap_page_table = virt_to_kpte(PKMAP_BASE);
348
349         kmap_pte = virt_to_kpte(__fix_to_virt(FIX_KMAP_BEGIN));
350         kmap_prot = PAGE_KERNEL;
351 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
352
353         printk(KERN_DEBUG "Top of RAM: 0x%llx, Total RAM: 0x%llx\n",
354                (unsigned long long)top_of_ram, total_ram);
355         printk(KERN_DEBUG "Memory hole size: %ldMB\n",
356                (long int)((top_of_ram - total_ram) >> 20));
357
358 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
359         top_zone = ZONE_HIGHMEM;
360         limit_zone_pfn(ZONE_NORMAL, lowmem_end_addr >> PAGE_SHIFT);
361 #else
362         top_zone = ZONE_NORMAL;
363 #endif
364
365         limit_zone_pfn(top_zone, top_of_ram >> PAGE_SHIFT);
366         zone_limits_final = true;
367         free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
368
369         mark_nonram_nosave();
370 }
371
372 static void __init register_page_bootmem_info(void)
373 {
374         int i;
375
376         for_each_online_node(i)
377                 register_page_bootmem_info_node(NODE_DATA(i));
378 }
379
380 void __init mem_init(void)
381 {
382         /*
383          * book3s is limited to 16 page sizes due to encoding this in
384          * a 4-bit field for slices.
385          */
386         BUILD_BUG_ON(MMU_PAGE_COUNT > 16);
387
388 #ifdef CONFIG_SWIOTLB
389         swiotlb_init(0);
390 #endif
391
392         register_page_bootmem_info();
393         high_memory = (void *) __va(max_low_pfn * PAGE_SIZE);
394         set_max_mapnr(max_pfn);
395         free_all_bootmem();
396
397 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
398         {
399                 unsigned long pfn, highmem_mapnr;
400
401                 highmem_mapnr = lowmem_end_addr >> PAGE_SHIFT;
402                 for (pfn = highmem_mapnr; pfn < max_mapnr; ++pfn) {
403                         phys_addr_t paddr = (phys_addr_t)pfn << PAGE_SHIFT;
404                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
405                         if (!memblock_is_reserved(paddr))
406                                 free_highmem_page(page);
407                 }
408         }
409 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
410
411 #if defined(CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E) && !defined(CONFIG_SMP)
412         /*
413          * If smp is enabled, next_tlbcam_idx is initialized in the cpu up
414          * functions.... do it here for the non-smp case.
415          */
416         per_cpu(next_tlbcam_idx, smp_processor_id()) =
417                 (mfspr(SPRN_TLB1CFG) & TLBnCFG_N_ENTRY) - 1;
418 #endif
419
420         mem_init_print_info(NULL);
421 #ifdef CONFIG_PPC32
422         pr_info("Kernel virtual memory layout:\n");
423         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : fixmap\n", FIXADDR_START, FIXADDR_TOP);
424 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
425         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : highmem PTEs\n",
426                 PKMAP_BASE, PKMAP_ADDR(LAST_PKMAP));
427 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
428 #ifdef CONFIG_NOT_COHERENT_CACHE
429         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : consistent mem\n",
430                 IOREMAP_TOP, IOREMAP_TOP + CONFIG_CONSISTENT_SIZE);
431 #endif /* CONFIG_NOT_COHERENT_CACHE */
432         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : early ioremap\n",
433                 ioremap_bot, IOREMAP_TOP);
434         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : vmalloc & ioremap\n",
435                 VMALLOC_START, VMALLOC_END);
436 #endif /* CONFIG_PPC32 */
437
438         mem_init_done = 1;
439 }
440
441 void free_initmem(void)
442 {
443         ppc_md.progress = ppc_printk_progress;
444         free_initmem_default(POISON_FREE_INITMEM);
445 }
446
447 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
448 void __init free_initrd_mem(unsigned long start, unsigned long end)
449 {
450         free_reserved_area((void *)start, (void *)end, -1, "initrd");
451 }
452 #endif
453
454 /*
455  * This is called when a page has been modified by the kernel.
456  * It just marks the page as not i-cache clean.  We do the i-cache
457  * flush later when the page is given to a user process, if necessary.
458  */
459 void flush_dcache_page(struct page *page)
460 {
461         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_COHERENT_ICACHE))
462                 return;
463         /* avoid an atomic op if possible */
464         if (test_bit(PG_arch_1, &page->flags))
465                 clear_bit(PG_arch_1, &page->flags);
466 }
467 EXPORT_SYMBOL(flush_dcache_page);
468
469 void flush_dcache_icache_page(struct page *page)
470 {
471 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
472         if (PageCompound(page)) {
473                 flush_dcache_icache_hugepage(page);
474                 return;
475         }
476 #endif
477 #ifdef CONFIG_BOOKE
478         {
479                 void *start = kmap_atomic(page);
480                 __flush_dcache_icache(start);
481                 kunmap_atomic(start);
482         }
483 #elif defined(CONFIG_8xx) || defined(CONFIG_PPC64)
484         /* On 8xx there is no need to kmap since highmem is not supported */
485         __flush_dcache_icache(page_address(page)); 
486 #else
487         __flush_dcache_icache_phys(page_to_pfn(page) << PAGE_SHIFT);
488 #endif
489 }
490 EXPORT_SYMBOL(flush_dcache_icache_page);
491
492 void clear_user_page(void *page, unsigned long vaddr, struct page *pg)
493 {
494         clear_page(page);
495
496         /*
497          * We shouldn't have to do this, but some versions of glibc
498          * require it (ld.so assumes zero filled pages are icache clean)
499          * - Anton
500          */
501         flush_dcache_page(pg);
502 }
503 EXPORT_SYMBOL(clear_user_page);
504
505 void copy_user_page(void *vto, void *vfrom, unsigned long vaddr,
506                     struct page *pg)
507 {
508         copy_page(vto, vfrom);
509
510         /*
511          * We should be able to use the following optimisation, however
512          * there are two problems.
513          * Firstly a bug in some versions of binutils meant PLT sections
514          * were not marked executable.
515          * Secondly the first word in the GOT section is blrl, used
516          * to establish the GOT address. Until recently the GOT was
517          * not marked executable.
518          * - Anton
519          */
520 #if 0
521         if (!vma->vm_file && ((vma->vm_flags & VM_EXEC) == 0))
522                 return;
523 #endif
524
525         flush_dcache_page(pg);
526 }
527
528 void flush_icache_user_range(struct vm_area_struct *vma, struct page *page,
529                              unsigned long addr, int len)
530 {
531         unsigned long maddr;
532
533         maddr = (unsigned long) kmap(page) + (addr & ~PAGE_MASK);
534         flush_icache_range(maddr, maddr + len);
535         kunmap(page);
536 }
537 EXPORT_SYMBOL(flush_icache_user_range);
538
539 /*
540  * This is called at the end of handling a user page fault, when the
541  * fault has been handled by updating a PTE in the linux page tables.
542  * We use it to preload an HPTE into the hash table corresponding to
543  * the updated linux PTE.
544  * 
545  * This must always be called with the pte lock held.
546  */
547 void update_mmu_cache(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
548                       pte_t *ptep)
549 {
550 #ifdef CONFIG_PPC_STD_MMU
551         /*
552          * We don't need to worry about _PAGE_PRESENT here because we are
553          * called with either mm->page_table_lock held or ptl lock held
554          */
555         unsigned long access = 0, trap;
556
557         /* We only want HPTEs for linux PTEs that have _PAGE_ACCESSED set */
558         if (!pte_young(*ptep) || address >= TASK_SIZE)
559                 return;
560
561         /* We try to figure out if we are coming from an instruction
562          * access fault and pass that down to __hash_page so we avoid
563          * double-faulting on execution of fresh text. We have to test
564          * for regs NULL since init will get here first thing at boot
565          *
566          * We also avoid filling the hash if not coming from a fault
567          */
568         if (current->thread.regs == NULL)
569                 return;
570         trap = TRAP(current->thread.regs);
571         if (trap == 0x400)
572                 access |= _PAGE_EXEC;
573         else if (trap != 0x300)
574                 return;
575         hash_preload(vma->vm_mm, address, access, trap);
576 #endif /* CONFIG_PPC_STD_MMU */
577 #if (defined(CONFIG_PPC_BOOK3E_64) || defined(CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E)) \
578         && defined(CONFIG_HUGETLB_PAGE)
579         if (is_vm_hugetlb_page(vma))
580                 book3e_hugetlb_preload(vma, address, *ptep);
581 #endif
582 }
583
584 /*
585  * System memory should not be in /proc/iomem but various tools expect it
586  * (eg kdump).
587  */
588 static int __init add_system_ram_resources(void)
589 {
590         struct memblock_region *reg;
591
592         for_each_memblock(memory, reg) {
593                 struct resource *res;
594                 unsigned long base = reg->base;
595                 unsigned long size = reg->size;
596
597                 res = kzalloc(sizeof(struct resource), GFP_KERNEL);
598                 WARN_ON(!res);
599
600                 if (res) {
601                         res->name = "System RAM";
602                         res->start = base;
603                         res->end = base + size - 1;
604                         res->flags = IORESOURCE_MEM | IORESOURCE_BUSY;
605                         WARN_ON(request_resource(&iomem_resource, res) < 0);
606                 }
607         }
608
609         return 0;
610 }
611 subsys_initcall(add_system_ram_resources);
612
613 #ifdef CONFIG_STRICT_DEVMEM
614 /*
615  * devmem_is_allowed(): check to see if /dev/mem access to a certain address
616  * is valid. The argument is a physical page number.
617  *
618  * Access has to be given to non-kernel-ram areas as well, these contain the
619  * PCI mmio resources as well as potential bios/acpi data regions.
620  */
621 int devmem_is_allowed(unsigned long pfn)
622 {
623         if (iomem_is_exclusive(pfn << PAGE_SHIFT))
624                 return 0;
625         if (!page_is_ram(pfn))
626                 return 1;
627         if (page_is_rtas_user_buf(pfn))
628                 return 1;
629         return 0;
630 }
631 #endif /* CONFIG_STRICT_DEVMEM */