powerpc/numa: Use form 1 affinity to setup node distance
[linux-2.6.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/module.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/lmb.h>
36 #include <linux/hugetlb.h>
37
38 #include <asm/pgalloc.h>
39 #include <asm/prom.h>
40 #include <asm/io.h>
41 #include <asm/mmu_context.h>
42 #include <asm/pgtable.h>
43 #include <asm/mmu.h>
44 #include <asm/smp.h>
45 #include <asm/machdep.h>
46 #include <asm/btext.h>
47 #include <asm/tlb.h>
48 #include <asm/sections.h>
49 #include <asm/sparsemem.h>
50 #include <asm/vdso.h>
51 #include <asm/fixmap.h>
52 #include <asm/swiotlb.h>
53
54 #include "mmu_decl.h"
55
56 #ifndef CPU_FTR_COHERENT_ICACHE
57 #define CPU_FTR_COHERENT_ICACHE 0       /* XXX for now */
58 #define CPU_FTR_NOEXECUTE       0
59 #endif
60
61 int init_bootmem_done;
62 int mem_init_done;
63 phys_addr_t memory_limit;
64
65 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
66 pte_t *kmap_pte;
67 pgprot_t kmap_prot;
68
69 EXPORT_SYMBOL(kmap_prot);
70 EXPORT_SYMBOL(kmap_pte);
71
72 static inline pte_t *virt_to_kpte(unsigned long vaddr)
73 {
74         return pte_offset_kernel(pmd_offset(pud_offset(pgd_offset_k(vaddr),
75                         vaddr), vaddr), vaddr);
76 }
77 #endif
78
79 int page_is_ram(unsigned long pfn)
80 {
81 #ifndef CONFIG_PPC64    /* XXX for now */
82         return pfn < max_pfn;
83 #else
84         unsigned long paddr = (pfn << PAGE_SHIFT);
85         int i;
86         for (i=0; i < lmb.memory.cnt; i++) {
87                 unsigned long base;
88
89                 base = lmb.memory.region[i].base;
90
91                 if ((paddr >= base) &&
92                         (paddr < (base + lmb.memory.region[i].size))) {
93                         return 1;
94                 }
95         }
96
97         return 0;
98 #endif
99 }
100
101 pgprot_t phys_mem_access_prot(struct file *file, unsigned long pfn,
102                               unsigned long size, pgprot_t vma_prot)
103 {
104         if (ppc_md.phys_mem_access_prot)
105                 return ppc_md.phys_mem_access_prot(file, pfn, size, vma_prot);
106
107         if (!page_is_ram(pfn))
108                 vma_prot = pgprot_noncached(vma_prot);
109
110         return vma_prot;
111 }
112 EXPORT_SYMBOL(phys_mem_access_prot);
113
114 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
115
116 #ifdef CONFIG_NUMA
117 int memory_add_physaddr_to_nid(u64 start)
118 {
119         return hot_add_scn_to_nid(start);
120 }
121 #endif
122
123 int arch_add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
124 {
125         struct pglist_data *pgdata;
126         struct zone *zone;
127         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
128         unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
129
130         pgdata = NODE_DATA(nid);
131
132         start = (unsigned long)__va(start);
133         create_section_mapping(start, start + size);
134
135         /* this should work for most non-highmem platforms */
136         zone = pgdata->node_zones;
137
138         return __add_pages(nid, zone, start_pfn, nr_pages);
139 }
140 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
141
142 /*
143  * walk_memory_resource() needs to make sure there is no holes in a given
144  * memory range.  PPC64 does not maintain the memory layout in /proc/iomem.
145  * Instead it maintains it in lmb.memory structures.  Walk through the
146  * memory regions, find holes and callback for contiguous regions.
147  */
148 int
149 walk_system_ram_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
150                 void *arg, int (*func)(unsigned long, unsigned long, void *))
151 {
152         struct lmb_property res;
153         unsigned long pfn, len;
154         u64 end;
155         int ret = -1;
156
157         res.base = (u64) start_pfn << PAGE_SHIFT;
158         res.size = (u64) nr_pages << PAGE_SHIFT;
159
160         end = res.base + res.size - 1;
161         while ((res.base < end) && (lmb_find(&res) >= 0)) {
162                 pfn = (unsigned long)(res.base >> PAGE_SHIFT);
163                 len = (unsigned long)(res.size >> PAGE_SHIFT);
164                 ret = (*func)(pfn, len, arg);
165                 if (ret)
166                         break;
167                 res.base += (res.size + 1);
168                 res.size = (end - res.base + 1);
169         }
170         return ret;
171 }
172 EXPORT_SYMBOL_GPL(walk_system_ram_range);
173
174 /*
175  * Initialize the bootmem system and give it all the memory we
176  * have available.  If we are using highmem, we only put the
177  * lowmem into the bootmem system.
178  */
179 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
180 void __init do_init_bootmem(void)
181 {
182         unsigned long i;
183         unsigned long start, bootmap_pages;
184         unsigned long total_pages;
185         int boot_mapsize;
186
187         max_low_pfn = max_pfn = lmb_end_of_DRAM() >> PAGE_SHIFT;
188         total_pages = (lmb_end_of_DRAM() - memstart_addr) >> PAGE_SHIFT;
189 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
190         total_pages = total_lowmem >> PAGE_SHIFT;
191         max_low_pfn = lowmem_end_addr >> PAGE_SHIFT;
192 #endif
193
194         /*
195          * Find an area to use for the bootmem bitmap.  Calculate the size of
196          * bitmap required as (Total Memory) / PAGE_SIZE / BITS_PER_BYTE.
197          * Add 1 additional page in case the address isn't page-aligned.
198          */
199         bootmap_pages = bootmem_bootmap_pages(total_pages);
200
201         start = lmb_alloc(bootmap_pages << PAGE_SHIFT, PAGE_SIZE);
202
203         min_low_pfn = MEMORY_START >> PAGE_SHIFT;
204         boot_mapsize = init_bootmem_node(NODE_DATA(0), start >> PAGE_SHIFT, min_low_pfn, max_low_pfn);
205
206         /* Add active regions with valid PFNs */
207         for (i = 0; i < lmb.memory.cnt; i++) {
208                 unsigned long start_pfn, end_pfn;
209                 start_pfn = lmb.memory.region[i].base >> PAGE_SHIFT;
210                 end_pfn = start_pfn + lmb_size_pages(&lmb.memory, i);
211                 add_active_range(0, start_pfn, end_pfn);
212         }
213
214         /* Add all physical memory to the bootmem map, mark each area
215          * present.
216          */
217 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
218         free_bootmem_with_active_regions(0, lowmem_end_addr >> PAGE_SHIFT);
219
220         /* reserve the sections we're already using */
221         for (i = 0; i < lmb.reserved.cnt; i++) {
222                 unsigned long addr = lmb.reserved.region[i].base +
223                                      lmb_size_bytes(&lmb.reserved, i) - 1;
224                 if (addr < lowmem_end_addr)
225                         reserve_bootmem(lmb.reserved.region[i].base,
226                                         lmb_size_bytes(&lmb.reserved, i),
227                                         BOOTMEM_DEFAULT);
228                 else if (lmb.reserved.region[i].base < lowmem_end_addr) {
229                         unsigned long adjusted_size = lowmem_end_addr -
230                                       lmb.reserved.region[i].base;
231                         reserve_bootmem(lmb.reserved.region[i].base,
232                                         adjusted_size, BOOTMEM_DEFAULT);
233                 }
234         }
235 #else
236         free_bootmem_with_active_regions(0, max_pfn);
237
238         /* reserve the sections we're already using */
239         for (i = 0; i < lmb.reserved.cnt; i++)
240                 reserve_bootmem(lmb.reserved.region[i].base,
241                                 lmb_size_bytes(&lmb.reserved, i),
242                                 BOOTMEM_DEFAULT);
243
244 #endif
245         /* XXX need to clip this if using highmem? */
246         sparse_memory_present_with_active_regions(0);
247
248         init_bootmem_done = 1;
249 }
250
251 /* mark pages that don't exist as nosave */
252 static int __init mark_nonram_nosave(void)
253 {
254         unsigned long lmb_next_region_start_pfn,
255                       lmb_region_max_pfn;
256         int i;
257
258         for (i = 0; i < lmb.memory.cnt - 1; i++) {
259                 lmb_region_max_pfn =
260                         (lmb.memory.region[i].base >> PAGE_SHIFT) +
261                         (lmb.memory.region[i].size >> PAGE_SHIFT);
262                 lmb_next_region_start_pfn =
263                         lmb.memory.region[i+1].base >> PAGE_SHIFT;
264
265                 if (lmb_region_max_pfn < lmb_next_region_start_pfn)
266                         register_nosave_region(lmb_region_max_pfn,
267                                                lmb_next_region_start_pfn);
268         }
269
270         return 0;
271 }
272
273 /*
274  * paging_init() sets up the page tables - in fact we've already done this.
275  */
276 void __init paging_init(void)
277 {
278         unsigned long total_ram = lmb_phys_mem_size();
279         phys_addr_t top_of_ram = lmb_end_of_DRAM();
280         unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES];
281
282 #ifdef CONFIG_PPC32
283         unsigned long v = __fix_to_virt(__end_of_fixed_addresses - 1);
284         unsigned long end = __fix_to_virt(FIX_HOLE);
285
286         for (; v < end; v += PAGE_SIZE)
287                 map_page(v, 0, 0); /* XXX gross */
288 #endif
289
290 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
291         map_page(PKMAP_BASE, 0, 0);     /* XXX gross */
292         pkmap_page_table = virt_to_kpte(PKMAP_BASE);
293
294         kmap_pte = virt_to_kpte(__fix_to_virt(FIX_KMAP_BEGIN));
295         kmap_prot = PAGE_KERNEL;
296 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
297
298         printk(KERN_DEBUG "Top of RAM: 0x%llx, Total RAM: 0x%lx\n",
299                (unsigned long long)top_of_ram, total_ram);
300         printk(KERN_DEBUG "Memory hole size: %ldMB\n",
301                (long int)((top_of_ram - total_ram) >> 20));
302         memset(max_zone_pfns, 0, sizeof(max_zone_pfns));
303 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
304         max_zone_pfns[ZONE_DMA] = lowmem_end_addr >> PAGE_SHIFT;
305         max_zone_pfns[ZONE_HIGHMEM] = top_of_ram >> PAGE_SHIFT;
306 #else
307         max_zone_pfns[ZONE_DMA] = top_of_ram >> PAGE_SHIFT;
308 #endif
309         free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
310
311         mark_nonram_nosave();
312 }
313 #endif /* ! CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
314
315 void __init mem_init(void)
316 {
317 #ifdef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
318         int nid;
319 #endif
320         pg_data_t *pgdat;
321         unsigned long i;
322         struct page *page;
323         unsigned long reservedpages = 0, codesize, initsize, datasize, bsssize;
324
325 #ifdef CONFIG_SWIOTLB
326         if (ppc_swiotlb_enable)
327                 swiotlb_init(1);
328 #endif
329
330         num_physpages = lmb.memory.size >> PAGE_SHIFT;
331         high_memory = (void *) __va(max_low_pfn * PAGE_SIZE);
332
333 #ifdef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
334         for_each_online_node(nid) {
335                 if (NODE_DATA(nid)->node_spanned_pages != 0) {
336                         printk("freeing bootmem node %d\n", nid);
337                         totalram_pages +=
338                                 free_all_bootmem_node(NODE_DATA(nid));
339                 }
340         }
341 #else
342         max_mapnr = max_pfn;
343         totalram_pages += free_all_bootmem();
344 #endif
345         for_each_online_pgdat(pgdat) {
346                 for (i = 0; i < pgdat->node_spanned_pages; i++) {
347                         if (!pfn_valid(pgdat->node_start_pfn + i))
348                                 continue;
349                         page = pgdat_page_nr(pgdat, i);
350                         if (PageReserved(page))
351                                 reservedpages++;
352                 }
353         }
354
355         codesize = (unsigned long)&_sdata - (unsigned long)&_stext;
356         datasize = (unsigned long)&_edata - (unsigned long)&_sdata;
357         initsize = (unsigned long)&__init_end - (unsigned long)&__init_begin;
358         bsssize = (unsigned long)&__bss_stop - (unsigned long)&__bss_start;
359
360 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
361         {
362                 unsigned long pfn, highmem_mapnr;
363
364                 highmem_mapnr = lowmem_end_addr >> PAGE_SHIFT;
365                 for (pfn = highmem_mapnr; pfn < max_mapnr; ++pfn) {
366                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
367                         if (lmb_is_reserved(pfn << PAGE_SHIFT))
368                                 continue;
369                         ClearPageReserved(page);
370                         init_page_count(page);
371                         __free_page(page);
372                         totalhigh_pages++;
373                         reservedpages--;
374                 }
375                 totalram_pages += totalhigh_pages;
376                 printk(KERN_DEBUG "High memory: %luk\n",
377                        totalhigh_pages << (PAGE_SHIFT-10));
378         }
379 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
380
381         printk(KERN_INFO "Memory: %luk/%luk available (%luk kernel code, "
382                "%luk reserved, %luk data, %luk bss, %luk init)\n",
383                 nr_free_pages() << (PAGE_SHIFT-10),
384                 num_physpages << (PAGE_SHIFT-10),
385                 codesize >> 10,
386                 reservedpages << (PAGE_SHIFT-10),
387                 datasize >> 10,
388                 bsssize >> 10,
389                 initsize >> 10);
390
391 #ifdef CONFIG_PPC32
392         pr_info("Kernel virtual memory layout:\n");
393         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : fixmap\n", FIXADDR_START, FIXADDR_TOP);
394 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
395         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : highmem PTEs\n",
396                 PKMAP_BASE, PKMAP_ADDR(LAST_PKMAP));
397 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
398 #ifdef CONFIG_NOT_COHERENT_CACHE
399         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : consistent mem\n",
400                 IOREMAP_TOP, IOREMAP_TOP + CONFIG_CONSISTENT_SIZE);
401 #endif /* CONFIG_NOT_COHERENT_CACHE */
402         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : early ioremap\n",
403                 ioremap_bot, IOREMAP_TOP);
404         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : vmalloc & ioremap\n",
405                 VMALLOC_START, VMALLOC_END);
406 #endif /* CONFIG_PPC32 */
407
408         mem_init_done = 1;
409 }
410
411 /*
412  * This is called when a page has been modified by the kernel.
413  * It just marks the page as not i-cache clean.  We do the i-cache
414  * flush later when the page is given to a user process, if necessary.
415  */
416 void flush_dcache_page(struct page *page)
417 {
418         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_COHERENT_ICACHE))
419                 return;
420         /* avoid an atomic op if possible */
421         if (test_bit(PG_arch_1, &page->flags))
422                 clear_bit(PG_arch_1, &page->flags);
423 }
424 EXPORT_SYMBOL(flush_dcache_page);
425
426 void flush_dcache_icache_page(struct page *page)
427 {
428 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
429         if (PageCompound(page)) {
430                 flush_dcache_icache_hugepage(page);
431                 return;
432         }
433 #endif
434 #ifdef CONFIG_BOOKE
435         {
436                 void *start = kmap_atomic(page, KM_PPC_SYNC_ICACHE);
437                 __flush_dcache_icache(start);
438                 kunmap_atomic(start, KM_PPC_SYNC_ICACHE);
439         }
440 #elif defined(CONFIG_8xx) || defined(CONFIG_PPC64)
441         /* On 8xx there is no need to kmap since highmem is not supported */
442         __flush_dcache_icache(page_address(page)); 
443 #else
444         __flush_dcache_icache_phys(page_to_pfn(page) << PAGE_SHIFT);
445 #endif
446 }
447
448 void clear_user_page(void *page, unsigned long vaddr, struct page *pg)
449 {
450         clear_page(page);
451
452         /*
453          * We shouldnt have to do this, but some versions of glibc
454          * require it (ld.so assumes zero filled pages are icache clean)
455          * - Anton
456          */
457         flush_dcache_page(pg);
458 }
459 EXPORT_SYMBOL(clear_user_page);
460
461 void copy_user_page(void *vto, void *vfrom, unsigned long vaddr,
462                     struct page *pg)
463 {
464         copy_page(vto, vfrom);
465
466         /*
467          * We should be able to use the following optimisation, however
468          * there are two problems.
469          * Firstly a bug in some versions of binutils meant PLT sections
470          * were not marked executable.
471          * Secondly the first word in the GOT section is blrl, used
472          * to establish the GOT address. Until recently the GOT was
473          * not marked executable.
474          * - Anton
475          */
476 #if 0
477         if (!vma->vm_file && ((vma->vm_flags & VM_EXEC) == 0))
478                 return;
479 #endif
480
481         flush_dcache_page(pg);
482 }
483
484 void flush_icache_user_range(struct vm_area_struct *vma, struct page *page,
485                              unsigned long addr, int len)
486 {
487         unsigned long maddr;
488
489         maddr = (unsigned long) kmap(page) + (addr & ~PAGE_MASK);
490         flush_icache_range(maddr, maddr + len);
491         kunmap(page);
492 }
493 EXPORT_SYMBOL(flush_icache_user_range);
494
495 /*
496  * This is called at the end of handling a user page fault, when the
497  * fault has been handled by updating a PTE in the linux page tables.
498  * We use it to preload an HPTE into the hash table corresponding to
499  * the updated linux PTE.
500  * 
501  * This must always be called with the pte lock held.
502  */
503 void update_mmu_cache(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
504                       pte_t *ptep)
505 {
506 #ifdef CONFIG_PPC_STD_MMU
507         unsigned long access = 0, trap;
508
509         /* We only want HPTEs for linux PTEs that have _PAGE_ACCESSED set */
510         if (!pte_young(*ptep) || address >= TASK_SIZE)
511                 return;
512
513         /* We try to figure out if we are coming from an instruction
514          * access fault and pass that down to __hash_page so we avoid
515          * double-faulting on execution of fresh text. We have to test
516          * for regs NULL since init will get here first thing at boot
517          *
518          * We also avoid filling the hash if not coming from a fault
519          */
520         if (current->thread.regs == NULL)
521                 return;
522         trap = TRAP(current->thread.regs);
523         if (trap == 0x400)
524                 access |= _PAGE_EXEC;
525         else if (trap != 0x300)
526                 return;
527         hash_preload(vma->vm_mm, address, access, trap);
528 #endif /* CONFIG_PPC_STD_MMU */
529 }