x86/PCI: truncate _CRS windows with _LEN > _MAX - _MIN + 1
[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/types.h>
26 #include <linux/mm.h>
27 #include <linux/stddef.h>
28 #include <linux/init.h>
29 #include <linux/bootmem.h>
30 #include <linux/highmem.h>
31 #include <linux/initrd.h>
32 #include <linux/pagemap.h>
33 #include <linux/suspend.h>
34 #include <linux/lmb.h>
35 #include <linux/hugetlb.h>
36
37 #include <asm/pgalloc.h>
38 #include <asm/prom.h>
39 #include <asm/io.h>
40 #include <asm/mmu_context.h>
41 #include <asm/pgtable.h>
42 #include <asm/mmu.h>
43 #include <asm/smp.h>
44 #include <asm/machdep.h>
45 #include <asm/btext.h>
46 #include <asm/tlb.h>
47 #include <asm/sections.h>
48 #include <asm/sparsemem.h>
49 #include <asm/vdso.h>
50 #include <asm/fixmap.h>
51
52 #include "mmu_decl.h"
53
54 #ifndef CPU_FTR_COHERENT_ICACHE
55 #define CPU_FTR_COHERENT_ICACHE 0       /* XXX for now */
56 #define CPU_FTR_NOEXECUTE       0
57 #endif
58
59 int init_bootmem_done;
60 int mem_init_done;
61 phys_addr_t memory_limit;
62
63 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
64 pte_t *kmap_pte;
65 pgprot_t kmap_prot;
66
67 EXPORT_SYMBOL(kmap_prot);
68 EXPORT_SYMBOL(kmap_pte);
69
70 static inline pte_t *virt_to_kpte(unsigned long vaddr)
71 {
72         return pte_offset_kernel(pmd_offset(pud_offset(pgd_offset_k(vaddr),
73                         vaddr), vaddr), vaddr);
74 }
75 #endif
76
77 int page_is_ram(unsigned long pfn)
78 {
79 #ifndef CONFIG_PPC64    /* XXX for now */
80         return pfn < max_pfn;
81 #else
82         unsigned long paddr = (pfn << PAGE_SHIFT);
83         int i;
84         for (i=0; i < lmb.memory.cnt; i++) {
85                 unsigned long base;
86
87                 base = lmb.memory.region[i].base;
88
89                 if ((paddr >= base) &&
90                         (paddr < (base + lmb.memory.region[i].size))) {
91                         return 1;
92                 }
93         }
94
95         return 0;
96 #endif
97 }
98
99 pgprot_t phys_mem_access_prot(struct file *file, unsigned long pfn,
100                               unsigned long size, pgprot_t vma_prot)
101 {
102         if (ppc_md.phys_mem_access_prot)
103                 return ppc_md.phys_mem_access_prot(file, pfn, size, vma_prot);
104
105         if (!page_is_ram(pfn))
106                 vma_prot = pgprot_noncached(vma_prot);
107
108         return vma_prot;
109 }
110 EXPORT_SYMBOL(phys_mem_access_prot);
111
112 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
113
114 #ifdef CONFIG_NUMA
115 int memory_add_physaddr_to_nid(u64 start)
116 {
117         return hot_add_scn_to_nid(start);
118 }
119 #endif
120
121 int arch_add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
122 {
123         struct pglist_data *pgdata;
124         struct zone *zone;
125         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
126         unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
127
128         pgdata = NODE_DATA(nid);
129
130         start = (unsigned long)__va(start);
131         create_section_mapping(start, start + size);
132
133         /* this should work for most non-highmem platforms */
134         zone = pgdata->node_zones;
135
136         return __add_pages(nid, zone, start_pfn, nr_pages);
137 }
138 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
139
140 /*
141  * walk_memory_resource() needs to make sure there is no holes in a given
142  * memory range.  PPC64 does not maintain the memory layout in /proc/iomem.
143  * Instead it maintains it in lmb.memory structures.  Walk through the
144  * memory regions, find holes and callback for contiguous regions.
145  */
146 int
147 walk_system_ram_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
148                 void *arg, int (*func)(unsigned long, unsigned long, void *))
149 {
150         struct lmb_property res;
151         unsigned long pfn, len;
152         u64 end;
153         int ret = -1;
154
155         res.base = (u64) start_pfn << PAGE_SHIFT;
156         res.size = (u64) nr_pages << PAGE_SHIFT;
157
158         end = res.base + res.size - 1;
159         while ((res.base < end) && (lmb_find(&res) >= 0)) {
160                 pfn = (unsigned long)(res.base >> PAGE_SHIFT);
161                 len = (unsigned long)(res.size >> PAGE_SHIFT);
162                 ret = (*func)(pfn, len, arg);
163                 if (ret)
164                         break;
165                 res.base += (res.size + 1);
166                 res.size = (end - res.base + 1);
167         }
168         return ret;
169 }
170 EXPORT_SYMBOL_GPL(walk_system_ram_range);
171
172 /*
173  * Initialize the bootmem system and give it all the memory we
174  * have available.  If we are using highmem, we only put the
175  * lowmem into the bootmem system.
176  */
177 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
178 void __init do_init_bootmem(void)
179 {
180         unsigned long i;
181         unsigned long start, bootmap_pages;
182         unsigned long total_pages;
183         int boot_mapsize;
184
185         max_low_pfn = max_pfn = lmb_end_of_DRAM() >> PAGE_SHIFT;
186         total_pages = (lmb_end_of_DRAM() - memstart_addr) >> PAGE_SHIFT;
187 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
188         total_pages = total_lowmem >> PAGE_SHIFT;
189         max_low_pfn = lowmem_end_addr >> PAGE_SHIFT;
190 #endif
191
192         /*
193          * Find an area to use for the bootmem bitmap.  Calculate the size of
194          * bitmap required as (Total Memory) / PAGE_SIZE / BITS_PER_BYTE.
195          * Add 1 additional page in case the address isn't page-aligned.
196          */
197         bootmap_pages = bootmem_bootmap_pages(total_pages);
198
199         start = lmb_alloc(bootmap_pages << PAGE_SHIFT, PAGE_SIZE);
200
201         min_low_pfn = MEMORY_START >> PAGE_SHIFT;
202         boot_mapsize = init_bootmem_node(NODE_DATA(0), start >> PAGE_SHIFT, min_low_pfn, max_low_pfn);
203
204         /* Add active regions with valid PFNs */
205         for (i = 0; i < lmb.memory.cnt; i++) {
206                 unsigned long start_pfn, end_pfn;
207                 start_pfn = lmb.memory.region[i].base >> PAGE_SHIFT;
208                 end_pfn = start_pfn + lmb_size_pages(&lmb.memory, i);
209                 add_active_range(0, start_pfn, end_pfn);
210         }
211
212         /* Add all physical memory to the bootmem map, mark each area
213          * present.
214          */
215 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
216         free_bootmem_with_active_regions(0, lowmem_end_addr >> PAGE_SHIFT);
217
218         /* reserve the sections we're already using */
219         for (i = 0; i < lmb.reserved.cnt; i++) {
220                 unsigned long addr = lmb.reserved.region[i].base +
221                                      lmb_size_bytes(&lmb.reserved, i) - 1;
222                 if (addr < lowmem_end_addr)
223                         reserve_bootmem(lmb.reserved.region[i].base,
224                                         lmb_size_bytes(&lmb.reserved, i),
225                                         BOOTMEM_DEFAULT);
226                 else if (lmb.reserved.region[i].base < lowmem_end_addr) {
227                         unsigned long adjusted_size = lowmem_end_addr -
228                                       lmb.reserved.region[i].base;
229                         reserve_bootmem(lmb.reserved.region[i].base,
230                                         adjusted_size, BOOTMEM_DEFAULT);
231                 }
232         }
233 #else
234         free_bootmem_with_active_regions(0, max_pfn);
235
236         /* reserve the sections we're already using */
237         for (i = 0; i < lmb.reserved.cnt; i++)
238                 reserve_bootmem(lmb.reserved.region[i].base,
239                                 lmb_size_bytes(&lmb.reserved, i),
240                                 BOOTMEM_DEFAULT);
241
242 #endif
243         /* XXX need to clip this if using highmem? */
244         sparse_memory_present_with_active_regions(0);
245
246         init_bootmem_done = 1;
247 }
248
249 /* mark pages that don't exist as nosave */
250 static int __init mark_nonram_nosave(void)
251 {
252         unsigned long lmb_next_region_start_pfn,
253                       lmb_region_max_pfn;
254         int i;
255
256         for (i = 0; i < lmb.memory.cnt - 1; i++) {
257                 lmb_region_max_pfn =
258                         (lmb.memory.region[i].base >> PAGE_SHIFT) +
259                         (lmb.memory.region[i].size >> PAGE_SHIFT);
260                 lmb_next_region_start_pfn =
261                         lmb.memory.region[i+1].base >> PAGE_SHIFT;
262
263                 if (lmb_region_max_pfn < lmb_next_region_start_pfn)
264                         register_nosave_region(lmb_region_max_pfn,
265                                                lmb_next_region_start_pfn);
266         }
267
268         return 0;
269 }
270
271 /*
272  * paging_init() sets up the page tables - in fact we've already done this.
273  */
274 void __init paging_init(void)
275 {
276         unsigned long total_ram = lmb_phys_mem_size();
277         phys_addr_t top_of_ram = lmb_end_of_DRAM();
278         unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES];
279
280 #ifdef CONFIG_PPC32
281         unsigned long v = __fix_to_virt(__end_of_fixed_addresses - 1);
282         unsigned long end = __fix_to_virt(FIX_HOLE);
283
284         for (; v < end; v += PAGE_SIZE)
285                 map_page(v, 0, 0); /* XXX gross */
286 #endif
287
288 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
289         map_page(PKMAP_BASE, 0, 0);     /* XXX gross */
290         pkmap_page_table = virt_to_kpte(PKMAP_BASE);
291
292         kmap_pte = virt_to_kpte(__fix_to_virt(FIX_KMAP_BEGIN));
293         kmap_prot = PAGE_KERNEL;
294 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
295
296         printk(KERN_DEBUG "Top of RAM: 0x%llx, Total RAM: 0x%lx\n",
297                (unsigned long long)top_of_ram, total_ram);
298         printk(KERN_DEBUG "Memory hole size: %ldMB\n",
299                (long int)((top_of_ram - total_ram) >> 20));
300         memset(max_zone_pfns, 0, sizeof(max_zone_pfns));
301 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
302         max_zone_pfns[ZONE_DMA] = lowmem_end_addr >> PAGE_SHIFT;
303         max_zone_pfns[ZONE_HIGHMEM] = top_of_ram >> PAGE_SHIFT;
304 #else
305         max_zone_pfns[ZONE_DMA] = top_of_ram >> PAGE_SHIFT;
306 #endif
307         free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
308
309         mark_nonram_nosave();
310 }
311 #endif /* ! CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
312
313 void __init mem_init(void)
314 {
315 #ifdef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
316         int nid;
317 #endif
318         pg_data_t *pgdat;
319         unsigned long i;
320         struct page *page;
321         unsigned long reservedpages = 0, codesize, initsize, datasize, bsssize;
322
323         num_physpages = lmb.memory.size >> PAGE_SHIFT;
324         high_memory = (void *) __va(max_low_pfn * PAGE_SIZE);
325
326 #ifdef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
327         for_each_online_node(nid) {
328                 if (NODE_DATA(nid)->node_spanned_pages != 0) {
329                         printk("freeing bootmem node %d\n", nid);
330                         totalram_pages +=
331                                 free_all_bootmem_node(NODE_DATA(nid));
332                 }
333         }
334 #else
335         max_mapnr = max_pfn;
336         totalram_pages += free_all_bootmem();
337 #endif
338         for_each_online_pgdat(pgdat) {
339                 for (i = 0; i < pgdat->node_spanned_pages; i++) {
340                         if (!pfn_valid(pgdat->node_start_pfn + i))
341                                 continue;
342                         page = pgdat_page_nr(pgdat, i);
343                         if (PageReserved(page))
344                                 reservedpages++;
345                 }
346         }
347
348         codesize = (unsigned long)&_sdata - (unsigned long)&_stext;
349         datasize = (unsigned long)&_edata - (unsigned long)&_sdata;
350         initsize = (unsigned long)&__init_end - (unsigned long)&__init_begin;
351         bsssize = (unsigned long)&__bss_stop - (unsigned long)&__bss_start;
352
353 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
354         {
355                 unsigned long pfn, highmem_mapnr;
356
357                 highmem_mapnr = lowmem_end_addr >> PAGE_SHIFT;
358                 for (pfn = highmem_mapnr; pfn < max_mapnr; ++pfn) {
359                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
360                         if (lmb_is_reserved(pfn << PAGE_SHIFT))
361                                 continue;
362                         ClearPageReserved(page);
363                         init_page_count(page);
364                         __free_page(page);
365                         totalhigh_pages++;
366                         reservedpages--;
367                 }
368                 totalram_pages += totalhigh_pages;
369                 printk(KERN_DEBUG "High memory: %luk\n",
370                        totalhigh_pages << (PAGE_SHIFT-10));
371         }
372 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
373
374         printk(KERN_INFO "Memory: %luk/%luk available (%luk kernel code, "
375                "%luk reserved, %luk data, %luk bss, %luk init)\n",
376                 nr_free_pages() << (PAGE_SHIFT-10),
377                 num_physpages << (PAGE_SHIFT-10),
378                 codesize >> 10,
379                 reservedpages << (PAGE_SHIFT-10),
380                 datasize >> 10,
381                 bsssize >> 10,
382                 initsize >> 10);
383
384 #ifdef CONFIG_PPC32
385         pr_info("Kernel virtual memory layout:\n");
386         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : fixmap\n", FIXADDR_START, FIXADDR_TOP);
387 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
388         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : highmem PTEs\n",
389                 PKMAP_BASE, PKMAP_ADDR(LAST_PKMAP));
390 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
391 #ifdef CONFIG_NOT_COHERENT_CACHE
392         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : consistent mem\n",
393                 IOREMAP_TOP, IOREMAP_TOP + CONFIG_CONSISTENT_SIZE);
394 #endif /* CONFIG_NOT_COHERENT_CACHE */
395         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : early ioremap\n",
396                 ioremap_bot, IOREMAP_TOP);
397         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : vmalloc & ioremap\n",
398                 VMALLOC_START, VMALLOC_END);
399 #endif /* CONFIG_PPC32 */
400
401         mem_init_done = 1;
402 }
403
404 /*
405  * This is called when a page has been modified by the kernel.
406  * It just marks the page as not i-cache clean.  We do the i-cache
407  * flush later when the page is given to a user process, if necessary.
408  */
409 void flush_dcache_page(struct page *page)
410 {
411         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_COHERENT_ICACHE))
412                 return;
413         /* avoid an atomic op if possible */
414         if (test_bit(PG_arch_1, &page->flags))
415                 clear_bit(PG_arch_1, &page->flags);
416 }
417 EXPORT_SYMBOL(flush_dcache_page);
418
419 void flush_dcache_icache_page(struct page *page)
420 {
421 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
422         if (PageCompound(page)) {
423                 flush_dcache_icache_hugepage(page);
424                 return;
425         }
426 #endif
427 #ifdef CONFIG_BOOKE
428         {
429                 void *start = kmap_atomic(page, KM_PPC_SYNC_ICACHE);
430                 __flush_dcache_icache(start);
431                 kunmap_atomic(start, KM_PPC_SYNC_ICACHE);
432         }
433 #elif defined(CONFIG_8xx) || defined(CONFIG_PPC64)
434         /* On 8xx there is no need to kmap since highmem is not supported */
435         __flush_dcache_icache(page_address(page)); 
436 #else
437         __flush_dcache_icache_phys(page_to_pfn(page) << PAGE_SHIFT);
438 #endif
439 }
440
441 void clear_user_page(void *page, unsigned long vaddr, struct page *pg)
442 {
443         clear_page(page);
444
445         /*
446          * We shouldnt have to do this, but some versions of glibc
447          * require it (ld.so assumes zero filled pages are icache clean)
448          * - Anton
449          */
450         flush_dcache_page(pg);
451 }
452 EXPORT_SYMBOL(clear_user_page);
453
454 void copy_user_page(void *vto, void *vfrom, unsigned long vaddr,
455                     struct page *pg)
456 {
457         copy_page(vto, vfrom);
458
459         /*
460          * We should be able to use the following optimisation, however
461          * there are two problems.
462          * Firstly a bug in some versions of binutils meant PLT sections
463          * were not marked executable.
464          * Secondly the first word in the GOT section is blrl, used
465          * to establish the GOT address. Until recently the GOT was
466          * not marked executable.
467          * - Anton
468          */
469 #if 0
470         if (!vma->vm_file && ((vma->vm_flags & VM_EXEC) == 0))
471                 return;
472 #endif
473
474         flush_dcache_page(pg);
475 }
476
477 void flush_icache_user_range(struct vm_area_struct *vma, struct page *page,
478                              unsigned long addr, int len)
479 {
480         unsigned long maddr;
481
482         maddr = (unsigned long) kmap(page) + (addr & ~PAGE_MASK);
483         flush_icache_range(maddr, maddr + len);
484         kunmap(page);
485 }
486 EXPORT_SYMBOL(flush_icache_user_range);
487
488 /*
489  * This is called at the end of handling a user page fault, when the
490  * fault has been handled by updating a PTE in the linux page tables.
491  * We use it to preload an HPTE into the hash table corresponding to
492  * the updated linux PTE.
493  * 
494  * This must always be called with the pte lock held.
495  */
496 void update_mmu_cache(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
497                       pte_t *ptep)
498 {
499 #ifdef CONFIG_PPC_STD_MMU
500         unsigned long access = 0, trap;
501
502         /* We only want HPTEs for linux PTEs that have _PAGE_ACCESSED set */
503         if (!pte_young(*ptep) || address >= TASK_SIZE)
504                 return;
505
506         /* We try to figure out if we are coming from an instruction
507          * access fault and pass that down to __hash_page so we avoid
508          * double-faulting on execution of fresh text. We have to test
509          * for regs NULL since init will get here first thing at boot
510          *
511          * We also avoid filling the hash if not coming from a fault
512          */
513         if (current->thread.regs == NULL)
514                 return;
515         trap = TRAP(current->thread.regs);
516         if (trap == 0x400)
517                 access |= _PAGE_EXEC;
518         else if (trap != 0x300)
519                 return;
520         hash_preload(vma->vm_mm, address, access, trap);
521 #endif /* CONFIG_PPC_STD_MMU */
522 }