sh: Various nommu fixes.
[linux-2.6.git] / arch / sh / mm / init.c
1 /* $Id: init.c,v 1.19 2004/02/21 04:42:16 kkojima Exp $
2  *
3  *  linux/arch/sh/mm/init.c
4  *
5  *  Copyright (C) 1999  Niibe Yutaka
6  *  Copyright (C) 2002, 2004  Paul Mundt
7  *
8  *  Based on linux/arch/i386/mm/init.c:
9  *   Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
10  */
11
12 #include <linux/signal.h>
13 #include <linux/sched.h>
14 #include <linux/kernel.h>
15 #include <linux/errno.h>
16 #include <linux/string.h>
17 #include <linux/types.h>
18 #include <linux/ptrace.h>
19 #include <linux/mman.h>
20 #include <linux/mm.h>
21 #include <linux/swap.h>
22 #include <linux/smp.h>
23 #include <linux/init.h>
24 #include <linux/highmem.h>
25 #include <linux/bootmem.h>
26 #include <linux/pagemap.h>
27
28 #include <asm/processor.h>
29 #include <asm/system.h>
30 #include <asm/uaccess.h>
31 #include <asm/pgtable.h>
32 #include <asm/pgalloc.h>
33 #include <asm/mmu_context.h>
34 #include <asm/io.h>
35 #include <asm/tlb.h>
36 #include <asm/cacheflush.h>
37 #include <asm/cache.h>
38
39 DEFINE_PER_CPU(struct mmu_gather, mmu_gathers);
40 pgd_t swapper_pg_dir[PTRS_PER_PGD];
41
42 /*
43  * Cache of MMU context last used.
44  */
45 unsigned long mmu_context_cache = NO_CONTEXT;
46
47 #ifdef CONFIG_MMU
48 /* It'd be good if these lines were in the standard header file. */
49 #define START_PFN       (NODE_DATA(0)->bdata->node_boot_start >> PAGE_SHIFT)
50 #define MAX_LOW_PFN     (NODE_DATA(0)->bdata->node_low_pfn)
51 #endif
52
53 void (*copy_page)(void *from, void *to);
54 void (*clear_page)(void *to);
55
56 void show_mem(void)
57 {
58         int i, total = 0, reserved = 0;
59         int shared = 0, cached = 0;
60
61         printk("Mem-info:\n");
62         show_free_areas();
63         printk("Free swap:       %6ldkB\n", nr_swap_pages<<(PAGE_SHIFT-10));
64         i = max_mapnr;
65         while (i-- > 0) {
66                 total++;
67                 if (PageReserved(mem_map+i))
68                         reserved++;
69                 else if (PageSwapCache(mem_map+i))
70                         cached++;
71                 else if (page_count(mem_map+i))
72                         shared += page_count(mem_map+i) - 1;
73         }
74         printk("%d pages of RAM\n",total);
75         printk("%d reserved pages\n",reserved);
76         printk("%d pages shared\n",shared);
77         printk("%d pages swap cached\n",cached);
78 }
79
80 static void set_pte_phys(unsigned long addr, unsigned long phys, pgprot_t prot)
81 {
82         pgd_t *pgd;
83         pud_t *pud;
84         pmd_t *pmd;
85         pte_t *pte;
86
87         pgd = swapper_pg_dir + pgd_index(addr);
88         if (pgd_none(*pgd)) {
89                 pgd_ERROR(*pgd);
90                 return;
91         }
92
93         pud = pud_offset(pgd, addr);
94         if (pud_none(*pud)) {
95                 pmd = (pmd_t *)get_zeroed_page(GFP_ATOMIC);
96                 set_pud(pud, __pud(__pa(pmd) | _KERNPG_TABLE | _PAGE_USER));
97                 if (pmd != pmd_offset(pud, 0)) {
98                         pud_ERROR(*pud);
99                         return;
100                 }
101         }
102
103         pmd = pmd_offset(pud, addr);
104         if (pmd_none(*pmd)) {
105                 pte = (pte_t *)get_zeroed_page(GFP_ATOMIC);
106                 set_pmd(pmd, __pmd(__pa(pte) | _KERNPG_TABLE | _PAGE_USER));
107                 if (pte != pte_offset_kernel(pmd, 0)) {
108                         pmd_ERROR(*pmd);
109                         return;
110                 }
111         }
112
113         pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
114         if (!pte_none(*pte)) {
115                 pte_ERROR(*pte);
116                 return;
117         }
118
119         set_pte(pte, pfn_pte(phys >> PAGE_SHIFT, prot));
120
121         __flush_tlb_page(get_asid(), addr);
122 }
123
124 /*
125  * As a performance optimization, other platforms preserve the fixmap mapping
126  * across a context switch, we don't presently do this, but this could be done
127  * in a similar fashion as to the wired TLB interface that sh64 uses (by way
128  * of the memorry mapped UTLB configuration) -- this unfortunately forces us to
129  * give up a TLB entry for each mapping we want to preserve. While this may be
130  * viable for a small number of fixmaps, it's not particularly useful for
131  * everything and needs to be carefully evaluated. (ie, we may want this for
132  * the vsyscall page).
133  *
134  * XXX: Perhaps add a _PAGE_WIRED flag or something similar that we can pass
135  * in at __set_fixmap() time to determine the appropriate behavior to follow.
136  *
137  *                                       -- PFM.
138  */
139 void __set_fixmap(enum fixed_addresses idx, unsigned long phys, pgprot_t prot)
140 {
141         unsigned long address = __fix_to_virt(idx);
142
143         if (idx >= __end_of_fixed_addresses) {
144                 BUG();
145                 return;
146         }
147
148         set_pte_phys(address, phys, prot);
149 }
150
151 /* References to section boundaries */
152
153 extern char _text, _etext, _edata, __bss_start, _end;
154 extern char __init_begin, __init_end;
155
156 /*
157  * paging_init() sets up the page tables
158  *
159  * This routines also unmaps the page at virtual kernel address 0, so
160  * that we can trap those pesky NULL-reference errors in the kernel.
161  */
162 void __init paging_init(void)
163 {
164         unsigned long zones_size[MAX_NR_ZONES] = { 0, };
165
166         /*
167          * Setup some defaults for the zone sizes.. these should be safe
168          * regardless of distcontiguous memory or MMU settings.
169          */
170         zones_size[ZONE_DMA] = 0 >> PAGE_SHIFT;
171         zones_size[ZONE_NORMAL] = __MEMORY_SIZE >> PAGE_SHIFT;
172 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
173         zones_size[ZONE_HIGHMEM] = 0 >> PAGE_SHIFT;
174 #endif
175
176 #ifdef CONFIG_MMU
177         /*
178          * If we have an MMU, and want to be using it .. we need to adjust
179          * the zone sizes accordingly, in addition to turning it on.
180          */
181         {
182                 unsigned long max_dma, low, start_pfn;
183                 pgd_t *pg_dir;
184                 int i;
185
186                 /* We don't need kernel mapping as hardware support that. */
187                 pg_dir = swapper_pg_dir;
188
189                 for (i = 0; i < PTRS_PER_PGD; i++)
190                         pgd_val(pg_dir[i]) = 0;
191
192                 /* Turn on the MMU */
193                 enable_mmu();
194
195                 /* Fixup the zone sizes */
196                 start_pfn = START_PFN;
197                 max_dma = virt_to_phys((char *)MAX_DMA_ADDRESS) >> PAGE_SHIFT;
198                 low = MAX_LOW_PFN;
199
200                 if (low < max_dma) {
201                         zones_size[ZONE_DMA] = low - start_pfn;
202                         zones_size[ZONE_NORMAL] = 0;
203                 } else {
204                         zones_size[ZONE_DMA] = max_dma - start_pfn;
205                         zones_size[ZONE_NORMAL] = low - max_dma;
206                 }
207         }
208
209 #elif defined(CONFIG_CPU_SH3) || defined(CONFIG_CPU_SH4)
210         /*
211          * If we don't have CONFIG_MMU set and the processor in question
212          * still has an MMU, care needs to be taken to make sure it doesn't
213          * stay on.. Since the boot loader could have potentially already
214          * turned it on, and we clearly don't want it, we simply turn it off.
215          *
216          * We don't need to do anything special for the zone sizes, since the
217          * default values that were already configured up above should be
218          * satisfactory.
219          */
220         disable_mmu();
221 #endif
222         NODE_DATA(0)->node_mem_map = NULL;
223         free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones_size, __MEMORY_START >> PAGE_SHIFT, 0);
224 }
225
226 void __init mem_init(void)
227 {
228         extern unsigned long empty_zero_page[1024];
229         int codesize, reservedpages, datasize, initsize;
230         int tmp;
231         extern unsigned long memory_start;
232
233 #ifdef CONFIG_MMU
234         high_memory = (void *)__va(MAX_LOW_PFN * PAGE_SIZE);
235 #else
236         extern unsigned long memory_end;
237
238         high_memory = (void *)(memory_end & PAGE_MASK);
239 #endif
240
241         max_mapnr = num_physpages = MAP_NR(high_memory) - MAP_NR(memory_start);
242
243         /* clear the zero-page */
244         memset(empty_zero_page, 0, PAGE_SIZE);
245         __flush_wback_region(empty_zero_page, PAGE_SIZE);
246
247         /*
248          * Setup wrappers for copy/clear_page(), these will get overridden
249          * later in the boot process if a better method is available.
250          */
251 #ifdef CONFIG_MMU
252         copy_page = copy_page_slow;
253         clear_page = clear_page_slow;
254 #else
255         copy_page = copy_page_nommu;
256         clear_page = clear_page_nommu;
257 #endif
258
259         /* this will put all low memory onto the freelists */
260         totalram_pages += free_all_bootmem_node(NODE_DATA(0));
261         reservedpages = 0;
262         for (tmp = 0; tmp < num_physpages; tmp++)
263                 /*
264                  * Only count reserved RAM pages
265                  */
266                 if (PageReserved(mem_map+tmp))
267                         reservedpages++;
268
269         codesize =  (unsigned long) &_etext - (unsigned long) &_text;
270         datasize =  (unsigned long) &_edata - (unsigned long) &_etext;
271         initsize =  (unsigned long) &__init_end - (unsigned long) &__init_begin;
272
273         printk("Memory: %luk/%luk available (%dk kernel code, %dk reserved, %dk data, %dk init)\n",
274                 (unsigned long) nr_free_pages() << (PAGE_SHIFT-10),
275                 max_mapnr << (PAGE_SHIFT-10),
276                 codesize >> 10,
277                 reservedpages << (PAGE_SHIFT-10),
278                 datasize >> 10,
279                 initsize >> 10);
280
281         p3_cache_init();
282 }
283
284 void free_initmem(void)
285 {
286         unsigned long addr;
287
288         addr = (unsigned long)(&__init_begin);
289         for (; addr < (unsigned long)(&__init_end); addr += PAGE_SIZE) {
290                 ClearPageReserved(virt_to_page(addr));
291                 init_page_count(virt_to_page(addr));
292                 free_page(addr);
293                 totalram_pages++;
294         }
295         printk ("Freeing unused kernel memory: %dk freed\n", (&__init_end - &__init_begin) >> 10);
296 }
297
298 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
299 void free_initrd_mem(unsigned long start, unsigned long end)
300 {
301         unsigned long p;
302         for (p = start; p < end; p += PAGE_SIZE) {
303                 ClearPageReserved(virt_to_page(p));
304                 init_page_count(virt_to_page(p));
305                 free_page(p);
306                 totalram_pages++;
307         }
308         printk ("Freeing initrd memory: %ldk freed\n", (end - start) >> 10);
309 }
310 #endif
311