x86/mm: Fix section mismatch derived from native_pagetable_reserve()
[linux-2.6.git] / arch / x86 / mm / init.c
1 #include <linux/gfp.h>
2 #include <linux/initrd.h>
3 #include <linux/ioport.h>
4 #include <linux/swap.h>
5 #include <linux/memblock.h>
6
7 #include <asm/cacheflush.h>
8 #include <asm/e820.h>
9 #include <asm/init.h>
10 #include <asm/page.h>
11 #include <asm/page_types.h>
12 #include <asm/sections.h>
13 #include <asm/setup.h>
14 #include <asm/system.h>
15 #include <asm/tlbflush.h>
16 #include <asm/tlb.h>
17 #include <asm/proto.h>
18
19 DEFINE_PER_CPU(struct mmu_gather, mmu_gathers);
20
21 unsigned long __initdata pgt_buf_start;
22 unsigned long __meminitdata pgt_buf_end;
23 unsigned long __meminitdata pgt_buf_top;
24
25 int after_bootmem;
26
27 int direct_gbpages
28 #ifdef CONFIG_DIRECT_GBPAGES
29                                 = 1
30 #endif
31 ;
32
33 static void __init find_early_table_space(unsigned long end, int use_pse,
34                                           int use_gbpages)
35 {
36         unsigned long puds, pmds, ptes, tables, start = 0, good_end = end;
37         phys_addr_t base;
38
39         puds = (end + PUD_SIZE - 1) >> PUD_SHIFT;
40         tables = roundup(puds * sizeof(pud_t), PAGE_SIZE);
41
42         if (use_gbpages) {
43                 unsigned long extra;
44
45                 extra = end - ((end>>PUD_SHIFT) << PUD_SHIFT);
46                 pmds = (extra + PMD_SIZE - 1) >> PMD_SHIFT;
47         } else
48                 pmds = (end + PMD_SIZE - 1) >> PMD_SHIFT;
49
50         tables += roundup(pmds * sizeof(pmd_t), PAGE_SIZE);
51
52         if (use_pse) {
53                 unsigned long extra;
54
55                 extra = end - ((end>>PMD_SHIFT) << PMD_SHIFT);
56 #ifdef CONFIG_X86_32
57                 extra += PMD_SIZE;
58 #endif
59                 ptes = (extra + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
60         } else
61                 ptes = (end + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
62
63         tables += roundup(ptes * sizeof(pte_t), PAGE_SIZE);
64
65 #ifdef CONFIG_X86_32
66         /* for fixmap */
67         tables += roundup(__end_of_fixed_addresses * sizeof(pte_t), PAGE_SIZE);
68
69         good_end = max_pfn_mapped << PAGE_SHIFT;
70 #endif
71
72         base = memblock_find_in_range(start, good_end, tables, PAGE_SIZE);
73         if (base == MEMBLOCK_ERROR)
74                 panic("Cannot find space for the kernel page tables");
75
76         pgt_buf_start = base >> PAGE_SHIFT;
77         pgt_buf_end = pgt_buf_start;
78         pgt_buf_top = pgt_buf_start + (tables >> PAGE_SHIFT);
79
80         printk(KERN_DEBUG "kernel direct mapping tables up to %lx @ %lx-%lx\n",
81                 end, pgt_buf_start << PAGE_SHIFT, pgt_buf_top << PAGE_SHIFT);
82 }
83
84 void __init native_pagetable_reserve(u64 start, u64 end)
85 {
86         memblock_x86_reserve_range(start, end, "PGTABLE");
87 }
88
89 struct map_range {
90         unsigned long start;
91         unsigned long end;
92         unsigned page_size_mask;
93 };
94
95 #ifdef CONFIG_X86_32
96 #define NR_RANGE_MR 3
97 #else /* CONFIG_X86_64 */
98 #define NR_RANGE_MR 5
99 #endif
100
101 static int __meminit save_mr(struct map_range *mr, int nr_range,
102                              unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
103                              unsigned long page_size_mask)
104 {
105         if (start_pfn < end_pfn) {
106                 if (nr_range >= NR_RANGE_MR)
107                         panic("run out of range for init_memory_mapping\n");
108                 mr[nr_range].start = start_pfn<<PAGE_SHIFT;
109                 mr[nr_range].end   = end_pfn<<PAGE_SHIFT;
110                 mr[nr_range].page_size_mask = page_size_mask;
111                 nr_range++;
112         }
113
114         return nr_range;
115 }
116
117 /*
118  * Setup the direct mapping of the physical memory at PAGE_OFFSET.
119  * This runs before bootmem is initialized and gets pages directly from
120  * the physical memory. To access them they are temporarily mapped.
121  */
122 unsigned long __init_refok init_memory_mapping(unsigned long start,
123                                                unsigned long end)
124 {
125         unsigned long page_size_mask = 0;
126         unsigned long start_pfn, end_pfn;
127         unsigned long ret = 0;
128         unsigned long pos;
129
130         struct map_range mr[NR_RANGE_MR];
131         int nr_range, i;
132         int use_pse, use_gbpages;
133
134         printk(KERN_INFO "init_memory_mapping: %016lx-%016lx\n", start, end);
135
136 #if defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC) || defined(CONFIG_KMEMCHECK)
137         /*
138          * For CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC, identity mapping will use small pages.
139          * This will simplify cpa(), which otherwise needs to support splitting
140          * large pages into small in interrupt context, etc.
141          */
142         use_pse = use_gbpages = 0;
143 #else
144         use_pse = cpu_has_pse;
145         use_gbpages = direct_gbpages;
146 #endif
147
148         /* Enable PSE if available */
149         if (cpu_has_pse)
150                 set_in_cr4(X86_CR4_PSE);
151
152         /* Enable PGE if available */
153         if (cpu_has_pge) {
154                 set_in_cr4(X86_CR4_PGE);
155                 __supported_pte_mask |= _PAGE_GLOBAL;
156         }
157
158         if (use_gbpages)
159                 page_size_mask |= 1 << PG_LEVEL_1G;
160         if (use_pse)
161                 page_size_mask |= 1 << PG_LEVEL_2M;
162
163         memset(mr, 0, sizeof(mr));
164         nr_range = 0;
165
166         /* head if not big page alignment ? */
167         start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
168         pos = start_pfn << PAGE_SHIFT;
169 #ifdef CONFIG_X86_32
170         /*
171          * Don't use a large page for the first 2/4MB of memory
172          * because there are often fixed size MTRRs in there
173          * and overlapping MTRRs into large pages can cause
174          * slowdowns.
175          */
176         if (pos == 0)
177                 end_pfn = 1<<(PMD_SHIFT - PAGE_SHIFT);
178         else
179                 end_pfn = ((pos + (PMD_SIZE - 1))>>PMD_SHIFT)
180                                  << (PMD_SHIFT - PAGE_SHIFT);
181 #else /* CONFIG_X86_64 */
182         end_pfn = ((pos + (PMD_SIZE - 1)) >> PMD_SHIFT)
183                         << (PMD_SHIFT - PAGE_SHIFT);
184 #endif
185         if (end_pfn > (end >> PAGE_SHIFT))
186                 end_pfn = end >> PAGE_SHIFT;
187         if (start_pfn < end_pfn) {
188                 nr_range = save_mr(mr, nr_range, start_pfn, end_pfn, 0);
189                 pos = end_pfn << PAGE_SHIFT;
190         }
191
192         /* big page (2M) range */
193         start_pfn = ((pos + (PMD_SIZE - 1))>>PMD_SHIFT)
194                          << (PMD_SHIFT - PAGE_SHIFT);
195 #ifdef CONFIG_X86_32
196         end_pfn = (end>>PMD_SHIFT) << (PMD_SHIFT - PAGE_SHIFT);
197 #else /* CONFIG_X86_64 */
198         end_pfn = ((pos + (PUD_SIZE - 1))>>PUD_SHIFT)
199                          << (PUD_SHIFT - PAGE_SHIFT);
200         if (end_pfn > ((end>>PMD_SHIFT)<<(PMD_SHIFT - PAGE_SHIFT)))
201                 end_pfn = ((end>>PMD_SHIFT)<<(PMD_SHIFT - PAGE_SHIFT));
202 #endif
203
204         if (start_pfn < end_pfn) {
205                 nr_range = save_mr(mr, nr_range, start_pfn, end_pfn,
206                                 page_size_mask & (1<<PG_LEVEL_2M));
207                 pos = end_pfn << PAGE_SHIFT;
208         }
209
210 #ifdef CONFIG_X86_64
211         /* big page (1G) range */
212         start_pfn = ((pos + (PUD_SIZE - 1))>>PUD_SHIFT)
213                          << (PUD_SHIFT - PAGE_SHIFT);
214         end_pfn = (end >> PUD_SHIFT) << (PUD_SHIFT - PAGE_SHIFT);
215         if (start_pfn < end_pfn) {
216                 nr_range = save_mr(mr, nr_range, start_pfn, end_pfn,
217                                 page_size_mask &
218                                  ((1<<PG_LEVEL_2M)|(1<<PG_LEVEL_1G)));
219                 pos = end_pfn << PAGE_SHIFT;
220         }
221
222         /* tail is not big page (1G) alignment */
223         start_pfn = ((pos + (PMD_SIZE - 1))>>PMD_SHIFT)
224                          << (PMD_SHIFT - PAGE_SHIFT);
225         end_pfn = (end >> PMD_SHIFT) << (PMD_SHIFT - PAGE_SHIFT);
226         if (start_pfn < end_pfn) {
227                 nr_range = save_mr(mr, nr_range, start_pfn, end_pfn,
228                                 page_size_mask & (1<<PG_LEVEL_2M));
229                 pos = end_pfn << PAGE_SHIFT;
230         }
231 #endif
232
233         /* tail is not big page (2M) alignment */
234         start_pfn = pos>>PAGE_SHIFT;
235         end_pfn = end>>PAGE_SHIFT;
236         nr_range = save_mr(mr, nr_range, start_pfn, end_pfn, 0);
237
238         /* try to merge same page size and continuous */
239         for (i = 0; nr_range > 1 && i < nr_range - 1; i++) {
240                 unsigned long old_start;
241                 if (mr[i].end != mr[i+1].start ||
242                     mr[i].page_size_mask != mr[i+1].page_size_mask)
243                         continue;
244                 /* move it */
245                 old_start = mr[i].start;
246                 memmove(&mr[i], &mr[i+1],
247                         (nr_range - 1 - i) * sizeof(struct map_range));
248                 mr[i--].start = old_start;
249                 nr_range--;
250         }
251
252         for (i = 0; i < nr_range; i++)
253                 printk(KERN_DEBUG " %010lx - %010lx page %s\n",
254                                 mr[i].start, mr[i].end,
255                         (mr[i].page_size_mask & (1<<PG_LEVEL_1G))?"1G":(
256                          (mr[i].page_size_mask & (1<<PG_LEVEL_2M))?"2M":"4k"));
257
258         /*
259          * Find space for the kernel direct mapping tables.
260          *
261          * Later we should allocate these tables in the local node of the
262          * memory mapped. Unfortunately this is done currently before the
263          * nodes are discovered.
264          */
265         if (!after_bootmem)
266                 find_early_table_space(end, use_pse, use_gbpages);
267
268         for (i = 0; i < nr_range; i++)
269                 ret = kernel_physical_mapping_init(mr[i].start, mr[i].end,
270                                                    mr[i].page_size_mask);
271
272 #ifdef CONFIG_X86_32
273         early_ioremap_page_table_range_init();
274
275         load_cr3(swapper_pg_dir);
276 #endif
277
278         __flush_tlb_all();
279
280         /*
281          * Reserve the kernel pagetable pages we used (pgt_buf_start -
282          * pgt_buf_end) and free the other ones (pgt_buf_end - pgt_buf_top)
283          * so that they can be reused for other purposes.
284          *
285          * On native it just means calling memblock_x86_reserve_range, on Xen it
286          * also means marking RW the pagetable pages that we allocated before
287          * but that haven't been used.
288          *
289          * In fact on xen we mark RO the whole range pgt_buf_start -
290          * pgt_buf_top, because we have to make sure that when
291          * init_memory_mapping reaches the pagetable pages area, it maps
292          * RO all the pagetable pages, including the ones that are beyond
293          * pgt_buf_end at that time.
294          */
295         if (!after_bootmem && pgt_buf_end > pgt_buf_start)
296                 x86_init.mapping.pagetable_reserve(PFN_PHYS(pgt_buf_start),
297                                 PFN_PHYS(pgt_buf_end));
298
299         if (!after_bootmem)
300                 early_memtest(start, end);
301
302         return ret >> PAGE_SHIFT;
303 }
304
305
306 /*
307  * devmem_is_allowed() checks to see if /dev/mem access to a certain address
308  * is valid. The argument is a physical page number.
309  *
310  *
311  * On x86, access has to be given to the first megabyte of ram because that area
312  * contains bios code and data regions used by X and dosemu and similar apps.
313  * Access has to be given to non-kernel-ram areas as well, these contain the PCI
314  * mmio resources as well as potential bios/acpi data regions.
315  */
316 int devmem_is_allowed(unsigned long pagenr)
317 {
318         if (pagenr <= 256)
319                 return 1;
320         if (iomem_is_exclusive(pagenr << PAGE_SHIFT))
321                 return 0;
322         if (!page_is_ram(pagenr))
323                 return 1;
324         return 0;
325 }
326
327 void free_init_pages(char *what, unsigned long begin, unsigned long end)
328 {
329         unsigned long addr;
330         unsigned long begin_aligned, end_aligned;
331
332         /* Make sure boundaries are page aligned */
333         begin_aligned = PAGE_ALIGN(begin);
334         end_aligned   = end & PAGE_MASK;
335
336         if (WARN_ON(begin_aligned != begin || end_aligned != end)) {
337                 begin = begin_aligned;
338                 end   = end_aligned;
339         }
340
341         if (begin >= end)
342                 return;
343
344         addr = begin;
345
346         /*
347          * If debugging page accesses then do not free this memory but
348          * mark them not present - any buggy init-section access will
349          * create a kernel page fault:
350          */
351 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
352         printk(KERN_INFO "debug: unmapping init memory %08lx..%08lx\n",
353                 begin, end);
354         set_memory_np(begin, (end - begin) >> PAGE_SHIFT);
355 #else
356         /*
357          * We just marked the kernel text read only above, now that
358          * we are going to free part of that, we need to make that
359          * writeable and non-executable first.
360          */
361         set_memory_nx(begin, (end - begin) >> PAGE_SHIFT);
362         set_memory_rw(begin, (end - begin) >> PAGE_SHIFT);
363
364         printk(KERN_INFO "Freeing %s: %luk freed\n", what, (end - begin) >> 10);
365
366         for (; addr < end; addr += PAGE_SIZE) {
367                 ClearPageReserved(virt_to_page(addr));
368                 init_page_count(virt_to_page(addr));
369                 memset((void *)addr, POISON_FREE_INITMEM, PAGE_SIZE);
370                 free_page(addr);
371                 totalram_pages++;
372         }
373 #endif
374 }
375
376 void free_initmem(void)
377 {
378         free_init_pages("unused kernel memory",
379                         (unsigned long)(&__init_begin),
380                         (unsigned long)(&__init_end));
381 }
382
383 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
384 void free_initrd_mem(unsigned long start, unsigned long end)
385 {
386         /*
387          * end could be not aligned, and We can not align that,
388          * decompresser could be confused by aligned initrd_end
389          * We already reserve the end partial page before in
390          *   - i386_start_kernel()
391          *   - x86_64_start_kernel()
392          *   - relocate_initrd()
393          * So here We can do PAGE_ALIGN() safely to get partial page to be freed
394          */
395         free_init_pages("initrd memory", start, PAGE_ALIGN(end));
396 }
397 #endif