x86: clean up declarations and variables
[linux-2.6.git] / arch / x86 / mm / init.c
1 #include <linux/initrd.h>
2 #include <linux/ioport.h>
3 #include <linux/swap.h>
4
5 #include <asm/cacheflush.h>
6 #include <asm/e820.h>
7 #include <asm/init.h>
8 #include <asm/page.h>
9 #include <asm/page_types.h>
10 #include <asm/sections.h>
11 #include <asm/system.h>
12 #include <asm/tlbflush.h>
13
14 unsigned long __initdata e820_table_start;
15 unsigned long __meminitdata e820_table_end;
16 unsigned long __meminitdata e820_table_top;
17
18 int after_bootmem;
19
20 int direct_gbpages
21 #ifdef CONFIG_DIRECT_GBPAGES
22                                 = 1
23 #endif
24 ;
25
26 static void __init find_early_table_space(unsigned long end, int use_pse,
27                                           int use_gbpages)
28 {
29         unsigned long puds, pmds, ptes, tables, start;
30
31         puds = (end + PUD_SIZE - 1) >> PUD_SHIFT;
32         tables = roundup(puds * sizeof(pud_t), PAGE_SIZE);
33
34         if (use_gbpages) {
35                 unsigned long extra;
36
37                 extra = end - ((end>>PUD_SHIFT) << PUD_SHIFT);
38                 pmds = (extra + PMD_SIZE - 1) >> PMD_SHIFT;
39         } else
40                 pmds = (end + PMD_SIZE - 1) >> PMD_SHIFT;
41
42         tables += roundup(pmds * sizeof(pmd_t), PAGE_SIZE);
43
44         if (use_pse) {
45                 unsigned long extra;
46
47                 extra = end - ((end>>PMD_SHIFT) << PMD_SHIFT);
48 #ifdef CONFIG_X86_32
49                 extra += PMD_SIZE;
50 #endif
51                 ptes = (extra + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
52         } else
53                 ptes = (end + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
54
55         tables += roundup(ptes * sizeof(pte_t), PAGE_SIZE);
56
57 #ifdef CONFIG_X86_32
58         /* for fixmap */
59         tables += roundup(__end_of_fixed_addresses * sizeof(pte_t), PAGE_SIZE);
60 #endif
61
62         /*
63          * RED-PEN putting page tables only on node 0 could
64          * cause a hotspot and fill up ZONE_DMA. The page tables
65          * need roughly 0.5KB per GB.
66          */
67 #ifdef CONFIG_X86_32
68         start = 0x7000;
69         e820_table_start = find_e820_area(start, max_pfn_mapped<<PAGE_SHIFT,
70                                         tables, PAGE_SIZE);
71 #else /* CONFIG_X86_64 */
72         start = 0x8000;
73         e820_table_start = find_e820_area(start, end, tables, PAGE_SIZE);
74 #endif
75         if (e820_table_start == -1UL)
76                 panic("Cannot find space for the kernel page tables");
77
78         e820_table_start >>= PAGE_SHIFT;
79         e820_table_end = e820_table_start;
80         e820_table_top = e820_table_start + (tables >> PAGE_SHIFT);
81
82         printk(KERN_DEBUG "kernel direct mapping tables up to %lx @ %lx-%lx\n",
83                 end, e820_table_start << PAGE_SHIFT, e820_table_top << PAGE_SHIFT);
84 }
85
86 struct map_range {
87         unsigned long start;
88         unsigned long end;
89         unsigned page_size_mask;
90 };
91
92 #ifdef CONFIG_X86_32
93 #define NR_RANGE_MR 3
94 #else /* CONFIG_X86_64 */
95 #define NR_RANGE_MR 5
96 #endif
97
98 static int __meminit save_mr(struct map_range *mr, int nr_range,
99                              unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn,
100                              unsigned long page_size_mask)
101 {
102         if (start_pfn < end_pfn) {
103                 if (nr_range >= NR_RANGE_MR)
104                         panic("run out of range for init_memory_mapping\n");
105                 mr[nr_range].start = start_pfn<<PAGE_SHIFT;
106                 mr[nr_range].end   = end_pfn<<PAGE_SHIFT;
107                 mr[nr_range].page_size_mask = page_size_mask;
108                 nr_range++;
109         }
110
111         return nr_range;
112 }
113
114 #ifdef CONFIG_X86_64
115 static void __init init_gbpages(void)
116 {
117         if (direct_gbpages && cpu_has_gbpages)
118                 printk(KERN_INFO "Using GB pages for direct mapping\n");
119         else
120                 direct_gbpages = 0;
121 }
122 #else
123 static inline void init_gbpages(void)
124 {
125 }
126 #endif
127
128 /*
129  * Setup the direct mapping of the physical memory at PAGE_OFFSET.
130  * This runs before bootmem is initialized and gets pages directly from
131  * the physical memory. To access them they are temporarily mapped.
132  */
133 unsigned long __init_refok init_memory_mapping(unsigned long start,
134                                                unsigned long end)
135 {
136         unsigned long page_size_mask = 0;
137         unsigned long start_pfn, end_pfn;
138         unsigned long ret = 0;
139         unsigned long pos;
140
141         struct map_range mr[NR_RANGE_MR];
142         int nr_range, i;
143         int use_pse, use_gbpages;
144
145         printk(KERN_INFO "init_memory_mapping: %016lx-%016lx\n", start, end);
146
147         if (!after_bootmem)
148                 init_gbpages();
149
150 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
151         /*
152          * For CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC, identity mapping will use small pages.
153          * This will simplify cpa(), which otherwise needs to support splitting
154          * large pages into small in interrupt context, etc.
155          */
156         use_pse = use_gbpages = 0;
157 #else
158         use_pse = cpu_has_pse;
159         use_gbpages = direct_gbpages;
160 #endif
161
162 #ifdef CONFIG_X86_32
163 #ifdef CONFIG_X86_PAE
164         set_nx();
165         if (nx_enabled)
166                 printk(KERN_INFO "NX (Execute Disable) protection: active\n");
167 #endif
168
169         /* Enable PSE if available */
170         if (cpu_has_pse)
171                 set_in_cr4(X86_CR4_PSE);
172
173         /* Enable PGE if available */
174         if (cpu_has_pge) {
175                 set_in_cr4(X86_CR4_PGE);
176                 __supported_pte_mask |= _PAGE_GLOBAL;
177         }
178 #endif
179
180         if (use_gbpages)
181                 page_size_mask |= 1 << PG_LEVEL_1G;
182         if (use_pse)
183                 page_size_mask |= 1 << PG_LEVEL_2M;
184
185         memset(mr, 0, sizeof(mr));
186         nr_range = 0;
187
188         /* head if not big page alignment ? */
189         start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
190         pos = start_pfn << PAGE_SHIFT;
191 #ifdef CONFIG_X86_32
192         /*
193          * Don't use a large page for the first 2/4MB of memory
194          * because there are often fixed size MTRRs in there
195          * and overlapping MTRRs into large pages can cause
196          * slowdowns.
197          */
198         if (pos == 0)
199                 end_pfn = 1<<(PMD_SHIFT - PAGE_SHIFT);
200         else
201                 end_pfn = ((pos + (PMD_SIZE - 1))>>PMD_SHIFT)
202                                  << (PMD_SHIFT - PAGE_SHIFT);
203 #else /* CONFIG_X86_64 */
204         end_pfn = ((pos + (PMD_SIZE - 1)) >> PMD_SHIFT)
205                         << (PMD_SHIFT - PAGE_SHIFT);
206 #endif
207         if (end_pfn > (end >> PAGE_SHIFT))
208                 end_pfn = end >> PAGE_SHIFT;
209         if (start_pfn < end_pfn) {
210                 nr_range = save_mr(mr, nr_range, start_pfn, end_pfn, 0);
211                 pos = end_pfn << PAGE_SHIFT;
212         }
213
214         /* big page (2M) range */
215         start_pfn = ((pos + (PMD_SIZE - 1))>>PMD_SHIFT)
216                          << (PMD_SHIFT - PAGE_SHIFT);
217 #ifdef CONFIG_X86_32
218         end_pfn = (end>>PMD_SHIFT) << (PMD_SHIFT - PAGE_SHIFT);
219 #else /* CONFIG_X86_64 */
220         end_pfn = ((pos + (PUD_SIZE - 1))>>PUD_SHIFT)
221                          << (PUD_SHIFT - PAGE_SHIFT);
222         if (end_pfn > ((end>>PMD_SHIFT)<<(PMD_SHIFT - PAGE_SHIFT)))
223                 end_pfn = ((end>>PMD_SHIFT)<<(PMD_SHIFT - PAGE_SHIFT));
224 #endif
225
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
232 #ifdef CONFIG_X86_64
233         /* big page (1G) range */
234         start_pfn = ((pos + (PUD_SIZE - 1))>>PUD_SHIFT)
235                          << (PUD_SHIFT - PAGE_SHIFT);
236         end_pfn = (end >> PUD_SHIFT) << (PUD_SHIFT - PAGE_SHIFT);
237         if (start_pfn < end_pfn) {
238                 nr_range = save_mr(mr, nr_range, start_pfn, end_pfn,
239                                 page_size_mask &
240                                  ((1<<PG_LEVEL_2M)|(1<<PG_LEVEL_1G)));
241                 pos = end_pfn << PAGE_SHIFT;
242         }
243
244         /* tail is not big page (1G) alignment */
245         start_pfn = ((pos + (PMD_SIZE - 1))>>PMD_SHIFT)
246                          << (PMD_SHIFT - PAGE_SHIFT);
247         end_pfn = (end >> PMD_SHIFT) << (PMD_SHIFT - PAGE_SHIFT);
248         if (start_pfn < end_pfn) {
249                 nr_range = save_mr(mr, nr_range, start_pfn, end_pfn,
250                                 page_size_mask & (1<<PG_LEVEL_2M));
251                 pos = end_pfn << PAGE_SHIFT;
252         }
253 #endif
254
255         /* tail is not big page (2M) alignment */
256         start_pfn = pos>>PAGE_SHIFT;
257         end_pfn = end>>PAGE_SHIFT;
258         nr_range = save_mr(mr, nr_range, start_pfn, end_pfn, 0);
259
260         /* try to merge same page size and continuous */
261         for (i = 0; nr_range > 1 && i < nr_range - 1; i++) {
262                 unsigned long old_start;
263                 if (mr[i].end != mr[i+1].start ||
264                     mr[i].page_size_mask != mr[i+1].page_size_mask)
265                         continue;
266                 /* move it */
267                 old_start = mr[i].start;
268                 memmove(&mr[i], &mr[i+1],
269                         (nr_range - 1 - i) * sizeof(struct map_range));
270                 mr[i--].start = old_start;
271                 nr_range--;
272         }
273
274         for (i = 0; i < nr_range; i++)
275                 printk(KERN_DEBUG " %010lx - %010lx page %s\n",
276                                 mr[i].start, mr[i].end,
277                         (mr[i].page_size_mask & (1<<PG_LEVEL_1G))?"1G":(
278                          (mr[i].page_size_mask & (1<<PG_LEVEL_2M))?"2M":"4k"));
279
280         /*
281          * Find space for the kernel direct mapping tables.
282          *
283          * Later we should allocate these tables in the local node of the
284          * memory mapped. Unfortunately this is done currently before the
285          * nodes are discovered.
286          */
287         if (!after_bootmem)
288                 find_early_table_space(end, use_pse, use_gbpages);
289
290 #ifdef CONFIG_X86_32
291         for (i = 0; i < nr_range; i++)
292                 kernel_physical_mapping_init(mr[i].start, mr[i].end,
293                                              mr[i].page_size_mask);
294         ret = end;
295 #else /* CONFIG_X86_64 */
296         for (i = 0; i < nr_range; i++)
297                 ret = kernel_physical_mapping_init(mr[i].start, mr[i].end,
298                                                    mr[i].page_size_mask);
299 #endif
300
301 #ifdef CONFIG_X86_32
302         early_ioremap_page_table_range_init();
303
304         load_cr3(swapper_pg_dir);
305 #endif
306
307 #ifdef CONFIG_X86_64
308         if (!after_bootmem)
309                 mmu_cr4_features = read_cr4();
310 #endif
311         __flush_tlb_all();
312
313         if (!after_bootmem && e820_table_end > e820_table_start)
314                 reserve_early(e820_table_start << PAGE_SHIFT,
315                                  e820_table_end << PAGE_SHIFT, "PGTABLE");
316
317         if (!after_bootmem)
318                 early_memtest(start, end);
319
320         return ret >> PAGE_SHIFT;
321 }
322
323
324 /*
325  * devmem_is_allowed() checks to see if /dev/mem access to a certain address
326  * is valid. The argument is a physical page number.
327  *
328  *
329  * On x86, access has to be given to the first megabyte of ram because that area
330  * contains bios code and data regions used by X and dosemu and similar apps.
331  * Access has to be given to non-kernel-ram areas as well, these contain the PCI
332  * mmio resources as well as potential bios/acpi data regions.
333  */
334 int devmem_is_allowed(unsigned long pagenr)
335 {
336         if (pagenr <= 256)
337                 return 1;
338         if (iomem_is_exclusive(pagenr << PAGE_SHIFT))
339                 return 0;
340         if (!page_is_ram(pagenr))
341                 return 1;
342         return 0;
343 }
344
345 void free_init_pages(char *what, unsigned long begin, unsigned long end)
346 {
347         unsigned long addr = begin;
348
349         if (addr >= end)
350                 return;
351
352         /*
353          * If debugging page accesses then do not free this memory but
354          * mark them not present - any buggy init-section access will
355          * create a kernel page fault:
356          */
357 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
358         printk(KERN_INFO "debug: unmapping init memory %08lx..%08lx\n",
359                 begin, PAGE_ALIGN(end));
360         set_memory_np(begin, (end - begin) >> PAGE_SHIFT);
361 #else
362         /*
363          * We just marked the kernel text read only above, now that
364          * we are going to free part of that, we need to make that
365          * writeable first.
366          */
367         set_memory_rw(begin, (end - begin) >> PAGE_SHIFT);
368
369         printk(KERN_INFO "Freeing %s: %luk freed\n", what, (end - begin) >> 10);
370
371         for (; addr < end; addr += PAGE_SIZE) {
372                 ClearPageReserved(virt_to_page(addr));
373                 init_page_count(virt_to_page(addr));
374                 memset((void *)(addr & ~(PAGE_SIZE-1)),
375                         POISON_FREE_INITMEM, PAGE_SIZE);
376                 free_page(addr);
377                 totalram_pages++;
378         }
379 #endif
380 }
381
382 void free_initmem(void)
383 {
384         free_init_pages("unused kernel memory",
385                         (unsigned long)(&__init_begin),
386                         (unsigned long)(&__init_end));
387 }
388
389 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
390 void free_initrd_mem(unsigned long start, unsigned long end)
391 {
392         free_init_pages("initrd memory", start, end);
393 }
394 #endif