Merge branch 'linus' into sched/core
[linux-3.10.git] / arch / powerpc / mm / init_64.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  *
9  *  Derived from "arch/i386/mm/init.c"
10  *    Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
11  *
12  *  Dave Engebretsen <engebret@us.ibm.com>
13  *      Rework for PPC64 port.
14  *
15  *  This program is free software; you can redistribute it and/or
16  *  modify it under the terms of the GNU General Public License
17  *  as published by the Free Software Foundation; either version
18  *  2 of the License, or (at your option) any later version.
19  *
20  */
21
22 #undef DEBUG
23
24 #include <linux/signal.h>
25 #include <linux/sched.h>
26 #include <linux/kernel.h>
27 #include <linux/errno.h>
28 #include <linux/string.h>
29 #include <linux/types.h>
30 #include <linux/mman.h>
31 #include <linux/mm.h>
32 #include <linux/swap.h>
33 #include <linux/stddef.h>
34 #include <linux/vmalloc.h>
35 #include <linux/init.h>
36 #include <linux/delay.h>
37 #include <linux/bootmem.h>
38 #include <linux/highmem.h>
39 #include <linux/idr.h>
40 #include <linux/nodemask.h>
41 #include <linux/module.h>
42 #include <linux/poison.h>
43 #include <linux/lmb.h>
44 #include <linux/hugetlb.h>
45 #include <linux/slab.h>
46
47 #include <asm/pgalloc.h>
48 #include <asm/page.h>
49 #include <asm/prom.h>
50 #include <asm/rtas.h>
51 #include <asm/io.h>
52 #include <asm/mmu_context.h>
53 #include <asm/pgtable.h>
54 #include <asm/mmu.h>
55 #include <asm/uaccess.h>
56 #include <asm/smp.h>
57 #include <asm/machdep.h>
58 #include <asm/tlb.h>
59 #include <asm/eeh.h>
60 #include <asm/processor.h>
61 #include <asm/mmzone.h>
62 #include <asm/cputable.h>
63 #include <asm/sections.h>
64 #include <asm/system.h>
65 #include <asm/iommu.h>
66 #include <asm/abs_addr.h>
67 #include <asm/vdso.h>
68
69 #include "mmu_decl.h"
70
71 #ifdef CONFIG_PPC_STD_MMU_64
72 #if PGTABLE_RANGE > USER_VSID_RANGE
73 #warning Limited user VSID range means pagetable space is wasted
74 #endif
75
76 #if (TASK_SIZE_USER64 < PGTABLE_RANGE) && (TASK_SIZE_USER64 < USER_VSID_RANGE)
77 #warning TASK_SIZE is smaller than it needs to be.
78 #endif
79 #endif /* CONFIG_PPC_STD_MMU_64 */
80
81 phys_addr_t memstart_addr = ~0;
82 phys_addr_t kernstart_addr;
83
84 void free_initmem(void)
85 {
86         unsigned long addr;
87
88         addr = (unsigned long)__init_begin;
89         for (; addr < (unsigned long)__init_end; addr += PAGE_SIZE) {
90                 memset((void *)addr, POISON_FREE_INITMEM, PAGE_SIZE);
91                 ClearPageReserved(virt_to_page(addr));
92                 init_page_count(virt_to_page(addr));
93                 free_page(addr);
94                 totalram_pages++;
95         }
96         printk ("Freeing unused kernel memory: %luk freed\n",
97                 ((unsigned long)__init_end - (unsigned long)__init_begin) >> 10);
98 }
99
100 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
101 void free_initrd_mem(unsigned long start, unsigned long end)
102 {
103         if (start < end)
104                 printk ("Freeing initrd memory: %ldk freed\n", (end - start) >> 10);
105         for (; start < end; start += PAGE_SIZE) {
106                 ClearPageReserved(virt_to_page(start));
107                 init_page_count(virt_to_page(start));
108                 free_page(start);
109                 totalram_pages++;
110         }
111 }
112 #endif
113
114 static void pgd_ctor(void *addr)
115 {
116         memset(addr, 0, PGD_TABLE_SIZE);
117 }
118
119 static void pmd_ctor(void *addr)
120 {
121         memset(addr, 0, PMD_TABLE_SIZE);
122 }
123
124 struct kmem_cache *pgtable_cache[MAX_PGTABLE_INDEX_SIZE];
125
126 /*
127  * Create a kmem_cache() for pagetables.  This is not used for PTE
128  * pages - they're linked to struct page, come from the normal free
129  * pages pool and have a different entry size (see real_pte_t) to
130  * everything else.  Caches created by this function are used for all
131  * the higher level pagetables, and for hugepage pagetables.
132  */
133 void pgtable_cache_add(unsigned shift, void (*ctor)(void *))
134 {
135         char *name;
136         unsigned long table_size = sizeof(void *) << shift;
137         unsigned long align = table_size;
138
139         /* When batching pgtable pointers for RCU freeing, we store
140          * the index size in the low bits.  Table alignment must be
141          * big enough to fit it.
142          *
143          * Likewise, hugeapge pagetable pointers contain a (different)
144          * shift value in the low bits.  All tables must be aligned so
145          * as to leave enough 0 bits in the address to contain it. */
146         unsigned long minalign = max(MAX_PGTABLE_INDEX_SIZE + 1,
147                                      HUGEPD_SHIFT_MASK + 1);
148         struct kmem_cache *new;
149
150         /* It would be nice if this was a BUILD_BUG_ON(), but at the
151          * moment, gcc doesn't seem to recognize is_power_of_2 as a
152          * constant expression, so so much for that. */
153         BUG_ON(!is_power_of_2(minalign));
154         BUG_ON((shift < 1) || (shift > MAX_PGTABLE_INDEX_SIZE));
155
156         if (PGT_CACHE(shift))
157                 return; /* Already have a cache of this size */
158
159         align = max_t(unsigned long, align, minalign);
160         name = kasprintf(GFP_KERNEL, "pgtable-2^%d", shift);
161         new = kmem_cache_create(name, table_size, align, 0, ctor);
162         PGT_CACHE(shift) = new;
163
164         pr_debug("Allocated pgtable cache for order %d\n", shift);
165 }
166
167
168 void pgtable_cache_init(void)
169 {
170         pgtable_cache_add(PGD_INDEX_SIZE, pgd_ctor);
171         pgtable_cache_add(PMD_INDEX_SIZE, pmd_ctor);
172         if (!PGT_CACHE(PGD_INDEX_SIZE) || !PGT_CACHE(PMD_INDEX_SIZE))
173                 panic("Couldn't allocate pgtable caches");
174
175         /* In all current configs, when the PUD index exists it's the
176          * same size as either the pgd or pmd index.  Verify that the
177          * initialization above has also created a PUD cache.  This
178          * will need re-examiniation if we add new possibilities for
179          * the pagetable layout. */
180         BUG_ON(PUD_INDEX_SIZE && !PGT_CACHE(PUD_INDEX_SIZE));
181 }
182
183 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
184 /*
185  * Given an address within the vmemmap, determine the pfn of the page that
186  * represents the start of the section it is within.  Note that we have to
187  * do this by hand as the proffered address may not be correctly aligned.
188  * Subtraction of non-aligned pointers produces undefined results.
189  */
190 static unsigned long __meminit vmemmap_section_start(unsigned long page)
191 {
192         unsigned long offset = page - ((unsigned long)(vmemmap));
193
194         /* Return the pfn of the start of the section. */
195         return (offset / sizeof(struct page)) & PAGE_SECTION_MASK;
196 }
197
198 /*
199  * Check if this vmemmap page is already initialised.  If any section
200  * which overlaps this vmemmap page is initialised then this page is
201  * initialised already.
202  */
203 static int __meminit vmemmap_populated(unsigned long start, int page_size)
204 {
205         unsigned long end = start + page_size;
206
207         for (; start < end; start += (PAGES_PER_SECTION * sizeof(struct page)))
208                 if (pfn_valid(vmemmap_section_start(start)))
209                         return 1;
210
211         return 0;
212 }
213
214 /* On hash-based CPUs, the vmemmap is bolted in the hash table.
215  *
216  * On Book3E CPUs, the vmemmap is currently mapped in the top half of
217  * the vmalloc space using normal page tables, though the size of
218  * pages encoded in the PTEs can be different
219  */
220
221 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3E
222 static void __meminit vmemmap_create_mapping(unsigned long start,
223                                              unsigned long page_size,
224                                              unsigned long phys)
225 {
226         /* Create a PTE encoding without page size */
227         unsigned long i, flags = _PAGE_PRESENT | _PAGE_ACCESSED |
228                 _PAGE_KERNEL_RW;
229
230         /* PTEs only contain page size encodings up to 32M */
231         BUG_ON(mmu_psize_defs[mmu_vmemmap_psize].enc > 0xf);
232
233         /* Encode the size in the PTE */
234         flags |= mmu_psize_defs[mmu_vmemmap_psize].enc << 8;
235
236         /* For each PTE for that area, map things. Note that we don't
237          * increment phys because all PTEs are of the large size and
238          * thus must have the low bits clear
239          */
240         for (i = 0; i < page_size; i += PAGE_SIZE)
241                 BUG_ON(map_kernel_page(start + i, phys, flags));
242 }
243 #else /* CONFIG_PPC_BOOK3E */
244 static void __meminit vmemmap_create_mapping(unsigned long start,
245                                              unsigned long page_size,
246                                              unsigned long phys)
247 {
248         int  mapped = htab_bolt_mapping(start, start + page_size, phys,
249                                         PAGE_KERNEL, mmu_vmemmap_psize,
250                                         mmu_kernel_ssize);
251         BUG_ON(mapped < 0);
252 }
253 #endif /* CONFIG_PPC_BOOK3E */
254
255 int __meminit vmemmap_populate(struct page *start_page,
256                                unsigned long nr_pages, int node)
257 {
258         unsigned long start = (unsigned long)start_page;
259         unsigned long end = (unsigned long)(start_page + nr_pages);
260         unsigned long page_size = 1 << mmu_psize_defs[mmu_vmemmap_psize].shift;
261
262         /* Align to the page size of the linear mapping. */
263         start = _ALIGN_DOWN(start, page_size);
264
265         pr_debug("vmemmap_populate page %p, %ld pages, node %d\n",
266                  start_page, nr_pages, node);
267         pr_debug(" -> map %lx..%lx\n", start, end);
268
269         for (; start < end; start += page_size) {
270                 void *p;
271
272                 if (vmemmap_populated(start, page_size))
273                         continue;
274
275                 p = vmemmap_alloc_block(page_size, node);
276                 if (!p)
277                         return -ENOMEM;
278
279                 pr_debug("      * %016lx..%016lx allocated at %p\n",
280                          start, start + page_size, p);
281
282                 vmemmap_create_mapping(start, page_size, __pa(p));
283         }
284
285         return 0;
286 }
287 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */