[PATCH] ARM: Remove explicit page-alignments in memory init
[linux-2.6.git] / arch / arm / mm / init.c
1 /*
2  *  linux/arch/arm/mm/init.c
3  *
4  *  Copyright (C) 1995-2002 Russell King
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
7  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
8  * published by the Free Software Foundation.
9  */
10 #include <linux/config.h>
11 #include <linux/kernel.h>
12 #include <linux/errno.h>
13 #include <linux/ptrace.h>
14 #include <linux/swap.h>
15 #include <linux/init.h>
16 #include <linux/bootmem.h>
17 #include <linux/mman.h>
18 #include <linux/nodemask.h>
19 #include <linux/initrd.h>
20
21 #include <asm/mach-types.h>
22 #include <asm/hardware.h>
23 #include <asm/setup.h>
24 #include <asm/tlb.h>
25
26 #include <asm/mach/arch.h>
27 #include <asm/mach/map.h>
28
29 #define TABLE_SIZE      (2 * PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t))
30
31 DEFINE_PER_CPU(struct mmu_gather, mmu_gathers);
32
33 extern pgd_t swapper_pg_dir[PTRS_PER_PGD];
34 extern void _stext, _text, _etext, __data_start, _end, __init_begin, __init_end;
35 extern unsigned long phys_initrd_start;
36 extern unsigned long phys_initrd_size;
37
38 /*
39  * The sole use of this is to pass memory configuration
40  * data from paging_init to mem_init.
41  */
42 static struct meminfo meminfo __initdata = { 0, };
43
44 /*
45  * empty_zero_page is a special page that is used for
46  * zero-initialized data and COW.
47  */
48 struct page *empty_zero_page;
49
50 void show_mem(void)
51 {
52         int free = 0, total = 0, reserved = 0;
53         int shared = 0, cached = 0, slab = 0, node;
54
55         printk("Mem-info:\n");
56         show_free_areas();
57         printk("Free swap:       %6ldkB\n", nr_swap_pages<<(PAGE_SHIFT-10));
58
59         for_each_online_node(node) {
60                 struct page *page, *end;
61
62                 page = NODE_MEM_MAP(node);
63                 end  = page + NODE_DATA(node)->node_spanned_pages;
64
65                 do {
66                         total++;
67                         if (PageReserved(page))
68                                 reserved++;
69                         else if (PageSwapCache(page))
70                                 cached++;
71                         else if (PageSlab(page))
72                                 slab++;
73                         else if (!page_count(page))
74                                 free++;
75                         else
76                                 shared += page_count(page) - 1;
77                         page++;
78                 } while (page < end);
79         }
80
81         printk("%d pages of RAM\n", total);
82         printk("%d free pages\n", free);
83         printk("%d reserved pages\n", reserved);
84         printk("%d slab pages\n", slab);
85         printk("%d pages shared\n", shared);
86         printk("%d pages swap cached\n", cached);
87 }
88
89 struct node_info {
90         unsigned int start;
91         unsigned int end;
92         int bootmap_pages;
93 };
94
95 #define O_PFN_DOWN(x)   ((x) >> PAGE_SHIFT)
96 #define O_PFN_UP(x)     (PAGE_ALIGN(x) >> PAGE_SHIFT)
97
98 /*
99  * FIXME: We really want to avoid allocating the bootmap bitmap
100  * over the top of the initrd.  Hopefully, this is located towards
101  * the start of a bank, so if we allocate the bootmap bitmap at
102  * the end, we won't clash.
103  */
104 static unsigned int __init
105 find_bootmap_pfn(int node, struct meminfo *mi, unsigned int bootmap_pages)
106 {
107         unsigned int start_pfn, bank, bootmap_pfn;
108
109         start_pfn   = O_PFN_UP(__pa(&_end));
110         bootmap_pfn = 0;
111
112         for (bank = 0; bank < mi->nr_banks; bank ++) {
113                 unsigned int start, end;
114
115                 if (mi->bank[bank].node != node)
116                         continue;
117
118                 start = mi->bank[bank].start >> PAGE_SHIFT;
119                 end   = (mi->bank[bank].size +
120                          mi->bank[bank].start) >> PAGE_SHIFT;
121
122                 if (end < start_pfn)
123                         continue;
124
125                 if (start < start_pfn)
126                         start = start_pfn;
127
128                 if (end <= start)
129                         continue;
130
131                 if (end - start >= bootmap_pages) {
132                         bootmap_pfn = start;
133                         break;
134                 }
135         }
136
137         if (bootmap_pfn == 0)
138                 BUG();
139
140         return bootmap_pfn;
141 }
142
143 /*
144  * Scan the memory info structure and pull out:
145  *  - the end of memory
146  *  - the number of nodes
147  *  - the pfn range of each node
148  *  - the number of bootmem bitmap pages
149  */
150 static unsigned int __init
151 find_memend_and_nodes(struct meminfo *mi, struct node_info *np)
152 {
153         unsigned int i, bootmem_pages = 0, memend_pfn = 0;
154
155         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
156                 np[i].start = -1U;
157                 np[i].end = 0;
158                 np[i].bootmap_pages = 0;
159         }
160
161         for (i = 0; i < mi->nr_banks; i++) {
162                 unsigned long start, end;
163                 int node;
164
165                 if (mi->bank[i].size == 0) {
166                         /*
167                          * Mark this bank with an invalid node number
168                          */
169                         mi->bank[i].node = -1;
170                         continue;
171                 }
172
173                 node = mi->bank[i].node;
174
175                 /*
176                  * Make sure we haven't exceeded the maximum number of nodes
177                  * that we have in this configuration.  If we have, we're in
178                  * trouble.  (maybe we ought to limit, instead of bugging?)
179                  */
180                 if (node >= MAX_NUMNODES)
181                         BUG();
182                 node_set_online(node);
183
184                 /*
185                  * Get the start and end pfns for this bank
186                  */
187                 start = mi->bank[i].start >> PAGE_SHIFT;
188                 end   = (mi->bank[i].start + mi->bank[i].size) >> PAGE_SHIFT;
189
190                 if (np[node].start > start)
191                         np[node].start = start;
192
193                 if (np[node].end < end)
194                         np[node].end = end;
195
196                 if (memend_pfn < end)
197                         memend_pfn = end;
198         }
199
200         /*
201          * Calculate the number of pages we require to
202          * store the bootmem bitmaps.
203          */
204         for_each_online_node(i) {
205                 if (np[i].end == 0)
206                         continue;
207
208                 np[i].bootmap_pages = bootmem_bootmap_pages(np[i].end -
209                                                             np[i].start);
210                 bootmem_pages += np[i].bootmap_pages;
211         }
212
213         high_memory = __va(memend_pfn << PAGE_SHIFT);
214
215         /*
216          * This doesn't seem to be used by the Linux memory
217          * manager any more.  If we can get rid of it, we
218          * also get rid of some of the stuff above as well.
219          *
220          * Note: max_low_pfn and max_pfn reflect the number
221          * of _pages_ in the system, not the maximum PFN.
222          */
223         max_low_pfn = memend_pfn - O_PFN_DOWN(PHYS_OFFSET);
224         max_pfn = memend_pfn - O_PFN_DOWN(PHYS_OFFSET);
225
226         return bootmem_pages;
227 }
228
229 static int __init check_initrd(struct meminfo *mi)
230 {
231         int initrd_node = -2;
232 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
233         unsigned long end = phys_initrd_start + phys_initrd_size;
234
235         /*
236          * Make sure that the initrd is within a valid area of
237          * memory.
238          */
239         if (phys_initrd_size) {
240                 unsigned int i;
241
242                 initrd_node = -1;
243
244                 for (i = 0; i < mi->nr_banks; i++) {
245                         unsigned long bank_end;
246
247                         bank_end = mi->bank[i].start + mi->bank[i].size;
248
249                         if (mi->bank[i].start <= phys_initrd_start &&
250                             end <= bank_end)
251                                 initrd_node = mi->bank[i].node;
252                 }
253         }
254
255         if (initrd_node == -1) {
256                 printk(KERN_ERR "initrd (0x%08lx - 0x%08lx) extends beyond "
257                        "physical memory - disabling initrd\n",
258                        phys_initrd_start, end);
259                 phys_initrd_start = phys_initrd_size = 0;
260         }
261 #endif
262
263         return initrd_node;
264 }
265
266 /*
267  * Reserve the various regions of node 0
268  */
269 static __init void reserve_node_zero(unsigned int bootmap_pfn, unsigned int bootmap_pages)
270 {
271         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(0);
272         unsigned long res_size = 0;
273
274         /*
275          * Register the kernel text and data with bootmem.
276          * Note that this can only be in node 0.
277          */
278 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
279         reserve_bootmem_node(pgdat, __pa(&__data_start), &_end - &__data_start);
280 #else
281         reserve_bootmem_node(pgdat, __pa(&_stext), &_end - &_stext);
282 #endif
283
284         /*
285          * Reserve the page tables.  These are already in use,
286          * and can only be in node 0.
287          */
288         reserve_bootmem_node(pgdat, __pa(swapper_pg_dir),
289                              PTRS_PER_PGD * sizeof(pgd_t));
290
291         /*
292          * And don't forget to reserve the allocator bitmap,
293          * which will be freed later.
294          */
295         reserve_bootmem_node(pgdat, bootmap_pfn << PAGE_SHIFT,
296                              bootmap_pages << PAGE_SHIFT);
297
298         /*
299          * Hmm... This should go elsewhere, but we really really need to
300          * stop things allocating the low memory; ideally we need a better
301          * implementation of GFP_DMA which does not assume that DMA-able
302          * memory starts at zero.
303          */
304         if (machine_is_integrator() || machine_is_cintegrator())
305                 res_size = __pa(swapper_pg_dir) - PHYS_OFFSET;
306
307         /*
308          * These should likewise go elsewhere.  They pre-reserve the
309          * screen memory region at the start of main system memory.
310          */
311         if (machine_is_edb7211())
312                 res_size = 0x00020000;
313         if (machine_is_p720t())
314                 res_size = 0x00014000;
315
316 #ifdef CONFIG_SA1111
317         /*
318          * Because of the SA1111 DMA bug, we want to preserve our
319          * precious DMA-able memory...
320          */
321         res_size = __pa(swapper_pg_dir) - PHYS_OFFSET;
322 #endif
323         if (res_size)
324                 reserve_bootmem_node(pgdat, PHYS_OFFSET, res_size);
325 }
326
327 /*
328  * Register all available RAM in this node with the bootmem allocator.
329  */
330 static inline void free_bootmem_node_bank(int node, struct meminfo *mi)
331 {
332         pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(node);
333         int bank;
334
335         for (bank = 0; bank < mi->nr_banks; bank++)
336                 if (mi->bank[bank].node == node)
337                         free_bootmem_node(pgdat, mi->bank[bank].start,
338                                           mi->bank[bank].size);
339 }
340
341 /*
342  * Initialise the bootmem allocator for all nodes.  This is called
343  * early during the architecture specific initialisation.
344  */
345 static void __init bootmem_init(struct meminfo *mi)
346 {
347         struct node_info node_info[MAX_NUMNODES], *np = node_info;
348         unsigned int bootmap_pages, bootmap_pfn, map_pg;
349         int node, initrd_node;
350
351         bootmap_pages = find_memend_and_nodes(mi, np);
352         bootmap_pfn   = find_bootmap_pfn(0, mi, bootmap_pages);
353         initrd_node   = check_initrd(mi);
354
355         map_pg = bootmap_pfn;
356
357         /*
358          * Initialise the bootmem nodes.
359          *
360          * What we really want to do is:
361          *
362          *   unmap_all_regions_except_kernel();
363          *   for_each_node_in_reverse_order(node) {
364          *     map_node(node);
365          *     allocate_bootmem_map(node);
366          *     init_bootmem_node(node);
367          *     free_bootmem_node(node);
368          *   }
369          *
370          * but this is a 2.5-type change.  For now, we just set
371          * the nodes up in reverse order.
372          *
373          * (we could also do with rolling bootmem_init and paging_init
374          * into one generic "memory_init" type function).
375          */
376         np += num_online_nodes() - 1;
377         for (node = num_online_nodes() - 1; node >= 0; node--, np--) {
378                 /*
379                  * If there are no pages in this node, ignore it.
380                  * Note that node 0 must always have some pages.
381                  */
382                 if (np->end == 0 || !node_online(node)) {
383                         if (node == 0)
384                                 BUG();
385                         continue;
386                 }
387
388                 /*
389                  * Initialise the bootmem allocator.
390                  */
391                 init_bootmem_node(NODE_DATA(node), map_pg, np->start, np->end);
392                 free_bootmem_node_bank(node, mi);
393                 map_pg += np->bootmap_pages;
394
395                 /*
396                  * If this is node 0, we need to reserve some areas ASAP -
397                  * we may use bootmem on node 0 to setup the other nodes.
398                  */
399                 if (node == 0)
400                         reserve_node_zero(bootmap_pfn, bootmap_pages);
401         }
402
403
404 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
405         if (phys_initrd_size && initrd_node >= 0) {
406                 reserve_bootmem_node(NODE_DATA(initrd_node), phys_initrd_start,
407                                      phys_initrd_size);
408                 initrd_start = __phys_to_virt(phys_initrd_start);
409                 initrd_end = initrd_start + phys_initrd_size;
410         }
411 #endif
412
413         BUG_ON(map_pg != bootmap_pfn + bootmap_pages);
414 }
415
416 /*
417  * paging_init() sets up the page tables, initialises the zone memory
418  * maps, and sets up the zero page, bad page and bad page tables.
419  */
420 void __init paging_init(struct meminfo *mi, struct machine_desc *mdesc)
421 {
422         void *zero_page;
423         int node;
424
425         bootmem_init(mi);
426
427         memcpy(&meminfo, mi, sizeof(meminfo));
428
429         /*
430          * allocate the zero page.  Note that we count on this going ok.
431          */
432         zero_page = alloc_bootmem_low_pages(PAGE_SIZE);
433
434         /*
435          * initialise the page tables.
436          */
437         memtable_init(mi);
438         if (mdesc->map_io)
439                 mdesc->map_io();
440         flush_tlb_all();
441
442         /*
443          * initialise the zones within each node
444          */
445         for_each_online_node(node) {
446                 unsigned long zone_size[MAX_NR_ZONES];
447                 unsigned long zhole_size[MAX_NR_ZONES];
448                 struct bootmem_data *bdata;
449                 pg_data_t *pgdat;
450                 int i;
451
452                 /*
453                  * Initialise the zone size information.
454                  */
455                 for (i = 0; i < MAX_NR_ZONES; i++) {
456                         zone_size[i]  = 0;
457                         zhole_size[i] = 0;
458                 }
459
460                 pgdat = NODE_DATA(node);
461                 bdata = pgdat->bdata;
462
463                 /*
464                  * The size of this node has already been determined.
465                  * If we need to do anything fancy with the allocation
466                  * of this memory to the zones, now is the time to do
467                  * it.
468                  */
469                 zone_size[0] = bdata->node_low_pfn -
470                                 (bdata->node_boot_start >> PAGE_SHIFT);
471
472                 /*
473                  * If this zone has zero size, skip it.
474                  */
475                 if (!zone_size[0])
476                         continue;
477
478                 /*
479                  * For each bank in this node, calculate the size of the
480                  * holes.  holes = node_size - sum(bank_sizes_in_node)
481                  */
482                 zhole_size[0] = zone_size[0];
483                 for (i = 0; i < mi->nr_banks; i++) {
484                         if (mi->bank[i].node != node)
485                                 continue;
486
487                         zhole_size[0] -= mi->bank[i].size >> PAGE_SHIFT;
488                 }
489
490                 /*
491                  * Adjust the sizes according to any special
492                  * requirements for this machine type.
493                  */
494                 arch_adjust_zones(node, zone_size, zhole_size);
495
496                 free_area_init_node(node, pgdat, zone_size,
497                                 bdata->node_boot_start >> PAGE_SHIFT, zhole_size);
498         }
499
500         /*
501          * finish off the bad pages once
502          * the mem_map is initialised
503          */
504         memzero(zero_page, PAGE_SIZE);
505         empty_zero_page = virt_to_page(zero_page);
506         flush_dcache_page(empty_zero_page);
507 }
508
509 static inline void free_area(unsigned long addr, unsigned long end, char *s)
510 {
511         unsigned int size = (end - addr) >> 10;
512
513         for (; addr < end; addr += PAGE_SIZE) {
514                 struct page *page = virt_to_page(addr);
515                 ClearPageReserved(page);
516                 set_page_count(page, 1);
517                 free_page(addr);
518                 totalram_pages++;
519         }
520
521         if (size && s)
522                 printk(KERN_INFO "Freeing %s memory: %dK\n", s, size);
523 }
524
525 /*
526  * mem_init() marks the free areas in the mem_map and tells us how much
527  * memory is free.  This is done after various parts of the system have
528  * claimed their memory after the kernel image.
529  */
530 void __init mem_init(void)
531 {
532         unsigned int codepages, datapages, initpages;
533         int i, node;
534
535         codepages = &_etext - &_text;
536         datapages = &_end - &__data_start;
537         initpages = &__init_end - &__init_begin;
538
539 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM
540         max_mapnr   = virt_to_page(high_memory) - mem_map;
541 #endif
542
543         /*
544          * We may have non-contiguous memory.
545          */
546         if (meminfo.nr_banks != 1)
547                 create_memmap_holes(&meminfo);
548
549         /* this will put all unused low memory onto the freelists */
550         for_each_online_node(node) {
551                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(node);
552
553                 if (pgdat->node_spanned_pages != 0)
554                         totalram_pages += free_all_bootmem_node(pgdat);
555         }
556
557 #ifdef CONFIG_SA1111
558         /* now that our DMA memory is actually so designated, we can free it */
559         free_area(PAGE_OFFSET, (unsigned long)swapper_pg_dir, NULL);
560 #endif
561
562         /*
563          * Since our memory may not be contiguous, calculate the
564          * real number of pages we have in this system
565          */
566         printk(KERN_INFO "Memory:");
567
568         num_physpages = 0;
569         for (i = 0; i < meminfo.nr_banks; i++) {
570                 num_physpages += meminfo.bank[i].size >> PAGE_SHIFT;
571                 printk(" %ldMB", meminfo.bank[i].size >> 20);
572         }
573
574         printk(" = %luMB total\n", num_physpages >> (20 - PAGE_SHIFT));
575         printk(KERN_NOTICE "Memory: %luKB available (%dK code, "
576                 "%dK data, %dK init)\n",
577                 (unsigned long) nr_free_pages() << (PAGE_SHIFT-10),
578                 codepages >> 10, datapages >> 10, initpages >> 10);
579
580         if (PAGE_SIZE >= 16384 && num_physpages <= 128) {
581                 extern int sysctl_overcommit_memory;
582                 /*
583                  * On a machine this small we won't get
584                  * anywhere without overcommit, so turn
585                  * it on by default.
586                  */
587                 sysctl_overcommit_memory = OVERCOMMIT_ALWAYS;
588         }
589 }
590
591 void free_initmem(void)
592 {
593         if (!machine_is_integrator() && !machine_is_cintegrator()) {
594                 free_area((unsigned long)(&__init_begin),
595                           (unsigned long)(&__init_end),
596                           "init");
597         }
598 }
599
600 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
601
602 static int keep_initrd;
603
604 void free_initrd_mem(unsigned long start, unsigned long end)
605 {
606         if (!keep_initrd)
607                 free_area(start, end, "initrd");
608 }
609
610 static int __init keepinitrd_setup(char *__unused)
611 {
612         keep_initrd = 1;
613         return 1;
614 }
615
616 __setup("keepinitrd", keepinitrd_setup);
617 #endif