arch/powerpc/mm/init64.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  *  Amiga/APUS changes by Jesper Skov (jskov@cygnus.co.uk).
   9  *
  10  *  Derived from "arch/i386/mm/init.c"
  11  *    Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
  12  *
  13  *  Dave Engebretsen <engebret@us.ibm.com>
  14  *      Rework for PPC64 port.
  15  *
  16  *  This program is free software; you can redistribute it and/or
  17  *  modify it under the terms of the GNU General Public License
  18  *  as published by the Free Software Foundation; either version
  19  *  2 of the License, or (at your option) any later version.
  20  *
  21  */
  22
  23 #include <linux/config.h>
  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
  43 #include <asm/pgalloc.h>
  44 #include <asm/page.h>
  45 #include <asm/prom.h>
  46 #include <asm/lmb.h>
  47 #include <asm/rtas.h>
  48 #include <asm/io.h>
  49 #include <asm/mmu_context.h>
  50 #include <asm/pgtable.h>
  51 #include <asm/mmu.h>
  52 #include <asm/uaccess.h>
  53 #include <asm/smp.h>
  54 #include <asm/machdep.h>
  55 #include <asm/tlb.h>
  56 #include <asm/eeh.h>
  57 #include <asm/processor.h>
  58 #include <asm/mmzone.h>
  59 #include <asm/cputable.h>
  60 #include <asm/ppcdebug.h>
  61 #include <asm/sections.h>
  62 #include <asm/system.h>
  63 #include <asm/iommu.h>
  64 #include <asm/abs_addr.h>
  65 #include <asm/vdso.h>
  66 #include <asm/imalloc.h>
  67
  68 #if PGTABLE_RANGE > USER_VSID_RANGE
  69 #warning Limited user VSID range means pagetable space is wasted
  70 #endif
  71
  72 #if (TASK_SIZE_USER64 < PGTABLE_RANGE) && (TASK_SIZE_USER64 < USER_VSID_RANGE)
  73 #warning TASK_SIZE is smaller than it needs to be.
  74 #endif
  75
  76 int mem_init_done;
  77 unsigned long ioremap_bot = IMALLOC_BASE;
  78 static unsigned long phbs_io_bot = PHBS_IO_BASE;
  79
  80 extern pgd_t swapper_pg_dir[];
  81 extern struct task_struct *current_set[NR_CPUS];
  82
  83 unsigned long klimit = (unsigned long)_end;
  84
  85 unsigned long _SDR1=0;
  86 unsigned long _ASR=0;
  87
  88 /* max amount of RAM to use */
  89 unsigned long __max_memory;
  90
  91 /* info on what we think the IO hole is */
  92 unsigned long   io_hole_start;
  93 unsigned long   io_hole_size;
  94
  95 /*
  96  * Do very early mm setup.
  97  */
  98 void __init mm_init_ppc64(void)
  99 {
 100 #ifndef CONFIG_PPC_ISERIES
 101         unsigned long i;
 102 #endif
 103
 104         ppc64_boot_msg(0x100, "MM Init");
 105
 106         /* This is the story of the IO hole... please, keep seated,
 107          * unfortunately, we are out of oxygen masks at the moment.
 108          * So we need some rough way to tell where your big IO hole
 109          * is. On pmac, it's between 2G and 4G, on POWER3, it's around
 110          * that area as well, on POWER4 we don't have one, etc...
 111          * We need that as a "hint" when sizing the TCE table on POWER3
 112          * So far, the simplest way that seem work well enough for us it
 113          * to just assume that the first discontinuity in our physical
 114          * RAM layout is the IO hole. That may not be correct in the future
 115          * (and isn't on iSeries but then we don't care ;)
 116          */
 117
 118 #ifndef CONFIG_PPC_ISERIES
 119         for (i = 1; i < lmb.memory.cnt; i++) {
 120                 unsigned long base, prevbase, prevsize;
 121
 122                 prevbase = lmb.memory.region[i-1].base;
 123                 prevsize = lmb.memory.region[i-1].size;
 124                 base = lmb.memory.region[i].base;
 125                 if (base > (prevbase + prevsize)) {
 126                         io_hole_start = prevbase + prevsize;
 127                         io_hole_size = base  - (prevbase + prevsize);
 128                         break;
 129                 }
 130         }
 131 #endif /* CONFIG_PPC_ISERIES */
 132         if (io_hole_start)
 133                 printk("IO Hole assumed to be %lx -> %lx\n",
 134                        io_hole_start, io_hole_start + io_hole_size - 1);
 135
 136         ppc64_boot_msg(0x100, "MM Init Done");
 137 }
 138
 139 void free_initmem(void)
 140 {
 141         unsigned long addr;
 142
 143         addr = (unsigned long)__init_begin;
 144         for (; addr < (unsigned long)__init_end; addr += PAGE_SIZE) {
 145                 memset((void *)addr, 0xcc, PAGE_SIZE);
 146                 ClearPageReserved(virt_to_page(addr));
 147                 set_page_count(virt_to_page(addr), 1);
 148                 free_page(addr);
 149                 totalram_pages++;
 150         }
 151         printk ("Freeing unused kernel memory: %luk freed\n",
 152                 ((unsigned long)__init_end - (unsigned long)__init_begin) >> 10);
 153 }
 154
 155 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 156 void free_initrd_mem(unsigned long start, unsigned long end)
 157 {
 158         if (start < end)
 159                 printk ("Freeing initrd memory: %ldk freed\n", (end - start) >> 10);
 160         for (; start < end; start += PAGE_SIZE) {
 161                 ClearPageReserved(virt_to_page(start));
 162                 set_page_count(virt_to_page(start), 1);
 163                 free_page(start);
 164                 totalram_pages++;
 165         }
 166 }
 167 #endif
 168
 169 /*
 170  * Initialize the bootmem system and give it all the memory we
 171  * have available.
 172  */
 173 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
 174 void __init do_init_bootmem(void)
 175 {
 176         unsigned long i;
 177         unsigned long start, bootmap_pages;
 178         unsigned long total_pages = lmb_end_of_DRAM() >> PAGE_SHIFT;
 179         int boot_mapsize;
 180
 181         /*
 182          * Find an area to use for the bootmem bitmap.  Calculate the size of
 183          * bitmap required as (Total Memory) / PAGE_SIZE / BITS_PER_BYTE.
 184          * Add 1 additional page in case the address isn't page-aligned.
 185          */
 186         bootmap_pages = bootmem_bootmap_pages(total_pages);
 187
 188         start = lmb_alloc(bootmap_pages<<PAGE_SHIFT, PAGE_SIZE);
 189         BUG_ON(!start);
 190
 191         boot_mapsize = init_bootmem(start >> PAGE_SHIFT, total_pages);
 192
 193         max_pfn = max_low_pfn;
 194
 195         /* Add all physical memory to the bootmem map, mark each area
 196          * present.
 197          */
 198         for (i=0; i < lmb.memory.cnt; i++)
 199                 free_bootmem(lmb.memory.region[i].base,
 200                              lmb_size_bytes(&lmb.memory, i));
 201
 202         /* reserve the sections we're already using */
 203         for (i=0; i < lmb.reserved.cnt; i++)
 204                 reserve_bootmem(lmb.reserved.region[i].base,
 205                                 lmb_size_bytes(&lmb.reserved, i));
 206
 207         for (i=0; i < lmb.memory.cnt; i++)
 208                 memory_present(0, lmb_start_pfn(&lmb.memory, i),
 209                                lmb_end_pfn(&lmb.memory, i));
 210 }
 211
 212 /*
 213  * paging_init() sets up the page tables - in fact we've already done this.
 214  */
 215 void __init paging_init(void)
 216 {
 217         unsigned long zones_size[MAX_NR_ZONES];
 218         unsigned long zholes_size[MAX_NR_ZONES];
 219         unsigned long total_ram = lmb_phys_mem_size();
 220         unsigned long top_of_ram = lmb_end_of_DRAM();
 221
 222         printk(KERN_INFO "Top of RAM: 0x%lx, Total RAM: 0x%lx\n",
 223                top_of_ram, total_ram);
 224         printk(KERN_INFO "Memory hole size: %ldMB\n",
 225                (top_of_ram - total_ram) >> 20);
 226         /*
 227          * All pages are DMA-able so we put them all in the DMA zone.
 228          */
 229         memset(zones_size, 0, sizeof(zones_size));
 230         memset(zholes_size, 0, sizeof(zholes_size));
 231
 232         zones_size[ZONE_DMA] = top_of_ram >> PAGE_SHIFT;
 233         zholes_size[ZONE_DMA] = (top_of_ram - total_ram) >> PAGE_SHIFT;
 234
 235         free_area_init_node(0, NODE_DATA(0), zones_size,
 236                             __pa(PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT, zholes_size);
 237 }
 238 #endif /* ! CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
 239
 240 static struct kcore_list kcore_vmem;
 241
 242 static int __init setup_kcore(void)
 243 {
 244         int i;
 245
 246         for (i=0; i < lmb.memory.cnt; i++) {
 247                 unsigned long base, size;
 248                 struct kcore_list *kcore_mem;
 249
 250                 base = lmb.memory.region[i].base;
 251                 size = lmb.memory.region[i].size;
 252
 253                 /* GFP_ATOMIC to avoid might_sleep warnings during boot */
 254                 kcore_mem = kmalloc(sizeof(struct kcore_list), GFP_ATOMIC);
 255                 if (!kcore_mem)
 256                         panic("mem_init: kmalloc failed\n");
 257
 258                 kclist_add(kcore_mem, __va(base), size);
 259         }
 260
 261         kclist_add(&kcore_vmem, (void *)VMALLOC_START, VMALLOC_END-VMALLOC_START);
 262
 263         return 0;
 264 }
 265 module_init(setup_kcore);
 266
 267 void __init mem_init(void)
 268 {
 269 #ifdef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
 270         int nid;
 271 #endif
 272         pg_data_t *pgdat;
 273         unsigned long i;
 274         struct page *page;
 275         unsigned long reservedpages = 0, codesize, initsize, datasize, bsssize;
 276
 277         num_physpages = max_low_pfn;    /* RAM is assumed contiguous */
 278         high_memory = (void *) __va(max_low_pfn * PAGE_SIZE);
 279
 280 #ifdef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
 281         for_each_online_node(nid) {
 282                 if (NODE_DATA(nid)->node_spanned_pages != 0) {
 283                         printk("freeing bootmem node %x\n", nid);
 284                         totalram_pages +=
 285                                 free_all_bootmem_node(NODE_DATA(nid));
 286                 }
 287         }
 288 #else
 289         max_mapnr = num_physpages;
 290         totalram_pages += free_all_bootmem();
 291 #endif
 292
 293         for_each_pgdat(pgdat) {
 294                 for (i = 0; i < pgdat->node_spanned_pages; i++) {
 295                         page = pgdat_page_nr(pgdat, i);
 296                         if (PageReserved(page))
 297                                 reservedpages++;
 298                 }
 299         }
 300
 301         codesize = (unsigned long)&_etext - (unsigned long)&_stext;
 302         initsize = (unsigned long)&__init_end - (unsigned long)&__init_begin;
 303         datasize = (unsigned long)&_edata - (unsigned long)&__init_end;
 304         bsssize = (unsigned long)&__bss_stop - (unsigned long)&__bss_start;
 305
 306         printk(KERN_INFO "Memory: %luk/%luk available (%luk kernel code, "
 307                "%luk reserved, %luk data, %luk bss, %luk init)\n",
 308                 (unsigned long)nr_free_pages() << (PAGE_SHIFT-10),
 309                 num_physpages << (PAGE_SHIFT-10),
 310                 codesize >> 10,
 311                 reservedpages << (PAGE_SHIFT-10),
 312                 datasize >> 10,
 313                 bsssize >> 10,
 314                 initsize >> 10);
 315
 316         mem_init_done = 1;
 317
 318         /* Initialize the vDSO */
 319         vdso_init();
 320 }
 321
 322 void __iomem * reserve_phb_iospace(unsigned long size)
 323 {
 324         void __iomem *virt_addr;
 325
 326         if (phbs_io_bot >= IMALLOC_BASE)
 327                 panic("reserve_phb_iospace(): phb io space overflow\n");
 328
 329         virt_addr = (void __iomem *) phbs_io_bot;
 330         phbs_io_bot += size;
 331
 332         return virt_addr;
 333 }
 334
 335 static void zero_ctor(void *addr, kmem_cache_t *cache, unsigned long flags)
 336 {
 337         memset(addr, 0, kmem_cache_size(cache));
 338 }
 339
 340 static const int pgtable_cache_size[2] = {
 341         PTE_TABLE_SIZE, PMD_TABLE_SIZE
 342 };
 343 static const char *pgtable_cache_name[ARRAY_SIZE(pgtable_cache_size)] = {
 344         "pgd_pte_cache", "pud_pmd_cache",
 345 };
 346
 347 kmem_cache_t *pgtable_cache[ARRAY_SIZE(pgtable_cache_size)];
 348
 349 void pgtable_cache_init(void)
 350 {
 351         int i;
 352
 353         BUILD_BUG_ON(PTE_TABLE_SIZE != pgtable_cache_size[PTE_CACHE_NUM]);
 354         BUILD_BUG_ON(PMD_TABLE_SIZE != pgtable_cache_size[PMD_CACHE_NUM]);
 355         BUILD_BUG_ON(PUD_TABLE_SIZE != pgtable_cache_size[PUD_CACHE_NUM]);
 356         BUILD_BUG_ON(PGD_TABLE_SIZE != pgtable_cache_size[PGD_CACHE_NUM]);
 357
 358         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pgtable_cache_size); i++) {
 359                 int size = pgtable_cache_size[i];
 360                 const char *name = pgtable_cache_name[i];
 361
 362                 pgtable_cache[i] = kmem_cache_create(name,
 363                                                      size, size,
 364                                                      SLAB_HWCACHE_ALIGN
 365                                                      | SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN,
 366                                                      zero_ctor,
 367                                                      NULL);
 368                 if (! pgtable_cache[i])
 369                         panic("pgtable_cache_init(): could not create %s!\n",
 370                               name);
 371         }
 372 }
 373
 374 pgprot_t phys_mem_access_prot(struct file *file, unsigned long addr,
 375                               unsigned long size, pgprot_t vma_prot)
 376 {
 377         if (ppc_md.phys_mem_access_prot)
 378                 return ppc_md.phys_mem_access_prot(file, addr, size, vma_prot);
 379
 380         if (!page_is_ram(addr >> PAGE_SHIFT))
 381                 vma_prot = __pgprot(pgprot_val(vma_prot)
 382                                     | _PAGE_GUARDED | _PAGE_NO_CACHE);
 383         return vma_prot;
 384 }
 385 EXPORT_SYMBOL(phys_mem_access_prot);