81f6745b31efd91b152f98c2d7629e93af52b648
[linux-2.6.git] / 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);