arch/powerpc/mm/mem.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /*
   3  *  PowerPC version
   4  *    Copyright (C) 1995-1996 Gary Thomas (gdt@linuxppc.org)
   5  *
   6  *  Modifications by Paul Mackerras (PowerMac) (paulus@cs.anu.edu.au)
   7  *  and Cort Dougan (PReP) (cort@cs.nmt.edu)
   8  *    Copyright (C) 1996 Paul Mackerras
   9  *  PPC44x/36-bit changes by Matt Porter (mporter@mvista.com)
  10  *
  11  *  Derived from "arch/i386/mm/init.c"
  12  *    Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
  13  */
  14
  15 #include <linux/memblock.h>
  16 #include <linux/highmem.h>
  17 #include <linux/suspend.h>
  18 #include <linux/dma-direct.h>
  19
  20 #include <asm/swiotlb.h>
  21 #include <asm/machdep.h>
  22 #include <asm/rtas.h>
  23 #include <asm/kasan.h>
  24 #include <asm/svm.h>
  25 #include <asm/mmzone.h>
  26 #include <asm/ftrace.h>
  27 #include <asm/code-patching.h>
  28 #include <asm/setup.h>
  29
  30 #include <mm/mmu_decl.h>
  31
  32 unsigned long long memory_limit;
  33
  34 unsigned long empty_zero_page[PAGE_SIZE / sizeof(unsigned long)] __page_aligned_bss;
  35 EXPORT_SYMBOL(empty_zero_page);
  36
  37 pgprot_t phys_mem_access_prot(struct file *file, unsigned long pfn,
  38                               unsigned long size, pgprot_t vma_prot)
  39 {
  40         if (ppc_md.phys_mem_access_prot)
  41                 return ppc_md.phys_mem_access_prot(file, pfn, size, vma_prot);
  42
  43         if (!page_is_ram(pfn))
  44                 vma_prot = pgprot_noncached(vma_prot);
  45
  46         return vma_prot;
  47 }
  48 EXPORT_SYMBOL(phys_mem_access_prot);
  49
  50 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
  51 static DEFINE_MUTEX(linear_mapping_mutex);
  52
  53 #ifdef CONFIG_NUMA
  54 int memory_add_physaddr_to_nid(u64 start)
  55 {
  56         return hot_add_scn_to_nid(start);
  57 }
  58 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_add_physaddr_to_nid);
  59 #endif
  60
  61 int __weak create_section_mapping(unsigned long start, unsigned long end,
  62                                   int nid, pgprot_t prot)
  63 {
  64         return -ENODEV;
  65 }
  66
  67 int __weak remove_section_mapping(unsigned long start, unsigned long end)
  68 {
  69         return -ENODEV;
  70 }
  71
  72 int __ref arch_create_linear_mapping(int nid, u64 start, u64 size,
  73                                      struct mhp_params *params)
  74 {
  75         int rc;
  76
  77         start = (unsigned long)__va(start);
  78         mutex_lock(&linear_mapping_mutex);
  79         rc = create_section_mapping(start, start + size, nid,
  80                                     params->pgprot);
  81         mutex_unlock(&linear_mapping_mutex);
  82         if (rc) {
  83                 pr_warn("Unable to create linear mapping for 0x%llx..0x%llx: %d\n",
  84                         start, start + size, rc);
  85                 return -EFAULT;
  86         }
  87         return 0;
  88 }
  89
  90 void __ref arch_remove_linear_mapping(u64 start, u64 size)
  91 {
  92         int ret;
  93
  94         /* Remove htab bolted mappings for this section of memory */
  95         start = (unsigned long)__va(start);
  96
  97         mutex_lock(&linear_mapping_mutex);
  98         ret = remove_section_mapping(start, start + size);
  99         mutex_unlock(&linear_mapping_mutex);
 100         if (ret)
 101                 pr_warn("Unable to remove linear mapping for 0x%llx..0x%llx: %d\n",
 102                         start, start + size, ret);
 103
 104         /* Ensure all vmalloc mappings are flushed in case they also
 105          * hit that section of memory
 106          */
 107         vm_unmap_aliases();
 108 }
 109
 110 /*
 111  * After memory hotplug the variables max_pfn, max_low_pfn and high_memory need
 112  * updating.
 113  */
 114 static void update_end_of_memory_vars(u64 start, u64 size)
 115 {
 116         unsigned long end_pfn = PFN_UP(start + size);
 117
 118         if (end_pfn > max_pfn) {
 119                 max_pfn = end_pfn;
 120                 max_low_pfn = end_pfn;
 121                 high_memory = (void *)__va(max_pfn * PAGE_SIZE - 1) + 1;
 122         }
 123 }
 124
 125 int __ref add_pages(int nid, unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
 126                     struct mhp_params *params)
 127 {
 128         int ret;
 129
 130         ret = __add_pages(nid, start_pfn, nr_pages, params);
 131         if (ret)
 132                 return ret;
 133
 134         /* update max_pfn, max_low_pfn and high_memory */
 135         update_end_of_memory_vars(start_pfn << PAGE_SHIFT,
 136                                   nr_pages << PAGE_SHIFT);
 137
 138         return ret;
 139 }
 140
 141 int __ref arch_add_memory(int nid, u64 start, u64 size,
 142                           struct mhp_params *params)
 143 {
 144         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
 145         unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
 146         int rc;
 147
 148         rc = arch_create_linear_mapping(nid, start, size, params);
 149         if (rc)
 150                 return rc;
 151         rc = add_pages(nid, start_pfn, nr_pages, params);
 152         if (rc)
 153                 arch_remove_linear_mapping(start, size);
 154         return rc;
 155 }
 156
 157 void __ref arch_remove_memory(u64 start, u64 size, struct vmem_altmap *altmap)
 158 {
 159         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
 160         unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
 161
 162         __remove_pages(start_pfn, nr_pages, altmap);
 163         arch_remove_linear_mapping(start, size);
 164 }
 165 #endif
 166
 167 #ifndef CONFIG_NUMA
 168 void __init mem_topology_setup(void)
 169 {
 170         max_low_pfn = max_pfn = memblock_end_of_DRAM() >> PAGE_SHIFT;
 171         min_low_pfn = MEMORY_START >> PAGE_SHIFT;
 172 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 173         max_low_pfn = lowmem_end_addr >> PAGE_SHIFT;
 174 #endif
 175
 176         /* Place all memblock_regions in the same node and merge contiguous
 177          * memblock_regions
 178          */
 179         memblock_set_node(0, PHYS_ADDR_MAX, &memblock.memory, 0);
 180 }
 181
 182 void __init initmem_init(void)
 183 {
 184         sparse_init();
 185 }
 186
 187 /* mark pages that don't exist as nosave */
 188 static int __init mark_nonram_nosave(void)
 189 {
 190         unsigned long spfn, epfn, prev = 0;
 191         int i;
 192
 193         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &spfn, &epfn, NULL) {
 194                 if (prev && prev < spfn)
 195                         register_nosave_region(prev, spfn);
 196
 197                 prev = epfn;
 198         }
 199
 200         return 0;
 201 }
 202 #else /* CONFIG_NUMA */
 203 static int __init mark_nonram_nosave(void)
 204 {
 205         return 0;
 206 }
 207 #endif
 208
 209 /*
 210  * Zones usage:
 211  *
 212  * We setup ZONE_DMA to be 31-bits on all platforms and ZONE_NORMAL to be
 213  * everything else. GFP_DMA32 page allocations automatically fall back to
 214  * ZONE_DMA.
 215  *
 216  * By using 31-bit unconditionally, we can exploit zone_dma_bits to inform the
 217  * generic DMA mapping code.  32-bit only devices (if not handled by an IOMMU
 218  * anyway) will take a first dip into ZONE_NORMAL and get otherwise served by
 219  * ZONE_DMA.
 220  */
 221 static unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES];
 222
 223 /*
 224  * paging_init() sets up the page tables - in fact we've already done this.
 225  */
 226 void __init paging_init(void)
 227 {
 228         unsigned long long total_ram = memblock_phys_mem_size();
 229         phys_addr_t top_of_ram = memblock_end_of_DRAM();
 230
 231 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 232         unsigned long v = __fix_to_virt(FIX_KMAP_END);
 233         unsigned long end = __fix_to_virt(FIX_KMAP_BEGIN);
 234
 235         for (; v < end; v += PAGE_SIZE)
 236                 map_kernel_page(v, 0, __pgprot(0)); /* XXX gross */
 237
 238         map_kernel_page(PKMAP_BASE, 0, __pgprot(0));    /* XXX gross */
 239         pkmap_page_table = virt_to_kpte(PKMAP_BASE);
 240 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
 241
 242         printk(KERN_DEBUG "Top of RAM: 0x%llx, Total RAM: 0x%llx\n",
 243                (unsigned long long)top_of_ram, total_ram);
 244         printk(KERN_DEBUG "Memory hole size: %ldMB\n",
 245                (long int)((top_of_ram - total_ram) >> 20));
 246
 247         /*
 248          * Allow 30-bit DMA for very limited Broadcom wifi chips on many
 249          * powerbooks.
 250          */
 251         if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC32))
 252                 zone_dma_bits = 30;
 253         else
 254                 zone_dma_bits = 31;
 255
 256 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
 257         max_zone_pfns[ZONE_DMA] = min(max_low_pfn,
 258                                       1UL << (zone_dma_bits - PAGE_SHIFT));
 259 #endif
 260         max_zone_pfns[ZONE_NORMAL] = max_low_pfn;
 261 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 262         max_zone_pfns[ZONE_HIGHMEM] = max_pfn;
 263 #endif
 264
 265         free_area_init(max_zone_pfns);
 266
 267         mark_nonram_nosave();
 268 }
 269
 270 void __init mem_init(void)
 271 {
 272         /*
 273          * book3s is limited to 16 page sizes due to encoding this in
 274          * a 4-bit field for slices.
 275          */
 276         BUILD_BUG_ON(MMU_PAGE_COUNT > 16);
 277
 278 #ifdef CONFIG_SWIOTLB
 279         /*
 280          * Some platforms (e.g. 85xx) limit DMA-able memory way below
 281          * 4G. We force memblock to bottom-up mode to ensure that the
 282          * memory allocated in swiotlb_init() is DMA-able.
 283          * As it's the last memblock allocation, no need to reset it
 284          * back to to-down.
 285          */
 286         memblock_set_bottom_up(true);
 287         swiotlb_init(ppc_swiotlb_enable, ppc_swiotlb_flags);
 288 #endif
 289
 290         high_memory = (void *) __va(max_low_pfn * PAGE_SIZE);
 291         set_max_mapnr(max_pfn);
 292
 293         kasan_late_init();
 294
 295         memblock_free_all();
 296
 297 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 298         {
 299                 unsigned long pfn, highmem_mapnr;
 300
 301                 highmem_mapnr = lowmem_end_addr >> PAGE_SHIFT;
 302                 for (pfn = highmem_mapnr; pfn < max_mapnr; ++pfn) {
 303                         phys_addr_t paddr = (phys_addr_t)pfn << PAGE_SHIFT;
 304                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
 305                         if (!memblock_is_reserved(paddr))
 306                                 free_highmem_page(page);
 307                 }
 308         }
 309 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
 310
 311 #if defined(CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E) && !defined(CONFIG_SMP)
 312         /*
 313          * If smp is enabled, next_tlbcam_idx is initialized in the cpu up
 314          * functions.... do it here for the non-smp case.
 315          */
 316         per_cpu(next_tlbcam_idx, smp_processor_id()) =
 317                 (mfspr(SPRN_TLB1CFG) & TLBnCFG_N_ENTRY) - 1;
 318 #endif
 319
 320 #ifdef CONFIG_PPC32
 321         pr_info("Kernel virtual memory layout:\n");
 322 #ifdef CONFIG_KASAN
 323         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : kasan shadow mem\n",
 324                 KASAN_SHADOW_START, KASAN_SHADOW_END);
 325 #endif
 326         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : fixmap\n", FIXADDR_START, FIXADDR_TOP);
 327 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 328         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : highmem PTEs\n",
 329                 PKMAP_BASE, PKMAP_ADDR(LAST_PKMAP));
 330 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
 331         if (ioremap_bot != IOREMAP_TOP)
 332                 pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : early ioremap\n",
 333                         ioremap_bot, IOREMAP_TOP);
 334         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : vmalloc & ioremap\n",
 335                 VMALLOC_START, VMALLOC_END);
 336 #ifdef MODULES_VADDR
 337         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : modules\n",
 338                 MODULES_VADDR, MODULES_END);
 339 #endif
 340 #endif /* CONFIG_PPC32 */
 341 }
 342
 343 void free_initmem(void)
 344 {
 345         ppc_md.progress = ppc_printk_progress;
 346         mark_initmem_nx();
 347         static_branch_enable(&init_mem_is_free);
 348         free_initmem_default(POISON_FREE_INITMEM);
 349         ftrace_free_init_tramp();
 350 }
 351
 352 /*
 353  * System memory should not be in /proc/iomem but various tools expect it
 354  * (eg kdump).
 355  */
 356 static int __init add_system_ram_resources(void)
 357 {
 358         phys_addr_t start, end;
 359         u64 i;
 360
 361         for_each_mem_range(i, &start, &end) {
 362                 struct resource *res;
 363
 364                 res = kzalloc(sizeof(struct resource), GFP_KERNEL);
 365                 WARN_ON(!res);
 366
 367                 if (res) {
 368                         res->name = "System RAM";
 369                         res->start = start;
 370                         /*
 371                          * In memblock, end points to the first byte after
 372                          * the range while in resourses, end points to the
 373                          * last byte in the range.
 374                          */
 375                         res->end = end - 1;
 376                         res->flags = IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
 377                         WARN_ON(request_resource(&iomem_resource, res) < 0);
 378                 }
 379         }
 380
 381         return 0;
 382 }
 383 subsys_initcall(add_system_ram_resources);
 384
 385 #ifdef CONFIG_STRICT_DEVMEM
 386 /*
 387  * devmem_is_allowed(): check to see if /dev/mem access to a certain address
 388  * is valid. The argument is a physical page number.
 389  *
 390  * Access has to be given to non-kernel-ram areas as well, these contain the
 391  * PCI mmio resources as well as potential bios/acpi data regions.
 392  */
 393 int devmem_is_allowed(unsigned long pfn)
 394 {
 395         if (page_is_rtas_user_buf(pfn))
 396                 return 1;
 397         if (iomem_is_exclusive(PFN_PHYS(pfn)))
 398                 return 0;
 399         if (!page_is_ram(pfn))
 400                 return 1;
 401         return 0;
 402 }
 403 #endif /* CONFIG_STRICT_DEVMEM */
 404
 405 /*
 406  * This is defined in kernel/resource.c but only powerpc needs to export it, for
 407  * the EHEA driver. Drop this when drivers/net/ethernet/ibm/ehea is removed.
 408  */
 409 EXPORT_SYMBOL_GPL(walk_system_ram_range);