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