arch/sh/mm/init.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * linux/arch/sh/mm/init.c
   4  *
   5  *  Copyright (C) 1999  Niibe Yutaka
   6  *  Copyright (C) 2002 - 2011  Paul Mundt
   7  *
   8  *  Based on linux/arch/i386/mm/init.c:
   9  *   Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
  10  */
  11 #include <linux/mm.h>
  12 #include <linux/swap.h>
  13 #include <linux/init.h>
  14 #include <linux/gfp.h>
  15 #include <linux/memblock.h>
  16 #include <linux/proc_fs.h>
  17 #include <linux/pagemap.h>
  18 #include <linux/percpu.h>
  19 #include <linux/io.h>
  20 #include <linux/dma-mapping.h>
  21 #include <linux/export.h>
  22 #include <asm/mmu_context.h>
  23 #include <asm/mmzone.h>
  24 #include <asm/kexec.h>
  25 #include <asm/tlb.h>
  26 #include <asm/cacheflush.h>
  27 #include <asm/sections.h>
  28 #include <asm/setup.h>
  29 #include <asm/cache.h>
  30 #include <asm/pgalloc.h>
  31 #include <linux/sizes.h>
  32
  33 pgd_t swapper_pg_dir[PTRS_PER_PGD];
  34
  35 void __init generic_mem_init(void)
  36 {
  37         memblock_add(__MEMORY_START, __MEMORY_SIZE);
  38 }
  39
  40 void __init __weak plat_mem_setup(void)
  41 {
  42         /* Nothing to see here, move along. */
  43 }
  44
  45 #ifdef CONFIG_MMU
  46 static pte_t *__get_pte_phys(unsigned long addr)
  47 {
  48         pgd_t *pgd;
  49         p4d_t *p4d;
  50         pud_t *pud;
  51         pmd_t *pmd;
  52
  53         pgd = pgd_offset_k(addr);
  54         if (pgd_none(*pgd)) {
  55                 pgd_ERROR(*pgd);
  56                 return NULL;
  57         }
  58
  59         p4d = p4d_alloc(NULL, pgd, addr);
  60         if (unlikely(!p4d)) {
  61                 p4d_ERROR(*p4d);
  62                 return NULL;
  63         }
  64
  65         pud = pud_alloc(NULL, p4d, addr);
  66         if (unlikely(!pud)) {
  67                 pud_ERROR(*pud);
  68                 return NULL;
  69         }
  70
  71         pmd = pmd_alloc(NULL, pud, addr);
  72         if (unlikely(!pmd)) {
  73                 pmd_ERROR(*pmd);
  74                 return NULL;
  75         }
  76
  77         return pte_offset_kernel(pmd, addr);
  78 }
  79
  80 static void set_pte_phys(unsigned long addr, unsigned long phys, pgprot_t prot)
  81 {
  82         pte_t *pte;
  83
  84         pte = __get_pte_phys(addr);
  85         if (!pte_none(*pte)) {
  86                 pte_ERROR(*pte);
  87                 return;
  88         }
  89
  90         set_pte(pte, pfn_pte(phys >> PAGE_SHIFT, prot));
  91         local_flush_tlb_one(get_asid(), addr);
  92
  93         if (pgprot_val(prot) & _PAGE_WIRED)
  94                 tlb_wire_entry(NULL, addr, *pte);
  95 }
  96
  97 static void clear_pte_phys(unsigned long addr, pgprot_t prot)
  98 {
  99         pte_t *pte;
 100
 101         pte = __get_pte_phys(addr);
 102
 103         if (pgprot_val(prot) & _PAGE_WIRED)
 104                 tlb_unwire_entry();
 105
 106         set_pte(pte, pfn_pte(0, __pgprot(0)));
 107         local_flush_tlb_one(get_asid(), addr);
 108 }
 109
 110 void __set_fixmap(enum fixed_addresses idx, unsigned long phys, pgprot_t prot)
 111 {
 112         unsigned long address = __fix_to_virt(idx);
 113
 114         if (idx >= __end_of_fixed_addresses) {
 115                 BUG();
 116                 return;
 117         }
 118
 119         set_pte_phys(address, phys, prot);
 120 }
 121
 122 void __clear_fixmap(enum fixed_addresses idx, pgprot_t prot)
 123 {
 124         unsigned long address = __fix_to_virt(idx);
 125
 126         if (idx >= __end_of_fixed_addresses) {
 127                 BUG();
 128                 return;
 129         }
 130
 131         clear_pte_phys(address, prot);
 132 }
 133
 134 static pmd_t * __init one_md_table_init(pud_t *pud)
 135 {
 136         if (pud_none(*pud)) {
 137                 pmd_t *pmd;
 138
 139                 pmd = memblock_alloc(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
 140                 if (!pmd)
 141                         panic("%s: Failed to allocate %lu bytes align=0x%lx\n",
 142                               __func__, PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
 143                 pud_populate(&init_mm, pud, pmd);
 144                 BUG_ON(pmd != pmd_offset(pud, 0));
 145         }
 146
 147         return pmd_offset(pud, 0);
 148 }
 149
 150 static pte_t * __init one_page_table_init(pmd_t *pmd)
 151 {
 152         if (pmd_none(*pmd)) {
 153                 pte_t *pte;
 154
 155                 pte = memblock_alloc(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
 156                 if (!pte)
 157                         panic("%s: Failed to allocate %lu bytes align=0x%lx\n",
 158                               __func__, PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
 159                 pmd_populate_kernel(&init_mm, pmd, pte);
 160                 BUG_ON(pte != pte_offset_kernel(pmd, 0));
 161         }
 162
 163         return pte_offset_kernel(pmd, 0);
 164 }
 165
 166 static pte_t * __init page_table_kmap_check(pte_t *pte, pmd_t *pmd,
 167                                             unsigned long vaddr, pte_t *lastpte)
 168 {
 169         return pte;
 170 }
 171
 172 void __init page_table_range_init(unsigned long start, unsigned long end,
 173                                          pgd_t *pgd_base)
 174 {
 175         pgd_t *pgd;
 176         pud_t *pud;
 177         pmd_t *pmd;
 178         pte_t *pte = NULL;
 179         int i, j, k;
 180         unsigned long vaddr;
 181
 182         vaddr = start;
 183         i = pgd_index(vaddr);
 184         j = pud_index(vaddr);
 185         k = pmd_index(vaddr);
 186         pgd = pgd_base + i;
 187
 188         for ( ; (i < PTRS_PER_PGD) && (vaddr != end); pgd++, i++) {
 189                 pud = (pud_t *)pgd;
 190                 for ( ; (j < PTRS_PER_PUD) && (vaddr != end); pud++, j++) {
 191                         pmd = one_md_table_init(pud);
 192 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 193                         pmd += k;
 194 #endif
 195                         for (; (k < PTRS_PER_PMD) && (vaddr != end); pmd++, k++) {
 196                                 pte = page_table_kmap_check(one_page_table_init(pmd),
 197                                                             pmd, vaddr, pte);
 198                                 vaddr += PMD_SIZE;
 199                         }
 200                         k = 0;
 201                 }
 202                 j = 0;
 203         }
 204 }
 205 #endif  /* CONFIG_MMU */
 206
 207 void __init allocate_pgdat(unsigned int nid)
 208 {
 209         unsigned long start_pfn, end_pfn;
 210
 211         get_pfn_range_for_nid(nid, &start_pfn, &end_pfn);
 212
 213 #ifdef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
 214         NODE_DATA(nid) = memblock_alloc_try_nid(
 215                                 sizeof(struct pglist_data),
 216                                 SMP_CACHE_BYTES, MEMBLOCK_LOW_LIMIT,
 217                                 MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE, nid);
 218         if (!NODE_DATA(nid))
 219                 panic("Can't allocate pgdat for node %d\n", nid);
 220 #endif
 221
 222         NODE_DATA(nid)->node_start_pfn = start_pfn;
 223         NODE_DATA(nid)->node_spanned_pages = end_pfn - start_pfn;
 224 }
 225
 226 static void __init do_init_bootmem(void)
 227 {
 228         struct memblock_region *reg;
 229
 230         /* Add active regions with valid PFNs. */
 231         for_each_memblock(memory, reg) {
 232                 unsigned long start_pfn, end_pfn;
 233                 start_pfn = memblock_region_memory_base_pfn(reg);
 234                 end_pfn = memblock_region_memory_end_pfn(reg);
 235                 __add_active_range(0, start_pfn, end_pfn);
 236         }
 237
 238         /* All of system RAM sits in node 0 for the non-NUMA case */
 239         allocate_pgdat(0);
 240         node_set_online(0);
 241
 242         plat_mem_setup();
 243
 244         sparse_init();
 245 }
 246
 247 static void __init early_reserve_mem(void)
 248 {
 249         unsigned long start_pfn;
 250         u32 zero_base = (u32)__MEMORY_START + (u32)PHYSICAL_OFFSET;
 251         u32 start = zero_base + (u32)CONFIG_ZERO_PAGE_OFFSET;
 252
 253         /*
 254          * Partially used pages are not usable - thus
 255          * we are rounding upwards:
 256          */
 257         start_pfn = PFN_UP(__pa(_end));
 258
 259         /*
 260          * Reserve the kernel text and Reserve the bootmem bitmap. We do
 261          * this in two steps (first step was init_bootmem()), because
 262          * this catches the (definitely buggy) case of us accidentally
 263          * initializing the bootmem allocator with an invalid RAM area.
 264          */
 265         memblock_reserve(start, (PFN_PHYS(start_pfn) + PAGE_SIZE - 1) - start);
 266
 267         /*
 268          * Reserve physical pages below CONFIG_ZERO_PAGE_OFFSET.
 269          */
 270         if (CONFIG_ZERO_PAGE_OFFSET != 0)
 271                 memblock_reserve(zero_base, CONFIG_ZERO_PAGE_OFFSET);
 272
 273         /*
 274          * Handle additional early reservations
 275          */
 276         check_for_initrd();
 277         reserve_crashkernel();
 278 }
 279
 280 void __init paging_init(void)
 281 {
 282         unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES];
 283         unsigned long vaddr, end;
 284
 285         sh_mv.mv_mem_init();
 286
 287         early_reserve_mem();
 288
 289         /*
 290          * Once the early reservations are out of the way, give the
 291          * platforms a chance to kick out some memory.
 292          */
 293         if (sh_mv.mv_mem_reserve)
 294                 sh_mv.mv_mem_reserve();
 295
 296         memblock_enforce_memory_limit(memory_limit);
 297         memblock_allow_resize();
 298
 299         memblock_dump_all();
 300
 301         /*
 302          * Determine low and high memory ranges:
 303          */
 304         max_low_pfn = max_pfn = memblock_end_of_DRAM() >> PAGE_SHIFT;
 305         min_low_pfn = __MEMORY_START >> PAGE_SHIFT;
 306
 307         nodes_clear(node_online_map);
 308
 309         memory_start = (unsigned long)__va(__MEMORY_START);
 310         memory_end = memory_start + (memory_limit ?: memblock_phys_mem_size());
 311
 312         uncached_init();
 313         pmb_init();
 314         do_init_bootmem();
 315         ioremap_fixed_init();
 316
 317         /* We don't need to map the kernel through the TLB, as
 318          * it is permanatly mapped using P1. So clear the
 319          * entire pgd. */
 320         memset(swapper_pg_dir, 0, sizeof(swapper_pg_dir));
 321
 322         /* Set an initial value for the MMU.TTB so we don't have to
 323          * check for a null value. */
 324         set_TTB(swapper_pg_dir);
 325
 326         /*
 327          * Populate the relevant portions of swapper_pg_dir so that
 328          * we can use the fixmap entries without calling kmalloc.
 329          * pte's will be filled in by __set_fixmap().
 330          */
 331         vaddr = __fix_to_virt(__end_of_fixed_addresses - 1) & PMD_MASK;
 332         end = (FIXADDR_TOP + PMD_SIZE - 1) & PMD_MASK;
 333         page_table_range_init(vaddr, end, swapper_pg_dir);
 334
 335         kmap_coherent_init();
 336
 337         memset(max_zone_pfns, 0, sizeof(max_zone_pfns));
 338         max_zone_pfns[ZONE_NORMAL] = max_low_pfn;
 339         free_area_init(max_zone_pfns);
 340 }
 341
 342 unsigned int mem_init_done = 0;
 343
 344 void __init mem_init(void)
 345 {
 346         pg_data_t *pgdat;
 347
 348         high_memory = NULL;
 349         for_each_online_pgdat(pgdat)
 350                 high_memory = max_t(void *, high_memory,
 351                                     __va(pgdat_end_pfn(pgdat) << PAGE_SHIFT));
 352
 353         memblock_free_all();
 354
 355         /* Set this up early, so we can take care of the zero page */
 356         cpu_cache_init();
 357
 358         /* clear the zero-page */
 359         memset(empty_zero_page, 0, PAGE_SIZE);
 360         __flush_wback_region(empty_zero_page, PAGE_SIZE);
 361
 362         vsyscall_init();
 363
 364         mem_init_print_info(NULL);
 365         pr_info("virtual kernel memory layout:\n"
 366                 "    fixmap  : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld kB)\n"
 367 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 368                 "    pkmap   : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld kB)\n"
 369 #endif
 370                 "    vmalloc : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld MB)\n"
 371                 "    lowmem  : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld MB) (cached)\n"
 372 #ifdef CONFIG_UNCACHED_MAPPING
 373                 "            : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld MB) (uncached)\n"
 374 #endif
 375                 "      .init : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld kB)\n"
 376                 "      .data : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld kB)\n"
 377                 "      .text : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld kB)\n",
 378                 FIXADDR_START, FIXADDR_TOP,
 379                 (FIXADDR_TOP - FIXADDR_START) >> 10,
 380
 381 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 382                 PKMAP_BASE, PKMAP_BASE+LAST_PKMAP*PAGE_SIZE,
 383                 (LAST_PKMAP*PAGE_SIZE) >> 10,
 384 #endif
 385
 386                 (unsigned long)VMALLOC_START, VMALLOC_END,
 387                 (VMALLOC_END - VMALLOC_START) >> 20,
 388
 389                 (unsigned long)memory_start, (unsigned long)high_memory,
 390                 ((unsigned long)high_memory - (unsigned long)memory_start) >> 20,
 391
 392 #ifdef CONFIG_UNCACHED_MAPPING
 393                 uncached_start, uncached_end, uncached_size >> 20,
 394 #endif
 395
 396                 (unsigned long)&__init_begin, (unsigned long)&__init_end,
 397                 ((unsigned long)&__init_end -
 398                  (unsigned long)&__init_begin) >> 10,
 399
 400                 (unsigned long)&_etext, (unsigned long)&_edata,
 401                 ((unsigned long)&_edata - (unsigned long)&_etext) >> 10,
 402
 403                 (unsigned long)&_text, (unsigned long)&_etext,
 404                 ((unsigned long)&_etext - (unsigned long)&_text) >> 10);
 405
 406         mem_init_done = 1;
 407 }
 408
 409 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
 410 int arch_add_memory(int nid, u64 start, u64 size,
 411                     struct mhp_params *params)
 412 {
 413         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
 414         unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
 415         int ret;
 416
 417         if (WARN_ON_ONCE(params->pgprot.pgprot != PAGE_KERNEL.pgprot))
 418                 return -EINVAL;
 419
 420         /* We only have ZONE_NORMAL, so this is easy.. */
 421         ret = __add_pages(nid, start_pfn, nr_pages, params);
 422         if (unlikely(ret))
 423                 printk("%s: Failed, __add_pages() == %d\n", __func__, ret);
 424
 425         return ret;
 426 }
 427
 428 #ifdef CONFIG_NUMA
 429 int memory_add_physaddr_to_nid(u64 addr)
 430 {
 431         /* Node 0 for now.. */
 432         return 0;
 433 }
 434 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_add_physaddr_to_nid);
 435 #endif
 436
 437 void arch_remove_memory(int nid, u64 start, u64 size,
 438                         struct vmem_altmap *altmap)
 439 {
 440         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
 441         unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
 442
 443         __remove_pages(start_pfn, nr_pages, altmap);
 444 }
 445 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */