arch/sh/mm/init.c

   1 /*
   2  * linux/arch/sh/mm/init.c
   3  *
   4  *  Copyright (C) 1999  Niibe Yutaka
   5  *  Copyright (C) 2002 - 2011  Paul Mundt
   6  *
   7  *  Based on linux/arch/i386/mm/init.c:
   8  *   Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
   9  */
  10 #include <linux/mm.h>
  11 #include <linux/swap.h>
  12 #include <linux/init.h>
  13 #include <linux/gfp.h>
  14 #include <linux/bootmem.h>
  15 #include <linux/proc_fs.h>
  16 #include <linux/pagemap.h>
  17 #include <linux/percpu.h>
  18 #include <linux/io.h>
  19 #include <linux/memblock.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/sizes.h>
  31
  32 pgd_t swapper_pg_dir[PTRS_PER_PGD];
  33
  34 void __init generic_mem_init(void)
  35 {
  36         memblock_add(__MEMORY_START, __MEMORY_SIZE);
  37 }
  38
  39 void __init __weak plat_mem_setup(void)
  40 {
  41         /* Nothing to see here, move along. */
  42 }
  43
  44 #ifdef CONFIG_MMU
  45 static pte_t *__get_pte_phys(unsigned long addr)
  46 {
  47         pgd_t *pgd;
  48         pud_t *pud;
  49         pmd_t *pmd;
  50
  51         pgd = pgd_offset_k(addr);
  52         if (pgd_none(*pgd)) {
  53                 pgd_ERROR(*pgd);
  54                 return NULL;
  55         }
  56
  57         pud = pud_alloc(NULL, pgd, addr);
  58         if (unlikely(!pud)) {
  59                 pud_ERROR(*pud);
  60                 return NULL;
  61         }
  62
  63         pmd = pmd_alloc(NULL, pud, addr);
  64         if (unlikely(!pmd)) {
  65                 pmd_ERROR(*pmd);
  66                 return NULL;
  67         }
  68
  69         return pte_offset_kernel(pmd, addr);
  70 }
  71
  72 static void set_pte_phys(unsigned long addr, unsigned long phys, pgprot_t prot)
  73 {
  74         pte_t *pte;
  75
  76         pte = __get_pte_phys(addr);
  77         if (!pte_none(*pte)) {
  78                 pte_ERROR(*pte);
  79                 return;
  80         }
  81
  82         set_pte(pte, pfn_pte(phys >> PAGE_SHIFT, prot));
  83         local_flush_tlb_one(get_asid(), addr);
  84
  85         if (pgprot_val(prot) & _PAGE_WIRED)
  86                 tlb_wire_entry(NULL, addr, *pte);
  87 }
  88
  89 static void clear_pte_phys(unsigned long addr, pgprot_t prot)
  90 {
  91         pte_t *pte;
  92
  93         pte = __get_pte_phys(addr);
  94
  95         if (pgprot_val(prot) & _PAGE_WIRED)
  96                 tlb_unwire_entry();
  97
  98         set_pte(pte, pfn_pte(0, __pgprot(0)));
  99         local_flush_tlb_one(get_asid(), addr);
 100 }
 101
 102 void __set_fixmap(enum fixed_addresses idx, unsigned long phys, pgprot_t prot)
 103 {
 104         unsigned long address = __fix_to_virt(idx);
 105
 106         if (idx >= __end_of_fixed_addresses) {
 107                 BUG();
 108                 return;
 109         }
 110
 111         set_pte_phys(address, phys, prot);
 112 }
 113
 114 void __clear_fixmap(enum fixed_addresses idx, pgprot_t prot)
 115 {
 116         unsigned long address = __fix_to_virt(idx);
 117
 118         if (idx >= __end_of_fixed_addresses) {
 119                 BUG();
 120                 return;
 121         }
 122
 123         clear_pte_phys(address, prot);
 124 }
 125
 126 static pmd_t * __init one_md_table_init(pud_t *pud)
 127 {
 128         if (pud_none(*pud)) {
 129                 pmd_t *pmd;
 130
 131                 pmd = memblock_alloc(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
 132                 pud_populate(&init_mm, pud, pmd);
 133                 BUG_ON(pmd != pmd_offset(pud, 0));
 134         }
 135
 136         return pmd_offset(pud, 0);
 137 }
 138
 139 static pte_t * __init one_page_table_init(pmd_t *pmd)
 140 {
 141         if (pmd_none(*pmd)) {
 142                 pte_t *pte;
 143
 144                 pte = memblock_alloc(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
 145                 pmd_populate_kernel(&init_mm, pmd, pte);
 146                 BUG_ON(pte != pte_offset_kernel(pmd, 0));
 147         }
 148
 149         return pte_offset_kernel(pmd, 0);
 150 }
 151
 152 static pte_t * __init page_table_kmap_check(pte_t *pte, pmd_t *pmd,
 153                                             unsigned long vaddr, pte_t *lastpte)
 154 {
 155         return pte;
 156 }
 157
 158 void __init page_table_range_init(unsigned long start, unsigned long end,
 159                                          pgd_t *pgd_base)
 160 {
 161         pgd_t *pgd;
 162         pud_t *pud;
 163         pmd_t *pmd;
 164         pte_t *pte = NULL;
 165         int i, j, k;
 166         unsigned long vaddr;
 167
 168         vaddr = start;
 169         i = __pgd_offset(vaddr);
 170         j = __pud_offset(vaddr);
 171         k = __pmd_offset(vaddr);
 172         pgd = pgd_base + i;
 173
 174         for ( ; (i < PTRS_PER_PGD) && (vaddr != end); pgd++, i++) {
 175                 pud = (pud_t *)pgd;
 176                 for ( ; (j < PTRS_PER_PUD) && (vaddr != end); pud++, j++) {
 177                         pmd = one_md_table_init(pud);
 178 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 179                         pmd += k;
 180 #endif
 181                         for (; (k < PTRS_PER_PMD) && (vaddr != end); pmd++, k++) {
 182                                 pte = page_table_kmap_check(one_page_table_init(pmd),
 183                                                             pmd, vaddr, pte);
 184                                 vaddr += PMD_SIZE;
 185                         }
 186                         k = 0;
 187                 }
 188                 j = 0;
 189         }
 190 }
 191 #endif  /* CONFIG_MMU */
 192
 193 void __init allocate_pgdat(unsigned int nid)
 194 {
 195         unsigned long start_pfn, end_pfn;
 196 #ifdef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
 197         unsigned long phys;
 198 #endif
 199
 200         get_pfn_range_for_nid(nid, &start_pfn, &end_pfn);
 201
 202 #ifdef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
 203         phys = __memblock_alloc_base(sizeof(struct pglist_data),
 204                                 SMP_CACHE_BYTES, end_pfn << PAGE_SHIFT);
 205         /* Retry with all of system memory */
 206         if (!phys)
 207                 phys = __memblock_alloc_base(sizeof(struct pglist_data),
 208                                         SMP_CACHE_BYTES, memblock_end_of_DRAM());
 209         if (!phys)
 210                 panic("Can't allocate pgdat for node %d\n", nid);
 211
 212         NODE_DATA(nid) = __va(phys);
 213         memset(NODE_DATA(nid), 0, sizeof(struct pglist_data));
 214 #endif
 215
 216         NODE_DATA(nid)->node_start_pfn = start_pfn;
 217         NODE_DATA(nid)->node_spanned_pages = end_pfn - start_pfn;
 218 }
 219
 220 static void __init do_init_bootmem(void)
 221 {
 222         struct memblock_region *reg;
 223
 224         /* Add active regions with valid PFNs. */
 225         for_each_memblock(memory, reg) {
 226                 unsigned long start_pfn, end_pfn;
 227                 start_pfn = memblock_region_memory_base_pfn(reg);
 228                 end_pfn = memblock_region_memory_end_pfn(reg);
 229                 __add_active_range(0, start_pfn, end_pfn);
 230         }
 231
 232         /* All of system RAM sits in node 0 for the non-NUMA case */
 233         allocate_pgdat(0);
 234         node_set_online(0);
 235
 236         plat_mem_setup();
 237
 238         for_each_memblock(memory, reg) {
 239                 int nid = memblock_get_region_node(reg);
 240
 241                 memory_present(nid, memblock_region_memory_base_pfn(reg),
 242                         memblock_region_memory_end_pfn(reg));
 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_nodes(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         free_all_bootmem();
 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 void free_initmem(void)
 410 {
 411         free_initmem_default(-1);
 412 }
 413
 414 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 415 void free_initrd_mem(unsigned long start, unsigned long end)
 416 {
 417         free_reserved_area((void *)start, (void *)end, -1, "initrd");
 418 }
 419 #endif
 420
 421 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
 422 int arch_add_memory(int nid, u64 start, u64 size, struct vmem_altmap *altmap,
 423                 bool want_memblock)
 424 {
 425         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
 426         unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
 427         int ret;
 428
 429         /* We only have ZONE_NORMAL, so this is easy.. */
 430         ret = __add_pages(nid, start_pfn, nr_pages, altmap, want_memblock);
 431         if (unlikely(ret))
 432                 printk("%s: Failed, __add_pages() == %d\n", __func__, ret);
 433
 434         return ret;
 435 }
 436
 437 #ifdef CONFIG_NUMA
 438 int memory_add_physaddr_to_nid(u64 addr)
 439 {
 440         /* Node 0 for now.. */
 441         return 0;
 442 }
 443 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_add_physaddr_to_nid);
 444 #endif
 445
 446 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
 447 int arch_remove_memory(u64 start, u64 size, struct vmem_altmap *altmap)
 448 {
 449         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
 450         unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
 451         struct zone *zone;
 452         int ret;
 453
 454         zone = page_zone(pfn_to_page(start_pfn));
 455         ret = __remove_pages(zone, start_pfn, nr_pages, altmap);
 456         if (unlikely(ret))
 457                 pr_warn("%s: Failed, __remove_pages() == %d\n", __func__,
 458                         ret);
 459
 460         return ret;
 461 }
 462 #endif
 463 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */