Merge branch 'for-5.10/cp2112' into for-linus
[linux-2.6-microblaze.git] / 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 #include "ioremap.h"
33
34 pgd_t swapper_pg_dir[PTRS_PER_PGD];
35
36 void __init generic_mem_init(void)
37 {
38         memblock_add(__MEMORY_START, __MEMORY_SIZE);
39 }
40
41 void __init __weak plat_mem_setup(void)
42 {
43         /* Nothing to see here, move along. */
44 }
45
46 #ifdef CONFIG_MMU
47 static pte_t *__get_pte_phys(unsigned long addr)
48 {
49         pgd_t *pgd;
50         p4d_t *p4d;
51         pud_t *pud;
52         pmd_t *pmd;
53
54         pgd = pgd_offset_k(addr);
55         if (pgd_none(*pgd)) {
56                 pgd_ERROR(*pgd);
57                 return NULL;
58         }
59
60         p4d = p4d_alloc(NULL, pgd, addr);
61         if (unlikely(!p4d)) {
62                 p4d_ERROR(*p4d);
63                 return NULL;
64         }
65
66         pud = pud_alloc(NULL, p4d, addr);
67         if (unlikely(!pud)) {
68                 pud_ERROR(*pud);
69                 return NULL;
70         }
71
72         pmd = pmd_alloc(NULL, pud, addr);
73         if (unlikely(!pmd)) {
74                 pmd_ERROR(*pmd);
75                 return NULL;
76         }
77
78         return pte_offset_kernel(pmd, addr);
79 }
80
81 static void set_pte_phys(unsigned long addr, unsigned long phys, pgprot_t prot)
82 {
83         pte_t *pte;
84
85         pte = __get_pte_phys(addr);
86         if (!pte_none(*pte)) {
87                 pte_ERROR(*pte);
88                 return;
89         }
90
91         set_pte(pte, pfn_pte(phys >> PAGE_SHIFT, prot));
92         local_flush_tlb_one(get_asid(), addr);
93
94         if (pgprot_val(prot) & _PAGE_WIRED)
95                 tlb_wire_entry(NULL, addr, *pte);
96 }
97
98 static void clear_pte_phys(unsigned long addr, pgprot_t prot)
99 {
100         pte_t *pte;
101
102         pte = __get_pte_phys(addr);
103
104         if (pgprot_val(prot) & _PAGE_WIRED)
105                 tlb_unwire_entry();
106
107         set_pte(pte, pfn_pte(0, __pgprot(0)));
108         local_flush_tlb_one(get_asid(), addr);
109 }
110
111 void __set_fixmap(enum fixed_addresses idx, unsigned long phys, pgprot_t prot)
112 {
113         unsigned long address = __fix_to_virt(idx);
114
115         if (idx >= __end_of_fixed_addresses) {
116                 BUG();
117                 return;
118         }
119
120         set_pte_phys(address, phys, prot);
121 }
122
123 void __clear_fixmap(enum fixed_addresses idx, pgprot_t prot)
124 {
125         unsigned long address = __fix_to_virt(idx);
126
127         if (idx >= __end_of_fixed_addresses) {
128                 BUG();
129                 return;
130         }
131
132         clear_pte_phys(address, prot);
133 }
134
135 static pmd_t * __init one_md_table_init(pud_t *pud)
136 {
137         if (pud_none(*pud)) {
138                 pmd_t *pmd;
139
140                 pmd = memblock_alloc(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
141                 if (!pmd)
142                         panic("%s: Failed to allocate %lu bytes align=0x%lx\n",
143                               __func__, PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
144                 pud_populate(&init_mm, pud, pmd);
145                 BUG_ON(pmd != pmd_offset(pud, 0));
146         }
147
148         return pmd_offset(pud, 0);
149 }
150
151 static pte_t * __init one_page_table_init(pmd_t *pmd)
152 {
153         if (pmd_none(*pmd)) {
154                 pte_t *pte;
155
156                 pte = memblock_alloc(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
157                 if (!pte)
158                         panic("%s: Failed to allocate %lu bytes align=0x%lx\n",
159                               __func__, PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
160                 pmd_populate_kernel(&init_mm, pmd, pte);
161                 BUG_ON(pte != pte_offset_kernel(pmd, 0));
162         }
163
164         return pte_offset_kernel(pmd, 0);
165 }
166
167 static pte_t * __init page_table_kmap_check(pte_t *pte, pmd_t *pmd,
168                                             unsigned long vaddr, pte_t *lastpte)
169 {
170         return pte;
171 }
172
173 void __init page_table_range_init(unsigned long start, unsigned long end,
174                                          pgd_t *pgd_base)
175 {
176         pgd_t *pgd;
177         pud_t *pud;
178         pmd_t *pmd;
179         pte_t *pte = NULL;
180         int i, j, k;
181         unsigned long vaddr;
182
183         vaddr = start;
184         i = pgd_index(vaddr);
185         j = pud_index(vaddr);
186         k = pmd_index(vaddr);
187         pgd = pgd_base + i;
188
189         for ( ; (i < PTRS_PER_PGD) && (vaddr != end); pgd++, i++) {
190                 pud = (pud_t *)pgd;
191                 for ( ; (j < PTRS_PER_PUD) && (vaddr != end); pud++, j++) {
192                         pmd = one_md_table_init(pud);
193 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
194                         pmd += k;
195 #endif
196                         for (; (k < PTRS_PER_PMD) && (vaddr != end); pmd++, k++) {
197                                 pte = page_table_kmap_check(one_page_table_init(pmd),
198                                                             pmd, vaddr, pte);
199                                 vaddr += PMD_SIZE;
200                         }
201                         k = 0;
202                 }
203                 j = 0;
204         }
205 }
206 #endif  /* CONFIG_MMU */
207
208 void __init allocate_pgdat(unsigned int nid)
209 {
210         unsigned long start_pfn, end_pfn;
211
212         get_pfn_range_for_nid(nid, &start_pfn, &end_pfn);
213
214 #ifdef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
215         NODE_DATA(nid) = memblock_alloc_try_nid(
216                                 sizeof(struct pglist_data),
217                                 SMP_CACHE_BYTES, MEMBLOCK_LOW_LIMIT,
218                                 MEMBLOCK_ALLOC_ACCESSIBLE, nid);
219         if (!NODE_DATA(nid))
220                 panic("Can't allocate pgdat for node %d\n", nid);
221 #endif
222
223         NODE_DATA(nid)->node_start_pfn = start_pfn;
224         NODE_DATA(nid)->node_spanned_pages = end_pfn - start_pfn;
225 }
226
227 static void __init do_init_bootmem(void)
228 {
229         struct memblock_region *reg;
230
231         /* Add active regions with valid PFNs. */
232         for_each_memblock(memory, reg) {
233                 unsigned long start_pfn, end_pfn;
234                 start_pfn = memblock_region_memory_base_pfn(reg);
235                 end_pfn = memblock_region_memory_end_pfn(reg);
236                 __add_active_range(0, start_pfn, end_pfn);
237         }
238
239         /* All of system RAM sits in node 0 for the non-NUMA case */
240         allocate_pgdat(0);
241         node_set_online(0);
242
243         plat_mem_setup();
244
245         sparse_init();
246 }
247
248 static void __init early_reserve_mem(void)
249 {
250         unsigned long start_pfn;
251         u32 zero_base = (u32)__MEMORY_START + (u32)PHYSICAL_OFFSET;
252         u32 start = zero_base + (u32)CONFIG_ZERO_PAGE_OFFSET;
253
254         /*
255          * Partially used pages are not usable - thus
256          * we are rounding upwards:
257          */
258         start_pfn = PFN_UP(__pa(_end));
259
260         /*
261          * Reserve the kernel text and Reserve the bootmem bitmap. We do
262          * this in two steps (first step was init_bootmem()), because
263          * this catches the (definitely buggy) case of us accidentally
264          * initializing the bootmem allocator with an invalid RAM area.
265          */
266         memblock_reserve(start, (PFN_PHYS(start_pfn) + PAGE_SIZE - 1) - start);
267
268         /*
269          * Reserve physical pages below CONFIG_ZERO_PAGE_OFFSET.
270          */
271         if (CONFIG_ZERO_PAGE_OFFSET != 0)
272                 memblock_reserve(zero_base, CONFIG_ZERO_PAGE_OFFSET);
273
274         /*
275          * Handle additional early reservations
276          */
277         check_for_initrd();
278         reserve_crashkernel();
279 }
280
281 void __init paging_init(void)
282 {
283         unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES];
284         unsigned long vaddr, end;
285
286         sh_mv.mv_mem_init();
287
288         early_reserve_mem();
289
290         /*
291          * Once the early reservations are out of the way, give the
292          * platforms a chance to kick out some memory.
293          */
294         if (sh_mv.mv_mem_reserve)
295                 sh_mv.mv_mem_reserve();
296
297         memblock_enforce_memory_limit(memory_limit);
298         memblock_allow_resize();
299
300         memblock_dump_all();
301
302         /*
303          * Determine low and high memory ranges:
304          */
305         max_low_pfn = max_pfn = memblock_end_of_DRAM() >> PAGE_SHIFT;
306         min_low_pfn = __MEMORY_START >> PAGE_SHIFT;
307
308         nodes_clear(node_online_map);
309
310         memory_start = (unsigned long)__va(__MEMORY_START);
311         memory_end = memory_start + (memory_limit ?: memblock_phys_mem_size());
312
313         uncached_init();
314         pmb_init();
315         do_init_bootmem();
316         ioremap_fixed_init();
317
318         /* We don't need to map the kernel through the TLB, as
319          * it is permanatly mapped using P1. So clear the
320          * entire pgd. */
321         memset(swapper_pg_dir, 0, sizeof(swapper_pg_dir));
322
323         /* Set an initial value for the MMU.TTB so we don't have to
324          * check for a null value. */
325         set_TTB(swapper_pg_dir);
326
327         /*
328          * Populate the relevant portions of swapper_pg_dir so that
329          * we can use the fixmap entries without calling kmalloc.
330          * pte's will be filled in by __set_fixmap().
331          */
332         vaddr = __fix_to_virt(__end_of_fixed_addresses - 1) & PMD_MASK;
333         end = (FIXADDR_TOP + PMD_SIZE - 1) & PMD_MASK;
334         page_table_range_init(vaddr, end, swapper_pg_dir);
335
336         kmap_coherent_init();
337
338         memset(max_zone_pfns, 0, sizeof(max_zone_pfns));
339         max_zone_pfns[ZONE_NORMAL] = max_low_pfn;
340         free_area_init(max_zone_pfns);
341 }
342
343 unsigned int mem_init_done = 0;
344
345 void __init mem_init(void)
346 {
347         pg_data_t *pgdat;
348
349         high_memory = NULL;
350         for_each_online_pgdat(pgdat)
351                 high_memory = max_t(void *, high_memory,
352                                     __va(pgdat_end_pfn(pgdat) << PAGE_SHIFT));
353
354         memblock_free_all();
355
356         /* Set this up early, so we can take care of the zero page */
357         cpu_cache_init();
358
359         /* clear the zero-page */
360         memset(empty_zero_page, 0, PAGE_SIZE);
361         __flush_wback_region(empty_zero_page, PAGE_SIZE);
362
363         vsyscall_init();
364
365         mem_init_print_info(NULL);
366         pr_info("virtual kernel memory layout:\n"
367                 "    fixmap  : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld kB)\n"
368 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
369                 "    pkmap   : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld kB)\n"
370 #endif
371                 "    vmalloc : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld MB)\n"
372                 "    lowmem  : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld MB) (cached)\n"
373 #ifdef CONFIG_UNCACHED_MAPPING
374                 "            : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld MB) (uncached)\n"
375 #endif
376                 "      .init : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld kB)\n"
377                 "      .data : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld kB)\n"
378                 "      .text : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld kB)\n",
379                 FIXADDR_START, FIXADDR_TOP,
380                 (FIXADDR_TOP - FIXADDR_START) >> 10,
381
382 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
383                 PKMAP_BASE, PKMAP_BASE+LAST_PKMAP*PAGE_SIZE,
384                 (LAST_PKMAP*PAGE_SIZE) >> 10,
385 #endif
386
387                 (unsigned long)VMALLOC_START, VMALLOC_END,
388                 (VMALLOC_END - VMALLOC_START) >> 20,
389
390                 (unsigned long)memory_start, (unsigned long)high_memory,
391                 ((unsigned long)high_memory - (unsigned long)memory_start) >> 20,
392
393 #ifdef CONFIG_UNCACHED_MAPPING
394                 uncached_start, uncached_end, uncached_size >> 20,
395 #endif
396
397                 (unsigned long)&__init_begin, (unsigned long)&__init_end,
398                 ((unsigned long)&__init_end -
399                  (unsigned long)&__init_begin) >> 10,
400
401                 (unsigned long)&_etext, (unsigned long)&_edata,
402                 ((unsigned long)&_edata - (unsigned long)&_etext) >> 10,
403
404                 (unsigned long)&_text, (unsigned long)&_etext,
405                 ((unsigned long)&_etext - (unsigned long)&_text) >> 10);
406
407         mem_init_done = 1;
408 }
409
410 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
411 int arch_add_memory(int nid, u64 start, u64 size,
412                     struct mhp_params *params)
413 {
414         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
415         unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
416         int ret;
417
418         if (WARN_ON_ONCE(params->pgprot.pgprot != PAGE_KERNEL.pgprot))
419                 return -EINVAL;
420
421         /* We only have ZONE_NORMAL, so this is easy.. */
422         ret = __add_pages(nid, start_pfn, nr_pages, params);
423         if (unlikely(ret))
424                 printk("%s: Failed, __add_pages() == %d\n", __func__, ret);
425
426         return ret;
427 }
428
429 void arch_remove_memory(int nid, u64 start, u64 size,
430                         struct vmem_altmap *altmap)
431 {
432         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
433         unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
434
435         __remove_pages(start_pfn, nr_pages, altmap);
436 }
437 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */