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