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