arch/arm/mm/mmu.c

   1 /*
   2  *  linux/arch/arm/mm/mmu.c
   3  *
   4  *  Copyright (C) 1995-2005 Russell King
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   8  * published by the Free Software Foundation.
   9  */
  10 #include <linux/module.h>
  11 #include <linux/kernel.h>
  12 #include <linux/errno.h>
  13 #include <linux/init.h>
  14 #include <linux/bootmem.h>
  15 #include <linux/mman.h>
  16 #include <linux/nodemask.h>
  17
  18 #include <asm/cputype.h>
  19 #include <asm/mach-types.h>
  20 #include <asm/sections.h>
  21 #include <asm/setup.h>
  22 #include <asm/sizes.h>
  23 #include <asm/tlb.h>
  24
  25 #include <asm/mach/arch.h>
  26 #include <asm/mach/map.h>
  27
  28 #include "mm.h"
  29
  30 DEFINE_PER_CPU(struct mmu_gather, mmu_gathers);
  31
  32 /*
  33  * empty_zero_page is a special page that is used for
  34  * zero-initialized data and COW.
  35  */
  36 struct page *empty_zero_page;
  37 EXPORT_SYMBOL(empty_zero_page);
  38
  39 /*
  40  * The pmd table for the upper-most set of pages.
  41  */
  42 pmd_t *top_pmd;
  43
  44 #define CPOLICY_UNCACHED        0
  45 #define CPOLICY_BUFFERED        1
  46 #define CPOLICY_WRITETHROUGH    2
  47 #define CPOLICY_WRITEBACK       3
  48 #define CPOLICY_WRITEALLOC      4
  49
  50 static unsigned int cachepolicy __initdata = CPOLICY_WRITEBACK;
  51 static unsigned int ecc_mask __initdata = 0;
  52 pgprot_t pgprot_user;
  53 pgprot_t pgprot_kernel;
  54
  55 EXPORT_SYMBOL(pgprot_user);
  56 EXPORT_SYMBOL(pgprot_kernel);
  57
  58 struct cachepolicy {
  59         const char      policy[16];
  60         unsigned int    cr_mask;
  61         unsigned int    pmd;
  62         unsigned int    pte;
  63 };
  64
  65 static struct cachepolicy cache_policies[] __initdata = {
  66         {
  67                 .policy         = "uncached",
  68                 .cr_mask        = CR_W|CR_C,
  69                 .pmd            = PMD_SECT_UNCACHED,
  70                 .pte            = L_PTE_MT_UNCACHED,
  71         }, {
  72                 .policy         = "buffered",
  73                 .cr_mask        = CR_C,
  74                 .pmd            = PMD_SECT_BUFFERED,
  75                 .pte            = L_PTE_MT_BUFFERABLE,
  76         }, {
  77                 .policy         = "writethrough",
  78                 .cr_mask        = 0,
  79                 .pmd            = PMD_SECT_WT,
  80                 .pte            = L_PTE_MT_WRITETHROUGH,
  81         }, {
  82                 .policy         = "writeback",
  83                 .cr_mask        = 0,
  84                 .pmd            = PMD_SECT_WB,
  85                 .pte            = L_PTE_MT_WRITEBACK,
  86         }, {
  87                 .policy         = "writealloc",
  88                 .cr_mask        = 0,
  89                 .pmd            = PMD_SECT_WBWA,
  90                 .pte            = L_PTE_MT_WRITEALLOC,
  91         }
  92 };
  93
  94 /*
  95  * These are useful for identifying cache coherency
  96  * problems by allowing the cache or the cache and
  97  * writebuffer to be turned off.  (Note: the write
  98  * buffer should not be on and the cache off).
  99  */
 100 static void __init early_cachepolicy(char **p)
 101 {
 102         int i;
 103
 104         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(cache_policies); i++) {
 105                 int len = strlen(cache_policies[i].policy);
 106
 107                 if (memcmp(*p, cache_policies[i].policy, len) == 0) {
 108                         cachepolicy = i;
 109                         cr_alignment &= ~cache_policies[i].cr_mask;
 110                         cr_no_alignment &= ~cache_policies[i].cr_mask;
 111                         *p += len;
 112                         break;
 113                 }
 114         }
 115         if (i == ARRAY_SIZE(cache_policies))
 116                 printk(KERN_ERR "ERROR: unknown or unsupported cache policy\n");
 117         if (cpu_architecture() >= CPU_ARCH_ARMv6) {
 118                 printk(KERN_WARNING "Only cachepolicy=writeback supported on ARMv6 and later\n");
 119                 cachepolicy = CPOLICY_WRITEBACK;
 120         }
 121         flush_cache_all();
 122         set_cr(cr_alignment);
 123 }
 124 __early_param("cachepolicy=", early_cachepolicy);
 125
 126 static void __init early_nocache(char **__unused)
 127 {
 128         char *p = "buffered";
 129         printk(KERN_WARNING "nocache is deprecated; use cachepolicy=%s\n", p);
 130         early_cachepolicy(&p);
 131 }
 132 __early_param("nocache", early_nocache);
 133
 134 static void __init early_nowrite(char **__unused)
 135 {
 136         char *p = "uncached";
 137         printk(KERN_WARNING "nowb is deprecated; use cachepolicy=%s\n", p);
 138         early_cachepolicy(&p);
 139 }
 140 __early_param("nowb", early_nowrite);
 141
 142 static void __init early_ecc(char **p)
 143 {
 144         if (memcmp(*p, "on", 2) == 0) {
 145                 ecc_mask = PMD_PROTECTION;
 146                 *p += 2;
 147         } else if (memcmp(*p, "off", 3) == 0) {
 148                 ecc_mask = 0;
 149                 *p += 3;
 150         }
 151 }
 152 __early_param("ecc=", early_ecc);
 153
 154 static int __init noalign_setup(char *__unused)
 155 {
 156         cr_alignment &= ~CR_A;
 157         cr_no_alignment &= ~CR_A;
 158         set_cr(cr_alignment);
 159         return 1;
 160 }
 161 __setup("noalign", noalign_setup);
 162
 163 #ifndef CONFIG_SMP
 164 void adjust_cr(unsigned long mask, unsigned long set)
 165 {
 166         unsigned long flags;
 167
 168         mask &= ~CR_A;
 169
 170         set &= mask;
 171
 172         local_irq_save(flags);
 173
 174         cr_no_alignment = (cr_no_alignment & ~mask) | set;
 175         cr_alignment = (cr_alignment & ~mask) | set;
 176
 177         set_cr((get_cr() & ~mask) | set);
 178
 179         local_irq_restore(flags);
 180 }
 181 #endif
 182
 183 #define PROT_PTE_DEVICE         L_PTE_PRESENT|L_PTE_YOUNG|L_PTE_DIRTY|L_PTE_WRITE
 184 #define PROT_SECT_DEVICE        PMD_TYPE_SECT|PMD_SECT_AP_WRITE
 185
 186 static struct mem_type mem_types[] = {
 187         [MT_DEVICE] = {           /* Strongly ordered / ARMv6 shared device */
 188                 .prot_pte       = PROT_PTE_DEVICE | L_PTE_MT_DEV_SHARED |
 189                                   L_PTE_SHARED,
 190                 .prot_l1        = PMD_TYPE_TABLE,
 191                 .prot_sect      = PROT_SECT_DEVICE | PMD_SECT_S,
 192                 .domain         = DOMAIN_IO,
 193         },
 194         [MT_DEVICE_NONSHARED] = { /* ARMv6 non-shared device */
 195                 .prot_pte       = PROT_PTE_DEVICE | L_PTE_MT_DEV_NONSHARED,
 196                 .prot_l1        = PMD_TYPE_TABLE,
 197                 .prot_sect      = PROT_SECT_DEVICE,
 198                 .domain         = DOMAIN_IO,
 199         },
 200         [MT_DEVICE_CACHED] = {    /* ioremap_cached */
 201                 .prot_pte       = PROT_PTE_DEVICE | L_PTE_MT_DEV_CACHED,
 202                 .prot_l1        = PMD_TYPE_TABLE,
 203                 .prot_sect      = PROT_SECT_DEVICE | PMD_SECT_WB,
 204                 .domain         = DOMAIN_IO,
 205         },
 206         [MT_DEVICE_WC] = {      /* ioremap_wc */
 207                 .prot_pte       = PROT_PTE_DEVICE | L_PTE_MT_DEV_WC,
 208                 .prot_l1        = PMD_TYPE_TABLE,
 209                 .prot_sect      = PROT_SECT_DEVICE,
 210                 .domain         = DOMAIN_IO,
 211         },
 212         [MT_UNCACHED] = {
 213                 .prot_pte       = PROT_PTE_DEVICE,
 214                 .prot_l1        = PMD_TYPE_TABLE,
 215                 .prot_sect      = PMD_TYPE_SECT | PMD_SECT_XN,
 216                 .domain         = DOMAIN_IO,
 217         },
 218         [MT_CACHECLEAN] = {
 219                 .prot_sect = PMD_TYPE_SECT | PMD_SECT_XN,
 220                 .domain    = DOMAIN_KERNEL,
 221         },
 222         [MT_MINICLEAN] = {
 223                 .prot_sect = PMD_TYPE_SECT | PMD_SECT_XN | PMD_SECT_MINICACHE,
 224                 .domain    = DOMAIN_KERNEL,
 225         },
 226         [MT_LOW_VECTORS] = {
 227                 .prot_pte  = L_PTE_PRESENT | L_PTE_YOUNG | L_PTE_DIRTY |
 228                                 L_PTE_EXEC,
 229                 .prot_l1   = PMD_TYPE_TABLE,
 230                 .domain    = DOMAIN_USER,
 231         },
 232         [MT_HIGH_VECTORS] = {
 233                 .prot_pte  = L_PTE_PRESENT | L_PTE_YOUNG | L_PTE_DIRTY |
 234                                 L_PTE_USER | L_PTE_EXEC,
 235                 .prot_l1   = PMD_TYPE_TABLE,
 236                 .domain    = DOMAIN_USER,
 237         },
 238         [MT_MEMORY] = {
 239                 .prot_sect = PMD_TYPE_SECT | PMD_SECT_AP_WRITE,
 240                 .domain    = DOMAIN_KERNEL,
 241         },
 242         [MT_ROM] = {
 243                 .prot_sect = PMD_TYPE_SECT,
 244                 .domain    = DOMAIN_KERNEL,
 245         },
 246 };
 247
 248 const struct mem_type *get_mem_type(unsigned int type)
 249 {
 250         return type < ARRAY_SIZE(mem_types) ? &mem_types[type] : NULL;
 251 }
 252
 253 /*
 254  * Adjust the PMD section entries according to the CPU in use.
 255  */
 256 static void __init build_mem_type_table(void)
 257 {
 258         struct cachepolicy *cp;
 259         unsigned int cr = get_cr();
 260         unsigned int user_pgprot, kern_pgprot, vecs_pgprot;
 261         int cpu_arch = cpu_architecture();
 262         int i;
 263
 264         if (cpu_arch < CPU_ARCH_ARMv6) {
 265 #if defined(CONFIG_CPU_DCACHE_DISABLE)
 266                 if (cachepolicy > CPOLICY_BUFFERED)
 267                         cachepolicy = CPOLICY_BUFFERED;
 268 #elif defined(CONFIG_CPU_DCACHE_WRITETHROUGH)
 269                 if (cachepolicy > CPOLICY_WRITETHROUGH)
 270                         cachepolicy = CPOLICY_WRITETHROUGH;
 271 #endif
 272         }
 273         if (cpu_arch < CPU_ARCH_ARMv5) {
 274                 if (cachepolicy >= CPOLICY_WRITEALLOC)
 275                         cachepolicy = CPOLICY_WRITEBACK;
 276                 ecc_mask = 0;
 277         }
 278 #ifdef CONFIG_SMP
 279         cachepolicy = CPOLICY_WRITEALLOC;
 280 #endif
 281
 282         /*
 283          * Strip out features not present on earlier architectures.
 284          * Pre-ARMv5 CPUs don't have TEX bits.  Pre-ARMv6 CPUs or those
 285          * without extended page tables don't have the 'Shared' bit.
 286          */
 287         if (cpu_arch < CPU_ARCH_ARMv5)
 288                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(mem_types); i++)
 289                         mem_types[i].prot_sect &= ~PMD_SECT_TEX(7);
 290         if ((cpu_arch < CPU_ARCH_ARMv6 || !(cr & CR_XP)) && !cpu_is_xsc3())
 291                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(mem_types); i++)
 292                         mem_types[i].prot_sect &= ~PMD_SECT_S;
 293
 294         /*
 295          * ARMv5 and lower, bit 4 must be set for page tables (was: cache
 296          * "update-able on write" bit on ARM610).  However, Xscale and
 297          * Xscale3 require this bit to be cleared.
 298          */
 299         if (cpu_is_xscale() || cpu_is_xsc3()) {
 300                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(mem_types); i++) {
 301                         mem_types[i].prot_sect &= ~PMD_BIT4;
 302                         mem_types[i].prot_l1 &= ~PMD_BIT4;
 303                 }
 304         } else if (cpu_arch < CPU_ARCH_ARMv6) {
 305                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(mem_types); i++) {
 306                         if (mem_types[i].prot_l1)
 307                                 mem_types[i].prot_l1 |= PMD_BIT4;
 308                         if (mem_types[i].prot_sect)
 309                                 mem_types[i].prot_sect |= PMD_BIT4;
 310                 }
 311         }
 312
 313         /*
 314          * Mark the device areas according to the CPU/architecture.
 315          */
 316         if (cpu_is_xsc3() || (cpu_arch >= CPU_ARCH_ARMv6 && (cr & CR_XP))) {
 317                 if (!cpu_is_xsc3()) {
 318                         /*
 319                          * Mark device regions on ARMv6+ as execute-never
 320                          * to prevent speculative instruction fetches.
 321                          */
 322                         mem_types[MT_DEVICE].prot_sect |= PMD_SECT_XN;
 323                         mem_types[MT_DEVICE_NONSHARED].prot_sect |= PMD_SECT_XN;
 324                         mem_types[MT_DEVICE_CACHED].prot_sect |= PMD_SECT_XN;
 325                         mem_types[MT_DEVICE_WC].prot_sect |= PMD_SECT_XN;
 326                 }
 327                 if (cpu_arch >= CPU_ARCH_ARMv7 && (cr & CR_TRE)) {
 328                         /*
 329                          * For ARMv7 with TEX remapping,
 330                          * - shared device is SXCB=1100
 331                          * - nonshared device is SXCB=0100
 332                          * - write combine device mem is SXCB=0001
 333                          * (Uncached Normal memory)
 334                          */
 335                         mem_types[MT_DEVICE].prot_sect |= PMD_SECT_TEX(1);
 336                         mem_types[MT_DEVICE_NONSHARED].prot_sect |= PMD_SECT_TEX(1);
 337                         mem_types[MT_DEVICE_WC].prot_sect |= PMD_SECT_BUFFERABLE;
 338                 } else if (cpu_is_xsc3()) {
 339                         /*
 340                          * For Xscale3,
 341                          * - shared device is TEXCB=00101
 342                          * - nonshared device is TEXCB=01000
 343                          * - write combine device mem is TEXCB=00100
 344                          * (Inner/Outer Uncacheable in xsc3 parlance)
 345                          */
 346                         mem_types[MT_DEVICE].prot_sect |= PMD_SECT_TEX(1) | PMD_SECT_BUFFERED;
 347                         mem_types[MT_DEVICE_NONSHARED].prot_sect |= PMD_SECT_TEX(2);
 348                         mem_types[MT_DEVICE_WC].prot_sect |= PMD_SECT_TEX(1);
 349                 } else {
 350                         /*
 351                          * For ARMv6 and ARMv7 without TEX remapping,
 352                          * - shared device is TEXCB=00001
 353                          * - nonshared device is TEXCB=01000
 354                          * - write combine device mem is TEXCB=00100
 355                          * (Uncached Normal in ARMv6 parlance).
 356                          */
 357                         mem_types[MT_DEVICE].prot_sect |= PMD_SECT_BUFFERED;
 358                         mem_types[MT_DEVICE_NONSHARED].prot_sect |= PMD_SECT_TEX(2);
 359                         mem_types[MT_DEVICE_WC].prot_sect |= PMD_SECT_TEX(1);
 360                 }
 361         } else {
 362                 /*
 363                  * On others, write combining is "Uncached/Buffered"
 364                  */
 365                 mem_types[MT_DEVICE_WC].prot_sect |= PMD_SECT_BUFFERABLE;
 366         }
 367
 368         /*
 369          * Now deal with the memory-type mappings
 370          */
 371         cp = &cache_policies[cachepolicy];
 372         vecs_pgprot = kern_pgprot = user_pgprot = cp->pte;
 373
 374 #ifndef CONFIG_SMP
 375         /*
 376          * Only use write-through for non-SMP systems
 377          */
 378         if (cpu_arch >= CPU_ARCH_ARMv5 && cachepolicy > CPOLICY_WRITETHROUGH)
 379                 vecs_pgprot = cache_policies[CPOLICY_WRITETHROUGH].pte;
 380 #endif
 381
 382         /*
 383          * Enable CPU-specific coherency if supported.
 384          * (Only available on XSC3 at the moment.)
 385          */
 386         if (arch_is_coherent() && cpu_is_xsc3())
 387                 mem_types[MT_MEMORY].prot_sect |= PMD_SECT_S;
 388
 389         /*
 390          * ARMv6 and above have extended page tables.
 391          */
 392         if (cpu_arch >= CPU_ARCH_ARMv6 && (cr & CR_XP)) {
 393                 /*
 394                  * Mark cache clean areas and XIP ROM read only
 395                  * from SVC mode and no access from userspace.
 396                  */
 397                 mem_types[MT_ROM].prot_sect |= PMD_SECT_APX|PMD_SECT_AP_WRITE;
 398                 mem_types[MT_MINICLEAN].prot_sect |= PMD_SECT_APX|PMD_SECT_AP_WRITE;
 399                 mem_types[MT_CACHECLEAN].prot_sect |= PMD_SECT_APX|PMD_SECT_AP_WRITE;
 400
 401 #ifdef CONFIG_SMP
 402                 /*
 403                  * Mark memory with the "shared" attribute for SMP systems
 404                  */
 405                 user_pgprot |= L_PTE_SHARED;
 406                 kern_pgprot |= L_PTE_SHARED;
 407                 vecs_pgprot |= L_PTE_SHARED;
 408                 mem_types[MT_MEMORY].prot_sect |= PMD_SECT_S;
 409 #endif
 410         }
 411
 412         for (i = 0; i < 16; i++) {
 413                 unsigned long v = pgprot_val(protection_map[i]);
 414                 protection_map[i] = __pgprot(v | user_pgprot);
 415         }
 416
 417         mem_types[MT_LOW_VECTORS].prot_pte |= vecs_pgprot;
 418         mem_types[MT_HIGH_VECTORS].prot_pte |= vecs_pgprot;
 419
 420         pgprot_user   = __pgprot(L_PTE_PRESENT | L_PTE_YOUNG | user_pgprot);
 421         pgprot_kernel = __pgprot(L_PTE_PRESENT | L_PTE_YOUNG |
 422                                  L_PTE_DIRTY | L_PTE_WRITE |
 423                                  L_PTE_EXEC | kern_pgprot);
 424
 425         mem_types[MT_LOW_VECTORS].prot_l1 |= ecc_mask;
 426         mem_types[MT_HIGH_VECTORS].prot_l1 |= ecc_mask;
 427         mem_types[MT_MEMORY].prot_sect |= ecc_mask | cp->pmd;
 428         mem_types[MT_ROM].prot_sect |= cp->pmd;
 429
 430         switch (cp->pmd) {
 431         case PMD_SECT_WT:
 432                 mem_types[MT_CACHECLEAN].prot_sect |= PMD_SECT_WT;
 433                 break;
 434         case PMD_SECT_WB:
 435         case PMD_SECT_WBWA:
 436                 mem_types[MT_CACHECLEAN].prot_sect |= PMD_SECT_WB;
 437                 break;
 438         }
 439         printk("Memory policy: ECC %sabled, Data cache %s\n",
 440                 ecc_mask ? "en" : "dis", cp->policy);
 441
 442         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(mem_types); i++) {
 443                 struct mem_type *t = &mem_types[i];
 444                 if (t->prot_l1)
 445                         t->prot_l1 |= PMD_DOMAIN(t->domain);
 446                 if (t->prot_sect)
 447                         t->prot_sect |= PMD_DOMAIN(t->domain);
 448         }
 449 }
 450
 451 #define vectors_base()  (vectors_high() ? 0xffff0000 : 0)
 452
 453 static void __init alloc_init_pte(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
 454                                   unsigned long end, unsigned long pfn,
 455                                   const struct mem_type *type)
 456 {
 457         pte_t *pte;
 458
 459         if (pmd_none(*pmd)) {
 460                 pte = alloc_bootmem_low_pages(2 * PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t));
 461                 __pmd_populate(pmd, __pa(pte) | type->prot_l1);
 462         }
 463
 464         pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
 465         do {
 466                 set_pte_ext(pte, pfn_pte(pfn, __pgprot(type->prot_pte)), 0);
 467                 pfn++;
 468         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
 469 }
 470
 471 static void __init alloc_init_section(pgd_t *pgd, unsigned long addr,
 472                                       unsigned long end, unsigned long phys,
 473                                       const struct mem_type *type)
 474 {
 475         pmd_t *pmd = pmd_offset(pgd, addr);
 476
 477         /*
 478          * Try a section mapping - end, addr and phys must all be aligned
 479          * to a section boundary.  Note that PMDs refer to the individual
 480          * L1 entries, whereas PGDs refer to a group of L1 entries making
 481          * up one logical pointer to an L2 table.
 482          */
 483         if (((addr | end | phys) & ~SECTION_MASK) == 0) {
 484                 pmd_t *p = pmd;
 485
 486                 if (addr & SECTION_SIZE)
 487                         pmd++;
 488
 489                 do {
 490                         *pmd = __pmd(phys | type->prot_sect);
 491                         phys += SECTION_SIZE;
 492                 } while (pmd++, addr += SECTION_SIZE, addr != end);
 493
 494                 flush_pmd_entry(p);
 495         } else {
 496                 /*
 497                  * No need to loop; pte's aren't interested in the
 498                  * individual L1 entries.
 499                  */
 500                 alloc_init_pte(pmd, addr, end, __phys_to_pfn(phys), type);
 501         }
 502 }
 503
 504 static void __init create_36bit_mapping(struct map_desc *md,
 505                                         const struct mem_type *type)
 506 {
 507         unsigned long phys, addr, length, end;
 508         pgd_t *pgd;
 509
 510         addr = md->virtual;
 511         phys = (unsigned long)__pfn_to_phys(md->pfn);
 512         length = PAGE_ALIGN(md->length);
 513
 514         if (!(cpu_architecture() >= CPU_ARCH_ARMv6 || cpu_is_xsc3())) {
 515                 printk(KERN_ERR "MM: CPU does not support supersection "
 516                        "mapping for 0x%08llx at 0x%08lx\n",
 517                        __pfn_to_phys((u64)md->pfn), addr);
 518                 return;
 519         }
 520
 521         /* N.B. ARMv6 supersections are only defined to work with domain 0.
 522          *      Since domain assignments can in fact be arbitrary, the
 523          *      'domain == 0' check below is required to insure that ARMv6
 524          *      supersections are only allocated for domain 0 regardless
 525          *      of the actual domain assignments in use.
 526          */
 527         if (type->domain) {
 528                 printk(KERN_ERR "MM: invalid domain in supersection "
 529                        "mapping for 0x%08llx at 0x%08lx\n",
 530                        __pfn_to_phys((u64)md->pfn), addr);
 531                 return;
 532         }
 533
 534         if ((addr | length | __pfn_to_phys(md->pfn)) & ~SUPERSECTION_MASK) {
 535                 printk(KERN_ERR "MM: cannot create mapping for "
 536                        "0x%08llx at 0x%08lx invalid alignment\n",
 537                        __pfn_to_phys((u64)md->pfn), addr);
 538                 return;
 539         }
 540
 541         /*
 542          * Shift bits [35:32] of address into bits [23:20] of PMD
 543          * (See ARMv6 spec).
 544          */
 545         phys |= (((md->pfn >> (32 - PAGE_SHIFT)) & 0xF) << 20);
 546
 547         pgd = pgd_offset_k(addr);
 548         end = addr + length;
 549         do {
 550                 pmd_t *pmd = pmd_offset(pgd, addr);
 551                 int i;
 552
 553                 for (i = 0; i < 16; i++)
 554                         *pmd++ = __pmd(phys | type->prot_sect | PMD_SECT_SUPER);
 555
 556                 addr += SUPERSECTION_SIZE;
 557                 phys += SUPERSECTION_SIZE;
 558                 pgd += SUPERSECTION_SIZE >> PGDIR_SHIFT;
 559         } while (addr != end);
 560 }
 561
 562 /*
 563  * Create the page directory entries and any necessary
 564  * page tables for the mapping specified by `md'.  We
 565  * are able to cope here with varying sizes and address
 566  * offsets, and we take full advantage of sections and
 567  * supersections.
 568  */
 569 void __init create_mapping(struct map_desc *md)
 570 {
 571         unsigned long phys, addr, length, end;
 572         const struct mem_type *type;
 573         pgd_t *pgd;
 574
 575         if (md->virtual != vectors_base() && md->virtual < TASK_SIZE) {
 576                 printk(KERN_WARNING "BUG: not creating mapping for "
 577                        "0x%08llx at 0x%08lx in user region\n",
 578                        __pfn_to_phys((u64)md->pfn), md->virtual);
 579                 return;
 580         }
 581
 582         if ((md->type == MT_DEVICE || md->type == MT_ROM) &&
 583             md->virtual >= PAGE_OFFSET && md->virtual < VMALLOC_END) {
 584                 printk(KERN_WARNING "BUG: mapping for 0x%08llx at 0x%08lx "
 585                        "overlaps vmalloc space\n",
 586                        __pfn_to_phys((u64)md->pfn), md->virtual);
 587         }
 588
 589         type = &mem_types[md->type];
 590
 591         /*
 592          * Catch 36-bit addresses
 593          */
 594         if (md->pfn >= 0x100000) {
 595                 create_36bit_mapping(md, type);
 596                 return;
 597         }
 598
 599         addr = md->virtual & PAGE_MASK;
 600         phys = (unsigned long)__pfn_to_phys(md->pfn);
 601         length = PAGE_ALIGN(md->length + (md->virtual & ~PAGE_MASK));
 602
 603         if (type->prot_l1 == 0 && ((addr | phys | length) & ~SECTION_MASK)) {
 604                 printk(KERN_WARNING "BUG: map for 0x%08lx at 0x%08lx can not "
 605                        "be mapped using pages, ignoring.\n",
 606                        __pfn_to_phys(md->pfn), addr);
 607                 return;
 608         }
 609
 610         pgd = pgd_offset_k(addr);
 611         end = addr + length;
 612         do {
 613                 unsigned long next = pgd_addr_end(addr, end);
 614
 615                 alloc_init_section(pgd, addr, next, phys, type);
 616
 617                 phys += next - addr;
 618                 addr = next;
 619         } while (pgd++, addr != end);
 620 }
 621
 622 /*
 623  * Create the architecture specific mappings
 624  */
 625 void __init iotable_init(struct map_desc *io_desc, int nr)
 626 {
 627         int i;
 628
 629         for (i = 0; i < nr; i++)
 630                 create_mapping(io_desc + i);
 631 }
 632
 633 static unsigned long __initdata vmalloc_reserve = SZ_128M;
 634
 635 /*
 636  * vmalloc=size forces the vmalloc area to be exactly 'size'
 637  * bytes. This can be used to increase (or decrease) the vmalloc
 638  * area - the default is 128m.
 639  */
 640 static void __init early_vmalloc(char **arg)
 641 {
 642         vmalloc_reserve = memparse(*arg, arg);
 643
 644         if (vmalloc_reserve < SZ_16M) {
 645                 vmalloc_reserve = SZ_16M;
 646                 printk(KERN_WARNING
 647                         "vmalloc area too small, limiting to %luMB\n",
 648                         vmalloc_reserve >> 20);
 649         }
 650
 651         if (vmalloc_reserve > VMALLOC_END - (PAGE_OFFSET + SZ_32M)) {
 652                 vmalloc_reserve = VMALLOC_END - (PAGE_OFFSET + SZ_32M);
 653                 printk(KERN_WARNING
 654                         "vmalloc area is too big, limiting to %luMB\n",
 655                         vmalloc_reserve >> 20);
 656         }
 657 }
 658 __early_param("vmalloc=", early_vmalloc);
 659
 660 #define VMALLOC_MIN     (void *)(VMALLOC_END - vmalloc_reserve)
 661
 662 static void __init sanity_check_meminfo(void)
 663 {
 664         int i, j;
 665
 666         for (i = 0, j = 0; i < meminfo.nr_banks; i++) {
 667                 struct membank *bank = &meminfo.bank[j];
 668                 *bank = meminfo.bank[i];
 669
 670 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 671                 /*
 672                  * Split those memory banks which are partially overlapping
 673                  * the vmalloc area greatly simplifying things later.
 674                  */
 675                 if (__va(bank->start) < VMALLOC_MIN &&
 676                     bank->size > VMALLOC_MIN - __va(bank->start)) {
 677                         if (meminfo.nr_banks >= NR_BANKS) {
 678                                 printk(KERN_CRIT "NR_BANKS too low, "
 679                                                  "ignoring high memory\n");
 680                         } else {
 681                                 memmove(bank + 1, bank,
 682                                         (meminfo.nr_banks - i) * sizeof(*bank));
 683                                 meminfo.nr_banks++;
 684                                 i++;
 685                                 bank[1].size -= VMALLOC_MIN - __va(bank->start);
 686                                 bank[1].start = __pa(VMALLOC_MIN - 1) + 1;
 687                                 j++;
 688                         }
 689                         bank->size = VMALLOC_MIN - __va(bank->start);
 690                 }
 691 #else
 692                 /*
 693                  * Check whether this memory bank would entirely overlap
 694                  * the vmalloc area.
 695                  */
 696                 if (__va(bank->start) >= VMALLOC_MIN) {
 697                         printk(KERN_NOTICE "Ignoring RAM at %.8lx-%.8lx "
 698                                "(vmalloc region overlap).\n",
 699                                bank->start, bank->start + bank->size - 1);
 700                         continue;
 701                 }
 702
 703                 /*
 704                  * Check whether this memory bank would partially overlap
 705                  * the vmalloc area.
 706                  */
 707                 if (__va(bank->start + bank->size) > VMALLOC_MIN ||
 708                     __va(bank->start + bank->size) < __va(bank->start)) {
 709                         unsigned long newsize = VMALLOC_MIN - __va(bank->start);
 710                         printk(KERN_NOTICE "Truncating RAM at %.8lx-%.8lx "
 711                                "to -%.8lx (vmalloc region overlap).\n",
 712                                bank->start, bank->start + bank->size - 1,
 713                                bank->start + newsize - 1);
 714                         bank->size = newsize;
 715                 }
 716 #endif
 717                 j++;
 718         }
 719         meminfo.nr_banks = j;
 720 }
 721
 722 static inline void prepare_page_table(void)
 723 {
 724         unsigned long addr;
 725
 726         /*
 727          * Clear out all the mappings below the kernel image.
 728          */
 729         for (addr = 0; addr < MODULES_VADDR; addr += PGDIR_SIZE)
 730                 pmd_clear(pmd_off_k(addr));
 731
 732 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 733         /* The XIP kernel is mapped in the module area -- skip over it */
 734         addr = ((unsigned long)_etext + PGDIR_SIZE - 1) & PGDIR_MASK;
 735 #endif
 736         for ( ; addr < PAGE_OFFSET; addr += PGDIR_SIZE)
 737                 pmd_clear(pmd_off_k(addr));
 738
 739         /*
 740          * Clear out all the kernel space mappings, except for the first
 741          * memory bank, up to the end of the vmalloc region.
 742          */
 743         for (addr = __phys_to_virt(bank_phys_end(&meminfo.bank[0]));
 744              addr < VMALLOC_END; addr += PGDIR_SIZE)
 745                 pmd_clear(pmd_off_k(addr));
 746 }
 747
 748 /*
 749  * Reserve the various regions of node 0
 750  */
 751 void __init reserve_node_zero(pg_data_t *pgdat)
 752 {
 753         unsigned long res_size = 0;
 754
 755         /*
 756          * Register the kernel text and data with bootmem.
 757          * Note that this can only be in node 0.
 758          */
 759 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 760         reserve_bootmem_node(pgdat, __pa(_data), _end - _data,
 761                         BOOTMEM_DEFAULT);
 762 #else
 763         reserve_bootmem_node(pgdat, __pa(_stext), _end - _stext,
 764                         BOOTMEM_DEFAULT);
 765 #endif
 766
 767         /*
 768          * Reserve the page tables.  These are already in use,
 769          * and can only be in node 0.
 770          */
 771         reserve_bootmem_node(pgdat, __pa(swapper_pg_dir),
 772                              PTRS_PER_PGD * sizeof(pgd_t), BOOTMEM_DEFAULT);
 773
 774         /*
 775          * Hmm... This should go elsewhere, but we really really need to
 776          * stop things allocating the low memory; ideally we need a better
 777          * implementation of GFP_DMA which does not assume that DMA-able
 778          * memory starts at zero.
 779          */
 780         if (machine_is_integrator() || machine_is_cintegrator())
 781                 res_size = __pa(swapper_pg_dir) - PHYS_OFFSET;
 782
 783         /*
 784          * These should likewise go elsewhere.  They pre-reserve the
 785          * screen memory region at the start of main system memory.
 786          */
 787         if (machine_is_edb7211())
 788                 res_size = 0x00020000;
 789         if (machine_is_p720t())
 790                 res_size = 0x00014000;
 791
 792         /* H1940 and RX3715 need to reserve this for suspend */
 793
 794         if (machine_is_h1940() || machine_is_rx3715()) {
 795                 reserve_bootmem_node(pgdat, 0x30003000, 0x1000,
 796                                 BOOTMEM_DEFAULT);
 797                 reserve_bootmem_node(pgdat, 0x30081000, 0x1000,
 798                                 BOOTMEM_DEFAULT);
 799         }
 800
 801 #ifdef CONFIG_SA1111
 802         /*
 803          * Because of the SA1111 DMA bug, we want to preserve our
 804          * precious DMA-able memory...
 805          */
 806         res_size = __pa(swapper_pg_dir) - PHYS_OFFSET;
 807 #endif
 808         if (res_size)
 809                 reserve_bootmem_node(pgdat, PHYS_OFFSET, res_size,
 810                                 BOOTMEM_DEFAULT);
 811 }
 812
 813 /*
 814  * Set up device the mappings.  Since we clear out the page tables for all
 815  * mappings above VMALLOC_END, we will remove any debug device mappings.
 816  * This means you have to be careful how you debug this function, or any
 817  * called function.  This means you can't use any function or debugging
 818  * method which may touch any device, otherwise the kernel _will_ crash.
 819  */
 820 static void __init devicemaps_init(struct machine_desc *mdesc)
 821 {
 822         struct map_desc map;
 823         unsigned long addr;
 824         void *vectors;
 825
 826         /*
 827          * Allocate the vector page early.
 828          */
 829         vectors = alloc_bootmem_low_pages(PAGE_SIZE);
 830
 831         for (addr = VMALLOC_END; addr; addr += PGDIR_SIZE)
 832                 pmd_clear(pmd_off_k(addr));
 833
 834         /*
 835          * Map the kernel if it is XIP.
 836          * It is always first in the modulearea.
 837          */
 838 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 839         map.pfn = __phys_to_pfn(CONFIG_XIP_PHYS_ADDR & SECTION_MASK);
 840         map.virtual = MODULES_VADDR;
 841         map.length = ((unsigned long)_etext - map.virtual + ~SECTION_MASK) & SECTION_MASK;
 842         map.type = MT_ROM;
 843         create_mapping(&map);
 844 #endif
 845
 846         /*
 847          * Map the cache flushing regions.
 848          */
 849 #ifdef FLUSH_BASE
 850         map.pfn = __phys_to_pfn(FLUSH_BASE_PHYS);
 851         map.virtual = FLUSH_BASE;
 852         map.length = SZ_1M;
 853         map.type = MT_CACHECLEAN;
 854         create_mapping(&map);
 855 #endif
 856 #ifdef FLUSH_BASE_MINICACHE
 857         map.pfn = __phys_to_pfn(FLUSH_BASE_PHYS + SZ_1M);
 858         map.virtual = FLUSH_BASE_MINICACHE;
 859         map.length = SZ_1M;
 860         map.type = MT_MINICLEAN;
 861         create_mapping(&map);
 862 #endif
 863
 864         /*
 865          * Create a mapping for the machine vectors at the high-vectors
 866          * location (0xffff0000).  If we aren't using high-vectors, also
 867          * create a mapping at the low-vectors virtual address.
 868          */
 869         map.pfn = __phys_to_pfn(virt_to_phys(vectors));
 870         map.virtual = 0xffff0000;
 871         map.length = PAGE_SIZE;
 872         map.type = MT_HIGH_VECTORS;
 873         create_mapping(&map);
 874
 875         if (!vectors_high()) {
 876                 map.virtual = 0;
 877                 map.type = MT_LOW_VECTORS;
 878                 create_mapping(&map);
 879         }
 880
 881         /*
 882          * Ask the machine support to map in the statically mapped devices.
 883          */
 884         if (mdesc->map_io)
 885                 mdesc->map_io();
 886
 887         /*
 888          * Finally flush the caches and tlb to ensure that we're in a
 889          * consistent state wrt the writebuffer.  This also ensures that
 890          * any write-allocated cache lines in the vector page are written
 891          * back.  After this point, we can start to touch devices again.
 892          */
 893         local_flush_tlb_all();
 894         flush_cache_all();
 895 }
 896
 897 /*
 898  * paging_init() sets up the page tables, initialises the zone memory
 899  * maps, and sets up the zero page, bad page and bad page tables.
 900  */
 901 void __init paging_init(struct machine_desc *mdesc)
 902 {
 903         void *zero_page;
 904
 905         build_mem_type_table();
 906         sanity_check_meminfo();
 907         prepare_page_table();
 908         bootmem_init();
 909         devicemaps_init(mdesc);
 910
 911         top_pmd = pmd_off_k(0xffff0000);
 912
 913         /*
 914          * allocate the zero page.  Note that this always succeeds and
 915          * returns a zeroed result.
 916          */
 917         zero_page = alloc_bootmem_low_pages(PAGE_SIZE);
 918         empty_zero_page = virt_to_page(zero_page);
 919         flush_dcache_page(empty_zero_page);
 920 }
 921
 922 /*
 923  * In order to soft-boot, we need to insert a 1:1 mapping in place of
 924  * the user-mode pages.  This will then ensure that we have predictable
 925  * results when turning the mmu off
 926  */
 927 void setup_mm_for_reboot(char mode)
 928 {
 929         unsigned long base_pmdval;
 930         pgd_t *pgd;
 931         int i;
 932
 933         if (current->mm && current->mm->pgd)
 934                 pgd = current->mm->pgd;
 935         else
 936                 pgd = init_mm.pgd;
 937
 938         base_pmdval = PMD_SECT_AP_WRITE | PMD_SECT_AP_READ | PMD_TYPE_SECT;
 939         if (cpu_architecture() <= CPU_ARCH_ARMv5TEJ && !cpu_is_xscale())
 940                 base_pmdval |= PMD_BIT4;
 941
 942         for (i = 0; i < FIRST_USER_PGD_NR + USER_PTRS_PER_PGD; i++, pgd++) {
 943                 unsigned long pmdval = (i << PGDIR_SHIFT) | base_pmdval;
 944                 pmd_t *pmd;
 945
 946                 pmd = pmd_off(pgd, i << PGDIR_SHIFT);
 947                 pmd[0] = __pmd(pmdval);
 948                 pmd[1] = __pmd(pmdval + (1 << (PGDIR_SHIFT - 1)));
 949                 flush_pmd_entry(pmd);
 950         }
 951 }