arch/arm64/mm/init.c

   1 /*
   2  * Based on arch/arm/mm/init.c
   3  *
   4  * Copyright (C) 1995-2005 Russell King
   5  * Copyright (C) 2012 ARM Ltd.
   6  *
   7  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   8  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   9  * published by the Free Software Foundation.
  10  *
  11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  * GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  18  */
  19
  20 #include <linux/kernel.h>
  21 #include <linux/export.h>
  22 #include <linux/errno.h>
  23 #include <linux/swap.h>
  24 #include <linux/init.h>
  25 #include <linux/bootmem.h>
  26 #include <linux/mman.h>
  27 #include <linux/nodemask.h>
  28 #include <linux/initrd.h>
  29 #include <linux/gfp.h>
  30 #include <linux/memblock.h>
  31 #include <linux/sort.h>
  32 #include <linux/of_fdt.h>
  33 #include <linux/dma-mapping.h>
  34 #include <linux/dma-contiguous.h>
  35 #include <linux/efi.h>
  36
  37 #include <asm/fixmap.h>
  38 #include <asm/sections.h>
  39 #include <asm/setup.h>
  40 #include <asm/sizes.h>
  41 #include <asm/tlb.h>
  42
  43 #include "mm.h"
  44
  45 phys_addr_t memstart_addr __read_mostly = 0;
  46
  47 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
  48 static int __init early_initrd(char *p)
  49 {
  50         unsigned long start, size;
  51         char *endp;
  52
  53         start = memparse(p, &endp);
  54         if (*endp == ',') {
  55                 size = memparse(endp + 1, NULL);
  56
  57                 initrd_start = (unsigned long)__va(start);
  58                 initrd_end = (unsigned long)__va(start + size);
  59         }
  60         return 0;
  61 }
  62 early_param("initrd", early_initrd);
  63 #endif
  64
  65 /*
  66  * Return the maximum physical address for ZONE_DMA (DMA_BIT_MASK(32)). It
  67  * currently assumes that for memory starting above 4G, 32-bit devices will
  68  * use a DMA offset.
  69  */
  70 static phys_addr_t max_zone_dma_phys(void)
  71 {
  72         phys_addr_t offset = memblock_start_of_DRAM() & GENMASK_ULL(63, 32);
  73         return min(offset + (1ULL << 32), memblock_end_of_DRAM());
  74 }
  75
  76 static void __init zone_sizes_init(unsigned long min, unsigned long max)
  77 {
  78         struct memblock_region *reg;
  79         unsigned long zone_size[MAX_NR_ZONES], zhole_size[MAX_NR_ZONES];
  80         unsigned long max_dma = min;
  81
  82         memset(zone_size, 0, sizeof(zone_size));
  83
  84         /* 4GB maximum for 32-bit only capable devices */
  85         if (IS_ENABLED(CONFIG_ZONE_DMA)) {
  86                 max_dma = PFN_DOWN(max_zone_dma_phys());
  87                 zone_size[ZONE_DMA] = max_dma - min;
  88         }
  89         zone_size[ZONE_NORMAL] = max - max_dma;
  90
  91         memcpy(zhole_size, zone_size, sizeof(zhole_size));
  92
  93         for_each_memblock(memory, reg) {
  94                 unsigned long start = memblock_region_memory_base_pfn(reg);
  95                 unsigned long end = memblock_region_memory_end_pfn(reg);
  96
  97                 if (start >= max)
  98                         continue;
  99
 100                 if (IS_ENABLED(CONFIG_ZONE_DMA) && start < max_dma) {
 101                         unsigned long dma_end = min(end, max_dma);
 102                         zhole_size[ZONE_DMA] -= dma_end - start;
 103                 }
 104
 105                 if (end > max_dma) {
 106                         unsigned long normal_end = min(end, max);
 107                         unsigned long normal_start = max(start, max_dma);
 108                         zhole_size[ZONE_NORMAL] -= normal_end - normal_start;
 109                 }
 110         }
 111
 112         free_area_init_node(0, zone_size, min, zhole_size);
 113 }
 114
 115 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_PFN_VALID
 116 int pfn_valid(unsigned long pfn)
 117 {
 118         return memblock_is_memory(pfn << PAGE_SHIFT);
 119 }
 120 EXPORT_SYMBOL(pfn_valid);
 121 #endif
 122
 123 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
 124 static void arm64_memory_present(void)
 125 {
 126 }
 127 #else
 128 static void arm64_memory_present(void)
 129 {
 130         struct memblock_region *reg;
 131
 132         for_each_memblock(memory, reg)
 133                 memory_present(0, memblock_region_memory_base_pfn(reg),
 134                                memblock_region_memory_end_pfn(reg));
 135 }
 136 #endif
 137
 138 void __init arm64_memblock_init(void)
 139 {
 140         phys_addr_t dma_phys_limit = 0;
 141
 142         /*
 143          * Register the kernel text, kernel data, initrd, and initial
 144          * pagetables with memblock.
 145          */
 146         memblock_reserve(__pa(_text), _end - _text);
 147 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 148         if (initrd_start)
 149                 memblock_reserve(__virt_to_phys(initrd_start), initrd_end - initrd_start);
 150 #endif
 151
 152         early_init_fdt_scan_reserved_mem();
 153
 154         /* 4GB maximum for 32-bit only capable devices */
 155         if (IS_ENABLED(CONFIG_ZONE_DMA))
 156                 dma_phys_limit = max_zone_dma_phys();
 157         dma_contiguous_reserve(dma_phys_limit);
 158
 159         memblock_allow_resize();
 160         memblock_dump_all();
 161 }
 162
 163 void __init bootmem_init(void)
 164 {
 165         unsigned long min, max;
 166
 167         min = PFN_UP(memblock_start_of_DRAM());
 168         max = PFN_DOWN(memblock_end_of_DRAM());
 169
 170         /*
 171          * Sparsemem tries to allocate bootmem in memory_present(), so must be
 172          * done after the fixed reservations.
 173          */
 174         arm64_memory_present();
 175
 176         sparse_init();
 177         zone_sizes_init(min, max);
 178
 179         high_memory = __va((max << PAGE_SHIFT) - 1) + 1;
 180         max_pfn = max_low_pfn = max;
 181 }
 182
 183 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
 184 static inline void free_memmap(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 185 {
 186         struct page *start_pg, *end_pg;
 187         unsigned long pg, pgend;
 188
 189         /*
 190          * Convert start_pfn/end_pfn to a struct page pointer.
 191          */
 192         start_pg = pfn_to_page(start_pfn - 1) + 1;
 193         end_pg = pfn_to_page(end_pfn - 1) + 1;
 194
 195         /*
 196          * Convert to physical addresses, and round start upwards and end
 197          * downwards.
 198          */
 199         pg = (unsigned long)PAGE_ALIGN(__pa(start_pg));
 200         pgend = (unsigned long)__pa(end_pg) & PAGE_MASK;
 201
 202         /*
 203          * If there are free pages between these, free the section of the
 204          * memmap array.
 205          */
 206         if (pg < pgend)
 207                 free_bootmem(pg, pgend - pg);
 208 }
 209
 210 /*
 211  * The mem_map array can get very big. Free the unused area of the memory map.
 212  */
 213 static void __init free_unused_memmap(void)
 214 {
 215         unsigned long start, prev_end = 0;
 216         struct memblock_region *reg;
 217
 218         for_each_memblock(memory, reg) {
 219                 start = __phys_to_pfn(reg->base);
 220
 221 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
 222                 /*
 223                  * Take care not to free memmap entries that don't exist due
 224                  * to SPARSEMEM sections which aren't present.
 225                  */
 226                 start = min(start, ALIGN(prev_end, PAGES_PER_SECTION));
 227 #endif
 228                 /*
 229                  * If we had a previous bank, and there is a space between the
 230                  * current bank and the previous, free it.
 231                  */
 232                 if (prev_end && prev_end < start)
 233                         free_memmap(prev_end, start);
 234
 235                 /*
 236                  * Align up here since the VM subsystem insists that the
 237                  * memmap entries are valid from the bank end aligned to
 238                  * MAX_ORDER_NR_PAGES.
 239                  */
 240                 prev_end = ALIGN(start + __phys_to_pfn(reg->size),
 241                                  MAX_ORDER_NR_PAGES);
 242         }
 243
 244 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
 245         if (!IS_ALIGNED(prev_end, PAGES_PER_SECTION))
 246                 free_memmap(prev_end, ALIGN(prev_end, PAGES_PER_SECTION));
 247 #endif
 248 }
 249 #endif  /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 250
 251 /*
 252  * mem_init() marks the free areas in the mem_map and tells us how much memory
 253  * is free.  This is done after various parts of the system have claimed their
 254  * memory after the kernel image.
 255  */
 256 void __init mem_init(void)
 257 {
 258         set_max_mapnr(pfn_to_page(max_pfn) - mem_map);
 259
 260 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
 261         free_unused_memmap();
 262 #endif
 263         /* this will put all unused low memory onto the freelists */
 264         free_all_bootmem();
 265
 266         mem_init_print_info(NULL);
 267
 268 #define MLK(b, t) b, t, ((t) - (b)) >> 10
 269 #define MLM(b, t) b, t, ((t) - (b)) >> 20
 270 #define MLG(b, t) b, t, ((t) - (b)) >> 30
 271 #define MLK_ROUNDUP(b, t) b, t, DIV_ROUND_UP(((t) - (b)), SZ_1K)
 272
 273         pr_notice("Virtual kernel memory layout:\n"
 274                   "    vmalloc : 0x%16lx - 0x%16lx   (%6ld GB)\n"
 275 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
 276                   "    vmemmap : 0x%16lx - 0x%16lx   (%6ld GB maximum)\n"
 277                   "              0x%16lx - 0x%16lx   (%6ld MB actual)\n"
 278 #endif
 279                   "    PCI I/O : 0x%16lx - 0x%16lx   (%6ld MB)\n"
 280                   "    fixed   : 0x%16lx - 0x%16lx   (%6ld KB)\n"
 281                   "    modules : 0x%16lx - 0x%16lx   (%6ld MB)\n"
 282                   "    memory  : 0x%16lx - 0x%16lx   (%6ld MB)\n"
 283                   "      .init : 0x%p" " - 0x%p" "   (%6ld KB)\n"
 284                   "      .text : 0x%p" " - 0x%p" "   (%6ld KB)\n"
 285                   "      .data : 0x%p" " - 0x%p" "   (%6ld KB)\n",
 286                   MLG(VMALLOC_START, VMALLOC_END),
 287 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
 288                   MLG((unsigned long)vmemmap,
 289                       (unsigned long)vmemmap + VMEMMAP_SIZE),
 290                   MLM((unsigned long)virt_to_page(PAGE_OFFSET),
 291                       (unsigned long)virt_to_page(high_memory)),
 292 #endif
 293                   MLM((unsigned long)PCI_IOBASE, (unsigned long)PCI_IOBASE + SZ_16M),
 294                   MLK(FIXADDR_START, FIXADDR_TOP),
 295                   MLM(MODULES_VADDR, MODULES_END),
 296                   MLM(PAGE_OFFSET, (unsigned long)high_memory),
 297                   MLK_ROUNDUP(__init_begin, __init_end),
 298                   MLK_ROUNDUP(_text, _etext),
 299                   MLK_ROUNDUP(_sdata, _edata));
 300
 301 #undef MLK
 302 #undef MLM
 303 #undef MLK_ROUNDUP
 304
 305         /*
 306          * Check boundaries twice: Some fundamental inconsistencies can be
 307          * detected at build time already.
 308          */
 309 #ifdef CONFIG_COMPAT
 310         BUILD_BUG_ON(TASK_SIZE_32                       > TASK_SIZE_64);
 311 #endif
 312         BUILD_BUG_ON(TASK_SIZE_64                       > MODULES_VADDR);
 313         BUG_ON(TASK_SIZE_64                             > MODULES_VADDR);
 314
 315         if (PAGE_SIZE >= 16384 && get_num_physpages() <= 128) {
 316                 extern int sysctl_overcommit_memory;
 317                 /*
 318                  * On a machine this small we won't get anywhere without
 319                  * overcommit, so turn it on by default.
 320                  */
 321                 sysctl_overcommit_memory = OVERCOMMIT_ALWAYS;
 322         }
 323 }
 324
 325 void free_initmem(void)
 326 {
 327         free_initmem_default(0);
 328 }
 329
 330 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 331
 332 static int keep_initrd;
 333
 334 void free_initrd_mem(unsigned long start, unsigned long end)
 335 {
 336         if (!keep_initrd) {
 337                 if (start == initrd_start)
 338                         start = round_down(start, PAGE_SIZE);
 339                 if (end == initrd_end)
 340                         end = round_up(end, PAGE_SIZE);
 341
 342                 free_reserved_area((void *)start, (void *)end, 0, "initrd");
 343         }
 344 }
 345
 346 static int __init keepinitrd_setup(char *__unused)
 347 {
 348         keep_initrd = 1;
 349         return 1;
 350 }
 351
 352 __setup("keepinitrd", keepinitrd_setup);
 353 #endif