arch/sh/mm/init.c

   1 /*
   2  * linux/arch/sh/mm/init.c
   3  *
   4  *  Copyright (C) 1999  Niibe Yutaka
   5  *  Copyright (C) 2002 - 2011  Paul Mundt
   6  *
   7  *  Based on linux/arch/i386/mm/init.c:
   8  *   Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
   9  */
  10 #include <linux/mm.h>
  11 #include <linux/swap.h>
  12 #include <linux/init.h>
  13 #include <linux/gfp.h>
  14 #include <linux/memblock.h>
  15 #include <linux/proc_fs.h>
  16 #include <linux/pagemap.h>
  17 #include <linux/percpu.h>
  18 #include <linux/io.h>
  19 #include <linux/dma-mapping.h>
  20 #include <linux/export.h>
  21 #include <asm/mmu_context.h>
  22 #include <asm/mmzone.h>
  23 #include <asm/kexec.h>
  24 #include <asm/tlb.h>
  25 #include <asm/cacheflush.h>
  26 #include <asm/sections.h>
  27 #include <asm/setup.h>
  28 #include <asm/cache.h>
  29 #include <asm/sizes.h>
  30
  31 pgd_t swapper_pg_dir[PTRS_PER_PGD];
  32
  33 void __init generic_mem_init(void)
  34 {
  35         memblock_add(__MEMORY_START, __MEMORY_SIZE);
  36 }
  37
  38 void __init __weak plat_mem_setup(void)
  39 {
  40         /* Nothing to see here, move along. */
  41 }
  42
  43 #ifdef CONFIG_MMU
  44 static pte_t *__get_pte_phys(unsigned long addr)
  45 {
  46         pgd_t *pgd;
  47         pud_t *pud;
  48         pmd_t *pmd;
  49
  50         pgd = pgd_offset_k(addr);
  51         if (pgd_none(*pgd)) {
  52                 pgd_ERROR(*pgd);
  53                 return NULL;
  54         }
  55
  56         pud = pud_alloc(NULL, pgd, addr);
  57         if (unlikely(!pud)) {
  58                 pud_ERROR(*pud);
  59                 return NULL;
  60         }
  61
  62         pmd = pmd_alloc(NULL, pud, addr);
  63         if (unlikely(!pmd)) {
  64                 pmd_ERROR(*pmd);
  65                 return NULL;
  66         }
  67
  68         return pte_offset_kernel(pmd, addr);
  69 }
  70
  71 static void set_pte_phys(unsigned long addr, unsigned long phys, pgprot_t prot)
  72 {
  73         pte_t *pte;
  74
  75         pte = __get_pte_phys(addr);
  76         if (!pte_none(*pte)) {
  77                 pte_ERROR(*pte);
  78                 return;
  79         }
  80
  81         set_pte(pte, pfn_pte(phys >> PAGE_SHIFT, prot));
  82         local_flush_tlb_one(get_asid(), addr);
  83
  84         if (pgprot_val(prot) & _PAGE_WIRED)
  85                 tlb_wire_entry(NULL, addr, *pte);
  86 }
  87
  88 static void clear_pte_phys(unsigned long addr, pgprot_t prot)
  89 {
  90         pte_t *pte;
  91
  92         pte = __get_pte_phys(addr);
  93
  94         if (pgprot_val(prot) & _PAGE_WIRED)
  95                 tlb_unwire_entry();
  96
  97         set_pte(pte, pfn_pte(0, __pgprot(0)));
  98         local_flush_tlb_one(get_asid(), addr);
  99 }
 100
 101 void __set_fixmap(enum fixed_addresses idx, unsigned long phys, pgprot_t prot)
 102 {
 103         unsigned long address = __fix_to_virt(idx);
 104
 105         if (idx >= __end_of_fixed_addresses) {
 106                 BUG();
 107                 return;
 108         }
 109
 110         set_pte_phys(address, phys, prot);
 111 }
 112
 113 void __clear_fixmap(enum fixed_addresses idx, pgprot_t prot)
 114 {
 115         unsigned long address = __fix_to_virt(idx);
 116
 117         if (idx >= __end_of_fixed_addresses) {
 118                 BUG();
 119                 return;
 120         }
 121
 122         clear_pte_phys(address, prot);
 123 }
 124
 125 static pmd_t * __init one_md_table_init(pud_t *pud)
 126 {
 127         if (pud_none(*pud)) {
 128                 pmd_t *pmd;
 129
 130                 pmd = memblock_alloc(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
 131                 pud_populate(&init_mm, pud, pmd);
 132                 BUG_ON(pmd != pmd_offset(pud, 0));
 133         }
 134
 135         return pmd_offset(pud, 0);
 136 }
 137
 138 static pte_t * __init one_page_table_init(pmd_t *pmd)
 139 {
 140         if (pmd_none(*pmd)) {
 141                 pte_t *pte;
 142
 143                 pte = memblock_alloc(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
 144                 pmd_populate_kernel(&init_mm, pmd, pte);
 145                 BUG_ON(pte != pte_offset_kernel(pmd, 0));
 146         }
 147
 148         return pte_offset_kernel(pmd, 0);
 149 }
 150
 151 static pte_t * __init page_table_kmap_check(pte_t *pte, pmd_t *pmd,
 152                                             unsigned long vaddr, pte_t *lastpte)
 153 {
 154         return pte;
 155 }
 156
 157 void __init page_table_range_init(unsigned long start, unsigned long end,
 158                                          pgd_t *pgd_base)
 159 {
 160         pgd_t *pgd;
 161         pud_t *pud;
 162         pmd_t *pmd;
 163         pte_t *pte = NULL;
 164         int i, j, k;
 165         unsigned long vaddr;
 166
 167         vaddr = start;
 168         i = __pgd_offset(vaddr);
 169         j = __pud_offset(vaddr);
 170         k = __pmd_offset(vaddr);
 171         pgd = pgd_base + i;
 172
 173         for ( ; (i < PTRS_PER_PGD) && (vaddr != end); pgd++, i++) {
 174                 pud = (pud_t *)pgd;
 175                 for ( ; (j < PTRS_PER_PUD) && (vaddr != end); pud++, j++) {
 176                         pmd = one_md_table_init(pud);
 177 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 178                         pmd += k;
 179 #endif
 180                         for (; (k < PTRS_PER_PMD) && (vaddr != end); pmd++, k++) {
 181                                 pte = page_table_kmap_check(one_page_table_init(pmd),
 182                                                             pmd, vaddr, pte);
 183                                 vaddr += PMD_SIZE;
 184                         }
 185                         k = 0;
 186                 }
 187                 j = 0;
 188         }
 189 }
 190 #endif  /* CONFIG_MMU */
 191
 192 void __init allocate_pgdat(unsigned int nid)
 193 {
 194         unsigned long start_pfn, end_pfn;
 195 #ifdef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
 196         unsigned long phys;
 197 #endif
 198
 199         get_pfn_range_for_nid(nid, &start_pfn, &end_pfn);
 200
 201 #ifdef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
 202         phys = __memblock_alloc_base(sizeof(struct pglist_data),
 203                                 SMP_CACHE_BYTES, end_pfn << PAGE_SHIFT);
 204         /* Retry with all of system memory */
 205         if (!phys)
 206                 phys = __memblock_alloc_base(sizeof(struct pglist_data),
 207                                         SMP_CACHE_BYTES, memblock_end_of_DRAM());
 208         if (!phys)
 209                 panic("Can't allocate pgdat for node %d\n", nid);
 210
 211         NODE_DATA(nid) = __va(phys);
 212         memset(NODE_DATA(nid), 0, sizeof(struct pglist_data));
 213 #endif
 214
 215         NODE_DATA(nid)->node_start_pfn = start_pfn;
 216         NODE_DATA(nid)->node_spanned_pages = end_pfn - start_pfn;
 217 }
 218
 219 static void __init do_init_bootmem(void)
 220 {
 221         struct memblock_region *reg;
 222
 223         /* Add active regions with valid PFNs. */
 224         for_each_memblock(memory, reg) {
 225                 unsigned long start_pfn, end_pfn;
 226                 start_pfn = memblock_region_memory_base_pfn(reg);
 227                 end_pfn = memblock_region_memory_end_pfn(reg);
 228                 __add_active_range(0, start_pfn, end_pfn);
 229         }
 230
 231         /* All of system RAM sits in node 0 for the non-NUMA case */
 232         allocate_pgdat(0);
 233         node_set_online(0);
 234
 235         plat_mem_setup();
 236
 237         for_each_memblock(memory, reg) {
 238                 int nid = memblock_get_region_node(reg);
 239
 240                 memory_present(nid, memblock_region_memory_base_pfn(reg),
 241                         memblock_region_memory_end_pfn(reg));
 242         }
 243         sparse_init();
 244 }
 245
 246 static void __init early_reserve_mem(void)
 247 {
 248         unsigned long start_pfn;
 249         u32 zero_base = (u32)__MEMORY_START + (u32)PHYSICAL_OFFSET;
 250         u32 start = zero_base + (u32)CONFIG_ZERO_PAGE_OFFSET;
 251
 252         /*
 253          * Partially used pages are not usable - thus
 254          * we are rounding upwards:
 255          */
 256         start_pfn = PFN_UP(__pa(_end));
 257
 258         /*
 259          * Reserve the kernel text and Reserve the bootmem bitmap. We do
 260          * this in two steps (first step was init_bootmem()), because
 261          * this catches the (definitely buggy) case of us accidentally
 262          * initializing the bootmem allocator with an invalid RAM area.
 263          */
 264         memblock_reserve(start, (PFN_PHYS(start_pfn) + PAGE_SIZE - 1) - start);
 265
 266         /*
 267          * Reserve physical pages below CONFIG_ZERO_PAGE_OFFSET.
 268          */
 269         if (CONFIG_ZERO_PAGE_OFFSET != 0)
 270                 memblock_reserve(zero_base, CONFIG_ZERO_PAGE_OFFSET);
 271
 272         /*
 273          * Handle additional early reservations
 274          */
 275         check_for_initrd();
 276         reserve_crashkernel();
 277 }
 278
 279 void __init paging_init(void)
 280 {
 281         unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES];
 282         unsigned long vaddr, end;
 283
 284         sh_mv.mv_mem_init();
 285
 286         early_reserve_mem();
 287
 288         /*
 289          * Once the early reservations are out of the way, give the
 290          * platforms a chance to kick out some memory.
 291          */
 292         if (sh_mv.mv_mem_reserve)
 293                 sh_mv.mv_mem_reserve();
 294
 295         memblock_enforce_memory_limit(memory_limit);
 296         memblock_allow_resize();
 297
 298         memblock_dump_all();
 299
 300         /*
 301          * Determine low and high memory ranges:
 302          */
 303         max_low_pfn = max_pfn = memblock_end_of_DRAM() >> PAGE_SHIFT;
 304         min_low_pfn = __MEMORY_START >> PAGE_SHIFT;
 305
 306         nodes_clear(node_online_map);
 307
 308         memory_start = (unsigned long)__va(__MEMORY_START);
 309         memory_end = memory_start + (memory_limit ?: memblock_phys_mem_size());
 310
 311         uncached_init();
 312         pmb_init();
 313         do_init_bootmem();
 314         ioremap_fixed_init();
 315
 316         /* We don't need to map the kernel through the TLB, as
 317          * it is permanatly mapped using P1. So clear the
 318          * entire pgd. */
 319         memset(swapper_pg_dir, 0, sizeof(swapper_pg_dir));
 320
 321         /* Set an initial value for the MMU.TTB so we don't have to
 322          * check for a null value. */
 323         set_TTB(swapper_pg_dir);
 324
 325         /*
 326          * Populate the relevant portions of swapper_pg_dir so that
 327          * we can use the fixmap entries without calling kmalloc.
 328          * pte's will be filled in by __set_fixmap().
 329          */
 330         vaddr = __fix_to_virt(__end_of_fixed_addresses - 1) & PMD_MASK;
 331         end = (FIXADDR_TOP + PMD_SIZE - 1) & PMD_MASK;
 332         page_table_range_init(vaddr, end, swapper_pg_dir);
 333
 334         kmap_coherent_init();
 335
 336         memset(max_zone_pfns, 0, sizeof(max_zone_pfns));
 337         max_zone_pfns[ZONE_NORMAL] = max_low_pfn;
 338         free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
 339 }
 340
 341 unsigned int mem_init_done = 0;
 342
 343 void __init mem_init(void)
 344 {
 345         pg_data_t *pgdat;
 346
 347         high_memory = NULL;
 348         for_each_online_pgdat(pgdat)
 349                 high_memory = max_t(void *, high_memory,
 350                                     __va(pgdat_end_pfn(pgdat) << PAGE_SHIFT));
 351
 352         memblock_free_all();
 353
 354         /* Set this up early, so we can take care of the zero page */
 355         cpu_cache_init();
 356
 357         /* clear the zero-page */
 358         memset(empty_zero_page, 0, PAGE_SIZE);
 359         __flush_wback_region(empty_zero_page, PAGE_SIZE);
 360
 361         vsyscall_init();
 362
 363         mem_init_print_info(NULL);
 364         pr_info("virtual kernel memory layout:\n"
 365                 "    fixmap  : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld kB)\n"
 366 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 367                 "    pkmap   : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld kB)\n"
 368 #endif
 369                 "    vmalloc : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld MB)\n"
 370                 "    lowmem  : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld MB) (cached)\n"
 371 #ifdef CONFIG_UNCACHED_MAPPING
 372                 "            : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld MB) (uncached)\n"
 373 #endif
 374                 "      .init : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld kB)\n"
 375                 "      .data : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld kB)\n"
 376                 "      .text : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld kB)\n",
 377                 FIXADDR_START, FIXADDR_TOP,
 378                 (FIXADDR_TOP - FIXADDR_START) >> 10,
 379
 380 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 381                 PKMAP_BASE, PKMAP_BASE+LAST_PKMAP*PAGE_SIZE,
 382                 (LAST_PKMAP*PAGE_SIZE) >> 10,
 383 #endif
 384
 385                 (unsigned long)VMALLOC_START, VMALLOC_END,
 386                 (VMALLOC_END - VMALLOC_START) >> 20,
 387
 388                 (unsigned long)memory_start, (unsigned long)high_memory,
 389                 ((unsigned long)high_memory - (unsigned long)memory_start) >> 20,
 390
 391 #ifdef CONFIG_UNCACHED_MAPPING
 392                 uncached_start, uncached_end, uncached_size >> 20,
 393 #endif
 394
 395                 (unsigned long)&__init_begin, (unsigned long)&__init_end,
 396                 ((unsigned long)&__init_end -
 397                  (unsigned long)&__init_begin) >> 10,
 398
 399                 (unsigned long)&_etext, (unsigned long)&_edata,
 400                 ((unsigned long)&_edata - (unsigned long)&_etext) >> 10,
 401
 402                 (unsigned long)&_text, (unsigned long)&_etext,
 403                 ((unsigned long)&_etext - (unsigned long)&_text) >> 10);
 404
 405         mem_init_done = 1;
 406 }
 407
 408 void free_initmem(void)
 409 {
 410         free_initmem_default(-1);
 411 }
 412
 413 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 414 void free_initrd_mem(unsigned long start, unsigned long end)
 415 {
 416         free_reserved_area((void *)start, (void *)end, -1, "initrd");
 417 }
 418 #endif
 419
 420 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
 421 int arch_add_memory(int nid, u64 start, u64 size, struct vmem_altmap *altmap,
 422                 bool want_memblock)
 423 {
 424         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
 425         unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
 426         int ret;
 427
 428         /* We only have ZONE_NORMAL, so this is easy.. */
 429         ret = __add_pages(nid, start_pfn, nr_pages, altmap, want_memblock);
 430         if (unlikely(ret))
 431                 printk("%s: Failed, __add_pages() == %d\n", __func__, ret);
 432
 433         return ret;
 434 }
 435
 436 #ifdef CONFIG_NUMA
 437 int memory_add_physaddr_to_nid(u64 addr)
 438 {
 439         /* Node 0 for now.. */
 440         return 0;
 441 }
 442 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_add_physaddr_to_nid);
 443 #endif
 444
 445 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
 446 int arch_remove_memory(u64 start, u64 size, struct vmem_altmap *altmap)
 447 {
 448         unsigned long start_pfn = PFN_DOWN(start);
 449         unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
 450         struct zone *zone;
 451         int ret;
 452
 453         zone = page_zone(pfn_to_page(start_pfn));
 454         ret = __remove_pages(zone, start_pfn, nr_pages, altmap);
 455         if (unlikely(ret))
 456                 pr_warn("%s: Failed, __remove_pages() == %d\n", __func__,
 457                         ret);
 458
 459         return ret;
 460 }
 461 #endif
 462 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */