SAFE public projects git trees. - safe/jmp/linux-2.6/blob - 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 #include <asm/highmem.h>
  25
  26 #include <asm/mach/arch.h>
  27 #include <asm/mach/map.h>
  28
  29 #include "mm.h"
  30
  31 DEFINE_PER_CPU(struct mmu_gather, mmu_gathers);
  32
  33 /*
  34  * empty_zero_page is a special page that is used for
  35  * zero-initialized data and COW.
  36  */
  37 struct page *empty_zero_page;
  38 EXPORT_SYMBOL(empty_zero_page);
  39
  40 /*
  41  * The pmd table for the upper-most set of pages.
  42  */
  43 pmd_t *top_pmd;
  44
  45 #define CPOLICY_UNCACHED        0
  46 #define CPOLICY_BUFFERED        1
  47 #define CPOLICY_WRITETHROUGH    2
  48 #define CPOLICY_WRITEBACK       3
  49 #define CPOLICY_WRITEALLOC      4
  50
  51 static unsigned int cachepolicy __initdata = CPOLICY_WRITEBACK;
  52 static unsigned int ecc_mask __initdata = 0;
  53 pgprot_t pgprot_user;
  54 pgprot_t pgprot_kernel;
  55
  56 EXPORT_SYMBOL(pgprot_user);
  57 EXPORT_SYMBOL(pgprot_kernel);
  58
  59 struct cachepolicy {
  60         const char      policy[16];
  61         unsigned int    cr_mask;
  62         unsigned int    pmd;
  63         unsigned int    pte;
  64 };
  65
  66 static struct cachepolicy cache_policies[] __initdata = {
  67         {
  68                 .policy         = "uncached",
  69                 .cr_mask        = CR_W|CR_C,
  70                 .pmd            = PMD_SECT_UNCACHED,
  71                 .pte            = L_PTE_MT_UNCACHED,
  72         }, {
  73                 .policy         = "buffered",
  74                 .cr_mask        = CR_C,
  75                 .pmd            = PMD_SECT_BUFFERED,
  76                 .pte            = L_PTE_MT_BUFFERABLE,
  77         }, {
  78                 .policy         = "writethrough",
  79                 .cr_mask        = 0,
  80                 .pmd            = PMD_SECT_WT,
  81                 .pte            = L_PTE_MT_WRITETHROUGH,
  82         }, {
  83                 .policy         = "writeback",
  84                 .cr_mask        = 0,
  85                 .pmd            = PMD_SECT_WB,
  86                 .pte            = L_PTE_MT_WRITEBACK,
  87         }, {
  88                 .policy         = "writealloc",
  89                 .cr_mask        = 0,
  90                 .pmd            = PMD_SECT_WBWA,
  91                 .pte            = L_PTE_MT_WRITEALLOC,
  92         }
  93 };
  94
  95 /*
  96  * These are useful for identifying cache coherency
  97  * problems by allowing the cache or the cache and
  98  * writebuffer to be turned off.  (Note: the write
  99  * buffer should not be on and the cache off).
 100  */
 101 static void __init early_cachepolicy(char **p)
 102 {
 103         int i;
 104
 105         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(cache_policies); i++) {
 106                 int len = strlen(cache_policies[i].policy);
 107
 108                 if (memcmp(*p, cache_policies[i].policy, len) == 0) {
 109                         cachepolicy = i;
 110                         cr_alignment &= ~cache_policies[i].cr_mask;
 111                         cr_no_alignment &= ~cache_policies[i].cr_mask;
 112                         *p += len;
 113                         break;
 114                 }
 115         }
 116         if (i == ARRAY_SIZE(cache_policies))
 117                 printk(KERN_ERR "ERROR: unknown or unsupported cache policy\n");
 118         if (cpu_architecture() >= CPU_ARCH_ARMv6) {
 119                 printk(KERN_WARNING "Only cachepolicy=writeback supported on ARMv6 and later\n");
 120                 cachepolicy = CPOLICY_WRITEBACK;
 121         }
 122         flush_cache_all();
 123         set_cr(cr_alignment);
 124 }
 125 __early_param("cachepolicy=", early_cachepolicy);
 126
 127 static void __init early_nocache(char **__unused)
 128 {
 129         char *p = "buffered";
 130         printk(KERN_WARNING "nocache is deprecated; use cachepolicy=%s\n", p);
 131         early_cachepolicy(&p);
 132 }
 133 __early_param("nocache", early_nocache);
 134
 135 static void __init early_nowrite(char **__unused)
 136 {
 137         char *p = "uncached";
 138         printk(KERN_WARNING "nowb is deprecated; use cachepolicy=%s\n", p);
 139         early_cachepolicy(&p);
 140 }
 141 __early_param("nowb", early_nowrite);
 142
 143 static void __init early_ecc(char **p)
 144 {
 145         if (memcmp(*p, "on", 2) == 0) {
 146                 ecc_mask = PMD_PROTECTION;
 147                 *p += 2;
 148         } else if (memcmp(*p, "off", 3) == 0) {
 149                 ecc_mask = 0;
 150                 *p += 3;
 151         }
 152 }
 153 __early_param("ecc=", early_ecc);
 154
 155 static int __init noalign_setup(char *__unused)
 156 {
 157         cr_alignment &= ~CR_A;
 158         cr_no_alignment &= ~CR_A;
 159         set_cr(cr_alignment);
 160         return 1;
 161 }
 162 __setup("noalign", noalign_setup);
 163
 164 #ifndef CONFIG_SMP
 165 void adjust_cr(unsigned long mask, unsigned long set)
 166 {
 167         unsigned long flags;
 168
 169         mask &= ~CR_A;
 170
 171         set &= mask;
 172
 173         local_irq_save(flags);
 174
 175         cr_no_alignment = (cr_no_alignment & ~mask) | set;
 176         cr_alignment = (cr_alignment & ~mask) | set;
 177
 178         set_cr((get_cr() & ~mask) | set);
 179
 180         local_irq_restore(flags);
 181 }
 182 #endif
 183
 184 #define PROT_PTE_DEVICE         L_PTE_PRESENT|L_PTE_YOUNG|L_PTE_DIRTY|L_PTE_WRITE
 185 #define PROT_SECT_DEVICE        PMD_TYPE_SECT|PMD_SECT_AP_WRITE
 186
 187 static struct mem_type mem_types[] = {
 188         [MT_DEVICE] = {           /* Strongly ordered / ARMv6 shared device */
 189                 .prot_pte       = PROT_PTE_DEVICE | L_PTE_MT_DEV_SHARED |
 190                                   L_PTE_SHARED,
 191                 .prot_l1        = PMD_TYPE_TABLE,
 192                 .prot_sect      = PROT_SECT_DEVICE | PMD_SECT_S,
 193                 .domain         = DOMAIN_IO,
 194         },
 195         [MT_DEVICE_NONSHARED] = { /* ARMv6 non-shared device */
 196                 .prot_pte       = PROT_PTE_DEVICE | L_PTE_MT_DEV_NONSHARED,
 197                 .prot_l1        = PMD_TYPE_TABLE,
 198                 .prot_sect      = PROT_SECT_DEVICE,
 199                 .domain         = DOMAIN_IO,
 200         },
 201         [MT_DEVICE_CACHED] = {    /* ioremap_cached */
 202                 .prot_pte       = PROT_PTE_DEVICE | L_PTE_MT_DEV_CACHED,
 203                 .prot_l1        = PMD_TYPE_TABLE,
 204                 .prot_sect      = PROT_SECT_DEVICE | PMD_SECT_WB,
 205                 .domain         = DOMAIN_IO,
 206         },
 207         [MT_DEVICE_WC] = {      /* ioremap_wc */
 208                 .prot_pte       = PROT_PTE_DEVICE | L_PTE_MT_DEV_WC,
 209                 .prot_l1        = PMD_TYPE_TABLE,
 210                 .prot_sect      = PROT_SECT_DEVICE,
 211                 .domain         = DOMAIN_IO,
 212         },
 213         [MT_UNCACHED] = {
 214                 .prot_pte       = PROT_PTE_DEVICE,
 215                 .prot_l1        = PMD_TYPE_TABLE,
 216                 .prot_sect      = PMD_TYPE_SECT | PMD_SECT_XN,
 217                 .domain         = DOMAIN_IO,
 218         },
 219         [MT_CACHECLEAN] = {
 220                 .prot_sect = PMD_TYPE_SECT | PMD_SECT_XN,
 221                 .domain    = DOMAIN_KERNEL,
 222         },
 223         [MT_MINICLEAN] = {
 224                 .prot_sect = PMD_TYPE_SECT | PMD_SECT_XN | PMD_SECT_MINICACHE,
 225                 .domain    = DOMAIN_KERNEL,
 226         },
 227         [MT_LOW_VECTORS] = {
 228                 .prot_pte  = L_PTE_PRESENT | L_PTE_YOUNG | L_PTE_DIRTY |
 229                                 L_PTE_EXEC,
 230                 .prot_l1   = PMD_TYPE_TABLE,
 231                 .domain    = DOMAIN_USER,
 232         },
 233         [MT_HIGH_VECTORS] = {
 234                 .prot_pte  = L_PTE_PRESENT | L_PTE_YOUNG | L_PTE_DIRTY |
 235                                 L_PTE_USER | L_PTE_EXEC,
 236                 .prot_l1   = PMD_TYPE_TABLE,
 237                 .domain    = DOMAIN_USER,
 238         },
 239         [MT_MEMORY] = {
 240                 .prot_sect = PMD_TYPE_SECT | PMD_SECT_AP_WRITE,
 241                 .domain    = DOMAIN_KERNEL,
 242         },
 243         [MT_ROM] = {
 244                 .prot_sect = PMD_TYPE_SECT,
 245                 .domain    = DOMAIN_KERNEL,
 246         },
 247 };
 248
 249 const struct mem_type *get_mem_type(unsigned int type)
 250 {
 251         return type < ARRAY_SIZE(mem_types) ? &mem_types[type] : NULL;
 252 }
 253
 254 /*
 255  * Adjust the PMD section entries according to the CPU in use.
 256  */
 257 static void __init build_mem_type_table(void)
 258 {
 259         struct cachepolicy *cp;
 260         unsigned int cr = get_cr();
 261         unsigned int user_pgprot, kern_pgprot, vecs_pgprot;
 262         int cpu_arch = cpu_architecture();
 263         int i;
 264
 265         if (cpu_arch < CPU_ARCH_ARMv6) {
 266 #if defined(CONFIG_CPU_DCACHE_DISABLE)
 267                 if (cachepolicy > CPOLICY_BUFFERED)
 268                         cachepolicy = CPOLICY_BUFFERED;
 269 #elif defined(CONFIG_CPU_DCACHE_WRITETHROUGH)
 270                 if (cachepolicy > CPOLICY_WRITETHROUGH)
 271                         cachepolicy = CPOLICY_WRITETHROUGH;
 272 #endif
 273         }
 274         if (cpu_arch < CPU_ARCH_ARMv5) {
 275                 if (cachepolicy >= CPOLICY_WRITEALLOC)
 276                         cachepolicy = CPOLICY_WRITEBACK;
 277                 ecc_mask = 0;
 278         }
 279 #ifdef CONFIG_SMP
 280         cachepolicy = CPOLICY_WRITEALLOC;
 281 #endif
 282
 283         /*
 284          * Strip out features not present on earlier architectures.
 285          * Pre-ARMv5 CPUs don't have TEX bits.  Pre-ARMv6 CPUs or those
 286          * without extended page tables don't have the 'Shared' bit.
 287          */
 288         if (cpu_arch < CPU_ARCH_ARMv5)
 289                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(mem_types); i++)
 290                         mem_types[i].prot_sect &= ~PMD_SECT_TEX(7);
 291         if ((cpu_arch < CPU_ARCH_ARMv6 || !(cr & CR_XP)) && !cpu_is_xsc3())
 292                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(mem_types); i++)
 293                         mem_types[i].prot_sect &= ~PMD_SECT_S;
 294
 295         /*
 296          * ARMv5 and lower, bit 4 must be set for page tables (was: cache
 297          * "update-able on write" bit on ARM610).  However, Xscale and
 298          * Xscale3 require this bit to be cleared.
 299          */
 300         if (cpu_is_xscale() || cpu_is_xsc3()) {
 301                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(mem_types); i++) {
 302                         mem_types[i].prot_sect &= ~PMD_BIT4;
 303                         mem_types[i].prot_l1 &= ~PMD_BIT4;
 304                 }
 305         } else if (cpu_arch < CPU_ARCH_ARMv6) {
 306                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(mem_types); i++) {
 307                         if (mem_types[i].prot_l1)
 308                                 mem_types[i].prot_l1 |= PMD_BIT4;
 309                         if (mem_types[i].prot_sect)
 310                                 mem_types[i].prot_sect |= PMD_BIT4;
 311                 }
 312         }
 313
 314         /*
 315          * Mark the device areas according to the CPU/architecture.
 316          */
 317         if (cpu_is_xsc3() || (cpu_arch >= CPU_ARCH_ARMv6 && (cr & CR_XP))) {
 318                 if (!cpu_is_xsc3()) {
 319                         /*
 320                          * Mark device regions on ARMv6+ as execute-never
 321                          * to prevent speculative instruction fetches.
 322                          */
 323                         mem_types[MT_DEVICE].prot_sect |= PMD_SECT_XN;
 324                         mem_types[MT_DEVICE_NONSHARED].prot_sect |= PMD_SECT_XN;
 325                         mem_types[MT_DEVICE_CACHED].prot_sect |= PMD_SECT_XN;
 326                         mem_types[MT_DEVICE_WC].prot_sect |= PMD_SECT_XN;
 327                 }
 328                 if (cpu_arch >= CPU_ARCH_ARMv7 && (cr & CR_TRE)) {
 329                         /*
 330                          * For ARMv7 with TEX remapping,
 331                          * - shared device is SXCB=1100
 332                          * - nonshared device is SXCB=0100
 333                          * - write combine device mem is SXCB=0001
 334                          * (Uncached Normal memory)
 335                          */
 336                         mem_types[MT_DEVICE].prot_sect |= PMD_SECT_TEX(1);
 337                         mem_types[MT_DEVICE_NONSHARED].prot_sect |= PMD_SECT_TEX(1);
 338                         mem_types[MT_DEVICE_WC].prot_sect |= PMD_SECT_BUFFERABLE;
 339                 } else if (cpu_is_xsc3()) {
 340                         /*
 341                          * For Xscale3,
 342                          * - shared device is TEXCB=00101
 343                          * - nonshared device is TEXCB=01000
 344                          * - write combine device mem is TEXCB=00100
 345                          * (Inner/Outer Uncacheable in xsc3 parlance)
 346                          */
 347                         mem_types[MT_DEVICE].prot_sect |= PMD_SECT_TEX(1) | PMD_SECT_BUFFERED;
 348                         mem_types[MT_DEVICE_NONSHARED].prot_sect |= PMD_SECT_TEX(2);
 349                         mem_types[MT_DEVICE_WC].prot_sect |= PMD_SECT_TEX(1);
 350                 } else {
 351                         /*
 352                          * For ARMv6 and ARMv7 without TEX remapping,
 353                          * - shared device is TEXCB=00001
 354                          * - nonshared device is TEXCB=01000
 355                          * - write combine device mem is TEXCB=00100
 356                          * (Uncached Normal in ARMv6 parlance).
 357                          */
 358                         mem_types[MT_DEVICE].prot_sect |= PMD_SECT_BUFFERED;
 359                         mem_types[MT_DEVICE_NONSHARED].prot_sect |= PMD_SECT_TEX(2);
 360                         mem_types[MT_DEVICE_WC].prot_sect |= PMD_SECT_TEX(1);
 361                 }
 362         } else {
 363                 /*
 364                  * On others, write combining is "Uncached/Buffered"
 365                  */
 366                 mem_types[MT_DEVICE_WC].prot_sect |= PMD_SECT_BUFFERABLE;
 367         }
 368
 369         /*
 370          * Now deal with the memory-type mappings
 371          */
 372         cp = &cache_policies[cachepolicy];
 373         vecs_pgprot = kern_pgprot = user_pgprot = cp->pte;
 374
 375 #ifndef CONFIG_SMP
 376         /*
 377          * Only use write-through for non-SMP systems
 378          */
 379         if (cpu_arch >= CPU_ARCH_ARMv5 && cachepolicy > CPOLICY_WRITETHROUGH)
 380                 vecs_pgprot = cache_policies[CPOLICY_WRITETHROUGH].pte;
 381 #endif
 382
 383         /*
 384          * Enable CPU-specific coherency if supported.
 385          * (Only available on XSC3 at the moment.)
 386          */
 387         if (arch_is_coherent() && cpu_is_xsc3())
 388                 mem_types[MT_MEMORY].prot_sect |= PMD_SECT_S;
 389
 390         /*
 391          * ARMv6 and above have extended page tables.
 392          */
 393         if (cpu_arch >= CPU_ARCH_ARMv6 && (cr & CR_XP)) {
 394                 /*
 395                  * Mark cache clean areas and XIP ROM read only
 396                  * from SVC mode and no access from userspace.
 397                  */
 398                 mem_types[MT_ROM].prot_sect |= PMD_SECT_APX|PMD_SECT_AP_WRITE;
 399                 mem_types[MT_MINICLEAN].prot_sect |= PMD_SECT_APX|PMD_SECT_AP_WRITE;
 400                 mem_types[MT_CACHECLEAN].prot_sect |= PMD_SECT_APX|PMD_SECT_AP_WRITE;
 401
 402 #ifdef CONFIG_SMP
 403                 /*
 404                  * Mark memory with the "shared" attribute for SMP systems
 405                  */
 406                 user_pgprot |= L_PTE_SHARED;
 407                 kern_pgprot |= L_PTE_SHARED;
 408                 vecs_pgprot |= L_PTE_SHARED;
 409                 mem_types[MT_MEMORY].prot_sect |= PMD_SECT_S;
 410 #endif
 411         }
 412
 413         for (i = 0; i < 16; i++) {
 414                 unsigned long v = pgprot_val(protection_map[i]);
 415                 protection_map[i] = __pgprot(v | user_pgprot);
 416         }
 417
 418         mem_types[MT_LOW_VECTORS].prot_pte |= vecs_pgprot;
 419         mem_types[MT_HIGH_VECTORS].prot_pte |= vecs_pgprot;
 420
 421         pgprot_user   = __pgprot(L_PTE_PRESENT | L_PTE_YOUNG | user_pgprot);
 422         pgprot_kernel = __pgprot(L_PTE_PRESENT | L_PTE_YOUNG |
 423                                  L_PTE_DIRTY | L_PTE_WRITE |
 424                                  L_PTE_EXEC | kern_pgprot);
 425
 426         mem_types[MT_LOW_VECTORS].prot_l1 |= ecc_mask;
 427         mem_types[MT_HIGH_VECTORS].prot_l1 |= ecc_mask;
 428         mem_types[MT_MEMORY].prot_sect |= ecc_mask | cp->pmd;
 429         mem_types[MT_ROM].prot_sect |= cp->pmd;
 430
 431         switch (cp->pmd) {
 432         case PMD_SECT_WT:
 433                 mem_types[MT_CACHECLEAN].prot_sect |= PMD_SECT_WT;
 434                 break;
 435         case PMD_SECT_WB:
 436         case PMD_SECT_WBWA:
 437                 mem_types[MT_CACHECLEAN].prot_sect |= PMD_SECT_WB;
 438                 break;
 439         }
 440         printk("Memory policy: ECC %sabled, Data cache %s\n",
 441                 ecc_mask ? "en" : "dis", cp->policy);
 442
 443         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(mem_types); i++) {
 444                 struct mem_type *t = &mem_types[i];
 445                 if (t->prot_l1)
 446                         t->prot_l1 |= PMD_DOMAIN(t->domain);
 447                 if (t->prot_sect)
 448                         t->prot_sect |= PMD_DOMAIN(t->domain);
 449         }
 450 }
 451
 452 #define vectors_base()  (vectors_high() ? 0xffff0000 : 0)
 453
 454 static void __init alloc_init_pte(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
 455                                   unsigned long end, unsigned long pfn,
 456                                   const struct mem_type *type)
 457 {
 458         pte_t *pte;
 459
 460         if (pmd_none(*pmd)) {
 461                 pte = alloc_bootmem_low_pages(2 * PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t));
 462                 __pmd_populate(pmd, __pa(pte) | type->prot_l1);
 463         }
 464
 465         pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
 466         do {
 467                 set_pte_ext(pte, pfn_pte(pfn, __pgprot(type->prot_pte)), 0);
 468                 pfn++;
 469         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
 470 }
 471
 472 static void __init alloc_init_section(pgd_t *pgd, unsigned long addr,
 473                                       unsigned long end, unsigned long phys,
 474                                       const struct mem_type *type)
 475 {
 476         pmd_t *pmd = pmd_offset(pgd, addr);
 477
 478         /*
 479          * Try a section mapping - end, addr and phys must all be aligned
 480          * to a section boundary.  Note that PMDs refer to the individual
 481          * L1 entries, whereas PGDs refer to a group of L1 entries making
 482          * up one logical pointer to an L2 table.
 483          */
 484         if (((addr | end | phys) & ~SECTION_MASK) == 0) {
 485                 pmd_t *p = pmd;
 486
 487                 if (addr & SECTION_SIZE)
 488                         pmd++;
 489
 490                 do {
 491                         *pmd = __pmd(phys | type->prot_sect);
 492                         phys += SECTION_SIZE;
 493                 } while (pmd++, addr += SECTION_SIZE, addr != end);
 494
 495                 flush_pmd_entry(p);
 496         } else {
 497                 /*
 498                  * No need to loop; pte's aren't interested in the
 499                  * individual L1 entries.
 500                  */
 501                 alloc_init_pte(pmd, addr, end, __phys_to_pfn(phys), type);
 502         }
 503 }
 504
 505 static void __init create_36bit_mapping(struct map_desc *md,
 506                                         const struct mem_type *type)
 507 {
 508         unsigned long phys, addr, length, end;
 509         pgd_t *pgd;
 510
 511         addr = md->virtual;
 512         phys = (unsigned long)__pfn_to_phys(md->pfn);
 513         length = PAGE_ALIGN(md->length);
 514
 515         if (!(cpu_architecture() >= CPU_ARCH_ARMv6 || cpu_is_xsc3())) {
 516                 printk(KERN_ERR "MM: CPU does not support supersection "
 517                        "mapping for 0x%08llx at 0x%08lx\n",
 518                        __pfn_to_phys((u64)md->pfn), addr);
 519                 return;
 520         }
 521
 522         /* N.B. ARMv6 supersections are only defined to work with domain 0.
 523          *      Since domain assignments can in fact be arbitrary, the
 524          *      'domain == 0' check below is required to insure that ARMv6
 525          *      supersections are only allocated for domain 0 regardless
 526          *      of the actual domain assignments in use.
 527          */
 528         if (type->domain) {
 529                 printk(KERN_ERR "MM: invalid domain in supersection "
 530                        "mapping for 0x%08llx at 0x%08lx\n",
 531                        __pfn_to_phys((u64)md->pfn), addr);
 532                 return;
 533         }
 534
 535         if ((addr | length | __pfn_to_phys(md->pfn)) & ~SUPERSECTION_MASK) {
 536                 printk(KERN_ERR "MM: cannot create mapping for "
 537                        "0x%08llx at 0x%08lx invalid alignment\n",
 538                        __pfn_to_phys((u64)md->pfn), addr);
 539                 return;
 540         }
 541
 542         /*
 543          * Shift bits [35:32] of address into bits [23:20] of PMD
 544          * (See ARMv6 spec).
 545          */
 546         phys |= (((md->pfn >> (32 - PAGE_SHIFT)) & 0xF) << 20);
 547
 548         pgd = pgd_offset_k(addr);
 549         end = addr + length;
 550         do {
 551                 pmd_t *pmd = pmd_offset(pgd, addr);
 552                 int i;
 553
 554                 for (i = 0; i < 16; i++)
 555                         *pmd++ = __pmd(phys | type->prot_sect | PMD_SECT_SUPER);
 556
 557                 addr += SUPERSECTION_SIZE;
 558                 phys += SUPERSECTION_SIZE;
 559                 pgd += SUPERSECTION_SIZE >> PGDIR_SHIFT;
 560         } while (addr != end);
 561 }
 562
 563 /*
 564  * Create the page directory entries and any necessary
 565  * page tables for the mapping specified by `md'.  We
 566  * are able to cope here with varying sizes and address
 567  * offsets, and we take full advantage of sections and
 568  * supersections.
 569  */
 570 void __init create_mapping(struct map_desc *md)
 571 {
 572         unsigned long phys, addr, length, end;
 573         const struct mem_type *type;
 574         pgd_t *pgd;
 575
 576         if (md->virtual != vectors_base() && md->virtual < TASK_SIZE) {
 577                 printk(KERN_WARNING "BUG: not creating mapping for "
 578                        "0x%08llx at 0x%08lx in user region\n",
 579                        __pfn_to_phys((u64)md->pfn), md->virtual);
 580                 return;
 581         }
 582
 583         if ((md->type == MT_DEVICE || md->type == MT_ROM) &&
 584             md->virtual >= PAGE_OFFSET && md->virtual < VMALLOC_END) {
 585                 printk(KERN_WARNING "BUG: mapping for 0x%08llx at 0x%08lx "
 586                        "overlaps vmalloc space\n",
 587                        __pfn_to_phys((u64)md->pfn), md->virtual);
 588         }
 589
 590         type = &mem_types[md->type];
 591
 592         /*
 593          * Catch 36-bit addresses
 594          */
 595         if (md->pfn >= 0x100000) {
 596                 create_36bit_mapping(md, type);
 597                 return;
 598         }
 599
 600         addr = md->virtual & PAGE_MASK;
 601         phys = (unsigned long)__pfn_to_phys(md->pfn);
 602         length = PAGE_ALIGN(md->length + (md->virtual & ~PAGE_MASK));
 603
 604         if (type->prot_l1 == 0 && ((addr | phys | length) & ~SECTION_MASK)) {
 605                 printk(KERN_WARNING "BUG: map for 0x%08lx at 0x%08lx can not "
 606                        "be mapped using pages, ignoring.\n",
 607                        __pfn_to_phys(md->pfn), addr);
 608                 return;
 609         }
 610
 611         pgd = pgd_offset_k(addr);
 612         end = addr + length;
 613         do {
 614                 unsigned long next = pgd_addr_end(addr, end);
 615
 616                 alloc_init_section(pgd, addr, next, phys, type);
 617
 618                 phys += next - addr;
 619                 addr = next;
 620         } while (pgd++, addr != end);
 621 }
 622
 623 /*
 624  * Create the architecture specific mappings
 625  */
 626 void __init iotable_init(struct map_desc *io_desc, int nr)
 627 {
 628         int i;
 629
 630         for (i = 0; i < nr; i++)
 631                 create_mapping(io_desc + i);
 632 }
 633
 634 static unsigned long __initdata vmalloc_reserve = SZ_128M;
 635
 636 /*
 637  * vmalloc=size forces the vmalloc area to be exactly 'size'
 638  * bytes. This can be used to increase (or decrease) the vmalloc
 639  * area - the default is 128m.
 640  */
 641 static void __init early_vmalloc(char **arg)
 642 {
 643         vmalloc_reserve = memparse(*arg, arg);
 644
 645         if (vmalloc_reserve < SZ_16M) {
 646                 vmalloc_reserve = SZ_16M;
 647                 printk(KERN_WARNING
 648                         "vmalloc area too small, limiting to %luMB\n",
 649                         vmalloc_reserve >> 20);
 650         }
 651
 652         if (vmalloc_reserve > VMALLOC_END - (PAGE_OFFSET + SZ_32M)) {
 653                 vmalloc_reserve = VMALLOC_END - (PAGE_OFFSET + SZ_32M);
 654                 printk(KERN_WARNING
 655                         "vmalloc area is too big, limiting to %luMB\n",
 656                         vmalloc_reserve >> 20);
 657         }
 658 }
 659 __early_param("vmalloc=", early_vmalloc);
 660
 661 #define VMALLOC_MIN     (void *)(VMALLOC_END - vmalloc_reserve)
 662
 663 static void __init sanity_check_meminfo(void)
 664 {
 665         int i, j;
 666
 667         for (i = 0, j = 0; i < meminfo.nr_banks; i++) {
 668                 struct membank *bank = &meminfo.bank[j];
 669                 *bank = meminfo.bank[i];
 670
 671 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 672                 /*
 673                  * Split those memory banks which are partially overlapping
 674                  * the vmalloc area greatly simplifying things later.
 675                  */
 676                 if (__va(bank->start) < VMALLOC_MIN &&
 677                     bank->size > VMALLOC_MIN - __va(bank->start)) {
 678                         if (meminfo.nr_banks >= NR_BANKS) {
 679                                 printk(KERN_CRIT "NR_BANKS too low, "
 680                                                  "ignoring high memory\n");
 681                         } else {
 682                                 memmove(bank + 1, bank,
 683                                         (meminfo.nr_banks - i) * sizeof(*bank));
 684                                 meminfo.nr_banks++;
 685                                 i++;
 686                                 bank[1].size -= VMALLOC_MIN - __va(bank->start);
 687                                 bank[1].start = __pa(VMALLOC_MIN - 1) + 1;
 688                                 j++;
 689                         }
 690                         bank->size = VMALLOC_MIN - __va(bank->start);
 691                 }
 692 #else
 693                 /*
 694                  * Check whether this memory bank would entirely overlap
 695                  * the vmalloc area.
 696                  */
 697                 if (__va(bank->start) >= VMALLOC_MIN ||
 698                     __va(bank->start) < PAGE_OFFSET) {
 699                         printk(KERN_NOTICE "Ignoring RAM at %.8lx-%.8lx "
 700                                "(vmalloc region overlap).\n",
 701                                bank->start, bank->start + bank->size - 1);
 702                         continue;
 703                 }
 704
 705                 /*
 706                  * Check whether this memory bank would partially overlap
 707                  * the vmalloc area.
 708                  */
 709                 if (__va(bank->start + bank->size) > VMALLOC_MIN ||
 710                     __va(bank->start + bank->size) < __va(bank->start)) {
 711                         unsigned long newsize = VMALLOC_MIN - __va(bank->start);
 712                         printk(KERN_NOTICE "Truncating RAM at %.8lx-%.8lx "
 713                                "to -%.8lx (vmalloc region overlap).\n",
 714                                bank->start, bank->start + bank->size - 1,
 715                                bank->start + newsize - 1);
 716                         bank->size = newsize;
 717                 }
 718 #endif
 719                 j++;
 720         }
 721         meminfo.nr_banks = j;
 722 }
 723
 724 static inline void prepare_page_table(void)
 725 {
 726         unsigned long addr;
 727
 728         /*
 729          * Clear out all the mappings below the kernel image.
 730          */
 731         for (addr = 0; addr < MODULES_VADDR; addr += PGDIR_SIZE)
 732                 pmd_clear(pmd_off_k(addr));
 733
 734 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 735         /* The XIP kernel is mapped in the module area -- skip over it */
 736         addr = ((unsigned long)_etext + PGDIR_SIZE - 1) & PGDIR_MASK;
 737 #endif
 738         for ( ; addr < PAGE_OFFSET; addr += PGDIR_SIZE)
 739                 pmd_clear(pmd_off_k(addr));
 740
 741         /*
 742          * Clear out all the kernel space mappings, except for the first
 743          * memory bank, up to the end of the vmalloc region.
 744          */
 745         for (addr = __phys_to_virt(bank_phys_end(&meminfo.bank[0]));
 746              addr < VMALLOC_END; addr += PGDIR_SIZE)
 747                 pmd_clear(pmd_off_k(addr));
 748 }
 749
 750 /*
 751  * Reserve the various regions of node 0
 752  */
 753 void __init reserve_node_zero(pg_data_t *pgdat)
 754 {
 755         unsigned long res_size = 0;
 756
 757         /*
 758          * Register the kernel text and data with bootmem.
 759          * Note that this can only be in node 0.
 760          */
 761 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 762         reserve_bootmem_node(pgdat, __pa(_data), _end - _data,
 763                         BOOTMEM_DEFAULT);
 764 #else
 765         reserve_bootmem_node(pgdat, __pa(_stext), _end - _stext,
 766                         BOOTMEM_DEFAULT);
 767 #endif
 768
 769         /*
 770          * Reserve the page tables.  These are already in use,
 771          * and can only be in node 0.
 772          */
 773         reserve_bootmem_node(pgdat, __pa(swapper_pg_dir),
 774                              PTRS_PER_PGD * sizeof(pgd_t), BOOTMEM_DEFAULT);
 775
 776         /*
 777          * Hmm... This should go elsewhere, but we really really need to
 778          * stop things allocating the low memory; ideally we need a better
 779          * implementation of GFP_DMA which does not assume that DMA-able
 780          * memory starts at zero.
 781          */
 782         if (machine_is_integrator() || machine_is_cintegrator())
 783                 res_size = __pa(swapper_pg_dir) - PHYS_OFFSET;
 784
 785         /*
 786          * These should likewise go elsewhere.  They pre-reserve the
 787          * screen memory region at the start of main system memory.
 788          */
 789         if (machine_is_edb7211())
 790                 res_size = 0x00020000;
 791         if (machine_is_p720t())
 792                 res_size = 0x00014000;
 793
 794         /* H1940 and RX3715 need to reserve this for suspend */
 795
 796         if (machine_is_h1940() || machine_is_rx3715()) {
 797                 reserve_bootmem_node(pgdat, 0x30003000, 0x1000,
 798                                 BOOTMEM_DEFAULT);
 799                 reserve_bootmem_node(pgdat, 0x30081000, 0x1000,
 800                                 BOOTMEM_DEFAULT);
 801         }
 802
 803 #ifdef CONFIG_SA1111
 804         /*
 805          * Because of the SA1111 DMA bug, we want to preserve our
 806          * precious DMA-able memory...
 807          */
 808         res_size = __pa(swapper_pg_dir) - PHYS_OFFSET;
 809 #endif
 810         if (res_size)
 811                 reserve_bootmem_node(pgdat, PHYS_OFFSET, res_size,
 812                                 BOOTMEM_DEFAULT);
 813 }
 814
 815 /*
 816  * Set up device the mappings.  Since we clear out the page tables for all
 817  * mappings above VMALLOC_END, we will remove any debug device mappings.
 818  * This means you have to be careful how you debug this function, or any
 819  * called function.  This means you can't use any function or debugging
 820  * method which may touch any device, otherwise the kernel _will_ crash.
 821  */
 822 static void __init devicemaps_init(struct machine_desc *mdesc)
 823 {
 824         struct map_desc map;
 825         unsigned long addr;
 826         void *vectors;
 827
 828         /*
 829          * Allocate the vector page early.
 830          */
 831         vectors = alloc_bootmem_low_pages(PAGE_SIZE);
 832
 833         for (addr = VMALLOC_END; addr; addr += PGDIR_SIZE)
 834                 pmd_clear(pmd_off_k(addr));
 835
 836         /*
 837          * Map the kernel if it is XIP.
 838          * It is always first in the modulearea.
 839          */
 840 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 841         map.pfn = __phys_to_pfn(CONFIG_XIP_PHYS_ADDR & SECTION_MASK);
 842         map.virtual = MODULES_VADDR;
 843         map.length = ((unsigned long)_etext - map.virtual + ~SECTION_MASK) & SECTION_MASK;
 844         map.type = MT_ROM;
 845         create_mapping(&map);
 846 #endif
 847
 848         /*
 849          * Map the cache flushing regions.
 850          */
 851 #ifdef FLUSH_BASE
 852         map.pfn = __phys_to_pfn(FLUSH_BASE_PHYS);
 853         map.virtual = FLUSH_BASE;
 854         map.length = SZ_1M;
 855         map.type = MT_CACHECLEAN;
 856         create_mapping(&map);
 857 #endif
 858 #ifdef FLUSH_BASE_MINICACHE
 859         map.pfn = __phys_to_pfn(FLUSH_BASE_PHYS + SZ_1M);
 860         map.virtual = FLUSH_BASE_MINICACHE;
 861         map.length = SZ_1M;
 862         map.type = MT_MINICLEAN;
 863         create_mapping(&map);
 864 #endif
 865
 866         /*
 867          * Create a mapping for the machine vectors at the high-vectors
 868          * location (0xffff0000).  If we aren't using high-vectors, also
 869          * create a mapping at the low-vectors virtual address.
 870          */
 871         map.pfn = __phys_to_pfn(virt_to_phys(vectors));
 872         map.virtual = 0xffff0000;
 873         map.length = PAGE_SIZE;
 874         map.type = MT_HIGH_VECTORS;
 875         create_mapping(&map);
 876
 877         if (!vectors_high()) {
 878                 map.virtual = 0;
 879                 map.type = MT_LOW_VECTORS;
 880                 create_mapping(&map);
 881         }
 882
 883         /*
 884          * Ask the machine support to map in the statically mapped devices.
 885          */
 886         if (mdesc->map_io)
 887                 mdesc->map_io();
 888
 889         /*
 890          * Finally flush the caches and tlb to ensure that we're in a
 891          * consistent state wrt the writebuffer.  This also ensures that
 892          * any write-allocated cache lines in the vector page are written
 893          * back.  After this point, we can start to touch devices again.
 894          */
 895         local_flush_tlb_all();
 896         flush_cache_all();
 897 }
 898
 899 static void __init kmap_init(void)
 900 {
 901 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 902         pmd_t *pmd = pmd_off_k(PKMAP_BASE);
 903         pte_t *pte = alloc_bootmem_low_pages(2 * PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t));
 904         BUG_ON(!pmd_none(*pmd) || !pte);
 905         __pmd_populate(pmd, __pa(pte) | _PAGE_KERNEL_TABLE);
 906         pkmap_page_table = pte + PTRS_PER_PTE;
 907 #endif
 908 }
 909
 910 /*
 911  * paging_init() sets up the page tables, initialises the zone memory
 912  * maps, and sets up the zero page, bad page and bad page tables.
 913  */
 914 void __init paging_init(struct machine_desc *mdesc)
 915 {
 916         void *zero_page;
 917
 918         build_mem_type_table();
 919         sanity_check_meminfo();
 920         prepare_page_table();
 921         bootmem_init();
 922         devicemaps_init(mdesc);
 923         kmap_init();
 924
 925         top_pmd = pmd_off_k(0xffff0000);
 926
 927         /*
 928          * allocate the zero page.  Note that this always succeeds and
 929          * returns a zeroed result.
 930          */
 931         zero_page = alloc_bootmem_low_pages(PAGE_SIZE);
 932         empty_zero_page = virt_to_page(zero_page);
 933         flush_dcache_page(empty_zero_page);
 934 }
 935
 936 /*
 937  * In order to soft-boot, we need to insert a 1:1 mapping in place of
 938  * the user-mode pages.  This will then ensure that we have predictable
 939  * results when turning the mmu off
 940  */
 941 void setup_mm_for_reboot(char mode)
 942 {
 943         unsigned long base_pmdval;
 944         pgd_t *pgd;
 945         int i;
 946
 947         if (current->mm && current->mm->pgd)
 948                 pgd = current->mm->pgd;
 949         else
 950                 pgd = init_mm.pgd;
 951
 952         base_pmdval = PMD_SECT_AP_WRITE | PMD_SECT_AP_READ | PMD_TYPE_SECT;
 953         if (cpu_architecture() <= CPU_ARCH_ARMv5TEJ && !cpu_is_xscale())
 954                 base_pmdval |= PMD_BIT4;
 955
 956         for (i = 0; i < FIRST_USER_PGD_NR + USER_PTRS_PER_PGD; i++, pgd++) {
 957                 unsigned long pmdval = (i << PGDIR_SHIFT) | base_pmdval;
 958                 pmd_t *pmd;
 959
 960                 pmd = pmd_off(pgd, i << PGDIR_SHIFT);
 961                 pmd[0] = __pmd(pmdval);
 962                 pmd[1] = __pmd(pmdval + (1 << (PGDIR_SHIFT - 1)));
 963                 flush_pmd_entry(pmd);
 964         }
 965 }