SAFE public projects git trees. - safe/jmp/linux-2.6/blob - arch/powerpc/mm/mem.c

   1 /*
   2  *  PowerPC version
   3  *    Copyright (C) 1995-1996 Gary Thomas (gdt@linuxppc.org)
   4  *
   5  *  Modifications by Paul Mackerras (PowerMac) (paulus@cs.anu.edu.au)
   6  *  and Cort Dougan (PReP) (cort@cs.nmt.edu)
   7  *    Copyright (C) 1996 Paul Mackerras
   8  *  PPC44x/36-bit changes by Matt Porter (mporter@mvista.com)
   9  *
  10  *  Derived from "arch/i386/mm/init.c"
  11  *    Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
  12  *
  13  *  This program is free software; you can redistribute it and/or
  14  *  modify it under the terms of the GNU General Public License
  15  *  as published by the Free Software Foundation; either version
  16  *  2 of the License, or (at your option) any later version.
  17  *
  18  */
  19
  20 #include <linux/module.h>
  21 #include <linux/sched.h>
  22 #include <linux/kernel.h>
  23 #include <linux/errno.h>
  24 #include <linux/string.h>
  25 #include <linux/types.h>
  26 #include <linux/mm.h>
  27 #include <linux/stddef.h>
  28 #include <linux/init.h>
  29 #include <linux/bootmem.h>
  30 #include <linux/highmem.h>
  31 #include <linux/initrd.h>
  32 #include <linux/pagemap.h>
  33 #include <linux/suspend.h>
  34 #include <linux/lmb.h>
  35 #include <linux/hugetlb.h>
  36
  37 #include <asm/pgalloc.h>
  38 #include <asm/prom.h>
  39 #include <asm/io.h>
  40 #include <asm/mmu_context.h>
  41 #include <asm/pgtable.h>
  42 #include <asm/mmu.h>
  43 #include <asm/smp.h>
  44 #include <asm/machdep.h>
  45 #include <asm/btext.h>
  46 #include <asm/tlb.h>
  47 #include <asm/sections.h>
  48 #include <asm/sparsemem.h>
  49 #include <asm/vdso.h>
  50 #include <asm/fixmap.h>
  51
  52 #include "mmu_decl.h"
  53
  54 #ifndef CPU_FTR_COHERENT_ICACHE
  55 #define CPU_FTR_COHERENT_ICACHE 0       /* XXX for now */
  56 #define CPU_FTR_NOEXECUTE       0
  57 #endif
  58
  59 int init_bootmem_done;
  60 int mem_init_done;
  61 phys_addr_t memory_limit;
  62
  63 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
  64 pte_t *kmap_pte;
  65 pgprot_t kmap_prot;
  66
  67 EXPORT_SYMBOL(kmap_prot);
  68 EXPORT_SYMBOL(kmap_pte);
  69
  70 static inline pte_t *virt_to_kpte(unsigned long vaddr)
  71 {
  72         return pte_offset_kernel(pmd_offset(pud_offset(pgd_offset_k(vaddr),
  73                         vaddr), vaddr), vaddr);
  74 }
  75 #endif
  76
  77 int page_is_ram(unsigned long pfn)
  78 {
  79 #ifndef CONFIG_PPC64    /* XXX for now */
  80         return pfn < max_pfn;
  81 #else
  82         unsigned long paddr = (pfn << PAGE_SHIFT);
  83         int i;
  84         for (i=0; i < lmb.memory.cnt; i++) {
  85                 unsigned long base;
  86
  87                 base = lmb.memory.region[i].base;
  88
  89                 if ((paddr >= base) &&
  90                         (paddr < (base + lmb.memory.region[i].size))) {
  91                         return 1;
  92                 }
  93         }
  94
  95         return 0;
  96 #endif
  97 }
  98
  99 pgprot_t phys_mem_access_prot(struct file *file, unsigned long pfn,
 100                               unsigned long size, pgprot_t vma_prot)
 101 {
 102         if (ppc_md.phys_mem_access_prot)
 103                 return ppc_md.phys_mem_access_prot(file, pfn, size, vma_prot);
 104
 105         if (!page_is_ram(pfn))
 106                 vma_prot = pgprot_noncached(vma_prot);
 107
 108         return vma_prot;
 109 }
 110 EXPORT_SYMBOL(phys_mem_access_prot);
 111
 112 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
 113
 114 #ifdef CONFIG_NUMA
 115 int memory_add_physaddr_to_nid(u64 start)
 116 {
 117         return hot_add_scn_to_nid(start);
 118 }
 119 #endif
 120
 121 int arch_add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
 122 {
 123         struct pglist_data *pgdata;
 124         struct zone *zone;
 125         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
 126         unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
 127
 128         pgdata = NODE_DATA(nid);
 129
 130         start = (unsigned long)__va(start);
 131         create_section_mapping(start, start + size);
 132
 133         /* this should work for most non-highmem platforms */
 134         zone = pgdata->node_zones;
 135
 136         return __add_pages(nid, zone, start_pfn, nr_pages);
 137 }
 138 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
 139
 140 /*
 141  * walk_memory_resource() needs to make sure there is no holes in a given
 142  * memory range.  PPC64 does not maintain the memory layout in /proc/iomem.
 143  * Instead it maintains it in lmb.memory structures.  Walk through the
 144  * memory regions, find holes and callback for contiguous regions.
 145  */
 146 int
 147 walk_system_ram_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
 148                 void *arg, int (*func)(unsigned long, unsigned long, void *))
 149 {
 150         struct lmb_property res;
 151         unsigned long pfn, len;
 152         u64 end;
 153         int ret = -1;
 154
 155         res.base = (u64) start_pfn << PAGE_SHIFT;
 156         res.size = (u64) nr_pages << PAGE_SHIFT;
 157
 158         end = res.base + res.size - 1;
 159         while ((res.base < end) && (lmb_find(&res) >= 0)) {
 160                 pfn = (unsigned long)(res.base >> PAGE_SHIFT);
 161                 len = (unsigned long)(res.size >> PAGE_SHIFT);
 162                 ret = (*func)(pfn, len, arg);
 163                 if (ret)
 164                         break;
 165                 res.base += (res.size + 1);
 166                 res.size = (end - res.base + 1);
 167         }
 168         return ret;
 169 }
 170 EXPORT_SYMBOL_GPL(walk_system_ram_range);
 171
 172 /*
 173  * Initialize the bootmem system and give it all the memory we
 174  * have available.  If we are using highmem, we only put the
 175  * lowmem into the bootmem system.
 176  */
 177 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
 178 void __init do_init_bootmem(void)
 179 {
 180         unsigned long i;
 181         unsigned long start, bootmap_pages;
 182         unsigned long total_pages;
 183         int boot_mapsize;
 184
 185         max_low_pfn = max_pfn = lmb_end_of_DRAM() >> PAGE_SHIFT;
 186         total_pages = (lmb_end_of_DRAM() - memstart_addr) >> PAGE_SHIFT;
 187 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 188         total_pages = total_lowmem >> PAGE_SHIFT;
 189         max_low_pfn = lowmem_end_addr >> PAGE_SHIFT;
 190 #endif
 191
 192         /*
 193          * Find an area to use for the bootmem bitmap.  Calculate the size of
 194          * bitmap required as (Total Memory) / PAGE_SIZE / BITS_PER_BYTE.
 195          * Add 1 additional page in case the address isn't page-aligned.
 196          */
 197         bootmap_pages = bootmem_bootmap_pages(total_pages);
 198
 199         start = lmb_alloc(bootmap_pages << PAGE_SHIFT, PAGE_SIZE);
 200
 201         min_low_pfn = MEMORY_START >> PAGE_SHIFT;
 202         boot_mapsize = init_bootmem_node(NODE_DATA(0), start >> PAGE_SHIFT, min_low_pfn, max_low_pfn);
 203
 204         /* Add active regions with valid PFNs */
 205         for (i = 0; i < lmb.memory.cnt; i++) {
 206                 unsigned long start_pfn, end_pfn;
 207                 start_pfn = lmb.memory.region[i].base >> PAGE_SHIFT;
 208                 end_pfn = start_pfn + lmb_size_pages(&lmb.memory, i);
 209                 add_active_range(0, start_pfn, end_pfn);
 210         }
 211
 212         /* Add all physical memory to the bootmem map, mark each area
 213          * present.
 214          */
 215 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 216         free_bootmem_with_active_regions(0, lowmem_end_addr >> PAGE_SHIFT);
 217
 218         /* reserve the sections we're already using */
 219         for (i = 0; i < lmb.reserved.cnt; i++) {
 220                 unsigned long addr = lmb.reserved.region[i].base +
 221                                      lmb_size_bytes(&lmb.reserved, i) - 1;
 222                 if (addr < lowmem_end_addr)
 223                         reserve_bootmem(lmb.reserved.region[i].base,
 224                                         lmb_size_bytes(&lmb.reserved, i),
 225                                         BOOTMEM_DEFAULT);
 226                 else if (lmb.reserved.region[i].base < lowmem_end_addr) {
 227                         unsigned long adjusted_size = lowmem_end_addr -
 228                                       lmb.reserved.region[i].base;
 229                         reserve_bootmem(lmb.reserved.region[i].base,
 230                                         adjusted_size, BOOTMEM_DEFAULT);
 231                 }
 232         }
 233 #else
 234         free_bootmem_with_active_regions(0, max_pfn);
 235
 236         /* reserve the sections we're already using */
 237         for (i = 0; i < lmb.reserved.cnt; i++)
 238                 reserve_bootmem(lmb.reserved.region[i].base,
 239                                 lmb_size_bytes(&lmb.reserved, i),
 240                                 BOOTMEM_DEFAULT);
 241
 242 #endif
 243         /* XXX need to clip this if using highmem? */
 244         sparse_memory_present_with_active_regions(0);
 245
 246         init_bootmem_done = 1;
 247 }
 248
 249 /* mark pages that don't exist as nosave */
 250 static int __init mark_nonram_nosave(void)
 251 {
 252         unsigned long lmb_next_region_start_pfn,
 253                       lmb_region_max_pfn;
 254         int i;
 255
 256         for (i = 0; i < lmb.memory.cnt - 1; i++) {
 257                 lmb_region_max_pfn =
 258                         (lmb.memory.region[i].base >> PAGE_SHIFT) +
 259                         (lmb.memory.region[i].size >> PAGE_SHIFT);
 260                 lmb_next_region_start_pfn =
 261                         lmb.memory.region[i+1].base >> PAGE_SHIFT;
 262
 263                 if (lmb_region_max_pfn < lmb_next_region_start_pfn)
 264                         register_nosave_region(lmb_region_max_pfn,
 265                                                lmb_next_region_start_pfn);
 266         }
 267
 268         return 0;
 269 }
 270
 271 /*
 272  * paging_init() sets up the page tables - in fact we've already done this.
 273  */
 274 void __init paging_init(void)
 275 {
 276         unsigned long total_ram = lmb_phys_mem_size();
 277         phys_addr_t top_of_ram = lmb_end_of_DRAM();
 278         unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES];
 279
 280 #ifdef CONFIG_PPC32
 281         unsigned long v = __fix_to_virt(__end_of_fixed_addresses - 1);
 282         unsigned long end = __fix_to_virt(FIX_HOLE);
 283
 284         for (; v < end; v += PAGE_SIZE)
 285                 map_page(v, 0, 0); /* XXX gross */
 286 #endif
 287
 288 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 289         map_page(PKMAP_BASE, 0, 0);     /* XXX gross */
 290         pkmap_page_table = virt_to_kpte(PKMAP_BASE);
 291
 292         kmap_pte = virt_to_kpte(__fix_to_virt(FIX_KMAP_BEGIN));
 293         kmap_prot = PAGE_KERNEL;
 294 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
 295
 296         printk(KERN_DEBUG "Top of RAM: 0x%llx, Total RAM: 0x%lx\n",
 297                (unsigned long long)top_of_ram, total_ram);
 298         printk(KERN_DEBUG "Memory hole size: %ldMB\n",
 299                (long int)((top_of_ram - total_ram) >> 20));
 300         memset(max_zone_pfns, 0, sizeof(max_zone_pfns));
 301 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 302         max_zone_pfns[ZONE_DMA] = lowmem_end_addr >> PAGE_SHIFT;
 303         max_zone_pfns[ZONE_HIGHMEM] = top_of_ram >> PAGE_SHIFT;
 304 #else
 305         max_zone_pfns[ZONE_DMA] = top_of_ram >> PAGE_SHIFT;
 306 #endif
 307         free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
 308
 309         mark_nonram_nosave();
 310 }
 311 #endif /* ! CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
 312
 313 void __init mem_init(void)
 314 {
 315 #ifdef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
 316         int nid;
 317 #endif
 318         pg_data_t *pgdat;
 319         unsigned long i;
 320         struct page *page;
 321         unsigned long reservedpages = 0, codesize, initsize, datasize, bsssize;
 322
 323         num_physpages = lmb.memory.size >> PAGE_SHIFT;
 324         high_memory = (void *) __va(max_low_pfn * PAGE_SIZE);
 325
 326 #ifdef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
 327         for_each_online_node(nid) {
 328                 if (NODE_DATA(nid)->node_spanned_pages != 0) {
 329                         printk("freeing bootmem node %d\n", nid);
 330                         totalram_pages +=
 331                                 free_all_bootmem_node(NODE_DATA(nid));
 332                 }
 333         }
 334 #else
 335         max_mapnr = max_pfn;
 336         totalram_pages += free_all_bootmem();
 337 #endif
 338         for_each_online_pgdat(pgdat) {
 339                 for (i = 0; i < pgdat->node_spanned_pages; i++) {
 340                         if (!pfn_valid(pgdat->node_start_pfn + i))
 341                                 continue;
 342                         page = pgdat_page_nr(pgdat, i);
 343                         if (PageReserved(page))
 344                                 reservedpages++;
 345                 }
 346         }
 347
 348         codesize = (unsigned long)&_sdata - (unsigned long)&_stext;
 349         datasize = (unsigned long)&_edata - (unsigned long)&_sdata;
 350         initsize = (unsigned long)&__init_end - (unsigned long)&__init_begin;
 351         bsssize = (unsigned long)&__bss_stop - (unsigned long)&__bss_start;
 352
 353 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 354         {
 355                 unsigned long pfn, highmem_mapnr;
 356
 357                 highmem_mapnr = lowmem_end_addr >> PAGE_SHIFT;
 358                 for (pfn = highmem_mapnr; pfn < max_mapnr; ++pfn) {
 359                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
 360                         if (lmb_is_reserved(pfn << PAGE_SHIFT))
 361                                 continue;
 362                         ClearPageReserved(page);
 363                         init_page_count(page);
 364                         __free_page(page);
 365                         totalhigh_pages++;
 366                         reservedpages--;
 367                 }
 368                 totalram_pages += totalhigh_pages;
 369                 printk(KERN_DEBUG "High memory: %luk\n",
 370                        totalhigh_pages << (PAGE_SHIFT-10));
 371         }
 372 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
 373
 374         printk(KERN_INFO "Memory: %luk/%luk available (%luk kernel code, "
 375                "%luk reserved, %luk data, %luk bss, %luk init)\n",
 376                 nr_free_pages() << (PAGE_SHIFT-10),
 377                 num_physpages << (PAGE_SHIFT-10),
 378                 codesize >> 10,
 379                 reservedpages << (PAGE_SHIFT-10),
 380                 datasize >> 10,
 381                 bsssize >> 10,
 382                 initsize >> 10);
 383
 384 #ifdef CONFIG_PPC32
 385         pr_info("Kernel virtual memory layout:\n");
 386         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : fixmap\n", FIXADDR_START, FIXADDR_TOP);
 387 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 388         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : highmem PTEs\n",
 389                 PKMAP_BASE, PKMAP_ADDR(LAST_PKMAP));
 390 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
 391 #ifdef CONFIG_NOT_COHERENT_CACHE
 392         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : consistent mem\n",
 393                 IOREMAP_TOP, IOREMAP_TOP + CONFIG_CONSISTENT_SIZE);
 394 #endif /* CONFIG_NOT_COHERENT_CACHE */
 395         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : early ioremap\n",
 396                 ioremap_bot, IOREMAP_TOP);
 397         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : vmalloc & ioremap\n",
 398                 VMALLOC_START, VMALLOC_END);
 399 #endif /* CONFIG_PPC32 */
 400
 401         mem_init_done = 1;
 402 }
 403
 404 /*
 405  * This is called when a page has been modified by the kernel.
 406  * It just marks the page as not i-cache clean.  We do the i-cache
 407  * flush later when the page is given to a user process, if necessary.
 408  */
 409 void flush_dcache_page(struct page *page)
 410 {
 411         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_COHERENT_ICACHE))
 412                 return;
 413         /* avoid an atomic op if possible */
 414         if (test_bit(PG_arch_1, &page->flags))
 415                 clear_bit(PG_arch_1, &page->flags);
 416 }
 417 EXPORT_SYMBOL(flush_dcache_page);
 418
 419 void flush_dcache_icache_page(struct page *page)
 420 {
 421 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 422         if (PageCompound(page)) {
 423                 flush_dcache_icache_hugepage(page);
 424                 return;
 425         }
 426 #endif
 427 #ifdef CONFIG_BOOKE
 428         {
 429                 void *start = kmap_atomic(page, KM_PPC_SYNC_ICACHE);
 430                 __flush_dcache_icache(start);
 431                 kunmap_atomic(start, KM_PPC_SYNC_ICACHE);
 432         }
 433 #elif defined(CONFIG_8xx) || defined(CONFIG_PPC64)
 434         /* On 8xx there is no need to kmap since highmem is not supported */
 435         __flush_dcache_icache(page_address(page));
 436 #else
 437         __flush_dcache_icache_phys(page_to_pfn(page) << PAGE_SHIFT);
 438 #endif
 439 }
 440
 441 void clear_user_page(void *page, unsigned long vaddr, struct page *pg)
 442 {
 443         clear_page(page);
 444
 445         /*
 446          * We shouldnt have to do this, but some versions of glibc
 447          * require it (ld.so assumes zero filled pages are icache clean)
 448          * - Anton
 449          */
 450         flush_dcache_page(pg);
 451 }
 452 EXPORT_SYMBOL(clear_user_page);
 453
 454 void copy_user_page(void *vto, void *vfrom, unsigned long vaddr,
 455                     struct page *pg)
 456 {
 457         copy_page(vto, vfrom);
 458
 459         /*
 460          * We should be able to use the following optimisation, however
 461          * there are two problems.
 462          * Firstly a bug in some versions of binutils meant PLT sections
 463          * were not marked executable.
 464          * Secondly the first word in the GOT section is blrl, used
 465          * to establish the GOT address. Until recently the GOT was
 466          * not marked executable.
 467          * - Anton
 468          */
 469 #if 0
 470         if (!vma->vm_file && ((vma->vm_flags & VM_EXEC) == 0))
 471                 return;
 472 #endif
 473
 474         flush_dcache_page(pg);
 475 }
 476
 477 void flush_icache_user_range(struct vm_area_struct *vma, struct page *page,
 478                              unsigned long addr, int len)
 479 {
 480         unsigned long maddr;
 481
 482         maddr = (unsigned long) kmap(page) + (addr & ~PAGE_MASK);
 483         flush_icache_range(maddr, maddr + len);
 484         kunmap(page);
 485 }
 486 EXPORT_SYMBOL(flush_icache_user_range);
 487
 488 /*
 489  * This is called at the end of handling a user page fault, when the
 490  * fault has been handled by updating a PTE in the linux page tables.
 491  * We use it to preload an HPTE into the hash table corresponding to
 492  * the updated linux PTE.
 493  *
 494  * This must always be called with the pte lock held.
 495  */
 496 void update_mmu_cache(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
 497                       pte_t *ptep)
 498 {
 499 #ifdef CONFIG_PPC_STD_MMU
 500         unsigned long access = 0, trap;
 501
 502         /* We only want HPTEs for linux PTEs that have _PAGE_ACCESSED set */
 503         if (!pte_young(*ptep) || address >= TASK_SIZE)
 504                 return;
 505
 506         /* We try to figure out if we are coming from an instruction
 507          * access fault and pass that down to __hash_page so we avoid
 508          * double-faulting on execution of fresh text. We have to test
 509          * for regs NULL since init will get here first thing at boot
 510          *
 511          * We also avoid filling the hash if not coming from a fault
 512          */
 513         if (current->thread.regs == NULL)
 514                 return;
 515         trap = TRAP(current->thread.regs);
 516         if (trap == 0x400)
 517                 access |= _PAGE_EXEC;
 518         else if (trap != 0x300)
 519                 return;
 520         hash_preload(vma->vm_mm, address, access, trap);
 521 #endif /* CONFIG_PPC_STD_MMU */
 522 }