Add the rt linux 4.1.3-rt3 as base
[kvmfornfv.git] / kernel / arch / powerpc / mm / mem.c
diff --git a/kernel/arch/powerpc/mm/mem.c b/kernel/arch/powerpc/mm/mem.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..45fda71
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,571 @@
+/*
+ *  PowerPC version
+ *    Copyright (C) 1995-1996 Gary Thomas (gdt@linuxppc.org)
+ *
+ *  Modifications by Paul Mackerras (PowerMac) (paulus@cs.anu.edu.au)
+ *  and Cort Dougan (PReP) (cort@cs.nmt.edu)
+ *    Copyright (C) 1996 Paul Mackerras
+ *  PPC44x/36-bit changes by Matt Porter (mporter@mvista.com)
+ *
+ *  Derived from "arch/i386/mm/init.c"
+ *    Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
+ *
+ *  This program is free software; you can redistribute it and/or
+ *  modify it under the terms of the GNU General Public License
+ *  as published by the Free Software Foundation; either version
+ *  2 of the License, or (at your option) any later version.
+ *
+ */
+
+#include <linux/export.h>
+#include <linux/sched.h>
+#include <linux/kernel.h>
+#include <linux/errno.h>
+#include <linux/string.h>
+#include <linux/gfp.h>
+#include <linux/types.h>
+#include <linux/mm.h>
+#include <linux/stddef.h>
+#include <linux/init.h>
+#include <linux/bootmem.h>
+#include <linux/highmem.h>
+#include <linux/initrd.h>
+#include <linux/pagemap.h>
+#include <linux/suspend.h>
+#include <linux/memblock.h>
+#include <linux/hugetlb.h>
+#include <linux/slab.h>
+#include <linux/vmalloc.h>
+
+#include <asm/pgalloc.h>
+#include <asm/prom.h>
+#include <asm/io.h>
+#include <asm/mmu_context.h>
+#include <asm/pgtable.h>
+#include <asm/mmu.h>
+#include <asm/smp.h>
+#include <asm/machdep.h>
+#include <asm/btext.h>
+#include <asm/tlb.h>
+#include <asm/sections.h>
+#include <asm/sparsemem.h>
+#include <asm/vdso.h>
+#include <asm/fixmap.h>
+#include <asm/swiotlb.h>
+#include <asm/rtas.h>
+
+#include "mmu_decl.h"
+
+#ifndef CPU_FTR_COHERENT_ICACHE
+#define CPU_FTR_COHERENT_ICACHE        0       /* XXX for now */
+#define CPU_FTR_NOEXECUTE      0
+#endif
+
+unsigned long long memory_limit;
+
+#ifdef CONFIG_HIGHMEM
+pte_t *kmap_pte;
+EXPORT_SYMBOL(kmap_pte);
+pgprot_t kmap_prot;
+EXPORT_SYMBOL(kmap_prot);
+
+static inline pte_t *virt_to_kpte(unsigned long vaddr)
+{
+       return pte_offset_kernel(pmd_offset(pud_offset(pgd_offset_k(vaddr),
+                       vaddr), vaddr), vaddr);
+}
+#endif
+
+int page_is_ram(unsigned long pfn)
+{
+#ifndef CONFIG_PPC64   /* XXX for now */
+       return pfn < max_pfn;
+#else
+       unsigned long paddr = (pfn << PAGE_SHIFT);
+       struct memblock_region *reg;
+
+       for_each_memblock(memory, reg)
+               if (paddr >= reg->base && paddr < (reg->base + reg->size))
+                       return 1;
+       return 0;
+#endif
+}
+
+pgprot_t phys_mem_access_prot(struct file *file, unsigned long pfn,
+                             unsigned long size, pgprot_t vma_prot)
+{
+       if (ppc_md.phys_mem_access_prot)
+               return ppc_md.phys_mem_access_prot(file, pfn, size, vma_prot);
+
+       if (!page_is_ram(pfn))
+               vma_prot = pgprot_noncached(vma_prot);
+
+       return vma_prot;
+}
+EXPORT_SYMBOL(phys_mem_access_prot);
+
+#ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
+
+#ifdef CONFIG_NUMA
+int memory_add_physaddr_to_nid(u64 start)
+{
+       return hot_add_scn_to_nid(start);
+}
+#endif
+
+int arch_add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
+{
+       struct pglist_data *pgdata;
+       struct zone *zone;
+       unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
+       unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
+
+       pgdata = NODE_DATA(nid);
+
+       start = (unsigned long)__va(start);
+       if (create_section_mapping(start, start + size))
+               return -EINVAL;
+
+       /* this should work for most non-highmem platforms */
+       zone = pgdata->node_zones +
+               zone_for_memory(nid, start, size, 0);
+
+       return __add_pages(nid, zone, start_pfn, nr_pages);
+}
+
+#ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
+int arch_remove_memory(u64 start, u64 size)
+{
+       unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
+       unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
+       struct zone *zone;
+       int ret;
+
+       zone = page_zone(pfn_to_page(start_pfn));
+       ret = __remove_pages(zone, start_pfn, nr_pages);
+       if (ret)
+               return ret;
+
+       /* Remove htab bolted mappings for this section of memory */
+       start = (unsigned long)__va(start);
+       ret = remove_section_mapping(start, start + size);
+
+       /* Ensure all vmalloc mappings are flushed in case they also
+        * hit that section of memory
+        */
+       vm_unmap_aliases();
+
+       return ret;
+}
+#endif
+#endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
+
+/*
+ * walk_memory_resource() needs to make sure there is no holes in a given
+ * memory range.  PPC64 does not maintain the memory layout in /proc/iomem.
+ * Instead it maintains it in memblock.memory structures.  Walk through the
+ * memory regions, find holes and callback for contiguous regions.
+ */
+int
+walk_system_ram_range(unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
+               void *arg, int (*func)(unsigned long, unsigned long, void *))
+{
+       struct memblock_region *reg;
+       unsigned long end_pfn = start_pfn + nr_pages;
+       unsigned long tstart, tend;
+       int ret = -1;
+
+       for_each_memblock(memory, reg) {
+               tstart = max(start_pfn, memblock_region_memory_base_pfn(reg));
+               tend = min(end_pfn, memblock_region_memory_end_pfn(reg));
+               if (tstart >= tend)
+                       continue;
+               ret = (*func)(tstart, tend - tstart, arg);
+               if (ret)
+                       break;
+       }
+       return ret;
+}
+EXPORT_SYMBOL_GPL(walk_system_ram_range);
+
+#ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
+void __init initmem_init(void)
+{
+       max_low_pfn = max_pfn = memblock_end_of_DRAM() >> PAGE_SHIFT;
+       min_low_pfn = MEMORY_START >> PAGE_SHIFT;
+#ifdef CONFIG_HIGHMEM
+       max_low_pfn = lowmem_end_addr >> PAGE_SHIFT;
+#endif
+
+       /* Place all memblock_regions in the same node and merge contiguous
+        * memblock_regions
+        */
+       memblock_set_node(0, (phys_addr_t)ULLONG_MAX, &memblock.memory, 0);
+
+       /* XXX need to clip this if using highmem? */
+       sparse_memory_present_with_active_regions(0);
+       sparse_init();
+}
+
+/* mark pages that don't exist as nosave */
+static int __init mark_nonram_nosave(void)
+{
+       struct memblock_region *reg, *prev = NULL;
+
+       for_each_memblock(memory, reg) {
+               if (prev &&
+                   memblock_region_memory_end_pfn(prev) < memblock_region_memory_base_pfn(reg))
+                       register_nosave_region(memblock_region_memory_end_pfn(prev),
+                                              memblock_region_memory_base_pfn(reg));
+               prev = reg;
+       }
+       return 0;
+}
+#else /* CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
+static int __init mark_nonram_nosave(void)
+{
+       return 0;
+}
+#endif
+
+static bool zone_limits_final;
+
+static unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES] = {
+       [0 ... MAX_NR_ZONES - 1] = ~0UL
+};
+
+/*
+ * Restrict the specified zone and all more restrictive zones
+ * to be below the specified pfn.  May not be called after
+ * paging_init().
+ */
+void __init limit_zone_pfn(enum zone_type zone, unsigned long pfn_limit)
+{
+       int i;
+
+       if (WARN_ON(zone_limits_final))
+               return;
+
+       for (i = zone; i >= 0; i--) {
+               if (max_zone_pfns[i] > pfn_limit)
+                       max_zone_pfns[i] = pfn_limit;
+       }
+}
+
+/*
+ * Find the least restrictive zone that is entirely below the
+ * specified pfn limit.  Returns < 0 if no suitable zone is found.
+ *
+ * pfn_limit must be u64 because it can exceed 32 bits even on 32-bit
+ * systems -- the DMA limit can be higher than any possible real pfn.
+ */
+int dma_pfn_limit_to_zone(u64 pfn_limit)
+{
+       enum zone_type top_zone = ZONE_NORMAL;
+       int i;
+
+#ifdef CONFIG_HIGHMEM
+       top_zone = ZONE_HIGHMEM;
+#endif
+
+       for (i = top_zone; i >= 0; i--) {
+               if (max_zone_pfns[i] <= pfn_limit)
+                       return i;
+       }
+
+       return -EPERM;
+}
+
+/*
+ * paging_init() sets up the page tables - in fact we've already done this.
+ */
+void __init paging_init(void)
+{
+       unsigned long long total_ram = memblock_phys_mem_size();
+       phys_addr_t top_of_ram = memblock_end_of_DRAM();
+       enum zone_type top_zone;
+
+#ifdef CONFIG_PPC32
+       unsigned long v = __fix_to_virt(__end_of_fixed_addresses - 1);
+       unsigned long end = __fix_to_virt(FIX_HOLE);
+
+       for (; v < end; v += PAGE_SIZE)
+               map_page(v, 0, 0); /* XXX gross */
+#endif
+
+#ifdef CONFIG_HIGHMEM
+       map_page(PKMAP_BASE, 0, 0);     /* XXX gross */
+       pkmap_page_table = virt_to_kpte(PKMAP_BASE);
+
+       kmap_pte = virt_to_kpte(__fix_to_virt(FIX_KMAP_BEGIN));
+       kmap_prot = PAGE_KERNEL;
+#endif /* CONFIG_HIGHMEM */
+
+       printk(KERN_DEBUG "Top of RAM: 0x%llx, Total RAM: 0x%llx\n",
+              (unsigned long long)top_of_ram, total_ram);
+       printk(KERN_DEBUG "Memory hole size: %ldMB\n",
+              (long int)((top_of_ram - total_ram) >> 20));
+
+#ifdef CONFIG_HIGHMEM
+       top_zone = ZONE_HIGHMEM;
+       limit_zone_pfn(ZONE_NORMAL, lowmem_end_addr >> PAGE_SHIFT);
+#else
+       top_zone = ZONE_NORMAL;
+#endif
+
+       limit_zone_pfn(top_zone, top_of_ram >> PAGE_SHIFT);
+       zone_limits_final = true;
+       free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
+
+       mark_nonram_nosave();
+}
+
+void __init mem_init(void)
+{
+       /*
+        * book3s is limited to 16 page sizes due to encoding this in
+        * a 4-bit field for slices.
+        */
+       BUILD_BUG_ON(MMU_PAGE_COUNT > 16);
+
+#ifdef CONFIG_SWIOTLB
+       swiotlb_init(0);
+#endif
+
+       high_memory = (void *) __va(max_low_pfn * PAGE_SIZE);
+       set_max_mapnr(max_pfn);
+       free_all_bootmem();
+
+#ifdef CONFIG_HIGHMEM
+       {
+               unsigned long pfn, highmem_mapnr;
+
+               highmem_mapnr = lowmem_end_addr >> PAGE_SHIFT;
+               for (pfn = highmem_mapnr; pfn < max_mapnr; ++pfn) {
+                       phys_addr_t paddr = (phys_addr_t)pfn << PAGE_SHIFT;
+                       struct page *page = pfn_to_page(pfn);
+                       if (!memblock_is_reserved(paddr))
+                               free_highmem_page(page);
+               }
+       }
+#endif /* CONFIG_HIGHMEM */
+
+#if defined(CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E) && !defined(CONFIG_SMP)
+       /*
+        * If smp is enabled, next_tlbcam_idx is initialized in the cpu up
+        * functions.... do it here for the non-smp case.
+        */
+       per_cpu(next_tlbcam_idx, smp_processor_id()) =
+               (mfspr(SPRN_TLB1CFG) & TLBnCFG_N_ENTRY) - 1;
+#endif
+
+       mem_init_print_info(NULL);
+#ifdef CONFIG_PPC32
+       pr_info("Kernel virtual memory layout:\n");
+       pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : fixmap\n", FIXADDR_START, FIXADDR_TOP);
+#ifdef CONFIG_HIGHMEM
+       pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : highmem PTEs\n",
+               PKMAP_BASE, PKMAP_ADDR(LAST_PKMAP));
+#endif /* CONFIG_HIGHMEM */
+#ifdef CONFIG_NOT_COHERENT_CACHE
+       pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : consistent mem\n",
+               IOREMAP_TOP, IOREMAP_TOP + CONFIG_CONSISTENT_SIZE);
+#endif /* CONFIG_NOT_COHERENT_CACHE */
+       pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : early ioremap\n",
+               ioremap_bot, IOREMAP_TOP);
+       pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : vmalloc & ioremap\n",
+               VMALLOC_START, VMALLOC_END);
+#endif /* CONFIG_PPC32 */
+}
+
+void free_initmem(void)
+{
+       ppc_md.progress = ppc_printk_progress;
+       free_initmem_default(POISON_FREE_INITMEM);
+}
+
+#ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
+void __init free_initrd_mem(unsigned long start, unsigned long end)
+{
+       free_reserved_area((void *)start, (void *)end, -1, "initrd");
+}
+#endif
+
+/*
+ * This is called when a page has been modified by the kernel.
+ * It just marks the page as not i-cache clean.  We do the i-cache
+ * flush later when the page is given to a user process, if necessary.
+ */
+void flush_dcache_page(struct page *page)
+{
+       if (cpu_has_feature(CPU_FTR_COHERENT_ICACHE))
+               return;
+       /* avoid an atomic op if possible */
+       if (test_bit(PG_arch_1, &page->flags))
+               clear_bit(PG_arch_1, &page->flags);
+}
+EXPORT_SYMBOL(flush_dcache_page);
+
+void flush_dcache_icache_page(struct page *page)
+{
+#ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
+       if (PageCompound(page)) {
+               flush_dcache_icache_hugepage(page);
+               return;
+       }
+#endif
+#ifdef CONFIG_BOOKE
+       {
+               void *start = kmap_atomic(page);
+               __flush_dcache_icache(start);
+               kunmap_atomic(start);
+       }
+#elif defined(CONFIG_8xx) || defined(CONFIG_PPC64)
+       /* On 8xx there is no need to kmap since highmem is not supported */
+       __flush_dcache_icache(page_address(page)); 
+#else
+       __flush_dcache_icache_phys(page_to_pfn(page) << PAGE_SHIFT);
+#endif
+}
+EXPORT_SYMBOL(flush_dcache_icache_page);
+
+void clear_user_page(void *page, unsigned long vaddr, struct page *pg)
+{
+       clear_page(page);
+
+       /*
+        * We shouldn't have to do this, but some versions of glibc
+        * require it (ld.so assumes zero filled pages are icache clean)
+        * - Anton
+        */
+       flush_dcache_page(pg);
+}
+EXPORT_SYMBOL(clear_user_page);
+
+void copy_user_page(void *vto, void *vfrom, unsigned long vaddr,
+                   struct page *pg)
+{
+       copy_page(vto, vfrom);
+
+       /*
+        * We should be able to use the following optimisation, however
+        * there are two problems.
+        * Firstly a bug in some versions of binutils meant PLT sections
+        * were not marked executable.
+        * Secondly the first word in the GOT section is blrl, used
+        * to establish the GOT address. Until recently the GOT was
+        * not marked executable.
+        * - Anton
+        */
+#if 0
+       if (!vma->vm_file && ((vma->vm_flags & VM_EXEC) == 0))
+               return;
+#endif
+
+       flush_dcache_page(pg);
+}
+
+void flush_icache_user_range(struct vm_area_struct *vma, struct page *page,
+                            unsigned long addr, int len)
+{
+       unsigned long maddr;
+
+       maddr = (unsigned long) kmap(page) + (addr & ~PAGE_MASK);
+       flush_icache_range(maddr, maddr + len);
+       kunmap(page);
+}
+EXPORT_SYMBOL(flush_icache_user_range);
+
+/*
+ * This is called at the end of handling a user page fault, when the
+ * fault has been handled by updating a PTE in the linux page tables.
+ * We use it to preload an HPTE into the hash table corresponding to
+ * the updated linux PTE.
+ * 
+ * This must always be called with the pte lock held.
+ */
+void update_mmu_cache(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
+                     pte_t *ptep)
+{
+#ifdef CONFIG_PPC_STD_MMU
+       /*
+        * We don't need to worry about _PAGE_PRESENT here because we are
+        * called with either mm->page_table_lock held or ptl lock held
+        */
+       unsigned long access = 0, trap;
+
+       /* We only want HPTEs for linux PTEs that have _PAGE_ACCESSED set */
+       if (!pte_young(*ptep) || address >= TASK_SIZE)
+               return;
+
+       /* We try to figure out if we are coming from an instruction
+        * access fault and pass that down to __hash_page so we avoid
+        * double-faulting on execution of fresh text. We have to test
+        * for regs NULL since init will get here first thing at boot
+        *
+        * We also avoid filling the hash if not coming from a fault
+        */
+       if (current->thread.regs == NULL)
+               return;
+       trap = TRAP(current->thread.regs);
+       if (trap == 0x400)
+               access |= _PAGE_EXEC;
+       else if (trap != 0x300)
+               return;
+       hash_preload(vma->vm_mm, address, access, trap);
+#endif /* CONFIG_PPC_STD_MMU */
+#if (defined(CONFIG_PPC_BOOK3E_64) || defined(CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E)) \
+       && defined(CONFIG_HUGETLB_PAGE)
+       if (is_vm_hugetlb_page(vma))
+               book3e_hugetlb_preload(vma, address, *ptep);
+#endif
+}
+
+/*
+ * System memory should not be in /proc/iomem but various tools expect it
+ * (eg kdump).
+ */
+static int __init add_system_ram_resources(void)
+{
+       struct memblock_region *reg;
+
+       for_each_memblock(memory, reg) {
+               struct resource *res;
+               unsigned long base = reg->base;
+               unsigned long size = reg->size;
+
+               res = kzalloc(sizeof(struct resource), GFP_KERNEL);
+               WARN_ON(!res);
+
+               if (res) {
+                       res->name = "System RAM";
+                       res->start = base;
+                       res->end = base + size - 1;
+                       res->flags = IORESOURCE_MEM | IORESOURCE_BUSY;
+                       WARN_ON(request_resource(&iomem_resource, res) < 0);
+               }
+       }
+
+       return 0;
+}
+subsys_initcall(add_system_ram_resources);
+
+#ifdef CONFIG_STRICT_DEVMEM
+/*
+ * devmem_is_allowed(): check to see if /dev/mem access to a certain address
+ * is valid. The argument is a physical page number.
+ *
+ * Access has to be given to non-kernel-ram areas as well, these contain the
+ * PCI mmio resources as well as potential bios/acpi data regions.
+ */
+int devmem_is_allowed(unsigned long pfn)
+{
+       if (iomem_is_exclusive(pfn << PAGE_SHIFT))
+               return 0;
+       if (!page_is_ram(pfn))
+               return 1;
+       if (page_is_rtas_user_buf(pfn))
+               return 1;
+       return 0;
+}
+#endif /* CONFIG_STRICT_DEVMEM */