kernel/arch/mips/mm/init.c

   1 /*
   2  * This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
   3  * License.  See the file "COPYING" in the main directory of this archive
   4  * for more details.
   5  *
   6  * Copyright (C) 1994 - 2000 Ralf Baechle
   7  * Copyright (C) 1999, 2000 Silicon Graphics, Inc.
   8  * Kevin D. Kissell, kevink@mips.com and Carsten Langgaard, carstenl@mips.com
   9  * Copyright (C) 2000 MIPS Technologies, Inc.  All rights reserved.
  10  */
  11 #include <linux/bug.h>
  12 #include <linux/init.h>
  13 #include <linux/module.h>
  14 #include <linux/signal.h>
  15 #include <linux/sched.h>
  16 #include <linux/smp.h>
  17 #include <linux/kernel.h>
  18 #include <linux/errno.h>
  19 #include <linux/string.h>
  20 #include <linux/types.h>
  21 #include <linux/pagemap.h>
  22 #include <linux/ptrace.h>
  23 #include <linux/mman.h>
  24 #include <linux/mm.h>
  25 #include <linux/bootmem.h>
  26 #include <linux/highmem.h>
  27 #include <linux/swap.h>
  28 #include <linux/proc_fs.h>
  29 #include <linux/pfn.h>
  30 #include <linux/hardirq.h>
  31 #include <linux/gfp.h>
  32 #include <linux/kcore.h>
  33
  34 #include <asm/asm-offsets.h>
  35 #include <asm/bootinfo.h>
  36 #include <asm/cachectl.h>
  37 #include <asm/cpu.h>
  38 #include <asm/dma.h>
  39 #include <asm/kmap_types.h>
  40 #include <asm/mmu_context.h>
  41 #include <asm/sections.h>
  42 #include <asm/pgtable.h>
  43 #include <asm/pgalloc.h>
  44 #include <asm/tlb.h>
  45 #include <asm/fixmap.h>
  46
  47 /*
  48  * We have up to 8 empty zeroed pages so we can map one of the right colour
  49  * when needed.  This is necessary only on R4000 / R4400 SC and MC versions
  50  * where we have to avoid VCED / VECI exceptions for good performance at
  51  * any price.  Since page is never written to after the initialization we
  52  * don't have to care about aliases on other CPUs.
  53  */
  54 unsigned long empty_zero_page, zero_page_mask;
  55 EXPORT_SYMBOL_GPL(empty_zero_page);
  56 EXPORT_SYMBOL(zero_page_mask);
  57
  58 /*
  59  * Not static inline because used by IP27 special magic initialization code
  60  */
  61 void setup_zero_pages(void)
  62 {
  63         unsigned int order, i;
  64         struct page *page;
  65
  66         if (cpu_has_vce)
  67                 order = 3;
  68         else
  69                 order = 0;
  70
  71         empty_zero_page = __get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO, order);
  72         if (!empty_zero_page)
  73                 panic("Oh boy, that early out of memory?");
  74
  75         page = virt_to_page((void *)empty_zero_page);
  76         split_page(page, order);
  77         for (i = 0; i < (1 << order); i++, page++)
  78                 mark_page_reserved(page);
  79
  80         zero_page_mask = ((PAGE_SIZE << order) - 1) & PAGE_MASK;
  81 }
  82
  83 static void *__kmap_pgprot(struct page *page, unsigned long addr, pgprot_t prot)
  84 {
  85         enum fixed_addresses idx;
  86         unsigned long vaddr, flags, entrylo;
  87         unsigned long old_ctx;
  88         pte_t pte;
  89         int tlbidx;
  90
  91         BUG_ON(Page_dcache_dirty(page));
  92
  93         preempt_disable();
  94         pagefault_disable();
  95         idx = (addr >> PAGE_SHIFT) & (FIX_N_COLOURS - 1);
  96         idx += in_interrupt() ? FIX_N_COLOURS : 0;
  97         vaddr = __fix_to_virt(FIX_CMAP_END - idx);
  98         pte = mk_pte(page, prot);
  99 #if defined(CONFIG_PHYS_ADDR_T_64BIT) && defined(CONFIG_CPU_MIPS32)
 100         entrylo = pte_to_entrylo(pte.pte_high);
 101 #else
 102         entrylo = pte_to_entrylo(pte_val(pte));
 103 #endif
 104
 105         local_irq_save(flags);
 106         old_ctx = read_c0_entryhi();
 107         write_c0_entryhi(vaddr & (PAGE_MASK << 1));
 108         write_c0_entrylo0(entrylo);
 109         write_c0_entrylo1(entrylo);
 110 #ifdef CONFIG_XPA
 111         entrylo = (pte.pte_low & _PFNX_MASK);
 112         writex_c0_entrylo0(entrylo);
 113         writex_c0_entrylo1(entrylo);
 114 #endif
 115         tlbidx = read_c0_wired();
 116         write_c0_wired(tlbidx + 1);
 117         write_c0_index(tlbidx);
 118         mtc0_tlbw_hazard();
 119         tlb_write_indexed();
 120         tlbw_use_hazard();
 121         write_c0_entryhi(old_ctx);
 122         local_irq_restore(flags);
 123
 124         return (void*) vaddr;
 125 }
 126
 127 void *kmap_coherent(struct page *page, unsigned long addr)
 128 {
 129         return __kmap_pgprot(page, addr, PAGE_KERNEL);
 130 }
 131
 132 void *kmap_noncoherent(struct page *page, unsigned long addr)
 133 {
 134         return __kmap_pgprot(page, addr, PAGE_KERNEL_NC);
 135 }
 136
 137 void kunmap_coherent(void)
 138 {
 139         unsigned int wired;
 140         unsigned long flags, old_ctx;
 141
 142         local_irq_save(flags);
 143         old_ctx = read_c0_entryhi();
 144         wired = read_c0_wired() - 1;
 145         write_c0_wired(wired);
 146         write_c0_index(wired);
 147         write_c0_entryhi(UNIQUE_ENTRYHI(wired));
 148         write_c0_entrylo0(0);
 149         write_c0_entrylo1(0);
 150         mtc0_tlbw_hazard();
 151         tlb_write_indexed();
 152         tlbw_use_hazard();
 153         write_c0_entryhi(old_ctx);
 154         local_irq_restore(flags);
 155         pagefault_enable();
 156         preempt_enable();
 157 }
 158
 159 void copy_user_highpage(struct page *to, struct page *from,
 160         unsigned long vaddr, struct vm_area_struct *vma)
 161 {
 162         void *vfrom, *vto;
 163
 164         vto = kmap_atomic(to);
 165         if (cpu_has_dc_aliases &&
 166             page_mapped(from) && !Page_dcache_dirty(from)) {
 167                 vfrom = kmap_coherent(from, vaddr);
 168                 copy_page(vto, vfrom);
 169                 kunmap_coherent();
 170         } else {
 171                 vfrom = kmap_atomic(from);
 172                 copy_page(vto, vfrom);
 173                 kunmap_atomic(vfrom);
 174         }
 175         if ((!cpu_has_ic_fills_f_dc) ||
 176             pages_do_alias((unsigned long)vto, vaddr & PAGE_MASK))
 177                 flush_data_cache_page((unsigned long)vto);
 178         kunmap_atomic(vto);
 179         /* Make sure this page is cleared on other CPU's too before using it */
 180         smp_wmb();
 181 }
 182
 183 void copy_to_user_page(struct vm_area_struct *vma,
 184         struct page *page, unsigned long vaddr, void *dst, const void *src,
 185         unsigned long len)
 186 {
 187         if (cpu_has_dc_aliases &&
 188             page_mapped(page) && !Page_dcache_dirty(page)) {
 189                 void *vto = kmap_coherent(page, vaddr) + (vaddr & ~PAGE_MASK);
 190                 memcpy(vto, src, len);
 191                 kunmap_coherent();
 192         } else {
 193                 memcpy(dst, src, len);
 194                 if (cpu_has_dc_aliases)
 195                         SetPageDcacheDirty(page);
 196         }
 197         if ((vma->vm_flags & VM_EXEC) && !cpu_has_ic_fills_f_dc)
 198                 flush_cache_page(vma, vaddr, page_to_pfn(page));
 199 }
 200
 201 void copy_from_user_page(struct vm_area_struct *vma,
 202         struct page *page, unsigned long vaddr, void *dst, const void *src,
 203         unsigned long len)
 204 {
 205         if (cpu_has_dc_aliases &&
 206             page_mapped(page) && !Page_dcache_dirty(page)) {
 207                 void *vfrom = kmap_coherent(page, vaddr) + (vaddr & ~PAGE_MASK);
 208                 memcpy(dst, vfrom, len);
 209                 kunmap_coherent();
 210         } else {
 211                 memcpy(dst, src, len);
 212                 if (cpu_has_dc_aliases)
 213                         SetPageDcacheDirty(page);
 214         }
 215 }
 216 EXPORT_SYMBOL_GPL(copy_from_user_page);
 217
 218 void __init fixrange_init(unsigned long start, unsigned long end,
 219         pgd_t *pgd_base)
 220 {
 221 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 222         pgd_t *pgd;
 223         pud_t *pud;
 224         pmd_t *pmd;
 225         pte_t *pte;
 226         int i, j, k;
 227         unsigned long vaddr;
 228
 229         vaddr = start;
 230         i = __pgd_offset(vaddr);
 231         j = __pud_offset(vaddr);
 232         k = __pmd_offset(vaddr);
 233         pgd = pgd_base + i;
 234
 235         for ( ; (i < PTRS_PER_PGD) && (vaddr < end); pgd++, i++) {
 236                 pud = (pud_t *)pgd;
 237                 for ( ; (j < PTRS_PER_PUD) && (vaddr < end); pud++, j++) {
 238                         pmd = (pmd_t *)pud;
 239                         for (; (k < PTRS_PER_PMD) && (vaddr < end); pmd++, k++) {
 240                                 if (pmd_none(*pmd)) {
 241                                         pte = (pte_t *) alloc_bootmem_low_pages(PAGE_SIZE);
 242                                         set_pmd(pmd, __pmd((unsigned long)pte));
 243                                         BUG_ON(pte != pte_offset_kernel(pmd, 0));
 244                                 }
 245                                 vaddr += PMD_SIZE;
 246                         }
 247                         k = 0;
 248                 }
 249                 j = 0;
 250         }
 251 #endif
 252 }
 253
 254 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
 255 int page_is_ram(unsigned long pagenr)
 256 {
 257         int i;
 258
 259         for (i = 0; i < boot_mem_map.nr_map; i++) {
 260                 unsigned long addr, end;
 261
 262                 switch (boot_mem_map.map[i].type) {
 263                 case BOOT_MEM_RAM:
 264                 case BOOT_MEM_INIT_RAM:
 265                         break;
 266                 default:
 267                         /* not usable memory */
 268                         continue;
 269                 }
 270
 271                 addr = PFN_UP(boot_mem_map.map[i].addr);
 272                 end = PFN_DOWN(boot_mem_map.map[i].addr +
 273                                boot_mem_map.map[i].size);
 274
 275                 if (pagenr >= addr && pagenr < end)
 276                         return 1;
 277         }
 278
 279         return 0;
 280 }
 281
 282 void __init paging_init(void)
 283 {
 284         unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES];
 285         unsigned long lastpfn __maybe_unused;
 286
 287         pagetable_init();
 288
 289 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 290         kmap_init();
 291 #endif
 292 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
 293         max_zone_pfns[ZONE_DMA] = MAX_DMA_PFN;
 294 #endif
 295 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
 296         max_zone_pfns[ZONE_DMA32] = MAX_DMA32_PFN;
 297 #endif
 298         max_zone_pfns[ZONE_NORMAL] = max_low_pfn;
 299         lastpfn = max_low_pfn;
 300 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 301         max_zone_pfns[ZONE_HIGHMEM] = highend_pfn;
 302         lastpfn = highend_pfn;
 303
 304         if (cpu_has_dc_aliases && max_low_pfn != highend_pfn) {
 305                 printk(KERN_WARNING "This processor doesn't support highmem."
 306                        " %ldk highmem ignored\n",
 307                        (highend_pfn - max_low_pfn) << (PAGE_SHIFT - 10));
 308                 max_zone_pfns[ZONE_HIGHMEM] = max_low_pfn;
 309                 lastpfn = max_low_pfn;
 310         }
 311 #endif
 312
 313         free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
 314 }
 315
 316 #ifdef CONFIG_64BIT
 317 static struct kcore_list kcore_kseg0;
 318 #endif
 319
 320 static inline void mem_init_free_highmem(void)
 321 {
 322 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 323         unsigned long tmp;
 324
 325         for (tmp = highstart_pfn; tmp < highend_pfn; tmp++) {
 326                 struct page *page = pfn_to_page(tmp);
 327
 328                 if (!page_is_ram(tmp))
 329                         SetPageReserved(page);
 330                 else
 331                         free_highmem_page(page);
 332         }
 333 #endif
 334 }
 335
 336 unsigned __weak platform_maar_init(unsigned num_maars)
 337 {
 338         return 0;
 339 }
 340
 341 static void maar_init(void)
 342 {
 343         unsigned num_maars, used, i;
 344
 345         if (!cpu_has_maar)
 346                 return;
 347
 348         /* Detect the number of MAARs */
 349         write_c0_maari(~0);
 350         back_to_back_c0_hazard();
 351         num_maars = read_c0_maari() + 1;
 352
 353         /* MAARs should be in pairs */
 354         WARN_ON(num_maars % 2);
 355
 356         /* Configure the required MAARs */
 357         used = platform_maar_init(num_maars / 2);
 358
 359         /* Disable any further MAARs */
 360         for (i = (used * 2); i < num_maars; i++) {
 361                 write_c0_maari(i);
 362                 back_to_back_c0_hazard();
 363                 write_c0_maar(0);
 364                 back_to_back_c0_hazard();
 365         }
 366 }
 367
 368 void __init mem_init(void)
 369 {
 370 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 371 #ifdef CONFIG_DISCONTIGMEM
 372 #error "CONFIG_HIGHMEM and CONFIG_DISCONTIGMEM dont work together yet"
 373 #endif
 374         max_mapnr = highend_pfn ? highend_pfn : max_low_pfn;
 375 #else
 376         max_mapnr = max_low_pfn;
 377 #endif
 378         high_memory = (void *) __va(max_low_pfn << PAGE_SHIFT);
 379
 380         maar_init();
 381         free_all_bootmem();
 382         setup_zero_pages();     /* Setup zeroed pages.  */
 383         mem_init_free_highmem();
 384         mem_init_print_info(NULL);
 385
 386 #ifdef CONFIG_64BIT
 387         if ((unsigned long) &_text > (unsigned long) CKSEG0)
 388                 /* The -4 is a hack so that user tools don't have to handle
 389                    the overflow.  */
 390                 kclist_add(&kcore_kseg0, (void *) CKSEG0,
 391                                 0x80000000 - 4, KCORE_TEXT);
 392 #endif
 393 }
 394 #endif /* !CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
 395
 396 void free_init_pages(const char *what, unsigned long begin, unsigned long end)
 397 {
 398         unsigned long pfn;
 399
 400         for (pfn = PFN_UP(begin); pfn < PFN_DOWN(end); pfn++) {
 401                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
 402                 void *addr = phys_to_virt(PFN_PHYS(pfn));
 403
 404                 memset(addr, POISON_FREE_INITMEM, PAGE_SIZE);
 405                 free_reserved_page(page);
 406         }
 407         printk(KERN_INFO "Freeing %s: %ldk freed\n", what, (end - begin) >> 10);
 408 }
 409
 410 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 411 void free_initrd_mem(unsigned long start, unsigned long end)
 412 {
 413         free_reserved_area((void *)start, (void *)end, POISON_FREE_INITMEM,
 414                            "initrd");
 415 }
 416 #endif
 417
 418 void (*free_init_pages_eva)(void *begin, void *end) = NULL;
 419
 420 void __init_refok free_initmem(void)
 421 {
 422         prom_free_prom_memory();
 423         /*
 424          * Let the platform define a specific function to free the
 425          * init section since EVA may have used any possible mapping
 426          * between virtual and physical addresses.
 427          */
 428         if (free_init_pages_eva)
 429                 free_init_pages_eva((void *)&__init_begin, (void *)&__init_end);
 430         else
 431                 free_initmem_default(POISON_FREE_INITMEM);
 432 }
 433
 434 #ifndef CONFIG_MIPS_PGD_C0_CONTEXT
 435 unsigned long pgd_current[NR_CPUS];
 436 #endif
 437
 438 /*
 439  * gcc 3.3 and older have trouble determining that PTRS_PER_PGD and PGD_ORDER
 440  * are constants.  So we use the variants from asm-offset.h until that gcc
 441  * will officially be retired.
 442  *
 443  * Align swapper_pg_dir in to 64K, allows its address to be loaded
 444  * with a single LUI instruction in the TLB handlers.  If we used
 445  * __aligned(64K), its size would get rounded up to the alignment
 446  * size, and waste space.  So we place it in its own section and align
 447  * it in the linker script.
 448  */
 449 pgd_t swapper_pg_dir[_PTRS_PER_PGD] __section(.bss..swapper_pg_dir);
 450 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 451 pmd_t invalid_pmd_table[PTRS_PER_PMD] __page_aligned_bss;
 452 #endif
 453 pte_t invalid_pte_table[PTRS_PER_PTE] __page_aligned_bss;