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
  33 #include <asm/asm-offsets.h>
  34 #include <asm/bootinfo.h>
  35 #include <asm/cachectl.h>
  36 #include <asm/cpu.h>
  37 #include <asm/dma.h>
  38 #include <asm/kmap_types.h>
  39 #include <asm/mmu_context.h>
  40 #include <asm/sections.h>
  41 #include <asm/pgtable.h>
  42 #include <asm/pgalloc.h>
  43 #include <asm/tlb.h>
  44 #include <asm/fixmap.h>
  45
  46 /* Atomicity and interruptability */
  47 #ifdef CONFIG_MIPS_MT_SMTC
  48
  49 #include <asm/mipsmtregs.h>
  50
  51 #define ENTER_CRITICAL(flags) \
  52         { \
  53         unsigned int mvpflags; \
  54         local_irq_save(flags);\
  55         mvpflags = dvpe()
  56 #define EXIT_CRITICAL(flags) \
  57         evpe(mvpflags); \
  58         local_irq_restore(flags); \
  59         }
  60 #else
  61
  62 #define ENTER_CRITICAL(flags) local_irq_save(flags)
  63 #define EXIT_CRITICAL(flags) local_irq_restore(flags)
  64
  65 #endif /* CONFIG_MIPS_MT_SMTC */
  66
  67 /*
  68  * We have up to 8 empty zeroed pages so we can map one of the right colour
  69  * when needed.  This is necessary only on R4000 / R4400 SC and MC versions
  70  * where we have to avoid VCED / VECI exceptions for good performance at
  71  * any price.  Since page is never written to after the initialization we
  72  * don't have to care about aliases on other CPUs.
  73  */
  74 unsigned long empty_zero_page, zero_page_mask;
  75 EXPORT_SYMBOL_GPL(empty_zero_page);
  76
  77 /*
  78  * Not static inline because used by IP27 special magic initialization code
  79  */
  80 void setup_zero_pages(void)
  81 {
  82         unsigned int order, i;
  83         struct page *page;
  84
  85         if (cpu_has_vce)
  86                 order = 3;
  87         else
  88                 order = 0;
  89
  90         empty_zero_page = __get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO, order);
  91         if (!empty_zero_page)
  92                 panic("Oh boy, that early out of memory?");
  93
  94         page = virt_to_page((void *)empty_zero_page);
  95         split_page(page, order);
  96         for (i = 0; i < (1 << order); i++, page++)
  97                 mark_page_reserved(page);
  98
  99         zero_page_mask = ((PAGE_SIZE << order) - 1) & PAGE_MASK;
 100 }
 101
 102 #ifdef CONFIG_MIPS_MT_SMTC
 103 static pte_t *kmap_coherent_pte;
 104 static void __init kmap_coherent_init(void)
 105 {
 106         unsigned long vaddr;
 107
 108         /* cache the first coherent kmap pte */
 109         vaddr = __fix_to_virt(FIX_CMAP_BEGIN);
 110         kmap_coherent_pte = kmap_get_fixmap_pte(vaddr);
 111 }
 112 #else
 113 static inline void kmap_coherent_init(void) {}
 114 #endif
 115
 116 void *kmap_coherent(struct page *page, unsigned long addr)
 117 {
 118         enum fixed_addresses idx;
 119         unsigned long vaddr, flags, entrylo;
 120         unsigned long old_ctx;
 121         pte_t pte;
 122         int tlbidx;
 123
 124         BUG_ON(Page_dcache_dirty(page));
 125
 126         inc_preempt_count();
 127         idx = (addr >> PAGE_SHIFT) & (FIX_N_COLOURS - 1);
 128 #ifdef CONFIG_MIPS_MT_SMTC
 129         idx += FIX_N_COLOURS * smp_processor_id() +
 130                 (in_interrupt() ? (FIX_N_COLOURS * NR_CPUS) : 0);
 131 #else
 132         idx += in_interrupt() ? FIX_N_COLOURS : 0;
 133 #endif
 134         vaddr = __fix_to_virt(FIX_CMAP_END - idx);
 135         pte = mk_pte(page, PAGE_KERNEL);
 136 #if defined(CONFIG_64BIT_PHYS_ADDR) && defined(CONFIG_CPU_MIPS32)
 137         entrylo = pte.pte_high;
 138 #else
 139         entrylo = pte_to_entrylo(pte_val(pte));
 140 #endif
 141
 142         ENTER_CRITICAL(flags);
 143         old_ctx = read_c0_entryhi();
 144         write_c0_entryhi(vaddr & (PAGE_MASK << 1));
 145         write_c0_entrylo0(entrylo);
 146         write_c0_entrylo1(entrylo);
 147 #ifdef CONFIG_MIPS_MT_SMTC
 148         set_pte(kmap_coherent_pte - (FIX_CMAP_END - idx), pte);
 149         /* preload TLB instead of local_flush_tlb_one() */
 150         mtc0_tlbw_hazard();
 151         tlb_probe();
 152         tlb_probe_hazard();
 153         tlbidx = read_c0_index();
 154         mtc0_tlbw_hazard();
 155         if (tlbidx < 0)
 156                 tlb_write_random();
 157         else
 158                 tlb_write_indexed();
 159 #else
 160         tlbidx = read_c0_wired();
 161         write_c0_wired(tlbidx + 1);
 162         write_c0_index(tlbidx);
 163         mtc0_tlbw_hazard();
 164         tlb_write_indexed();
 165 #endif
 166         tlbw_use_hazard();
 167         write_c0_entryhi(old_ctx);
 168         EXIT_CRITICAL(flags);
 169
 170         return (void*) vaddr;
 171 }
 172
 173 #define UNIQUE_ENTRYHI(idx) (CKSEG0 + ((idx) << (PAGE_SHIFT + 1)))
 174
 175 void kunmap_coherent(void)
 176 {
 177 #ifndef CONFIG_MIPS_MT_SMTC
 178         unsigned int wired;
 179         unsigned long flags, old_ctx;
 180
 181         ENTER_CRITICAL(flags);
 182         old_ctx = read_c0_entryhi();
 183         wired = read_c0_wired() - 1;
 184         write_c0_wired(wired);
 185         write_c0_index(wired);
 186         write_c0_entryhi(UNIQUE_ENTRYHI(wired));
 187         write_c0_entrylo0(0);
 188         write_c0_entrylo1(0);
 189         mtc0_tlbw_hazard();
 190         tlb_write_indexed();
 191         tlbw_use_hazard();
 192         write_c0_entryhi(old_ctx);
 193         EXIT_CRITICAL(flags);
 194 #endif
 195         dec_preempt_count();
 196         preempt_check_resched();
 197 }
 198
 199 void copy_user_highpage(struct page *to, struct page *from,
 200         unsigned long vaddr, struct vm_area_struct *vma)
 201 {
 202         void *vfrom, *vto;
 203
 204         vto = kmap_atomic(to);
 205         if (cpu_has_dc_aliases &&
 206             page_mapped(from) && !Page_dcache_dirty(from)) {
 207                 vfrom = kmap_coherent(from, vaddr);
 208                 copy_page(vto, vfrom);
 209                 kunmap_coherent();
 210         } else {
 211                 vfrom = kmap_atomic(from);
 212                 copy_page(vto, vfrom);
 213                 kunmap_atomic(vfrom);
 214         }
 215         if ((!cpu_has_ic_fills_f_dc) ||
 216             pages_do_alias((unsigned long)vto, vaddr & PAGE_MASK))
 217                 flush_data_cache_page((unsigned long)vto);
 218         kunmap_atomic(vto);
 219         /* Make sure this page is cleared on other CPU's too before using it */
 220         smp_wmb();
 221 }
 222
 223 void copy_to_user_page(struct vm_area_struct *vma,
 224         struct page *page, unsigned long vaddr, void *dst, const void *src,
 225         unsigned long len)
 226 {
 227         if (cpu_has_dc_aliases &&
 228             page_mapped(page) && !Page_dcache_dirty(page)) {
 229                 void *vto = kmap_coherent(page, vaddr) + (vaddr & ~PAGE_MASK);
 230                 memcpy(vto, src, len);
 231                 kunmap_coherent();
 232         } else {
 233                 memcpy(dst, src, len);
 234                 if (cpu_has_dc_aliases)
 235                         SetPageDcacheDirty(page);
 236         }
 237         if ((vma->vm_flags & VM_EXEC) && !cpu_has_ic_fills_f_dc)
 238                 flush_cache_page(vma, vaddr, page_to_pfn(page));
 239 }
 240
 241 void copy_from_user_page(struct vm_area_struct *vma,
 242         struct page *page, unsigned long vaddr, void *dst, const void *src,
 243         unsigned long len)
 244 {
 245         if (cpu_has_dc_aliases &&
 246             page_mapped(page) && !Page_dcache_dirty(page)) {
 247                 void *vfrom = kmap_coherent(page, vaddr) + (vaddr & ~PAGE_MASK);
 248                 memcpy(dst, vfrom, len);
 249                 kunmap_coherent();
 250         } else {
 251                 memcpy(dst, src, len);
 252                 if (cpu_has_dc_aliases)
 253                         SetPageDcacheDirty(page);
 254         }
 255 }
 256
 257 void __init fixrange_init(unsigned long start, unsigned long end,
 258         pgd_t *pgd_base)
 259 {
 260 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) || defined(CONFIG_MIPS_MT_SMTC)
 261         pgd_t *pgd;
 262         pud_t *pud;
 263         pmd_t *pmd;
 264         pte_t *pte;
 265         int i, j, k;
 266         unsigned long vaddr;
 267
 268         vaddr = start;
 269         i = __pgd_offset(vaddr);
 270         j = __pud_offset(vaddr);
 271         k = __pmd_offset(vaddr);
 272         pgd = pgd_base + i;
 273
 274         for ( ; (i < PTRS_PER_PGD) && (vaddr < end); pgd++, i++) {
 275                 pud = (pud_t *)pgd;
 276                 for ( ; (j < PTRS_PER_PUD) && (vaddr < end); pud++, j++) {
 277                         pmd = (pmd_t *)pud;
 278                         for (; (k < PTRS_PER_PMD) && (vaddr < end); pmd++, k++) {
 279                                 if (pmd_none(*pmd)) {
 280                                         pte = (pte_t *) alloc_bootmem_low_pages(PAGE_SIZE);
 281                                         set_pmd(pmd, __pmd((unsigned long)pte));
 282                                         BUG_ON(pte != pte_offset_kernel(pmd, 0));
 283                                 }
 284                                 vaddr += PMD_SIZE;
 285                         }
 286                         k = 0;
 287                 }
 288                 j = 0;
 289         }
 290 #endif
 291 }
 292
 293 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
 294 int page_is_ram(unsigned long pagenr)
 295 {
 296         int i;
 297
 298         for (i = 0; i < boot_mem_map.nr_map; i++) {
 299                 unsigned long addr, end;
 300
 301                 switch (boot_mem_map.map[i].type) {
 302                 case BOOT_MEM_RAM:
 303                 case BOOT_MEM_INIT_RAM:
 304                         break;
 305                 default:
 306                         /* not usable memory */
 307                         continue;
 308                 }
 309
 310                 addr = PFN_UP(boot_mem_map.map[i].addr);
 311                 end = PFN_DOWN(boot_mem_map.map[i].addr +
 312                                boot_mem_map.map[i].size);
 313
 314                 if (pagenr >= addr && pagenr < end)
 315                         return 1;
 316         }
 317
 318         return 0;
 319 }
 320
 321 void __init paging_init(void)
 322 {
 323         unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES];
 324         unsigned long lastpfn __maybe_unused;
 325
 326         pagetable_init();
 327
 328 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 329         kmap_init();
 330 #endif
 331         kmap_coherent_init();
 332
 333 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
 334         max_zone_pfns[ZONE_DMA] = MAX_DMA_PFN;
 335 #endif
 336 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
 337         max_zone_pfns[ZONE_DMA32] = MAX_DMA32_PFN;
 338 #endif
 339         max_zone_pfns[ZONE_NORMAL] = max_low_pfn;
 340         lastpfn = max_low_pfn;
 341 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 342         max_zone_pfns[ZONE_HIGHMEM] = highend_pfn;
 343         lastpfn = highend_pfn;
 344
 345         if (cpu_has_dc_aliases && max_low_pfn != highend_pfn) {
 346                 printk(KERN_WARNING "This processor doesn't support highmem."
 347                        " %ldk highmem ignored\n",
 348                        (highend_pfn - max_low_pfn) << (PAGE_SHIFT - 10));
 349                 max_zone_pfns[ZONE_HIGHMEM] = max_low_pfn;
 350                 lastpfn = max_low_pfn;
 351         }
 352 #endif
 353
 354         free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
 355 }
 356
 357 #ifdef CONFIG_64BIT
 358 static struct kcore_list kcore_kseg0;
 359 #endif
 360
 361 void __init mem_init(void)
 362 {
 363         unsigned long codesize, reservedpages, datasize, initsize;
 364         unsigned long tmp, ram;
 365
 366 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 367 #ifdef CONFIG_DISCONTIGMEM
 368 #error "CONFIG_HIGHMEM and CONFIG_DISCONTIGMEM dont work together yet"
 369 #endif
 370         max_mapnr = highend_pfn ? highend_pfn : max_low_pfn;
 371 #else
 372         max_mapnr = max_low_pfn;
 373 #endif
 374         high_memory = (void *) __va(max_low_pfn << PAGE_SHIFT);
 375
 376         totalram_pages += free_all_bootmem();
 377         setup_zero_pages();     /* Setup zeroed pages.  */
 378
 379         reservedpages = ram = 0;
 380         for (tmp = 0; tmp < max_low_pfn; tmp++)
 381                 if (page_is_ram(tmp) && pfn_valid(tmp)) {
 382                         ram++;
 383                         if (PageReserved(pfn_to_page(tmp)))
 384                                 reservedpages++;
 385                 }
 386         num_physpages = ram;
 387
 388 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 389         for (tmp = highstart_pfn; tmp < highend_pfn; tmp++) {
 390                 struct page *page = pfn_to_page(tmp);
 391
 392                 if (!page_is_ram(tmp)) {
 393                         SetPageReserved(page);
 394                         continue;
 395                 }
 396                 free_highmem_page(page);
 397         }
 398         num_physpages += totalhigh_pages;
 399 #endif
 400
 401         codesize =  (unsigned long) &_etext - (unsigned long) &_text;
 402         datasize =  (unsigned long) &_edata - (unsigned long) &_etext;
 403         initsize =  (unsigned long) &__init_end - (unsigned long) &__init_begin;
 404
 405 #ifdef CONFIG_64BIT
 406         if ((unsigned long) &_text > (unsigned long) CKSEG0)
 407                 /* The -4 is a hack so that user tools don't have to handle
 408                    the overflow.  */
 409                 kclist_add(&kcore_kseg0, (void *) CKSEG0,
 410                                 0x80000000 - 4, KCORE_TEXT);
 411 #endif
 412
 413         printk(KERN_INFO "Memory: %luk/%luk available (%ldk kernel code, "
 414                "%ldk reserved, %ldk data, %ldk init, %ldk highmem)\n",
 415                nr_free_pages() << (PAGE_SHIFT-10),
 416                ram << (PAGE_SHIFT-10),
 417                codesize >> 10,
 418                reservedpages << (PAGE_SHIFT-10),
 419                datasize >> 10,
 420                initsize >> 10,
 421                totalhigh_pages << (PAGE_SHIFT-10));
 422 }
 423 #endif /* !CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
 424
 425 void free_init_pages(const char *what, unsigned long begin, unsigned long end)
 426 {
 427         unsigned long pfn;
 428
 429         for (pfn = PFN_UP(begin); pfn < PFN_DOWN(end); pfn++) {
 430                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
 431                 void *addr = phys_to_virt(PFN_PHYS(pfn));
 432
 433                 memset(addr, POISON_FREE_INITMEM, PAGE_SIZE);
 434                 free_reserved_page(page);
 435         }
 436         printk(KERN_INFO "Freeing %s: %ldk freed\n", what, (end - begin) >> 10);
 437 }
 438
 439 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 440 void free_initrd_mem(unsigned long start, unsigned long end)
 441 {
 442         free_reserved_area(start, end, POISON_FREE_INITMEM, "initrd");
 443 }
 444 #endif
 445
 446 void __init_refok free_initmem(void)
 447 {
 448         prom_free_prom_memory();
 449         free_initmem_default(POISON_FREE_INITMEM);
 450 }
 451
 452 #ifndef CONFIG_MIPS_PGD_C0_CONTEXT
 453 unsigned long pgd_current[NR_CPUS];
 454 #endif
 455
 456 /*
 457  * gcc 3.3 and older have trouble determining that PTRS_PER_PGD and PGD_ORDER
 458  * are constants.  So we use the variants from asm-offset.h until that gcc
 459  * will officially be retired.
 460  *
 461  * Align swapper_pg_dir in to 64K, allows its address to be loaded
 462  * with a single LUI instruction in the TLB handlers.  If we used
 463  * __aligned(64K), its size would get rounded up to the alignment
 464  * size, and waste space.  So we place it in its own section and align
 465  * it in the linker script.
 466  */
 467 pgd_t swapper_pg_dir[_PTRS_PER_PGD] __section(.bss..swapper_pg_dir);
 468 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 469 pmd_t invalid_pmd_table[PTRS_PER_PMD] __page_aligned_bss;
 470 #endif
 471 pte_t invalid_pte_table[PTRS_PER_PTE] __page_aligned_bss;