arch/tile/mm/init.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
   3  * Copyright 2010 Tilera Corporation. All Rights Reserved.
   4  *
   5  *   This program is free software; you can redistribute it and/or
   6  *   modify it under the terms of the GNU General Public License
   7  *   as published by the Free Software Foundation, version 2.
   8  *
   9  *   This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  10  *   WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  *   MERCHANTABILITY OR FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE, GOOD TITLE or
  12  *   NON INFRINGEMENT.  See the GNU General Public License for
  13  *   more details.
  14  */
  15
  16 #include <linux/module.h>
  17 #include <linux/signal.h>
  18 #include <linux/sched.h>
  19 #include <linux/kernel.h>
  20 #include <linux/errno.h>
  21 #include <linux/string.h>
  22 #include <linux/types.h>
  23 #include <linux/ptrace.h>
  24 #include <linux/mman.h>
  25 #include <linux/mm.h>
  26 #include <linux/hugetlb.h>
  27 #include <linux/swap.h>
  28 #include <linux/smp.h>
  29 #include <linux/init.h>
  30 #include <linux/highmem.h>
  31 #include <linux/pagemap.h>
  32 #include <linux/poison.h>
  33 #include <linux/bootmem.h>
  34 #include <linux/slab.h>
  35 #include <linux/proc_fs.h>
  36 #include <linux/efi.h>
  37 #include <linux/memory_hotplug.h>
  38 #include <linux/uaccess.h>
  39 #include <asm/mmu_context.h>
  40 #include <asm/processor.h>
  41 #include <asm/pgtable.h>
  42 #include <asm/pgalloc.h>
  43 #include <asm/dma.h>
  44 #include <asm/fixmap.h>
  45 #include <asm/tlb.h>
  46 #include <asm/tlbflush.h>
  47 #include <asm/sections.h>
  48 #include <asm/setup.h>
  49 #include <asm/homecache.h>
  50 #include <hv/hypervisor.h>
  51 #include <arch/chip.h>
  52
  53 #include "migrate.h"
  54
  55 #define clear_pgd(pmdptr) (*(pmdptr) = hv_pte(0))
  56
  57 #ifndef __tilegx__
  58 unsigned long VMALLOC_RESERVE = CONFIG_VMALLOC_RESERVE;
  59 EXPORT_SYMBOL(VMALLOC_RESERVE);
  60 #endif
  61
  62 /* Create an L2 page table */
  63 static pte_t * __init alloc_pte(void)
  64 {
  65         return __alloc_bootmem(L2_KERNEL_PGTABLE_SIZE, HV_PAGE_TABLE_ALIGN, 0);
  66 }
  67
  68 /*
  69  * L2 page tables per controller.  We allocate these all at once from
  70  * the bootmem allocator and store them here.  This saves on kernel L2
  71  * page table memory, compared to allocating a full 64K page per L2
  72  * page table, and also means that in cases where we use huge pages,
  73  * we are guaranteed to later be able to shatter those huge pages and
  74  * switch to using these page tables instead, without requiring
  75  * further allocation.  Each l2_ptes[] entry points to the first page
  76  * table for the first hugepage-size piece of memory on the
  77  * controller; other page tables are just indexed directly, i.e. the
  78  * L2 page tables are contiguous in memory for each controller.
  79  */
  80 static pte_t *l2_ptes[MAX_NUMNODES];
  81 static int num_l2_ptes[MAX_NUMNODES];
  82
  83 static void init_prealloc_ptes(int node, int pages)
  84 {
  85         BUG_ON(pages & (PTRS_PER_PTE - 1));
  86         if (pages) {
  87                 num_l2_ptes[node] = pages;
  88                 l2_ptes[node] = __alloc_bootmem(pages * sizeof(pte_t),
  89                                                 HV_PAGE_TABLE_ALIGN, 0);
  90         }
  91 }
  92
  93 pte_t *get_prealloc_pte(unsigned long pfn)
  94 {
  95         int node = pfn_to_nid(pfn);
  96         pfn &= ~(-1UL << (NR_PA_HIGHBIT_SHIFT - PAGE_SHIFT));
  97         BUG_ON(node >= MAX_NUMNODES);
  98         BUG_ON(pfn >= num_l2_ptes[node]);
  99         return &l2_ptes[node][pfn];
 100 }
 101
 102 /*
 103  * What caching do we expect pages from the heap to have when
 104  * they are allocated during bootup?  (Once we've installed the
 105  * "real" swapper_pg_dir.)
 106  */
 107 static int initial_heap_home(void)
 108 {
 109         if (hash_default)
 110                 return PAGE_HOME_HASH;
 111         return smp_processor_id();
 112 }
 113
 114 /*
 115  * Place a pointer to an L2 page table in a middle page
 116  * directory entry.
 117  */
 118 static void __init assign_pte(pmd_t *pmd, pte_t *page_table)
 119 {
 120         phys_addr_t pa = __pa(page_table);
 121         unsigned long l2_ptfn = pa >> HV_LOG2_PAGE_TABLE_ALIGN;
 122         pte_t pteval = hv_pte_set_ptfn(__pgprot(_PAGE_TABLE), l2_ptfn);
 123         BUG_ON((pa & (HV_PAGE_TABLE_ALIGN-1)) != 0);
 124         pteval = pte_set_home(pteval, initial_heap_home());
 125         *(pte_t *)pmd = pteval;
 126         if (page_table != (pte_t *)pmd_page_vaddr(*pmd))
 127                 BUG();
 128 }
 129
 130 #ifdef __tilegx__
 131
 132 static inline pmd_t *alloc_pmd(void)
 133 {
 134         return __alloc_bootmem(L1_KERNEL_PGTABLE_SIZE, HV_PAGE_TABLE_ALIGN, 0);
 135 }
 136
 137 static inline void assign_pmd(pud_t *pud, pmd_t *pmd)
 138 {
 139         assign_pte((pmd_t *)pud, (pte_t *)pmd);
 140 }
 141
 142 #endif /* __tilegx__ */
 143
 144 /* Replace the given pmd with a full PTE table. */
 145 void __init shatter_pmd(pmd_t *pmd)
 146 {
 147         pte_t *pte = get_prealloc_pte(pte_pfn(*(pte_t *)pmd));
 148         assign_pte(pmd, pte);
 149 }
 150
 151 #ifdef __tilegx__
 152 static pmd_t *__init get_pmd(pgd_t pgtables[], unsigned long va)
 153 {
 154         pud_t *pud = pud_offset(&pgtables[pgd_index(va)], va);
 155         if (pud_none(*pud))
 156                 assign_pmd(pud, alloc_pmd());
 157         return pmd_offset(pud, va);
 158 }
 159 #else
 160 static pmd_t *__init get_pmd(pgd_t pgtables[], unsigned long va)
 161 {
 162         return pmd_offset(pud_offset(&pgtables[pgd_index(va)], va), va);
 163 }
 164 #endif
 165
 166 /*
 167  * This function initializes a certain range of kernel virtual memory
 168  * with new bootmem page tables, everywhere page tables are missing in
 169  * the given range.
 170  */
 171
 172 /*
 173  * NOTE: The pagetables are allocated contiguous on the physical space
 174  * so we can cache the place of the first one and move around without
 175  * checking the pgd every time.
 176  */
 177 static void __init page_table_range_init(unsigned long start,
 178                                          unsigned long end, pgd_t *pgd)
 179 {
 180         unsigned long vaddr;
 181         start = round_down(start, PMD_SIZE);
 182         end = round_up(end, PMD_SIZE);
 183         for (vaddr = start; vaddr < end; vaddr += PMD_SIZE) {
 184                 pmd_t *pmd = get_pmd(pgd, vaddr);
 185                 if (pmd_none(*pmd))
 186                         assign_pte(pmd, alloc_pte());
 187         }
 188 }
 189
 190
 191 static int __initdata ktext_hash = 1;  /* .text pages */
 192 static int __initdata kdata_hash = 1;  /* .data and .bss pages */
 193 int __write_once hash_default = 1;     /* kernel allocator pages */
 194 EXPORT_SYMBOL(hash_default);
 195 int __write_once kstack_hash = 1;      /* if no homecaching, use h4h */
 196
 197 /*
 198  * CPUs to use to for striping the pages of kernel data.  If hash-for-home
 199  * is available, this is only relevant if kcache_hash sets up the
 200  * .data and .bss to be page-homed, and we don't want the default mode
 201  * of using the full set of kernel cpus for the striping.
 202  */
 203 static __initdata struct cpumask kdata_mask;
 204 static __initdata int kdata_arg_seen;
 205
 206 int __write_once kdata_huge;       /* if no homecaching, small pages */
 207
 208
 209 /* Combine a generic pgprot_t with cache home to get a cache-aware pgprot. */
 210 static pgprot_t __init construct_pgprot(pgprot_t prot, int home)
 211 {
 212         prot = pte_set_home(prot, home);
 213         if (home == PAGE_HOME_IMMUTABLE) {
 214                 if (ktext_hash)
 215                         prot = hv_pte_set_mode(prot, HV_PTE_MODE_CACHE_HASH_L3);
 216                 else
 217                         prot = hv_pte_set_mode(prot, HV_PTE_MODE_CACHE_NO_L3);
 218         }
 219         return prot;
 220 }
 221
 222 /*
 223  * For a given kernel data VA, how should it be cached?
 224  * We return the complete pgprot_t with caching bits set.
 225  */
 226 static pgprot_t __init init_pgprot(ulong address)
 227 {
 228         int cpu;
 229         unsigned long page;
 230         enum { CODE_DELTA = MEM_SV_START - PAGE_OFFSET };
 231
 232         /* For kdata=huge, everything is just hash-for-home. */
 233         if (kdata_huge)
 234                 return construct_pgprot(PAGE_KERNEL, PAGE_HOME_HASH);
 235
 236         /* We map the aliased pages of permanent text inaccessible. */
 237         if (address < (ulong) _sinittext - CODE_DELTA)
 238                 return PAGE_NONE;
 239
 240         /* We map read-only data non-coherent for performance. */
 241         if ((address >= (ulong) __start_rodata &&
 242              address < (ulong) __end_rodata) ||
 243             address == (ulong) empty_zero_page) {
 244                 return construct_pgprot(PAGE_KERNEL_RO, PAGE_HOME_IMMUTABLE);
 245         }
 246
 247 #ifndef __tilegx__
 248         /* Force the atomic_locks[] array page to be hash-for-home. */
 249         if (address == (ulong) atomic_locks)
 250                 return construct_pgprot(PAGE_KERNEL, PAGE_HOME_HASH);
 251 #endif
 252
 253         /*
 254          * Everything else that isn't data or bss is heap, so mark it
 255          * with the initial heap home (hash-for-home, or this cpu).  This
 256          * includes any addresses after the loaded image and any address before
 257          * __init_end, since we already captured the case of text before
 258          * _sinittext, and __pa(einittext) is approximately __pa(__init_begin).
 259          *
 260          * All the LOWMEM pages that we mark this way will get their
 261          * struct page homecache properly marked later, in set_page_homes().
 262          * The HIGHMEM pages we leave with a default zero for their
 263          * homes, but with a zero free_time we don't have to actually
 264          * do a flush action the first time we use them, either.
 265          */
 266         if (address >= (ulong) _end || address < (ulong) __init_end)
 267                 return construct_pgprot(PAGE_KERNEL, initial_heap_home());
 268
 269         /* Use hash-for-home if requested for data/bss. */
 270         if (kdata_hash)
 271                 return construct_pgprot(PAGE_KERNEL, PAGE_HOME_HASH);
 272
 273         /*
 274          * Otherwise we just hand out consecutive cpus.  To avoid
 275          * requiring this function to hold state, we just walk forward from
 276          * __end_rodata by PAGE_SIZE, skipping the readonly and init data, to
 277          * reach the requested address, while walking cpu home around
 278          * kdata_mask. This is typically no more than a dozen or so iterations.
 279          */
 280         page = (((ulong)__end_rodata) + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
 281         BUG_ON(address < page || address >= (ulong)_end);
 282         cpu = cpumask_first(&kdata_mask);
 283         for (; page < address; page += PAGE_SIZE) {
 284                 if (page >= (ulong)&init_thread_union &&
 285                     page < (ulong)&init_thread_union + THREAD_SIZE)
 286                         continue;
 287                 if (page == (ulong)empty_zero_page)
 288                         continue;
 289 #ifndef __tilegx__
 290                 if (page == (ulong)atomic_locks)
 291                         continue;
 292 #endif
 293                 cpu = cpumask_next(cpu, &kdata_mask);
 294                 if (cpu == NR_CPUS)
 295                         cpu = cpumask_first(&kdata_mask);
 296         }
 297         return construct_pgprot(PAGE_KERNEL, cpu);
 298 }
 299
 300 /*
 301  * This function sets up how we cache the kernel text.  If we have
 302  * hash-for-home support, normally that is used instead (see the
 303  * kcache_hash boot flag for more information).  But if we end up
 304  * using a page-based caching technique, this option sets up the
 305  * details of that.  In addition, the "ktext=nocache" option may
 306  * always be used to disable local caching of text pages, if desired.
 307  */
 308
 309 static int __initdata ktext_arg_seen;
 310 static int __initdata ktext_small;
 311 static int __initdata ktext_local;
 312 static int __initdata ktext_all;
 313 static int __initdata ktext_nondataplane;
 314 static int __initdata ktext_nocache;
 315 static struct cpumask __initdata ktext_mask;
 316
 317 static int __init setup_ktext(char *str)
 318 {
 319         if (str == NULL)
 320                 return -EINVAL;
 321
 322         /* If you have a leading "nocache", turn off ktext caching */
 323         if (strncmp(str, "nocache", 7) == 0) {
 324                 ktext_nocache = 1;
 325                 pr_info("ktext: disabling local caching of kernel text\n");
 326                 str += 7;
 327                 if (*str == ',')
 328                         ++str;
 329                 if (*str == '\0')
 330                         return 0;
 331         }
 332
 333         ktext_arg_seen = 1;
 334
 335         /* Default setting: use a huge page */
 336         if (strcmp(str, "huge") == 0)
 337                 pr_info("ktext: using one huge locally cached page\n");
 338
 339         /* Pay TLB cost but get no cache benefit: cache small pages locally */
 340         else if (strcmp(str, "local") == 0) {
 341                 ktext_small = 1;
 342                 ktext_local = 1;
 343                 pr_info("ktext: using small pages with local caching\n");
 344         }
 345
 346         /* Neighborhood cache ktext pages on all cpus. */
 347         else if (strcmp(str, "all") == 0) {
 348                 ktext_small = 1;
 349                 ktext_all = 1;
 350                 pr_info("ktext: using maximal caching neighborhood\n");
 351         }
 352
 353
 354         /* Neighborhood ktext pages on specified mask */
 355         else if (cpulist_parse(str, &ktext_mask) == 0) {
 356                 char buf[NR_CPUS * 5];
 357                 cpulist_scnprintf(buf, sizeof(buf), &ktext_mask);
 358                 if (cpumask_weight(&ktext_mask) > 1) {
 359                         ktext_small = 1;
 360                         pr_info("ktext: using caching neighborhood %s with small pages\n",
 361                                 buf);
 362                 } else {
 363                         pr_info("ktext: caching on cpu %s with one huge page\n",
 364                                 buf);
 365                 }
 366         }
 367
 368         else if (*str)
 369                 return -EINVAL;
 370
 371         return 0;
 372 }
 373
 374 early_param("ktext", setup_ktext);
 375
 376
 377 static inline pgprot_t ktext_set_nocache(pgprot_t prot)
 378 {
 379         if (!ktext_nocache)
 380                 prot = hv_pte_set_nc(prot);
 381         else
 382                 prot = hv_pte_set_no_alloc_l2(prot);
 383         return prot;
 384 }
 385
 386 /* Temporary page table we use for staging. */
 387 static pgd_t pgtables[PTRS_PER_PGD]
 388  __attribute__((aligned(HV_PAGE_TABLE_ALIGN)));
 389
 390 /*
 391  * This maps the physical memory to kernel virtual address space, a total
 392  * of max_low_pfn pages, by creating page tables starting from address
 393  * PAGE_OFFSET.
 394  *
 395  * This routine transitions us from using a set of compiled-in large
 396  * pages to using some more precise caching, including removing access
 397  * to code pages mapped at PAGE_OFFSET (executed only at MEM_SV_START)
 398  * marking read-only data as locally cacheable, striping the remaining
 399  * .data and .bss across all the available tiles, and removing access
 400  * to pages above the top of RAM (thus ensuring a page fault from a bad
 401  * virtual address rather than a hypervisor shoot down for accessing
 402  * memory outside the assigned limits).
 403  */
 404 static void __init kernel_physical_mapping_init(pgd_t *pgd_base)
 405 {
 406         unsigned long long irqmask;
 407         unsigned long address, pfn;
 408         pmd_t *pmd;
 409         pte_t *pte;
 410         int pte_ofs;
 411         const struct cpumask *my_cpu_mask = cpumask_of(smp_processor_id());
 412         struct cpumask kstripe_mask;
 413         int rc, i;
 414
 415         if (ktext_arg_seen && ktext_hash) {
 416                 pr_warn("warning: \"ktext\" boot argument ignored if \"kcache_hash\" sets up text hash-for-home\n");
 417                 ktext_small = 0;
 418         }
 419
 420         if (kdata_arg_seen && kdata_hash) {
 421                 pr_warn("warning: \"kdata\" boot argument ignored if \"kcache_hash\" sets up data hash-for-home\n");
 422         }
 423
 424         if (kdata_huge && !hash_default) {
 425                 pr_warn("warning: disabling \"kdata=huge\"; requires kcache_hash=all or =allbutstack\n");
 426                 kdata_huge = 0;
 427         }
 428
 429         /*
 430          * Set up a mask for cpus to use for kernel striping.
 431          * This is normally all cpus, but minus dataplane cpus if any.
 432          * If the dataplane covers the whole chip, we stripe over
 433          * the whole chip too.
 434          */
 435         cpumask_copy(&kstripe_mask, cpu_possible_mask);
 436         if (!kdata_arg_seen)
 437                 kdata_mask = kstripe_mask;
 438
 439         /* Allocate and fill in L2 page tables */
 440         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; ++i) {
 441 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 442                 unsigned long end_pfn = node_lowmem_end_pfn[i];
 443 #else
 444                 unsigned long end_pfn = node_end_pfn[i];
 445 #endif
 446                 unsigned long end_huge_pfn = 0;
 447
 448                 /* Pre-shatter the last huge page to allow per-cpu pages. */
 449                 if (kdata_huge)
 450                         end_huge_pfn = end_pfn - (HPAGE_SIZE >> PAGE_SHIFT);
 451
 452                 pfn = node_start_pfn[i];
 453
 454                 /* Allocate enough memory to hold L2 page tables for node. */
 455                 init_prealloc_ptes(i, end_pfn - pfn);
 456
 457                 address = (unsigned long) pfn_to_kaddr(pfn);
 458                 while (pfn < end_pfn) {
 459                         BUG_ON(address & (HPAGE_SIZE-1));
 460                         pmd = get_pmd(pgtables, address);
 461                         pte = get_prealloc_pte(pfn);
 462                         if (pfn < end_huge_pfn) {
 463                                 pgprot_t prot = init_pgprot(address);
 464                                 *(pte_t *)pmd = pte_mkhuge(pfn_pte(pfn, prot));
 465                                 for (pte_ofs = 0; pte_ofs < PTRS_PER_PTE;
 466                                      pfn++, pte_ofs++, address += PAGE_SIZE)
 467                                         pte[pte_ofs] = pfn_pte(pfn, prot);
 468                         } else {
 469                                 if (kdata_huge)
 470                                         printk(KERN_DEBUG "pre-shattered huge page at %#lx\n",
 471                                                address);
 472                                 for (pte_ofs = 0; pte_ofs < PTRS_PER_PTE;
 473                                      pfn++, pte_ofs++, address += PAGE_SIZE) {
 474                                         pgprot_t prot = init_pgprot(address);
 475                                         pte[pte_ofs] = pfn_pte(pfn, prot);
 476                                 }
 477                                 assign_pte(pmd, pte);
 478                         }
 479                 }
 480         }
 481
 482         /*
 483          * Set or check ktext_map now that we have cpu_possible_mask
 484          * and kstripe_mask to work with.
 485          */
 486         if (ktext_all)
 487                 cpumask_copy(&ktext_mask, cpu_possible_mask);
 488         else if (ktext_nondataplane)
 489                 ktext_mask = kstripe_mask;
 490         else if (!cpumask_empty(&ktext_mask)) {
 491                 /* Sanity-check any mask that was requested */
 492                 struct cpumask bad;
 493                 cpumask_andnot(&bad, &ktext_mask, cpu_possible_mask);
 494                 cpumask_and(&ktext_mask, &ktext_mask, cpu_possible_mask);
 495                 if (!cpumask_empty(&bad)) {
 496                         char buf[NR_CPUS * 5];
 497                         cpulist_scnprintf(buf, sizeof(buf), &bad);
 498                         pr_info("ktext: not using unavailable cpus %s\n", buf);
 499                 }
 500                 if (cpumask_empty(&ktext_mask)) {
 501                         pr_warn("ktext: no valid cpus; caching on %d\n",
 502                                 smp_processor_id());
 503                         cpumask_copy(&ktext_mask,
 504                                      cpumask_of(smp_processor_id()));
 505                 }
 506         }
 507
 508         address = MEM_SV_START;
 509         pmd = get_pmd(pgtables, address);
 510         pfn = 0;  /* code starts at PA 0 */
 511         if (ktext_small) {
 512                 /* Allocate an L2 PTE for the kernel text */
 513                 int cpu = 0;
 514                 pgprot_t prot = construct_pgprot(PAGE_KERNEL_EXEC,
 515                                                  PAGE_HOME_IMMUTABLE);
 516
 517                 if (ktext_local) {
 518                         if (ktext_nocache)
 519                                 prot = hv_pte_set_mode(prot,
 520                                                        HV_PTE_MODE_UNCACHED);
 521                         else
 522                                 prot = hv_pte_set_mode(prot,
 523                                                        HV_PTE_MODE_CACHE_NO_L3);
 524                 } else {
 525                         prot = hv_pte_set_mode(prot,
 526                                                HV_PTE_MODE_CACHE_TILE_L3);
 527                         cpu = cpumask_first(&ktext_mask);
 528
 529                         prot = ktext_set_nocache(prot);
 530                 }
 531
 532                 BUG_ON(address != (unsigned long)_text);
 533                 pte = NULL;
 534                 for (; address < (unsigned long)_einittext;
 535                      pfn++, address += PAGE_SIZE) {
 536                         pte_ofs = pte_index(address);
 537                         if (pte_ofs == 0) {
 538                                 if (pte)
 539                                         assign_pte(pmd++, pte);
 540                                 pte = alloc_pte();
 541                         }
 542                         if (!ktext_local) {
 543                                 prot = set_remote_cache_cpu(prot, cpu);
 544                                 cpu = cpumask_next(cpu, &ktext_mask);
 545                                 if (cpu == NR_CPUS)
 546                                         cpu = cpumask_first(&ktext_mask);
 547                         }
 548                         pte[pte_ofs] = pfn_pte(pfn, prot);
 549                 }
 550                 if (pte)
 551                         assign_pte(pmd, pte);
 552         } else {
 553                 pte_t pteval = pfn_pte(0, PAGE_KERNEL_EXEC);
 554                 pteval = pte_mkhuge(pteval);
 555                 if (ktext_hash) {
 556                         pteval = hv_pte_set_mode(pteval,
 557                                                  HV_PTE_MODE_CACHE_HASH_L3);
 558                         pteval = ktext_set_nocache(pteval);
 559                 } else
 560                 if (cpumask_weight(&ktext_mask) == 1) {
 561                         pteval = set_remote_cache_cpu(pteval,
 562                                               cpumask_first(&ktext_mask));
 563                         pteval = hv_pte_set_mode(pteval,
 564                                                  HV_PTE_MODE_CACHE_TILE_L3);
 565                         pteval = ktext_set_nocache(pteval);
 566                 } else if (ktext_nocache)
 567                         pteval = hv_pte_set_mode(pteval,
 568                                                  HV_PTE_MODE_UNCACHED);
 569                 else
 570                         pteval = hv_pte_set_mode(pteval,
 571                                                  HV_PTE_MODE_CACHE_NO_L3);
 572                 for (; address < (unsigned long)_einittext;
 573                      pfn += PFN_DOWN(HPAGE_SIZE), address += HPAGE_SIZE)
 574                         *(pte_t *)(pmd++) = pfn_pte(pfn, pteval);
 575         }
 576
 577         /* Set swapper_pgprot here so it is flushed to memory right away. */
 578         swapper_pgprot = init_pgprot((unsigned long)swapper_pg_dir);
 579
 580         /*
 581          * Since we may be changing the caching of the stack and page
 582          * table itself, we invoke an assembly helper to do the
 583          * following steps:
 584          *
 585          *  - flush the cache so we start with an empty slate
 586          *  - install pgtables[] as the real page table
 587          *  - flush the TLB so the new page table takes effect
 588          */
 589         irqmask = interrupt_mask_save_mask();
 590         interrupt_mask_set_mask(-1ULL);
 591         rc = flush_and_install_context(__pa(pgtables),
 592                                        init_pgprot((unsigned long)pgtables),
 593                                        __this_cpu_read(current_asid),
 594                                        cpumask_bits(my_cpu_mask));
 595         interrupt_mask_restore_mask(irqmask);
 596         BUG_ON(rc != 0);
 597
 598         /* Copy the page table back to the normal swapper_pg_dir. */
 599         memcpy(pgd_base, pgtables, sizeof(pgtables));
 600         __install_page_table(pgd_base, __this_cpu_read(current_asid),
 601                              swapper_pgprot);
 602
 603         /*
 604          * We just read swapper_pgprot and thus brought it into the cache,
 605          * with its new home & caching mode.  When we start the other CPUs,
 606          * they're going to reference swapper_pgprot via their initial fake
 607          * VA-is-PA mappings, which cache everything locally.  At that
 608          * time, if it's in our cache with a conflicting home, the
 609          * simulator's coherence checker will complain.  So, flush it out
 610          * of our cache; we're not going to ever use it again anyway.
 611          */
 612         __insn_finv(&swapper_pgprot);
 613 }
 614
 615 /*
 616  * devmem_is_allowed() checks to see if /dev/mem access to a certain address
 617  * is valid. The argument is a physical page number.
 618  *
 619  * On Tile, the only valid things for which we can just hand out unchecked
 620  * PTEs are the kernel code and data.  Anything else might change its
 621  * homing with time, and we wouldn't know to adjust the /dev/mem PTEs.
 622  * Note that init_thread_union is released to heap soon after boot,
 623  * so we include it in the init data.
 624  *
 625  * For TILE-Gx, we might want to consider allowing access to PA
 626  * regions corresponding to PCI space, etc.
 627  */
 628 int devmem_is_allowed(unsigned long pagenr)
 629 {
 630         return pagenr < kaddr_to_pfn(_end) &&
 631                 !(pagenr >= kaddr_to_pfn(&init_thread_union) ||
 632                   pagenr < kaddr_to_pfn(__init_end)) &&
 633                 !(pagenr >= kaddr_to_pfn(_sinittext) ||
 634                   pagenr <= kaddr_to_pfn(_einittext-1));
 635 }
 636
 637 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 638 static void __init permanent_kmaps_init(pgd_t *pgd_base)
 639 {
 640         pgd_t *pgd;
 641         pud_t *pud;
 642         pmd_t *pmd;
 643         pte_t *pte;
 644         unsigned long vaddr;
 645
 646         vaddr = PKMAP_BASE;
 647         page_table_range_init(vaddr, vaddr + PAGE_SIZE*LAST_PKMAP, pgd_base);
 648
 649         pgd = swapper_pg_dir + pgd_index(vaddr);
 650         pud = pud_offset(pgd, vaddr);
 651         pmd = pmd_offset(pud, vaddr);
 652         pte = pte_offset_kernel(pmd, vaddr);
 653         pkmap_page_table = pte;
 654 }
 655 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
 656
 657
 658 #ifndef CONFIG_64BIT
 659 static void __init init_free_pfn_range(unsigned long start, unsigned long end)
 660 {
 661         unsigned long pfn;
 662         struct page *page = pfn_to_page(start);
 663
 664         for (pfn = start; pfn < end; ) {
 665                 /* Optimize by freeing pages in large batches */
 666                 int order = __ffs(pfn);
 667                 int count, i;
 668                 struct page *p;
 669
 670                 if (order >= MAX_ORDER)
 671                         order = MAX_ORDER-1;
 672                 count = 1 << order;
 673                 while (pfn + count > end) {
 674                         count >>= 1;
 675                         --order;
 676                 }
 677                 for (p = page, i = 0; i < count; ++i, ++p) {
 678                         __ClearPageReserved(p);
 679                         /*
 680                          * Hacky direct set to avoid unnecessary
 681                          * lock take/release for EVERY page here.
 682                          */
 683                         p->_count.counter = 0;
 684                         p->_mapcount.counter = -1;
 685                 }
 686                 init_page_count(page);
 687                 __free_pages(page, order);
 688                 adjust_managed_page_count(page, count);
 689
 690                 page += count;
 691                 pfn += count;
 692         }
 693 }
 694
 695 static void __init set_non_bootmem_pages_init(void)
 696 {
 697         struct zone *z;
 698         for_each_zone(z) {
 699                 unsigned long start, end;
 700                 int nid = z->zone_pgdat->node_id;
 701 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 702                 int idx = zone_idx(z);
 703 #endif
 704
 705                 start = z->zone_start_pfn;
 706                 end = start + z->spanned_pages;
 707                 start = max(start, node_free_pfn[nid]);
 708                 start = max(start, max_low_pfn);
 709
 710 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 711                 if (idx == ZONE_HIGHMEM)
 712                         totalhigh_pages += z->spanned_pages;
 713 #endif
 714                 if (kdata_huge) {
 715                         unsigned long percpu_pfn = node_percpu_pfn[nid];
 716                         if (start < percpu_pfn && end > percpu_pfn)
 717                                 end = percpu_pfn;
 718                 }
 719 #ifdef CONFIG_PCI
 720                 if (start <= pci_reserve_start_pfn &&
 721                     end > pci_reserve_start_pfn) {
 722                         if (end > pci_reserve_end_pfn)
 723                                 init_free_pfn_range(pci_reserve_end_pfn, end);
 724                         end = pci_reserve_start_pfn;
 725                 }
 726 #endif
 727                 init_free_pfn_range(start, end);
 728         }
 729 }
 730 #endif
 731
 732 /*
 733  * paging_init() sets up the page tables - note that all of lowmem is
 734  * already mapped by head.S.
 735  */
 736 void __init paging_init(void)
 737 {
 738 #ifdef __tilegx__
 739         pud_t *pud;
 740 #endif
 741         pgd_t *pgd_base = swapper_pg_dir;
 742
 743         kernel_physical_mapping_init(pgd_base);
 744
 745         /* Fixed mappings, only the page table structure has to be created. */
 746         page_table_range_init(fix_to_virt(__end_of_fixed_addresses - 1),
 747                               FIXADDR_TOP, pgd_base);
 748
 749 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 750         permanent_kmaps_init(pgd_base);
 751 #endif
 752
 753 #ifdef __tilegx__
 754         /*
 755          * Since GX allocates just one pmd_t array worth of vmalloc space,
 756          * we go ahead and allocate it statically here, then share it
 757          * globally.  As a result we don't have to worry about any task
 758          * changing init_mm once we get up and running, and there's no
 759          * need for e.g. vmalloc_sync_all().
 760          */
 761         BUILD_BUG_ON(pgd_index(VMALLOC_START) != pgd_index(VMALLOC_END - 1));
 762         pud = pud_offset(pgd_base + pgd_index(VMALLOC_START), VMALLOC_START);
 763         assign_pmd(pud, alloc_pmd());
 764 #endif
 765 }
 766
 767
 768 /*
 769  * Walk the kernel page tables and derive the page_home() from
 770  * the PTEs, so that set_pte() can properly validate the caching
 771  * of all PTEs it sees.
 772  */
 773 void __init set_page_homes(void)
 774 {
 775 }
 776
 777 static void __init set_max_mapnr_init(void)
 778 {
 779 #ifdef CONFIG_FLATMEM
 780         max_mapnr = max_low_pfn;
 781 #endif
 782 }
 783
 784 void __init mem_init(void)
 785 {
 786         int i;
 787 #ifndef __tilegx__
 788         void *last;
 789 #endif
 790
 791 #ifdef CONFIG_FLATMEM
 792         BUG_ON(!mem_map);
 793 #endif
 794
 795 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 796         /* check that fixmap and pkmap do not overlap */
 797         if (PKMAP_ADDR(LAST_PKMAP-1) >= FIXADDR_START) {
 798                 pr_err("fixmap and kmap areas overlap - this will crash\n");
 799                 pr_err("pkstart: %lxh pkend: %lxh fixstart %lxh\n",
 800                        PKMAP_BASE, PKMAP_ADDR(LAST_PKMAP-1), FIXADDR_START);
 801                 BUG();
 802         }
 803 #endif
 804
 805         set_max_mapnr_init();
 806
 807         /* this will put all bootmem onto the freelists */
 808         free_all_bootmem();
 809
 810 #ifndef CONFIG_64BIT
 811         /* count all remaining LOWMEM and give all HIGHMEM to page allocator */
 812         set_non_bootmem_pages_init();
 813 #endif
 814
 815         mem_init_print_info(NULL);
 816
 817         /*
 818          * In debug mode, dump some interesting memory mappings.
 819          */
 820 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 821         printk(KERN_DEBUG "  KMAP    %#lx - %#lx\n",
 822                FIXADDR_START, FIXADDR_TOP + PAGE_SIZE - 1);
 823         printk(KERN_DEBUG "  PKMAP   %#lx - %#lx\n",
 824                PKMAP_BASE, PKMAP_ADDR(LAST_PKMAP) - 1);
 825 #endif
 826         printk(KERN_DEBUG "  VMALLOC %#lx - %#lx\n",
 827                _VMALLOC_START, _VMALLOC_END - 1);
 828 #ifdef __tilegx__
 829         for (i = MAX_NUMNODES-1; i >= 0; --i) {
 830                 struct pglist_data *node = &node_data[i];
 831                 if (node->node_present_pages) {
 832                         unsigned long start = (unsigned long)
 833                                 pfn_to_kaddr(node->node_start_pfn);
 834                         unsigned long end = start +
 835                                 (node->node_present_pages << PAGE_SHIFT);
 836                         printk(KERN_DEBUG "  MEM%d    %#lx - %#lx\n",
 837                                i, start, end - 1);
 838                 }
 839         }
 840 #else
 841         last = high_memory;
 842         for (i = MAX_NUMNODES-1; i >= 0; --i) {
 843                 if ((unsigned long)vbase_map[i] != -1UL) {
 844                         printk(KERN_DEBUG "  LOWMEM%d %#lx - %#lx\n",
 845                                i, (unsigned long) (vbase_map[i]),
 846                                (unsigned long) (last-1));
 847                         last = vbase_map[i];
 848                 }
 849         }
 850 #endif
 851
 852 #ifndef __tilegx__
 853         /*
 854          * Convert from using one lock for all atomic operations to
 855          * one per cpu.
 856          */
 857         __init_atomic_per_cpu();
 858 #endif
 859 }
 860
 861 /*
 862  * this is for the non-NUMA, single node SMP system case.
 863  * Specifically, in the case of x86, we will always add
 864  * memory to the highmem for now.
 865  */
 866 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
 867 int arch_add_memory(u64 start, u64 size)
 868 {
 869         struct pglist_data *pgdata = &contig_page_data;
 870         struct zone *zone = pgdata->node_zones + MAX_NR_ZONES-1;
 871         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
 872         unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
 873
 874         return __add_pages(zone, start_pfn, nr_pages);
 875 }
 876
 877 int remove_memory(u64 start, u64 size)
 878 {
 879         return -EINVAL;
 880 }
 881
 882 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
 883 int arch_remove_memory(u64 start, u64 size)
 884 {
 885         /* TODO */
 886         return -EBUSY;
 887 }
 888 #endif
 889 #endif
 890
 891 struct kmem_cache *pgd_cache;
 892
 893 void __init pgtable_cache_init(void)
 894 {
 895         pgd_cache = kmem_cache_create("pgd", SIZEOF_PGD, SIZEOF_PGD, 0, NULL);
 896         if (!pgd_cache)
 897                 panic("pgtable_cache_init(): Cannot create pgd cache");
 898 }
 899
 900 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
 901 static long __write_once initfree;
 902 #else
 903 static long __write_once initfree = 1;
 904 #endif
 905
 906 /* Select whether to free (1) or mark unusable (0) the __init pages. */
 907 static int __init set_initfree(char *str)
 908 {
 909         long val;
 910         if (kstrtol(str, 0, &val) == 0) {
 911                 initfree = val;
 912                 pr_info("initfree: %s free init pages\n",
 913                         initfree ? "will" : "won't");
 914         }
 915         return 1;
 916 }
 917 __setup("initfree=", set_initfree);
 918
 919 static void free_init_pages(char *what, unsigned long begin, unsigned long end)
 920 {
 921         unsigned long addr = (unsigned long) begin;
 922
 923         if (kdata_huge && !initfree) {
 924                 pr_warn("Warning: ignoring initfree=0: incompatible with kdata=huge\n");
 925                 initfree = 1;
 926         }
 927         end = (end + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
 928         local_flush_tlb_pages(NULL, begin, PAGE_SIZE, end - begin);
 929         for (addr = begin; addr < end; addr += PAGE_SIZE) {
 930                 /*
 931                  * Note we just reset the home here directly in the
 932                  * page table.  We know this is safe because our caller
 933                  * just flushed the caches on all the other cpus,
 934                  * and they won't be touching any of these pages.
 935                  */
 936                 int pfn = kaddr_to_pfn((void *)addr);
 937                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
 938                 pte_t *ptep = virt_to_kpte(addr);
 939                 if (!initfree) {
 940                         /*
 941                          * If debugging page accesses then do not free
 942                          * this memory but mark them not present - any
 943                          * buggy init-section access will create a
 944                          * kernel page fault:
 945                          */
 946                         pte_clear(&init_mm, addr, ptep);
 947                         continue;
 948                 }
 949                 if (pte_huge(*ptep))
 950                         BUG_ON(!kdata_huge);
 951                 else
 952                         set_pte_at(&init_mm, addr, ptep,
 953                                    pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL));
 954                 memset((void *)addr, POISON_FREE_INITMEM, PAGE_SIZE);
 955                 free_reserved_page(page);
 956         }
 957         pr_info("Freeing %s: %ldk freed\n", what, (end - begin) >> 10);
 958 }
 959
 960 void free_initmem(void)
 961 {
 962         const unsigned long text_delta = MEM_SV_START - PAGE_OFFSET;
 963
 964         /*
 965          * Evict the cache on all cores to avoid incoherence.
 966          * We are guaranteed that no one will touch the init pages any more.
 967          */
 968         homecache_evict(&cpu_cacheable_map);
 969
 970         /* Free the data pages that we won't use again after init. */
 971         free_init_pages("unused kernel data",
 972                         (unsigned long)__init_begin,
 973                         (unsigned long)__init_end);
 974
 975         /*
 976          * Free the pages mapped from 0xc0000000 that correspond to code
 977          * pages from MEM_SV_START that we won't use again after init.
 978          */
 979         free_init_pages("unused kernel text",
 980                         (unsigned long)_sinittext - text_delta,
 981                         (unsigned long)_einittext - text_delta);
 982         /* Do a global TLB flush so everyone sees the changes. */
 983         flush_tlb_all();
 984 }