arch/microblaze/mm/init.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2007-2008 Michal Simek <monstr@monstr.eu>
   3  * Copyright (C) 2006 Atmark Techno, Inc.
   4  *
   5  * This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
   6  * License. See the file "COPYING" in the main directory of this archive
   7  * for more details.
   8  */
   9
  10 #include <linux/bootmem.h>
  11 #include <linux/init.h>
  12 #include <linux/kernel.h>
  13 #include <linux/memblock.h>
  14 #include <linux/mm.h> /* mem_init */
  15 #include <linux/initrd.h>
  16 #include <linux/pagemap.h>
  17 #include <linux/pfn.h>
  18 #include <linux/slab.h>
  19 #include <linux/swap.h>
  20 #include <linux/export.h>
  21
  22 #include <asm/page.h>
  23 #include <asm/mmu_context.h>
  24 #include <asm/pgalloc.h>
  25 #include <asm/sections.h>
  26 #include <asm/tlb.h>
  27 #include <asm/fixmap.h>
  28
  29 /* Use for MMU and noMMU because of PCI generic code */
  30 int mem_init_done;
  31
  32 #ifndef CONFIG_MMU
  33 unsigned int __page_offset;
  34 EXPORT_SYMBOL(__page_offset);
  35
  36 #else
  37 static int init_bootmem_done;
  38 #endif /* CONFIG_MMU */
  39
  40 char *klimit = _end;
  41
  42 /*
  43  * Initialize the bootmem system and give it all the memory we
  44  * have available.
  45  */
  46 unsigned long memory_start;
  47 EXPORT_SYMBOL(memory_start);
  48 unsigned long memory_size;
  49 EXPORT_SYMBOL(memory_size);
  50 unsigned long lowmem_size;
  51
  52 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
  53 pte_t *kmap_pte;
  54 EXPORT_SYMBOL(kmap_pte);
  55 pgprot_t kmap_prot;
  56 EXPORT_SYMBOL(kmap_prot);
  57
  58 static inline pte_t *virt_to_kpte(unsigned long vaddr)
  59 {
  60         return pte_offset_kernel(pmd_offset(pgd_offset_k(vaddr),
  61                         vaddr), vaddr);
  62 }
  63
  64 static void __init highmem_init(void)
  65 {
  66         pr_debug("%x\n", (u32)PKMAP_BASE);
  67         map_page(PKMAP_BASE, 0, 0);     /* XXX gross */
  68         pkmap_page_table = virt_to_kpte(PKMAP_BASE);
  69
  70         kmap_pte = virt_to_kpte(__fix_to_virt(FIX_KMAP_BEGIN));
  71         kmap_prot = PAGE_KERNEL;
  72 }
  73
  74 static unsigned long highmem_setup(void)
  75 {
  76         unsigned long pfn;
  77         unsigned long reservedpages = 0;
  78
  79         for (pfn = max_low_pfn; pfn < max_pfn; ++pfn) {
  80                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
  81
  82                 /* FIXME not sure about */
  83                 if (memblock_is_reserved(pfn << PAGE_SHIFT))
  84                         continue;
  85                 free_highmem_page(page);
  86                 reservedpages++;
  87         }
  88         pr_info("High memory: %luk\n",
  89                                         totalhigh_pages << (PAGE_SHIFT-10));
  90
  91         return reservedpages;
  92 }
  93 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
  94
  95 /*
  96  * paging_init() sets up the page tables - in fact we've already done this.
  97  */
  98 static void __init paging_init(void)
  99 {
 100         unsigned long zones_size[MAX_NR_ZONES];
 101 #ifdef CONFIG_MMU
 102         int idx;
 103
 104         /* Setup fixmaps */
 105         for (idx = 0; idx < __end_of_fixed_addresses; idx++)
 106                 clear_fixmap(idx);
 107 #endif
 108
 109         /* Clean every zones */
 110         memset(zones_size, 0, sizeof(zones_size));
 111
 112 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 113         highmem_init();
 114
 115         zones_size[ZONE_DMA] = max_low_pfn;
 116         zones_size[ZONE_HIGHMEM] = max_pfn;
 117 #else
 118         zones_size[ZONE_DMA] = max_pfn;
 119 #endif
 120
 121         /* We don't have holes in memory map */
 122         free_area_init_nodes(zones_size);
 123 }
 124
 125 void __init setup_memory(void)
 126 {
 127         unsigned long map_size;
 128         struct memblock_region *reg;
 129
 130 #ifndef CONFIG_MMU
 131         u32 kernel_align_start, kernel_align_size;
 132
 133         /* Find main memory where is the kernel */
 134         for_each_memblock(memory, reg) {
 135                 memory_start = (u32)reg->base;
 136                 lowmem_size = reg->size;
 137                 if ((memory_start <= (u32)_text) &&
 138                         ((u32)_text <= (memory_start + lowmem_size - 1))) {
 139                         memory_size = lowmem_size;
 140                         PAGE_OFFSET = memory_start;
 141                         pr_info("%s: Main mem: 0x%x, size 0x%08x\n",
 142                                 __func__, (u32) memory_start,
 143                                         (u32) memory_size);
 144                         break;
 145                 }
 146         }
 147
 148         if (!memory_start || !memory_size) {
 149                 panic("%s: Missing memory setting 0x%08x, size=0x%08x\n",
 150                         __func__, (u32) memory_start, (u32) memory_size);
 151         }
 152
 153         /* reservation of region where is the kernel */
 154         kernel_align_start = PAGE_DOWN((u32)_text);
 155         /* ALIGN can be remove because _end in vmlinux.lds.S is align */
 156         kernel_align_size = PAGE_UP((u32)klimit) - kernel_align_start;
 157         pr_info("%s: kernel addr:0x%08x-0x%08x size=0x%08x\n",
 158                 __func__, kernel_align_start, kernel_align_start
 159                         + kernel_align_size, kernel_align_size);
 160         memblock_reserve(kernel_align_start, kernel_align_size);
 161 #endif
 162         /*
 163          * Kernel:
 164          * start: base phys address of kernel - page align
 165          * end: base phys address of kernel - page align
 166          *
 167          * min_low_pfn - the first page (mm/bootmem.c - node_boot_start)
 168          * max_low_pfn
 169          * max_mapnr - the first unused page (mm/bootmem.c - node_low_pfn)
 170          * num_physpages - number of all pages
 171          */
 172
 173         /* memory start is from the kernel end (aligned) to higher addr */
 174         min_low_pfn = memory_start >> PAGE_SHIFT; /* minimum for allocation */
 175         /* RAM is assumed contiguous */
 176         num_physpages = max_mapnr = memory_size >> PAGE_SHIFT;
 177         max_low_pfn = ((u64)memory_start + (u64)lowmem_size) >> PAGE_SHIFT;
 178         max_pfn = ((u64)memory_start + (u64)memory_size) >> PAGE_SHIFT;
 179
 180         pr_info("%s: max_mapnr: %#lx\n", __func__, max_mapnr);
 181         pr_info("%s: min_low_pfn: %#lx\n", __func__, min_low_pfn);
 182         pr_info("%s: max_low_pfn: %#lx\n", __func__, max_low_pfn);
 183         pr_info("%s: max_pfn: %#lx\n", __func__, max_pfn);
 184
 185         /*
 186          * Find an area to use for the bootmem bitmap.
 187          * We look for the first area which is at least
 188          * 128kB in length (128kB is enough for a bitmap
 189          * for 4GB of memory, using 4kB pages), plus 1 page
 190          * (in case the address isn't page-aligned).
 191          */
 192         map_size = init_bootmem_node(NODE_DATA(0),
 193                 PFN_UP(TOPHYS((u32)klimit)), min_low_pfn, max_low_pfn);
 194         memblock_reserve(PFN_UP(TOPHYS((u32)klimit)) << PAGE_SHIFT, map_size);
 195
 196         /* Add active regions with valid PFNs */
 197         for_each_memblock(memory, reg) {
 198                 unsigned long start_pfn, end_pfn;
 199
 200                 start_pfn = memblock_region_memory_base_pfn(reg);
 201                 end_pfn = memblock_region_memory_end_pfn(reg);
 202                 memblock_set_node(start_pfn << PAGE_SHIFT,
 203                                         (end_pfn - start_pfn) << PAGE_SHIFT, 0);
 204         }
 205
 206         /* free bootmem is whole main memory */
 207         free_bootmem_with_active_regions(0, max_low_pfn);
 208
 209         /* reserve allocate blocks */
 210         for_each_memblock(reserved, reg) {
 211                 unsigned long top = reg->base + reg->size - 1;
 212
 213                 pr_debug("reserved - 0x%08x-0x%08x, %lx, %lx\n",
 214                          (u32) reg->base, (u32) reg->size, top,
 215                                                 memory_start + lowmem_size - 1);
 216
 217                 if (top <= (memory_start + lowmem_size - 1)) {
 218                         reserve_bootmem(reg->base, reg->size, BOOTMEM_DEFAULT);
 219                 } else if (reg->base < (memory_start + lowmem_size - 1)) {
 220                         unsigned long trunc_size = memory_start + lowmem_size -
 221                                                                 reg->base;
 222                         reserve_bootmem(reg->base, trunc_size, BOOTMEM_DEFAULT);
 223                 }
 224         }
 225
 226         /* XXX need to clip this if using highmem? */
 227         sparse_memory_present_with_active_regions(0);
 228
 229 #ifdef CONFIG_MMU
 230         init_bootmem_done = 1;
 231 #endif
 232         paging_init();
 233 }
 234
 235 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 236 void free_initrd_mem(unsigned long start, unsigned long end)
 237 {
 238         free_reserved_area(start, end, 0, "initrd");
 239 }
 240 #endif
 241
 242 void free_initmem(void)
 243 {
 244         free_initmem_default(0);
 245 }
 246
 247 void __init mem_init(void)
 248 {
 249         pg_data_t *pgdat;
 250         unsigned long reservedpages = 0, codesize, initsize, datasize, bsssize;
 251
 252         high_memory = (void *)__va(memory_start + lowmem_size - 1);
 253
 254         /* this will put all memory onto the freelists */
 255         totalram_pages += free_all_bootmem();
 256
 257         for_each_online_pgdat(pgdat) {
 258                 unsigned long i;
 259                 struct page *page;
 260
 261                 for (i = 0; i < pgdat->node_spanned_pages; i++) {
 262                         if (!pfn_valid(pgdat->node_start_pfn + i))
 263                                 continue;
 264                         page = pgdat_page_nr(pgdat, i);
 265                         if (PageReserved(page))
 266                                 reservedpages++;
 267                 }
 268         }
 269
 270 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 271         reservedpages -= highmem_setup();
 272 #endif
 273
 274         codesize = (unsigned long)&_sdata - (unsigned long)&_stext;
 275         datasize = (unsigned long)&_edata - (unsigned long)&_sdata;
 276         initsize = (unsigned long)&__init_end - (unsigned long)&__init_begin;
 277         bsssize = (unsigned long)&__bss_stop - (unsigned long)&__bss_start;
 278
 279         pr_info("Memory: %luk/%luk available (%luk kernel code, ",
 280                 nr_free_pages() << (PAGE_SHIFT-10),
 281                 num_physpages << (PAGE_SHIFT-10),
 282                 codesize >> 10);
 283         pr_cont("%luk reserved, %luk data, %luk bss, %luk init)\n",
 284                 reservedpages << (PAGE_SHIFT-10),
 285                 datasize >> 10,
 286                 bsssize >> 10,
 287                 initsize >> 10);
 288
 289 #ifdef CONFIG_MMU
 290         pr_info("Kernel virtual memory layout:\n");
 291         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : fixmap\n", FIXADDR_START, FIXADDR_TOP);
 292 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 293         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : highmem PTEs\n",
 294                 PKMAP_BASE, PKMAP_ADDR(LAST_PKMAP));
 295 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
 296         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : early ioremap\n",
 297                 ioremap_bot, ioremap_base);
 298         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : vmalloc & ioremap\n",
 299                 (unsigned long)VMALLOC_START, VMALLOC_END);
 300 #endif
 301         mem_init_done = 1;
 302 }
 303
 304 #ifndef CONFIG_MMU
 305 int page_is_ram(unsigned long pfn)
 306 {
 307         return __range_ok(pfn, 0);
 308 }
 309 #else
 310 int page_is_ram(unsigned long pfn)
 311 {
 312         return pfn < max_low_pfn;
 313 }
 314
 315 /*
 316  * Check for command-line options that affect what MMU_init will do.
 317  */
 318 static void mm_cmdline_setup(void)
 319 {
 320         unsigned long maxmem = 0;
 321         char *p = cmd_line;
 322
 323         /* Look for mem= option on command line */
 324         p = strstr(cmd_line, "mem=");
 325         if (p) {
 326                 p += 4;
 327                 maxmem = memparse(p, &p);
 328                 if (maxmem && memory_size > maxmem) {
 329                         memory_size = maxmem;
 330                         memblock.memory.regions[0].size = memory_size;
 331                 }
 332         }
 333 }
 334
 335 /*
 336  * MMU_init_hw does the chip-specific initialization of the MMU hardware.
 337  */
 338 static void __init mmu_init_hw(void)
 339 {
 340         /*
 341          * The Zone Protection Register (ZPR) defines how protection will
 342          * be applied to every page which is a member of a given zone. At
 343          * present, we utilize only two of the zones.
 344          * The zone index bits (of ZSEL) in the PTE are used for software
 345          * indicators, except the LSB.  For user access, zone 1 is used,
 346          * for kernel access, zone 0 is used.  We set all but zone 1
 347          * to zero, allowing only kernel access as indicated in the PTE.
 348          * For zone 1, we set a 01 binary (a value of 10 will not work)
 349          * to allow user access as indicated in the PTE.  This also allows
 350          * kernel access as indicated in the PTE.
 351          */
 352         __asm__ __volatile__ ("ori r11, r0, 0x10000000;" \
 353                         "mts rzpr, r11;"
 354                         : : : "r11");
 355 }
 356
 357 /*
 358  * MMU_init sets up the basic memory mappings for the kernel,
 359  * including both RAM and possibly some I/O regions,
 360  * and sets up the page tables and the MMU hardware ready to go.
 361  */
 362
 363 /* called from head.S */
 364 asmlinkage void __init mmu_init(void)
 365 {
 366         unsigned int kstart, ksize;
 367
 368         if (!memblock.reserved.cnt) {
 369                 pr_emerg("Error memory count\n");
 370                 machine_restart(NULL);
 371         }
 372
 373         if ((u32) memblock.memory.regions[0].size < 0x400000) {
 374                 pr_emerg("Memory must be greater than 4MB\n");
 375                 machine_restart(NULL);
 376         }
 377
 378         if ((u32) memblock.memory.regions[0].size < kernel_tlb) {
 379                 pr_emerg("Kernel size is greater than memory node\n");
 380                 machine_restart(NULL);
 381         }
 382
 383         /* Find main memory where the kernel is */
 384         memory_start = (u32) memblock.memory.regions[0].base;
 385         lowmem_size = memory_size = (u32) memblock.memory.regions[0].size;
 386
 387         if (lowmem_size > CONFIG_LOWMEM_SIZE) {
 388                 lowmem_size = CONFIG_LOWMEM_SIZE;
 389 #ifndef CONFIG_HIGHMEM
 390                 memory_size = lowmem_size;
 391 #endif
 392         }
 393
 394         mm_cmdline_setup(); /* FIXME parse args from command line - not used */
 395
 396         /*
 397          * Map out the kernel text/data/bss from the available physical
 398          * memory.
 399          */
 400         kstart = __pa(CONFIG_KERNEL_START); /* kernel start */
 401         /* kernel size */
 402         ksize = PAGE_ALIGN(((u32)_end - (u32)CONFIG_KERNEL_START));
 403         memblock_reserve(kstart, ksize);
 404
 405 #if defined(CONFIG_BLK_DEV_INITRD)
 406         /* Remove the init RAM disk from the available memory. */
 407 /*      if (initrd_start) {
 408                 mem_pieces_remove(&phys_avail, __pa(initrd_start),
 409                                   initrd_end - initrd_start, 1);
 410         }*/
 411 #endif /* CONFIG_BLK_DEV_INITRD */
 412
 413         /* Initialize the MMU hardware */
 414         mmu_init_hw();
 415
 416         /* Map in all of RAM starting at CONFIG_KERNEL_START */
 417         mapin_ram();
 418
 419         /* Extend vmalloc and ioremap area as big as possible */
 420 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 421         ioremap_base = ioremap_bot = PKMAP_BASE;
 422 #else
 423         ioremap_base = ioremap_bot = FIXADDR_START;
 424 #endif
 425
 426         /* Initialize the context management stuff */
 427         mmu_context_init();
 428
 429         /* Shortly after that, the entire linear mapping will be available */
 430         /* This will also cause that unflatten device tree will be allocated
 431          * inside 768MB limit */
 432         memblock_set_current_limit(memory_start + lowmem_size - 1);
 433 }
 434
 435 /* This is only called until mem_init is done. */
 436 void __init *early_get_page(void)
 437 {
 438         void *p;
 439         if (init_bootmem_done) {
 440                 p = alloc_bootmem_pages(PAGE_SIZE);
 441         } else {
 442                 /*
 443                  * Mem start + kernel_tlb -> here is limit
 444                  * because of mem mapping from head.S
 445                  */
 446                 p = __va(memblock_alloc_base(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE,
 447                                         memory_start + kernel_tlb));
 448         }
 449         return p;
 450 }
 451
 452 #endif /* CONFIG_MMU */
 453
 454 void * __init_refok alloc_maybe_bootmem(size_t size, gfp_t mask)
 455 {
 456         if (mem_init_done)
 457                 return kmalloc(size, mask);
 458         else
 459                 return alloc_bootmem(size);
 460 }
 461
 462 void * __init_refok zalloc_maybe_bootmem(size_t size, gfp_t mask)
 463 {
 464         void *p;
 465
 466         if (mem_init_done)
 467                 p = kzalloc(size, mask);
 468         else {
 469                 p = alloc_bootmem(size);
 470                 if (p)
 471                         memset(p, 0, size);
 472         }
 473         return p;
 474 }