arch/unicore32/mm/init.c

   1 /*
   2  *  linux/arch/unicore32/mm/init.c
   3  *
   4  *  Copyright (C) 2010 GUAN Xue-tao
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   8  * published by the Free Software Foundation.
   9  */
  10 #include <linux/kernel.h>
  11 #include <linux/errno.h>
  12 #include <linux/swap.h>
  13 #include <linux/init.h>
  14 #include <linux/bootmem.h>
  15 #include <linux/mman.h>
  16 #include <linux/nodemask.h>
  17 #include <linux/initrd.h>
  18 #include <linux/highmem.h>
  19 #include <linux/gfp.h>
  20 #include <linux/memblock.h>
  21 #include <linux/sort.h>
  22 #include <linux/dma-mapping.h>
  23 #include <linux/export.h>
  24
  25 #include <asm/sections.h>
  26 #include <asm/setup.h>
  27 #include <asm/sizes.h>
  28 #include <asm/tlb.h>
  29 #include <mach/map.h>
  30
  31 #include "mm.h"
  32
  33 static unsigned long phys_initrd_start __initdata = 0x01000000;
  34 static unsigned long phys_initrd_size __initdata = SZ_8M;
  35
  36 static int __init early_initrd(char *p)
  37 {
  38         unsigned long start, size;
  39         char *endp;
  40
  41         start = memparse(p, &endp);
  42         if (*endp == ',') {
  43                 size = memparse(endp + 1, NULL);
  44
  45                 phys_initrd_start = start;
  46                 phys_initrd_size = size;
  47         }
  48         return 0;
  49 }
  50 early_param("initrd", early_initrd);
  51
  52 /*
  53  * This keeps memory configuration data used by a couple memory
  54  * initialization functions, as well as show_mem() for the skipping
  55  * of holes in the memory map.  It is populated by uc32_add_memory().
  56  */
  57 struct meminfo meminfo;
  58
  59 void show_mem(unsigned int filter)
  60 {
  61         int free = 0, total = 0, reserved = 0;
  62         int shared = 0, cached = 0, slab = 0, i;
  63         struct meminfo *mi = &meminfo;
  64
  65         printk(KERN_DEFAULT "Mem-info:\n");
  66         show_free_areas(filter);
  67
  68         if (filter & SHOW_MEM_FILTER_PAGE_COUNT)
  69                 return;
  70
  71         for_each_bank(i, mi) {
  72                 struct membank *bank = &mi->bank[i];
  73                 unsigned int pfn1, pfn2;
  74                 struct page *page, *end;
  75
  76                 pfn1 = bank_pfn_start(bank);
  77                 pfn2 = bank_pfn_end(bank);
  78
  79                 page = pfn_to_page(pfn1);
  80                 end  = pfn_to_page(pfn2 - 1) + 1;
  81
  82                 do {
  83                         total++;
  84                         if (PageReserved(page))
  85                                 reserved++;
  86                         else if (PageSwapCache(page))
  87                                 cached++;
  88                         else if (PageSlab(page))
  89                                 slab++;
  90                         else if (!page_count(page))
  91                                 free++;
  92                         else
  93                                 shared += page_count(page) - 1;
  94                         page++;
  95                 } while (page < end);
  96         }
  97
  98         printk(KERN_DEFAULT "%d pages of RAM\n", total);
  99         printk(KERN_DEFAULT "%d free pages\n", free);
 100         printk(KERN_DEFAULT "%d reserved pages\n", reserved);
 101         printk(KERN_DEFAULT "%d slab pages\n", slab);
 102         printk(KERN_DEFAULT "%d pages shared\n", shared);
 103         printk(KERN_DEFAULT "%d pages swap cached\n", cached);
 104 }
 105
 106 static void __init find_limits(unsigned long *min, unsigned long *max_low,
 107         unsigned long *max_high)
 108 {
 109         struct meminfo *mi = &meminfo;
 110         int i;
 111
 112         *min = -1UL;
 113         *max_low = *max_high = 0;
 114
 115         for_each_bank(i, mi) {
 116                 struct membank *bank = &mi->bank[i];
 117                 unsigned long start, end;
 118
 119                 start = bank_pfn_start(bank);
 120                 end = bank_pfn_end(bank);
 121
 122                 if (*min > start)
 123                         *min = start;
 124                 if (*max_high < end)
 125                         *max_high = end;
 126                 if (bank->highmem)
 127                         continue;
 128                 if (*max_low < end)
 129                         *max_low = end;
 130         }
 131 }
 132
 133 static void __init uc32_bootmem_init(unsigned long start_pfn,
 134         unsigned long end_pfn)
 135 {
 136         struct memblock_region *reg;
 137         unsigned int boot_pages;
 138         phys_addr_t bitmap;
 139         pg_data_t *pgdat;
 140
 141         /*
 142          * Allocate the bootmem bitmap page.  This must be in a region
 143          * of memory which has already been mapped.
 144          */
 145         boot_pages = bootmem_bootmap_pages(end_pfn - start_pfn);
 146         bitmap = memblock_alloc_base(boot_pages << PAGE_SHIFT, L1_CACHE_BYTES,
 147                                 __pfn_to_phys(end_pfn));
 148
 149         /*
 150          * Initialise the bootmem allocator, handing the
 151          * memory banks over to bootmem.
 152          */
 153         node_set_online(0);
 154         pgdat = NODE_DATA(0);
 155         init_bootmem_node(pgdat, __phys_to_pfn(bitmap), start_pfn, end_pfn);
 156
 157         /* Free the lowmem regions from memblock into bootmem. */
 158         for_each_memblock(memory, reg) {
 159                 unsigned long start = memblock_region_memory_base_pfn(reg);
 160                 unsigned long end = memblock_region_memory_end_pfn(reg);
 161
 162                 if (end >= end_pfn)
 163                         end = end_pfn;
 164                 if (start >= end)
 165                         break;
 166
 167                 free_bootmem(__pfn_to_phys(start), (end - start) << PAGE_SHIFT);
 168         }
 169
 170         /* Reserve the lowmem memblock reserved regions in bootmem. */
 171         for_each_memblock(reserved, reg) {
 172                 unsigned long start = memblock_region_reserved_base_pfn(reg);
 173                 unsigned long end = memblock_region_reserved_end_pfn(reg);
 174
 175                 if (end >= end_pfn)
 176                         end = end_pfn;
 177                 if (start >= end)
 178                         break;
 179
 180                 reserve_bootmem(__pfn_to_phys(start),
 181                         (end - start) << PAGE_SHIFT, BOOTMEM_DEFAULT);
 182         }
 183 }
 184
 185 static void __init uc32_bootmem_free(unsigned long min, unsigned long max_low,
 186         unsigned long max_high)
 187 {
 188         unsigned long zone_size[MAX_NR_ZONES], zhole_size[MAX_NR_ZONES];
 189         struct memblock_region *reg;
 190
 191         /*
 192          * initialise the zones.
 193          */
 194         memset(zone_size, 0, sizeof(zone_size));
 195
 196         /*
 197          * The memory size has already been determined.  If we need
 198          * to do anything fancy with the allocation of this memory
 199          * to the zones, now is the time to do it.
 200          */
 201         zone_size[0] = max_low - min;
 202
 203         /*
 204          * Calculate the size of the holes.
 205          *  holes = node_size - sum(bank_sizes)
 206          */
 207         memcpy(zhole_size, zone_size, sizeof(zhole_size));
 208         for_each_memblock(memory, reg) {
 209                 unsigned long start = memblock_region_memory_base_pfn(reg);
 210                 unsigned long end = memblock_region_memory_end_pfn(reg);
 211
 212                 if (start < max_low) {
 213                         unsigned long low_end = min(end, max_low);
 214                         zhole_size[0] -= low_end - start;
 215                 }
 216         }
 217
 218         /*
 219          * Adjust the sizes according to any special requirements for
 220          * this machine type.
 221          */
 222         arch_adjust_zones(zone_size, zhole_size);
 223
 224         free_area_init_node(0, zone_size, min, zhole_size);
 225 }
 226
 227 int pfn_valid(unsigned long pfn)
 228 {
 229         return memblock_is_memory(pfn << PAGE_SHIFT);
 230 }
 231 EXPORT_SYMBOL(pfn_valid);
 232
 233 static void uc32_memory_present(void)
 234 {
 235 }
 236
 237 static int __init meminfo_cmp(const void *_a, const void *_b)
 238 {
 239         const struct membank *a = _a, *b = _b;
 240         long cmp = bank_pfn_start(a) - bank_pfn_start(b);
 241         return cmp < 0 ? -1 : cmp > 0 ? 1 : 0;
 242 }
 243
 244 void __init uc32_memblock_init(struct meminfo *mi)
 245 {
 246         int i;
 247
 248         sort(&meminfo.bank, meminfo.nr_banks, sizeof(meminfo.bank[0]),
 249                 meminfo_cmp, NULL);
 250
 251         memblock_init();
 252         for (i = 0; i < mi->nr_banks; i++)
 253                 memblock_add(mi->bank[i].start, mi->bank[i].size);
 254
 255         /* Register the kernel text, kernel data and initrd with memblock. */
 256         memblock_reserve(__pa(_text), _end - _text);
 257
 258 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 259         if (phys_initrd_size) {
 260                 memblock_reserve(phys_initrd_start, phys_initrd_size);
 261
 262                 /* Now convert initrd to virtual addresses */
 263                 initrd_start = __phys_to_virt(phys_initrd_start);
 264                 initrd_end = initrd_start + phys_initrd_size;
 265         }
 266 #endif
 267
 268         uc32_mm_memblock_reserve();
 269
 270         memblock_analyze();
 271         memblock_dump_all();
 272 }
 273
 274 void __init bootmem_init(void)
 275 {
 276         unsigned long min, max_low, max_high;
 277
 278         max_low = max_high = 0;
 279
 280         find_limits(&min, &max_low, &max_high);
 281
 282         uc32_bootmem_init(min, max_low);
 283
 284 #ifdef CONFIG_SWIOTLB
 285         swiotlb_init(1);
 286 #endif
 287         /*
 288          * Sparsemem tries to allocate bootmem in memory_present(),
 289          * so must be done after the fixed reservations
 290          */
 291         uc32_memory_present();
 292
 293         /*
 294          * sparse_init() needs the bootmem allocator up and running.
 295          */
 296         sparse_init();
 297
 298         /*
 299          * Now free the memory - free_area_init_node needs
 300          * the sparse mem_map arrays initialized by sparse_init()
 301          * for memmap_init_zone(), otherwise all PFNs are invalid.
 302          */
 303         uc32_bootmem_free(min, max_low, max_high);
 304
 305         high_memory = __va((max_low << PAGE_SHIFT) - 1) + 1;
 306
 307         /*
 308          * This doesn't seem to be used by the Linux memory manager any
 309          * more, but is used by ll_rw_block.  If we can get rid of it, we
 310          * also get rid of some of the stuff above as well.
 311          *
 312          * Note: max_low_pfn and max_pfn reflect the number of _pages_ in
 313          * the system, not the maximum PFN.
 314          */
 315         max_low_pfn = max_low - PHYS_PFN_OFFSET;
 316         max_pfn = max_high - PHYS_PFN_OFFSET;
 317 }
 318
 319 static inline int free_area(unsigned long pfn, unsigned long end, char *s)
 320 {
 321         unsigned int pages = 0, size = (end - pfn) << (PAGE_SHIFT - 10);
 322
 323         for (; pfn < end; pfn++) {
 324                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
 325                 ClearPageReserved(page);
 326                 init_page_count(page);
 327                 __free_page(page);
 328                 pages++;
 329         }
 330
 331         if (size && s)
 332                 printk(KERN_INFO "Freeing %s memory: %dK\n", s, size);
 333
 334         return pages;
 335 }
 336
 337 static inline void
 338 free_memmap(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 339 {
 340         struct page *start_pg, *end_pg;
 341         unsigned long pg, pgend;
 342
 343         /*
 344          * Convert start_pfn/end_pfn to a struct page pointer.
 345          */
 346         start_pg = pfn_to_page(start_pfn - 1) + 1;
 347         end_pg = pfn_to_page(end_pfn);
 348
 349         /*
 350          * Convert to physical addresses, and
 351          * round start upwards and end downwards.
 352          */
 353         pg = PAGE_ALIGN(__pa(start_pg));
 354         pgend = __pa(end_pg) & PAGE_MASK;
 355
 356         /*
 357          * If there are free pages between these,
 358          * free the section of the memmap array.
 359          */
 360         if (pg < pgend)
 361                 free_bootmem(pg, pgend - pg);
 362 }
 363
 364 /*
 365  * The mem_map array can get very big.  Free the unused area of the memory map.
 366  */
 367 static void __init free_unused_memmap(struct meminfo *mi)
 368 {
 369         unsigned long bank_start, prev_bank_end = 0;
 370         unsigned int i;
 371
 372         /*
 373          * This relies on each bank being in address order.
 374          * The banks are sorted previously in bootmem_init().
 375          */
 376         for_each_bank(i, mi) {
 377                 struct membank *bank = &mi->bank[i];
 378
 379                 bank_start = bank_pfn_start(bank);
 380
 381                 /*
 382                  * If we had a previous bank, and there is a space
 383                  * between the current bank and the previous, free it.
 384                  */
 385                 if (prev_bank_end && prev_bank_end < bank_start)
 386                         free_memmap(prev_bank_end, bank_start);
 387
 388                 /*
 389                  * Align up here since the VM subsystem insists that the
 390                  * memmap entries are valid from the bank end aligned to
 391                  * MAX_ORDER_NR_PAGES.
 392                  */
 393                 prev_bank_end = ALIGN(bank_pfn_end(bank), MAX_ORDER_NR_PAGES);
 394         }
 395 }
 396
 397 /*
 398  * mem_init() marks the free areas in the mem_map and tells us how much
 399  * memory is free.  This is done after various parts of the system have
 400  * claimed their memory after the kernel image.
 401  */
 402 void __init mem_init(void)
 403 {
 404         unsigned long reserved_pages, free_pages;
 405         struct memblock_region *reg;
 406         int i;
 407
 408         max_mapnr   = pfn_to_page(max_pfn + PHYS_PFN_OFFSET) - mem_map;
 409
 410         /* this will put all unused low memory onto the freelists */
 411         free_unused_memmap(&meminfo);
 412
 413         totalram_pages += free_all_bootmem();
 414
 415         reserved_pages = free_pages = 0;
 416
 417         for_each_bank(i, &meminfo) {
 418                 struct membank *bank = &meminfo.bank[i];
 419                 unsigned int pfn1, pfn2;
 420                 struct page *page, *end;
 421
 422                 pfn1 = bank_pfn_start(bank);
 423                 pfn2 = bank_pfn_end(bank);
 424
 425                 page = pfn_to_page(pfn1);
 426                 end  = pfn_to_page(pfn2 - 1) + 1;
 427
 428                 do {
 429                         if (PageReserved(page))
 430                                 reserved_pages++;
 431                         else if (!page_count(page))
 432                                 free_pages++;
 433                         page++;
 434                 } while (page < end);
 435         }
 436
 437         /*
 438          * Since our memory may not be contiguous, calculate the
 439          * real number of pages we have in this system
 440          */
 441         printk(KERN_INFO "Memory:");
 442         num_physpages = 0;
 443         for_each_memblock(memory, reg) {
 444                 unsigned long pages = memblock_region_memory_end_pfn(reg) -
 445                         memblock_region_memory_base_pfn(reg);
 446                 num_physpages += pages;
 447                 printk(" %ldMB", pages >> (20 - PAGE_SHIFT));
 448         }
 449         printk(" = %luMB total\n", num_physpages >> (20 - PAGE_SHIFT));
 450
 451         printk(KERN_NOTICE "Memory: %luk/%luk available, %luk reserved, %luK highmem\n",
 452                 nr_free_pages() << (PAGE_SHIFT-10),
 453                 free_pages << (PAGE_SHIFT-10),
 454                 reserved_pages << (PAGE_SHIFT-10),
 455                 totalhigh_pages << (PAGE_SHIFT-10));
 456
 457         printk(KERN_NOTICE "Virtual kernel memory layout:\n"
 458                 "    vector  : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld kB)\n"
 459                 "    vmalloc : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld MB)\n"
 460                 "    lowmem  : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld MB)\n"
 461                 "    modules : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld MB)\n"
 462                 "      .init : 0x%p" " - 0x%p" "   (%4d kB)\n"
 463                 "      .text : 0x%p" " - 0x%p" "   (%4d kB)\n"
 464                 "      .data : 0x%p" " - 0x%p" "   (%4d kB)\n",
 465
 466                 VECTORS_BASE, VECTORS_BASE + PAGE_SIZE,
 467                 DIV_ROUND_UP(PAGE_SIZE, SZ_1K),
 468                 VMALLOC_START, VMALLOC_END,
 469                 DIV_ROUND_UP((VMALLOC_END - VMALLOC_START), SZ_1M),
 470                 PAGE_OFFSET, (unsigned long)high_memory,
 471                 DIV_ROUND_UP(((unsigned long)high_memory - PAGE_OFFSET), SZ_1M),
 472                 MODULES_VADDR, MODULES_END,
 473                 DIV_ROUND_UP((MODULES_END - MODULES_VADDR), SZ_1M),
 474
 475                 __init_begin, __init_end,
 476                 DIV_ROUND_UP((__init_end - __init_begin), SZ_1K),
 477                 _stext, _etext,
 478                 DIV_ROUND_UP((_etext - _stext), SZ_1K),
 479                 _sdata, _edata,
 480                 DIV_ROUND_UP((_edata - _sdata), SZ_1K));
 481
 482         BUILD_BUG_ON(TASK_SIZE                          > MODULES_VADDR);
 483         BUG_ON(TASK_SIZE                                > MODULES_VADDR);
 484
 485         if (PAGE_SIZE >= 16384 && num_physpages <= 128) {
 486                 /*
 487                  * On a machine this small we won't get
 488                  * anywhere without overcommit, so turn
 489                  * it on by default.
 490                  */
 491                 sysctl_overcommit_memory = OVERCOMMIT_ALWAYS;
 492         }
 493 }
 494
 495 void free_initmem(void)
 496 {
 497         totalram_pages += free_area(__phys_to_pfn(__pa(__init_begin)),
 498                                     __phys_to_pfn(__pa(__init_end)),
 499                                     "init");
 500 }
 501
 502 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 503
 504 static int keep_initrd;
 505
 506 void free_initrd_mem(unsigned long start, unsigned long end)
 507 {
 508         if (!keep_initrd)
 509                 totalram_pages += free_area(__phys_to_pfn(__pa(start)),
 510                                             __phys_to_pfn(__pa(end)),
 511                                             "initrd");
 512 }
 513
 514 static int __init keepinitrd_setup(char *__unused)
 515 {
 516         keep_initrd = 1;
 517         return 1;
 518 }
 519
 520 __setup("keepinitrd", keepinitrd_setup);
 521 #endif