arch/mips/mm/init.c

   1 /*
   2  * This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
   3  * License.  See the file "COPYING" in the main directory of this archive
   4  * for more details.
   5  *
   6  * Copyright (C) 1994 - 2000 Ralf Baechle
   7  * Copyright (C) 1999, 2000 Silicon Graphics, Inc.
   8  * Kevin D. Kissell, kevink@mips.com and Carsten Langgaard, carstenl@mips.com
   9  * Copyright (C) 2000 MIPS Technologies, Inc.  All rights reserved.
  10  */
  11 #include <linux/bug.h>
  12 #include <linux/init.h>
  13 #include <linux/module.h>
  14 #include <linux/signal.h>
  15 #include <linux/sched.h>
  16 #include <linux/smp.h>
  17 #include <linux/kernel.h>
  18 #include <linux/errno.h>
  19 #include <linux/string.h>
  20 #include <linux/types.h>
  21 #include <linux/pagemap.h>
  22 #include <linux/ptrace.h>
  23 #include <linux/mman.h>
  24 #include <linux/mm.h>
  25 #include <linux/bootmem.h>
  26 #include <linux/highmem.h>
  27 #include <linux/swap.h>
  28 #include <linux/proc_fs.h>
  29 #include <linux/pfn.h>
  30 #include <linux/hardirq.h>
  31 #include <linux/gfp.h>
  32 #include <linux/kcore.h>
  33
  34 #include <asm/asm-offsets.h>
  35 #include <asm/bootinfo.h>
  36 #include <asm/cachectl.h>
  37 #include <asm/cpu.h>
  38 #include <asm/dma.h>
  39 #include <asm/kmap_types.h>
  40 #include <asm/mmu_context.h>
  41 #include <asm/sections.h>
  42 #include <asm/pgtable.h>
  43 #include <asm/pgalloc.h>
  44 #include <asm/tlb.h>
  45 #include <asm/fixmap.h>
  46
  47 /* Atomicity and interruptability */
  48 #ifdef CONFIG_MIPS_MT_SMTC
  49
  50 #include <asm/mipsmtregs.h>
  51
  52 #define ENTER_CRITICAL(flags) \
  53         { \
  54         unsigned int mvpflags; \
  55         local_irq_save(flags);\
  56         mvpflags = dvpe()
  57 #define EXIT_CRITICAL(flags) \
  58         evpe(mvpflags); \
  59         local_irq_restore(flags); \
  60         }
  61 #else
  62
  63 #define ENTER_CRITICAL(flags) local_irq_save(flags)
  64 #define EXIT_CRITICAL(flags) local_irq_restore(flags)
  65
  66 #endif /* CONFIG_MIPS_MT_SMTC */
  67
  68 /*
  69  * We have up to 8 empty zeroed pages so we can map one of the right colour
  70  * when needed.  This is necessary only on R4000 / R4400 SC and MC versions
  71  * where we have to avoid VCED / VECI exceptions for good performance at
  72  * any price.  Since page is never written to after the initialization we
  73  * don't have to care about aliases on other CPUs.
  74  */
  75 unsigned long empty_zero_page, zero_page_mask;
  76 EXPORT_SYMBOL_GPL(empty_zero_page);
  77
  78 /*
  79  * Not static inline because used by IP27 special magic initialization code
  80  */
  81 void setup_zero_pages(void)
  82 {
  83         unsigned int order, i;
  84         struct page *page;
  85
  86         if (cpu_has_vce)
  87                 order = 3;
  88         else
  89                 order = 0;
  90
  91         empty_zero_page = __get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO, order);
  92         if (!empty_zero_page)
  93                 panic("Oh boy, that early out of memory?");
  94
  95         page = virt_to_page((void *)empty_zero_page);
  96         split_page(page, order);
  97         for (i = 0; i < (1 << order); i++, page++)
  98                 mark_page_reserved(page);
  99
 100         zero_page_mask = ((PAGE_SIZE << order) - 1) & PAGE_MASK;
 101 }
 102
 103 #ifdef CONFIG_MIPS_MT_SMTC
 104 static pte_t *kmap_coherent_pte;
 105 static void __init kmap_coherent_init(void)
 106 {
 107         unsigned long vaddr;
 108
 109         /* cache the first coherent kmap pte */
 110         vaddr = __fix_to_virt(FIX_CMAP_BEGIN);
 111         kmap_coherent_pte = kmap_get_fixmap_pte(vaddr);
 112 }
 113 #else
 114 static inline void kmap_coherent_init(void) {}
 115 #endif
 116
 117 void *kmap_coherent(struct page *page, unsigned long addr)
 118 {
 119         enum fixed_addresses idx;
 120         unsigned long vaddr, flags, entrylo;
 121         unsigned long old_ctx;
 122         pte_t pte;
 123         int tlbidx;
 124
 125         BUG_ON(Page_dcache_dirty(page));
 126
 127         pagefault_disable();
 128         idx = (addr >> PAGE_SHIFT) & (FIX_N_COLOURS - 1);
 129 #ifdef CONFIG_MIPS_MT_SMTC
 130         idx += FIX_N_COLOURS * smp_processor_id() +
 131                 (in_interrupt() ? (FIX_N_COLOURS * NR_CPUS) : 0);
 132 #else
 133         idx += in_interrupt() ? FIX_N_COLOURS : 0;
 134 #endif
 135         vaddr = __fix_to_virt(FIX_CMAP_END - idx);
 136         pte = mk_pte(page, PAGE_KERNEL);
 137 #if defined(CONFIG_64BIT_PHYS_ADDR) && defined(CONFIG_CPU_MIPS32)
 138         entrylo = pte.pte_high;
 139 #else
 140         entrylo = pte_to_entrylo(pte_val(pte));
 141 #endif
 142
 143         ENTER_CRITICAL(flags);
 144         old_ctx = read_c0_entryhi();
 145         write_c0_entryhi(vaddr & (PAGE_MASK << 1));
 146         write_c0_entrylo0(entrylo);
 147         write_c0_entrylo1(entrylo);
 148 #ifdef CONFIG_MIPS_MT_SMTC
 149         set_pte(kmap_coherent_pte - (FIX_CMAP_END - idx), pte);
 150         /* preload TLB instead of local_flush_tlb_one() */
 151         mtc0_tlbw_hazard();
 152         tlb_probe();
 153         tlb_probe_hazard();
 154         tlbidx = read_c0_index();
 155         mtc0_tlbw_hazard();
 156         if (tlbidx < 0)
 157                 tlb_write_random();
 158         else
 159                 tlb_write_indexed();
 160 #else
 161         tlbidx = read_c0_wired();
 162         write_c0_wired(tlbidx + 1);
 163         write_c0_index(tlbidx);
 164         mtc0_tlbw_hazard();
 165         tlb_write_indexed();
 166 #endif
 167         tlbw_use_hazard();
 168         write_c0_entryhi(old_ctx);
 169         EXIT_CRITICAL(flags);
 170
 171         return (void*) vaddr;
 172 }
 173
 174 void kunmap_coherent(void)
 175 {
 176 #ifndef CONFIG_MIPS_MT_SMTC
 177         unsigned int wired;
 178         unsigned long flags, old_ctx;
 179
 180         ENTER_CRITICAL(flags);
 181         old_ctx = read_c0_entryhi();
 182         wired = read_c0_wired() - 1;
 183         write_c0_wired(wired);
 184         write_c0_index(wired);
 185         write_c0_entryhi(UNIQUE_ENTRYHI(wired));
 186         write_c0_entrylo0(0);
 187         write_c0_entrylo1(0);
 188         mtc0_tlbw_hazard();
 189         tlb_write_indexed();
 190         tlbw_use_hazard();
 191         write_c0_entryhi(old_ctx);
 192         EXIT_CRITICAL(flags);
 193 #endif
 194         pagefault_enable();
 195 }
 196
 197 void copy_user_highpage(struct page *to, struct page *from,
 198         unsigned long vaddr, struct vm_area_struct *vma)
 199 {
 200         void *vfrom, *vto;
 201
 202         vto = kmap_atomic(to);
 203         if (cpu_has_dc_aliases &&
 204             page_mapped(from) && !Page_dcache_dirty(from)) {
 205                 vfrom = kmap_coherent(from, vaddr);
 206                 copy_page(vto, vfrom);
 207                 kunmap_coherent();
 208         } else {
 209                 vfrom = kmap_atomic(from);
 210                 copy_page(vto, vfrom);
 211                 kunmap_atomic(vfrom);
 212         }
 213         if ((!cpu_has_ic_fills_f_dc) ||
 214             pages_do_alias((unsigned long)vto, vaddr & PAGE_MASK))
 215                 flush_data_cache_page((unsigned long)vto);
 216         kunmap_atomic(vto);
 217         /* Make sure this page is cleared on other CPU's too before using it */
 218         smp_wmb();
 219 }
 220
 221 void copy_to_user_page(struct vm_area_struct *vma,
 222         struct page *page, unsigned long vaddr, void *dst, const void *src,
 223         unsigned long len)
 224 {
 225         if (cpu_has_dc_aliases &&
 226             page_mapped(page) && !Page_dcache_dirty(page)) {
 227                 void *vto = kmap_coherent(page, vaddr) + (vaddr & ~PAGE_MASK);
 228                 memcpy(vto, src, len);
 229                 kunmap_coherent();
 230         } else {
 231                 memcpy(dst, src, len);
 232                 if (cpu_has_dc_aliases)
 233                         SetPageDcacheDirty(page);
 234         }
 235         if ((vma->vm_flags & VM_EXEC) && !cpu_has_ic_fills_f_dc)
 236                 flush_cache_page(vma, vaddr, page_to_pfn(page));
 237 }
 238
 239 void copy_from_user_page(struct vm_area_struct *vma,
 240         struct page *page, unsigned long vaddr, void *dst, const void *src,
 241         unsigned long len)
 242 {
 243         if (cpu_has_dc_aliases &&
 244             page_mapped(page) && !Page_dcache_dirty(page)) {
 245                 void *vfrom = kmap_coherent(page, vaddr) + (vaddr & ~PAGE_MASK);
 246                 memcpy(dst, vfrom, len);
 247                 kunmap_coherent();
 248         } else {
 249                 memcpy(dst, src, len);
 250                 if (cpu_has_dc_aliases)
 251                         SetPageDcacheDirty(page);
 252         }
 253 }
 254 EXPORT_SYMBOL_GPL(copy_from_user_page);
 255
 256 void __init fixrange_init(unsigned long start, unsigned long end,
 257         pgd_t *pgd_base)
 258 {
 259 #if defined(CONFIG_HIGHMEM) || defined(CONFIG_MIPS_MT_SMTC)
 260         pgd_t *pgd;
 261         pud_t *pud;
 262         pmd_t *pmd;
 263         pte_t *pte;
 264         int i, j, k;
 265         unsigned long vaddr;
 266
 267         vaddr = start;
 268         i = __pgd_offset(vaddr);
 269         j = __pud_offset(vaddr);
 270         k = __pmd_offset(vaddr);
 271         pgd = pgd_base + i;
 272
 273         for ( ; (i < PTRS_PER_PGD) && (vaddr < end); pgd++, i++) {
 274                 pud = (pud_t *)pgd;
 275                 for ( ; (j < PTRS_PER_PUD) && (vaddr < end); pud++, j++) {
 276                         pmd = (pmd_t *)pud;
 277                         for (; (k < PTRS_PER_PMD) && (vaddr < end); pmd++, k++) {
 278                                 if (pmd_none(*pmd)) {
 279                                         pte = (pte_t *) alloc_bootmem_low_pages(PAGE_SIZE);
 280                                         set_pmd(pmd, __pmd((unsigned long)pte));
 281                                         BUG_ON(pte != pte_offset_kernel(pmd, 0));
 282                                 }
 283                                 vaddr += PMD_SIZE;
 284                         }
 285                         k = 0;
 286                 }
 287                 j = 0;
 288         }
 289 #endif
 290 }
 291
 292 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
 293 int page_is_ram(unsigned long pagenr)
 294 {
 295         int i;
 296
 297         for (i = 0; i < boot_mem_map.nr_map; i++) {
 298                 unsigned long addr, end;
 299
 300                 switch (boot_mem_map.map[i].type) {
 301                 case BOOT_MEM_RAM:
 302                 case BOOT_MEM_INIT_RAM:
 303                         break;
 304                 default:
 305                         /* not usable memory */
 306                         continue;
 307                 }
 308
 309                 addr = PFN_UP(boot_mem_map.map[i].addr);
 310                 end = PFN_DOWN(boot_mem_map.map[i].addr +
 311                                boot_mem_map.map[i].size);
 312
 313                 if (pagenr >= addr && pagenr < end)
 314                         return 1;
 315         }
 316
 317         return 0;
 318 }
 319
 320 void __init paging_init(void)
 321 {
 322         unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES];
 323         unsigned long lastpfn __maybe_unused;
 324
 325         pagetable_init();
 326
 327 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 328         kmap_init();
 329 #endif
 330         kmap_coherent_init();
 331
 332 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
 333         max_zone_pfns[ZONE_DMA] = MAX_DMA_PFN;
 334 #endif
 335 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA32
 336         max_zone_pfns[ZONE_DMA32] = MAX_DMA32_PFN;
 337 #endif
 338         max_zone_pfns[ZONE_NORMAL] = max_low_pfn;
 339         lastpfn = max_low_pfn;
 340 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 341         max_zone_pfns[ZONE_HIGHMEM] = highend_pfn;
 342         lastpfn = highend_pfn;
 343
 344         if (cpu_has_dc_aliases && max_low_pfn != highend_pfn) {
 345                 printk(KERN_WARNING "This processor doesn't support highmem."
 346                        " %ldk highmem ignored\n",
 347                        (highend_pfn - max_low_pfn) << (PAGE_SHIFT - 10));
 348                 max_zone_pfns[ZONE_HIGHMEM] = max_low_pfn;
 349                 lastpfn = max_low_pfn;
 350         }
 351 #endif
 352
 353         free_area_init_nodes(max_zone_pfns);
 354 }
 355
 356 #ifdef CONFIG_64BIT
 357 static struct kcore_list kcore_kseg0;
 358 #endif
 359
 360 static inline void mem_init_free_highmem(void)
 361 {
 362 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 363         unsigned long tmp;
 364
 365         for (tmp = highstart_pfn; tmp < highend_pfn; tmp++) {
 366                 struct page *page = pfn_to_page(tmp);
 367
 368                 if (!page_is_ram(tmp))
 369                         SetPageReserved(page);
 370                 else
 371                         free_highmem_page(page);
 372         }
 373 #endif
 374 }
 375
 376 void __init mem_init(void)
 377 {
 378 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 379 #ifdef CONFIG_DISCONTIGMEM
 380 #error "CONFIG_HIGHMEM and CONFIG_DISCONTIGMEM dont work together yet"
 381 #endif
 382         max_mapnr = highend_pfn ? highend_pfn : max_low_pfn;
 383 #else
 384         max_mapnr = max_low_pfn;
 385 #endif
 386         high_memory = (void *) __va(max_low_pfn << PAGE_SHIFT);
 387
 388         free_all_bootmem();
 389         setup_zero_pages();     /* Setup zeroed pages.  */
 390         mem_init_free_highmem();
 391         mem_init_print_info(NULL);
 392
 393 #ifdef CONFIG_64BIT
 394         if ((unsigned long) &_text > (unsigned long) CKSEG0)
 395                 /* The -4 is a hack so that user tools don't have to handle
 396                    the overflow.  */
 397                 kclist_add(&kcore_kseg0, (void *) CKSEG0,
 398                                 0x80000000 - 4, KCORE_TEXT);
 399 #endif
 400 }
 401 #endif /* !CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
 402
 403 void free_init_pages(const char *what, unsigned long begin, unsigned long end)
 404 {
 405         unsigned long pfn;
 406
 407         for (pfn = PFN_UP(begin); pfn < PFN_DOWN(end); pfn++) {
 408                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
 409                 void *addr = phys_to_virt(PFN_PHYS(pfn));
 410
 411                 memset(addr, POISON_FREE_INITMEM, PAGE_SIZE);
 412                 free_reserved_page(page);
 413         }
 414         printk(KERN_INFO "Freeing %s: %ldk freed\n", what, (end - begin) >> 10);
 415 }
 416
 417 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 418 void free_initrd_mem(unsigned long start, unsigned long end)
 419 {
 420         free_reserved_area((void *)start, (void *)end, POISON_FREE_INITMEM,
 421                            "initrd");
 422 }
 423 #endif
 424
 425 void (*free_init_pages_eva)(void *begin, void *end) = NULL;
 426
 427 void __init_refok free_initmem(void)
 428 {
 429         prom_free_prom_memory();
 430         /*
 431          * Let the platform define a specific function to free the
 432          * init section since EVA may have used any possible mapping
 433          * between virtual and physical addresses.
 434          */
 435         if (free_init_pages_eva)
 436                 free_init_pages_eva((void *)&__init_begin, (void *)&__init_end);
 437         else
 438                 free_initmem_default(POISON_FREE_INITMEM);
 439 }
 440
 441 #ifndef CONFIG_MIPS_PGD_C0_CONTEXT
 442 unsigned long pgd_current[NR_CPUS];
 443 #endif
 444
 445 /*
 446  * gcc 3.3 and older have trouble determining that PTRS_PER_PGD and PGD_ORDER
 447  * are constants.  So we use the variants from asm-offset.h until that gcc
 448  * will officially be retired.
 449  *
 450  * Align swapper_pg_dir in to 64K, allows its address to be loaded
 451  * with a single LUI instruction in the TLB handlers.  If we used
 452  * __aligned(64K), its size would get rounded up to the alignment
 453  * size, and waste space.  So we place it in its own section and align
 454  * it in the linker script.
 455  */
 456 pgd_t swapper_pg_dir[_PTRS_PER_PGD] __section(.bss..swapper_pg_dir);
 457 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 458 pmd_t invalid_pmd_table[PTRS_PER_PMD] __page_aligned_bss;
 459 #endif
 460 pte_t invalid_pte_table[PTRS_PER_PTE] __page_aligned_bss;