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/memblock.h>
  11 #include <linux/init.h>
  12 #include <linux/kernel.h>
  13 #include <linux/mm.h> /* mem_init */
  14 #include <linux/initrd.h>
  15 #include <linux/pagemap.h>
  16 #include <linux/pfn.h>
  17 #include <linux/slab.h>
  18 #include <linux/swap.h>
  19 #include <linux/export.h>
  20
  21 #include <asm/page.h>
  22 #include <asm/mmu_context.h>
  23 #include <asm/pgalloc.h>
  24 #include <asm/sections.h>
  25 #include <asm/tlb.h>
  26 #include <asm/fixmap.h>
  27
  28 /* Use for MMU and noMMU because of PCI generic code */
  29 int mem_init_done;
  30
  31 #ifndef CONFIG_MMU
  32 unsigned int __page_offset;
  33 EXPORT_SYMBOL(__page_offset);
  34 #endif /* CONFIG_MMU */
  35
  36 char *klimit = _end;
  37
  38 /*
  39  * Initialize the bootmem system and give it all the memory we
  40  * have available.
  41  */
  42 unsigned long memory_start;
  43 EXPORT_SYMBOL(memory_start);
  44 unsigned long memory_size;
  45 EXPORT_SYMBOL(memory_size);
  46 unsigned long lowmem_size;
  47
  48 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
  49 pte_t *kmap_pte;
  50 EXPORT_SYMBOL(kmap_pte);
  51 pgprot_t kmap_prot;
  52 EXPORT_SYMBOL(kmap_prot);
  53
  54 static inline pte_t *virt_to_kpte(unsigned long vaddr)
  55 {
  56         pgd_t *pgd = pgd_offset_k(vaddr);
  57         p4d_t *p4d = p4d_offset(pgd, vaddr);
  58         pud_t *pud = pud_offset(p4d, vaddr);
  59
  60         return pte_offset_kernel(pmd_offset(pud, vaddr), vaddr);
  61 }
  62
  63 static void __init highmem_init(void)
  64 {
  65         pr_debug("%x\n", (u32)PKMAP_BASE);
  66         map_page(PKMAP_BASE, 0, 0);     /* XXX gross */
  67         pkmap_page_table = virt_to_kpte(PKMAP_BASE);
  68
  69         kmap_pte = virt_to_kpte(__fix_to_virt(FIX_KMAP_BEGIN));
  70         kmap_prot = PAGE_KERNEL;
  71 }
  72
  73 static void highmem_setup(void)
  74 {
  75         unsigned long pfn;
  76
  77         for (pfn = max_low_pfn; pfn < max_pfn; ++pfn) {
  78                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
  79
  80                 /* FIXME not sure about */
  81                 if (!memblock_is_reserved(pfn << PAGE_SHIFT))
  82                         free_highmem_page(page);
  83         }
  84 }
  85 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
  86
  87 /*
  88  * paging_init() sets up the page tables - in fact we've already done this.
  89  */
  90 static void __init paging_init(void)
  91 {
  92         unsigned long zones_size[MAX_NR_ZONES];
  93 #ifdef CONFIG_MMU
  94         int idx;
  95
  96         /* Setup fixmaps */
  97         for (idx = 0; idx < __end_of_fixed_addresses; idx++)
  98                 clear_fixmap(idx);
  99 #endif
 100
 101         /* Clean every zones */
 102         memset(zones_size, 0, sizeof(zones_size));
 103
 104 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 105         highmem_init();
 106
 107         zones_size[ZONE_DMA] = max_low_pfn;
 108         zones_size[ZONE_HIGHMEM] = max_pfn;
 109 #else
 110         zones_size[ZONE_DMA] = max_pfn;
 111 #endif
 112
 113         /* We don't have holes in memory map */
 114         free_area_init_nodes(zones_size);
 115 }
 116
 117 void __init setup_memory(void)
 118 {
 119         struct memblock_region *reg;
 120
 121 #ifndef CONFIG_MMU
 122         u32 kernel_align_start, kernel_align_size;
 123
 124         /* Find main memory where is the kernel */
 125         for_each_memblock(memory, reg) {
 126                 memory_start = (u32)reg->base;
 127                 lowmem_size = reg->size;
 128                 if ((memory_start <= (u32)_text) &&
 129                         ((u32)_text <= (memory_start + lowmem_size - 1))) {
 130                         memory_size = lowmem_size;
 131                         PAGE_OFFSET = memory_start;
 132                         pr_info("%s: Main mem: 0x%x, size 0x%08x\n",
 133                                 __func__, (u32) memory_start,
 134                                         (u32) memory_size);
 135                         break;
 136                 }
 137         }
 138
 139         if (!memory_start || !memory_size) {
 140                 panic("%s: Missing memory setting 0x%08x, size=0x%08x\n",
 141                         __func__, (u32) memory_start, (u32) memory_size);
 142         }
 143
 144         /* reservation of region where is the kernel */
 145         kernel_align_start = PAGE_DOWN((u32)_text);
 146         /* ALIGN can be remove because _end in vmlinux.lds.S is align */
 147         kernel_align_size = PAGE_UP((u32)klimit) - kernel_align_start;
 148         pr_info("%s: kernel addr:0x%08x-0x%08x size=0x%08x\n",
 149                 __func__, kernel_align_start, kernel_align_start
 150                         + kernel_align_size, kernel_align_size);
 151         memblock_reserve(kernel_align_start, kernel_align_size);
 152 #endif
 153         /*
 154          * Kernel:
 155          * start: base phys address of kernel - page align
 156          * end: base phys address of kernel - page align
 157          *
 158          * min_low_pfn - the first page (mm/bootmem.c - node_boot_start)
 159          * max_low_pfn
 160          * max_mapnr - the first unused page (mm/bootmem.c - node_low_pfn)
 161          */
 162
 163         /* memory start is from the kernel end (aligned) to higher addr */
 164         min_low_pfn = memory_start >> PAGE_SHIFT; /* minimum for allocation */
 165         /* RAM is assumed contiguous */
 166         max_mapnr = memory_size >> PAGE_SHIFT;
 167         max_low_pfn = ((u64)memory_start + (u64)lowmem_size) >> PAGE_SHIFT;
 168         max_pfn = ((u64)memory_start + (u64)memory_size) >> PAGE_SHIFT;
 169
 170         pr_info("%s: max_mapnr: %#lx\n", __func__, max_mapnr);
 171         pr_info("%s: min_low_pfn: %#lx\n", __func__, min_low_pfn);
 172         pr_info("%s: max_low_pfn: %#lx\n", __func__, max_low_pfn);
 173         pr_info("%s: max_pfn: %#lx\n", __func__, max_pfn);
 174
 175         /* Add active regions with valid PFNs */
 176         for_each_memblock(memory, reg) {
 177                 unsigned long start_pfn, end_pfn;
 178
 179                 start_pfn = memblock_region_memory_base_pfn(reg);
 180                 end_pfn = memblock_region_memory_end_pfn(reg);
 181                 memblock_set_node(start_pfn << PAGE_SHIFT,
 182                                   (end_pfn - start_pfn) << PAGE_SHIFT,
 183                                   &memblock.memory, 0);
 184         }
 185
 186         /* XXX need to clip this if using highmem? */
 187         sparse_memory_present_with_active_regions(0);
 188
 189         paging_init();
 190 }
 191
 192 void __init mem_init(void)
 193 {
 194         high_memory = (void *)__va(memory_start + lowmem_size - 1);
 195
 196         /* this will put all memory onto the freelists */
 197         memblock_free_all();
 198 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 199         highmem_setup();
 200 #endif
 201
 202         mem_init_print_info(NULL);
 203 #ifdef CONFIG_MMU
 204         pr_info("Kernel virtual memory layout:\n");
 205         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : fixmap\n", FIXADDR_START, FIXADDR_TOP);
 206 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 207         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : highmem PTEs\n",
 208                 PKMAP_BASE, PKMAP_ADDR(LAST_PKMAP));
 209 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
 210         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : early ioremap\n",
 211                 ioremap_bot, ioremap_base);
 212         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : vmalloc & ioremap\n",
 213                 (unsigned long)VMALLOC_START, VMALLOC_END);
 214 #endif
 215         mem_init_done = 1;
 216 }
 217
 218 #ifndef CONFIG_MMU
 219 int page_is_ram(unsigned long pfn)
 220 {
 221         return __range_ok(pfn, 0);
 222 }
 223 #else
 224 int page_is_ram(unsigned long pfn)
 225 {
 226         return pfn < max_low_pfn;
 227 }
 228
 229 /*
 230  * Check for command-line options that affect what MMU_init will do.
 231  */
 232 static void mm_cmdline_setup(void)
 233 {
 234         unsigned long maxmem = 0;
 235         char *p = cmd_line;
 236
 237         /* Look for mem= option on command line */
 238         p = strstr(cmd_line, "mem=");
 239         if (p) {
 240                 p += 4;
 241                 maxmem = memparse(p, &p);
 242                 if (maxmem && memory_size > maxmem) {
 243                         memory_size = maxmem;
 244                         memblock.memory.regions[0].size = memory_size;
 245                 }
 246         }
 247 }
 248
 249 /*
 250  * MMU_init_hw does the chip-specific initialization of the MMU hardware.
 251  */
 252 static void __init mmu_init_hw(void)
 253 {
 254         /*
 255          * The Zone Protection Register (ZPR) defines how protection will
 256          * be applied to every page which is a member of a given zone. At
 257          * present, we utilize only two of the zones.
 258          * The zone index bits (of ZSEL) in the PTE are used for software
 259          * indicators, except the LSB.  For user access, zone 1 is used,
 260          * for kernel access, zone 0 is used.  We set all but zone 1
 261          * to zero, allowing only kernel access as indicated in the PTE.
 262          * For zone 1, we set a 01 binary (a value of 10 will not work)
 263          * to allow user access as indicated in the PTE.  This also allows
 264          * kernel access as indicated in the PTE.
 265          */
 266         __asm__ __volatile__ ("ori r11, r0, 0x10000000;" \
 267                         "mts rzpr, r11;"
 268                         : : : "r11");
 269 }
 270
 271 /*
 272  * MMU_init sets up the basic memory mappings for the kernel,
 273  * including both RAM and possibly some I/O regions,
 274  * and sets up the page tables and the MMU hardware ready to go.
 275  */
 276
 277 /* called from head.S */
 278 asmlinkage void __init mmu_init(void)
 279 {
 280         unsigned int kstart, ksize;
 281
 282         if (!memblock.reserved.cnt) {
 283                 pr_emerg("Error memory count\n");
 284                 machine_restart(NULL);
 285         }
 286
 287         if ((u32) memblock.memory.regions[0].size < 0x400000) {
 288                 pr_emerg("Memory must be greater than 4MB\n");
 289                 machine_restart(NULL);
 290         }
 291
 292         if ((u32) memblock.memory.regions[0].size < kernel_tlb) {
 293                 pr_emerg("Kernel size is greater than memory node\n");
 294                 machine_restart(NULL);
 295         }
 296
 297         /* Find main memory where the kernel is */
 298         memory_start = (u32) memblock.memory.regions[0].base;
 299         lowmem_size = memory_size = (u32) memblock.memory.regions[0].size;
 300
 301         if (lowmem_size > CONFIG_LOWMEM_SIZE) {
 302                 lowmem_size = CONFIG_LOWMEM_SIZE;
 303 #ifndef CONFIG_HIGHMEM
 304                 memory_size = lowmem_size;
 305 #endif
 306         }
 307
 308         mm_cmdline_setup(); /* FIXME parse args from command line - not used */
 309
 310         /*
 311          * Map out the kernel text/data/bss from the available physical
 312          * memory.
 313          */
 314         kstart = __pa(CONFIG_KERNEL_START); /* kernel start */
 315         /* kernel size */
 316         ksize = PAGE_ALIGN(((u32)_end - (u32)CONFIG_KERNEL_START));
 317         memblock_reserve(kstart, ksize);
 318
 319 #if defined(CONFIG_BLK_DEV_INITRD)
 320         /* Remove the init RAM disk from the available memory. */
 321         if (initrd_start) {
 322                 unsigned long size;
 323                 size = initrd_end - initrd_start;
 324                 memblock_reserve(__virt_to_phys(initrd_start), size);
 325         }
 326 #endif /* CONFIG_BLK_DEV_INITRD */
 327
 328         /* Initialize the MMU hardware */
 329         mmu_init_hw();
 330
 331         /* Map in all of RAM starting at CONFIG_KERNEL_START */
 332         mapin_ram();
 333
 334         /* Extend vmalloc and ioremap area as big as possible */
 335 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 336         ioremap_base = ioremap_bot = PKMAP_BASE;
 337 #else
 338         ioremap_base = ioremap_bot = FIXADDR_START;
 339 #endif
 340
 341         /* Initialize the context management stuff */
 342         mmu_context_init();
 343
 344         /* Shortly after that, the entire linear mapping will be available */
 345         /* This will also cause that unflatten device tree will be allocated
 346          * inside 768MB limit */
 347         memblock_set_current_limit(memory_start + lowmem_size - 1);
 348 }
 349
 350 /* This is only called until mem_init is done. */
 351 void __init *early_get_page(void)
 352 {
 353         /*
 354          * Mem start + kernel_tlb -> here is limit
 355          * because of mem mapping from head.S
 356          */
 357         return memblock_alloc_try_nid_raw(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE,
 358                                 MEMBLOCK_LOW_LIMIT, memory_start + kernel_tlb,
 359                                 NUMA_NO_NODE);
 360 }
 361
 362 #endif /* CONFIG_MMU */
 363
 364 void * __ref zalloc_maybe_bootmem(size_t size, gfp_t mask)
 365 {
 366         void *p;
 367
 368         if (mem_init_done) {
 369                 p = kzalloc(size, mask);
 370         } else {
 371                 p = memblock_alloc(size, SMP_CACHE_BYTES);
 372                 if (!p)
 373                         panic("%s: Failed to allocate %zu bytes\n",
 374                               __func__, size);
 375         }
 376
 377         return p;
 378 }