[ARM] 3859/1: Fix devicemaps_init() XIP_KERNEL odd 1MiB XIP_PHYS_ADDR translation...
[linux-2.6] / arch / arm / mm / init.c
1 /*
2  *  linux/arch/arm/mm/init.c
3  *
4  *  Copyright (C) 1995-2005 Russell King
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/ptrace.h>
13 #include <linux/swap.h>
14 #include <linux/init.h>
15 #include <linux/bootmem.h>
16 #include <linux/mman.h>
17 #include <linux/nodemask.h>
18 #include <linux/initrd.h>
19
20 #include <asm/mach-types.h>
21 #include <asm/setup.h>
22 #include <asm/sizes.h>
23 #include <asm/tlb.h>
24
25 #include <asm/mach/arch.h>
26 #include <asm/mach/map.h>
27
28 #include "mm.h"
29
30 DEFINE_PER_CPU(struct mmu_gather, mmu_gathers);
31
32 extern pgd_t swapper_pg_dir[PTRS_PER_PGD];
33 extern void _stext, _text, _etext, __data_start, _end, __init_begin, __init_end;
34 extern unsigned long phys_initrd_start;
35 extern unsigned long phys_initrd_size;
36
37 /*
38  * The sole use of this is to pass memory configuration
39  * data from paging_init to mem_init.
40  */
41 static struct meminfo meminfo __initdata = { 0, };
42
43 /*
44  * empty_zero_page is a special page that is used for
45  * zero-initialized data and COW.
46  */
47 struct page *empty_zero_page;
48
49 /*
50  * The pmd table for the upper-most set of pages.
51  */
52 pmd_t *top_pmd;
53
54 void show_mem(void)
55 {
56         int free = 0, total = 0, reserved = 0;
57         int shared = 0, cached = 0, slab = 0, node;
58
59         printk("Mem-info:\n");
60         show_free_areas();
61         printk("Free swap:       %6ldkB\n", nr_swap_pages<<(PAGE_SHIFT-10));
62
63         for_each_online_node(node) {
64                 struct page *page, *end;
65
66                 page = NODE_MEM_MAP(node);
67                 end  = page + NODE_DATA(node)->node_spanned_pages;
68
69                 do {
70                         total++;
71                         if (PageReserved(page))
72                                 reserved++;
73                         else if (PageSwapCache(page))
74                                 cached++;
75                         else if (PageSlab(page))
76                                 slab++;
77                         else if (!page_count(page))
78                                 free++;
79                         else
80                                 shared += page_count(page) - 1;
81                         page++;
82                 } while (page < end);
83         }
84
85         printk("%d pages of RAM\n", total);
86         printk("%d free pages\n", free);
87         printk("%d reserved pages\n", reserved);
88         printk("%d slab pages\n", slab);
89         printk("%d pages shared\n", shared);
90         printk("%d pages swap cached\n", cached);
91 }
92
93 #define for_each_nodebank(iter,mi,no)                   \
94         for (iter = 0; iter < mi->nr_banks; iter++)     \
95                 if (mi->bank[iter].node == no)
96
97 /*
98  * FIXME: We really want to avoid allocating the bootmap bitmap
99  * over the top of the initrd.  Hopefully, this is located towards
100  * the start of a bank, so if we allocate the bootmap bitmap at
101  * the end, we won't clash.
102  */
103 static unsigned int __init
104 find_bootmap_pfn(int node, struct meminfo *mi, unsigned int bootmap_pages)
105 {
106         unsigned int start_pfn, bank, bootmap_pfn;
107
108         start_pfn   = PAGE_ALIGN(__pa(&_end)) >> PAGE_SHIFT;
109         bootmap_pfn = 0;
110
111         for_each_nodebank(bank, mi, node) {
112                 unsigned int start, end;
113
114                 start = mi->bank[bank].start >> PAGE_SHIFT;
115                 end   = (mi->bank[bank].size +
116                          mi->bank[bank].start) >> PAGE_SHIFT;
117
118                 if (end < start_pfn)
119                         continue;
120
121                 if (start < start_pfn)
122                         start = start_pfn;
123
124                 if (end <= start)
125                         continue;
126
127                 if (end - start >= bootmap_pages) {
128                         bootmap_pfn = start;
129                         break;
130                 }
131         }
132
133         if (bootmap_pfn == 0)
134                 BUG();
135
136         return bootmap_pfn;
137 }
138
139 static int __init check_initrd(struct meminfo *mi)
140 {
141         int initrd_node = -2;
142 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
143         unsigned long end = phys_initrd_start + phys_initrd_size;
144
145         /*
146          * Make sure that the initrd is within a valid area of
147          * memory.
148          */
149         if (phys_initrd_size) {
150                 unsigned int i;
151
152                 initrd_node = -1;
153
154                 for (i = 0; i < mi->nr_banks; i++) {
155                         unsigned long bank_end;
156
157                         bank_end = mi->bank[i].start + mi->bank[i].size;
158
159                         if (mi->bank[i].start <= phys_initrd_start &&
160                             end <= bank_end)
161                                 initrd_node = mi->bank[i].node;
162                 }
163         }
164
165         if (initrd_node == -1) {
166                 printk(KERN_ERR "initrd (0x%08lx - 0x%08lx) extends beyond "
167                        "physical memory - disabling initrd\n",
168                        phys_initrd_start, end);
169                 phys_initrd_start = phys_initrd_size = 0;
170         }
171 #endif
172
173         return initrd_node;
174 }
175
176 /*
177  * Reserve the various regions of node 0
178  */
179 static __init void reserve_node_zero(pg_data_t *pgdat)
180 {
181         unsigned long res_size = 0;
182
183         /*
184          * Register the kernel text and data with bootmem.
185          * Note that this can only be in node 0.
186          */
187 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
188         reserve_bootmem_node(pgdat, __pa(&__data_start), &_end - &__data_start);
189 #else
190         reserve_bootmem_node(pgdat, __pa(&_stext), &_end - &_stext);
191 #endif
192
193         /*
194          * Reserve the page tables.  These are already in use,
195          * and can only be in node 0.
196          */
197         reserve_bootmem_node(pgdat, __pa(swapper_pg_dir),
198                              PTRS_PER_PGD * sizeof(pgd_t));
199
200         /*
201          * Hmm... This should go elsewhere, but we really really need to
202          * stop things allocating the low memory; ideally we need a better
203          * implementation of GFP_DMA which does not assume that DMA-able
204          * memory starts at zero.
205          */
206         if (machine_is_integrator() || machine_is_cintegrator())
207                 res_size = __pa(swapper_pg_dir) - PHYS_OFFSET;
208
209         /*
210          * These should likewise go elsewhere.  They pre-reserve the
211          * screen memory region at the start of main system memory.
212          */
213         if (machine_is_edb7211())
214                 res_size = 0x00020000;
215         if (machine_is_p720t())
216                 res_size = 0x00014000;
217
218 #ifdef CONFIG_SA1111
219         /*
220          * Because of the SA1111 DMA bug, we want to preserve our
221          * precious DMA-able memory...
222          */
223         res_size = __pa(swapper_pg_dir) - PHYS_OFFSET;
224 #endif
225         if (res_size)
226                 reserve_bootmem_node(pgdat, PHYS_OFFSET, res_size);
227 }
228
229 static unsigned long __init
230 bootmem_init_node(int node, int initrd_node, struct meminfo *mi)
231 {
232         unsigned long zone_size[MAX_NR_ZONES], zhole_size[MAX_NR_ZONES];
233         unsigned long start_pfn, end_pfn, boot_pfn;
234         unsigned int boot_pages;
235         pg_data_t *pgdat;
236         int i;
237
238         start_pfn = -1UL;
239         end_pfn = 0;
240
241         /*
242          * Calculate the pfn range, and map the memory banks for this node.
243          */
244         for_each_nodebank(i, mi, node) {
245                 unsigned long start, end;
246                 struct map_desc map;
247
248                 start = mi->bank[i].start >> PAGE_SHIFT;
249                 end = (mi->bank[i].start + mi->bank[i].size) >> PAGE_SHIFT;
250
251                 if (start_pfn > start)
252                         start_pfn = start;
253                 if (end_pfn < end)
254                         end_pfn = end;
255
256                 map.pfn = __phys_to_pfn(mi->bank[i].start);
257                 map.virtual = __phys_to_virt(mi->bank[i].start);
258                 map.length = mi->bank[i].size;
259                 map.type = MT_MEMORY;
260
261                 create_mapping(&map);
262         }
263
264         /*
265          * If there is no memory in this node, ignore it.
266          */
267         if (end_pfn == 0)
268                 return end_pfn;
269
270         /*
271          * Allocate the bootmem bitmap page.
272          */
273         boot_pages = bootmem_bootmap_pages(end_pfn - start_pfn);
274         boot_pfn = find_bootmap_pfn(node, mi, boot_pages);
275
276         /*
277          * Initialise the bootmem allocator for this node, handing the
278          * memory banks over to bootmem.
279          */
280         node_set_online(node);
281         pgdat = NODE_DATA(node);
282         init_bootmem_node(pgdat, boot_pfn, start_pfn, end_pfn);
283
284         for_each_nodebank(i, mi, node)
285                 free_bootmem_node(pgdat, mi->bank[i].start, mi->bank[i].size);
286
287         /*
288          * Reserve the bootmem bitmap for this node.
289          */
290         reserve_bootmem_node(pgdat, boot_pfn << PAGE_SHIFT,
291                              boot_pages << PAGE_SHIFT);
292
293 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
294         /*
295          * If the initrd is in this node, reserve its memory.
296          */
297         if (node == initrd_node) {
298                 reserve_bootmem_node(pgdat, phys_initrd_start,
299                                      phys_initrd_size);
300                 initrd_start = __phys_to_virt(phys_initrd_start);
301                 initrd_end = initrd_start + phys_initrd_size;
302         }
303 #endif
304
305         /*
306          * Finally, reserve any node zero regions.
307          */
308         if (node == 0)
309                 reserve_node_zero(pgdat);
310
311         /*
312          * initialise the zones within this node.
313          */
314         memset(zone_size, 0, sizeof(zone_size));
315         memset(zhole_size, 0, sizeof(zhole_size));
316
317         /*
318          * The size of this node has already been determined.  If we need
319          * to do anything fancy with the allocation of this memory to the
320          * zones, now is the time to do it.
321          */
322         zone_size[0] = end_pfn - start_pfn;
323
324         /*
325          * For each bank in this node, calculate the size of the holes.
326          *  holes = node_size - sum(bank_sizes_in_node)
327          */
328         zhole_size[0] = zone_size[0];
329         for_each_nodebank(i, mi, node)
330                 zhole_size[0] -= mi->bank[i].size >> PAGE_SHIFT;
331
332         /*
333          * Adjust the sizes according to any special requirements for
334          * this machine type.
335          */
336         arch_adjust_zones(node, zone_size, zhole_size);
337
338         free_area_init_node(node, pgdat, zone_size, start_pfn, zhole_size);
339
340         return end_pfn;
341 }
342
343 static void __init bootmem_init(struct meminfo *mi)
344 {
345         unsigned long addr, memend_pfn = 0;
346         int node, initrd_node, i;
347
348         /*
349          * Invalidate the node number for empty or invalid memory banks
350          */
351         for (i = 0; i < mi->nr_banks; i++)
352                 if (mi->bank[i].size == 0 || mi->bank[i].node >= MAX_NUMNODES)
353                         mi->bank[i].node = -1;
354
355         memcpy(&meminfo, mi, sizeof(meminfo));
356
357         /*
358          * Clear out all the mappings below the kernel image.
359          */
360         for (addr = 0; addr < MODULE_START; addr += PGDIR_SIZE)
361                 pmd_clear(pmd_off_k(addr));
362 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
363         /* The XIP kernel is mapped in the module area -- skip over it */
364         addr = ((unsigned long)&_etext + PGDIR_SIZE - 1) & PGDIR_MASK;
365 #endif
366         for ( ; addr < PAGE_OFFSET; addr += PGDIR_SIZE)
367                 pmd_clear(pmd_off_k(addr));
368
369         /*
370          * Clear out all the kernel space mappings, except for the first
371          * memory bank, up to the end of the vmalloc region.
372          */
373         for (addr = __phys_to_virt(mi->bank[0].start + mi->bank[0].size);
374              addr < VMALLOC_END; addr += PGDIR_SIZE)
375                 pmd_clear(pmd_off_k(addr));
376
377         /*
378          * Locate which node contains the ramdisk image, if any.
379          */
380         initrd_node = check_initrd(mi);
381
382         /*
383          * Run through each node initialising the bootmem allocator.
384          */
385         for_each_node(node) {
386                 unsigned long end_pfn;
387
388                 end_pfn = bootmem_init_node(node, initrd_node, mi);
389
390                 /*
391                  * Remember the highest memory PFN.
392                  */
393                 if (end_pfn > memend_pfn)
394                         memend_pfn = end_pfn;
395         }
396
397         high_memory = __va(memend_pfn << PAGE_SHIFT);
398
399         /*
400          * This doesn't seem to be used by the Linux memory manager any
401          * more, but is used by ll_rw_block.  If we can get rid of it, we
402          * also get rid of some of the stuff above as well.
403          *
404          * Note: max_low_pfn and max_pfn reflect the number of _pages_ in
405          * the system, not the maximum PFN.
406          */
407         max_pfn = max_low_pfn = memend_pfn - PHYS_PFN_OFFSET;
408 }
409
410 /*
411  * Set up device the mappings.  Since we clear out the page tables for all
412  * mappings above VMALLOC_END, we will remove any debug device mappings.
413  * This means you have to be careful how you debug this function, or any
414  * called function.  This means you can't use any function or debugging
415  * method which may touch any device, otherwise the kernel _will_ crash.
416  */
417 static void __init devicemaps_init(struct machine_desc *mdesc)
418 {
419         struct map_desc map;
420         unsigned long addr;
421         void *vectors;
422
423         /*
424          * Allocate the vector page early.
425          */
426         vectors = alloc_bootmem_low_pages(PAGE_SIZE);
427         BUG_ON(!vectors);
428
429         for (addr = VMALLOC_END; addr; addr += PGDIR_SIZE)
430                 pmd_clear(pmd_off_k(addr));
431
432         /*
433          * Map the kernel if it is XIP.
434          * It is always first in the modulearea.
435          */
436 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
437         map.pfn = __phys_to_pfn(CONFIG_XIP_PHYS_ADDR & SECTION_MASK);
438         map.virtual = MODULE_START;
439         map.length = ((unsigned long)&_etext - map.virtual + ~SECTION_MASK) & SECTION_MASK;
440         map.type = MT_ROM;
441         create_mapping(&map);
442 #endif
443
444         /*
445          * Map the cache flushing regions.
446          */
447 #ifdef FLUSH_BASE
448         map.pfn = __phys_to_pfn(FLUSH_BASE_PHYS);
449         map.virtual = FLUSH_BASE;
450         map.length = SZ_1M;
451         map.type = MT_CACHECLEAN;
452         create_mapping(&map);
453 #endif
454 #ifdef FLUSH_BASE_MINICACHE
455         map.pfn = __phys_to_pfn(FLUSH_BASE_PHYS + SZ_1M);
456         map.virtual = FLUSH_BASE_MINICACHE;
457         map.length = SZ_1M;
458         map.type = MT_MINICLEAN;
459         create_mapping(&map);
460 #endif
461
462         /*
463          * Create a mapping for the machine vectors at the high-vectors
464          * location (0xffff0000).  If we aren't using high-vectors, also
465          * create a mapping at the low-vectors virtual address.
466          */
467         map.pfn = __phys_to_pfn(virt_to_phys(vectors));
468         map.virtual = 0xffff0000;
469         map.length = PAGE_SIZE;
470         map.type = MT_HIGH_VECTORS;
471         create_mapping(&map);
472
473         if (!vectors_high()) {
474                 map.virtual = 0;
475                 map.type = MT_LOW_VECTORS;
476                 create_mapping(&map);
477         }
478
479         /*
480          * Ask the machine support to map in the statically mapped devices.
481          */
482         if (mdesc->map_io)
483                 mdesc->map_io();
484
485         /*
486          * Finally flush the caches and tlb to ensure that we're in a
487          * consistent state wrt the writebuffer.  This also ensures that
488          * any write-allocated cache lines in the vector page are written
489          * back.  After this point, we can start to touch devices again.
490          */
491         local_flush_tlb_all();
492         flush_cache_all();
493 }
494
495 /*
496  * paging_init() sets up the page tables, initialises the zone memory
497  * maps, and sets up the zero page, bad page and bad page tables.
498  */
499 void __init paging_init(struct meminfo *mi, struct machine_desc *mdesc)
500 {
501         void *zero_page;
502
503         build_mem_type_table();
504         bootmem_init(mi);
505         devicemaps_init(mdesc);
506
507         top_pmd = pmd_off_k(0xffff0000);
508
509         /*
510          * allocate the zero page.  Note that we count on this going ok.
511          */
512         zero_page = alloc_bootmem_low_pages(PAGE_SIZE);
513         memzero(zero_page, PAGE_SIZE);
514         empty_zero_page = virt_to_page(zero_page);
515         flush_dcache_page(empty_zero_page);
516 }
517
518 static inline void free_area(unsigned long addr, unsigned long end, char *s)
519 {
520         unsigned int size = (end - addr) >> 10;
521
522         for (; addr < end; addr += PAGE_SIZE) {
523                 struct page *page = virt_to_page(addr);
524                 ClearPageReserved(page);
525                 init_page_count(page);
526                 free_page(addr);
527                 totalram_pages++;
528         }
529
530         if (size && s)
531                 printk(KERN_INFO "Freeing %s memory: %dK\n", s, size);
532 }
533
534 static inline void
535 free_memmap(int node, unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
536 {
537         struct page *start_pg, *end_pg;
538         unsigned long pg, pgend;
539
540         /*
541          * Convert start_pfn/end_pfn to a struct page pointer.
542          */
543         start_pg = pfn_to_page(start_pfn);
544         end_pg = pfn_to_page(end_pfn);
545
546         /*
547          * Convert to physical addresses, and
548          * round start upwards and end downwards.
549          */
550         pg = PAGE_ALIGN(__pa(start_pg));
551         pgend = __pa(end_pg) & PAGE_MASK;
552
553         /*
554          * If there are free pages between these,
555          * free the section of the memmap array.
556          */
557         if (pg < pgend)
558                 free_bootmem_node(NODE_DATA(node), pg, pgend - pg);
559 }
560
561 /*
562  * The mem_map array can get very big.  Free the unused area of the memory map.
563  */
564 static void __init free_unused_memmap_node(int node, struct meminfo *mi)
565 {
566         unsigned long bank_start, prev_bank_end = 0;
567         unsigned int i;
568
569         /*
570          * [FIXME] This relies on each bank being in address order.  This
571          * may not be the case, especially if the user has provided the
572          * information on the command line.
573          */
574         for_each_nodebank(i, mi, node) {
575                 bank_start = mi->bank[i].start >> PAGE_SHIFT;
576                 if (bank_start < prev_bank_end) {
577                         printk(KERN_ERR "MEM: unordered memory banks.  "
578                                 "Not freeing memmap.\n");
579                         break;
580                 }
581
582                 /*
583                  * If we had a previous bank, and there is a space
584                  * between the current bank and the previous, free it.
585                  */
586                 if (prev_bank_end && prev_bank_end != bank_start)
587                         free_memmap(node, prev_bank_end, bank_start);
588
589                 prev_bank_end = (mi->bank[i].start +
590                                  mi->bank[i].size) >> PAGE_SHIFT;
591         }
592 }
593
594 /*
595  * mem_init() marks the free areas in the mem_map and tells us how much
596  * memory is free.  This is done after various parts of the system have
597  * claimed their memory after the kernel image.
598  */
599 void __init mem_init(void)
600 {
601         unsigned int codepages, datapages, initpages;
602         int i, node;
603
604         codepages = &_etext - &_text;
605         datapages = &_end - &__data_start;
606         initpages = &__init_end - &__init_begin;
607
608 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM
609         max_mapnr   = virt_to_page(high_memory) - mem_map;
610 #endif
611
612         /* this will put all unused low memory onto the freelists */
613         for_each_online_node(node) {
614                 pg_data_t *pgdat = NODE_DATA(node);
615
616                 free_unused_memmap_node(node, &meminfo);
617
618                 if (pgdat->node_spanned_pages != 0)
619                         totalram_pages += free_all_bootmem_node(pgdat);
620         }
621
622 #ifdef CONFIG_SA1111
623         /* now that our DMA memory is actually so designated, we can free it */
624         free_area(PAGE_OFFSET, (unsigned long)swapper_pg_dir, NULL);
625 #endif
626
627         /*
628          * Since our memory may not be contiguous, calculate the
629          * real number of pages we have in this system
630          */
631         printk(KERN_INFO "Memory:");
632
633         num_physpages = 0;
634         for (i = 0; i < meminfo.nr_banks; i++) {
635                 num_physpages += meminfo.bank[i].size >> PAGE_SHIFT;
636                 printk(" %ldMB", meminfo.bank[i].size >> 20);
637         }
638
639         printk(" = %luMB total\n", num_physpages >> (20 - PAGE_SHIFT));
640         printk(KERN_NOTICE "Memory: %luKB available (%dK code, "
641                 "%dK data, %dK init)\n",
642                 (unsigned long) nr_free_pages() << (PAGE_SHIFT-10),
643                 codepages >> 10, datapages >> 10, initpages >> 10);
644
645         if (PAGE_SIZE >= 16384 && num_physpages <= 128) {
646                 extern int sysctl_overcommit_memory;
647                 /*
648                  * On a machine this small we won't get
649                  * anywhere without overcommit, so turn
650                  * it on by default.
651                  */
652                 sysctl_overcommit_memory = OVERCOMMIT_ALWAYS;
653         }
654 }
655
656 void free_initmem(void)
657 {
658         if (!machine_is_integrator() && !machine_is_cintegrator()) {
659                 free_area((unsigned long)(&__init_begin),
660                           (unsigned long)(&__init_end),
661                           "init");
662         }
663 }
664
665 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
666
667 static int keep_initrd;
668
669 void free_initrd_mem(unsigned long start, unsigned long end)
670 {
671         if (!keep_initrd)
672                 free_area(start, end, "initrd");
673 }
674
675 static int __init keepinitrd_setup(char *__unused)
676 {
677         keep_initrd = 1;
678         return 1;
679 }
680
681 __setup("keepinitrd", keepinitrd_setup);
682 #endif