Pileus Git - ~andy/linux/blob - arch/powerpc/mm/init_64.c

   1 /*
   2  *  PowerPC version
   3  *    Copyright (C) 1995-1996 Gary Thomas (gdt@linuxppc.org)
   4  *
   5  *  Modifications by Paul Mackerras (PowerMac) (paulus@cs.anu.edu.au)
   6  *  and Cort Dougan (PReP) (cort@cs.nmt.edu)
   7  *    Copyright (C) 1996 Paul Mackerras
   8  *
   9  *  Derived from "arch/i386/mm/init.c"
  10  *    Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
  11  *
  12  *  Dave Engebretsen <engebret@us.ibm.com>
  13  *      Rework for PPC64 port.
  14  *
  15  *  This program is free software; you can redistribute it and/or
  16  *  modify it under the terms of the GNU General Public License
  17  *  as published by the Free Software Foundation; either version
  18  *  2 of the License, or (at your option) any later version.
  19  *
  20  */
  21
  22 #undef DEBUG
  23
  24 #include <linux/signal.h>
  25 #include <linux/sched.h>
  26 #include <linux/kernel.h>
  27 #include <linux/errno.h>
  28 #include <linux/string.h>
  29 #include <linux/types.h>
  30 #include <linux/mman.h>
  31 #include <linux/mm.h>
  32 #include <linux/swap.h>
  33 #include <linux/stddef.h>
  34 #include <linux/vmalloc.h>
  35 #include <linux/init.h>
  36 #include <linux/delay.h>
  37 #include <linux/bootmem.h>
  38 #include <linux/highmem.h>
  39 #include <linux/idr.h>
  40 #include <linux/nodemask.h>
  41 #include <linux/module.h>
  42 #include <linux/poison.h>
  43 #include <linux/memblock.h>
  44 #include <linux/hugetlb.h>
  45 #include <linux/slab.h>
  46
  47 #include <asm/pgalloc.h>
  48 #include <asm/page.h>
  49 #include <asm/prom.h>
  50 #include <asm/rtas.h>
  51 #include <asm/io.h>
  52 #include <asm/mmu_context.h>
  53 #include <asm/pgtable.h>
  54 #include <asm/mmu.h>
  55 #include <asm/uaccess.h>
  56 #include <asm/smp.h>
  57 #include <asm/machdep.h>
  58 #include <asm/tlb.h>
  59 #include <asm/eeh.h>
  60 #include <asm/processor.h>
  61 #include <asm/mmzone.h>
  62 #include <asm/cputable.h>
  63 #include <asm/sections.h>
  64 #include <asm/iommu.h>
  65 #include <asm/abs_addr.h>
  66 #include <asm/vdso.h>
  67
  68 #include "mmu_decl.h"
  69
  70 #ifdef CONFIG_PPC_STD_MMU_64
  71 #if PGTABLE_RANGE > USER_VSID_RANGE
  72 #warning Limited user VSID range means pagetable space is wasted
  73 #endif
  74
  75 #if (TASK_SIZE_USER64 < PGTABLE_RANGE) && (TASK_SIZE_USER64 < USER_VSID_RANGE)
  76 #warning TASK_SIZE is smaller than it needs to be.
  77 #endif
  78 #endif /* CONFIG_PPC_STD_MMU_64 */
  79
  80 phys_addr_t memstart_addr = ~0;
  81 EXPORT_SYMBOL_GPL(memstart_addr);
  82 phys_addr_t kernstart_addr;
  83 EXPORT_SYMBOL_GPL(kernstart_addr);
  84
  85 static void pgd_ctor(void *addr)
  86 {
  87         memset(addr, 0, PGD_TABLE_SIZE);
  88 }
  89
  90 static void pmd_ctor(void *addr)
  91 {
  92         memset(addr, 0, PMD_TABLE_SIZE);
  93 }
  94
  95 struct kmem_cache *pgtable_cache[MAX_PGTABLE_INDEX_SIZE];
  96
  97 /*
  98  * Create a kmem_cache() for pagetables.  This is not used for PTE
  99  * pages - they're linked to struct page, come from the normal free
 100  * pages pool and have a different entry size (see real_pte_t) to
 101  * everything else.  Caches created by this function are used for all
 102  * the higher level pagetables, and for hugepage pagetables.
 103  */
 104 void pgtable_cache_add(unsigned shift, void (*ctor)(void *))
 105 {
 106         char *name;
 107         unsigned long table_size = sizeof(void *) << shift;
 108         unsigned long align = table_size;
 109
 110         /* When batching pgtable pointers for RCU freeing, we store
 111          * the index size in the low bits.  Table alignment must be
 112          * big enough to fit it.
 113          *
 114          * Likewise, hugeapge pagetable pointers contain a (different)
 115          * shift value in the low bits.  All tables must be aligned so
 116          * as to leave enough 0 bits in the address to contain it. */
 117         unsigned long minalign = max(MAX_PGTABLE_INDEX_SIZE + 1,
 118                                      HUGEPD_SHIFT_MASK + 1);
 119         struct kmem_cache *new;
 120
 121         /* It would be nice if this was a BUILD_BUG_ON(), but at the
 122          * moment, gcc doesn't seem to recognize is_power_of_2 as a
 123          * constant expression, so so much for that. */
 124         BUG_ON(!is_power_of_2(minalign));
 125         BUG_ON((shift < 1) || (shift > MAX_PGTABLE_INDEX_SIZE));
 126
 127         if (PGT_CACHE(shift))
 128                 return; /* Already have a cache of this size */
 129
 130         align = max_t(unsigned long, align, minalign);
 131         name = kasprintf(GFP_KERNEL, "pgtable-2^%d", shift);
 132         new = kmem_cache_create(name, table_size, align, 0, ctor);
 133         PGT_CACHE(shift) = new;
 134
 135         pr_debug("Allocated pgtable cache for order %d\n", shift);
 136 }
 137
 138
 139 void pgtable_cache_init(void)
 140 {
 141         pgtable_cache_add(PGD_INDEX_SIZE, pgd_ctor);
 142         pgtable_cache_add(PMD_INDEX_SIZE, pmd_ctor);
 143         if (!PGT_CACHE(PGD_INDEX_SIZE) || !PGT_CACHE(PMD_INDEX_SIZE))
 144                 panic("Couldn't allocate pgtable caches");
 145
 146         /* In all current configs, when the PUD index exists it's the
 147          * same size as either the pgd or pmd index.  Verify that the
 148          * initialization above has also created a PUD cache.  This
 149          * will need re-examiniation if we add new possibilities for
 150          * the pagetable layout. */
 151         BUG_ON(PUD_INDEX_SIZE && !PGT_CACHE(PUD_INDEX_SIZE));
 152 }
 153
 154 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
 155 /*
 156  * Given an address within the vmemmap, determine the pfn of the page that
 157  * represents the start of the section it is within.  Note that we have to
 158  * do this by hand as the proffered address may not be correctly aligned.
 159  * Subtraction of non-aligned pointers produces undefined results.
 160  */
 161 static unsigned long __meminit vmemmap_section_start(unsigned long page)
 162 {
 163         unsigned long offset = page - ((unsigned long)(vmemmap));
 164
 165         /* Return the pfn of the start of the section. */
 166         return (offset / sizeof(struct page)) & PAGE_SECTION_MASK;
 167 }
 168
 169 /*
 170  * Check if this vmemmap page is already initialised.  If any section
 171  * which overlaps this vmemmap page is initialised then this page is
 172  * initialised already.
 173  */
 174 static int __meminit vmemmap_populated(unsigned long start, int page_size)
 175 {
 176         unsigned long end = start + page_size;
 177
 178         for (; start < end; start += (PAGES_PER_SECTION * sizeof(struct page)))
 179                 if (pfn_valid(vmemmap_section_start(start)))
 180                         return 1;
 181
 182         return 0;
 183 }
 184
 185 /* On hash-based CPUs, the vmemmap is bolted in the hash table.
 186  *
 187  * On Book3E CPUs, the vmemmap is currently mapped in the top half of
 188  * the vmalloc space using normal page tables, though the size of
 189  * pages encoded in the PTEs can be different
 190  */
 191
 192 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3E
 193 static void __meminit vmemmap_create_mapping(unsigned long start,
 194                                              unsigned long page_size,
 195                                              unsigned long phys)
 196 {
 197         /* Create a PTE encoding without page size */
 198         unsigned long i, flags = _PAGE_PRESENT | _PAGE_ACCESSED |
 199                 _PAGE_KERNEL_RW;
 200
 201         /* PTEs only contain page size encodings up to 32M */
 202         BUG_ON(mmu_psize_defs[mmu_vmemmap_psize].enc > 0xf);
 203
 204         /* Encode the size in the PTE */
 205         flags |= mmu_psize_defs[mmu_vmemmap_psize].enc << 8;
 206
 207         /* For each PTE for that area, map things. Note that we don't
 208          * increment phys because all PTEs are of the large size and
 209          * thus must have the low bits clear
 210          */
 211         for (i = 0; i < page_size; i += PAGE_SIZE)
 212                 BUG_ON(map_kernel_page(start + i, phys, flags));
 213 }
 214 #else /* CONFIG_PPC_BOOK3E */
 215 static void __meminit vmemmap_create_mapping(unsigned long start,
 216                                              unsigned long page_size,
 217                                              unsigned long phys)
 218 {
 219         int  mapped = htab_bolt_mapping(start, start + page_size, phys,
 220                                         PAGE_KERNEL, mmu_vmemmap_psize,
 221                                         mmu_kernel_ssize);
 222         BUG_ON(mapped < 0);
 223 }
 224 #endif /* CONFIG_PPC_BOOK3E */
 225
 226 struct vmemmap_backing *vmemmap_list;
 227
 228 static __meminit struct vmemmap_backing * vmemmap_list_alloc(int node)
 229 {
 230         static struct vmemmap_backing *next;
 231         static int num_left;
 232
 233         /* allocate a page when required and hand out chunks */
 234         if (!next || !num_left) {
 235                 next = vmemmap_alloc_block(PAGE_SIZE, node);
 236                 if (unlikely(!next)) {
 237                         WARN_ON(1);
 238                         return NULL;
 239                 }
 240                 num_left = PAGE_SIZE / sizeof(struct vmemmap_backing);
 241         }
 242
 243         num_left--;
 244
 245         return next++;
 246 }
 247
 248 static __meminit void vmemmap_list_populate(unsigned long phys,
 249                                             unsigned long start,
 250                                             int node)
 251 {
 252         struct vmemmap_backing *vmem_back;
 253
 254         vmem_back = vmemmap_list_alloc(node);
 255         if (unlikely(!vmem_back)) {
 256                 WARN_ON(1);
 257                 return;
 258         }
 259
 260         vmem_back->phys = phys;
 261         vmem_back->virt_addr = start;
 262         vmem_back->list = vmemmap_list;
 263
 264         vmemmap_list = vmem_back;
 265 }
 266
 267 int __meminit vmemmap_populate(struct page *start_page,
 268                                unsigned long nr_pages, int node)
 269 {
 270         unsigned long start = (unsigned long)start_page;
 271         unsigned long end = (unsigned long)(start_page + nr_pages);
 272         unsigned long page_size = 1 << mmu_psize_defs[mmu_vmemmap_psize].shift;
 273
 274         /* Align to the page size of the linear mapping. */
 275         start = _ALIGN_DOWN(start, page_size);
 276
 277         pr_debug("vmemmap_populate page %p, %ld pages, node %d\n",
 278                  start_page, nr_pages, node);
 279         pr_debug(" -> map %lx..%lx\n", start, end);
 280
 281         for (; start < end; start += page_size) {
 282                 void *p;
 283
 284                 if (vmemmap_populated(start, page_size))
 285                         continue;
 286
 287                 p = vmemmap_alloc_block(page_size, node);
 288                 if (!p)
 289                         return -ENOMEM;
 290
 291                 vmemmap_list_populate(__pa(p), start, node);
 292
 293                 pr_debug("      * %016lx..%016lx allocated at %p\n",
 294                          start, start + page_size, p);
 295
 296                 vmemmap_create_mapping(start, page_size, __pa(p));
 297         }
 298
 299         return 0;
 300 }
 301 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 302