microblaze: prefer memblock API returning virtual address
[muen/linux.git] / 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         return pte_offset_kernel(pmd_offset(pgd_offset_k(vaddr),
57                         vaddr), vaddr);
58 }
59
60 static void __init highmem_init(void)
61 {
62         pr_debug("%x\n", (u32)PKMAP_BASE);
63         map_page(PKMAP_BASE, 0, 0);     /* XXX gross */
64         pkmap_page_table = virt_to_kpte(PKMAP_BASE);
65
66         kmap_pte = virt_to_kpte(__fix_to_virt(FIX_KMAP_BEGIN));
67         kmap_prot = PAGE_KERNEL;
68 }
69
70 static void highmem_setup(void)
71 {
72         unsigned long pfn;
73
74         for (pfn = max_low_pfn; pfn < max_pfn; ++pfn) {
75                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
76
77                 /* FIXME not sure about */
78                 if (!memblock_is_reserved(pfn << PAGE_SHIFT))
79                         free_highmem_page(page);
80         }
81 }
82 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
83
84 /*
85  * paging_init() sets up the page tables - in fact we've already done this.
86  */
87 static void __init paging_init(void)
88 {
89         unsigned long zones_size[MAX_NR_ZONES];
90 #ifdef CONFIG_MMU
91         int idx;
92
93         /* Setup fixmaps */
94         for (idx = 0; idx < __end_of_fixed_addresses; idx++)
95                 clear_fixmap(idx);
96 #endif
97
98         /* Clean every zones */
99         memset(zones_size, 0, sizeof(zones_size));
100
101 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
102         highmem_init();
103
104         zones_size[ZONE_DMA] = max_low_pfn;
105         zones_size[ZONE_HIGHMEM] = max_pfn;
106 #else
107         zones_size[ZONE_DMA] = max_pfn;
108 #endif
109
110         /* We don't have holes in memory map */
111         free_area_init_nodes(zones_size);
112 }
113
114 void __init setup_memory(void)
115 {
116         struct memblock_region *reg;
117
118 #ifndef CONFIG_MMU
119         u32 kernel_align_start, kernel_align_size;
120
121         /* Find main memory where is the kernel */
122         for_each_memblock(memory, reg) {
123                 memory_start = (u32)reg->base;
124                 lowmem_size = reg->size;
125                 if ((memory_start <= (u32)_text) &&
126                         ((u32)_text <= (memory_start + lowmem_size - 1))) {
127                         memory_size = lowmem_size;
128                         PAGE_OFFSET = memory_start;
129                         pr_info("%s: Main mem: 0x%x, size 0x%08x\n",
130                                 __func__, (u32) memory_start,
131                                         (u32) memory_size);
132                         break;
133                 }
134         }
135
136         if (!memory_start || !memory_size) {
137                 panic("%s: Missing memory setting 0x%08x, size=0x%08x\n",
138                         __func__, (u32) memory_start, (u32) memory_size);
139         }
140
141         /* reservation of region where is the kernel */
142         kernel_align_start = PAGE_DOWN((u32)_text);
143         /* ALIGN can be remove because _end in vmlinux.lds.S is align */
144         kernel_align_size = PAGE_UP((u32)klimit) - kernel_align_start;
145         pr_info("%s: kernel addr:0x%08x-0x%08x size=0x%08x\n",
146                 __func__, kernel_align_start, kernel_align_start
147                         + kernel_align_size, kernel_align_size);
148         memblock_reserve(kernel_align_start, kernel_align_size);
149 #endif
150         /*
151          * Kernel:
152          * start: base phys address of kernel - page align
153          * end: base phys address of kernel - page align
154          *
155          * min_low_pfn - the first page (mm/bootmem.c - node_boot_start)
156          * max_low_pfn
157          * max_mapnr - the first unused page (mm/bootmem.c - node_low_pfn)
158          */
159
160         /* memory start is from the kernel end (aligned) to higher addr */
161         min_low_pfn = memory_start >> PAGE_SHIFT; /* minimum for allocation */
162         /* RAM is assumed contiguous */
163         max_mapnr = memory_size >> PAGE_SHIFT;
164         max_low_pfn = ((u64)memory_start + (u64)lowmem_size) >> PAGE_SHIFT;
165         max_pfn = ((u64)memory_start + (u64)memory_size) >> PAGE_SHIFT;
166
167         pr_info("%s: max_mapnr: %#lx\n", __func__, max_mapnr);
168         pr_info("%s: min_low_pfn: %#lx\n", __func__, min_low_pfn);
169         pr_info("%s: max_low_pfn: %#lx\n", __func__, max_low_pfn);
170         pr_info("%s: max_pfn: %#lx\n", __func__, max_pfn);
171
172         /* Add active regions with valid PFNs */
173         for_each_memblock(memory, reg) {
174                 unsigned long start_pfn, end_pfn;
175
176                 start_pfn = memblock_region_memory_base_pfn(reg);
177                 end_pfn = memblock_region_memory_end_pfn(reg);
178                 memblock_set_node(start_pfn << PAGE_SHIFT,
179                                   (end_pfn - start_pfn) << PAGE_SHIFT,
180                                   &memblock.memory, 0);
181         }
182
183         /* XXX need to clip this if using highmem? */
184         sparse_memory_present_with_active_regions(0);
185
186         paging_init();
187 }
188
189 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
190 void free_initrd_mem(unsigned long start, unsigned long end)
191 {
192         free_reserved_area((void *)start, (void *)end, -1, "initrd");
193 }
194 #endif
195
196 void free_initmem(void)
197 {
198         free_initmem_default(-1);
199 }
200
201 void __init mem_init(void)
202 {
203         high_memory = (void *)__va(memory_start + lowmem_size - 1);
204
205         /* this will put all memory onto the freelists */
206         memblock_free_all();
207 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
208         highmem_setup();
209 #endif
210
211         mem_init_print_info(NULL);
212 #ifdef CONFIG_MMU
213         pr_info("Kernel virtual memory layout:\n");
214         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : fixmap\n", FIXADDR_START, FIXADDR_TOP);
215 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
216         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : highmem PTEs\n",
217                 PKMAP_BASE, PKMAP_ADDR(LAST_PKMAP));
218 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
219         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : early ioremap\n",
220                 ioremap_bot, ioremap_base);
221         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : vmalloc & ioremap\n",
222                 (unsigned long)VMALLOC_START, VMALLOC_END);
223 #endif
224         mem_init_done = 1;
225 }
226
227 #ifndef CONFIG_MMU
228 int page_is_ram(unsigned long pfn)
229 {
230         return __range_ok(pfn, 0);
231 }
232 #else
233 int page_is_ram(unsigned long pfn)
234 {
235         return pfn < max_low_pfn;
236 }
237
238 /*
239  * Check for command-line options that affect what MMU_init will do.
240  */
241 static void mm_cmdline_setup(void)
242 {
243         unsigned long maxmem = 0;
244         char *p = cmd_line;
245
246         /* Look for mem= option on command line */
247         p = strstr(cmd_line, "mem=");
248         if (p) {
249                 p += 4;
250                 maxmem = memparse(p, &p);
251                 if (maxmem && memory_size > maxmem) {
252                         memory_size = maxmem;
253                         memblock.memory.regions[0].size = memory_size;
254                 }
255         }
256 }
257
258 /*
259  * MMU_init_hw does the chip-specific initialization of the MMU hardware.
260  */
261 static void __init mmu_init_hw(void)
262 {
263         /*
264          * The Zone Protection Register (ZPR) defines how protection will
265          * be applied to every page which is a member of a given zone. At
266          * present, we utilize only two of the zones.
267          * The zone index bits (of ZSEL) in the PTE are used for software
268          * indicators, except the LSB.  For user access, zone 1 is used,
269          * for kernel access, zone 0 is used.  We set all but zone 1
270          * to zero, allowing only kernel access as indicated in the PTE.
271          * For zone 1, we set a 01 binary (a value of 10 will not work)
272          * to allow user access as indicated in the PTE.  This also allows
273          * kernel access as indicated in the PTE.
274          */
275         __asm__ __volatile__ ("ori r11, r0, 0x10000000;" \
276                         "mts rzpr, r11;"
277                         : : : "r11");
278 }
279
280 /*
281  * MMU_init sets up the basic memory mappings for the kernel,
282  * including both RAM and possibly some I/O regions,
283  * and sets up the page tables and the MMU hardware ready to go.
284  */
285
286 /* called from head.S */
287 asmlinkage void __init mmu_init(void)
288 {
289         unsigned int kstart, ksize;
290
291         if (!memblock.reserved.cnt) {
292                 pr_emerg("Error memory count\n");
293                 machine_restart(NULL);
294         }
295
296         if ((u32) memblock.memory.regions[0].size < 0x400000) {
297                 pr_emerg("Memory must be greater than 4MB\n");
298                 machine_restart(NULL);
299         }
300
301         if ((u32) memblock.memory.regions[0].size < kernel_tlb) {
302                 pr_emerg("Kernel size is greater than memory node\n");
303                 machine_restart(NULL);
304         }
305
306         /* Find main memory where the kernel is */
307         memory_start = (u32) memblock.memory.regions[0].base;
308         lowmem_size = memory_size = (u32) memblock.memory.regions[0].size;
309
310         if (lowmem_size > CONFIG_LOWMEM_SIZE) {
311                 lowmem_size = CONFIG_LOWMEM_SIZE;
312 #ifndef CONFIG_HIGHMEM
313                 memory_size = lowmem_size;
314 #endif
315         }
316
317         mm_cmdline_setup(); /* FIXME parse args from command line - not used */
318
319         /*
320          * Map out the kernel text/data/bss from the available physical
321          * memory.
322          */
323         kstart = __pa(CONFIG_KERNEL_START); /* kernel start */
324         /* kernel size */
325         ksize = PAGE_ALIGN(((u32)_end - (u32)CONFIG_KERNEL_START));
326         memblock_reserve(kstart, ksize);
327
328 #if defined(CONFIG_BLK_DEV_INITRD)
329         /* Remove the init RAM disk from the available memory. */
330         if (initrd_start) {
331                 unsigned long size;
332                 size = initrd_end - initrd_start;
333                 memblock_reserve(__virt_to_phys(initrd_start), size);
334         }
335 #endif /* CONFIG_BLK_DEV_INITRD */
336
337         /* Initialize the MMU hardware */
338         mmu_init_hw();
339
340         /* Map in all of RAM starting at CONFIG_KERNEL_START */
341         mapin_ram();
342
343         /* Extend vmalloc and ioremap area as big as possible */
344 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
345         ioremap_base = ioremap_bot = PKMAP_BASE;
346 #else
347         ioremap_base = ioremap_bot = FIXADDR_START;
348 #endif
349
350         /* Initialize the context management stuff */
351         mmu_context_init();
352
353         /* Shortly after that, the entire linear mapping will be available */
354         /* This will also cause that unflatten device tree will be allocated
355          * inside 768MB limit */
356         memblock_set_current_limit(memory_start + lowmem_size - 1);
357 }
358
359 /* This is only called until mem_init is done. */
360 void __init *early_get_page(void)
361 {
362         /*
363          * Mem start + kernel_tlb -> here is limit
364          * because of mem mapping from head.S
365          */
366         return memblock_alloc_try_nid_raw(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE,
367                                 MEMBLOCK_LOW_LIMIT, memory_start + kernel_tlb,
368                                 NUMA_NO_NODE);
369 }
370
371 #endif /* CONFIG_MMU */
372
373 void * __ref zalloc_maybe_bootmem(size_t size, gfp_t mask)
374 {
375         void *p;
376
377         if (mem_init_done)
378                 p = kzalloc(size, mask);
379         else {
380                 p = memblock_alloc(size, SMP_CACHE_BYTES);
381                 if (p)
382                         memset(p, 0, size);
383         }
384         return p;
385 }