arch/arm/mm/mmu.c

   1 /*
   2  *  linux/arch/arm/mm/mmu.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/module.h>
  11 #include <linux/kernel.h>
  12 #include <linux/errno.h>
  13 #include <linux/init.h>
  14 #include <linux/bootmem.h>
  15 #include <linux/mman.h>
  16 #include <linux/nodemask.h>
  17
  18 #include <asm/cputype.h>
  19 #include <asm/mach-types.h>
  20 #include <asm/setup.h>
  21 #include <asm/sizes.h>
  22 #include <asm/tlb.h>
  23
  24 #include <asm/mach/arch.h>
  25 #include <asm/mach/map.h>
  26
  27 #include "mm.h"
  28
  29 DEFINE_PER_CPU(struct mmu_gather, mmu_gathers);
  30
  31 /*
  32  * empty_zero_page is a special page that is used for
  33  * zero-initialized data and COW.
  34  */
  35 struct page *empty_zero_page;
  36 EXPORT_SYMBOL(empty_zero_page);
  37
  38 /*
  39  * The pmd table for the upper-most set of pages.
  40  */
  41 pmd_t *top_pmd;
  42
  43 #define CPOLICY_UNCACHED        0
  44 #define CPOLICY_BUFFERED        1
  45 #define CPOLICY_WRITETHROUGH    2
  46 #define CPOLICY_WRITEBACK       3
  47 #define CPOLICY_WRITEALLOC      4
  48
  49 static unsigned int cachepolicy __initdata = CPOLICY_WRITEBACK;
  50 static unsigned int ecc_mask __initdata = 0;
  51 pgprot_t pgprot_user;
  52 pgprot_t pgprot_kernel;
  53
  54 EXPORT_SYMBOL(pgprot_user);
  55 EXPORT_SYMBOL(pgprot_kernel);
  56
  57 struct cachepolicy {
  58         const char      policy[16];
  59         unsigned int    cr_mask;
  60         unsigned int    pmd;
  61         unsigned int    pte;
  62 };
  63
  64 static struct cachepolicy cache_policies[] __initdata = {
  65         {
  66                 .policy         = "uncached",
  67                 .cr_mask        = CR_W|CR_C,
  68                 .pmd            = PMD_SECT_UNCACHED,
  69                 .pte            = L_PTE_MT_UNCACHED,
  70         }, {
  71                 .policy         = "buffered",
  72                 .cr_mask        = CR_C,
  73                 .pmd            = PMD_SECT_BUFFERED,
  74                 .pte            = L_PTE_MT_BUFFERABLE,
  75         }, {
  76                 .policy         = "writethrough",
  77                 .cr_mask        = 0,
  78                 .pmd            = PMD_SECT_WT,
  79                 .pte            = L_PTE_MT_WRITETHROUGH,
  80         }, {
  81                 .policy         = "writeback",
  82                 .cr_mask        = 0,
  83                 .pmd            = PMD_SECT_WB,
  84                 .pte            = L_PTE_MT_WRITEBACK,
  85         }, {
  86                 .policy         = "writealloc",
  87                 .cr_mask        = 0,
  88                 .pmd            = PMD_SECT_WBWA,
  89                 .pte            = L_PTE_MT_WRITEALLOC,
  90         }
  91 };
  92
  93 /*
  94  * These are useful for identifying cache coherency
  95  * problems by allowing the cache or the cache and
  96  * writebuffer to be turned off.  (Note: the write
  97  * buffer should not be on and the cache off).
  98  */
  99 static void __init early_cachepolicy(char **p)
 100 {
 101         int i;
 102
 103         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(cache_policies); i++) {
 104                 int len = strlen(cache_policies[i].policy);
 105
 106                 if (memcmp(*p, cache_policies[i].policy, len) == 0) {
 107                         cachepolicy = i;
 108                         cr_alignment &= ~cache_policies[i].cr_mask;
 109                         cr_no_alignment &= ~cache_policies[i].cr_mask;
 110                         *p += len;
 111                         break;
 112                 }
 113         }
 114         if (i == ARRAY_SIZE(cache_policies))
 115                 printk(KERN_ERR "ERROR: unknown or unsupported cache policy\n");
 116         if (cpu_architecture() >= CPU_ARCH_ARMv6) {
 117                 printk(KERN_WARNING "Only cachepolicy=writeback supported on ARMv6 and later\n");
 118                 cachepolicy = CPOLICY_WRITEBACK;
 119         }
 120         flush_cache_all();
 121         set_cr(cr_alignment);
 122 }
 123 __early_param("cachepolicy=", early_cachepolicy);
 124
 125 static void __init early_nocache(char **__unused)
 126 {
 127         char *p = "buffered";
 128         printk(KERN_WARNING "nocache is deprecated; use cachepolicy=%s\n", p);
 129         early_cachepolicy(&p);
 130 }
 131 __early_param("nocache", early_nocache);
 132
 133 static void __init early_nowrite(char **__unused)
 134 {
 135         char *p = "uncached";
 136         printk(KERN_WARNING "nowb is deprecated; use cachepolicy=%s\n", p);
 137         early_cachepolicy(&p);
 138 }
 139 __early_param("nowb", early_nowrite);
 140
 141 static void __init early_ecc(char **p)
 142 {
 143         if (memcmp(*p, "on", 2) == 0) {
 144                 ecc_mask = PMD_PROTECTION;
 145                 *p += 2;
 146         } else if (memcmp(*p, "off", 3) == 0) {
 147                 ecc_mask = 0;
 148                 *p += 3;
 149         }
 150 }
 151 __early_param("ecc=", early_ecc);
 152
 153 static int __init noalign_setup(char *__unused)
 154 {
 155         cr_alignment &= ~CR_A;
 156         cr_no_alignment &= ~CR_A;
 157         set_cr(cr_alignment);
 158         return 1;
 159 }
 160 __setup("noalign", noalign_setup);
 161
 162 #ifndef CONFIG_SMP
 163 void adjust_cr(unsigned long mask, unsigned long set)
 164 {
 165         unsigned long flags;
 166
 167         mask &= ~CR_A;
 168
 169         set &= mask;
 170
 171         local_irq_save(flags);
 172
 173         cr_no_alignment = (cr_no_alignment & ~mask) | set;
 174         cr_alignment = (cr_alignment & ~mask) | set;
 175
 176         set_cr((get_cr() & ~mask) | set);
 177
 178         local_irq_restore(flags);
 179 }
 180 #endif
 181
 182 #define PROT_PTE_DEVICE         L_PTE_PRESENT|L_PTE_YOUNG|L_PTE_DIRTY|L_PTE_WRITE
 183 #define PROT_SECT_DEVICE        PMD_TYPE_SECT|PMD_SECT_XN|PMD_SECT_AP_WRITE
 184
 185 static struct mem_type mem_types[] = {
 186         [MT_DEVICE] = {           /* Strongly ordered / ARMv6 shared device */
 187                 .prot_pte       = PROT_PTE_DEVICE | L_PTE_MT_DEV_SHARED |
 188                                   L_PTE_SHARED,
 189                 .prot_l1        = PMD_TYPE_TABLE,
 190                 .prot_sect      = PROT_SECT_DEVICE | PMD_SECT_UNCACHED,
 191                 .domain         = DOMAIN_IO,
 192         },
 193         [MT_DEVICE_NONSHARED] = { /* ARMv6 non-shared device */
 194                 .prot_pte       = PROT_PTE_DEVICE | L_PTE_MT_DEV_NONSHARED,
 195                 .prot_l1        = PMD_TYPE_TABLE,
 196                 .prot_sect      = PROT_SECT_DEVICE | PMD_SECT_TEX(2),
 197                 .domain         = DOMAIN_IO,
 198         },
 199         [MT_DEVICE_CACHED] = {    /* ioremap_cached */
 200                 .prot_pte       = PROT_PTE_DEVICE | L_PTE_MT_DEV_CACHED,
 201                 .prot_l1        = PMD_TYPE_TABLE,
 202                 .prot_sect      = PROT_SECT_DEVICE | PMD_SECT_WB,
 203                 .domain         = DOMAIN_IO,
 204         },
 205         [MT_DEVICE_WC] = {      /* ioremap_wc */
 206                 .prot_pte       = PROT_PTE_DEVICE | L_PTE_MT_DEV_WC,
 207                 .prot_l1        = PMD_TYPE_TABLE,
 208                 .prot_sect      = PROT_SECT_DEVICE | PMD_SECT_BUFFERABLE,
 209                 .domain         = DOMAIN_IO,
 210         },
 211         [MT_CACHECLEAN] = {
 212                 .prot_sect = PMD_TYPE_SECT | PMD_SECT_XN,
 213                 .domain    = DOMAIN_KERNEL,
 214         },
 215         [MT_MINICLEAN] = {
 216                 .prot_sect = PMD_TYPE_SECT | PMD_SECT_XN | PMD_SECT_MINICACHE,
 217                 .domain    = DOMAIN_KERNEL,
 218         },
 219         [MT_LOW_VECTORS] = {
 220                 .prot_pte  = L_PTE_PRESENT | L_PTE_YOUNG | L_PTE_DIRTY |
 221                                 L_PTE_EXEC,
 222                 .prot_l1   = PMD_TYPE_TABLE,
 223                 .domain    = DOMAIN_USER,
 224         },
 225         [MT_HIGH_VECTORS] = {
 226                 .prot_pte  = L_PTE_PRESENT | L_PTE_YOUNG | L_PTE_DIRTY |
 227                                 L_PTE_USER | L_PTE_EXEC,
 228                 .prot_l1   = PMD_TYPE_TABLE,
 229                 .domain    = DOMAIN_USER,
 230         },
 231         [MT_MEMORY] = {
 232                 .prot_sect = PMD_TYPE_SECT | PMD_SECT_AP_WRITE,
 233                 .domain    = DOMAIN_KERNEL,
 234         },
 235         [MT_ROM] = {
 236                 .prot_sect = PMD_TYPE_SECT,
 237                 .domain    = DOMAIN_KERNEL,
 238         },
 239 };
 240
 241 const struct mem_type *get_mem_type(unsigned int type)
 242 {
 243         return type < ARRAY_SIZE(mem_types) ? &mem_types[type] : NULL;
 244 }
 245
 246 /*
 247  * Adjust the PMD section entries according to the CPU in use.
 248  */
 249 static void __init build_mem_type_table(void)
 250 {
 251         struct cachepolicy *cp;
 252         unsigned int cr = get_cr();
 253         unsigned int user_pgprot, kern_pgprot, vecs_pgprot;
 254         int cpu_arch = cpu_architecture();
 255         int i;
 256
 257         if (cpu_arch < CPU_ARCH_ARMv6) {
 258 #if defined(CONFIG_CPU_DCACHE_DISABLE)
 259                 if (cachepolicy > CPOLICY_BUFFERED)
 260                         cachepolicy = CPOLICY_BUFFERED;
 261 #elif defined(CONFIG_CPU_DCACHE_WRITETHROUGH)
 262                 if (cachepolicy > CPOLICY_WRITETHROUGH)
 263                         cachepolicy = CPOLICY_WRITETHROUGH;
 264 #endif
 265         }
 266         if (cpu_arch < CPU_ARCH_ARMv5) {
 267                 if (cachepolicy >= CPOLICY_WRITEALLOC)
 268                         cachepolicy = CPOLICY_WRITEBACK;
 269                 ecc_mask = 0;
 270         }
 271 #ifdef CONFIG_SMP
 272         cachepolicy = CPOLICY_WRITEALLOC;
 273 #endif
 274
 275         /*
 276          * On non-Xscale3 ARMv5-and-older systems, use CB=01
 277          * (Uncached/Buffered) for ioremap_wc() mappings.  On XScale3
 278          * and ARMv6+, use TEXCB=00100 mappings (Inner/Outer Uncacheable
 279          * in xsc3 parlance, Uncached Normal in ARMv6 parlance).
 280          */
 281         if (cpu_is_xsc3() || cpu_arch >= CPU_ARCH_ARMv6) {
 282                 mem_types[MT_DEVICE_WC].prot_sect |= PMD_SECT_TEX(1);
 283                 mem_types[MT_DEVICE_WC].prot_sect &= ~PMD_SECT_BUFFERABLE;
 284         }
 285
 286         /*
 287          * ARMv5 and lower, bit 4 must be set for page tables.
 288          * (was: cache "update-able on write" bit on ARM610)
 289          * However, Xscale cores require this bit to be cleared.
 290          */
 291         if (cpu_is_xscale()) {
 292                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(mem_types); i++) {
 293                         mem_types[i].prot_sect &= ~PMD_BIT4;
 294                         mem_types[i].prot_l1 &= ~PMD_BIT4;
 295                 }
 296         } else if (cpu_arch < CPU_ARCH_ARMv6) {
 297                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(mem_types); i++) {
 298                         if (mem_types[i].prot_l1)
 299                                 mem_types[i].prot_l1 |= PMD_BIT4;
 300                         if (mem_types[i].prot_sect)
 301                                 mem_types[i].prot_sect |= PMD_BIT4;
 302                 }
 303         }
 304
 305         cp = &cache_policies[cachepolicy];
 306         vecs_pgprot = kern_pgprot = user_pgprot = cp->pte;
 307
 308 #ifndef CONFIG_SMP
 309         /*
 310          * Only use write-through for non-SMP systems
 311          */
 312         if (cpu_arch >= CPU_ARCH_ARMv5 && cachepolicy > CPOLICY_WRITETHROUGH)
 313                 vecs_pgprot = cache_policies[CPOLICY_WRITETHROUGH].pte;
 314 #endif
 315
 316         /*
 317          * Enable CPU-specific coherency if supported.
 318          * (Only available on XSC3 at the moment.)
 319          */
 320         if (arch_is_coherent()) {
 321                 if (cpu_is_xsc3()) {
 322                         mem_types[MT_MEMORY].prot_sect |= PMD_SECT_S;
 323                         mem_types[MT_MEMORY].prot_pte |= L_PTE_SHARED;
 324                 }
 325         }
 326
 327         /*
 328          * ARMv6 and above have extended page tables.
 329          */
 330         if (cpu_arch >= CPU_ARCH_ARMv6 && (cr & CR_XP)) {
 331                 /*
 332                  * Mark cache clean areas and XIP ROM read only
 333                  * from SVC mode and no access from userspace.
 334                  */
 335                 mem_types[MT_ROM].prot_sect |= PMD_SECT_APX|PMD_SECT_AP_WRITE;
 336                 mem_types[MT_MINICLEAN].prot_sect |= PMD_SECT_APX|PMD_SECT_AP_WRITE;
 337                 mem_types[MT_CACHECLEAN].prot_sect |= PMD_SECT_APX|PMD_SECT_AP_WRITE;
 338
 339                 /*
 340                  * Mark the device area as "shared device"
 341                  */
 342                 mem_types[MT_DEVICE].prot_sect |= PMD_SECT_BUFFERED;
 343
 344 #ifdef CONFIG_SMP
 345                 /*
 346                  * Mark memory with the "shared" attribute for SMP systems
 347                  */
 348                 user_pgprot |= L_PTE_SHARED;
 349                 kern_pgprot |= L_PTE_SHARED;
 350                 vecs_pgprot |= L_PTE_SHARED;
 351                 mem_types[MT_MEMORY].prot_sect |= PMD_SECT_S;
 352 #endif
 353         }
 354
 355         for (i = 0; i < 16; i++) {
 356                 unsigned long v = pgprot_val(protection_map[i]);
 357                 protection_map[i] = __pgprot(v | user_pgprot);
 358         }
 359
 360         mem_types[MT_LOW_VECTORS].prot_pte |= vecs_pgprot;
 361         mem_types[MT_HIGH_VECTORS].prot_pte |= vecs_pgprot;
 362
 363         if (cpu_arch < CPU_ARCH_ARMv5)
 364                 mem_types[MT_MINICLEAN].prot_sect &= ~PMD_SECT_TEX(1);
 365
 366         pgprot_user   = __pgprot(L_PTE_PRESENT | L_PTE_YOUNG | user_pgprot);
 367         pgprot_kernel = __pgprot(L_PTE_PRESENT | L_PTE_YOUNG |
 368                                  L_PTE_DIRTY | L_PTE_WRITE |
 369                                  L_PTE_EXEC | kern_pgprot);
 370
 371         mem_types[MT_LOW_VECTORS].prot_l1 |= ecc_mask;
 372         mem_types[MT_HIGH_VECTORS].prot_l1 |= ecc_mask;
 373         mem_types[MT_MEMORY].prot_sect |= ecc_mask | cp->pmd;
 374         mem_types[MT_ROM].prot_sect |= cp->pmd;
 375
 376         switch (cp->pmd) {
 377         case PMD_SECT_WT:
 378                 mem_types[MT_CACHECLEAN].prot_sect |= PMD_SECT_WT;
 379                 break;
 380         case PMD_SECT_WB:
 381         case PMD_SECT_WBWA:
 382                 mem_types[MT_CACHECLEAN].prot_sect |= PMD_SECT_WB;
 383                 break;
 384         }
 385         printk("Memory policy: ECC %sabled, Data cache %s\n",
 386                 ecc_mask ? "en" : "dis", cp->policy);
 387
 388         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(mem_types); i++) {
 389                 struct mem_type *t = &mem_types[i];
 390                 if (t->prot_l1)
 391                         t->prot_l1 |= PMD_DOMAIN(t->domain);
 392                 if (t->prot_sect)
 393                         t->prot_sect |= PMD_DOMAIN(t->domain);
 394         }
 395 }
 396
 397 #define vectors_base()  (vectors_high() ? 0xffff0000 : 0)
 398
 399 static void __init alloc_init_pte(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
 400                                   unsigned long end, unsigned long pfn,
 401                                   const struct mem_type *type)
 402 {
 403         pte_t *pte;
 404
 405         if (pmd_none(*pmd)) {
 406                 pte = alloc_bootmem_low_pages(2 * PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t));
 407                 __pmd_populate(pmd, __pa(pte) | type->prot_l1);
 408         }
 409
 410         pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
 411         do {
 412                 set_pte_ext(pte, pfn_pte(pfn, __pgprot(type->prot_pte)), 0);
 413                 pfn++;
 414         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
 415 }
 416
 417 static void __init alloc_init_section(pgd_t *pgd, unsigned long addr,
 418                                       unsigned long end, unsigned long phys,
 419                                       const struct mem_type *type)
 420 {
 421         pmd_t *pmd = pmd_offset(pgd, addr);
 422
 423         /*
 424          * Try a section mapping - end, addr and phys must all be aligned
 425          * to a section boundary.  Note that PMDs refer to the individual
 426          * L1 entries, whereas PGDs refer to a group of L1 entries making
 427          * up one logical pointer to an L2 table.
 428          */
 429         if (((addr | end | phys) & ~SECTION_MASK) == 0) {
 430                 pmd_t *p = pmd;
 431
 432                 if (addr & SECTION_SIZE)
 433                         pmd++;
 434
 435                 do {
 436                         *pmd = __pmd(phys | type->prot_sect);
 437                         phys += SECTION_SIZE;
 438                 } while (pmd++, addr += SECTION_SIZE, addr != end);
 439
 440                 flush_pmd_entry(p);
 441         } else {
 442                 /*
 443                  * No need to loop; pte's aren't interested in the
 444                  * individual L1 entries.
 445                  */
 446                 alloc_init_pte(pmd, addr, end, __phys_to_pfn(phys), type);
 447         }
 448 }
 449
 450 static void __init create_36bit_mapping(struct map_desc *md,
 451                                         const struct mem_type *type)
 452 {
 453         unsigned long phys, addr, length, end;
 454         pgd_t *pgd;
 455
 456         addr = md->virtual;
 457         phys = (unsigned long)__pfn_to_phys(md->pfn);
 458         length = PAGE_ALIGN(md->length);
 459
 460         if (!(cpu_architecture() >= CPU_ARCH_ARMv6 || cpu_is_xsc3())) {
 461                 printk(KERN_ERR "MM: CPU does not support supersection "
 462                        "mapping for 0x%08llx at 0x%08lx\n",
 463                        __pfn_to_phys((u64)md->pfn), addr);
 464                 return;
 465         }
 466
 467         /* N.B. ARMv6 supersections are only defined to work with domain 0.
 468          *      Since domain assignments can in fact be arbitrary, the
 469          *      'domain == 0' check below is required to insure that ARMv6
 470          *      supersections are only allocated for domain 0 regardless
 471          *      of the actual domain assignments in use.
 472          */
 473         if (type->domain) {
 474                 printk(KERN_ERR "MM: invalid domain in supersection "
 475                        "mapping for 0x%08llx at 0x%08lx\n",
 476                        __pfn_to_phys((u64)md->pfn), addr);
 477                 return;
 478         }
 479
 480         if ((addr | length | __pfn_to_phys(md->pfn)) & ~SUPERSECTION_MASK) {
 481                 printk(KERN_ERR "MM: cannot create mapping for "
 482                        "0x%08llx at 0x%08lx invalid alignment\n",
 483                        __pfn_to_phys((u64)md->pfn), addr);
 484                 return;
 485         }
 486
 487         /*
 488          * Shift bits [35:32] of address into bits [23:20] of PMD
 489          * (See ARMv6 spec).
 490          */
 491         phys |= (((md->pfn >> (32 - PAGE_SHIFT)) & 0xF) << 20);
 492
 493         pgd = pgd_offset_k(addr);
 494         end = addr + length;
 495         do {
 496                 pmd_t *pmd = pmd_offset(pgd, addr);
 497                 int i;
 498
 499                 for (i = 0; i < 16; i++)
 500                         *pmd++ = __pmd(phys | type->prot_sect | PMD_SECT_SUPER);
 501
 502                 addr += SUPERSECTION_SIZE;
 503                 phys += SUPERSECTION_SIZE;
 504                 pgd += SUPERSECTION_SIZE >> PGDIR_SHIFT;
 505         } while (addr != end);
 506 }
 507
 508 /*
 509  * Create the page directory entries and any necessary
 510  * page tables for the mapping specified by `md'.  We
 511  * are able to cope here with varying sizes and address
 512  * offsets, and we take full advantage of sections and
 513  * supersections.
 514  */
 515 void __init create_mapping(struct map_desc *md)
 516 {
 517         unsigned long phys, addr, length, end;
 518         const struct mem_type *type;
 519         pgd_t *pgd;
 520
 521         if (md->virtual != vectors_base() && md->virtual < TASK_SIZE) {
 522                 printk(KERN_WARNING "BUG: not creating mapping for "
 523                        "0x%08llx at 0x%08lx in user region\n",
 524                        __pfn_to_phys((u64)md->pfn), md->virtual);
 525                 return;
 526         }
 527
 528         if ((md->type == MT_DEVICE || md->type == MT_ROM) &&
 529             md->virtual >= PAGE_OFFSET && md->virtual < VMALLOC_END) {
 530                 printk(KERN_WARNING "BUG: mapping for 0x%08llx at 0x%08lx "
 531                        "overlaps vmalloc space\n",
 532                        __pfn_to_phys((u64)md->pfn), md->virtual);
 533         }
 534
 535         type = &mem_types[md->type];
 536
 537         /*
 538          * Catch 36-bit addresses
 539          */
 540         if (md->pfn >= 0x100000) {
 541                 create_36bit_mapping(md, type);
 542                 return;
 543         }
 544
 545         addr = md->virtual & PAGE_MASK;
 546         phys = (unsigned long)__pfn_to_phys(md->pfn);
 547         length = PAGE_ALIGN(md->length + (md->virtual & ~PAGE_MASK));
 548
 549         if (type->prot_l1 == 0 && ((addr | phys | length) & ~SECTION_MASK)) {
 550                 printk(KERN_WARNING "BUG: map for 0x%08lx at 0x%08lx can not "
 551                        "be mapped using pages, ignoring.\n",
 552                        __pfn_to_phys(md->pfn), addr);
 553                 return;
 554         }
 555
 556         pgd = pgd_offset_k(addr);
 557         end = addr + length;
 558         do {
 559                 unsigned long next = pgd_addr_end(addr, end);
 560
 561                 alloc_init_section(pgd, addr, next, phys, type);
 562
 563                 phys += next - addr;
 564                 addr = next;
 565         } while (pgd++, addr != end);
 566 }
 567
 568 /*
 569  * Create the architecture specific mappings
 570  */
 571 void __init iotable_init(struct map_desc *io_desc, int nr)
 572 {
 573         int i;
 574
 575         for (i = 0; i < nr; i++)
 576                 create_mapping(io_desc + i);
 577 }
 578
 579 static unsigned long __initdata vmalloc_reserve = SZ_128M;
 580
 581 /*
 582  * vmalloc=size forces the vmalloc area to be exactly 'size'
 583  * bytes. This can be used to increase (or decrease) the vmalloc
 584  * area - the default is 128m.
 585  */
 586 static void __init early_vmalloc(char **arg)
 587 {
 588         vmalloc_reserve = memparse(*arg, arg);
 589
 590         if (vmalloc_reserve < SZ_16M) {
 591                 vmalloc_reserve = SZ_16M;
 592                 printk(KERN_WARNING
 593                         "vmalloc area too small, limiting to %luMB\n",
 594                         vmalloc_reserve >> 20);
 595         }
 596 }
 597 __early_param("vmalloc=", early_vmalloc);
 598
 599 #define VMALLOC_MIN     (void *)(VMALLOC_END - vmalloc_reserve)
 600
 601 static int __init check_membank_valid(struct membank *mb)
 602 {
 603         /*
 604          * Check whether this memory region has non-zero size or
 605          * invalid node number.
 606          */
 607         if (mb->size == 0 || mb->node >= MAX_NUMNODES)
 608                 return 0;
 609
 610         /*
 611          * Check whether this memory region would entirely overlap
 612          * the vmalloc area.
 613          */
 614         if (phys_to_virt(mb->start) >= VMALLOC_MIN) {
 615                 printk(KERN_NOTICE "Ignoring RAM at %.8lx-%.8lx "
 616                         "(vmalloc region overlap).\n",
 617                         mb->start, mb->start + mb->size - 1);
 618                 return 0;
 619         }
 620
 621         /*
 622          * Check whether this memory region would partially overlap
 623          * the vmalloc area.
 624          */
 625         if (phys_to_virt(mb->start + mb->size) < phys_to_virt(mb->start) ||
 626             phys_to_virt(mb->start + mb->size) > VMALLOC_MIN) {
 627                 unsigned long newsize = VMALLOC_MIN - phys_to_virt(mb->start);
 628
 629                 printk(KERN_NOTICE "Truncating RAM at %.8lx-%.8lx "
 630                         "to -%.8lx (vmalloc region overlap).\n",
 631                         mb->start, mb->start + mb->size - 1,
 632                         mb->start + newsize - 1);
 633                 mb->size = newsize;
 634         }
 635
 636         return 1;
 637 }
 638
 639 static void __init sanity_check_meminfo(struct meminfo *mi)
 640 {
 641         int i, j;
 642
 643         for (i = 0, j = 0; i < mi->nr_banks; i++) {
 644                 if (check_membank_valid(&mi->bank[i]))
 645                         mi->bank[j++] = mi->bank[i];
 646         }
 647         mi->nr_banks = j;
 648 }
 649
 650 static inline void prepare_page_table(struct meminfo *mi)
 651 {
 652         unsigned long addr;
 653
 654         /*
 655          * Clear out all the mappings below the kernel image.
 656          */
 657         for (addr = 0; addr < MODULE_START; addr += PGDIR_SIZE)
 658                 pmd_clear(pmd_off_k(addr));
 659
 660 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 661         /* The XIP kernel is mapped in the module area -- skip over it */
 662         addr = ((unsigned long)&_etext + PGDIR_SIZE - 1) & PGDIR_MASK;
 663 #endif
 664         for ( ; addr < PAGE_OFFSET; addr += PGDIR_SIZE)
 665                 pmd_clear(pmd_off_k(addr));
 666
 667         /*
 668          * Clear out all the kernel space mappings, except for the first
 669          * memory bank, up to the end of the vmalloc region.
 670          */
 671         for (addr = __phys_to_virt(mi->bank[0].start + mi->bank[0].size);
 672              addr < VMALLOC_END; addr += PGDIR_SIZE)
 673                 pmd_clear(pmd_off_k(addr));
 674 }
 675
 676 /*
 677  * Reserve the various regions of node 0
 678  */
 679 void __init reserve_node_zero(pg_data_t *pgdat)
 680 {
 681         unsigned long res_size = 0;
 682
 683         /*
 684          * Register the kernel text and data with bootmem.
 685          * Note that this can only be in node 0.
 686          */
 687 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 688         reserve_bootmem_node(pgdat, __pa(&__data_start), &_end - &__data_start,
 689                         BOOTMEM_DEFAULT);
 690 #else
 691         reserve_bootmem_node(pgdat, __pa(&_stext), &_end - &_stext,
 692                         BOOTMEM_DEFAULT);
 693 #endif
 694
 695         /*
 696          * Reserve the page tables.  These are already in use,
 697          * and can only be in node 0.
 698          */
 699         reserve_bootmem_node(pgdat, __pa(swapper_pg_dir),
 700                              PTRS_PER_PGD * sizeof(pgd_t), BOOTMEM_DEFAULT);
 701
 702         /*
 703          * Hmm... This should go elsewhere, but we really really need to
 704          * stop things allocating the low memory; ideally we need a better
 705          * implementation of GFP_DMA which does not assume that DMA-able
 706          * memory starts at zero.
 707          */
 708         if (machine_is_integrator() || machine_is_cintegrator())
 709                 res_size = __pa(swapper_pg_dir) - PHYS_OFFSET;
 710
 711         /*
 712          * These should likewise go elsewhere.  They pre-reserve the
 713          * screen memory region at the start of main system memory.
 714          */
 715         if (machine_is_edb7211())
 716                 res_size = 0x00020000;
 717         if (machine_is_p720t())
 718                 res_size = 0x00014000;
 719
 720         /* H1940 and RX3715 need to reserve this for suspend */
 721
 722         if (machine_is_h1940() || machine_is_rx3715()) {
 723                 reserve_bootmem_node(pgdat, 0x30003000, 0x1000,
 724                                 BOOTMEM_DEFAULT);
 725                 reserve_bootmem_node(pgdat, 0x30081000, 0x1000,
 726                                 BOOTMEM_DEFAULT);
 727         }
 728
 729 #ifdef CONFIG_SA1111
 730         /*
 731          * Because of the SA1111 DMA bug, we want to preserve our
 732          * precious DMA-able memory...
 733          */
 734         res_size = __pa(swapper_pg_dir) - PHYS_OFFSET;
 735 #endif
 736         if (res_size)
 737                 reserve_bootmem_node(pgdat, PHYS_OFFSET, res_size,
 738                                 BOOTMEM_DEFAULT);
 739 }
 740
 741 /*
 742  * Set up device the mappings.  Since we clear out the page tables for all
 743  * mappings above VMALLOC_END, we will remove any debug device mappings.
 744  * This means you have to be careful how you debug this function, or any
 745  * called function.  This means you can't use any function or debugging
 746  * method which may touch any device, otherwise the kernel _will_ crash.
 747  */
 748 static void __init devicemaps_init(struct machine_desc *mdesc)
 749 {
 750         struct map_desc map;
 751         unsigned long addr;
 752         void *vectors;
 753
 754         /*
 755          * Allocate the vector page early.
 756          */
 757         vectors = alloc_bootmem_low_pages(PAGE_SIZE);
 758         BUG_ON(!vectors);
 759
 760         for (addr = VMALLOC_END; addr; addr += PGDIR_SIZE)
 761                 pmd_clear(pmd_off_k(addr));
 762
 763         /*
 764          * Map the kernel if it is XIP.
 765          * It is always first in the modulearea.
 766          */
 767 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 768         map.pfn = __phys_to_pfn(CONFIG_XIP_PHYS_ADDR & SECTION_MASK);
 769         map.virtual = MODULE_START;
 770         map.length = ((unsigned long)&_etext - map.virtual + ~SECTION_MASK) & SECTION_MASK;
 771         map.type = MT_ROM;
 772         create_mapping(&map);
 773 #endif
 774
 775         /*
 776          * Map the cache flushing regions.
 777          */
 778 #ifdef FLUSH_BASE
 779         map.pfn = __phys_to_pfn(FLUSH_BASE_PHYS);
 780         map.virtual = FLUSH_BASE;
 781         map.length = SZ_1M;
 782         map.type = MT_CACHECLEAN;
 783         create_mapping(&map);
 784 #endif
 785 #ifdef FLUSH_BASE_MINICACHE
 786         map.pfn = __phys_to_pfn(FLUSH_BASE_PHYS + SZ_1M);
 787         map.virtual = FLUSH_BASE_MINICACHE;
 788         map.length = SZ_1M;
 789         map.type = MT_MINICLEAN;
 790         create_mapping(&map);
 791 #endif
 792
 793         /*
 794          * Create a mapping for the machine vectors at the high-vectors
 795          * location (0xffff0000).  If we aren't using high-vectors, also
 796          * create a mapping at the low-vectors virtual address.
 797          */
 798         map.pfn = __phys_to_pfn(virt_to_phys(vectors));
 799         map.virtual = 0xffff0000;
 800         map.length = PAGE_SIZE;
 801         map.type = MT_HIGH_VECTORS;
 802         create_mapping(&map);
 803
 804         if (!vectors_high()) {
 805                 map.virtual = 0;
 806                 map.type = MT_LOW_VECTORS;
 807                 create_mapping(&map);
 808         }
 809
 810         /*
 811          * Ask the machine support to map in the statically mapped devices.
 812          */
 813         if (mdesc->map_io)
 814                 mdesc->map_io();
 815
 816         /*
 817          * Finally flush the caches and tlb to ensure that we're in a
 818          * consistent state wrt the writebuffer.  This also ensures that
 819          * any write-allocated cache lines in the vector page are written
 820          * back.  After this point, we can start to touch devices again.
 821          */
 822         local_flush_tlb_all();
 823         flush_cache_all();
 824 }
 825
 826 /*
 827  * paging_init() sets up the page tables, initialises the zone memory
 828  * maps, and sets up the zero page, bad page and bad page tables.
 829  */
 830 void __init paging_init(struct meminfo *mi, struct machine_desc *mdesc)
 831 {
 832         void *zero_page;
 833
 834         build_mem_type_table();
 835         sanity_check_meminfo(mi);
 836         prepare_page_table(mi);
 837         bootmem_init(mi);
 838         devicemaps_init(mdesc);
 839
 840         top_pmd = pmd_off_k(0xffff0000);
 841
 842         /*
 843          * allocate the zero page.  Note that we count on this going ok.
 844          */
 845         zero_page = alloc_bootmem_low_pages(PAGE_SIZE);
 846         memzero(zero_page, PAGE_SIZE);
 847         empty_zero_page = virt_to_page(zero_page);
 848         flush_dcache_page(empty_zero_page);
 849 }
 850
 851 /*
 852  * In order to soft-boot, we need to insert a 1:1 mapping in place of
 853  * the user-mode pages.  This will then ensure that we have predictable
 854  * results when turning the mmu off
 855  */
 856 void setup_mm_for_reboot(char mode)
 857 {
 858         unsigned long base_pmdval;
 859         pgd_t *pgd;
 860         int i;
 861
 862         if (current->mm && current->mm->pgd)
 863                 pgd = current->mm->pgd;
 864         else
 865                 pgd = init_mm.pgd;
 866
 867         base_pmdval = PMD_SECT_AP_WRITE | PMD_SECT_AP_READ | PMD_TYPE_SECT;
 868         if (cpu_architecture() <= CPU_ARCH_ARMv5TEJ && !cpu_is_xscale())
 869                 base_pmdval |= PMD_BIT4;
 870
 871         for (i = 0; i < FIRST_USER_PGD_NR + USER_PTRS_PER_PGD; i++, pgd++) {
 872                 unsigned long pmdval = (i << PGDIR_SHIFT) | base_pmdval;
 873                 pmd_t *pmd;
 874
 875                 pmd = pmd_off(pgd, i << PGDIR_SHIFT);
 876                 pmd[0] = __pmd(pmdval);
 877                 pmd[1] = __pmd(pmdval + (1 << (PGDIR_SHIFT - 1)));
 878                 flush_pmd_entry(pmd);
 879         }
 880 }