arch/x86/mm/init_32.c

   1 /*
   2  *  linux/arch/i386/mm/init.c
   3  *
   4  *  Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
   5  *
   6  *  Support of BIGMEM added by Gerhard Wichert, Siemens AG, July 1999
   7  */
   8
   9 #include <linux/module.h>
  10 #include <linux/signal.h>
  11 #include <linux/sched.h>
  12 #include <linux/kernel.h>
  13 #include <linux/errno.h>
  14 #include <linux/string.h>
  15 #include <linux/types.h>
  16 #include <linux/ptrace.h>
  17 #include <linux/mman.h>
  18 #include <linux/mm.h>
  19 #include <linux/hugetlb.h>
  20 #include <linux/swap.h>
  21 #include <linux/smp.h>
  22 #include <linux/init.h>
  23 #include <linux/highmem.h>
  24 #include <linux/pagemap.h>
  25 #include <linux/pfn.h>
  26 #include <linux/poison.h>
  27 #include <linux/bootmem.h>
  28 #include <linux/slab.h>
  29 #include <linux/proc_fs.h>
  30 #include <linux/memory_hotplug.h>
  31 #include <linux/initrd.h>
  32 #include <linux/cpumask.h>
  33
  34 #include <asm/processor.h>
  35 #include <asm/system.h>
  36 #include <asm/uaccess.h>
  37 #include <asm/pgtable.h>
  38 #include <asm/dma.h>
  39 #include <asm/fixmap.h>
  40 #include <asm/e820.h>
  41 #include <asm/apic.h>
  42 #include <asm/tlb.h>
  43 #include <asm/tlbflush.h>
  44 #include <asm/pgalloc.h>
  45 #include <asm/sections.h>
  46 #include <asm/paravirt.h>
  47
  48 unsigned int __VMALLOC_RESERVE = 128 << 20;
  49
  50 DEFINE_PER_CPU(struct mmu_gather, mmu_gathers);
  51 unsigned long highstart_pfn, highend_pfn;
  52
  53 static int noinline do_test_wp_bit(void);
  54
  55 /*
  56  * Creates a middle page table and puts a pointer to it in the
  57  * given global directory entry. This only returns the gd entry
  58  * in non-PAE compilation mode, since the middle layer is folded.
  59  */
  60 static pmd_t * __init one_md_table_init(pgd_t *pgd)
  61 {
  62         pud_t *pud;
  63         pmd_t *pmd_table;
  64
  65 #ifdef CONFIG_X86_PAE
  66         if (!(pgd_val(*pgd) & _PAGE_PRESENT)) {
  67                 pmd_table = (pmd_t *) alloc_bootmem_low_pages(PAGE_SIZE);
  68
  69                 paravirt_alloc_pd(&init_mm, __pa(pmd_table) >> PAGE_SHIFT);
  70                 set_pgd(pgd, __pgd(__pa(pmd_table) | _PAGE_PRESENT));
  71                 pud = pud_offset(pgd, 0);
  72                 if (pmd_table != pmd_offset(pud, 0))
  73                         BUG();
  74         }
  75 #endif
  76         pud = pud_offset(pgd, 0);
  77         pmd_table = pmd_offset(pud, 0);
  78         return pmd_table;
  79 }
  80
  81 /*
  82  * Create a page table and place a pointer to it in a middle page
  83  * directory entry.
  84  */
  85 static pte_t * __init one_page_table_init(pmd_t *pmd)
  86 {
  87         if (!(pmd_val(*pmd) & _PAGE_PRESENT)) {
  88                 pte_t *page_table = NULL;
  89
  90 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
  91                 page_table = (pte_t *) alloc_bootmem_pages(PAGE_SIZE);
  92 #endif
  93                 if (!page_table)
  94                         page_table =
  95                                 (pte_t *)alloc_bootmem_low_pages(PAGE_SIZE);
  96
  97                 paravirt_alloc_pt(&init_mm, __pa(page_table) >> PAGE_SHIFT);
  98                 set_pmd(pmd, __pmd(__pa(page_table) | _PAGE_TABLE));
  99                 BUG_ON(page_table != pte_offset_kernel(pmd, 0));
 100         }
 101
 102         return pte_offset_kernel(pmd, 0);
 103 }
 104
 105 /*
 106  * This function initializes a certain range of kernel virtual memory
 107  * with new bootmem page tables, everywhere page tables are missing in
 108  * the given range.
 109  */
 110
 111 /*
 112  * NOTE: The pagetables are allocated contiguous on the physical space
 113  * so we can cache the place of the first one and move around without
 114  * checking the pgd every time.
 115  */
 116 static void __init page_table_range_init (unsigned long start, unsigned long end, pgd_t *pgd_base)
 117 {
 118         pgd_t *pgd;
 119         pmd_t *pmd;
 120         int pgd_idx, pmd_idx;
 121         unsigned long vaddr;
 122
 123         vaddr = start;
 124         pgd_idx = pgd_index(vaddr);
 125         pmd_idx = pmd_index(vaddr);
 126         pgd = pgd_base + pgd_idx;
 127
 128         for ( ; (pgd_idx < PTRS_PER_PGD) && (vaddr != end); pgd++, pgd_idx++) {
 129                 pmd = one_md_table_init(pgd);
 130                 pmd = pmd + pmd_index(vaddr);
 131                 for (; (pmd_idx < PTRS_PER_PMD) && (vaddr != end); pmd++, pmd_idx++) {
 132                         one_page_table_init(pmd);
 133
 134                         vaddr += PMD_SIZE;
 135                 }
 136                 pmd_idx = 0;
 137         }
 138 }
 139
 140 static inline int is_kernel_text(unsigned long addr)
 141 {
 142         if (addr >= PAGE_OFFSET && addr <= (unsigned long)__init_end)
 143                 return 1;
 144         return 0;
 145 }
 146
 147 /*
 148  * This maps the physical memory to kernel virtual address space, a total
 149  * of max_low_pfn pages, by creating page tables starting from address
 150  * PAGE_OFFSET.
 151  */
 152 static void __init kernel_physical_mapping_init(pgd_t *pgd_base)
 153 {
 154         unsigned long pfn;
 155         pgd_t *pgd;
 156         pmd_t *pmd;
 157         pte_t *pte;
 158         int pgd_idx, pmd_idx, pte_ofs;
 159
 160         pgd_idx = pgd_index(PAGE_OFFSET);
 161         pgd = pgd_base + pgd_idx;
 162         pfn = 0;
 163
 164         for (; pgd_idx < PTRS_PER_PGD; pgd++, pgd_idx++) {
 165                 pmd = one_md_table_init(pgd);
 166                 if (pfn >= max_low_pfn)
 167                         continue;
 168                 for (pmd_idx = 0;
 169                      pmd_idx < PTRS_PER_PMD && pfn < max_low_pfn;
 170                      pmd++, pmd_idx++) {
 171                         unsigned int address = pfn * PAGE_SIZE + PAGE_OFFSET;
 172
 173                         /* Map with big pages if possible, otherwise
 174                            create normal page tables. */
 175                         if (cpu_has_pse) {
 176                                 unsigned int address2;
 177                                 pgprot_t prot = PAGE_KERNEL_LARGE;
 178
 179                                 address2 = (pfn + PTRS_PER_PTE - 1) * PAGE_SIZE +
 180                                         PAGE_OFFSET + PAGE_SIZE-1;
 181
 182                                 if (is_kernel_text(address) ||
 183                                     is_kernel_text(address2))
 184                                         prot = PAGE_KERNEL_LARGE_EXEC;
 185
 186                                 set_pmd(pmd, pfn_pmd(pfn, prot));
 187
 188                                 pfn += PTRS_PER_PTE;
 189                         } else {
 190                                 pte = one_page_table_init(pmd);
 191
 192                                 for (pte_ofs = 0;
 193                                      pte_ofs < PTRS_PER_PTE && pfn < max_low_pfn;
 194                                      pte++, pfn++, pte_ofs++, address += PAGE_SIZE) {
 195                                         pgprot_t prot = PAGE_KERNEL;
 196
 197                                         if (is_kernel_text(address))
 198                                                 prot = PAGE_KERNEL_EXEC;
 199
 200                                         set_pte(pte, pfn_pte(pfn, prot));
 201                                 }
 202                         }
 203                 }
 204         }
 205 }
 206
 207 static inline int page_kills_ppro(unsigned long pagenr)
 208 {
 209         if (pagenr >= 0x70000 && pagenr <= 0x7003F)
 210                 return 1;
 211         return 0;
 212 }
 213
 214 int page_is_ram(unsigned long pagenr)
 215 {
 216         int i;
 217         unsigned long addr, end;
 218
 219         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
 220
 221                 if (e820.map[i].type != E820_RAM)       /* not usable memory */
 222                         continue;
 223                 /*
 224                  *      !!!FIXME!!! Some BIOSen report areas as RAM that
 225                  *      are not. Notably the 640->1Mb area. We need a sanity
 226                  *      check here.
 227                  */
 228                 addr = (e820.map[i].addr+PAGE_SIZE-1) >> PAGE_SHIFT;
 229                 end = (e820.map[i].addr+e820.map[i].size) >> PAGE_SHIFT;
 230                 if  ((pagenr >= addr) && (pagenr < end))
 231                         return 1;
 232         }
 233         return 0;
 234 }
 235
 236 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 237 pte_t *kmap_pte;
 238 pgprot_t kmap_prot;
 239
 240 #define kmap_get_fixmap_pte(vaddr)                                      \
 241         pte_offset_kernel(pmd_offset(pud_offset(pgd_offset_k(vaddr), vaddr), (vaddr)), (vaddr))
 242
 243 static void __init kmap_init(void)
 244 {
 245         unsigned long kmap_vstart;
 246
 247         /* cache the first kmap pte */
 248         kmap_vstart = __fix_to_virt(FIX_KMAP_BEGIN);
 249         kmap_pte = kmap_get_fixmap_pte(kmap_vstart);
 250
 251         kmap_prot = PAGE_KERNEL;
 252 }
 253
 254 static void __init permanent_kmaps_init(pgd_t *pgd_base)
 255 {
 256         pgd_t *pgd;
 257         pud_t *pud;
 258         pmd_t *pmd;
 259         pte_t *pte;
 260         unsigned long vaddr;
 261
 262         vaddr = PKMAP_BASE;
 263         page_table_range_init(vaddr, vaddr + PAGE_SIZE*LAST_PKMAP, pgd_base);
 264
 265         pgd = swapper_pg_dir + pgd_index(vaddr);
 266         pud = pud_offset(pgd, vaddr);
 267         pmd = pmd_offset(pud, vaddr);
 268         pte = pte_offset_kernel(pmd, vaddr);
 269         pkmap_page_table = pte;
 270 }
 271
 272 static void __meminit free_new_highpage(struct page *page)
 273 {
 274         init_page_count(page);
 275         __free_page(page);
 276         totalhigh_pages++;
 277 }
 278
 279 void __init add_one_highpage_init(struct page *page, int pfn, int bad_ppro)
 280 {
 281         if (page_is_ram(pfn) && !(bad_ppro && page_kills_ppro(pfn))) {
 282                 ClearPageReserved(page);
 283                 free_new_highpage(page);
 284         } else
 285                 SetPageReserved(page);
 286 }
 287
 288 static int __meminit add_one_highpage_hotplug(struct page *page, unsigned long pfn)
 289 {
 290         free_new_highpage(page);
 291         totalram_pages++;
 292 #ifdef CONFIG_FLATMEM
 293         max_mapnr = max(pfn, max_mapnr);
 294 #endif
 295         num_physpages++;
 296         return 0;
 297 }
 298
 299 /*
 300  * Not currently handling the NUMA case.
 301  * Assuming single node and all memory that
 302  * has been added dynamically that would be
 303  * onlined here is in HIGHMEM
 304  */
 305 void __meminit online_page(struct page *page)
 306 {
 307         ClearPageReserved(page);
 308         add_one_highpage_hotplug(page, page_to_pfn(page));
 309 }
 310
 311
 312 #ifdef CONFIG_NUMA
 313 extern void set_highmem_pages_init(int);
 314 #else
 315 static void __init set_highmem_pages_init(int bad_ppro)
 316 {
 317         int pfn;
 318         for (pfn = highstart_pfn; pfn < highend_pfn; pfn++) {
 319                 /*
 320                  * Holes under sparsemem might not have no mem_map[]:
 321                  */
 322                 if (pfn_valid(pfn))
 323                         add_one_highpage_init(pfn_to_page(pfn), pfn, bad_ppro);
 324         }
 325         totalram_pages += totalhigh_pages;
 326 }
 327 #endif /* CONFIG_FLATMEM */
 328
 329 #else
 330 #define kmap_init() do { } while (0)
 331 #define permanent_kmaps_init(pgd_base) do { } while (0)
 332 #define set_highmem_pages_init(bad_ppro) do { } while (0)
 333 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
 334
 335 pteval_t __PAGE_KERNEL = _PAGE_KERNEL;
 336 EXPORT_SYMBOL(__PAGE_KERNEL);
 337 pteval_t __PAGE_KERNEL_EXEC = _PAGE_KERNEL_EXEC;
 338
 339 #ifdef CONFIG_NUMA
 340 extern void __init remap_numa_kva(void);
 341 #else
 342 #define remap_numa_kva() do {} while (0)
 343 #endif
 344
 345 void __init native_pagetable_setup_start(pgd_t *base)
 346 {
 347 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 348         int i;
 349
 350         /*
 351          * Init entries of the first-level page table to the
 352          * zero page, if they haven't already been set up.
 353          *
 354          * In a normal native boot, we'll be running on a
 355          * pagetable rooted in swapper_pg_dir, but not in PAE
 356          * mode, so this will end up clobbering the mappings
 357          * for the lower 24Mbytes of the address space,
 358          * without affecting the kernel address space.
 359          */
 360         for (i = 0; i < USER_PTRS_PER_PGD; i++)
 361                 set_pgd(&base[i],
 362                         __pgd(__pa(empty_zero_page) | _PAGE_PRESENT));
 363
 364         /* Make sure kernel address space is empty so that a pagetable
 365            will be allocated for it. */
 366         memset(&base[USER_PTRS_PER_PGD], 0,
 367                KERNEL_PGD_PTRS * sizeof(pgd_t));
 368 #else
 369         paravirt_alloc_pd(&init_mm, __pa(base) >> PAGE_SHIFT);
 370 #endif
 371 }
 372
 373 void __init native_pagetable_setup_done(pgd_t *base)
 374 {
 375 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 376         /*
 377          * Add low memory identity-mappings - SMP needs it when
 378          * starting up on an AP from real-mode. In the non-PAE
 379          * case we already have these mappings through head.S.
 380          * All user-space mappings are explicitly cleared after
 381          * SMP startup.
 382          */
 383         set_pgd(&base[0], base[USER_PTRS_PER_PGD]);
 384 #endif
 385 }
 386
 387 /*
 388  * Build a proper pagetable for the kernel mappings.  Up until this
 389  * point, we've been running on some set of pagetables constructed by
 390  * the boot process.
 391  *
 392  * If we're booting on native hardware, this will be a pagetable
 393  * constructed in arch/i386/kernel/head.S, and not running in PAE mode
 394  * (even if we'll end up running in PAE).  The root of the pagetable
 395  * will be swapper_pg_dir.
 396  *
 397  * If we're booting paravirtualized under a hypervisor, then there are
 398  * more options: we may already be running PAE, and the pagetable may
 399  * or may not be based in swapper_pg_dir.  In any case,
 400  * paravirt_pagetable_setup_start() will set up swapper_pg_dir
 401  * appropriately for the rest of the initialization to work.
 402  *
 403  * In general, pagetable_init() assumes that the pagetable may already
 404  * be partially populated, and so it avoids stomping on any existing
 405  * mappings.
 406  */
 407 static void __init pagetable_init (void)
 408 {
 409         unsigned long vaddr, end;
 410         pgd_t *pgd_base = swapper_pg_dir;
 411
 412         paravirt_pagetable_setup_start(pgd_base);
 413
 414         /* Enable PSE if available */
 415         if (cpu_has_pse)
 416                 set_in_cr4(X86_CR4_PSE);
 417
 418         /* Enable PGE if available */
 419         if (cpu_has_pge) {
 420                 set_in_cr4(X86_CR4_PGE);
 421                 __PAGE_KERNEL |= _PAGE_GLOBAL;
 422                 __PAGE_KERNEL_EXEC |= _PAGE_GLOBAL;
 423         }
 424
 425         kernel_physical_mapping_init(pgd_base);
 426         remap_numa_kva();
 427
 428         /*
 429          * Fixed mappings, only the page table structure has to be
 430          * created - mappings will be set by set_fixmap():
 431          */
 432         early_ioremap_clear();
 433         vaddr = __fix_to_virt(__end_of_fixed_addresses - 1) & PMD_MASK;
 434         end = (FIXADDR_TOP + PMD_SIZE - 1) & PMD_MASK;
 435         page_table_range_init(vaddr, end, pgd_base);
 436         early_ioremap_reset();
 437
 438         permanent_kmaps_init(pgd_base);
 439
 440         paravirt_pagetable_setup_done(pgd_base);
 441 }
 442
 443 #if defined(CONFIG_HIBERNATION) || defined(CONFIG_ACPI)
 444 /*
 445  * Swap suspend & friends need this for resume because things like the intel-agp
 446  * driver might have split up a kernel 4MB mapping.
 447  */
 448 char __nosavedata swsusp_pg_dir[PAGE_SIZE]
 449         __attribute__ ((aligned (PAGE_SIZE)));
 450
 451 static inline void save_pg_dir(void)
 452 {
 453         memcpy(swsusp_pg_dir, swapper_pg_dir, PAGE_SIZE);
 454 }
 455 #else
 456 static inline void save_pg_dir(void)
 457 {
 458 }
 459 #endif
 460
 461 void zap_low_mappings (void)
 462 {
 463         int i;
 464
 465         save_pg_dir();
 466
 467         /*
 468          * Zap initial low-memory mappings.
 469          *
 470          * Note that "pgd_clear()" doesn't do it for
 471          * us, because pgd_clear() is a no-op on i386.
 472          */
 473         for (i = 0; i < USER_PTRS_PER_PGD; i++)
 474 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 475                 set_pgd(swapper_pg_dir+i, __pgd(1 + __pa(empty_zero_page)));
 476 #else
 477                 set_pgd(swapper_pg_dir+i, __pgd(0));
 478 #endif
 479         flush_tlb_all();
 480 }
 481
 482 int nx_enabled = 0;
 483
 484 pteval_t __supported_pte_mask __read_mostly = ~_PAGE_NX;
 485 EXPORT_SYMBOL_GPL(__supported_pte_mask);
 486
 487 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 488
 489 static int disable_nx __initdata = 0;
 490
 491 /*
 492  * noexec = on|off
 493  *
 494  * Control non executable mappings.
 495  *
 496  * on      Enable
 497  * off     Disable
 498  */
 499 static int __init noexec_setup(char *str)
 500 {
 501         if (!str || !strcmp(str, "on")) {
 502                 if (cpu_has_nx) {
 503                         __supported_pte_mask |= _PAGE_NX;
 504                         disable_nx = 0;
 505                 }
 506         } else if (!strcmp(str,"off")) {
 507                 disable_nx = 1;
 508                 __supported_pte_mask &= ~_PAGE_NX;
 509         } else
 510                 return -EINVAL;
 511
 512         return 0;
 513 }
 514 early_param("noexec", noexec_setup);
 515
 516 static void __init set_nx(void)
 517 {
 518         unsigned int v[4], l, h;
 519
 520         if (cpu_has_pae && (cpuid_eax(0x80000000) > 0x80000001)) {
 521                 cpuid(0x80000001, &v[0], &v[1], &v[2], &v[3]);
 522                 if ((v[3] & (1 << 20)) && !disable_nx) {
 523                         rdmsr(MSR_EFER, l, h);
 524                         l |= EFER_NX;
 525                         wrmsr(MSR_EFER, l, h);
 526                         nx_enabled = 1;
 527                         __supported_pte_mask |= _PAGE_NX;
 528                 }
 529         }
 530 }
 531
 532 #endif
 533
 534 /*
 535  * paging_init() sets up the page tables - note that the first 8MB are
 536  * already mapped by head.S.
 537  *
 538  * This routines also unmaps the page at virtual kernel address 0, so
 539  * that we can trap those pesky NULL-reference errors in the kernel.
 540  */
 541 void __init paging_init(void)
 542 {
 543 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 544         set_nx();
 545         if (nx_enabled)
 546                 printk("NX (Execute Disable) protection: active\n");
 547 #endif
 548
 549         pagetable_init();
 550
 551         load_cr3(swapper_pg_dir);
 552
 553 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 554         /*
 555          * We will bail out later - printk doesn't work right now so
 556          * the user would just see a hanging kernel.
 557          */
 558         if (cpu_has_pae)
 559                 set_in_cr4(X86_CR4_PAE);
 560 #endif
 561         __flush_tlb_all();
 562
 563         kmap_init();
 564 }
 565
 566 /*
 567  * Test if the WP bit works in supervisor mode. It isn't supported on 386's
 568  * and also on some strange 486's (NexGen etc.). All 586+'s are OK. This
 569  * used to involve black magic jumps to work around some nasty CPU bugs,
 570  * but fortunately the switch to using exceptions got rid of all that.
 571  */
 572
 573 static void __init test_wp_bit(void)
 574 {
 575         printk("Checking if this processor honours the WP bit even in supervisor mode... ");
 576
 577         /* Any page-aligned address will do, the test is non-destructive */
 578         __set_fixmap(FIX_WP_TEST, __pa(&swapper_pg_dir), PAGE_READONLY);
 579         boot_cpu_data.wp_works_ok = do_test_wp_bit();
 580         clear_fixmap(FIX_WP_TEST);
 581
 582         if (!boot_cpu_data.wp_works_ok) {
 583                 printk("No.\n");
 584 #ifdef CONFIG_X86_WP_WORKS_OK
 585                 panic("This kernel doesn't support CPU's with broken WP. Recompile it for a 386!");
 586 #endif
 587         } else {
 588                 printk("Ok.\n");
 589         }
 590 }
 591
 592 static struct kcore_list kcore_mem, kcore_vmalloc;
 593
 594 void __init mem_init(void)
 595 {
 596         extern int ppro_with_ram_bug(void);
 597         int codesize, reservedpages, datasize, initsize;
 598         int tmp;
 599         int bad_ppro;
 600
 601 #ifdef CONFIG_FLATMEM
 602         BUG_ON(!mem_map);
 603 #endif
 604
 605         bad_ppro = ppro_with_ram_bug();
 606
 607 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 608         /* check that fixmap and pkmap do not overlap */
 609         if (PKMAP_BASE+LAST_PKMAP*PAGE_SIZE >= FIXADDR_START) {
 610                 printk(KERN_ERR "fixmap and kmap areas overlap - this will crash\n");
 611                 printk(KERN_ERR "pkstart: %lxh pkend: %lxh fixstart %lxh\n",
 612                                 PKMAP_BASE, PKMAP_BASE+LAST_PKMAP*PAGE_SIZE, FIXADDR_START);
 613                 BUG();
 614         }
 615 #endif
 616
 617         /* this will put all low memory onto the freelists */
 618         totalram_pages += free_all_bootmem();
 619
 620         reservedpages = 0;
 621         for (tmp = 0; tmp < max_low_pfn; tmp++)
 622                 /*
 623                  * Only count reserved RAM pages
 624                  */
 625                 if (page_is_ram(tmp) && PageReserved(pfn_to_page(tmp)))
 626                         reservedpages++;
 627
 628         set_highmem_pages_init(bad_ppro);
 629
 630         codesize =  (unsigned long) &_etext - (unsigned long) &_text;
 631         datasize =  (unsigned long) &_edata - (unsigned long) &_etext;
 632         initsize =  (unsigned long) &__init_end - (unsigned long) &__init_begin;
 633
 634         kclist_add(&kcore_mem, __va(0), max_low_pfn << PAGE_SHIFT);
 635         kclist_add(&kcore_vmalloc, (void *)VMALLOC_START,
 636                    VMALLOC_END-VMALLOC_START);
 637
 638         printk(KERN_INFO "Memory: %luk/%luk available (%dk kernel code, %dk reserved, %dk data, %dk init, %ldk highmem)\n",
 639                 (unsigned long) nr_free_pages() << (PAGE_SHIFT-10),
 640                 num_physpages << (PAGE_SHIFT-10),
 641                 codesize >> 10,
 642                 reservedpages << (PAGE_SHIFT-10),
 643                 datasize >> 10,
 644                 initsize >> 10,
 645                 (unsigned long) (totalhigh_pages << (PAGE_SHIFT-10))
 646                );
 647
 648 #if 1 /* double-sanity-check paranoia */
 649         printk("virtual kernel memory layout:\n"
 650                "    fixmap  : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld kB)\n"
 651 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 652                "    pkmap   : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld kB)\n"
 653 #endif
 654                "    vmalloc : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld MB)\n"
 655                "    lowmem  : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld MB)\n"
 656                "      .init : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld kB)\n"
 657                "      .data : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld kB)\n"
 658                "      .text : 0x%08lx - 0x%08lx   (%4ld kB)\n",
 659                FIXADDR_START, FIXADDR_TOP,
 660                (FIXADDR_TOP - FIXADDR_START) >> 10,
 661
 662 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 663                PKMAP_BASE, PKMAP_BASE+LAST_PKMAP*PAGE_SIZE,
 664                (LAST_PKMAP*PAGE_SIZE) >> 10,
 665 #endif
 666
 667                VMALLOC_START, VMALLOC_END,
 668                (VMALLOC_END - VMALLOC_START) >> 20,
 669
 670                (unsigned long)__va(0), (unsigned long)high_memory,
 671                ((unsigned long)high_memory - (unsigned long)__va(0)) >> 20,
 672
 673                (unsigned long)&__init_begin, (unsigned long)&__init_end,
 674                ((unsigned long)&__init_end - (unsigned long)&__init_begin) >> 10,
 675
 676                (unsigned long)&_etext, (unsigned long)&_edata,
 677                ((unsigned long)&_edata - (unsigned long)&_etext) >> 10,
 678
 679                (unsigned long)&_text, (unsigned long)&_etext,
 680                ((unsigned long)&_etext - (unsigned long)&_text) >> 10);
 681
 682 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 683         BUG_ON(PKMAP_BASE+LAST_PKMAP*PAGE_SIZE > FIXADDR_START);
 684         BUG_ON(VMALLOC_END                     > PKMAP_BASE);
 685 #endif
 686         BUG_ON(VMALLOC_START                   > VMALLOC_END);
 687         BUG_ON((unsigned long)high_memory      > VMALLOC_START);
 688 #endif /* double-sanity-check paranoia */
 689
 690 #ifdef CONFIG_X86_PAE
 691         if (!cpu_has_pae)
 692                 panic("cannot execute a PAE-enabled kernel on a PAE-less CPU!");
 693 #endif
 694         if (boot_cpu_data.wp_works_ok < 0)
 695                 test_wp_bit();
 696
 697         /*
 698          * Subtle. SMP is doing it's boot stuff late (because it has to
 699          * fork idle threads) - but it also needs low mappings for the
 700          * protected-mode entry to work. We zap these entries only after
 701          * the WP-bit has been tested.
 702          */
 703 #ifndef CONFIG_SMP
 704         zap_low_mappings();
 705 #endif
 706 }
 707
 708 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
 709 int arch_add_memory(int nid, u64 start, u64 size)
 710 {
 711         struct pglist_data *pgdata = NODE_DATA(nid);
 712         struct zone *zone = pgdata->node_zones + ZONE_HIGHMEM;
 713         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
 714         unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
 715
 716         return __add_pages(zone, start_pfn, nr_pages);
 717 }
 718
 719 #endif
 720
 721 struct kmem_cache *pmd_cache;
 722
 723 void __init pgtable_cache_init(void)
 724 {
 725         if (PTRS_PER_PMD > 1)
 726                 pmd_cache = kmem_cache_create("pmd",
 727                                               PTRS_PER_PMD*sizeof(pmd_t),
 728                                               PTRS_PER_PMD*sizeof(pmd_t),
 729                                               SLAB_PANIC,
 730                                               pmd_ctor);
 731 }
 732
 733 /*
 734  * This function cannot be __init, since exceptions don't work in that
 735  * section.  Put this after the callers, so that it cannot be inlined.
 736  */
 737 static int noinline do_test_wp_bit(void)
 738 {
 739         char tmp_reg;
 740         int flag;
 741
 742         __asm__ __volatile__(
 743                 "       movb %0,%1      \n"
 744                 "1:     movb %1,%0      \n"
 745                 "       xorl %2,%2      \n"
 746                 "2:                     \n"
 747                 ".section __ex_table,\"a\"\n"
 748                 "       .align 4        \n"
 749                 "       .long 1b,2b     \n"
 750                 ".previous              \n"
 751                 :"=m" (*(char *)fix_to_virt(FIX_WP_TEST)),
 752                  "=q" (tmp_reg),
 753                  "=r" (flag)
 754                 :"2" (1)
 755                 :"memory");
 756
 757         return flag;
 758 }
 759
 760 #ifdef CONFIG_DEBUG_RODATA
 761
 762 void mark_rodata_ro(void)
 763 {
 764         unsigned long start = PFN_ALIGN(_text);
 765         unsigned long size = PFN_ALIGN(_etext) - start;
 766
 767 #ifndef CONFIG_KPROBES
 768 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 769         /* It must still be possible to apply SMP alternatives. */
 770         if (num_possible_cpus() <= 1)
 771 #endif
 772         {
 773                 change_page_attr(virt_to_page(start),
 774                                  size >> PAGE_SHIFT, PAGE_KERNEL_RX);
 775                 printk("Write protecting the kernel text: %luk\n", size >> 10);
 776
 777 #ifdef CONFIG_CPA_DEBUG
 778                 global_flush_tlb();
 779
 780                 printk("Testing CPA: Reverting %lx-%lx\n", start, start+size);
 781                 change_page_attr(virt_to_page(start), size>>PAGE_SHIFT,
 782                                  PAGE_KERNEL_EXEC);
 783                 global_flush_tlb();
 784
 785                 printk("Testing CPA: write protecting again\n");
 786                 change_page_attr(virt_to_page(start), size>>PAGE_SHIFT,
 787                                 PAGE_KERNEL_RX);
 788                 global_flush_tlb();
 789 #endif
 790         }
 791 #endif
 792         start += size;
 793         size = (unsigned long)__end_rodata - start;
 794         change_page_attr(virt_to_page(start),
 795                          size >> PAGE_SHIFT, PAGE_KERNEL_RO);
 796         printk("Write protecting the kernel read-only data: %luk\n",
 797                size >> 10);
 798
 799         /*
 800          * change_page_attr() requires a global_flush_tlb() call after it.
 801          * We do this after the printk so that if something went wrong in the
 802          * change, the printk gets out at least to give a better debug hint
 803          * of who is the culprit.
 804          */
 805         global_flush_tlb();
 806
 807 #ifdef CONFIG_CPA_DEBUG
 808         printk("Testing CPA: undo %lx-%lx\n", start, start + size);
 809         change_page_attr(virt_to_page(start), size >> PAGE_SHIFT,
 810                                 PAGE_KERNEL);
 811         global_flush_tlb();
 812
 813         printk("Testing CPA: write protecting again\n");
 814         change_page_attr(virt_to_page(start), size >> PAGE_SHIFT,
 815                                 PAGE_KERNEL_RO);
 816         global_flush_tlb();
 817 #endif
 818 }
 819 #endif
 820
 821 void free_init_pages(char *what, unsigned long begin, unsigned long end)
 822 {
 823         unsigned long addr;
 824
 825         for (addr = begin; addr < end; addr += PAGE_SIZE) {
 826                 ClearPageReserved(virt_to_page(addr));
 827                 init_page_count(virt_to_page(addr));
 828                 memset((void *)addr, POISON_FREE_INITMEM, PAGE_SIZE);
 829                 free_page(addr);
 830                 totalram_pages++;
 831         }
 832         printk(KERN_INFO "Freeing %s: %luk freed\n", what, (end - begin) >> 10);
 833 }
 834
 835 void free_initmem(void)
 836 {
 837         free_init_pages("unused kernel memory",
 838                         (unsigned long)(&__init_begin),
 839                         (unsigned long)(&__init_end));
 840 }
 841
 842 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 843 void free_initrd_mem(unsigned long start, unsigned long end)
 844 {
 845         free_init_pages("initrd memory", start, end);
 846 }
 847 #endif
 848