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_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_S,
 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,
 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,
 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          * Strip out features not present on earlier architectures.
 277          * Pre-ARMv5 CPUs don't have TEX bits.  Pre-ARMv6 CPUs or those
 278          * without extended page tables don't have the 'Shared' bit.
 279          */
 280         if (cpu_arch < CPU_ARCH_ARMv5)
 281                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(mem_types); i++)
 282                         mem_types[i].prot_sect &= ~PMD_SECT_TEX(7);
 283         if ((cpu_arch < CPU_ARCH_ARMv6 || !(cr & CR_XP)) && !cpu_is_xsc3())
 284                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(mem_types); i++)
 285                         mem_types[i].prot_sect &= ~PMD_SECT_S;
 286
 287         /*
 288          * ARMv5 and lower, bit 4 must be set for page tables (was: cache
 289          * "update-able on write" bit on ARM610).  However, Xscale and
 290          * Xscale3 require this bit to be cleared.
 291          */
 292         if (cpu_is_xscale() || cpu_is_xsc3()) {
 293                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(mem_types); i++) {
 294                         mem_types[i].prot_sect &= ~PMD_BIT4;
 295                         mem_types[i].prot_l1 &= ~PMD_BIT4;
 296                 }
 297         } else if (cpu_arch < CPU_ARCH_ARMv6) {
 298                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(mem_types); i++) {
 299                         if (mem_types[i].prot_l1)
 300                                 mem_types[i].prot_l1 |= PMD_BIT4;
 301                         if (mem_types[i].prot_sect)
 302                                 mem_types[i].prot_sect |= PMD_BIT4;
 303                 }
 304         }
 305
 306         /*
 307          * Mark the device areas according to the CPU/architecture.
 308          */
 309         if (cpu_is_xsc3() || (cpu_arch >= CPU_ARCH_ARMv6 && (cr & CR_XP))) {
 310                 if (!cpu_is_xsc3()) {
 311                         /*
 312                          * Mark device regions on ARMv6+ as execute-never
 313                          * to prevent speculative instruction fetches.
 314                          */
 315                         mem_types[MT_DEVICE].prot_sect |= PMD_SECT_XN;
 316                         mem_types[MT_DEVICE_NONSHARED].prot_sect |= PMD_SECT_XN;
 317                         mem_types[MT_DEVICE_CACHED].prot_sect |= PMD_SECT_XN;
 318                         mem_types[MT_DEVICE_WC].prot_sect |= PMD_SECT_XN;
 319                 }
 320                 if (cpu_arch >= CPU_ARCH_ARMv7 && (cr & CR_TRE)) {
 321                         /*
 322                          * For ARMv7 with TEX remapping,
 323                          * - shared device is SXCB=1100
 324                          * - nonshared device is SXCB=0100
 325                          * - write combine device mem is SXCB=0001
 326                          * (Uncached Normal memory)
 327                          */
 328                         mem_types[MT_DEVICE].prot_sect |= PMD_SECT_TEX(1);
 329                         mem_types[MT_DEVICE_NONSHARED].prot_sect |= PMD_SECT_TEX(1);
 330                         mem_types[MT_DEVICE_WC].prot_sect |= PMD_SECT_BUFFERABLE;
 331                 } else if (cpu_is_xsc3()) {
 332                         /*
 333                          * For Xscale3,
 334                          * - shared device is TEXCB=00101
 335                          * - nonshared device is TEXCB=01000
 336                          * - write combine device mem is TEXCB=00100
 337                          * (Inner/Outer Uncacheable in xsc3 parlance)
 338                          */
 339                         mem_types[MT_DEVICE].prot_sect |= PMD_SECT_TEX(1) | PMD_SECT_BUFFERED;
 340                         mem_types[MT_DEVICE_NONSHARED].prot_sect |= PMD_SECT_TEX(2);
 341                         mem_types[MT_DEVICE_WC].prot_sect |= PMD_SECT_TEX(1);
 342                 } else {
 343                         /*
 344                          * For ARMv6 and ARMv7 without TEX remapping,
 345                          * - shared device is TEXCB=00001
 346                          * - nonshared device is TEXCB=01000
 347                          * - write combine device mem is TEXCB=00100
 348                          * (Uncached Normal in ARMv6 parlance).
 349                          */
 350                         mem_types[MT_DEVICE].prot_sect |= PMD_SECT_BUFFERED;
 351                         mem_types[MT_DEVICE_NONSHARED].prot_sect |= PMD_SECT_TEX(2);
 352                         mem_types[MT_DEVICE_WC].prot_sect |= PMD_SECT_TEX(1);
 353                 }
 354         } else {
 355                 /*
 356                  * On others, write combining is "Uncached/Buffered"
 357                  */
 358                 mem_types[MT_DEVICE_WC].prot_sect |= PMD_SECT_BUFFERABLE;
 359         }
 360
 361         /*
 362          * Now deal with the memory-type mappings
 363          */
 364         cp = &cache_policies[cachepolicy];
 365         vecs_pgprot = kern_pgprot = user_pgprot = cp->pte;
 366
 367 #ifndef CONFIG_SMP
 368         /*
 369          * Only use write-through for non-SMP systems
 370          */
 371         if (cpu_arch >= CPU_ARCH_ARMv5 && cachepolicy > CPOLICY_WRITETHROUGH)
 372                 vecs_pgprot = cache_policies[CPOLICY_WRITETHROUGH].pte;
 373 #endif
 374
 375         /*
 376          * Enable CPU-specific coherency if supported.
 377          * (Only available on XSC3 at the moment.)
 378          */
 379         if (arch_is_coherent() && cpu_is_xsc3())
 380                 mem_types[MT_MEMORY].prot_sect |= PMD_SECT_S;
 381
 382         /*
 383          * ARMv6 and above have extended page tables.
 384          */
 385         if (cpu_arch >= CPU_ARCH_ARMv6 && (cr & CR_XP)) {
 386                 /*
 387                  * Mark cache clean areas and XIP ROM read only
 388                  * from SVC mode and no access from userspace.
 389                  */
 390                 mem_types[MT_ROM].prot_sect |= PMD_SECT_APX|PMD_SECT_AP_WRITE;
 391                 mem_types[MT_MINICLEAN].prot_sect |= PMD_SECT_APX|PMD_SECT_AP_WRITE;
 392                 mem_types[MT_CACHECLEAN].prot_sect |= PMD_SECT_APX|PMD_SECT_AP_WRITE;
 393
 394 #ifdef CONFIG_SMP
 395                 /*
 396                  * Mark memory with the "shared" attribute for SMP systems
 397                  */
 398                 user_pgprot |= L_PTE_SHARED;
 399                 kern_pgprot |= L_PTE_SHARED;
 400                 vecs_pgprot |= L_PTE_SHARED;
 401                 mem_types[MT_MEMORY].prot_sect |= PMD_SECT_S;
 402 #endif
 403         }
 404
 405         for (i = 0; i < 16; i++) {
 406                 unsigned long v = pgprot_val(protection_map[i]);
 407                 protection_map[i] = __pgprot(v | user_pgprot);
 408         }
 409
 410         mem_types[MT_LOW_VECTORS].prot_pte |= vecs_pgprot;
 411         mem_types[MT_HIGH_VECTORS].prot_pte |= vecs_pgprot;
 412
 413         pgprot_user   = __pgprot(L_PTE_PRESENT | L_PTE_YOUNG | user_pgprot);
 414         pgprot_kernel = __pgprot(L_PTE_PRESENT | L_PTE_YOUNG |
 415                                  L_PTE_DIRTY | L_PTE_WRITE |
 416                                  L_PTE_EXEC | kern_pgprot);
 417
 418         mem_types[MT_LOW_VECTORS].prot_l1 |= ecc_mask;
 419         mem_types[MT_HIGH_VECTORS].prot_l1 |= ecc_mask;
 420         mem_types[MT_MEMORY].prot_sect |= ecc_mask | cp->pmd;
 421         mem_types[MT_ROM].prot_sect |= cp->pmd;
 422
 423         switch (cp->pmd) {
 424         case PMD_SECT_WT:
 425                 mem_types[MT_CACHECLEAN].prot_sect |= PMD_SECT_WT;
 426                 break;
 427         case PMD_SECT_WB:
 428         case PMD_SECT_WBWA:
 429                 mem_types[MT_CACHECLEAN].prot_sect |= PMD_SECT_WB;
 430                 break;
 431         }
 432         printk("Memory policy: ECC %sabled, Data cache %s\n",
 433                 ecc_mask ? "en" : "dis", cp->policy);
 434
 435         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(mem_types); i++) {
 436                 struct mem_type *t = &mem_types[i];
 437                 if (t->prot_l1)
 438                         t->prot_l1 |= PMD_DOMAIN(t->domain);
 439                 if (t->prot_sect)
 440                         t->prot_sect |= PMD_DOMAIN(t->domain);
 441         }
 442 }
 443
 444 #define vectors_base()  (vectors_high() ? 0xffff0000 : 0)
 445
 446 static void __init alloc_init_pte(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
 447                                   unsigned long end, unsigned long pfn,
 448                                   const struct mem_type *type)
 449 {
 450         pte_t *pte;
 451
 452         if (pmd_none(*pmd)) {
 453                 pte = alloc_bootmem_low_pages(2 * PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t));
 454                 __pmd_populate(pmd, __pa(pte) | type->prot_l1);
 455         }
 456
 457         pte = pte_offset_kernel(pmd, addr);
 458         do {
 459                 set_pte_ext(pte, pfn_pte(pfn, __pgprot(type->prot_pte)), 0);
 460                 pfn++;
 461         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
 462 }
 463
 464 static void __init alloc_init_section(pgd_t *pgd, unsigned long addr,
 465                                       unsigned long end, unsigned long phys,
 466                                       const struct mem_type *type)
 467 {
 468         pmd_t *pmd = pmd_offset(pgd, addr);
 469
 470         /*
 471          * Try a section mapping - end, addr and phys must all be aligned
 472          * to a section boundary.  Note that PMDs refer to the individual
 473          * L1 entries, whereas PGDs refer to a group of L1 entries making
 474          * up one logical pointer to an L2 table.
 475          */
 476         if (((addr | end | phys) & ~SECTION_MASK) == 0) {
 477                 pmd_t *p = pmd;
 478
 479                 if (addr & SECTION_SIZE)
 480                         pmd++;
 481
 482                 do {
 483                         *pmd = __pmd(phys | type->prot_sect);
 484                         phys += SECTION_SIZE;
 485                 } while (pmd++, addr += SECTION_SIZE, addr != end);
 486
 487                 flush_pmd_entry(p);
 488         } else {
 489                 /*
 490                  * No need to loop; pte's aren't interested in the
 491                  * individual L1 entries.
 492                  */
 493                 alloc_init_pte(pmd, addr, end, __phys_to_pfn(phys), type);
 494         }
 495 }
 496
 497 static void __init create_36bit_mapping(struct map_desc *md,
 498                                         const struct mem_type *type)
 499 {
 500         unsigned long phys, addr, length, end;
 501         pgd_t *pgd;
 502
 503         addr = md->virtual;
 504         phys = (unsigned long)__pfn_to_phys(md->pfn);
 505         length = PAGE_ALIGN(md->length);
 506
 507         if (!(cpu_architecture() >= CPU_ARCH_ARMv6 || cpu_is_xsc3())) {
 508                 printk(KERN_ERR "MM: CPU does not support supersection "
 509                        "mapping for 0x%08llx at 0x%08lx\n",
 510                        __pfn_to_phys((u64)md->pfn), addr);
 511                 return;
 512         }
 513
 514         /* N.B. ARMv6 supersections are only defined to work with domain 0.
 515          *      Since domain assignments can in fact be arbitrary, the
 516          *      'domain == 0' check below is required to insure that ARMv6
 517          *      supersections are only allocated for domain 0 regardless
 518          *      of the actual domain assignments in use.
 519          */
 520         if (type->domain) {
 521                 printk(KERN_ERR "MM: invalid domain in supersection "
 522                        "mapping for 0x%08llx at 0x%08lx\n",
 523                        __pfn_to_phys((u64)md->pfn), addr);
 524                 return;
 525         }
 526
 527         if ((addr | length | __pfn_to_phys(md->pfn)) & ~SUPERSECTION_MASK) {
 528                 printk(KERN_ERR "MM: cannot create mapping for "
 529                        "0x%08llx at 0x%08lx invalid alignment\n",
 530                        __pfn_to_phys((u64)md->pfn), addr);
 531                 return;
 532         }
 533
 534         /*
 535          * Shift bits [35:32] of address into bits [23:20] of PMD
 536          * (See ARMv6 spec).
 537          */
 538         phys |= (((md->pfn >> (32 - PAGE_SHIFT)) & 0xF) << 20);
 539
 540         pgd = pgd_offset_k(addr);
 541         end = addr + length;
 542         do {
 543                 pmd_t *pmd = pmd_offset(pgd, addr);
 544                 int i;
 545
 546                 for (i = 0; i < 16; i++)
 547                         *pmd++ = __pmd(phys | type->prot_sect | PMD_SECT_SUPER);
 548
 549                 addr += SUPERSECTION_SIZE;
 550                 phys += SUPERSECTION_SIZE;
 551                 pgd += SUPERSECTION_SIZE >> PGDIR_SHIFT;
 552         } while (addr != end);
 553 }
 554
 555 /*
 556  * Create the page directory entries and any necessary
 557  * page tables for the mapping specified by `md'.  We
 558  * are able to cope here with varying sizes and address
 559  * offsets, and we take full advantage of sections and
 560  * supersections.
 561  */
 562 void __init create_mapping(struct map_desc *md)
 563 {
 564         unsigned long phys, addr, length, end;
 565         const struct mem_type *type;
 566         pgd_t *pgd;
 567
 568         if (md->virtual != vectors_base() && md->virtual < TASK_SIZE) {
 569                 printk(KERN_WARNING "BUG: not creating mapping for "
 570                        "0x%08llx at 0x%08lx in user region\n",
 571                        __pfn_to_phys((u64)md->pfn), md->virtual);
 572                 return;
 573         }
 574
 575         if ((md->type == MT_DEVICE || md->type == MT_ROM) &&
 576             md->virtual >= PAGE_OFFSET && md->virtual < VMALLOC_END) {
 577                 printk(KERN_WARNING "BUG: mapping for 0x%08llx at 0x%08lx "
 578                        "overlaps vmalloc space\n",
 579                        __pfn_to_phys((u64)md->pfn), md->virtual);
 580         }
 581
 582         type = &mem_types[md->type];
 583
 584         /*
 585          * Catch 36-bit addresses
 586          */
 587         if (md->pfn >= 0x100000) {
 588                 create_36bit_mapping(md, type);
 589                 return;
 590         }
 591
 592         addr = md->virtual & PAGE_MASK;
 593         phys = (unsigned long)__pfn_to_phys(md->pfn);
 594         length = PAGE_ALIGN(md->length + (md->virtual & ~PAGE_MASK));
 595
 596         if (type->prot_l1 == 0 && ((addr | phys | length) & ~SECTION_MASK)) {
 597                 printk(KERN_WARNING "BUG: map for 0x%08lx at 0x%08lx can not "
 598                        "be mapped using pages, ignoring.\n",
 599                        __pfn_to_phys(md->pfn), addr);
 600                 return;
 601         }
 602
 603         pgd = pgd_offset_k(addr);
 604         end = addr + length;
 605         do {
 606                 unsigned long next = pgd_addr_end(addr, end);
 607
 608                 alloc_init_section(pgd, addr, next, phys, type);
 609
 610                 phys += next - addr;
 611                 addr = next;
 612         } while (pgd++, addr != end);
 613 }
 614
 615 /*
 616  * Create the architecture specific mappings
 617  */
 618 void __init iotable_init(struct map_desc *io_desc, int nr)
 619 {
 620         int i;
 621
 622         for (i = 0; i < nr; i++)
 623                 create_mapping(io_desc + i);
 624 }
 625
 626 static unsigned long __initdata vmalloc_reserve = SZ_128M;
 627
 628 /*
 629  * vmalloc=size forces the vmalloc area to be exactly 'size'
 630  * bytes. This can be used to increase (or decrease) the vmalloc
 631  * area - the default is 128m.
 632  */
 633 static void __init early_vmalloc(char **arg)
 634 {
 635         vmalloc_reserve = memparse(*arg, arg);
 636
 637         if (vmalloc_reserve < SZ_16M) {
 638                 vmalloc_reserve = SZ_16M;
 639                 printk(KERN_WARNING
 640                         "vmalloc area too small, limiting to %luMB\n",
 641                         vmalloc_reserve >> 20);
 642         }
 643 }
 644 __early_param("vmalloc=", early_vmalloc);
 645
 646 #define VMALLOC_MIN     (void *)(VMALLOC_END - vmalloc_reserve)
 647
 648 static int __init check_membank_valid(struct membank *mb)
 649 {
 650         /*
 651          * Check whether this memory region has non-zero size or
 652          * invalid node number.
 653          */
 654         if (mb->size == 0 || mb->node >= MAX_NUMNODES)
 655                 return 0;
 656
 657         /*
 658          * Check whether this memory region would entirely overlap
 659          * the vmalloc area.
 660          */
 661         if (phys_to_virt(mb->start) >= VMALLOC_MIN) {
 662                 printk(KERN_NOTICE "Ignoring RAM at %.8lx-%.8lx "
 663                         "(vmalloc region overlap).\n",
 664                         mb->start, mb->start + mb->size - 1);
 665                 return 0;
 666         }
 667
 668         /*
 669          * Check whether this memory region would partially overlap
 670          * the vmalloc area.
 671          */
 672         if (phys_to_virt(mb->start + mb->size) < phys_to_virt(mb->start) ||
 673             phys_to_virt(mb->start + mb->size) > VMALLOC_MIN) {
 674                 unsigned long newsize = VMALLOC_MIN - phys_to_virt(mb->start);
 675
 676                 printk(KERN_NOTICE "Truncating RAM at %.8lx-%.8lx "
 677                         "to -%.8lx (vmalloc region overlap).\n",
 678                         mb->start, mb->start + mb->size - 1,
 679                         mb->start + newsize - 1);
 680                 mb->size = newsize;
 681         }
 682
 683         return 1;
 684 }
 685
 686 static void __init sanity_check_meminfo(struct meminfo *mi)
 687 {
 688         int i, j;
 689
 690         for (i = 0, j = 0; i < mi->nr_banks; i++) {
 691                 if (check_membank_valid(&mi->bank[i]))
 692                         mi->bank[j++] = mi->bank[i];
 693         }
 694         mi->nr_banks = j;
 695 }
 696
 697 static inline void prepare_page_table(struct meminfo *mi)
 698 {
 699         unsigned long addr;
 700
 701         /*
 702          * Clear out all the mappings below the kernel image.
 703          */
 704         for (addr = 0; addr < MODULES_VADDR; addr += PGDIR_SIZE)
 705                 pmd_clear(pmd_off_k(addr));
 706
 707 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 708         /* The XIP kernel is mapped in the module area -- skip over it */
 709         addr = ((unsigned long)&_etext + PGDIR_SIZE - 1) & PGDIR_MASK;
 710 #endif
 711         for ( ; addr < PAGE_OFFSET; addr += PGDIR_SIZE)
 712                 pmd_clear(pmd_off_k(addr));
 713
 714         /*
 715          * Clear out all the kernel space mappings, except for the first
 716          * memory bank, up to the end of the vmalloc region.
 717          */
 718         for (addr = __phys_to_virt(mi->bank[0].start + mi->bank[0].size);
 719              addr < VMALLOC_END; addr += PGDIR_SIZE)
 720                 pmd_clear(pmd_off_k(addr));
 721 }
 722
 723 /*
 724  * Reserve the various regions of node 0
 725  */
 726 void __init reserve_node_zero(pg_data_t *pgdat)
 727 {
 728         unsigned long res_size = 0;
 729
 730         /*
 731          * Register the kernel text and data with bootmem.
 732          * Note that this can only be in node 0.
 733          */
 734 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 735         reserve_bootmem_node(pgdat, __pa(&__data_start), &_end - &__data_start,
 736                         BOOTMEM_DEFAULT);
 737 #else
 738         reserve_bootmem_node(pgdat, __pa(&_stext), &_end - &_stext,
 739                         BOOTMEM_DEFAULT);
 740 #endif
 741
 742         /*
 743          * Reserve the page tables.  These are already in use,
 744          * and can only be in node 0.
 745          */
 746         reserve_bootmem_node(pgdat, __pa(swapper_pg_dir),
 747                              PTRS_PER_PGD * sizeof(pgd_t), BOOTMEM_DEFAULT);
 748
 749         /*
 750          * Hmm... This should go elsewhere, but we really really need to
 751          * stop things allocating the low memory; ideally we need a better
 752          * implementation of GFP_DMA which does not assume that DMA-able
 753          * memory starts at zero.
 754          */
 755         if (machine_is_integrator() || machine_is_cintegrator())
 756                 res_size = __pa(swapper_pg_dir) - PHYS_OFFSET;
 757
 758         /*
 759          * These should likewise go elsewhere.  They pre-reserve the
 760          * screen memory region at the start of main system memory.
 761          */
 762         if (machine_is_edb7211())
 763                 res_size = 0x00020000;
 764         if (machine_is_p720t())
 765                 res_size = 0x00014000;
 766
 767         /* H1940 and RX3715 need to reserve this for suspend */
 768
 769         if (machine_is_h1940() || machine_is_rx3715()) {
 770                 reserve_bootmem_node(pgdat, 0x30003000, 0x1000,
 771                                 BOOTMEM_DEFAULT);
 772                 reserve_bootmem_node(pgdat, 0x30081000, 0x1000,
 773                                 BOOTMEM_DEFAULT);
 774         }
 775
 776 #ifdef CONFIG_SA1111
 777         /*
 778          * Because of the SA1111 DMA bug, we want to preserve our
 779          * precious DMA-able memory...
 780          */
 781         res_size = __pa(swapper_pg_dir) - PHYS_OFFSET;
 782 #endif
 783         if (res_size)
 784                 reserve_bootmem_node(pgdat, PHYS_OFFSET, res_size,
 785                                 BOOTMEM_DEFAULT);
 786 }
 787
 788 /*
 789  * Set up device the mappings.  Since we clear out the page tables for all
 790  * mappings above VMALLOC_END, we will remove any debug device mappings.
 791  * This means you have to be careful how you debug this function, or any
 792  * called function.  This means you can't use any function or debugging
 793  * method which may touch any device, otherwise the kernel _will_ crash.
 794  */
 795 static void __init devicemaps_init(struct machine_desc *mdesc)
 796 {
 797         struct map_desc map;
 798         unsigned long addr;
 799         void *vectors;
 800
 801         /*
 802          * Allocate the vector page early.
 803          */
 804         vectors = alloc_bootmem_low_pages(PAGE_SIZE);
 805         BUG_ON(!vectors);
 806
 807         for (addr = VMALLOC_END; addr; addr += PGDIR_SIZE)
 808                 pmd_clear(pmd_off_k(addr));
 809
 810         /*
 811          * Map the kernel if it is XIP.
 812          * It is always first in the modulearea.
 813          */
 814 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 815         map.pfn = __phys_to_pfn(CONFIG_XIP_PHYS_ADDR & SECTION_MASK);
 816         map.virtual = MODULES_VADDR;
 817         map.length = ((unsigned long)&_etext - map.virtual + ~SECTION_MASK) & SECTION_MASK;
 818         map.type = MT_ROM;
 819         create_mapping(&map);
 820 #endif
 821
 822         /*
 823          * Map the cache flushing regions.
 824          */
 825 #ifdef FLUSH_BASE
 826         map.pfn = __phys_to_pfn(FLUSH_BASE_PHYS);
 827         map.virtual = FLUSH_BASE;
 828         map.length = SZ_1M;
 829         map.type = MT_CACHECLEAN;
 830         create_mapping(&map);
 831 #endif
 832 #ifdef FLUSH_BASE_MINICACHE
 833         map.pfn = __phys_to_pfn(FLUSH_BASE_PHYS + SZ_1M);
 834         map.virtual = FLUSH_BASE_MINICACHE;
 835         map.length = SZ_1M;
 836         map.type = MT_MINICLEAN;
 837         create_mapping(&map);
 838 #endif
 839
 840         /*
 841          * Create a mapping for the machine vectors at the high-vectors
 842          * location (0xffff0000).  If we aren't using high-vectors, also
 843          * create a mapping at the low-vectors virtual address.
 844          */
 845         map.pfn = __phys_to_pfn(virt_to_phys(vectors));
 846         map.virtual = 0xffff0000;
 847         map.length = PAGE_SIZE;
 848         map.type = MT_HIGH_VECTORS;
 849         create_mapping(&map);
 850
 851         if (!vectors_high()) {
 852                 map.virtual = 0;
 853                 map.type = MT_LOW_VECTORS;
 854                 create_mapping(&map);
 855         }
 856
 857         /*
 858          * Ask the machine support to map in the statically mapped devices.
 859          */
 860         if (mdesc->map_io)
 861                 mdesc->map_io();
 862
 863         /*
 864          * Finally flush the caches and tlb to ensure that we're in a
 865          * consistent state wrt the writebuffer.  This also ensures that
 866          * any write-allocated cache lines in the vector page are written
 867          * back.  After this point, we can start to touch devices again.
 868          */
 869         local_flush_tlb_all();
 870         flush_cache_all();
 871 }
 872
 873 /*
 874  * paging_init() sets up the page tables, initialises the zone memory
 875  * maps, and sets up the zero page, bad page and bad page tables.
 876  */
 877 void __init paging_init(struct meminfo *mi, struct machine_desc *mdesc)
 878 {
 879         void *zero_page;
 880
 881         build_mem_type_table();
 882         sanity_check_meminfo(mi);
 883         prepare_page_table(mi);
 884         bootmem_init(mi);
 885         devicemaps_init(mdesc);
 886
 887         top_pmd = pmd_off_k(0xffff0000);
 888
 889         /*
 890          * allocate the zero page.  Note that we count on this going ok.
 891          */
 892         zero_page = alloc_bootmem_low_pages(PAGE_SIZE);
 893         memzero(zero_page, PAGE_SIZE);
 894         empty_zero_page = virt_to_page(zero_page);
 895         flush_dcache_page(empty_zero_page);
 896 }
 897
 898 /*
 899  * In order to soft-boot, we need to insert a 1:1 mapping in place of
 900  * the user-mode pages.  This will then ensure that we have predictable
 901  * results when turning the mmu off
 902  */
 903 void setup_mm_for_reboot(char mode)
 904 {
 905         unsigned long base_pmdval;
 906         pgd_t *pgd;
 907         int i;
 908
 909         if (current->mm && current->mm->pgd)
 910                 pgd = current->mm->pgd;
 911         else
 912                 pgd = init_mm.pgd;
 913
 914         base_pmdval = PMD_SECT_AP_WRITE | PMD_SECT_AP_READ | PMD_TYPE_SECT;
 915         if (cpu_architecture() <= CPU_ARCH_ARMv5TEJ && !cpu_is_xscale())
 916                 base_pmdval |= PMD_BIT4;
 917
 918         for (i = 0; i < FIRST_USER_PGD_NR + USER_PTRS_PER_PGD; i++, pgd++) {
 919                 unsigned long pmdval = (i << PGDIR_SHIFT) | base_pmdval;
 920                 pmd_t *pmd;
 921
 922                 pmd = pmd_off(pgd, i << PGDIR_SHIFT);
 923                 pmd[0] = __pmd(pmdval);
 924                 pmd[1] = __pmd(pmdval + (1 << (PGDIR_SHIFT - 1)));
 925                 flush_pmd_entry(pmd);
 926         }
 927 }