arch/powerpc/mm/mem.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /*
   3  *  PowerPC version
   4  *    Copyright (C) 1995-1996 Gary Thomas (gdt@linuxppc.org)
   5  *
   6  *  Modifications by Paul Mackerras (PowerMac) (paulus@cs.anu.edu.au)
   7  *  and Cort Dougan (PReP) (cort@cs.nmt.edu)
   8  *    Copyright (C) 1996 Paul Mackerras
   9  *  PPC44x/36-bit changes by Matt Porter (mporter@mvista.com)
  10  *
  11  *  Derived from "arch/i386/mm/init.c"
  12  *    Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
  13  */
  14
  15 #include <linux/memblock.h>
  16 #include <linux/highmem.h>
  17 #include <linux/suspend.h>
  18 #include <linux/dma-direct.h>
  19
  20 #include <asm/swiotlb.h>
  21 #include <asm/machdep.h>
  22 #include <asm/rtas.h>
  23 #include <asm/kasan.h>
  24 #include <asm/svm.h>
  25 #include <asm/mmzone.h>
  26 #include <asm/ftrace.h>
  27 #include <asm/code-patching.h>
  28 #include <asm/setup.h>
  29 #include <asm/fixmap.h>
  30
  31 #include <mm/mmu_decl.h>
  32
  33 unsigned long long memory_limit;
  34
  35 unsigned long empty_zero_page[PAGE_SIZE / sizeof(unsigned long)] __page_aligned_bss;
  36 EXPORT_SYMBOL(empty_zero_page);
  37
  38 pgprot_t __phys_mem_access_prot(unsigned long pfn, unsigned long size,
  39                                 pgprot_t vma_prot)
  40 {
  41         if (ppc_md.phys_mem_access_prot)
  42                 return ppc_md.phys_mem_access_prot(pfn, size, vma_prot);
  43
  44         if (!page_is_ram(pfn))
  45                 vma_prot = pgprot_noncached(vma_prot);
  46
  47         return vma_prot;
  48 }
  49 EXPORT_SYMBOL(__phys_mem_access_prot);
  50
  51 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
  52 static DEFINE_MUTEX(linear_mapping_mutex);
  53
  54 #ifdef CONFIG_NUMA
  55 int memory_add_physaddr_to_nid(u64 start)
  56 {
  57         return hot_add_scn_to_nid(start);
  58 }
  59 EXPORT_SYMBOL_GPL(memory_add_physaddr_to_nid);
  60 #endif
  61
  62 int __weak create_section_mapping(unsigned long start, unsigned long end,
  63                                   int nid, pgprot_t prot)
  64 {
  65         return -ENODEV;
  66 }
  67
  68 int __weak remove_section_mapping(unsigned long start, unsigned long end)
  69 {
  70         return -ENODEV;
  71 }
  72
  73 int __ref arch_create_linear_mapping(int nid, u64 start, u64 size,
  74                                      struct mhp_params *params)
  75 {
  76         int rc;
  77
  78         start = (unsigned long)__va(start);
  79         mutex_lock(&linear_mapping_mutex);
  80         rc = create_section_mapping(start, start + size, nid,
  81                                     params->pgprot);
  82         mutex_unlock(&linear_mapping_mutex);
  83         if (rc) {
  84                 pr_warn("Unable to create linear mapping for 0x%llx..0x%llx: %d\n",
  85                         start, start + size, rc);
  86                 return -EFAULT;
  87         }
  88         return 0;
  89 }
  90
  91 void __ref arch_remove_linear_mapping(u64 start, u64 size)
  92 {
  93         int ret;
  94
  95         /* Remove htab bolted mappings for this section of memory */
  96         start = (unsigned long)__va(start);
  97
  98         mutex_lock(&linear_mapping_mutex);
  99         ret = remove_section_mapping(start, start + size);
 100         mutex_unlock(&linear_mapping_mutex);
 101         if (ret)
 102                 pr_warn("Unable to remove linear mapping for 0x%llx..0x%llx: %d\n",
 103                         start, start + size, ret);
 104
 105         /* Ensure all vmalloc mappings are flushed in case they also
 106          * hit that section of memory
 107          */
 108         vm_unmap_aliases();
 109 }
 110
 111 /*
 112  * After memory hotplug the variables max_pfn, max_low_pfn and high_memory need
 113  * updating.
 114  */
 115 static void update_end_of_memory_vars(u64 start, u64 size)
 116 {
 117         unsigned long end_pfn = PFN_UP(start + size);
 118
 119         if (end_pfn > max_pfn) {
 120                 max_pfn = end_pfn;
 121                 max_low_pfn = end_pfn;
 122                 high_memory = (void *)__va(max_pfn * PAGE_SIZE - 1) + 1;
 123         }
 124 }
 125
 126 int __ref add_pages(int nid, unsigned long start_pfn, unsigned long nr_pages,
 127                     struct mhp_params *params)
 128 {
 129         int ret;
 130
 131         ret = __add_pages(nid, start_pfn, nr_pages, params);
 132         if (ret)
 133                 return ret;
 134
 135         /* update max_pfn, max_low_pfn and high_memory */
 136         update_end_of_memory_vars(start_pfn << PAGE_SHIFT,
 137                                   nr_pages << PAGE_SHIFT);
 138
 139         return ret;
 140 }
 141
 142 int __ref arch_add_memory(int nid, u64 start, u64 size,
 143                           struct mhp_params *params)
 144 {
 145         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
 146         unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
 147         int rc;
 148
 149         rc = arch_create_linear_mapping(nid, start, size, params);
 150         if (rc)
 151                 return rc;
 152         rc = add_pages(nid, start_pfn, nr_pages, params);
 153         if (rc)
 154                 arch_remove_linear_mapping(start, size);
 155         return rc;
 156 }
 157
 158 void __ref arch_remove_memory(u64 start, u64 size, struct vmem_altmap *altmap)
 159 {
 160         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
 161         unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
 162
 163         __remove_pages(start_pfn, nr_pages, altmap);
 164         arch_remove_linear_mapping(start, size);
 165 }
 166 #endif
 167
 168 #ifndef CONFIG_NUMA
 169 void __init mem_topology_setup(void)
 170 {
 171         max_low_pfn = max_pfn = memblock_end_of_DRAM() >> PAGE_SHIFT;
 172         min_low_pfn = MEMORY_START >> PAGE_SHIFT;
 173 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 174         max_low_pfn = lowmem_end_addr >> PAGE_SHIFT;
 175 #endif
 176
 177         /* Place all memblock_regions in the same node and merge contiguous
 178          * memblock_regions
 179          */
 180         memblock_set_node(0, PHYS_ADDR_MAX, &memblock.memory, 0);
 181 }
 182
 183 void __init initmem_init(void)
 184 {
 185         sparse_init();
 186 }
 187
 188 /* mark pages that don't exist as nosave */
 189 static int __init mark_nonram_nosave(void)
 190 {
 191         unsigned long spfn, epfn, prev = 0;
 192         int i;
 193
 194         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &spfn, &epfn, NULL) {
 195                 if (prev && prev < spfn)
 196                         register_nosave_region(prev, spfn);
 197
 198                 prev = epfn;
 199         }
 200
 201         return 0;
 202 }
 203 #else /* CONFIG_NUMA */
 204 static int __init mark_nonram_nosave(void)
 205 {
 206         return 0;
 207 }
 208 #endif
 209
 210 /*
 211  * Zones usage:
 212  *
 213  * We setup ZONE_DMA to be 31-bits on all platforms and ZONE_NORMAL to be
 214  * everything else. GFP_DMA32 page allocations automatically fall back to
 215  * ZONE_DMA.
 216  *
 217  * By using 31-bit unconditionally, we can exploit zone_dma_bits to inform the
 218  * generic DMA mapping code.  32-bit only devices (if not handled by an IOMMU
 219  * anyway) will take a first dip into ZONE_NORMAL and get otherwise served by
 220  * ZONE_DMA.
 221  */
 222 static unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES];
 223
 224 /*
 225  * paging_init() sets up the page tables - in fact we've already done this.
 226  */
 227 void __init paging_init(void)
 228 {
 229         unsigned long long total_ram = memblock_phys_mem_size();
 230         phys_addr_t top_of_ram = memblock_end_of_DRAM();
 231
 232 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 233         unsigned long v = __fix_to_virt(FIX_KMAP_END);
 234         unsigned long end = __fix_to_virt(FIX_KMAP_BEGIN);
 235
 236         for (; v < end; v += PAGE_SIZE)
 237                 map_kernel_page(v, 0, __pgprot(0)); /* XXX gross */
 238
 239         map_kernel_page(PKMAP_BASE, 0, __pgprot(0));    /* XXX gross */
 240         pkmap_page_table = virt_to_kpte(PKMAP_BASE);
 241 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
 242
 243         printk(KERN_DEBUG "Top of RAM: 0x%llx, Total RAM: 0x%llx\n",
 244                (unsigned long long)top_of_ram, total_ram);
 245         printk(KERN_DEBUG "Memory hole size: %ldMB\n",
 246                (long int)((top_of_ram - total_ram) >> 20));
 247
 248         /*
 249          * Allow 30-bit DMA for very limited Broadcom wifi chips on many
 250          * powerbooks.
 251          */
 252         if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC32))
 253                 zone_dma_bits = 30;
 254         else
 255                 zone_dma_bits = 31;
 256
 257 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
 258         max_zone_pfns[ZONE_DMA] = min(max_low_pfn,
 259                                       1UL << (zone_dma_bits - PAGE_SHIFT));
 260 #endif
 261         max_zone_pfns[ZONE_NORMAL] = max_low_pfn;
 262 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 263         max_zone_pfns[ZONE_HIGHMEM] = max_pfn;
 264 #endif
 265
 266         free_area_init(max_zone_pfns);
 267
 268         mark_nonram_nosave();
 269 }
 270
 271 void __init mem_init(void)
 272 {
 273         /*
 274          * book3s is limited to 16 page sizes due to encoding this in
 275          * a 4-bit field for slices.
 276          */
 277         BUILD_BUG_ON(MMU_PAGE_COUNT > 16);
 278
 279 #ifdef CONFIG_SWIOTLB
 280         /*
 281          * Some platforms (e.g. 85xx) limit DMA-able memory way below
 282          * 4G. We force memblock to bottom-up mode to ensure that the
 283          * memory allocated in swiotlb_init() is DMA-able.
 284          * As it's the last memblock allocation, no need to reset it
 285          * back to to-down.
 286          */
 287         memblock_set_bottom_up(true);
 288         swiotlb_init(ppc_swiotlb_enable, ppc_swiotlb_flags);
 289 #endif
 290
 291         high_memory = (void *) __va(max_low_pfn * PAGE_SIZE);
 292
 293         kasan_late_init();
 294
 295         memblock_free_all();
 296
 297 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 298         {
 299                 unsigned long pfn, highmem_mapnr;
 300
 301                 highmem_mapnr = lowmem_end_addr >> PAGE_SHIFT;
 302                 for (pfn = highmem_mapnr; pfn < max_mapnr; ++pfn) {
 303                         phys_addr_t paddr = (phys_addr_t)pfn << PAGE_SHIFT;
 304                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
 305                         if (memblock_is_memory(paddr) && !memblock_is_reserved(paddr))
 306                                 free_highmem_page(page);
 307                 }
 308         }
 309 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
 310
 311 #if defined(CONFIG_PPC_E500) && !defined(CONFIG_SMP)
 312         /*
 313          * If smp is enabled, next_tlbcam_idx is initialized in the cpu up
 314          * functions.... do it here for the non-smp case.
 315          */
 316         per_cpu(next_tlbcam_idx, smp_processor_id()) =
 317                 (mfspr(SPRN_TLB1CFG) & TLBnCFG_N_ENTRY) - 1;
 318 #endif
 319
 320 #ifdef CONFIG_PPC32
 321         pr_info("Kernel virtual memory layout:\n");
 322 #ifdef CONFIG_KASAN
 323         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : kasan shadow mem\n",
 324                 KASAN_SHADOW_START, KASAN_SHADOW_END);
 325 #endif
 326         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : fixmap\n", FIXADDR_START, FIXADDR_TOP);
 327 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 328         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : highmem PTEs\n",
 329                 PKMAP_BASE, PKMAP_ADDR(LAST_PKMAP));
 330 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
 331         if (ioremap_bot != IOREMAP_TOP)
 332                 pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : early ioremap\n",
 333                         ioremap_bot, IOREMAP_TOP);
 334         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : vmalloc & ioremap\n",
 335                 VMALLOC_START, VMALLOC_END);
 336 #ifdef MODULES_VADDR
 337         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : modules\n",
 338                 MODULES_VADDR, MODULES_END);
 339 #endif
 340 #endif /* CONFIG_PPC32 */
 341 }
 342
 343 void free_initmem(void)
 344 {
 345         ppc_md.progress = ppc_printk_progress;
 346         mark_initmem_nx();
 347         free_initmem_default(POISON_FREE_INITMEM);
 348         ftrace_free_init_tramp();
 349 }
 350
 351 /*
 352  * System memory should not be in /proc/iomem but various tools expect it
 353  * (eg kdump).
 354  */
 355 static int __init add_system_ram_resources(void)
 356 {
 357         phys_addr_t start, end;
 358         u64 i;
 359
 360         for_each_mem_range(i, &start, &end) {
 361                 struct resource *res;
 362
 363                 res = kzalloc(sizeof(struct resource), GFP_KERNEL);
 364                 WARN_ON(!res);
 365
 366                 if (res) {
 367                         res->name = "System RAM";
 368                         res->start = start;
 369                         /*
 370                          * In memblock, end points to the first byte after
 371                          * the range while in resourses, end points to the
 372                          * last byte in the range.
 373                          */
 374                         res->end = end - 1;
 375                         res->flags = IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
 376                         WARN_ON(request_resource(&iomem_resource, res) < 0);
 377                 }
 378         }
 379
 380         return 0;
 381 }
 382 subsys_initcall(add_system_ram_resources);
 383
 384 #ifdef CONFIG_STRICT_DEVMEM
 385 /*
 386  * devmem_is_allowed(): check to see if /dev/mem access to a certain address
 387  * is valid. The argument is a physical page number.
 388  *
 389  * Access has to be given to non-kernel-ram areas as well, these contain the
 390  * PCI mmio resources as well as potential bios/acpi data regions.
 391  */
 392 int devmem_is_allowed(unsigned long pfn)
 393 {
 394         if (page_is_rtas_user_buf(pfn))
 395                 return 1;
 396         if (iomem_is_exclusive(PFN_PHYS(pfn)))
 397                 return 0;
 398         if (!page_is_ram(pfn))
 399                 return 1;
 400         return 0;
 401 }
 402 #endif /* CONFIG_STRICT_DEVMEM */
 403
 404 /*
 405  * This is defined in kernel/resource.c but only powerpc needs to export it, for
 406  * the EHEA driver. Drop this when drivers/net/ethernet/ibm/ehea is removed.
 407  */
 408 EXPORT_SYMBOL_GPL(walk_system_ram_range);