arch/tile/mm/init.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
   3  * Copyright 2010 Tilera Corporation. All Rights Reserved.
   4  *
   5  *   This program is free software; you can redistribute it and/or
   6  *   modify it under the terms of the GNU General Public License
   7  *   as published by the Free Software Foundation, version 2.
   8  *
   9  *   This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  10  *   WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  *   MERCHANTABILITY OR FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE, GOOD TITLE or
  12  *   NON INFRINGEMENT.  See the GNU General Public License for
  13  *   more details.
  14  */
  15
  16 #include <linux/module.h>
  17 #include <linux/signal.h>
  18 #include <linux/sched.h>
  19 #include <linux/kernel.h>
  20 #include <linux/errno.h>
  21 #include <linux/string.h>
  22 #include <linux/types.h>
  23 #include <linux/ptrace.h>
  24 #include <linux/mman.h>
  25 #include <linux/mm.h>
  26 #include <linux/hugetlb.h>
  27 #include <linux/swap.h>
  28 #include <linux/smp.h>
  29 #include <linux/init.h>
  30 #include <linux/highmem.h>
  31 #include <linux/pagemap.h>
  32 #include <linux/poison.h>
  33 #include <linux/bootmem.h>
  34 #include <linux/slab.h>
  35 #include <linux/proc_fs.h>
  36 #include <linux/efi.h>
  37 #include <linux/memory_hotplug.h>
  38 #include <linux/uaccess.h>
  39 #include <asm/mmu_context.h>
  40 #include <asm/processor.h>
  41 #include <asm/pgtable.h>
  42 #include <asm/pgalloc.h>
  43 #include <asm/dma.h>
  44 #include <asm/fixmap.h>
  45 #include <asm/tlb.h>
  46 #include <asm/tlbflush.h>
  47 #include <asm/sections.h>
  48 #include <asm/setup.h>
  49 #include <asm/homecache.h>
  50 #include <hv/hypervisor.h>
  51 #include <arch/chip.h>
  52
  53 #include "migrate.h"
  54
  55 #define clear_pgd(pmdptr) (*(pmdptr) = hv_pte(0))
  56
  57 #ifndef __tilegx__
  58 unsigned long VMALLOC_RESERVE = CONFIG_VMALLOC_RESERVE;
  59 EXPORT_SYMBOL(VMALLOC_RESERVE);
  60 #endif
  61
  62 /* Create an L2 page table */
  63 static pte_t * __init alloc_pte(void)
  64 {
  65         return __alloc_bootmem(L2_KERNEL_PGTABLE_SIZE, HV_PAGE_TABLE_ALIGN, 0);
  66 }
  67
  68 /*
  69  * L2 page tables per controller.  We allocate these all at once from
  70  * the bootmem allocator and store them here.  This saves on kernel L2
  71  * page table memory, compared to allocating a full 64K page per L2
  72  * page table, and also means that in cases where we use huge pages,
  73  * we are guaranteed to later be able to shatter those huge pages and
  74  * switch to using these page tables instead, without requiring
  75  * further allocation.  Each l2_ptes[] entry points to the first page
  76  * table for the first hugepage-size piece of memory on the
  77  * controller; other page tables are just indexed directly, i.e. the
  78  * L2 page tables are contiguous in memory for each controller.
  79  */
  80 static pte_t *l2_ptes[MAX_NUMNODES];
  81 static int num_l2_ptes[MAX_NUMNODES];
  82
  83 static void init_prealloc_ptes(int node, int pages)
  84 {
  85         BUG_ON(pages & (PTRS_PER_PTE - 1));
  86         if (pages) {
  87                 num_l2_ptes[node] = pages;
  88                 l2_ptes[node] = __alloc_bootmem(pages * sizeof(pte_t),
  89                                                 HV_PAGE_TABLE_ALIGN, 0);
  90         }
  91 }
  92
  93 pte_t *get_prealloc_pte(unsigned long pfn)
  94 {
  95         int node = pfn_to_nid(pfn);
  96         pfn &= ~(-1UL << (NR_PA_HIGHBIT_SHIFT - PAGE_SHIFT));
  97         BUG_ON(node >= MAX_NUMNODES);
  98         BUG_ON(pfn >= num_l2_ptes[node]);
  99         return &l2_ptes[node][pfn];
 100 }
 101
 102 /*
 103  * What caching do we expect pages from the heap to have when
 104  * they are allocated during bootup?  (Once we've installed the
 105  * "real" swapper_pg_dir.)
 106  */
 107 static int initial_heap_home(void)
 108 {
 109         if (hash_default)
 110                 return PAGE_HOME_HASH;
 111         return smp_processor_id();
 112 }
 113
 114 /*
 115  * Place a pointer to an L2 page table in a middle page
 116  * directory entry.
 117  */
 118 static void __init assign_pte(pmd_t *pmd, pte_t *page_table)
 119 {
 120         phys_addr_t pa = __pa(page_table);
 121         unsigned long l2_ptfn = pa >> HV_LOG2_PAGE_TABLE_ALIGN;
 122         pte_t pteval = hv_pte_set_ptfn(__pgprot(_PAGE_TABLE), l2_ptfn);
 123         BUG_ON((pa & (HV_PAGE_TABLE_ALIGN-1)) != 0);
 124         pteval = pte_set_home(pteval, initial_heap_home());
 125         *(pte_t *)pmd = pteval;
 126         if (page_table != (pte_t *)pmd_page_vaddr(*pmd))
 127                 BUG();
 128 }
 129
 130 #ifdef __tilegx__
 131
 132 static inline pmd_t *alloc_pmd(void)
 133 {
 134         return __alloc_bootmem(L1_KERNEL_PGTABLE_SIZE, HV_PAGE_TABLE_ALIGN, 0);
 135 }
 136
 137 static inline void assign_pmd(pud_t *pud, pmd_t *pmd)
 138 {
 139         assign_pte((pmd_t *)pud, (pte_t *)pmd);
 140 }
 141
 142 #endif /* __tilegx__ */
 143
 144 /* Replace the given pmd with a full PTE table. */
 145 void __init shatter_pmd(pmd_t *pmd)
 146 {
 147         pte_t *pte = get_prealloc_pte(pte_pfn(*(pte_t *)pmd));
 148         assign_pte(pmd, pte);
 149 }
 150
 151 #ifdef __tilegx__
 152 static pmd_t *__init get_pmd(pgd_t pgtables[], unsigned long va)
 153 {
 154         pud_t *pud = pud_offset(&pgtables[pgd_index(va)], va);
 155         if (pud_none(*pud))
 156                 assign_pmd(pud, alloc_pmd());
 157         return pmd_offset(pud, va);
 158 }
 159 #else
 160 static pmd_t *__init get_pmd(pgd_t pgtables[], unsigned long va)
 161 {
 162         return pmd_offset(pud_offset(&pgtables[pgd_index(va)], va), va);
 163 }
 164 #endif
 165
 166 /*
 167  * This function initializes a certain range of kernel virtual memory
 168  * with new bootmem page tables, everywhere page tables are missing in
 169  * the given range.
 170  */
 171
 172 /*
 173  * NOTE: The pagetables are allocated contiguous on the physical space
 174  * so we can cache the place of the first one and move around without
 175  * checking the pgd every time.
 176  */
 177 static void __init page_table_range_init(unsigned long start,
 178                                          unsigned long end, pgd_t *pgd)
 179 {
 180         unsigned long vaddr;
 181         start = round_down(start, PMD_SIZE);
 182         end = round_up(end, PMD_SIZE);
 183         for (vaddr = start; vaddr < end; vaddr += PMD_SIZE) {
 184                 pmd_t *pmd = get_pmd(pgd, vaddr);
 185                 if (pmd_none(*pmd))
 186                         assign_pte(pmd, alloc_pte());
 187         }
 188 }
 189
 190
 191 static int __initdata ktext_hash = 1;  /* .text pages */
 192 static int __initdata kdata_hash = 1;  /* .data and .bss pages */
 193 int __write_once hash_default = 1;     /* kernel allocator pages */
 194 EXPORT_SYMBOL(hash_default);
 195 int __write_once kstack_hash = 1;      /* if no homecaching, use h4h */
 196
 197 /*
 198  * CPUs to use to for striping the pages of kernel data.  If hash-for-home
 199  * is available, this is only relevant if kcache_hash sets up the
 200  * .data and .bss to be page-homed, and we don't want the default mode
 201  * of using the full set of kernel cpus for the striping.
 202  */
 203 static __initdata struct cpumask kdata_mask;
 204 static __initdata int kdata_arg_seen;
 205
 206 int __write_once kdata_huge;       /* if no homecaching, small pages */
 207
 208
 209 /* Combine a generic pgprot_t with cache home to get a cache-aware pgprot. */
 210 static pgprot_t __init construct_pgprot(pgprot_t prot, int home)
 211 {
 212         prot = pte_set_home(prot, home);
 213         if (home == PAGE_HOME_IMMUTABLE) {
 214                 if (ktext_hash)
 215                         prot = hv_pte_set_mode(prot, HV_PTE_MODE_CACHE_HASH_L3);
 216                 else
 217                         prot = hv_pte_set_mode(prot, HV_PTE_MODE_CACHE_NO_L3);
 218         }
 219         return prot;
 220 }
 221
 222 /*
 223  * For a given kernel data VA, how should it be cached?
 224  * We return the complete pgprot_t with caching bits set.
 225  */
 226 static pgprot_t __init init_pgprot(ulong address)
 227 {
 228         int cpu;
 229         unsigned long page;
 230         enum { CODE_DELTA = MEM_SV_START - PAGE_OFFSET };
 231
 232         /* For kdata=huge, everything is just hash-for-home. */
 233         if (kdata_huge)
 234                 return construct_pgprot(PAGE_KERNEL, PAGE_HOME_HASH);
 235
 236         /*
 237          * We map the aliased pages of permanent text so we can
 238          * update them if necessary, for ftrace, etc.
 239          */
 240         if (address < (ulong) _sinittext - CODE_DELTA)
 241                 return construct_pgprot(PAGE_KERNEL, PAGE_HOME_HASH);
 242
 243         /* We map read-only data non-coherent for performance. */
 244         if ((address >= (ulong) __start_rodata &&
 245              address < (ulong) __end_rodata) ||
 246             address == (ulong) empty_zero_page) {
 247                 return construct_pgprot(PAGE_KERNEL_RO, PAGE_HOME_IMMUTABLE);
 248         }
 249
 250 #ifndef __tilegx__
 251         /* Force the atomic_locks[] array page to be hash-for-home. */
 252         if (address == (ulong) atomic_locks)
 253                 return construct_pgprot(PAGE_KERNEL, PAGE_HOME_HASH);
 254 #endif
 255
 256         /*
 257          * Everything else that isn't data or bss is heap, so mark it
 258          * with the initial heap home (hash-for-home, or this cpu).  This
 259          * includes any addresses after the loaded image and any address before
 260          * __init_end, since we already captured the case of text before
 261          * _sinittext, and __pa(einittext) is approximately __pa(__init_begin).
 262          *
 263          * All the LOWMEM pages that we mark this way will get their
 264          * struct page homecache properly marked later, in set_page_homes().
 265          * The HIGHMEM pages we leave with a default zero for their
 266          * homes, but with a zero free_time we don't have to actually
 267          * do a flush action the first time we use them, either.
 268          */
 269         if (address >= (ulong) _end || address < (ulong) __init_end)
 270                 return construct_pgprot(PAGE_KERNEL, initial_heap_home());
 271
 272         /* Use hash-for-home if requested for data/bss. */
 273         if (kdata_hash)
 274                 return construct_pgprot(PAGE_KERNEL, PAGE_HOME_HASH);
 275
 276         /*
 277          * Otherwise we just hand out consecutive cpus.  To avoid
 278          * requiring this function to hold state, we just walk forward from
 279          * __end_rodata by PAGE_SIZE, skipping the readonly and init data, to
 280          * reach the requested address, while walking cpu home around
 281          * kdata_mask. This is typically no more than a dozen or so iterations.
 282          */
 283         page = (((ulong)__end_rodata) + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
 284         BUG_ON(address < page || address >= (ulong)_end);
 285         cpu = cpumask_first(&kdata_mask);
 286         for (; page < address; page += PAGE_SIZE) {
 287                 if (page >= (ulong)&init_thread_union &&
 288                     page < (ulong)&init_thread_union + THREAD_SIZE)
 289                         continue;
 290                 if (page == (ulong)empty_zero_page)
 291                         continue;
 292 #ifndef __tilegx__
 293                 if (page == (ulong)atomic_locks)
 294                         continue;
 295 #endif
 296                 cpu = cpumask_next(cpu, &kdata_mask);
 297                 if (cpu == NR_CPUS)
 298                         cpu = cpumask_first(&kdata_mask);
 299         }
 300         return construct_pgprot(PAGE_KERNEL, cpu);
 301 }
 302
 303 /*
 304  * This function sets up how we cache the kernel text.  If we have
 305  * hash-for-home support, normally that is used instead (see the
 306  * kcache_hash boot flag for more information).  But if we end up
 307  * using a page-based caching technique, this option sets up the
 308  * details of that.  In addition, the "ktext=nocache" option may
 309  * always be used to disable local caching of text pages, if desired.
 310  */
 311
 312 static int __initdata ktext_arg_seen;
 313 static int __initdata ktext_small;
 314 static int __initdata ktext_local;
 315 static int __initdata ktext_all;
 316 static int __initdata ktext_nondataplane;
 317 static int __initdata ktext_nocache;
 318 static struct cpumask __initdata ktext_mask;
 319
 320 static int __init setup_ktext(char *str)
 321 {
 322         if (str == NULL)
 323                 return -EINVAL;
 324
 325         /* If you have a leading "nocache", turn off ktext caching */
 326         if (strncmp(str, "nocache", 7) == 0) {
 327                 ktext_nocache = 1;
 328                 pr_info("ktext: disabling local caching of kernel text\n");
 329                 str += 7;
 330                 if (*str == ',')
 331                         ++str;
 332                 if (*str == '\0')
 333                         return 0;
 334         }
 335
 336         ktext_arg_seen = 1;
 337
 338         /* Default setting: use a huge page */
 339         if (strcmp(str, "huge") == 0)
 340                 pr_info("ktext: using one huge locally cached page\n");
 341
 342         /* Pay TLB cost but get no cache benefit: cache small pages locally */
 343         else if (strcmp(str, "local") == 0) {
 344                 ktext_small = 1;
 345                 ktext_local = 1;
 346                 pr_info("ktext: using small pages with local caching\n");
 347         }
 348
 349         /* Neighborhood cache ktext pages on all cpus. */
 350         else if (strcmp(str, "all") == 0) {
 351                 ktext_small = 1;
 352                 ktext_all = 1;
 353                 pr_info("ktext: using maximal caching neighborhood\n");
 354         }
 355
 356
 357         /* Neighborhood ktext pages on specified mask */
 358         else if (cpulist_parse(str, &ktext_mask) == 0) {
 359                 if (cpumask_weight(&ktext_mask) > 1) {
 360                         ktext_small = 1;
 361                         pr_info("ktext: using caching neighborhood %*pbl with small pages\n",
 362                                 cpumask_pr_args(&ktext_mask));
 363                 } else {
 364                         pr_info("ktext: caching on cpu %*pbl with one huge page\n",
 365                                 cpumask_pr_args(&ktext_mask));
 366                 }
 367         }
 368
 369         else if (*str)
 370                 return -EINVAL;
 371
 372         return 0;
 373 }
 374
 375 early_param("ktext", setup_ktext);
 376
 377
 378 static inline pgprot_t ktext_set_nocache(pgprot_t prot)
 379 {
 380         if (!ktext_nocache)
 381                 prot = hv_pte_set_nc(prot);
 382         else
 383                 prot = hv_pte_set_no_alloc_l2(prot);
 384         return prot;
 385 }
 386
 387 /* Temporary page table we use for staging. */
 388 static pgd_t pgtables[PTRS_PER_PGD]
 389  __attribute__((aligned(HV_PAGE_TABLE_ALIGN)));
 390
 391 /*
 392  * This maps the physical memory to kernel virtual address space, a total
 393  * of max_low_pfn pages, by creating page tables starting from address
 394  * PAGE_OFFSET.
 395  *
 396  * This routine transitions us from using a set of compiled-in large
 397  * pages to using some more precise caching, including removing access
 398  * to code pages mapped at PAGE_OFFSET (executed only at MEM_SV_START)
 399  * marking read-only data as locally cacheable, striping the remaining
 400  * .data and .bss across all the available tiles, and removing access
 401  * to pages above the top of RAM (thus ensuring a page fault from a bad
 402  * virtual address rather than a hypervisor shoot down for accessing
 403  * memory outside the assigned limits).
 404  */
 405 static void __init kernel_physical_mapping_init(pgd_t *pgd_base)
 406 {
 407         unsigned long long irqmask;
 408         unsigned long address, pfn;
 409         pmd_t *pmd;
 410         pte_t *pte;
 411         int pte_ofs;
 412         const struct cpumask *my_cpu_mask = cpumask_of(smp_processor_id());
 413         struct cpumask kstripe_mask;
 414         int rc, i;
 415
 416         if (ktext_arg_seen && ktext_hash) {
 417                 pr_warn("warning: \"ktext\" boot argument ignored if \"kcache_hash\" sets up text hash-for-home\n");
 418                 ktext_small = 0;
 419         }
 420
 421         if (kdata_arg_seen && kdata_hash) {
 422                 pr_warn("warning: \"kdata\" boot argument ignored if \"kcache_hash\" sets up data hash-for-home\n");
 423         }
 424
 425         if (kdata_huge && !hash_default) {
 426                 pr_warn("warning: disabling \"kdata=huge\"; requires kcache_hash=all or =allbutstack\n");
 427                 kdata_huge = 0;
 428         }
 429
 430         /*
 431          * Set up a mask for cpus to use for kernel striping.
 432          * This is normally all cpus, but minus dataplane cpus if any.
 433          * If the dataplane covers the whole chip, we stripe over
 434          * the whole chip too.
 435          */
 436         cpumask_copy(&kstripe_mask, cpu_possible_mask);
 437         if (!kdata_arg_seen)
 438                 kdata_mask = kstripe_mask;
 439
 440         /* Allocate and fill in L2 page tables */
 441         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; ++i) {
 442 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 443                 unsigned long end_pfn = node_lowmem_end_pfn[i];
 444 #else
 445                 unsigned long end_pfn = node_end_pfn[i];
 446 #endif
 447                 unsigned long end_huge_pfn = 0;
 448
 449                 /* Pre-shatter the last huge page to allow per-cpu pages. */
 450                 if (kdata_huge)
 451                         end_huge_pfn = end_pfn - (HPAGE_SIZE >> PAGE_SHIFT);
 452
 453                 pfn = node_start_pfn[i];
 454
 455                 /* Allocate enough memory to hold L2 page tables for node. */
 456                 init_prealloc_ptes(i, end_pfn - pfn);
 457
 458                 address = (unsigned long) pfn_to_kaddr(pfn);
 459                 while (pfn < end_pfn) {
 460                         BUG_ON(address & (HPAGE_SIZE-1));
 461                         pmd = get_pmd(pgtables, address);
 462                         pte = get_prealloc_pte(pfn);
 463                         if (pfn < end_huge_pfn) {
 464                                 pgprot_t prot = init_pgprot(address);
 465                                 *(pte_t *)pmd = pte_mkhuge(pfn_pte(pfn, prot));
 466                                 for (pte_ofs = 0; pte_ofs < PTRS_PER_PTE;
 467                                      pfn++, pte_ofs++, address += PAGE_SIZE)
 468                                         pte[pte_ofs] = pfn_pte(pfn, prot);
 469                         } else {
 470                                 if (kdata_huge)
 471                                         printk(KERN_DEBUG "pre-shattered huge page at %#lx\n",
 472                                                address);
 473                                 for (pte_ofs = 0; pte_ofs < PTRS_PER_PTE;
 474                                      pfn++, pte_ofs++, address += PAGE_SIZE) {
 475                                         pgprot_t prot = init_pgprot(address);
 476                                         pte[pte_ofs] = pfn_pte(pfn, prot);
 477                                 }
 478                                 assign_pte(pmd, pte);
 479                         }
 480                 }
 481         }
 482
 483         /*
 484          * Set or check ktext_map now that we have cpu_possible_mask
 485          * and kstripe_mask to work with.
 486          */
 487         if (ktext_all)
 488                 cpumask_copy(&ktext_mask, cpu_possible_mask);
 489         else if (ktext_nondataplane)
 490                 ktext_mask = kstripe_mask;
 491         else if (!cpumask_empty(&ktext_mask)) {
 492                 /* Sanity-check any mask that was requested */
 493                 struct cpumask bad;
 494                 cpumask_andnot(&bad, &ktext_mask, cpu_possible_mask);
 495                 cpumask_and(&ktext_mask, &ktext_mask, cpu_possible_mask);
 496                 if (!cpumask_empty(&bad))
 497                         pr_info("ktext: not using unavailable cpus %*pbl\n",
 498                                 cpumask_pr_args(&bad));
 499                 if (cpumask_empty(&ktext_mask)) {
 500                         pr_warn("ktext: no valid cpus; caching on %d\n",
 501                                 smp_processor_id());
 502                         cpumask_copy(&ktext_mask,
 503                                      cpumask_of(smp_processor_id()));
 504                 }
 505         }
 506
 507         address = MEM_SV_START;
 508         pmd = get_pmd(pgtables, address);
 509         pfn = 0;  /* code starts at PA 0 */
 510         if (ktext_small) {
 511                 /* Allocate an L2 PTE for the kernel text */
 512                 int cpu = 0;
 513                 pgprot_t prot = construct_pgprot(PAGE_KERNEL_EXEC,
 514                                                  PAGE_HOME_IMMUTABLE);
 515
 516                 if (ktext_local) {
 517                         if (ktext_nocache)
 518                                 prot = hv_pte_set_mode(prot,
 519                                                        HV_PTE_MODE_UNCACHED);
 520                         else
 521                                 prot = hv_pte_set_mode(prot,
 522                                                        HV_PTE_MODE_CACHE_NO_L3);
 523                 } else {
 524                         prot = hv_pte_set_mode(prot,
 525                                                HV_PTE_MODE_CACHE_TILE_L3);
 526                         cpu = cpumask_first(&ktext_mask);
 527
 528                         prot = ktext_set_nocache(prot);
 529                 }
 530
 531                 BUG_ON(address != (unsigned long)_text);
 532                 pte = NULL;
 533                 for (; address < (unsigned long)_einittext;
 534                      pfn++, address += PAGE_SIZE) {
 535                         pte_ofs = pte_index(address);
 536                         if (pte_ofs == 0) {
 537                                 if (pte)
 538                                         assign_pte(pmd++, pte);
 539                                 pte = alloc_pte();
 540                         }
 541                         if (!ktext_local) {
 542                                 prot = set_remote_cache_cpu(prot, cpu);
 543                                 cpu = cpumask_next(cpu, &ktext_mask);
 544                                 if (cpu == NR_CPUS)
 545                                         cpu = cpumask_first(&ktext_mask);
 546                         }
 547                         pte[pte_ofs] = pfn_pte(pfn, prot);
 548                 }
 549                 if (pte)
 550                         assign_pte(pmd, pte);
 551         } else {
 552                 pte_t pteval = pfn_pte(0, PAGE_KERNEL_EXEC);
 553                 pteval = pte_mkhuge(pteval);
 554                 if (ktext_hash) {
 555                         pteval = hv_pte_set_mode(pteval,
 556                                                  HV_PTE_MODE_CACHE_HASH_L3);
 557                         pteval = ktext_set_nocache(pteval);
 558                 } else
 559                 if (cpumask_weight(&ktext_mask) == 1) {
 560                         pteval = set_remote_cache_cpu(pteval,
 561                                               cpumask_first(&ktext_mask));
 562                         pteval = hv_pte_set_mode(pteval,
 563                                                  HV_PTE_MODE_CACHE_TILE_L3);
 564                         pteval = ktext_set_nocache(pteval);
 565                 } else if (ktext_nocache)
 566                         pteval = hv_pte_set_mode(pteval,
 567                                                  HV_PTE_MODE_UNCACHED);
 568                 else
 569                         pteval = hv_pte_set_mode(pteval,
 570                                                  HV_PTE_MODE_CACHE_NO_L3);
 571                 for (; address < (unsigned long)_einittext;
 572                      pfn += PFN_DOWN(HPAGE_SIZE), address += HPAGE_SIZE)
 573                         *(pte_t *)(pmd++) = pfn_pte(pfn, pteval);
 574         }
 575
 576         /* Set swapper_pgprot here so it is flushed to memory right away. */
 577         swapper_pgprot = init_pgprot((unsigned long)swapper_pg_dir);
 578
 579         /*
 580          * Since we may be changing the caching of the stack and page
 581          * table itself, we invoke an assembly helper to do the
 582          * following steps:
 583          *
 584          *  - flush the cache so we start with an empty slate
 585          *  - install pgtables[] as the real page table
 586          *  - flush the TLB so the new page table takes effect
 587          */
 588         irqmask = interrupt_mask_save_mask();
 589         interrupt_mask_set_mask(-1ULL);
 590         rc = flush_and_install_context(__pa(pgtables),
 591                                        init_pgprot((unsigned long)pgtables),
 592                                        __this_cpu_read(current_asid),
 593                                        cpumask_bits(my_cpu_mask));
 594         interrupt_mask_restore_mask(irqmask);
 595         BUG_ON(rc != 0);
 596
 597         /* Copy the page table back to the normal swapper_pg_dir. */
 598         memcpy(pgd_base, pgtables, sizeof(pgtables));
 599         __install_page_table(pgd_base, __this_cpu_read(current_asid),
 600                              swapper_pgprot);
 601
 602         /*
 603          * We just read swapper_pgprot and thus brought it into the cache,
 604          * with its new home & caching mode.  When we start the other CPUs,
 605          * they're going to reference swapper_pgprot via their initial fake
 606          * VA-is-PA mappings, which cache everything locally.  At that
 607          * time, if it's in our cache with a conflicting home, the
 608          * simulator's coherence checker will complain.  So, flush it out
 609          * of our cache; we're not going to ever use it again anyway.
 610          */
 611         __insn_finv(&swapper_pgprot);
 612 }
 613
 614 /*
 615  * devmem_is_allowed() checks to see if /dev/mem access to a certain address
 616  * is valid. The argument is a physical page number.
 617  *
 618  * On Tile, the only valid things for which we can just hand out unchecked
 619  * PTEs are the kernel code and data.  Anything else might change its
 620  * homing with time, and we wouldn't know to adjust the /dev/mem PTEs.
 621  * Note that init_thread_union is released to heap soon after boot,
 622  * so we include it in the init data.
 623  *
 624  * For TILE-Gx, we might want to consider allowing access to PA
 625  * regions corresponding to PCI space, etc.
 626  */
 627 int devmem_is_allowed(unsigned long pagenr)
 628 {
 629         return pagenr < kaddr_to_pfn(_end) &&
 630                 !(pagenr >= kaddr_to_pfn(&init_thread_union) ||
 631                   pagenr < kaddr_to_pfn(__init_end)) &&
 632                 !(pagenr >= kaddr_to_pfn(_sinittext) ||
 633                   pagenr <= kaddr_to_pfn(_einittext-1));
 634 }
 635
 636 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 637 static void __init permanent_kmaps_init(pgd_t *pgd_base)
 638 {
 639         pgd_t *pgd;
 640         pud_t *pud;
 641         pmd_t *pmd;
 642         pte_t *pte;
 643         unsigned long vaddr;
 644
 645         vaddr = PKMAP_BASE;
 646         page_table_range_init(vaddr, vaddr + PAGE_SIZE*LAST_PKMAP, pgd_base);
 647
 648         pgd = swapper_pg_dir + pgd_index(vaddr);
 649         pud = pud_offset(pgd, vaddr);
 650         pmd = pmd_offset(pud, vaddr);
 651         pte = pte_offset_kernel(pmd, vaddr);
 652         pkmap_page_table = pte;
 653 }
 654 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
 655
 656
 657 #ifndef CONFIG_64BIT
 658 static void __init init_free_pfn_range(unsigned long start, unsigned long end)
 659 {
 660         unsigned long pfn;
 661         struct page *page = pfn_to_page(start);
 662
 663         for (pfn = start; pfn < end; ) {
 664                 /* Optimize by freeing pages in large batches */
 665                 int order = __ffs(pfn);
 666                 int count, i;
 667                 struct page *p;
 668
 669                 if (order >= MAX_ORDER)
 670                         order = MAX_ORDER-1;
 671                 count = 1 << order;
 672                 while (pfn + count > end) {
 673                         count >>= 1;
 674                         --order;
 675                 }
 676                 for (p = page, i = 0; i < count; ++i, ++p) {
 677                         __ClearPageReserved(p);
 678                         /*
 679                          * Hacky direct set to avoid unnecessary
 680                          * lock take/release for EVERY page here.
 681                          */
 682                         p->_refcount.counter = 0;
 683                         p->_mapcount.counter = -1;
 684                 }
 685                 init_page_count(page);
 686                 __free_pages(page, order);
 687                 adjust_managed_page_count(page, count);
 688
 689                 page += count;
 690                 pfn += count;
 691         }
 692 }
 693
 694 static void __init set_non_bootmem_pages_init(void)
 695 {
 696         struct zone *z;
 697         for_each_zone(z) {
 698                 unsigned long start, end;
 699                 int nid = z->zone_pgdat->node_id;
 700 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 701                 int idx = zone_idx(z);
 702 #endif
 703
 704                 start = z->zone_start_pfn;
 705                 end = start + z->spanned_pages;
 706                 start = max(start, node_free_pfn[nid]);
 707                 start = max(start, max_low_pfn);
 708
 709 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 710                 if (idx == ZONE_HIGHMEM)
 711                         totalhigh_pages += z->spanned_pages;
 712 #endif
 713                 if (kdata_huge) {
 714                         unsigned long percpu_pfn = node_percpu_pfn[nid];
 715                         if (start < percpu_pfn && end > percpu_pfn)
 716                                 end = percpu_pfn;
 717                 }
 718 #ifdef CONFIG_PCI
 719                 if (start <= pci_reserve_start_pfn &&
 720                     end > pci_reserve_start_pfn) {
 721                         if (end > pci_reserve_end_pfn)
 722                                 init_free_pfn_range(pci_reserve_end_pfn, end);
 723                         end = pci_reserve_start_pfn;
 724                 }
 725 #endif
 726                 init_free_pfn_range(start, end);
 727         }
 728 }
 729 #endif
 730
 731 /*
 732  * paging_init() sets up the page tables - note that all of lowmem is
 733  * already mapped by head.S.
 734  */
 735 void __init paging_init(void)
 736 {
 737 #ifdef __tilegx__
 738         pud_t *pud;
 739 #endif
 740         pgd_t *pgd_base = swapper_pg_dir;
 741
 742         kernel_physical_mapping_init(pgd_base);
 743
 744         /* Fixed mappings, only the page table structure has to be created. */
 745         page_table_range_init(fix_to_virt(__end_of_fixed_addresses - 1),
 746                               FIXADDR_TOP, pgd_base);
 747
 748 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 749         permanent_kmaps_init(pgd_base);
 750 #endif
 751
 752 #ifdef __tilegx__
 753         /*
 754          * Since GX allocates just one pmd_t array worth of vmalloc space,
 755          * we go ahead and allocate it statically here, then share it
 756          * globally.  As a result we don't have to worry about any task
 757          * changing init_mm once we get up and running, and there's no
 758          * need for e.g. vmalloc_sync_all().
 759          */
 760         BUILD_BUG_ON(pgd_index(VMALLOC_START) != pgd_index(VMALLOC_END - 1));
 761         pud = pud_offset(pgd_base + pgd_index(VMALLOC_START), VMALLOC_START);
 762         assign_pmd(pud, alloc_pmd());
 763 #endif
 764 }
 765
 766
 767 /*
 768  * Walk the kernel page tables and derive the page_home() from
 769  * the PTEs, so that set_pte() can properly validate the caching
 770  * of all PTEs it sees.
 771  */
 772 void __init set_page_homes(void)
 773 {
 774 }
 775
 776 static void __init set_max_mapnr_init(void)
 777 {
 778 #ifdef CONFIG_FLATMEM
 779         max_mapnr = max_low_pfn;
 780 #endif
 781 }
 782
 783 void __init mem_init(void)
 784 {
 785         int i;
 786 #ifndef __tilegx__
 787         void *last;
 788 #endif
 789
 790 #ifdef CONFIG_FLATMEM
 791         BUG_ON(!mem_map);
 792 #endif
 793
 794 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 795         /* check that fixmap and pkmap do not overlap */
 796         if (PKMAP_ADDR(LAST_PKMAP-1) >= FIXADDR_START) {
 797                 pr_err("fixmap and kmap areas overlap - this will crash\n");
 798                 pr_err("pkstart: %lxh pkend: %lxh fixstart %lxh\n",
 799                        PKMAP_BASE, PKMAP_ADDR(LAST_PKMAP-1), FIXADDR_START);
 800                 BUG();
 801         }
 802 #endif
 803
 804         set_max_mapnr_init();
 805
 806         /* this will put all bootmem onto the freelists */
 807         free_all_bootmem();
 808
 809 #ifndef CONFIG_64BIT
 810         /* count all remaining LOWMEM and give all HIGHMEM to page allocator */
 811         set_non_bootmem_pages_init();
 812 #endif
 813
 814         mem_init_print_info(NULL);
 815
 816         /*
 817          * In debug mode, dump some interesting memory mappings.
 818          */
 819 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 820         printk(KERN_DEBUG "  KMAP    %#lx - %#lx\n",
 821                FIXADDR_START, FIXADDR_TOP + PAGE_SIZE - 1);
 822         printk(KERN_DEBUG "  PKMAP   %#lx - %#lx\n",
 823                PKMAP_BASE, PKMAP_ADDR(LAST_PKMAP) - 1);
 824 #endif
 825         printk(KERN_DEBUG "  VMALLOC %#lx - %#lx\n",
 826                _VMALLOC_START, _VMALLOC_END - 1);
 827 #ifdef __tilegx__
 828         for (i = MAX_NUMNODES-1; i >= 0; --i) {
 829                 struct pglist_data *node = &node_data[i];
 830                 if (node->node_present_pages) {
 831                         unsigned long start = (unsigned long)
 832                                 pfn_to_kaddr(node->node_start_pfn);
 833                         unsigned long end = start +
 834                                 (node->node_present_pages << PAGE_SHIFT);
 835                         printk(KERN_DEBUG "  MEM%d    %#lx - %#lx\n",
 836                                i, start, end - 1);
 837                 }
 838         }
 839 #else
 840         last = high_memory;
 841         for (i = MAX_NUMNODES-1; i >= 0; --i) {
 842                 if ((unsigned long)vbase_map[i] != -1UL) {
 843                         printk(KERN_DEBUG "  LOWMEM%d %#lx - %#lx\n",
 844                                i, (unsigned long) (vbase_map[i]),
 845                                (unsigned long) (last-1));
 846                         last = vbase_map[i];
 847                 }
 848         }
 849 #endif
 850
 851 #ifndef __tilegx__
 852         /*
 853          * Convert from using one lock for all atomic operations to
 854          * one per cpu.
 855          */
 856         __init_atomic_per_cpu();
 857 #endif
 858 }
 859
 860 /*
 861  * this is for the non-NUMA, single node SMP system case.
 862  * Specifically, in the case of x86, we will always add
 863  * memory to the highmem for now.
 864  */
 865 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
 866 int arch_add_memory(u64 start, u64 size, bool for_device)
 867 {
 868         struct pglist_data *pgdata = &contig_page_data;
 869         struct zone *zone = pgdata->node_zones + MAX_NR_ZONES-1;
 870         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
 871         unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
 872
 873         return __add_pages(zone, start_pfn, nr_pages);
 874 }
 875
 876 int remove_memory(u64 start, u64 size)
 877 {
 878         return -EINVAL;
 879 }
 880
 881 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTREMOVE
 882 int arch_remove_memory(u64 start, u64 size)
 883 {
 884         /* TODO */
 885         return -EBUSY;
 886 }
 887 #endif
 888 #endif
 889
 890 struct kmem_cache *pgd_cache;
 891
 892 void __init pgtable_cache_init(void)
 893 {
 894         pgd_cache = kmem_cache_create("pgd", SIZEOF_PGD, SIZEOF_PGD, 0, NULL);
 895         if (!pgd_cache)
 896                 panic("pgtable_cache_init(): Cannot create pgd cache");
 897 }
 898
 899 static long __write_once initfree = 1;
 900 static bool __write_once set_initfree_done;
 901
 902 /* Select whether to free (1) or mark unusable (0) the __init pages. */
 903 static int __init set_initfree(char *str)
 904 {
 905         long val;
 906         if (kstrtol(str, 0, &val) == 0) {
 907                 set_initfree_done = true;
 908                 initfree = val;
 909                 pr_info("initfree: %s free init pages\n",
 910                         initfree ? "will" : "won't");
 911         }
 912         return 1;
 913 }
 914 __setup("initfree=", set_initfree);
 915
 916 static void free_init_pages(char *what, unsigned long begin, unsigned long end)
 917 {
 918         unsigned long addr = (unsigned long) begin;
 919
 920         /* Prefer user request first */
 921         if (!set_initfree_done) {
 922                 if (debug_pagealloc_enabled())
 923                         initfree = 0;
 924         }
 925         if (kdata_huge && !initfree) {
 926                 pr_warn("Warning: ignoring initfree=0: incompatible with kdata=huge\n");
 927                 initfree = 1;
 928         }
 929         end = (end + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
 930         local_flush_tlb_pages(NULL, begin, PAGE_SIZE, end - begin);
 931         for (addr = begin; addr < end; addr += PAGE_SIZE) {
 932                 /*
 933                  * Note we just reset the home here directly in the
 934                  * page table.  We know this is safe because our caller
 935                  * just flushed the caches on all the other cpus,
 936                  * and they won't be touching any of these pages.
 937                  */
 938                 int pfn = kaddr_to_pfn((void *)addr);
 939                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
 940                 pte_t *ptep = virt_to_kpte(addr);
 941                 if (!initfree) {
 942                         /*
 943                          * If debugging page accesses then do not free
 944                          * this memory but mark them not present - any
 945                          * buggy init-section access will create a
 946                          * kernel page fault:
 947                          */
 948                         pte_clear(&init_mm, addr, ptep);
 949                         continue;
 950                 }
 951                 if (pte_huge(*ptep))
 952                         BUG_ON(!kdata_huge);
 953                 else
 954                         set_pte_at(&init_mm, addr, ptep,
 955                                    pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL));
 956                 memset((void *)addr, POISON_FREE_INITMEM, PAGE_SIZE);
 957                 free_reserved_page(page);
 958         }
 959         pr_info("Freeing %s: %ldk freed\n", what, (end - begin) >> 10);
 960 }
 961
 962 void free_initmem(void)
 963 {
 964         const unsigned long text_delta = MEM_SV_START - PAGE_OFFSET;
 965
 966         /*
 967          * Evict the cache on all cores to avoid incoherence.
 968          * We are guaranteed that no one will touch the init pages any more.
 969          */
 970         homecache_evict(&cpu_cacheable_map);
 971
 972         /* Free the data pages that we won't use again after init. */
 973         free_init_pages("unused kernel data",
 974                         (unsigned long)__init_begin,
 975                         (unsigned long)__init_end);
 976
 977         /*
 978          * Free the pages mapped from 0xc0000000 that correspond to code
 979          * pages from MEM_SV_START that we won't use again after init.
 980          */
 981         free_init_pages("unused kernel text",
 982                         (unsigned long)_sinittext - text_delta,
 983                         (unsigned long)_einittext - text_delta);
 984         /* Do a global TLB flush so everyone sees the changes. */
 985         flush_tlb_all();
 986 }