]> Git Repo - linux.git/blob - arch/powerpc/mm/mem.c
Revert "kbuild: avoid static_assert for genksyms"
[linux.git] / 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 ([email protected])
5  *
6  *  Modifications by Paul Mackerras (PowerMac) ([email protected])
7  *  and Cort Dougan (PReP) ([email protected])
8  *    Copyright (C) 1996 Paul Mackerras
9  *  PPC44x/36-bit changes by Matt Porter ([email protected])
10  *
11  *  Derived from "arch/i386/mm/init.c"
12  *    Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
13  */
14
15 #include <linux/export.h>
16 #include <linux/sched.h>
17 #include <linux/kernel.h>
18 #include <linux/errno.h>
19 #include <linux/string.h>
20 #include <linux/gfp.h>
21 #include <linux/types.h>
22 #include <linux/mm.h>
23 #include <linux/stddef.h>
24 #include <linux/init.h>
25 #include <linux/memblock.h>
26 #include <linux/highmem.h>
27 #include <linux/initrd.h>
28 #include <linux/pagemap.h>
29 #include <linux/suspend.h>
30 #include <linux/hugetlb.h>
31 #include <linux/slab.h>
32 #include <linux/vmalloc.h>
33 #include <linux/memremap.h>
34 #include <linux/dma-direct.h>
35 #include <linux/kprobes.h>
36
37 #include <asm/prom.h>
38 #include <asm/io.h>
39 #include <asm/mmu_context.h>
40 #include <asm/mmu.h>
41 #include <asm/smp.h>
42 #include <asm/machdep.h>
43 #include <asm/btext.h>
44 #include <asm/tlb.h>
45 #include <asm/sections.h>
46 #include <asm/sparsemem.h>
47 #include <asm/vdso.h>
48 #include <asm/fixmap.h>
49 #include <asm/swiotlb.h>
50 #include <asm/rtas.h>
51 #include <asm/kasan.h>
52 #include <asm/svm.h>
53 #include <asm/mmzone.h>
54
55 #include <mm/mmu_decl.h>
56
57 static DEFINE_MUTEX(linear_mapping_mutex);
58 unsigned long long memory_limit;
59 bool init_mem_is_free;
60
61 pgprot_t phys_mem_access_prot(struct file *file, unsigned long pfn,
62                               unsigned long size, pgprot_t vma_prot)
63 {
64         if (ppc_md.phys_mem_access_prot)
65                 return ppc_md.phys_mem_access_prot(file, pfn, size, vma_prot);
66
67         if (!page_is_ram(pfn))
68                 vma_prot = pgprot_noncached(vma_prot);
69
70         return vma_prot;
71 }
72 EXPORT_SYMBOL(phys_mem_access_prot);
73
74 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
75
76 #ifdef CONFIG_NUMA
77 int memory_add_physaddr_to_nid(u64 start)
78 {
79         return hot_add_scn_to_nid(start);
80 }
81 #endif
82
83 int __weak create_section_mapping(unsigned long start, unsigned long end,
84                                   int nid, pgprot_t prot)
85 {
86         return -ENODEV;
87 }
88
89 int __weak remove_section_mapping(unsigned long start, unsigned long end)
90 {
91         return -ENODEV;
92 }
93
94 #define FLUSH_CHUNK_SIZE SZ_1G
95 /**
96  * flush_dcache_range_chunked(): Write any modified data cache blocks out to
97  * memory and invalidate them, in chunks of up to FLUSH_CHUNK_SIZE
98  * Does not invalidate the corresponding instruction cache blocks.
99  *
100  * @start: the start address
101  * @stop: the stop address (exclusive)
102  * @chunk: the max size of the chunks
103  */
104 static void flush_dcache_range_chunked(unsigned long start, unsigned long stop,
105                                        unsigned long chunk)
106 {
107         unsigned long i;
108
109         for (i = start; i < stop; i += chunk) {
110                 flush_dcache_range(i, min(stop, i + chunk));
111                 cond_resched();
112         }
113 }
114
115 int __ref arch_create_linear_mapping(int nid, u64 start, u64 size,
116                                      struct mhp_params *params)
117 {
118         int rc;
119
120         start = (unsigned long)__va(start);
121         mutex_lock(&linear_mapping_mutex);
122         rc = create_section_mapping(start, start + size, nid,
123                                     params->pgprot);
124         mutex_unlock(&linear_mapping_mutex);
125         if (rc) {
126                 pr_warn("Unable to create linear mapping for 0x%llx..0x%llx: %d\n",
127                         start, start + size, rc);
128                 return -EFAULT;
129         }
130         return 0;
131 }
132
133 void __ref arch_remove_linear_mapping(u64 start, u64 size)
134 {
135         int ret;
136
137         /* Remove htab bolted mappings for this section of memory */
138         start = (unsigned long)__va(start);
139         flush_dcache_range_chunked(start, start + size, FLUSH_CHUNK_SIZE);
140
141         mutex_lock(&linear_mapping_mutex);
142         ret = remove_section_mapping(start, start + size);
143         mutex_unlock(&linear_mapping_mutex);
144         if (ret)
145                 pr_warn("Unable to remove linear mapping for 0x%llx..0x%llx: %d\n",
146                         start, start + size, ret);
147
148         /* Ensure all vmalloc mappings are flushed in case they also
149          * hit that section of memory
150          */
151         vm_unmap_aliases();
152 }
153
154 int __ref arch_add_memory(int nid, u64 start, u64 size,
155                           struct mhp_params *params)
156 {
157         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
158         unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
159         int rc;
160
161         rc = arch_create_linear_mapping(nid, start, size, params);
162         if (rc)
163                 return rc;
164         rc = __add_pages(nid, start_pfn, nr_pages, params);
165         if (rc)
166                 arch_remove_linear_mapping(start, size);
167         return rc;
168 }
169
170 void __ref arch_remove_memory(int nid, u64 start, u64 size,
171                               struct vmem_altmap *altmap)
172 {
173         unsigned long start_pfn = start >> PAGE_SHIFT;
174         unsigned long nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
175
176         __remove_pages(start_pfn, nr_pages, altmap);
177         arch_remove_linear_mapping(start, size);
178 }
179 #endif
180
181 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
182 void __init mem_topology_setup(void)
183 {
184         max_low_pfn = max_pfn = memblock_end_of_DRAM() >> PAGE_SHIFT;
185         min_low_pfn = MEMORY_START >> PAGE_SHIFT;
186 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
187         max_low_pfn = lowmem_end_addr >> PAGE_SHIFT;
188 #endif
189
190         /* Place all memblock_regions in the same node and merge contiguous
191          * memblock_regions
192          */
193         memblock_set_node(0, PHYS_ADDR_MAX, &memblock.memory, 0);
194 }
195
196 void __init initmem_init(void)
197 {
198         sparse_init();
199 }
200
201 /* mark pages that don't exist as nosave */
202 static int __init mark_nonram_nosave(void)
203 {
204         unsigned long spfn, epfn, prev = 0;
205         int i;
206
207         for_each_mem_pfn_range(i, MAX_NUMNODES, &spfn, &epfn, NULL) {
208                 if (prev && prev < spfn)
209                         register_nosave_region(prev, spfn);
210
211                 prev = epfn;
212         }
213
214         return 0;
215 }
216 #else /* CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES */
217 static int __init mark_nonram_nosave(void)
218 {
219         return 0;
220 }
221 #endif
222
223 /*
224  * Zones usage:
225  *
226  * We setup ZONE_DMA to be 31-bits on all platforms and ZONE_NORMAL to be
227  * everything else. GFP_DMA32 page allocations automatically fall back to
228  * ZONE_DMA.
229  *
230  * By using 31-bit unconditionally, we can exploit zone_dma_bits to inform the
231  * generic DMA mapping code.  32-bit only devices (if not handled by an IOMMU
232  * anyway) will take a first dip into ZONE_NORMAL and get otherwise served by
233  * ZONE_DMA.
234  */
235 static unsigned long max_zone_pfns[MAX_NR_ZONES];
236
237 /*
238  * paging_init() sets up the page tables - in fact we've already done this.
239  */
240 void __init paging_init(void)
241 {
242         unsigned long long total_ram = memblock_phys_mem_size();
243         phys_addr_t top_of_ram = memblock_end_of_DRAM();
244
245 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
246         unsigned long v = __fix_to_virt(FIX_KMAP_END);
247         unsigned long end = __fix_to_virt(FIX_KMAP_BEGIN);
248
249         for (; v < end; v += PAGE_SIZE)
250                 map_kernel_page(v, 0, __pgprot(0)); /* XXX gross */
251
252         map_kernel_page(PKMAP_BASE, 0, __pgprot(0));    /* XXX gross */
253         pkmap_page_table = virt_to_kpte(PKMAP_BASE);
254 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
255
256         printk(KERN_DEBUG "Top of RAM: 0x%llx, Total RAM: 0x%llx\n",
257                (unsigned long long)top_of_ram, total_ram);
258         printk(KERN_DEBUG "Memory hole size: %ldMB\n",
259                (long int)((top_of_ram - total_ram) >> 20));
260
261         /*
262          * Allow 30-bit DMA for very limited Broadcom wifi chips on many
263          * powerbooks.
264          */
265         if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC32))
266                 zone_dma_bits = 30;
267         else
268                 zone_dma_bits = 31;
269
270 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
271         max_zone_pfns[ZONE_DMA] = min(max_low_pfn,
272                                       1UL << (zone_dma_bits - PAGE_SHIFT));
273 #endif
274         max_zone_pfns[ZONE_NORMAL] = max_low_pfn;
275 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
276         max_zone_pfns[ZONE_HIGHMEM] = max_pfn;
277 #endif
278
279         free_area_init(max_zone_pfns);
280
281         mark_nonram_nosave();
282 }
283
284 void __init mem_init(void)
285 {
286         /*
287          * book3s is limited to 16 page sizes due to encoding this in
288          * a 4-bit field for slices.
289          */
290         BUILD_BUG_ON(MMU_PAGE_COUNT > 16);
291
292 #ifdef CONFIG_SWIOTLB
293         /*
294          * Some platforms (e.g. 85xx) limit DMA-able memory way below
295          * 4G. We force memblock to bottom-up mode to ensure that the
296          * memory allocated in swiotlb_init() is DMA-able.
297          * As it's the last memblock allocation, no need to reset it
298          * back to to-down.
299          */
300         memblock_set_bottom_up(true);
301         if (is_secure_guest())
302                 svm_swiotlb_init();
303         else
304                 swiotlb_init(0);
305 #endif
306
307         high_memory = (void *) __va(max_low_pfn * PAGE_SIZE);
308         set_max_mapnr(max_pfn);
309
310         kasan_late_init();
311
312         memblock_free_all();
313
314 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
315         {
316                 unsigned long pfn, highmem_mapnr;
317
318                 highmem_mapnr = lowmem_end_addr >> PAGE_SHIFT;
319                 for (pfn = highmem_mapnr; pfn < max_mapnr; ++pfn) {
320                         phys_addr_t paddr = (phys_addr_t)pfn << PAGE_SHIFT;
321                         struct page *page = pfn_to_page(pfn);
322                         if (!memblock_is_reserved(paddr))
323                                 free_highmem_page(page);
324                 }
325         }
326 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
327
328 #if defined(CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E) && !defined(CONFIG_SMP)
329         /*
330          * If smp is enabled, next_tlbcam_idx is initialized in the cpu up
331          * functions.... do it here for the non-smp case.
332          */
333         per_cpu(next_tlbcam_idx, smp_processor_id()) =
334                 (mfspr(SPRN_TLB1CFG) & TLBnCFG_N_ENTRY) - 1;
335 #endif
336
337         mem_init_print_info(NULL);
338 #ifdef CONFIG_PPC32
339         pr_info("Kernel virtual memory layout:\n");
340 #ifdef CONFIG_KASAN
341         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : kasan shadow mem\n",
342                 KASAN_SHADOW_START, KASAN_SHADOW_END);
343 #endif
344         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : fixmap\n", FIXADDR_START, FIXADDR_TOP);
345 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
346         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : highmem PTEs\n",
347                 PKMAP_BASE, PKMAP_ADDR(LAST_PKMAP));
348 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
349         if (ioremap_bot != IOREMAP_TOP)
350                 pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : early ioremap\n",
351                         ioremap_bot, IOREMAP_TOP);
352         pr_info("  * 0x%08lx..0x%08lx  : vmalloc & ioremap\n",
353                 VMALLOC_START, VMALLOC_END);
354 #endif /* CONFIG_PPC32 */
355 }
356
357 void free_initmem(void)
358 {
359         ppc_md.progress = ppc_printk_progress;
360         mark_initmem_nx();
361         init_mem_is_free = true;
362         free_initmem_default(POISON_FREE_INITMEM);
363 }
364
365 /**
366  * flush_coherent_icache() - if a CPU has a coherent icache, flush it
367  * @addr: The base address to use (can be any valid address, the whole cache will be flushed)
368  * Return true if the cache was flushed, false otherwise
369  */
370 static inline bool flush_coherent_icache(unsigned long addr)
371 {
372         /*
373          * For a snooping icache, we still need a dummy icbi to purge all the
374          * prefetched instructions from the ifetch buffers. We also need a sync
375          * before the icbi to order the the actual stores to memory that might
376          * have modified instructions with the icbi.
377          */
378         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_COHERENT_ICACHE)) {
379                 mb(); /* sync */
380                 allow_read_from_user((const void __user *)addr, L1_CACHE_BYTES);
381                 icbi((void *)addr);
382                 prevent_read_from_user((const void __user *)addr, L1_CACHE_BYTES);
383                 mb(); /* sync */
384                 isync();
385                 return true;
386         }
387
388         return false;
389 }
390
391 /**
392  * invalidate_icache_range() - Flush the icache by issuing icbi across an address range
393  * @start: the start address
394  * @stop: the stop address (exclusive)
395  */
396 static void invalidate_icache_range(unsigned long start, unsigned long stop)
397 {
398         unsigned long shift = l1_icache_shift();
399         unsigned long bytes = l1_icache_bytes();
400         char *addr = (char *)(start & ~(bytes - 1));
401         unsigned long size = stop - (unsigned long)addr + (bytes - 1);
402         unsigned long i;
403
404         for (i = 0; i < size >> shift; i++, addr += bytes)
405                 icbi(addr);
406
407         mb(); /* sync */
408         isync();
409 }
410
411 /**
412  * flush_icache_range: Write any modified data cache blocks out to memory
413  * and invalidate the corresponding blocks in the instruction cache
414  *
415  * Generic code will call this after writing memory, before executing from it.
416  *
417  * @start: the start address
418  * @stop: the stop address (exclusive)
419  */
420 void flush_icache_range(unsigned long start, unsigned long stop)
421 {
422         if (flush_coherent_icache(start))
423                 return;
424
425         clean_dcache_range(start, stop);
426
427         if (IS_ENABLED(CONFIG_44x)) {
428                 /*
429                  * Flash invalidate on 44x because we are passed kmapped
430                  * addresses and this doesn't work for userspace pages due to
431                  * the virtually tagged icache.
432                  */
433                 iccci((void *)start);
434                 mb(); /* sync */
435                 isync();
436         } else
437                 invalidate_icache_range(start, stop);
438 }
439 EXPORT_SYMBOL(flush_icache_range);
440
441 #if !defined(CONFIG_PPC_8xx) && !defined(CONFIG_PPC64)
442 /**
443  * flush_dcache_icache_phys() - Flush a page by it's physical address
444  * @physaddr: the physical address of the page
445  */
446 static void flush_dcache_icache_phys(unsigned long physaddr)
447 {
448         unsigned long bytes = l1_dcache_bytes();
449         unsigned long nb = PAGE_SIZE / bytes;
450         unsigned long addr = physaddr & PAGE_MASK;
451         unsigned long msr, msr0;
452         unsigned long loop1 = addr, loop2 = addr;
453
454         msr0 = mfmsr();
455         msr = msr0 & ~MSR_DR;
456         /*
457          * This must remain as ASM to prevent potential memory accesses
458          * while the data MMU is disabled
459          */
460         asm volatile(
461                 "   mtctr %2;\n"
462                 "   mtmsr %3;\n"
463                 "   isync;\n"
464                 "0: dcbst   0, %0;\n"
465                 "   addi    %0, %0, %4;\n"
466                 "   bdnz    0b;\n"
467                 "   sync;\n"
468                 "   mtctr %2;\n"
469                 "1: icbi    0, %1;\n"
470                 "   addi    %1, %1, %4;\n"
471                 "   bdnz    1b;\n"
472                 "   sync;\n"
473                 "   mtmsr %5;\n"
474                 "   isync;\n"
475                 : "+&r" (loop1), "+&r" (loop2)
476                 : "r" (nb), "r" (msr), "i" (bytes), "r" (msr0)
477                 : "ctr", "memory");
478 }
479 NOKPROBE_SYMBOL(flush_dcache_icache_phys)
480 #endif // !defined(CONFIG_PPC_8xx) && !defined(CONFIG_PPC64)
481
482 /*
483  * This is called when a page has been modified by the kernel.
484  * It just marks the page as not i-cache clean.  We do the i-cache
485  * flush later when the page is given to a user process, if necessary.
486  */
487 void flush_dcache_page(struct page *page)
488 {
489         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_COHERENT_ICACHE))
490                 return;
491         /* avoid an atomic op if possible */
492         if (test_bit(PG_arch_1, &page->flags))
493                 clear_bit(PG_arch_1, &page->flags);
494 }
495 EXPORT_SYMBOL(flush_dcache_page);
496
497 void flush_dcache_icache_page(struct page *page)
498 {
499 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
500         if (PageCompound(page)) {
501                 flush_dcache_icache_hugepage(page);
502                 return;
503         }
504 #endif
505 #if defined(CONFIG_PPC_8xx) || defined(CONFIG_PPC64)
506         /* On 8xx there is no need to kmap since highmem is not supported */
507         __flush_dcache_icache(page_address(page));
508 #else
509         if (IS_ENABLED(CONFIG_BOOKE) || sizeof(phys_addr_t) > sizeof(void *)) {
510                 void *start = kmap_atomic(page);
511                 __flush_dcache_icache(start);
512                 kunmap_atomic(start);
513         } else {
514                 unsigned long addr = page_to_pfn(page) << PAGE_SHIFT;
515
516                 if (flush_coherent_icache(addr))
517                         return;
518                 flush_dcache_icache_phys(addr);
519         }
520 #endif
521 }
522 EXPORT_SYMBOL(flush_dcache_icache_page);
523
524 /**
525  * __flush_dcache_icache(): Flush a particular page from the data cache to RAM.
526  * Note: this is necessary because the instruction cache does *not*
527  * snoop from the data cache.
528  *
529  * @page: the address of the page to flush
530  */
531 void __flush_dcache_icache(void *p)
532 {
533         unsigned long addr = (unsigned long)p;
534
535         if (flush_coherent_icache(addr))
536                 return;
537
538         clean_dcache_range(addr, addr + PAGE_SIZE);
539
540         /*
541          * We don't flush the icache on 44x. Those have a virtual icache and we
542          * don't have access to the virtual address here (it's not the page
543          * vaddr but where it's mapped in user space). The flushing of the
544          * icache on these is handled elsewhere, when a change in the address
545          * space occurs, before returning to user space.
546          */
547
548         if (mmu_has_feature(MMU_FTR_TYPE_44x))
549                 return;
550
551         invalidate_icache_range(addr, addr + PAGE_SIZE);
552 }
553
554 void clear_user_page(void *page, unsigned long vaddr, struct page *pg)
555 {
556         clear_page(page);
557
558         /*
559          * We shouldn't have to do this, but some versions of glibc
560          * require it (ld.so assumes zero filled pages are icache clean)
561          * - Anton
562          */
563         flush_dcache_page(pg);
564 }
565 EXPORT_SYMBOL(clear_user_page);
566
567 void copy_user_page(void *vto, void *vfrom, unsigned long vaddr,
568                     struct page *pg)
569 {
570         copy_page(vto, vfrom);
571
572         /*
573          * We should be able to use the following optimisation, however
574          * there are two problems.
575          * Firstly a bug in some versions of binutils meant PLT sections
576          * were not marked executable.
577          * Secondly the first word in the GOT section is blrl, used
578          * to establish the GOT address. Until recently the GOT was
579          * not marked executable.
580          * - Anton
581          */
582 #if 0
583         if (!vma->vm_file && ((vma->vm_flags & VM_EXEC) == 0))
584                 return;
585 #endif
586
587         flush_dcache_page(pg);
588 }
589
590 void flush_icache_user_page(struct vm_area_struct *vma, struct page *page,
591                              unsigned long addr, int len)
592 {
593         unsigned long maddr;
594
595         maddr = (unsigned long) kmap(page) + (addr & ~PAGE_MASK);
596         flush_icache_range(maddr, maddr + len);
597         kunmap(page);
598 }
599
600 /*
601  * System memory should not be in /proc/iomem but various tools expect it
602  * (eg kdump).
603  */
604 static int __init add_system_ram_resources(void)
605 {
606         phys_addr_t start, end;
607         u64 i;
608
609         for_each_mem_range(i, &start, &end) {
610                 struct resource *res;
611
612                 res = kzalloc(sizeof(struct resource), GFP_KERNEL);
613                 WARN_ON(!res);
614
615                 if (res) {
616                         res->name = "System RAM";
617                         res->start = start;
618                         /*
619                          * In memblock, end points to the first byte after
620                          * the range while in resourses, end points to the
621                          * last byte in the range.
622                          */
623                         res->end = end - 1;
624                         res->flags = IORESOURCE_SYSTEM_RAM | IORESOURCE_BUSY;
625                         WARN_ON(request_resource(&iomem_resource, res) < 0);
626                 }
627         }
628
629         return 0;
630 }
631 subsys_initcall(add_system_ram_resources);
632
633 #ifdef CONFIG_STRICT_DEVMEM
634 /*
635  * devmem_is_allowed(): check to see if /dev/mem access to a certain address
636  * is valid. The argument is a physical page number.
637  *
638  * Access has to be given to non-kernel-ram areas as well, these contain the
639  * PCI mmio resources as well as potential bios/acpi data regions.
640  */
641 int devmem_is_allowed(unsigned long pfn)
642 {
643         if (page_is_rtas_user_buf(pfn))
644                 return 1;
645         if (iomem_is_exclusive(PFN_PHYS(pfn)))
646                 return 0;
647         if (!page_is_ram(pfn))
648                 return 1;
649         return 0;
650 }
651 #endif /* CONFIG_STRICT_DEVMEM */
652
653 /*
654  * This is defined in kernel/resource.c but only powerpc needs to export it, for
655  * the EHEA driver. Drop this when drivers/net/ethernet/ibm/ehea is removed.
656  */
657 EXPORT_SYMBOL_GPL(walk_system_ram_range);
This page took 0.067207 seconds and 4 git commands to generate.