arch/arm64/mm/init.c

   1 /*
   2  * Based on arch/arm/mm/init.c
   3  *
   4  * Copyright (C) 1995-2005 Russell King
   5  * Copyright (C) 2012 ARM Ltd.
   6  *
   7  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   8  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   9  * published by the Free Software Foundation.
  10  *
  11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  * GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  18  */
  19
  20 #include <linux/kernel.h>
  21 #include <linux/export.h>
  22 #include <linux/errno.h>
  23 #include <linux/swap.h>
  24 #include <linux/init.h>
  25 #include <linux/bootmem.h>
  26 #include <linux/mman.h>
  27 #include <linux/nodemask.h>
  28 #include <linux/initrd.h>
  29 #include <linux/gfp.h>
  30 #include <linux/memblock.h>
  31 #include <linux/sort.h>
  32 #include <linux/of_fdt.h>
  33 #include <linux/dma-mapping.h>
  34 #include <linux/dma-contiguous.h>
  35
  36 #include <asm/prom.h>
  37 #include <asm/sections.h>
  38 #include <asm/setup.h>
  39 #include <asm/sizes.h>
  40 #include <asm/tlb.h>
  41
  42 #ifdef CONFIG_ARCH_ROCKCHIP
  43 #include <linux/rockchip/common.h>
  44 #endif
  45
  46 #include "mm.h"
  47
  48 static unsigned long phys_initrd_start __initdata = 0;
  49 static unsigned long phys_initrd_size __initdata = 0;
  50
  51 phys_addr_t memstart_addr __read_mostly = 0;
  52
  53 void __init early_init_dt_setup_initrd_arch(u64 start, u64 end)
  54 {
  55         phys_initrd_start = start;
  56         phys_initrd_size = end - start;
  57 }
  58
  59 static int __init early_initrd(char *p)
  60 {
  61         unsigned long start, size;
  62         char *endp;
  63
  64         start = memparse(p, &endp);
  65         if (*endp == ',') {
  66                 size = memparse(endp + 1, NULL);
  67
  68                 phys_initrd_start = start;
  69                 phys_initrd_size = size;
  70         }
  71         return 0;
  72 }
  73 early_param("initrd", early_initrd);
  74
  75 /*
  76  * Return the maximum physical address for ZONE_DMA (DMA_BIT_MASK(32)). It
  77  * currently assumes that for memory starting above 4G, 32-bit devices will
  78  * use a DMA offset.
  79  */
  80 static phys_addr_t max_zone_dma_phys(void)
  81 {
  82         phys_addr_t offset = memblock_start_of_DRAM() & GENMASK_ULL(63, 32);
  83         return min(offset + (1ULL << 32), memblock_end_of_DRAM());
  84 }
  85
  86 static void __init zone_sizes_init(unsigned long min, unsigned long max)
  87 {
  88         struct memblock_region *reg;
  89         unsigned long zone_size[MAX_NR_ZONES], zhole_size[MAX_NR_ZONES];
  90         unsigned long max_dma = min;
  91
  92         memset(zone_size, 0, sizeof(zone_size));
  93
  94         /* 4GB maximum for 32-bit only capable devices */
  95         if (IS_ENABLED(CONFIG_ZONE_DMA)) {
  96                 max_dma = PFN_DOWN(max_zone_dma_phys());
  97                 zone_size[ZONE_DMA] = max_dma - min;
  98         }
  99         zone_size[ZONE_NORMAL] = max - max_dma;
 100
 101         memcpy(zhole_size, zone_size, sizeof(zhole_size));
 102
 103         for_each_memblock(memory, reg) {
 104                 unsigned long start = memblock_region_memory_base_pfn(reg);
 105                 unsigned long end = memblock_region_memory_end_pfn(reg);
 106
 107                 if (start >= max)
 108                         continue;
 109
 110                 if (IS_ENABLED(CONFIG_ZONE_DMA) && start < max_dma) {
 111                         unsigned long dma_end = min(end, max_dma);
 112                         zhole_size[ZONE_DMA] -= dma_end - start;
 113                 }
 114
 115                 if (end > max_dma) {
 116                         unsigned long normal_end = min(end, max);
 117                         unsigned long normal_start = max(start, max_dma);
 118                         zhole_size[ZONE_NORMAL] -= normal_end - normal_start;
 119                 }
 120         }
 121
 122         free_area_init_node(0, zone_size, min, zhole_size);
 123 }
 124
 125 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_PFN_VALID
 126 #define PFN_MASK ((1UL << (64 - PAGE_SHIFT)) - 1)
 127
 128 int pfn_valid(unsigned long pfn)
 129 {
 130         return (pfn & PFN_MASK) == pfn && memblock_is_memory(pfn << PAGE_SHIFT);
 131 }
 132 EXPORT_SYMBOL(pfn_valid);
 133 #endif
 134
 135 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
 136 static void arm64_memory_present(void)
 137 {
 138 }
 139 #else
 140 static void arm64_memory_present(void)
 141 {
 142         struct memblock_region *reg;
 143
 144         for_each_memblock(memory, reg)
 145                 memory_present(0, memblock_region_memory_base_pfn(reg),
 146                                memblock_region_memory_end_pfn(reg));
 147 }
 148 #endif
 149
 150 void __init arm64_memblock_init(void)
 151 {
 152         u64 *reserve_map, base, size;
 153         phys_addr_t dma_phys_limit = 0;
 154
 155         /*
 156          * Register the kernel text, kernel data, initrd, and initial
 157          * pagetables with memblock.
 158          */
 159         memblock_reserve(__pa(_text), _end - _text);
 160 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 161         if (phys_initrd_size) {
 162                 memblock_reserve(phys_initrd_start, phys_initrd_size);
 163
 164                 /* Now convert initrd to virtual addresses */
 165                 initrd_start = __phys_to_virt(phys_initrd_start);
 166                 initrd_end = initrd_start + phys_initrd_size;
 167         }
 168 #endif
 169
 170         /* Reserve the dtb region */
 171         memblock_reserve(virt_to_phys(initial_boot_params),
 172                          be32_to_cpu(initial_boot_params->totalsize));
 173
 174         /*
 175          * Process the reserve map.  This will probably overlap the initrd
 176          * and dtb locations which are already reserved, but overlapping
 177          * doesn't hurt anything
 178          */
 179         reserve_map = ((void*)initial_boot_params) +
 180                         be32_to_cpu(initial_boot_params->off_mem_rsvmap);
 181         while (1) {
 182                 base = be64_to_cpup(reserve_map++);
 183                 size = be64_to_cpup(reserve_map++);
 184                 if (!size)
 185                         break;
 186                 memblock_reserve(base, size);
 187         }
 188
 189         early_init_fdt_scan_reserved_mem();
 190 #ifdef CONFIG_ARCH_ROCKCHIP
 191         /* reserve memory for uboot */
 192         rockchip_uboot_mem_reserve();
 193
 194         /* reserve memory for ION */
 195         rockchip_ion_reserve();
 196 #endif
 197
 198         /* 4GB maximum for 32-bit only capable devices */
 199         if (IS_ENABLED(CONFIG_ZONE_DMA))
 200                 dma_phys_limit = max_zone_dma_phys();
 201         dma_contiguous_reserve(dma_phys_limit);
 202
 203         memblock_allow_resize();
 204         memblock_dump_all();
 205 }
 206
 207 void __init bootmem_init(void)
 208 {
 209         unsigned long min, max;
 210
 211         min = PFN_UP(memblock_start_of_DRAM());
 212         max = PFN_DOWN(memblock_end_of_DRAM());
 213
 214         /*
 215          * Sparsemem tries to allocate bootmem in memory_present(), so must be
 216          * done after the fixed reservations.
 217          */
 218         arm64_memory_present();
 219
 220         sparse_init();
 221         zone_sizes_init(min, max);
 222
 223         high_memory = __va((max << PAGE_SHIFT) - 1) + 1;
 224         max_pfn = max_low_pfn = max;
 225 }
 226
 227 /*
 228  * Poison init memory with an undefined instruction (0x0).
 229  */
 230 static inline void poison_init_mem(void *s, size_t count)
 231 {
 232         memset(s, 0, count);
 233 }
 234
 235 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
 236 static inline void free_memmap(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 237 {
 238         struct page *start_pg, *end_pg;
 239         unsigned long pg, pgend;
 240
 241         /*
 242          * Convert start_pfn/end_pfn to a struct page pointer.
 243          */
 244         start_pg = pfn_to_page(start_pfn - 1) + 1;
 245         end_pg = pfn_to_page(end_pfn - 1) + 1;
 246
 247         /*
 248          * Convert to physical addresses, and round start upwards and end
 249          * downwards.
 250          */
 251         pg = (unsigned long)PAGE_ALIGN(__pa(start_pg));
 252         pgend = (unsigned long)__pa(end_pg) & PAGE_MASK;
 253
 254         /*
 255          * If there are free pages between these, free the section of the
 256          * memmap array.
 257          */
 258         if (pg < pgend)
 259                 free_bootmem(pg, pgend - pg);
 260 }
 261
 262 /*
 263  * The mem_map array can get very big. Free the unused area of the memory map.
 264  */
 265 static void __init free_unused_memmap(void)
 266 {
 267         unsigned long start, prev_end = 0;
 268         struct memblock_region *reg;
 269
 270         for_each_memblock(memory, reg) {
 271                 start = __phys_to_pfn(reg->base);
 272
 273 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
 274                 /*
 275                  * Take care not to free memmap entries that don't exist due
 276                  * to SPARSEMEM sections which aren't present.
 277                  */
 278                 start = min(start, ALIGN(prev_end, PAGES_PER_SECTION));
 279 #endif
 280                 /*
 281                  * If we had a previous bank, and there is a space between the
 282                  * current bank and the previous, free it.
 283                  */
 284                 if (prev_end && prev_end < start)
 285                         free_memmap(prev_end, start);
 286
 287                 /*
 288                  * Align up here since the VM subsystem insists that the
 289                  * memmap entries are valid from the bank end aligned to
 290                  * MAX_ORDER_NR_PAGES.
 291                  */
 292                 prev_end = ALIGN(start + __phys_to_pfn(reg->size),
 293                                  MAX_ORDER_NR_PAGES);
 294         }
 295
 296 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
 297         if (!IS_ALIGNED(prev_end, PAGES_PER_SECTION))
 298                 free_memmap(prev_end, ALIGN(prev_end, PAGES_PER_SECTION));
 299 #endif
 300 }
 301 #endif  /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 302
 303 /*
 304  * mem_init() marks the free areas in the mem_map and tells us how much memory
 305  * is free.  This is done after various parts of the system have claimed their
 306  * memory after the kernel image.
 307  */
 308 void __init mem_init(void)
 309 {
 310         unsigned long reserved_pages, free_pages;
 311         struct memblock_region *reg;
 312
 313         max_mapnr   = pfn_to_page(max_pfn + PHYS_PFN_OFFSET) - mem_map;
 314
 315 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
 316         /* this will put all unused low memory onto the freelists */
 317         free_unused_memmap();
 318 #endif
 319
 320         totalram_pages += free_all_bootmem();
 321
 322         reserved_pages = free_pages = 0;
 323
 324         for_each_memblock(memory, reg) {
 325                 unsigned int pfn1, pfn2;
 326                 struct page *page, *end;
 327
 328                 pfn1 = __phys_to_pfn(reg->base);
 329                 pfn2 = pfn1 + __phys_to_pfn(reg->size);
 330
 331                 page = pfn_to_page(pfn1);
 332                 end  = pfn_to_page(pfn2 - 1) + 1;
 333
 334                 do {
 335                         if (PageReserved(page))
 336                                 reserved_pages++;
 337                         else if (!page_count(page))
 338                                 free_pages++;
 339                         page++;
 340                 } while (page < end);
 341         }
 342
 343         /*
 344          * Since our memory may not be contiguous, calculate the real number
 345          * of pages we have in this system.
 346          */
 347         pr_info("Memory:");
 348         num_physpages = 0;
 349         for_each_memblock(memory, reg) {
 350                 unsigned long pages = memblock_region_memory_end_pfn(reg) -
 351                         memblock_region_memory_base_pfn(reg);
 352                 num_physpages += pages;
 353                 printk(" %ldMB", pages >> (20 - PAGE_SHIFT));
 354         }
 355         printk(" = %luMB total\n", num_physpages >> (20 - PAGE_SHIFT));
 356
 357         pr_notice("Memory: %luk/%luk available, %luk reserved\n",
 358                   nr_free_pages() << (PAGE_SHIFT-10),
 359                   free_pages << (PAGE_SHIFT-10),
 360                   reserved_pages << (PAGE_SHIFT-10));
 361
 362 #define MLK(b, t) b, t, ((t) - (b)) >> 10
 363 #define MLM(b, t) b, t, ((t) - (b)) >> 20
 364 #define MLK_ROUNDUP(b, t) b, t, DIV_ROUND_UP(((t) - (b)), SZ_1K)
 365
 366         pr_notice("Virtual kernel memory layout:\n"
 367                   "    vmalloc : 0x%16lx - 0x%16lx   (%6ld MB)\n"
 368 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
 369                   "    vmemmap : 0x%16lx - 0x%16lx   (%6ld MB)\n"
 370 #endif
 371                   "    modules : 0x%16lx - 0x%16lx   (%6ld MB)\n"
 372                   "    memory  : 0x%16lx - 0x%16lx   (%6ld MB)\n"
 373                   "      .init : 0x%p" " - 0x%p" "   (%6ld kB)\n"
 374                   "      .text : 0x%p" " - 0x%p" "   (%6ld kB)\n"
 375                   "      .data : 0x%p" " - 0x%p" "   (%6ld kB)\n",
 376                   MLM(VMALLOC_START, VMALLOC_END),
 377 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
 378                   MLM((unsigned long)virt_to_page(PAGE_OFFSET),
 379                       (unsigned long)virt_to_page(high_memory)),
 380 #endif
 381                   MLM(MODULES_VADDR, MODULES_END),
 382                   MLM(PAGE_OFFSET, (unsigned long)high_memory),
 383
 384                   MLK_ROUNDUP(__init_begin, __init_end),
 385                   MLK_ROUNDUP(_text, _etext),
 386                   MLK_ROUNDUP(_sdata, _edata));
 387
 388 #undef MLK
 389 #undef MLM
 390 #undef MLK_ROUNDUP
 391
 392         /*
 393          * Check boundaries twice: Some fundamental inconsistencies can be
 394          * detected at build time already.
 395          */
 396 #ifdef CONFIG_COMPAT
 397         BUILD_BUG_ON(TASK_SIZE_32                       > TASK_SIZE_64);
 398 #endif
 399         BUILD_BUG_ON(TASK_SIZE_64                       > MODULES_VADDR);
 400         BUG_ON(TASK_SIZE_64                             > MODULES_VADDR);
 401
 402         if (PAGE_SIZE >= 16384 && num_physpages <= 128) {
 403                 extern int sysctl_overcommit_memory;
 404                 /*
 405                  * On a machine this small we won't get anywhere without
 406                  * overcommit, so turn it on by default.
 407                  */
 408                 sysctl_overcommit_memory = OVERCOMMIT_ALWAYS;
 409         }
 410 }
 411
 412 void free_initmem(void)
 413 {
 414         poison_init_mem(__init_begin, __init_end - __init_begin);
 415         free_initmem_default(0);
 416 }
 417
 418 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 419
 420 static int keep_initrd;
 421
 422 void free_initrd_mem(unsigned long start, unsigned long end)
 423 {
 424         if (!keep_initrd) {
 425                 poison_init_mem((void *)start, PAGE_ALIGN(end) - start);
 426                 free_reserved_area(start, end, 0, "initrd");
 427         }
 428 }
 429
 430 static int __init keepinitrd_setup(char *__unused)
 431 {
 432         keep_initrd = 1;
 433         return 1;
 434 }
 435
 436 __setup("keepinitrd", keepinitrd_setup);
 437 #endif