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/sections.h>
  37 #include <asm/setup.h>
  38 #include <asm/sizes.h>
  39 #include <asm/tlb.h>
  40
  41 #include "mm.h"
  42
  43 phys_addr_t memstart_addr __read_mostly = 0;
  44
  45 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
  46 static int __init early_initrd(char *p)
  47 {
  48         unsigned long start, size;
  49         char *endp;
  50
  51         start = memparse(p, &endp);
  52         if (*endp == ',') {
  53                 size = memparse(endp + 1, NULL);
  54
  55                 initrd_start = (unsigned long)__va(start);
  56                 initrd_end = (unsigned long)__va(start + size);
  57         }
  58         return 0;
  59 }
  60 early_param("initrd", early_initrd);
  61 #endif
  62
  63 /*
  64  * Return the maximum physical address for ZONE_DMA (DMA_BIT_MASK(32)). It
  65  * currently assumes that for memory starting above 4G, 32-bit devices will
  66  * use a DMA offset.
  67  */
  68 static phys_addr_t max_zone_dma_phys(void)
  69 {
  70         phys_addr_t offset = memblock_start_of_DRAM() & GENMASK_ULL(63, 32);
  71         return min(offset + (1ULL << 32), memblock_end_of_DRAM());
  72 }
  73
  74 static void __init zone_sizes_init(unsigned long min, unsigned long max)
  75 {
  76         struct memblock_region *reg;
  77         unsigned long zone_size[MAX_NR_ZONES], zhole_size[MAX_NR_ZONES];
  78         unsigned long max_dma = min;
  79
  80         memset(zone_size, 0, sizeof(zone_size));
  81
  82         /* 4GB maximum for 32-bit only capable devices */
  83         if (IS_ENABLED(CONFIG_ZONE_DMA)) {
  84                 max_dma = PFN_DOWN(max_zone_dma_phys());
  85                 zone_size[ZONE_DMA] = max_dma - min;
  86         }
  87         zone_size[ZONE_NORMAL] = max - max_dma;
  88
  89         memcpy(zhole_size, zone_size, sizeof(zhole_size));
  90
  91         for_each_memblock(memory, reg) {
  92                 unsigned long start = memblock_region_memory_base_pfn(reg);
  93                 unsigned long end = memblock_region_memory_end_pfn(reg);
  94
  95                 if (start >= max)
  96                         continue;
  97
  98                 if (IS_ENABLED(CONFIG_ZONE_DMA) && start < max_dma) {
  99                         unsigned long dma_end = min(end, max_dma);
 100                         zhole_size[ZONE_DMA] -= dma_end - start;
 101                 }
 102
 103                 if (end > max_dma) {
 104                         unsigned long normal_end = min(end, max);
 105                         unsigned long normal_start = max(start, max_dma);
 106                         zhole_size[ZONE_NORMAL] -= normal_end - normal_start;
 107                 }
 108         }
 109
 110         free_area_init_node(0, zone_size, min, zhole_size);
 111 }
 112
 113 #ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_PFN_VALID
 114 int pfn_valid(unsigned long pfn)
 115 {
 116         return memblock_is_memory(pfn << PAGE_SHIFT);
 117 }
 118 EXPORT_SYMBOL(pfn_valid);
 119 #endif
 120
 121 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM
 122 static void arm64_memory_present(void)
 123 {
 124 }
 125 #else
 126 static void arm64_memory_present(void)
 127 {
 128         struct memblock_region *reg;
 129
 130         for_each_memblock(memory, reg)
 131                 memory_present(0, memblock_region_memory_base_pfn(reg),
 132                                memblock_region_memory_end_pfn(reg));
 133 }
 134 #endif
 135
 136 void __init arm64_memblock_init(void)
 137 {
 138         phys_addr_t dma_phys_limit = 0;
 139
 140         /* Register the kernel text, kernel data and initrd with memblock */
 141         memblock_reserve(__pa(_text), _end - _text);
 142 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 143         if (initrd_start)
 144                 memblock_reserve(__virt_to_phys(initrd_start), initrd_end - initrd_start);
 145 #endif
 146
 147         /*
 148          * Reserve the page tables.  These are already in use,
 149          * and can only be in node 0.
 150          */
 151         memblock_reserve(__pa(swapper_pg_dir), SWAPPER_DIR_SIZE);
 152         memblock_reserve(__pa(idmap_pg_dir), IDMAP_DIR_SIZE);
 153
 154         early_init_fdt_scan_reserved_mem();
 155
 156         /* 4GB maximum for 32-bit only capable devices */
 157         if (IS_ENABLED(CONFIG_ZONE_DMA))
 158                 dma_phys_limit = max_zone_dma_phys();
 159         dma_contiguous_reserve(dma_phys_limit);
 160
 161         memblock_allow_resize();
 162         memblock_dump_all();
 163 }
 164
 165 void __init bootmem_init(void)
 166 {
 167         unsigned long min, max;
 168
 169         min = PFN_UP(memblock_start_of_DRAM());
 170         max = PFN_DOWN(memblock_end_of_DRAM());
 171
 172         /*
 173          * Sparsemem tries to allocate bootmem in memory_present(), so must be
 174          * done after the fixed reservations.
 175          */
 176         arm64_memory_present();
 177
 178         sparse_init();
 179         zone_sizes_init(min, max);
 180
 181         high_memory = __va((max << PAGE_SHIFT) - 1) + 1;
 182         max_pfn = max_low_pfn = max;
 183 }
 184
 185 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
 186 static inline void free_memmap(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
 187 {
 188         struct page *start_pg, *end_pg;
 189         unsigned long pg, pgend;
 190
 191         /*
 192          * Convert start_pfn/end_pfn to a struct page pointer.
 193          */
 194         start_pg = pfn_to_page(start_pfn - 1) + 1;
 195         end_pg = pfn_to_page(end_pfn - 1) + 1;
 196
 197         /*
 198          * Convert to physical addresses, and round start upwards and end
 199          * downwards.
 200          */
 201         pg = (unsigned long)PAGE_ALIGN(__pa(start_pg));
 202         pgend = (unsigned long)__pa(end_pg) & PAGE_MASK;
 203
 204         /*
 205          * If there are free pages between these, free the section of the
 206          * memmap array.
 207          */
 208         if (pg < pgend)
 209                 free_bootmem(pg, pgend - pg);
 210 }
 211
 212 /*
 213  * The mem_map array can get very big. Free the unused area of the memory map.
 214  */
 215 static void __init free_unused_memmap(void)
 216 {
 217         unsigned long start, prev_end = 0;
 218         struct memblock_region *reg;
 219
 220         for_each_memblock(memory, reg) {
 221                 start = __phys_to_pfn(reg->base);
 222
 223 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
 224                 /*
 225                  * Take care not to free memmap entries that don't exist due
 226                  * to SPARSEMEM sections which aren't present.
 227                  */
 228                 start = min(start, ALIGN(prev_end, PAGES_PER_SECTION));
 229 #endif
 230                 /*
 231                  * If we had a previous bank, and there is a space between the
 232                  * current bank and the previous, free it.
 233                  */
 234                 if (prev_end && prev_end < start)
 235                         free_memmap(prev_end, start);
 236
 237                 /*
 238                  * Align up here since the VM subsystem insists that the
 239                  * memmap entries are valid from the bank end aligned to
 240                  * MAX_ORDER_NR_PAGES.
 241                  */
 242                 prev_end = ALIGN(start + __phys_to_pfn(reg->size),
 243                                  MAX_ORDER_NR_PAGES);
 244         }
 245
 246 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM
 247         if (!IS_ALIGNED(prev_end, PAGES_PER_SECTION))
 248                 free_memmap(prev_end, ALIGN(prev_end, PAGES_PER_SECTION));
 249 #endif
 250 }
 251 #endif  /* !CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
 252
 253 /*
 254  * mem_init() marks the free areas in the mem_map and tells us how much memory
 255  * is free.  This is done after various parts of the system have claimed their
 256  * memory after the kernel image.
 257  */
 258 void __init mem_init(void)
 259 {
 260         max_mapnr   = pfn_to_page(max_pfn + PHYS_PFN_OFFSET) - mem_map;
 261
 262 #ifndef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
 263         free_unused_memmap();
 264 #endif
 265         /* this will put all unused low memory onto the freelists */
 266         free_all_bootmem();
 267
 268         mem_init_print_info(NULL);
 269
 270 #define MLK(b, t) b, t, ((t) - (b)) >> 10
 271 #define MLM(b, t) b, t, ((t) - (b)) >> 20
 272 #define MLK_ROUNDUP(b, t) b, t, DIV_ROUND_UP(((t) - (b)), SZ_1K)
 273
 274         pr_notice("Virtual kernel memory layout:\n"
 275                   "    vmalloc : 0x%16lx - 0x%16lx   (%6ld MB)\n"
 276 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
 277                   "    vmemmap : 0x%16lx - 0x%16lx   (%6ld MB)\n"
 278 #endif
 279                   "    modules : 0x%16lx - 0x%16lx   (%6ld MB)\n"
 280                   "    memory  : 0x%16lx - 0x%16lx   (%6ld MB)\n"
 281                   "      .init : 0x%p" " - 0x%p" "   (%6ld kB)\n"
 282                   "      .text : 0x%p" " - 0x%p" "   (%6ld kB)\n"
 283                   "      .data : 0x%p" " - 0x%p" "   (%6ld kB)\n",
 284                   MLM(VMALLOC_START, VMALLOC_END),
 285 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
 286                   MLM((unsigned long)virt_to_page(PAGE_OFFSET),
 287                       (unsigned long)virt_to_page(high_memory)),
 288 #endif
 289                   MLM(MODULES_VADDR, MODULES_END),
 290                   MLM(PAGE_OFFSET, (unsigned long)high_memory),
 291
 292                   MLK_ROUNDUP(__init_begin, __init_end),
 293                   MLK_ROUNDUP(_text, _etext),
 294                   MLK_ROUNDUP(_sdata, _edata));
 295
 296 #undef MLK
 297 #undef MLM
 298 #undef MLK_ROUNDUP
 299
 300         /*
 301          * Check boundaries twice: Some fundamental inconsistencies can be
 302          * detected at build time already.
 303          */
 304 #ifdef CONFIG_COMPAT
 305         BUILD_BUG_ON(TASK_SIZE_32                       > TASK_SIZE_64);
 306 #endif
 307         BUILD_BUG_ON(TASK_SIZE_64                       > MODULES_VADDR);
 308         BUG_ON(TASK_SIZE_64                             > MODULES_VADDR);
 309
 310         if (PAGE_SIZE >= 16384 && get_num_physpages() <= 128) {
 311                 extern int sysctl_overcommit_memory;
 312                 /*
 313                  * On a machine this small we won't get anywhere without
 314                  * overcommit, so turn it on by default.
 315                  */
 316                 sysctl_overcommit_memory = OVERCOMMIT_ALWAYS;
 317         }
 318 }
 319
 320 void free_initmem(void)
 321 {
 322         free_initmem_default(0);
 323 }
 324
 325 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_INITRD
 326
 327 static int keep_initrd;
 328
 329 void free_initrd_mem(unsigned long start, unsigned long end)
 330 {
 331         if (!keep_initrd)
 332                 free_reserved_area((void *)start, (void *)end, 0, "initrd");
 333 }
 334
 335 static int __init keepinitrd_setup(char *__unused)
 336 {
 337         keep_initrd = 1;
 338         return 1;
 339 }
 340
 341 __setup("keepinitrd", keepinitrd_setup);
 342 #endif