arch/powerpc/mm/pgtable_32.c

   1 /*
   2  * This file contains the routines setting up the linux page tables.
   3  *  -- paulus
   4  *
   5  *  Derived from arch/ppc/mm/init.c:
   6  *    Copyright (C) 1995-1996 Gary Thomas (gdt@linuxppc.org)
   7  *
   8  *  Modifications by Paul Mackerras (PowerMac) (paulus@cs.anu.edu.au)
   9  *  and Cort Dougan (PReP) (cort@cs.nmt.edu)
  10  *    Copyright (C) 1996 Paul Mackerras
  11  *
  12  *  Derived from "arch/i386/mm/init.c"
  13  *    Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
  14  *
  15  *  This program is free software; you can redistribute it and/or
  16  *  modify it under the terms of the GNU General Public License
  17  *  as published by the Free Software Foundation; either version
  18  *  2 of the License, or (at your option) any later version.
  19  *
  20  */
  21
  22 #include <linux/kernel.h>
  23 #include <linux/module.h>
  24 #include <linux/types.h>
  25 #include <linux/mm.h>
  26 #include <linux/vmalloc.h>
  27 #include <linux/init.h>
  28 #include <linux/highmem.h>
  29 #include <linux/memblock.h>
  30 #include <linux/slab.h>
  31
  32 #include <asm/pgtable.h>
  33 #include <asm/pgalloc.h>
  34 #include <asm/fixmap.h>
  35 #include <asm/io.h>
  36 #include <asm/setup.h>
  37
  38 #include "mmu_decl.h"
  39
  40 unsigned long ioremap_base;
  41 unsigned long ioremap_bot;
  42 EXPORT_SYMBOL(ioremap_bot);     /* aka VMALLOC_END */
  43
  44 #ifdef CONFIG_6xx
  45 #define HAVE_BATS       1
  46 #endif
  47
  48 #if defined(CONFIG_FSL_BOOKE)
  49 #define HAVE_TLBCAM     1
  50 #endif
  51
  52 extern char etext[], _stext[];
  53
  54 #ifdef HAVE_BATS
  55 extern phys_addr_t v_mapped_by_bats(unsigned long va);
  56 extern unsigned long p_mapped_by_bats(phys_addr_t pa);
  57 void setbat(int index, unsigned long virt, phys_addr_t phys,
  58             unsigned int size, int flags);
  59
  60 #else /* !HAVE_BATS */
  61 #define v_mapped_by_bats(x)     (0UL)
  62 #define p_mapped_by_bats(x)     (0UL)
  63 #endif /* HAVE_BATS */
  64
  65 #ifdef HAVE_TLBCAM
  66 extern phys_addr_t v_mapped_by_tlbcam(unsigned long va);
  67 extern unsigned long p_mapped_by_tlbcam(phys_addr_t pa);
  68 #else /* !HAVE_TLBCAM */
  69 #define v_mapped_by_tlbcam(x)   (0UL)
  70 #define p_mapped_by_tlbcam(x)   (0UL)
  71 #endif /* HAVE_TLBCAM */
  72
  73 #define PGDIR_ORDER     (32 + PGD_T_LOG2 - PGDIR_SHIFT)
  74
  75 pgd_t *pgd_alloc(struct mm_struct *mm)
  76 {
  77         pgd_t *ret;
  78
  79         /* pgdir take page or two with 4K pages and a page fraction otherwise */
  80 #ifndef CONFIG_PPC_4K_PAGES
  81         ret = kzalloc(1 << PGDIR_ORDER, GFP_KERNEL);
  82 #else
  83         ret = (pgd_t *)__get_free_pages(GFP_KERNEL|__GFP_ZERO,
  84                         PGDIR_ORDER - PAGE_SHIFT);
  85 #endif
  86         return ret;
  87 }
  88
  89 void pgd_free(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
  90 {
  91 #ifndef CONFIG_PPC_4K_PAGES
  92         kfree((void *)pgd);
  93 #else
  94         free_pages((unsigned long)pgd, PGDIR_ORDER - PAGE_SHIFT);
  95 #endif
  96 }
  97
  98 __init_refok pte_t *pte_alloc_one_kernel(struct mm_struct *mm, unsigned long address)
  99 {
 100         pte_t *pte;
 101         extern int mem_init_done;
 102
 103         if (mem_init_done) {
 104                 pte = (pte_t *)__get_free_page(GFP_KERNEL|__GFP_REPEAT|__GFP_ZERO);
 105         } else {
 106                 pte = __va(memblock_alloc(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE));
 107                 if (pte)
 108                         clear_page(pte);
 109         }
 110         return pte;
 111 }
 112
 113 pgtable_t pte_alloc_one(struct mm_struct *mm, unsigned long address)
 114 {
 115         struct page *ptepage;
 116
 117         gfp_t flags = GFP_KERNEL | __GFP_REPEAT | __GFP_ZERO;
 118
 119         ptepage = alloc_pages(flags, 0);
 120         if (!ptepage)
 121                 return NULL;
 122         if (!pgtable_page_ctor(ptepage)) {
 123                 __free_page(ptepage);
 124                 return NULL;
 125         }
 126         return ptepage;
 127 }
 128
 129 void __iomem *
 130 ioremap(phys_addr_t addr, unsigned long size)
 131 {
 132         return __ioremap_caller(addr, size, _PAGE_NO_CACHE | _PAGE_GUARDED,
 133                                 __builtin_return_address(0));
 134 }
 135 EXPORT_SYMBOL(ioremap);
 136
 137 void __iomem *
 138 ioremap_wc(phys_addr_t addr, unsigned long size)
 139 {
 140         return __ioremap_caller(addr, size, _PAGE_NO_CACHE,
 141                                 __builtin_return_address(0));
 142 }
 143 EXPORT_SYMBOL(ioremap_wc);
 144
 145 void __iomem *
 146 ioremap_prot(phys_addr_t addr, unsigned long size, unsigned long flags)
 147 {
 148         /* writeable implies dirty for kernel addresses */
 149         if (flags & _PAGE_RW)
 150                 flags |= _PAGE_DIRTY | _PAGE_HWWRITE;
 151
 152         /* we don't want to let _PAGE_USER and _PAGE_EXEC leak out */
 153         flags &= ~(_PAGE_USER | _PAGE_EXEC);
 154
 155 #ifdef _PAGE_BAP_SR
 156         /* _PAGE_USER contains _PAGE_BAP_SR on BookE using the new PTE format
 157          * which means that we just cleared supervisor access... oops ;-) This
 158          * restores it
 159          */
 160         flags |= _PAGE_BAP_SR;
 161 #endif
 162
 163         return __ioremap_caller(addr, size, flags, __builtin_return_address(0));
 164 }
 165 EXPORT_SYMBOL(ioremap_prot);
 166
 167 void __iomem *
 168 __ioremap(phys_addr_t addr, unsigned long size, unsigned long flags)
 169 {
 170         return __ioremap_caller(addr, size, flags, __builtin_return_address(0));
 171 }
 172
 173 void __iomem *
 174 __ioremap_caller(phys_addr_t addr, unsigned long size, unsigned long flags,
 175                  void *caller)
 176 {
 177         unsigned long v, i;
 178         phys_addr_t p;
 179         int err;
 180
 181         /* Make sure we have the base flags */
 182         if ((flags & _PAGE_PRESENT) == 0)
 183                 flags |= PAGE_KERNEL;
 184
 185         /* Non-cacheable page cannot be coherent */
 186         if (flags & _PAGE_NO_CACHE)
 187                 flags &= ~_PAGE_COHERENT;
 188
 189         /*
 190          * Choose an address to map it to.
 191          * Once the vmalloc system is running, we use it.
 192          * Before then, we use space going down from ioremap_base
 193          * (ioremap_bot records where we're up to).
 194          */
 195         p = addr & PAGE_MASK;
 196         size = PAGE_ALIGN(addr + size) - p;
 197
 198         /*
 199          * If the address lies within the first 16 MB, assume it's in ISA
 200          * memory space
 201          */
 202         if (p < 16*1024*1024)
 203                 p += _ISA_MEM_BASE;
 204
 205 #ifndef CONFIG_CRASH_DUMP
 206         /*
 207          * Don't allow anybody to remap normal RAM that we're using.
 208          * mem_init() sets high_memory so only do the check after that.
 209          */
 210         if (mem_init_done && (p < virt_to_phys(high_memory)) &&
 211             !(__allow_ioremap_reserved && memblock_is_region_reserved(p, size))) {
 212                 printk("__ioremap(): phys addr 0x%llx is RAM lr %pf\n",
 213                        (unsigned long long)p, __builtin_return_address(0));
 214                 return NULL;
 215         }
 216 #endif
 217
 218         if (size == 0)
 219                 return NULL;
 220
 221         /*
 222          * Is it already mapped?  Perhaps overlapped by a previous
 223          * BAT mapping.  If the whole area is mapped then we're done,
 224          * otherwise remap it since we want to keep the virt addrs for
 225          * each request contiguous.
 226          *
 227          * We make the assumption here that if the bottom and top
 228          * of the range we want are mapped then it's mapped to the
 229          * same virt address (and this is contiguous).
 230          *  -- Cort
 231          */
 232         if ((v = p_mapped_by_bats(p)) /*&& p_mapped_by_bats(p+size-1)*/ )
 233                 goto out;
 234
 235         if ((v = p_mapped_by_tlbcam(p)))
 236                 goto out;
 237
 238         if (mem_init_done) {
 239                 struct vm_struct *area;
 240                 area = get_vm_area_caller(size, VM_IOREMAP, caller);
 241                 if (area == 0)
 242                         return NULL;
 243                 area->phys_addr = p;
 244                 v = (unsigned long) area->addr;
 245         } else {
 246                 v = (ioremap_bot -= size);
 247         }
 248
 249         /*
 250          * Should check if it is a candidate for a BAT mapping
 251          */
 252
 253         err = 0;
 254         for (i = 0; i < size && err == 0; i += PAGE_SIZE)
 255                 err = map_page(v+i, p+i, flags);
 256         if (err) {
 257                 if (mem_init_done)
 258                         vunmap((void *)v);
 259                 return NULL;
 260         }
 261
 262 out:
 263         return (void __iomem *) (v + ((unsigned long)addr & ~PAGE_MASK));
 264 }
 265 EXPORT_SYMBOL(__ioremap);
 266
 267 void iounmap(volatile void __iomem *addr)
 268 {
 269         /*
 270          * If mapped by BATs then there is nothing to do.
 271          * Calling vfree() generates a benign warning.
 272          */
 273         if (v_mapped_by_bats((unsigned long)addr)) return;
 274
 275         if (addr > high_memory && (unsigned long) addr < ioremap_bot)
 276                 vunmap((void *) (PAGE_MASK & (unsigned long)addr));
 277 }
 278 EXPORT_SYMBOL(iounmap);
 279
 280 int map_page(unsigned long va, phys_addr_t pa, int flags)
 281 {
 282         pmd_t *pd;
 283         pte_t *pg;
 284         int err = -ENOMEM;
 285
 286         /* Use upper 10 bits of VA to index the first level map */
 287         pd = pmd_offset(pud_offset(pgd_offset_k(va), va), va);
 288         /* Use middle 10 bits of VA to index the second-level map */
 289         pg = pte_alloc_kernel(pd, va);
 290         if (pg != 0) {
 291                 err = 0;
 292                 /* The PTE should never be already set nor present in the
 293                  * hash table
 294                  */
 295                 BUG_ON((pte_val(*pg) & (_PAGE_PRESENT | _PAGE_HASHPTE)) &&
 296                        flags);
 297                 set_pte_at(&init_mm, va, pg, pfn_pte(pa >> PAGE_SHIFT,
 298                                                      __pgprot(flags)));
 299         }
 300         smp_wmb();
 301         return err;
 302 }
 303
 304 /*
 305  * Map in a chunk of physical memory starting at start.
 306  */
 307 void __init __mapin_ram_chunk(unsigned long offset, unsigned long top)
 308 {
 309         unsigned long v, s, f;
 310         phys_addr_t p;
 311         int ktext;
 312
 313         s = offset;
 314         v = PAGE_OFFSET + s;
 315         p = memstart_addr + s;
 316         for (; s < top; s += PAGE_SIZE) {
 317                 ktext = ((char *) v >= _stext && (char *) v < etext);
 318                 f = ktext ? PAGE_KERNEL_TEXT : PAGE_KERNEL;
 319                 map_page(v, p, f);
 320 #ifdef CONFIG_PPC_STD_MMU_32
 321                 if (ktext)
 322                         hash_preload(&init_mm, v, 0, 0x300);
 323 #endif
 324                 v += PAGE_SIZE;
 325                 p += PAGE_SIZE;
 326         }
 327 }
 328
 329 void __init mapin_ram(void)
 330 {
 331         unsigned long s, top;
 332
 333 #ifndef CONFIG_WII
 334         top = total_lowmem;
 335         s = mmu_mapin_ram(top);
 336         __mapin_ram_chunk(s, top);
 337 #else
 338         if (!wii_hole_size) {
 339                 s = mmu_mapin_ram(total_lowmem);
 340                 __mapin_ram_chunk(s, total_lowmem);
 341         } else {
 342                 top = wii_hole_start;
 343                 s = mmu_mapin_ram(top);
 344                 __mapin_ram_chunk(s, top);
 345
 346                 top = memblock_end_of_DRAM();
 347                 s = wii_mmu_mapin_mem2(top);
 348                 __mapin_ram_chunk(s, top);
 349         }
 350 #endif
 351 }
 352
 353 /* Scan the real Linux page tables and return a PTE pointer for
 354  * a virtual address in a context.
 355  * Returns true (1) if PTE was found, zero otherwise.  The pointer to
 356  * the PTE pointer is unmodified if PTE is not found.
 357  */
 358 int
 359 get_pteptr(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t **ptep, pmd_t **pmdp)
 360 {
 361         pgd_t   *pgd;
 362         pud_t   *pud;
 363         pmd_t   *pmd;
 364         pte_t   *pte;
 365         int     retval = 0;
 366
 367         pgd = pgd_offset(mm, addr & PAGE_MASK);
 368         if (pgd) {
 369                 pud = pud_offset(pgd, addr & PAGE_MASK);
 370                 if (pud && pud_present(*pud)) {
 371                         pmd = pmd_offset(pud, addr & PAGE_MASK);
 372                         if (pmd_present(*pmd)) {
 373                                 pte = pte_offset_map(pmd, addr & PAGE_MASK);
 374                                 if (pte) {
 375                                         retval = 1;
 376                                         *ptep = pte;
 377                                         if (pmdp)
 378                                                 *pmdp = pmd;
 379                                         /* XXX caller needs to do pte_unmap, yuck */
 380                                 }
 381                         }
 382                 }
 383         }
 384         return(retval);
 385 }
 386
 387 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
 388
 389 static int __change_page_attr(struct page *page, pgprot_t prot)
 390 {
 391         pte_t *kpte;
 392         pmd_t *kpmd;
 393         unsigned long address;
 394
 395         BUG_ON(PageHighMem(page));
 396         address = (unsigned long)page_address(page);
 397
 398         if (v_mapped_by_bats(address) || v_mapped_by_tlbcam(address))
 399                 return 0;
 400         if (!get_pteptr(&init_mm, address, &kpte, &kpmd))
 401                 return -EINVAL;
 402         __set_pte_at(&init_mm, address, kpte, mk_pte(page, prot), 0);
 403         wmb();
 404         flush_tlb_page(NULL, address);
 405         pte_unmap(kpte);
 406
 407         return 0;
 408 }
 409
 410 /*
 411  * Change the page attributes of an page in the linear mapping.
 412  *
 413  * THIS CONFLICTS WITH BAT MAPPINGS, DEBUG USE ONLY
 414  */
 415 static int change_page_attr(struct page *page, int numpages, pgprot_t prot)
 416 {
 417         int i, err = 0;
 418         unsigned long flags;
 419
 420         local_irq_save(flags);
 421         for (i = 0; i < numpages; i++, page++) {
 422                 err = __change_page_attr(page, prot);
 423                 if (err)
 424                         break;
 425         }
 426         local_irq_restore(flags);
 427         return err;
 428 }
 429
 430
 431 void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
 432 {
 433         if (PageHighMem(page))
 434                 return;
 435
 436         change_page_attr(page, numpages, enable ? PAGE_KERNEL : __pgprot(0));
 437 }
 438 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
 439
 440 static int fixmaps;
 441
 442 void __set_fixmap (enum fixed_addresses idx, phys_addr_t phys, pgprot_t flags)
 443 {
 444         unsigned long address = __fix_to_virt(idx);
 445
 446         if (idx >= __end_of_fixed_addresses) {
 447                 BUG();
 448                 return;
 449         }
 450
 451         map_page(address, phys, pgprot_val(flags));
 452         fixmaps++;
 453 }
 454
 455 void __this_fixmap_does_not_exist(void)
 456 {
 457         WARN_ON(1);
 458 }