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 #include <asm/sections.h>
  38
  39 #include "mmu_decl.h"
  40
  41 unsigned long ioremap_bot;
  42 EXPORT_SYMBOL(ioremap_bot);     /* aka VMALLOC_END */
  43
  44 extern char etext[], _stext[], _sinittext[], _einittext[];
  45
  46 __ref pte_t *pte_alloc_one_kernel(struct mm_struct *mm, unsigned long address)
  47 {
  48         pte_t *pte;
  49
  50         if (slab_is_available()) {
  51                 pte = (pte_t *)__get_free_page(GFP_KERNEL|__GFP_ZERO);
  52         } else {
  53                 pte = __va(memblock_alloc(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE));
  54                 if (pte)
  55                         clear_page(pte);
  56         }
  57         return pte;
  58 }
  59
  60 pgtable_t pte_alloc_one(struct mm_struct *mm, unsigned long address)
  61 {
  62         struct page *ptepage;
  63
  64         gfp_t flags = GFP_KERNEL | __GFP_ZERO | __GFP_ACCOUNT;
  65
  66         ptepage = alloc_pages(flags, 0);
  67         if (!ptepage)
  68                 return NULL;
  69         if (!pgtable_page_ctor(ptepage)) {
  70                 __free_page(ptepage);
  71                 return NULL;
  72         }
  73         return ptepage;
  74 }
  75
  76 void __iomem *
  77 ioremap(phys_addr_t addr, unsigned long size)
  78 {
  79         return __ioremap_caller(addr, size, _PAGE_NO_CACHE | _PAGE_GUARDED,
  80                                 __builtin_return_address(0));
  81 }
  82 EXPORT_SYMBOL(ioremap);
  83
  84 void __iomem *
  85 ioremap_wc(phys_addr_t addr, unsigned long size)
  86 {
  87         return __ioremap_caller(addr, size, _PAGE_NO_CACHE,
  88                                 __builtin_return_address(0));
  89 }
  90 EXPORT_SYMBOL(ioremap_wc);
  91
  92 void __iomem *
  93 ioremap_prot(phys_addr_t addr, unsigned long size, unsigned long flags)
  94 {
  95         /* writeable implies dirty for kernel addresses */
  96         if ((flags & (_PAGE_RW | _PAGE_RO)) != _PAGE_RO)
  97                 flags |= _PAGE_DIRTY | _PAGE_HWWRITE;
  98
  99         /* we don't want to let _PAGE_USER and _PAGE_EXEC leak out */
 100         flags &= ~(_PAGE_USER | _PAGE_EXEC);
 101
 102 #ifdef _PAGE_BAP_SR
 103         /* _PAGE_USER contains _PAGE_BAP_SR on BookE using the new PTE format
 104          * which means that we just cleared supervisor access... oops ;-) This
 105          * restores it
 106          */
 107         flags |= _PAGE_BAP_SR;
 108 #endif
 109
 110         return __ioremap_caller(addr, size, flags, __builtin_return_address(0));
 111 }
 112 EXPORT_SYMBOL(ioremap_prot);
 113
 114 void __iomem *
 115 __ioremap(phys_addr_t addr, unsigned long size, unsigned long flags)
 116 {
 117         return __ioremap_caller(addr, size, flags, __builtin_return_address(0));
 118 }
 119
 120 void __iomem *
 121 __ioremap_caller(phys_addr_t addr, unsigned long size, unsigned long flags,
 122                  void *caller)
 123 {
 124         unsigned long v, i;
 125         phys_addr_t p;
 126         int err;
 127
 128         /* Make sure we have the base flags */
 129         if ((flags & _PAGE_PRESENT) == 0)
 130                 flags |= pgprot_val(PAGE_KERNEL);
 131
 132         /* Non-cacheable page cannot be coherent */
 133         if (flags & _PAGE_NO_CACHE)
 134                 flags &= ~_PAGE_COHERENT;
 135
 136         /*
 137          * Choose an address to map it to.
 138          * Once the vmalloc system is running, we use it.
 139          * Before then, we use space going down from IOREMAP_TOP
 140          * (ioremap_bot records where we're up to).
 141          */
 142         p = addr & PAGE_MASK;
 143         size = PAGE_ALIGN(addr + size) - p;
 144
 145         /*
 146          * If the address lies within the first 16 MB, assume it's in ISA
 147          * memory space
 148          */
 149         if (p < 16*1024*1024)
 150                 p += _ISA_MEM_BASE;
 151
 152 #ifndef CONFIG_CRASH_DUMP
 153         /*
 154          * Don't allow anybody to remap normal RAM that we're using.
 155          * mem_init() sets high_memory so only do the check after that.
 156          */
 157         if (slab_is_available() && (p < virt_to_phys(high_memory)) &&
 158             !(__allow_ioremap_reserved && memblock_is_region_reserved(p, size))) {
 159                 printk("__ioremap(): phys addr 0x%llx is RAM lr %ps\n",
 160                        (unsigned long long)p, __builtin_return_address(0));
 161                 return NULL;
 162         }
 163 #endif
 164
 165         if (size == 0)
 166                 return NULL;
 167
 168         /*
 169          * Is it already mapped?  Perhaps overlapped by a previous
 170          * mapping.
 171          */
 172         v = p_block_mapped(p);
 173         if (v)
 174                 goto out;
 175
 176         if (slab_is_available()) {
 177                 struct vm_struct *area;
 178                 area = get_vm_area_caller(size, VM_IOREMAP, caller);
 179                 if (area == 0)
 180                         return NULL;
 181                 area->phys_addr = p;
 182                 v = (unsigned long) area->addr;
 183         } else {
 184                 v = (ioremap_bot -= size);
 185         }
 186
 187         /*
 188          * Should check if it is a candidate for a BAT mapping
 189          */
 190
 191         err = 0;
 192         for (i = 0; i < size && err == 0; i += PAGE_SIZE)
 193                 err = map_kernel_page(v+i, p+i, flags);
 194         if (err) {
 195                 if (slab_is_available())
 196                         vunmap((void *)v);
 197                 return NULL;
 198         }
 199
 200 out:
 201         return (void __iomem *) (v + ((unsigned long)addr & ~PAGE_MASK));
 202 }
 203 EXPORT_SYMBOL(__ioremap);
 204
 205 void iounmap(volatile void __iomem *addr)
 206 {
 207         /*
 208          * If mapped by BATs then there is nothing to do.
 209          * Calling vfree() generates a benign warning.
 210          */
 211         if (v_block_mapped((unsigned long)addr))
 212                 return;
 213
 214         if (addr > high_memory && (unsigned long) addr < ioremap_bot)
 215                 vunmap((void *) (PAGE_MASK & (unsigned long)addr));
 216 }
 217 EXPORT_SYMBOL(iounmap);
 218
 219 int map_kernel_page(unsigned long va, phys_addr_t pa, int flags)
 220 {
 221         pmd_t *pd;
 222         pte_t *pg;
 223         int err = -ENOMEM;
 224
 225         /* Use upper 10 bits of VA to index the first level map */
 226         pd = pmd_offset(pud_offset(pgd_offset_k(va), va), va);
 227         /* Use middle 10 bits of VA to index the second-level map */
 228         pg = pte_alloc_kernel(pd, va);
 229         if (pg != 0) {
 230                 err = 0;
 231                 /* The PTE should never be already set nor present in the
 232                  * hash table
 233                  */
 234                 BUG_ON((pte_val(*pg) & (_PAGE_PRESENT | _PAGE_HASHPTE)) &&
 235                        flags);
 236                 set_pte_at(&init_mm, va, pg, pfn_pte(pa >> PAGE_SHIFT,
 237                                                      __pgprot(flags)));
 238         }
 239         smp_wmb();
 240         return err;
 241 }
 242
 243 /*
 244  * Map in a chunk of physical memory starting at start.
 245  */
 246 static void __init __mapin_ram_chunk(unsigned long offset, unsigned long top)
 247 {
 248         unsigned long v, s, f;
 249         phys_addr_t p;
 250         int ktext;
 251
 252         s = offset;
 253         v = PAGE_OFFSET + s;
 254         p = memstart_addr + s;
 255         for (; s < top; s += PAGE_SIZE) {
 256                 ktext = ((char *)v >= _stext && (char *)v < etext) ||
 257                         ((char *)v >= _sinittext && (char *)v < _einittext);
 258                 f = ktext ? pgprot_val(PAGE_KERNEL_TEXT) : pgprot_val(PAGE_KERNEL);
 259                 map_kernel_page(v, p, f);
 260 #ifdef CONFIG_PPC_STD_MMU_32
 261                 if (ktext)
 262                         hash_preload(&init_mm, v, 0, 0x300);
 263 #endif
 264                 v += PAGE_SIZE;
 265                 p += PAGE_SIZE;
 266         }
 267 }
 268
 269 void __init mapin_ram(void)
 270 {
 271         unsigned long s, top;
 272
 273 #ifndef CONFIG_WII
 274         top = total_lowmem;
 275         s = mmu_mapin_ram(top);
 276         __mapin_ram_chunk(s, top);
 277 #else
 278         if (!wii_hole_size) {
 279                 s = mmu_mapin_ram(total_lowmem);
 280                 __mapin_ram_chunk(s, total_lowmem);
 281         } else {
 282                 top = wii_hole_start;
 283                 s = mmu_mapin_ram(top);
 284                 __mapin_ram_chunk(s, top);
 285
 286                 top = memblock_end_of_DRAM();
 287                 s = wii_mmu_mapin_mem2(top);
 288                 __mapin_ram_chunk(s, top);
 289         }
 290 #endif
 291 }
 292
 293 /* Scan the real Linux page tables and return a PTE pointer for
 294  * a virtual address in a context.
 295  * Returns true (1) if PTE was found, zero otherwise.  The pointer to
 296  * the PTE pointer is unmodified if PTE is not found.
 297  */
 298 static int
 299 get_pteptr(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t **ptep, pmd_t **pmdp)
 300 {
 301         pgd_t   *pgd;
 302         pud_t   *pud;
 303         pmd_t   *pmd;
 304         pte_t   *pte;
 305         int     retval = 0;
 306
 307         pgd = pgd_offset(mm, addr & PAGE_MASK);
 308         if (pgd) {
 309                 pud = pud_offset(pgd, addr & PAGE_MASK);
 310                 if (pud && pud_present(*pud)) {
 311                         pmd = pmd_offset(pud, addr & PAGE_MASK);
 312                         if (pmd_present(*pmd)) {
 313                                 pte = pte_offset_map(pmd, addr & PAGE_MASK);
 314                                 if (pte) {
 315                                         retval = 1;
 316                                         *ptep = pte;
 317                                         if (pmdp)
 318                                                 *pmdp = pmd;
 319                                         /* XXX caller needs to do pte_unmap, yuck */
 320                                 }
 321                         }
 322                 }
 323         }
 324         return(retval);
 325 }
 326
 327 static int __change_page_attr_noflush(struct page *page, pgprot_t prot)
 328 {
 329         pte_t *kpte;
 330         pmd_t *kpmd;
 331         unsigned long address;
 332
 333         BUG_ON(PageHighMem(page));
 334         address = (unsigned long)page_address(page);
 335
 336         if (v_block_mapped(address))
 337                 return 0;
 338         if (!get_pteptr(&init_mm, address, &kpte, &kpmd))
 339                 return -EINVAL;
 340         __set_pte_at(&init_mm, address, kpte, mk_pte(page, prot), 0);
 341         pte_unmap(kpte);
 342
 343         return 0;
 344 }
 345
 346 /*
 347  * Change the page attributes of an page in the linear mapping.
 348  *
 349  * THIS DOES NOTHING WITH BAT MAPPINGS, DEBUG USE ONLY
 350  */
 351 static int change_page_attr(struct page *page, int numpages, pgprot_t prot)
 352 {
 353         int i, err = 0;
 354         unsigned long flags;
 355         struct page *start = page;
 356
 357         local_irq_save(flags);
 358         for (i = 0; i < numpages; i++, page++) {
 359                 err = __change_page_attr_noflush(page, prot);
 360                 if (err)
 361                         break;
 362         }
 363         wmb();
 364         flush_tlb_kernel_range((unsigned long)page_address(start),
 365                                (unsigned long)page_address(page));
 366         local_irq_restore(flags);
 367         return err;
 368 }
 369
 370 void mark_initmem_nx(void)
 371 {
 372         struct page *page = virt_to_page(_sinittext);
 373         unsigned long numpages = PFN_UP((unsigned long)_einittext) -
 374                                  PFN_DOWN((unsigned long)_sinittext);
 375
 376         change_page_attr(page, numpages, PAGE_KERNEL);
 377 }
 378
 379 #ifdef CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX
 380 void mark_rodata_ro(void)
 381 {
 382         struct page *page;
 383         unsigned long numpages;
 384
 385         page = virt_to_page(_stext);
 386         numpages = PFN_UP((unsigned long)_etext) -
 387                    PFN_DOWN((unsigned long)_stext);
 388
 389         change_page_attr(page, numpages, PAGE_KERNEL_ROX);
 390         /*
 391          * mark .rodata as read only. Use __init_begin rather than __end_rodata
 392          * to cover NOTES and EXCEPTION_TABLE.
 393          */
 394         page = virt_to_page(__start_rodata);
 395         numpages = PFN_UP((unsigned long)__init_begin) -
 396                    PFN_DOWN((unsigned long)__start_rodata);
 397
 398         change_page_attr(page, numpages, PAGE_KERNEL_RO);
 399 }
 400 #endif
 401
 402 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
 403 void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
 404 {
 405         if (PageHighMem(page))
 406                 return;
 407
 408         change_page_attr(page, numpages, enable ? PAGE_KERNEL : __pgprot(0));
 409 }
 410 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */