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         pgprot_t prot = pgprot_noncached(PAGE_KERNEL);
  80
  81         return __ioremap_caller(addr, size, prot, __builtin_return_address(0));
  82 }
  83 EXPORT_SYMBOL(ioremap);
  84
  85 void __iomem *
  86 ioremap_wc(phys_addr_t addr, unsigned long size)
  87 {
  88         pgprot_t prot = pgprot_noncached_wc(PAGE_KERNEL);
  89
  90         return __ioremap_caller(addr, size, prot, __builtin_return_address(0));
  91 }
  92 EXPORT_SYMBOL(ioremap_wc);
  93
  94 void __iomem *
  95 ioremap_wt(phys_addr_t addr, unsigned long size)
  96 {
  97         pgprot_t prot = pgprot_cached_wthru(PAGE_KERNEL);
  98
  99         return __ioremap_caller(addr, size, prot, __builtin_return_address(0));
 100 }
 101 EXPORT_SYMBOL(ioremap_wt);
 102
 103 void __iomem *
 104 ioremap_coherent(phys_addr_t addr, unsigned long size)
 105 {
 106         pgprot_t prot = pgprot_cached(PAGE_KERNEL);
 107
 108         return __ioremap_caller(addr, size, prot, __builtin_return_address(0));
 109 }
 110 EXPORT_SYMBOL(ioremap_coherent);
 111
 112 void __iomem *
 113 ioremap_prot(phys_addr_t addr, unsigned long size, unsigned long flags)
 114 {
 115         pte_t pte = __pte(flags);
 116
 117         /* writeable implies dirty for kernel addresses */
 118         if (pte_write(pte))
 119                 pte = pte_mkdirty(pte);
 120
 121         /* we don't want to let _PAGE_USER and _PAGE_EXEC leak out */
 122         pte = pte_exprotect(pte);
 123         pte = pte_mkprivileged(pte);
 124
 125         return __ioremap_caller(addr, size, pte_pgprot(pte), __builtin_return_address(0));
 126 }
 127 EXPORT_SYMBOL(ioremap_prot);
 128
 129 void __iomem *
 130 __ioremap(phys_addr_t addr, unsigned long size, unsigned long flags)
 131 {
 132         return __ioremap_caller(addr, size, __pgprot(flags), __builtin_return_address(0));
 133 }
 134
 135 void __iomem *
 136 __ioremap_caller(phys_addr_t addr, unsigned long size, pgprot_t prot, void *caller)
 137 {
 138         unsigned long v, i;
 139         phys_addr_t p;
 140         int err;
 141
 142         /*
 143          * Choose an address to map it to.
 144          * Once the vmalloc system is running, we use it.
 145          * Before then, we use space going down from IOREMAP_TOP
 146          * (ioremap_bot records where we're up to).
 147          */
 148         p = addr & PAGE_MASK;
 149         size = PAGE_ALIGN(addr + size) - p;
 150
 151         /*
 152          * If the address lies within the first 16 MB, assume it's in ISA
 153          * memory space
 154          */
 155         if (p < 16*1024*1024)
 156                 p += _ISA_MEM_BASE;
 157
 158 #ifndef CONFIG_CRASH_DUMP
 159         /*
 160          * Don't allow anybody to remap normal RAM that we're using.
 161          * mem_init() sets high_memory so only do the check after that.
 162          */
 163         if (slab_is_available() && (p < virt_to_phys(high_memory)) &&
 164             page_is_ram(__phys_to_pfn(p))) {
 165                 printk("__ioremap(): phys addr 0x%llx is RAM lr %ps\n",
 166                        (unsigned long long)p, __builtin_return_address(0));
 167                 return NULL;
 168         }
 169 #endif
 170
 171         if (size == 0)
 172                 return NULL;
 173
 174         /*
 175          * Is it already mapped?  Perhaps overlapped by a previous
 176          * mapping.
 177          */
 178         v = p_block_mapped(p);
 179         if (v)
 180                 goto out;
 181
 182         if (slab_is_available()) {
 183                 struct vm_struct *area;
 184                 area = get_vm_area_caller(size, VM_IOREMAP, caller);
 185                 if (area == 0)
 186                         return NULL;
 187                 area->phys_addr = p;
 188                 v = (unsigned long) area->addr;
 189         } else {
 190                 v = (ioremap_bot -= size);
 191         }
 192
 193         /*
 194          * Should check if it is a candidate for a BAT mapping
 195          */
 196
 197         err = 0;
 198         for (i = 0; i < size && err == 0; i += PAGE_SIZE)
 199                 err = map_kernel_page(v + i, p + i, prot);
 200         if (err) {
 201                 if (slab_is_available())
 202                         vunmap((void *)v);
 203                 return NULL;
 204         }
 205
 206 out:
 207         return (void __iomem *) (v + ((unsigned long)addr & ~PAGE_MASK));
 208 }
 209 EXPORT_SYMBOL(__ioremap);
 210
 211 void iounmap(volatile void __iomem *addr)
 212 {
 213         /*
 214          * If mapped by BATs then there is nothing to do.
 215          * Calling vfree() generates a benign warning.
 216          */
 217         if (v_block_mapped((unsigned long)addr))
 218                 return;
 219
 220         if (addr > high_memory && (unsigned long) addr < ioremap_bot)
 221                 vunmap((void *) (PAGE_MASK & (unsigned long)addr));
 222 }
 223 EXPORT_SYMBOL(iounmap);
 224
 225 int map_kernel_page(unsigned long va, phys_addr_t pa, pgprot_t prot)
 226 {
 227         pmd_t *pd;
 228         pte_t *pg;
 229         int err = -ENOMEM;
 230
 231         /* Use upper 10 bits of VA to index the first level map */
 232         pd = pmd_offset(pud_offset(pgd_offset_k(va), va), va);
 233         /* Use middle 10 bits of VA to index the second-level map */
 234         pg = pte_alloc_kernel(pd, va);
 235         if (pg != 0) {
 236                 err = 0;
 237                 /* The PTE should never be already set nor present in the
 238                  * hash table
 239                  */
 240                 BUG_ON((pte_present(*pg) | pte_hashpte(*pg)) && pgprot_val(prot));
 241                 set_pte_at(&init_mm, va, pg, pfn_pte(pa >> PAGE_SHIFT, prot));
 242         }
 243         smp_wmb();
 244         return err;
 245 }
 246
 247 /*
 248  * Map in a chunk of physical memory starting at start.
 249  */
 250 static void __init __mapin_ram_chunk(unsigned long offset, unsigned long top)
 251 {
 252         unsigned long v, s;
 253         phys_addr_t p;
 254         int ktext;
 255
 256         s = offset;
 257         v = PAGE_OFFSET + s;
 258         p = memstart_addr + s;
 259         for (; s < top; s += PAGE_SIZE) {
 260                 ktext = ((char *)v >= _stext && (char *)v < etext) ||
 261                         ((char *)v >= _sinittext && (char *)v < _einittext);
 262                 map_kernel_page(v, p, ktext ? PAGE_KERNEL_TEXT : PAGE_KERNEL);
 263 #ifdef CONFIG_PPC_STD_MMU_32
 264                 if (ktext)
 265                         hash_preload(&init_mm, v, false, 0x300);
 266 #endif
 267                 v += PAGE_SIZE;
 268                 p += PAGE_SIZE;
 269         }
 270 }
 271
 272 void __init mapin_ram(void)
 273 {
 274         unsigned long s, top;
 275
 276 #ifndef CONFIG_WII
 277         top = total_lowmem;
 278         s = mmu_mapin_ram(top);
 279         __mapin_ram_chunk(s, top);
 280 #else
 281         if (!wii_hole_size) {
 282                 s = mmu_mapin_ram(total_lowmem);
 283                 __mapin_ram_chunk(s, total_lowmem);
 284         } else {
 285                 top = wii_hole_start;
 286                 s = mmu_mapin_ram(top);
 287                 __mapin_ram_chunk(s, top);
 288
 289                 top = memblock_end_of_DRAM();
 290                 s = wii_mmu_mapin_mem2(top);
 291                 __mapin_ram_chunk(s, top);
 292         }
 293 #endif
 294 }
 295
 296 /* Scan the real Linux page tables and return a PTE pointer for
 297  * a virtual address in a context.
 298  * Returns true (1) if PTE was found, zero otherwise.  The pointer to
 299  * the PTE pointer is unmodified if PTE is not found.
 300  */
 301 static int
 302 get_pteptr(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t **ptep, pmd_t **pmdp)
 303 {
 304         pgd_t   *pgd;
 305         pud_t   *pud;
 306         pmd_t   *pmd;
 307         pte_t   *pte;
 308         int     retval = 0;
 309
 310         pgd = pgd_offset(mm, addr & PAGE_MASK);
 311         if (pgd) {
 312                 pud = pud_offset(pgd, addr & PAGE_MASK);
 313                 if (pud && pud_present(*pud)) {
 314                         pmd = pmd_offset(pud, addr & PAGE_MASK);
 315                         if (pmd_present(*pmd)) {
 316                                 pte = pte_offset_map(pmd, addr & PAGE_MASK);
 317                                 if (pte) {
 318                                         retval = 1;
 319                                         *ptep = pte;
 320                                         if (pmdp)
 321                                                 *pmdp = pmd;
 322                                         /* XXX caller needs to do pte_unmap, yuck */
 323                                 }
 324                         }
 325                 }
 326         }
 327         return(retval);
 328 }
 329
 330 static int __change_page_attr_noflush(struct page *page, pgprot_t prot)
 331 {
 332         pte_t *kpte;
 333         pmd_t *kpmd;
 334         unsigned long address;
 335
 336         BUG_ON(PageHighMem(page));
 337         address = (unsigned long)page_address(page);
 338
 339         if (v_block_mapped(address))
 340                 return 0;
 341         if (!get_pteptr(&init_mm, address, &kpte, &kpmd))
 342                 return -EINVAL;
 343         __set_pte_at(&init_mm, address, kpte, mk_pte(page, prot), 0);
 344         pte_unmap(kpte);
 345
 346         return 0;
 347 }
 348
 349 /*
 350  * Change the page attributes of an page in the linear mapping.
 351  *
 352  * THIS DOES NOTHING WITH BAT MAPPINGS, DEBUG USE ONLY
 353  */
 354 static int change_page_attr(struct page *page, int numpages, pgprot_t prot)
 355 {
 356         int i, err = 0;
 357         unsigned long flags;
 358         struct page *start = page;
 359
 360         local_irq_save(flags);
 361         for (i = 0; i < numpages; i++, page++) {
 362                 err = __change_page_attr_noflush(page, prot);
 363                 if (err)
 364                         break;
 365         }
 366         wmb();
 367         local_irq_restore(flags);
 368         flush_tlb_kernel_range((unsigned long)page_address(start),
 369                                (unsigned long)page_address(page));
 370         return err;
 371 }
 372
 373 void mark_initmem_nx(void)
 374 {
 375         struct page *page = virt_to_page(_sinittext);
 376         unsigned long numpages = PFN_UP((unsigned long)_einittext) -
 377                                  PFN_DOWN((unsigned long)_sinittext);
 378
 379         change_page_attr(page, numpages, PAGE_KERNEL);
 380 }
 381
 382 #ifdef CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX
 383 void mark_rodata_ro(void)
 384 {
 385         struct page *page;
 386         unsigned long numpages;
 387
 388         page = virt_to_page(_stext);
 389         numpages = PFN_UP((unsigned long)_etext) -
 390                    PFN_DOWN((unsigned long)_stext);
 391
 392         change_page_attr(page, numpages, PAGE_KERNEL_ROX);
 393         /*
 394          * mark .rodata as read only. Use __init_begin rather than __end_rodata
 395          * to cover NOTES and EXCEPTION_TABLE.
 396          */
 397         page = virt_to_page(__start_rodata);
 398         numpages = PFN_UP((unsigned long)__init_begin) -
 399                    PFN_DOWN((unsigned long)__start_rodata);
 400
 401         change_page_attr(page, numpages, PAGE_KERNEL_RO);
 402 }
 403 #endif
 404
 405 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
 406 void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
 407 {
 408         if (PageHighMem(page))
 409                 return;
 410
 411         change_page_attr(page, numpages, enable ? PAGE_KERNEL : __pgprot(0));
 412 }
 413 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */