arch/powerpc/mm/pgtable_64.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /*
   3  *  This file contains ioremap and related functions for 64-bit machines.
   4  *
   5  *  Derived from arch/ppc64/mm/init.c
   6  *    Copyright (C) 1995-1996 Gary Thomas (gdt@linuxppc.org)
   7  *
   8  *  Modifications by Paul Mackerras (PowerMac) (paulus@samba.org)
   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  *  Dave Engebretsen <engebret@us.ibm.com>
  16  *      Rework for PPC64 port.
  17  */
  18
  19 #include <linux/signal.h>
  20 #include <linux/sched.h>
  21 #include <linux/kernel.h>
  22 #include <linux/errno.h>
  23 #include <linux/string.h>
  24 #include <linux/export.h>
  25 #include <linux/types.h>
  26 #include <linux/mman.h>
  27 #include <linux/mm.h>
  28 #include <linux/swap.h>
  29 #include <linux/stddef.h>
  30 #include <linux/vmalloc.h>
  31 #include <linux/slab.h>
  32 #include <linux/hugetlb.h>
  33
  34 #include <asm/pgalloc.h>
  35 #include <asm/page.h>
  36 #include <asm/prom.h>
  37 #include <asm/io.h>
  38 #include <asm/mmu_context.h>
  39 #include <asm/pgtable.h>
  40 #include <asm/mmu.h>
  41 #include <asm/smp.h>
  42 #include <asm/machdep.h>
  43 #include <asm/tlb.h>
  44 #include <asm/processor.h>
  45 #include <asm/cputable.h>
  46 #include <asm/sections.h>
  47 #include <asm/firmware.h>
  48 #include <asm/dma.h>
  49
  50 #include <mm/mmu_decl.h>
  51
  52
  53 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_64
  54 /*
  55  * partition table and process table for ISA 3.0
  56  */
  57 struct prtb_entry *process_tb;
  58 struct patb_entry *partition_tb;
  59 /*
  60  * page table size
  61  */
  62 unsigned long __pte_index_size;
  63 EXPORT_SYMBOL(__pte_index_size);
  64 unsigned long __pmd_index_size;
  65 EXPORT_SYMBOL(__pmd_index_size);
  66 unsigned long __pud_index_size;
  67 EXPORT_SYMBOL(__pud_index_size);
  68 unsigned long __pgd_index_size;
  69 EXPORT_SYMBOL(__pgd_index_size);
  70 unsigned long __pud_cache_index;
  71 EXPORT_SYMBOL(__pud_cache_index);
  72 unsigned long __pte_table_size;
  73 EXPORT_SYMBOL(__pte_table_size);
  74 unsigned long __pmd_table_size;
  75 EXPORT_SYMBOL(__pmd_table_size);
  76 unsigned long __pud_table_size;
  77 EXPORT_SYMBOL(__pud_table_size);
  78 unsigned long __pgd_table_size;
  79 EXPORT_SYMBOL(__pgd_table_size);
  80 unsigned long __pmd_val_bits;
  81 EXPORT_SYMBOL(__pmd_val_bits);
  82 unsigned long __pud_val_bits;
  83 EXPORT_SYMBOL(__pud_val_bits);
  84 unsigned long __pgd_val_bits;
  85 EXPORT_SYMBOL(__pgd_val_bits);
  86 unsigned long __kernel_virt_start;
  87 EXPORT_SYMBOL(__kernel_virt_start);
  88 unsigned long __vmalloc_start;
  89 EXPORT_SYMBOL(__vmalloc_start);
  90 unsigned long __vmalloc_end;
  91 EXPORT_SYMBOL(__vmalloc_end);
  92 unsigned long __kernel_io_start;
  93 EXPORT_SYMBOL(__kernel_io_start);
  94 unsigned long __kernel_io_end;
  95 struct page *vmemmap;
  96 EXPORT_SYMBOL(vmemmap);
  97 unsigned long __pte_frag_nr;
  98 EXPORT_SYMBOL(__pte_frag_nr);
  99 unsigned long __pte_frag_size_shift;
 100 EXPORT_SYMBOL(__pte_frag_size_shift);
 101 unsigned long ioremap_bot;
 102 #else /* !CONFIG_PPC_BOOK3S_64 */
 103 unsigned long ioremap_bot = IOREMAP_BASE;
 104 #endif
 105
 106 /**
 107  * __ioremap_at - Low level function to establish the page tables
 108  *                for an IO mapping
 109  */
 110 void __iomem *__ioremap_at(phys_addr_t pa, void *ea, unsigned long size, pgprot_t prot)
 111 {
 112         unsigned long i;
 113
 114         /* We don't support the 4K PFN hack with ioremap */
 115         if (pgprot_val(prot) & H_PAGE_4K_PFN)
 116                 return NULL;
 117
 118         if ((ea + size) >= (void *)IOREMAP_END) {
 119                 pr_warn("Outside the supported range\n");
 120                 return NULL;
 121         }
 122
 123         WARN_ON(pa & ~PAGE_MASK);
 124         WARN_ON(((unsigned long)ea) & ~PAGE_MASK);
 125         WARN_ON(size & ~PAGE_MASK);
 126
 127         for (i = 0; i < size; i += PAGE_SIZE)
 128                 if (map_kernel_page((unsigned long)ea + i, pa + i, prot))
 129                         return NULL;
 130
 131         return (void __iomem *)ea;
 132 }
 133
 134 /**
 135  * __iounmap_from - Low level function to tear down the page tables
 136  *                  for an IO mapping. This is used for mappings that
 137  *                  are manipulated manually, like partial unmapping of
 138  *                  PCI IOs or ISA space.
 139  */
 140 void __iounmap_at(void *ea, unsigned long size)
 141 {
 142         WARN_ON(((unsigned long)ea) & ~PAGE_MASK);
 143         WARN_ON(size & ~PAGE_MASK);
 144
 145         unmap_kernel_range((unsigned long)ea, size);
 146 }
 147
 148 void __iomem * __ioremap_caller(phys_addr_t addr, unsigned long size,
 149                                 pgprot_t prot, void *caller)
 150 {
 151         phys_addr_t paligned;
 152         void __iomem *ret;
 153
 154         /*
 155          * Choose an address to map it to.
 156          * Once the imalloc system is running, we use it.
 157          * Before that, we map using addresses going
 158          * up from ioremap_bot.  imalloc will use
 159          * the addresses from ioremap_bot through
 160          * IMALLOC_END
 161          *
 162          */
 163         paligned = addr & PAGE_MASK;
 164         size = PAGE_ALIGN(addr + size) - paligned;
 165
 166         if ((size == 0) || (paligned == 0))
 167                 return NULL;
 168
 169         if (slab_is_available()) {
 170                 struct vm_struct *area;
 171
 172                 area = __get_vm_area_caller(size, VM_IOREMAP,
 173                                             ioremap_bot, IOREMAP_END,
 174                                             caller);
 175                 if (area == NULL)
 176                         return NULL;
 177
 178                 area->phys_addr = paligned;
 179                 ret = __ioremap_at(paligned, area->addr, size, prot);
 180                 if (!ret)
 181                         vunmap(area->addr);
 182         } else {
 183                 ret = __ioremap_at(paligned, (void *)ioremap_bot, size, prot);
 184                 if (ret)
 185                         ioremap_bot += size;
 186         }
 187
 188         if (ret)
 189                 ret += addr & ~PAGE_MASK;
 190         return ret;
 191 }
 192
 193 void __iomem * __ioremap(phys_addr_t addr, unsigned long size,
 194                          unsigned long flags)
 195 {
 196         return __ioremap_caller(addr, size, __pgprot(flags), __builtin_return_address(0));
 197 }
 198
 199 void __iomem * ioremap(phys_addr_t addr, unsigned long size)
 200 {
 201         pgprot_t prot = pgprot_noncached(PAGE_KERNEL);
 202         void *caller = __builtin_return_address(0);
 203
 204         if (ppc_md.ioremap)
 205                 return ppc_md.ioremap(addr, size, prot, caller);
 206         return __ioremap_caller(addr, size, prot, caller);
 207 }
 208
 209 void __iomem * ioremap_wc(phys_addr_t addr, unsigned long size)
 210 {
 211         pgprot_t prot = pgprot_noncached_wc(PAGE_KERNEL);
 212         void *caller = __builtin_return_address(0);
 213
 214         if (ppc_md.ioremap)
 215                 return ppc_md.ioremap(addr, size, prot, caller);
 216         return __ioremap_caller(addr, size, prot, caller);
 217 }
 218
 219 void __iomem *ioremap_coherent(phys_addr_t addr, unsigned long size)
 220 {
 221         pgprot_t prot = pgprot_cached(PAGE_KERNEL);
 222         void *caller = __builtin_return_address(0);
 223
 224         if (ppc_md.ioremap)
 225                 return ppc_md.ioremap(addr, size, prot, caller);
 226         return __ioremap_caller(addr, size, prot, caller);
 227 }
 228
 229 void __iomem * ioremap_prot(phys_addr_t addr, unsigned long size,
 230                              unsigned long flags)
 231 {
 232         pte_t pte = __pte(flags);
 233         void *caller = __builtin_return_address(0);
 234
 235         /* writeable implies dirty for kernel addresses */
 236         if (pte_write(pte))
 237                 pte = pte_mkdirty(pte);
 238
 239         /* we don't want to let _PAGE_EXEC leak out */
 240         pte = pte_exprotect(pte);
 241         /*
 242          * Force kernel mapping.
 243          */
 244         pte = pte_mkprivileged(pte);
 245
 246         if (ppc_md.ioremap)
 247                 return ppc_md.ioremap(addr, size, pte_pgprot(pte), caller);
 248         return __ioremap_caller(addr, size, pte_pgprot(pte), caller);
 249 }
 250
 251
 252 /*
 253  * Unmap an IO region and remove it from imalloc'd list.
 254  * Access to IO memory should be serialized by driver.
 255  */
 256 void __iounmap(volatile void __iomem *token)
 257 {
 258         void *addr;
 259
 260         if (!slab_is_available())
 261                 return;
 262
 263         addr = (void *) ((unsigned long __force)
 264                          PCI_FIX_ADDR(token) & PAGE_MASK);
 265         if ((unsigned long)addr < ioremap_bot) {
 266                 printk(KERN_WARNING "Attempt to iounmap early bolted mapping"
 267                        " at 0x%p\n", addr);
 268                 return;
 269         }
 270         vunmap(addr);
 271 }
 272
 273 void iounmap(volatile void __iomem *token)
 274 {
 275         if (ppc_md.iounmap)
 276                 ppc_md.iounmap(token);
 277         else
 278                 __iounmap(token);
 279 }
 280
 281 EXPORT_SYMBOL(ioremap);
 282 EXPORT_SYMBOL(ioremap_wc);
 283 EXPORT_SYMBOL(ioremap_prot);
 284 EXPORT_SYMBOL(__ioremap);
 285 EXPORT_SYMBOL(__ioremap_at);
 286 EXPORT_SYMBOL(iounmap);
 287 EXPORT_SYMBOL(__iounmap);
 288 EXPORT_SYMBOL(__iounmap_at);
 289
 290 #ifndef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
 291 /* 4 level page table */
 292 struct page *pgd_page(pgd_t pgd)
 293 {
 294         if (pgd_huge(pgd))
 295                 return pte_page(pgd_pte(pgd));
 296         return virt_to_page(pgd_page_vaddr(pgd));
 297 }
 298 #endif
 299
 300 struct page *pud_page(pud_t pud)
 301 {
 302         if (pud_huge(pud))
 303                 return pte_page(pud_pte(pud));
 304         return virt_to_page(pud_page_vaddr(pud));
 305 }
 306
 307 /*
 308  * For hugepage we have pfn in the pmd, we use PTE_RPN_SHIFT bits for flags
 309  * For PTE page, we have a PTE_FRAG_SIZE (4K) aligned virtual address.
 310  */
 311 struct page *pmd_page(pmd_t pmd)
 312 {
 313         if (pmd_large(pmd) || pmd_huge(pmd) || pmd_devmap(pmd))
 314                 return pte_page(pmd_pte(pmd));
 315         return virt_to_page(pmd_page_vaddr(pmd));
 316 }
 317
 318 #ifdef CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX
 319 void mark_rodata_ro(void)
 320 {
 321         if (!mmu_has_feature(MMU_FTR_KERNEL_RO)) {
 322                 pr_warn("Warning: Unable to mark rodata read only on this CPU.\n");
 323                 return;
 324         }
 325
 326         if (radix_enabled())
 327                 radix__mark_rodata_ro();
 328         else
 329                 hash__mark_rodata_ro();
 330
 331         // mark_initmem_nx() should have already run by now
 332         ptdump_check_wx();
 333 }
 334
 335 void mark_initmem_nx(void)
 336 {
 337         if (radix_enabled())
 338                 radix__mark_initmem_nx();
 339         else
 340                 hash__mark_initmem_nx();
 341 }
 342 #endif