arch/x86/mm/ioremap_32.c

   1 /*
   2  * arch/i386/mm/ioremap.c
   3  *
   4  * Re-map IO memory to kernel address space so that we can access it.
   5  * This is needed for high PCI addresses that aren't mapped in the
   6  * 640k-1MB IO memory area on PC's
   7  *
   8  * (C) Copyright 1995 1996 Linus Torvalds
   9  */
  10
  11 #include <linux/vmalloc.h>
  12 #include <linux/init.h>
  13 #include <linux/slab.h>
  14 #include <linux/module.h>
  15 #include <linux/io.h>
  16 #include <asm/fixmap.h>
  17 #include <asm/cacheflush.h>
  18 #include <asm/tlbflush.h>
  19 #include <asm/pgtable.h>
  20
  21 #define ISA_START_ADDRESS       0xa0000
  22 #define ISA_END_ADDRESS         0x100000
  23
  24 /*
  25  * Generic mapping function (not visible outside):
  26  */
  27
  28 /*
  29  * Remap an arbitrary physical address space into the kernel virtual
  30  * address space. Needed when the kernel wants to access high addresses
  31  * directly.
  32  *
  33  * NOTE! We need to allow non-page-aligned mappings too: we will obviously
  34  * have to convert them into an offset in a page-aligned mapping, but the
  35  * caller shouldn't need to know that small detail.
  36  */
  37 void __iomem * __ioremap(unsigned long phys_addr, unsigned long size, unsigned long flags)
  38 {
  39         void __iomem * addr;
  40         struct vm_struct * area;
  41         unsigned long offset, last_addr;
  42         pgprot_t prot;
  43
  44         /* Don't allow wraparound or zero size */
  45         last_addr = phys_addr + size - 1;
  46         if (!size || last_addr < phys_addr)
  47                 return NULL;
  48
  49         /*
  50          * Don't remap the low PCI/ISA area, it's always mapped..
  51          */
  52         if (phys_addr >= ISA_START_ADDRESS && last_addr < ISA_END_ADDRESS)
  53                 return (void __iomem *) phys_to_virt(phys_addr);
  54
  55         /*
  56          * Don't allow anybody to remap normal RAM that we're using..
  57          */
  58         if (phys_addr <= virt_to_phys(high_memory - 1)) {
  59                 char *t_addr, *t_end;
  60                 struct page *page;
  61
  62                 t_addr = __va(phys_addr);
  63                 t_end = t_addr + (size - 1);
  64
  65                 for(page = virt_to_page(t_addr); page <= virt_to_page(t_end); page++)
  66                         if(!PageReserved(page))
  67                                 return NULL;
  68         }
  69
  70         prot = __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW | _PAGE_DIRTY
  71                         | _PAGE_ACCESSED | flags);
  72
  73         /*
  74          * Mappings have to be page-aligned
  75          */
  76         offset = phys_addr & ~PAGE_MASK;
  77         phys_addr &= PAGE_MASK;
  78         size = PAGE_ALIGN(last_addr+1) - phys_addr;
  79
  80         /*
  81          * Ok, go for it..
  82          */
  83         area = get_vm_area(size, VM_IOREMAP | (flags << 20));
  84         if (!area)
  85                 return NULL;
  86         area->phys_addr = phys_addr;
  87         addr = (void __iomem *) area->addr;
  88         if (ioremap_page_range((unsigned long) addr,
  89                         (unsigned long) addr + size, phys_addr, prot)) {
  90                 vunmap((void __force *) addr);
  91                 return NULL;
  92         }
  93         return (void __iomem *) (offset + (char __iomem *)addr);
  94 }
  95 EXPORT_SYMBOL(__ioremap);
  96
  97 /**
  98  * ioremap_nocache     -   map bus memory into CPU space
  99  * @offset:    bus address of the memory
 100  * @size:      size of the resource to map
 101  *
 102  * ioremap_nocache performs a platform specific sequence of operations to
 103  * make bus memory CPU accessible via the readb/readw/readl/writeb/
 104  * writew/writel functions and the other mmio helpers. The returned
 105  * address is not guaranteed to be usable directly as a virtual
 106  * address.
 107  *
 108  * This version of ioremap ensures that the memory is marked uncachable
 109  * on the CPU as well as honouring existing caching rules from things like
 110  * the PCI bus. Note that there are other caches and buffers on many
 111  * busses. In particular driver authors should read up on PCI writes
 112  *
 113  * It's useful if some control registers are in such an area and
 114  * write combining or read caching is not desirable:
 115  *
 116  * Must be freed with iounmap.
 117  */
 118
 119 void __iomem *ioremap_nocache (unsigned long phys_addr, unsigned long size)
 120 {
 121         unsigned long last_addr;
 122         void __iomem *p = __ioremap(phys_addr, size, _PAGE_PCD | _PAGE_PWT);
 123         if (!p)
 124                 return p;
 125
 126         /* Guaranteed to be > phys_addr, as per __ioremap() */
 127         last_addr = phys_addr + size - 1;
 128
 129         if (last_addr < virt_to_phys(high_memory) - 1) {
 130                 struct page *ppage = virt_to_page(__va(phys_addr));
 131                 unsigned long npages;
 132
 133                 phys_addr &= PAGE_MASK;
 134
 135                 /* This might overflow and become zero.. */
 136                 last_addr = PAGE_ALIGN(last_addr);
 137
 138                 /* .. but that's ok, because modulo-2**n arithmetic will make
 139                 * the page-aligned "last - first" come out right.
 140                 */
 141                 npages = (last_addr - phys_addr) >> PAGE_SHIFT;
 142
 143                 if (change_page_attr(ppage, npages, PAGE_KERNEL_NOCACHE) < 0) {
 144                         iounmap(p);
 145                         p = NULL;
 146                 }
 147                 global_flush_tlb();
 148         }
 149
 150         return p;
 151 }
 152 EXPORT_SYMBOL(ioremap_nocache);
 153
 154 /**
 155  * iounmap - Free a IO remapping
 156  * @addr: virtual address from ioremap_*
 157  *
 158  * Caller must ensure there is only one unmapping for the same pointer.
 159  */
 160 void iounmap(volatile void __iomem *addr)
 161 {
 162         struct vm_struct *p, *o;
 163
 164         if ((void __force *)addr <= high_memory)
 165                 return;
 166
 167         /*
 168          * __ioremap special-cases the PCI/ISA range by not instantiating a
 169          * vm_area and by simply returning an address into the kernel mapping
 170          * of ISA space.   So handle that here.
 171          */
 172         if (addr >= phys_to_virt(ISA_START_ADDRESS) &&
 173                         addr < phys_to_virt(ISA_END_ADDRESS))
 174                 return;
 175
 176         addr = (volatile void __iomem *)(PAGE_MASK & (unsigned long __force)addr);
 177
 178         /* Use the vm area unlocked, assuming the caller
 179            ensures there isn't another iounmap for the same address
 180            in parallel. Reuse of the virtual address is prevented by
 181            leaving it in the global lists until we're done with it.
 182            cpa takes care of the direct mappings. */
 183         read_lock(&vmlist_lock);
 184         for (p = vmlist; p; p = p->next) {
 185                 if (p->addr == addr)
 186                         break;
 187         }
 188         read_unlock(&vmlist_lock);
 189
 190         if (!p) {
 191                 printk("iounmap: bad address %p\n", addr);
 192                 dump_stack();
 193                 return;
 194         }
 195
 196         /* Reset the direct mapping. Can block */
 197         if ((p->flags >> 20) && p->phys_addr < virt_to_phys(high_memory) - 1) {
 198                 change_page_attr(virt_to_page(__va(p->phys_addr)),
 199                                  get_vm_area_size(p) >> PAGE_SHIFT,
 200                                  PAGE_KERNEL);
 201                 global_flush_tlb();
 202         }
 203
 204         /* Finally remove it */
 205         o = remove_vm_area((void *)addr);
 206         BUG_ON(p != o || o == NULL);
 207         kfree(p);
 208 }
 209 EXPORT_SYMBOL(iounmap);
 210
 211 static __initdata int after_paging_init;
 212 static __initdata unsigned long bm_pte[1024]
 213                                 __attribute__((aligned(PAGE_SIZE)));
 214
 215 static inline unsigned long * __init early_ioremap_pgd(unsigned long addr)
 216 {
 217         return (unsigned long *)swapper_pg_dir + ((addr >> 22) & 1023);
 218 }
 219
 220 static inline unsigned long * __init early_ioremap_pte(unsigned long addr)
 221 {
 222         return bm_pte + ((addr >> PAGE_SHIFT) & 1023);
 223 }
 224
 225 void __init early_ioremap_init(void)
 226 {
 227         unsigned long *pgd;
 228
 229         pgd = early_ioremap_pgd(fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN));
 230         *pgd = __pa(bm_pte) | _PAGE_TABLE;
 231         memset(bm_pte, 0, sizeof(bm_pte));
 232         BUG_ON(pgd != early_ioremap_pgd(fix_to_virt(FIX_BTMAP_END)));
 233 }
 234
 235 void __init early_ioremap_clear(void)
 236 {
 237         unsigned long *pgd;
 238
 239         pgd = early_ioremap_pgd(fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN));
 240         *pgd = 0;
 241         __flush_tlb_all();
 242 }
 243
 244 void __init early_ioremap_reset(void)
 245 {
 246         enum fixed_addresses idx;
 247         unsigned long *pte, phys, addr;
 248
 249         after_paging_init = 1;
 250         for (idx = FIX_BTMAP_BEGIN; idx >= FIX_BTMAP_END; idx--) {
 251                 addr = fix_to_virt(idx);
 252                 pte = early_ioremap_pte(addr);
 253                 if (!*pte & _PAGE_PRESENT) {
 254                         phys = *pte & PAGE_MASK;
 255                         set_fixmap(idx, phys);
 256                 }
 257         }
 258 }
 259
 260 static void __init __early_set_fixmap(enum fixed_addresses idx,
 261                                    unsigned long phys, pgprot_t flags)
 262 {
 263         unsigned long *pte, addr = __fix_to_virt(idx);
 264
 265         if (idx >= __end_of_fixed_addresses) {
 266                 BUG();
 267                 return;
 268         }
 269         pte = early_ioremap_pte(addr);
 270         if (pgprot_val(flags))
 271                 *pte = (phys & PAGE_MASK) | pgprot_val(flags);
 272         else
 273                 *pte = 0;
 274         __flush_tlb_one(addr);
 275 }
 276
 277 static inline void __init early_set_fixmap(enum fixed_addresses idx,
 278                                         unsigned long phys)
 279 {
 280         if (after_paging_init)
 281                 set_fixmap(idx, phys);
 282         else
 283                 __early_set_fixmap(idx, phys, PAGE_KERNEL);
 284 }
 285
 286 static inline void __init early_clear_fixmap(enum fixed_addresses idx)
 287 {
 288         if (after_paging_init)
 289                 clear_fixmap(idx);
 290         else
 291                 __early_set_fixmap(idx, 0, __pgprot(0));
 292 }
 293
 294
 295 int __initdata early_ioremap_nested;
 296
 297 void __init *early_ioremap(unsigned long phys_addr, unsigned long size)
 298 {
 299         unsigned long offset, last_addr;
 300         unsigned int nrpages, nesting;
 301         enum fixed_addresses idx0, idx;
 302
 303         WARN_ON(system_state != SYSTEM_BOOTING);
 304
 305         nesting = early_ioremap_nested;
 306
 307         /* Don't allow wraparound or zero size */
 308         last_addr = phys_addr + size - 1;
 309         if (!size || last_addr < phys_addr)
 310                 return NULL;
 311
 312         if (nesting >= FIX_BTMAPS_NESTING)
 313                 return NULL;
 314
 315         early_ioremap_nested++;
 316         /*
 317          * Mappings have to be page-aligned
 318          */
 319         offset = phys_addr & ~PAGE_MASK;
 320         phys_addr &= PAGE_MASK;
 321         size = PAGE_ALIGN(last_addr) - phys_addr;
 322
 323         /*
 324          * Mappings have to fit in the FIX_BTMAP area.
 325          */
 326         nrpages = size >> PAGE_SHIFT;
 327         if (nrpages > NR_FIX_BTMAPS)
 328                 return NULL;
 329
 330         /*
 331          * Ok, go for it..
 332          */
 333         idx0 = FIX_BTMAP_BEGIN - NR_FIX_BTMAPS*nesting;
 334         idx = idx0;
 335         while (nrpages > 0) {
 336                 early_set_fixmap(idx, phys_addr);
 337                 phys_addr += PAGE_SIZE;
 338                 --idx;
 339                 --nrpages;
 340         }
 341
 342         return (void*) (offset + fix_to_virt(idx0));
 343 }
 344
 345 void __init early_iounmap(void *addr, unsigned long size)
 346 {
 347         unsigned long virt_addr;
 348         unsigned long offset;
 349         unsigned int nrpages;
 350         enum fixed_addresses idx;
 351         unsigned int nesting;
 352
 353         nesting = --early_ioremap_nested;
 354
 355         virt_addr = (unsigned long)addr;
 356         if (virt_addr < fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN))
 357                 return;
 358
 359         offset = virt_addr & ~PAGE_MASK;
 360         nrpages = PAGE_ALIGN(offset + size - 1) >> PAGE_SHIFT;
 361
 362         idx = FIX_BTMAP_BEGIN - NR_FIX_BTMAPS*nesting;
 363         while (nrpages > 0) {
 364                 early_clear_fixmap(idx);
 365                 --idx;
 366                 --nrpages;
 367         }
 368 }
 369
 370 void __this_fixmap_does_not_exist(void)
 371 {
 372         WARN_ON(1);
 373 }