arch/arm/mm/ioremap.c

   1 /*
   2  *  linux/arch/arm/mm/ioremap.c
   3  *
   4  * Re-map IO memory to kernel address space so that we can access it.
   5  *
   6  * (C) Copyright 1995 1996 Linus Torvalds
   7  *
   8  * Hacked for ARM by Phil Blundell <philb@gnu.org>
   9  * Hacked to allow all architectures to build, and various cleanups
  10  * by Russell King
  11  *
  12  * This allows a driver to remap an arbitrary region of bus memory into
  13  * virtual space.  One should *only* use readl, writel, memcpy_toio and
  14  * so on with such remapped areas.
  15  *
  16  * Because the ARM only has a 32-bit address space we can't address the
  17  * whole of the (physical) PCI space at once.  PCI huge-mode addressing
  18  * allows us to circumvent this restriction by splitting PCI space into
  19  * two 2GB chunks and mapping only one at a time into processor memory.
  20  * We use MMU protection domains to trap any attempt to access the bank
  21  * that is not currently mapped.  (This isn't fully implemented yet.)
  22  */
  23 #include <linux/module.h>
  24 #include <linux/errno.h>
  25 #include <linux/mm.h>
  26 #include <linux/vmalloc.h>
  27
  28 #include <asm/cacheflush.h>
  29 #include <asm/io.h>
  30 #include <asm/mmu_context.h>
  31 #include <asm/pgalloc.h>
  32 #include <asm/tlbflush.h>
  33 #include <asm/sizes.h>
  34
  35 #include <asm/mach/map.h>
  36 #include "mm.h"
  37
  38 /*
  39  * Used by ioremap() and iounmap() code to mark (super)section-mapped
  40  * I/O regions in vm_struct->flags field.
  41  */
  42 #define VM_ARM_SECTION_MAPPING  0x80000000
  43
  44 static int remap_area_pte(pmd_t *pmd, unsigned long addr, unsigned long end,
  45                           unsigned long phys_addr, const struct mem_type *type)
  46 {
  47         pgprot_t prot = __pgprot(type->prot_pte);
  48         pte_t *pte;
  49
  50         pte = pte_alloc_kernel(pmd, addr);
  51         if (!pte)
  52                 return -ENOMEM;
  53
  54         do {
  55                 if (!pte_none(*pte))
  56                         goto bad;
  57
  58                 set_pte_ext(pte, pfn_pte(phys_addr >> PAGE_SHIFT, prot), 0);
  59                 phys_addr += PAGE_SIZE;
  60         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
  61         return 0;
  62
  63  bad:
  64         printk(KERN_CRIT "remap_area_pte: page already exists\n");
  65         BUG();
  66 }
  67
  68 static inline int remap_area_pmd(pgd_t *pgd, unsigned long addr,
  69                                  unsigned long end, unsigned long phys_addr,
  70                                  const struct mem_type *type)
  71 {
  72         unsigned long next;
  73         pmd_t *pmd;
  74         int ret = 0;
  75
  76         pmd = pmd_alloc(&init_mm, pgd, addr);
  77         if (!pmd)
  78                 return -ENOMEM;
  79
  80         do {
  81                 next = pmd_addr_end(addr, end);
  82                 ret = remap_area_pte(pmd, addr, next, phys_addr, type);
  83                 if (ret)
  84                         return ret;
  85                 phys_addr += next - addr;
  86         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
  87         return ret;
  88 }
  89
  90 static int remap_area_pages(unsigned long start, unsigned long pfn,
  91                             size_t size, const struct mem_type *type)
  92 {
  93         unsigned long addr = start;
  94         unsigned long next, end = start + size;
  95         unsigned long phys_addr = __pfn_to_phys(pfn);
  96         pgd_t *pgd;
  97         int err = 0;
  98
  99         BUG_ON(addr >= end);
 100         pgd = pgd_offset_k(addr);
 101         do {
 102                 next = pgd_addr_end(addr, end);
 103                 err = remap_area_pmd(pgd, addr, next, phys_addr, type);
 104                 if (err)
 105                         break;
 106                 phys_addr += next - addr;
 107         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
 108
 109         return err;
 110 }
 111
 112
 113 void __check_kvm_seq(struct mm_struct *mm)
 114 {
 115         unsigned int seq;
 116
 117         do {
 118                 seq = init_mm.context.kvm_seq;
 119                 memcpy(pgd_offset(mm, VMALLOC_START),
 120                        pgd_offset_k(VMALLOC_START),
 121                        sizeof(pgd_t) * (pgd_index(VMALLOC_END) -
 122                                         pgd_index(VMALLOC_START)));
 123                 mm->context.kvm_seq = seq;
 124         } while (seq != init_mm.context.kvm_seq);
 125 }
 126
 127 #ifndef CONFIG_SMP
 128 /*
 129  * Section support is unsafe on SMP - If you iounmap and ioremap a region,
 130  * the other CPUs will not see this change until their next context switch.
 131  * Meanwhile, (eg) if an interrupt comes in on one of those other CPUs
 132  * which requires the new ioremap'd region to be referenced, the CPU will
 133  * reference the _old_ region.
 134  *
 135  * Note that get_vm_area() allocates a guard 4K page, so we need to mask
 136  * the size back to 1MB aligned or we will overflow in the loop below.
 137  */
 138 static void unmap_area_sections(unsigned long virt, unsigned long size)
 139 {
 140         unsigned long addr = virt, end = virt + (size & ~SZ_1M);
 141         pgd_t *pgd;
 142
 143         flush_cache_vunmap(addr, end);
 144         pgd = pgd_offset_k(addr);
 145         do {
 146                 pmd_t pmd, *pmdp = pmd_offset(pgd, addr);
 147
 148                 pmd = *pmdp;
 149                 if (!pmd_none(pmd)) {
 150                         /*
 151                          * Clear the PMD from the page table, and
 152                          * increment the kvm sequence so others
 153                          * notice this change.
 154                          *
 155                          * Note: this is still racy on SMP machines.
 156                          */
 157                         pmd_clear(pmdp);
 158                         init_mm.context.kvm_seq++;
 159
 160                         /*
 161                          * Free the page table, if there was one.
 162                          */
 163                         if ((pmd_val(pmd) & PMD_TYPE_MASK) == PMD_TYPE_TABLE)
 164                                 pte_free_kernel(&init_mm, pmd_page_vaddr(pmd));
 165                 }
 166
 167                 addr += PGDIR_SIZE;
 168                 pgd++;
 169         } while (addr < end);
 170
 171         /*
 172          * Ensure that the active_mm is up to date - we want to
 173          * catch any use-after-iounmap cases.
 174          */
 175         if (current->active_mm->context.kvm_seq != init_mm.context.kvm_seq)
 176                 __check_kvm_seq(current->active_mm);
 177
 178         flush_tlb_kernel_range(virt, end);
 179 }
 180
 181 static int
 182 remap_area_sections(unsigned long virt, unsigned long pfn,
 183                     size_t size, const struct mem_type *type)
 184 {
 185         unsigned long addr = virt, end = virt + size;
 186         pgd_t *pgd;
 187
 188         /*
 189          * Remove and free any PTE-based mapping, and
 190          * sync the current kernel mapping.
 191          */
 192         unmap_area_sections(virt, size);
 193
 194         pgd = pgd_offset_k(addr);
 195         do {
 196                 pmd_t *pmd = pmd_offset(pgd, addr);
 197
 198                 pmd[0] = __pmd(__pfn_to_phys(pfn) | type->prot_sect);
 199                 pfn += SZ_1M >> PAGE_SHIFT;
 200                 pmd[1] = __pmd(__pfn_to_phys(pfn) | type->prot_sect);
 201                 pfn += SZ_1M >> PAGE_SHIFT;
 202                 flush_pmd_entry(pmd);
 203
 204                 addr += PGDIR_SIZE;
 205                 pgd++;
 206         } while (addr < end);
 207
 208         return 0;
 209 }
 210
 211 static int
 212 remap_area_supersections(unsigned long virt, unsigned long pfn,
 213                          size_t size, const struct mem_type *type)
 214 {
 215         unsigned long addr = virt, end = virt + size;
 216         pgd_t *pgd;
 217
 218         /*
 219          * Remove and free any PTE-based mapping, and
 220          * sync the current kernel mapping.
 221          */
 222         unmap_area_sections(virt, size);
 223
 224         pgd = pgd_offset_k(virt);
 225         do {
 226                 unsigned long super_pmd_val, i;
 227
 228                 super_pmd_val = __pfn_to_phys(pfn) | type->prot_sect |
 229                                 PMD_SECT_SUPER;
 230                 super_pmd_val |= ((pfn >> (32 - PAGE_SHIFT)) & 0xf) << 20;
 231
 232                 for (i = 0; i < 8; i++) {
 233                         pmd_t *pmd = pmd_offset(pgd, addr);
 234
 235                         pmd[0] = __pmd(super_pmd_val);
 236                         pmd[1] = __pmd(super_pmd_val);
 237                         flush_pmd_entry(pmd);
 238
 239                         addr += PGDIR_SIZE;
 240                         pgd++;
 241                 }
 242
 243                 pfn += SUPERSECTION_SIZE >> PAGE_SHIFT;
 244         } while (addr < end);
 245
 246         return 0;
 247 }
 248 #endif
 249
 250
 251 /*
 252  * Remap an arbitrary physical address space into the kernel virtual
 253  * address space. Needed when the kernel wants to access high addresses
 254  * directly.
 255  *
 256  * NOTE! We need to allow non-page-aligned mappings too: we will obviously
 257  * have to convert them into an offset in a page-aligned mapping, but the
 258  * caller shouldn't need to know that small detail.
 259  *
 260  * 'flags' are the extra L_PTE_ flags that you want to specify for this
 261  * mapping.  See <asm/pgtable.h> for more information.
 262  */
 263 void __iomem *
 264 __arm_ioremap_pfn(unsigned long pfn, unsigned long offset, size_t size,
 265                   unsigned int mtype)
 266 {
 267         const struct mem_type *type;
 268         int err;
 269         unsigned long addr;
 270         struct vm_struct * area;
 271
 272         /*
 273          * High mappings must be supersection aligned
 274          */
 275         if (pfn >= 0x100000 && (__pfn_to_phys(pfn) & ~SUPERSECTION_MASK))
 276                 return NULL;
 277
 278         type = get_mem_type(mtype);
 279         if (!type)
 280                 return NULL;
 281
 282         /*
 283          * Page align the mapping size, taking account of any offset.
 284          */
 285         size = PAGE_ALIGN(offset + size);
 286
 287         area = get_vm_area(size, VM_IOREMAP);
 288         if (!area)
 289                 return NULL;
 290         addr = (unsigned long)area->addr;
 291
 292 #ifndef CONFIG_SMP
 293         if (DOMAIN_IO == 0 &&
 294             (((cpu_architecture() >= CPU_ARCH_ARMv6) && (get_cr() & CR_XP)) ||
 295                cpu_is_xsc3()) && pfn >= 0x100000 &&
 296                !((__pfn_to_phys(pfn) | size | addr) & ~SUPERSECTION_MASK)) {
 297                 area->flags |= VM_ARM_SECTION_MAPPING;
 298                 err = remap_area_supersections(addr, pfn, size, type);
 299         } else if (!((__pfn_to_phys(pfn) | size | addr) & ~PMD_MASK)) {
 300                 area->flags |= VM_ARM_SECTION_MAPPING;
 301                 err = remap_area_sections(addr, pfn, size, type);
 302         } else
 303 #endif
 304                 err = remap_area_pages(addr, pfn, size, type);
 305
 306         if (err) {
 307                 vunmap((void *)addr);
 308                 return NULL;
 309         }
 310
 311         flush_cache_vmap(addr, addr + size);
 312         return (void __iomem *) (offset + addr);
 313 }
 314 EXPORT_SYMBOL(__arm_ioremap_pfn);
 315
 316 void __iomem *
 317 __arm_ioremap(unsigned long phys_addr, size_t size, unsigned int mtype)
 318 {
 319         unsigned long last_addr;
 320         unsigned long offset = phys_addr & ~PAGE_MASK;
 321         unsigned long pfn = __phys_to_pfn(phys_addr);
 322
 323         /*
 324          * Don't allow wraparound or zero size
 325          */
 326         last_addr = phys_addr + size - 1;
 327         if (!size || last_addr < phys_addr)
 328                 return NULL;
 329
 330         return __arm_ioremap_pfn(pfn, offset, size, mtype);
 331 }
 332 EXPORT_SYMBOL(__arm_ioremap);
 333
 334 void __iounmap(volatile void __iomem *addr)
 335 {
 336 #ifndef CONFIG_SMP
 337         struct vm_struct **p, *tmp;
 338 #endif
 339         unsigned int section_mapping = 0;
 340
 341         addr = (volatile void __iomem *)(PAGE_MASK & (unsigned long)addr);
 342
 343 #ifndef CONFIG_SMP
 344         /*
 345          * If this is a section based mapping we need to handle it
 346          * specially as the VM subsystem does not know how to handle
 347          * such a beast. We need the lock here b/c we need to clear
 348          * all the mappings before the area can be reclaimed
 349          * by someone else.
 350          */
 351         write_lock(&vmlist_lock);
 352         for (p = &vmlist ; (tmp = *p) ; p = &tmp->next) {
 353                 if((tmp->flags & VM_IOREMAP) && (tmp->addr == addr)) {
 354                         if (tmp->flags & VM_ARM_SECTION_MAPPING) {
 355                                 *p = tmp->next;
 356                                 unmap_area_sections((unsigned long)tmp->addr,
 357                                                     tmp->size);
 358                                 kfree(tmp);
 359                                 section_mapping = 1;
 360                         }
 361                         break;
 362                 }
 363         }
 364         write_unlock(&vmlist_lock);
 365 #endif
 366
 367         if (!section_mapping)
 368                 vunmap((void __force *)addr);
 369 }
 370 EXPORT_SYMBOL(__iounmap);