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