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
  30 #include <asm/pgtable.h>
  31 #include <asm/pgalloc.h>
  32 #include <asm/io.h>
  33
  34 #include "mmu_decl.h"
  35
  36 unsigned long ioremap_base;
  37 unsigned long ioremap_bot;
  38 EXPORT_SYMBOL(ioremap_bot);     /* aka VMALLOC_END */
  39 int io_bat_index;
  40
  41 #if defined(CONFIG_6xx) || defined(CONFIG_POWER3)
  42 #define HAVE_BATS       1
  43 #endif
  44
  45 #if defined(CONFIG_FSL_BOOKE)
  46 #define HAVE_TLBCAM     1
  47 #endif
  48
  49 extern char etext[], _stext[];
  50
  51 #ifdef CONFIG_SMP
  52 extern void hash_page_sync(void);
  53 #endif
  54
  55 #ifdef HAVE_BATS
  56 extern unsigned long v_mapped_by_bats(unsigned long va);
  57 extern unsigned long p_mapped_by_bats(unsigned long pa);
  58 void setbat(int index, unsigned long virt, unsigned long phys,
  59             unsigned int size, int flags);
  60
  61 #else /* !HAVE_BATS */
  62 #define v_mapped_by_bats(x)     (0UL)
  63 #define p_mapped_by_bats(x)     (0UL)
  64 #endif /* HAVE_BATS */
  65
  66 #ifdef HAVE_TLBCAM
  67 extern unsigned int tlbcam_index;
  68 extern unsigned long v_mapped_by_tlbcam(unsigned long va);
  69 extern unsigned long p_mapped_by_tlbcam(unsigned long pa);
  70 #else /* !HAVE_TLBCAM */
  71 #define v_mapped_by_tlbcam(x)   (0UL)
  72 #define p_mapped_by_tlbcam(x)   (0UL)
  73 #endif /* HAVE_TLBCAM */
  74
  75 #ifdef CONFIG_PTE_64BIT
  76 /* 44x uses an 8kB pgdir because it has 8-byte Linux PTEs. */
  77 #define PGDIR_ORDER     1
  78 #else
  79 #define PGDIR_ORDER     0
  80 #endif
  81
  82 pgd_t *pgd_alloc(struct mm_struct *mm)
  83 {
  84         pgd_t *ret;
  85
  86         ret = (pgd_t *)__get_free_pages(GFP_KERNEL|__GFP_ZERO, PGDIR_ORDER);
  87         return ret;
  88 }
  89
  90 void pgd_free(pgd_t *pgd)
  91 {
  92         free_pages((unsigned long)pgd, PGDIR_ORDER);
  93 }
  94
  95 __init_refok pte_t *pte_alloc_one_kernel(struct mm_struct *mm, unsigned long address)
  96 {
  97         pte_t *pte;
  98         extern int mem_init_done;
  99         extern void *early_get_page(void);
 100
 101         if (mem_init_done) {
 102                 pte = (pte_t *)__get_free_page(GFP_KERNEL|__GFP_REPEAT|__GFP_ZERO);
 103         } else {
 104                 pte = (pte_t *)early_get_page();
 105                 if (pte)
 106                         clear_page(pte);
 107         }
 108         return pte;
 109 }
 110
 111 struct page *pte_alloc_one(struct mm_struct *mm, unsigned long address)
 112 {
 113         struct page *ptepage;
 114
 115 #ifdef CONFIG_HIGHPTE
 116         gfp_t flags = GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM | __GFP_REPEAT;
 117 #else
 118         gfp_t flags = GFP_KERNEL | __GFP_REPEAT;
 119 #endif
 120
 121         ptepage = alloc_pages(flags, 0);
 122         if (ptepage)
 123                 clear_highpage(ptepage);
 124         return ptepage;
 125 }
 126
 127 void pte_free_kernel(pte_t *pte)
 128 {
 129 #ifdef CONFIG_SMP
 130         hash_page_sync();
 131 #endif
 132         free_page((unsigned long)pte);
 133 }
 134
 135 void pte_free(struct page *ptepage)
 136 {
 137 #ifdef CONFIG_SMP
 138         hash_page_sync();
 139 #endif
 140         __free_page(ptepage);
 141 }
 142
 143 void __iomem *
 144 ioremap(phys_addr_t addr, unsigned long size)
 145 {
 146         return __ioremap(addr, size, _PAGE_NO_CACHE);
 147 }
 148 EXPORT_SYMBOL(ioremap);
 149
 150 void __iomem *
 151 ioremap_flags(phys_addr_t addr, unsigned long size, unsigned long flags)
 152 {
 153         return __ioremap(addr, size, flags);
 154 }
 155 EXPORT_SYMBOL(ioremap_flags);
 156
 157 void __iomem *
 158 __ioremap(phys_addr_t addr, unsigned long size, unsigned long flags)
 159 {
 160         unsigned long v, i;
 161         phys_addr_t p;
 162         int err;
 163
 164         /*
 165          * Choose an address to map it to.
 166          * Once the vmalloc system is running, we use it.
 167          * Before then, we use space going down from ioremap_base
 168          * (ioremap_bot records where we're up to).
 169          */
 170         p = addr & PAGE_MASK;
 171         size = PAGE_ALIGN(addr + size) - p;
 172
 173         /*
 174          * If the address lies within the first 16 MB, assume it's in ISA
 175          * memory space
 176          */
 177         if (p < 16*1024*1024)
 178                 p += _ISA_MEM_BASE;
 179
 180         /*
 181          * Don't allow anybody to remap normal RAM that we're using.
 182          * mem_init() sets high_memory so only do the check after that.
 183          */
 184         if (mem_init_done && (p < virt_to_phys(high_memory))) {
 185                 printk("__ioremap(): phys addr 0x%llx is RAM lr %p\n",
 186                        (unsigned long long)p, __builtin_return_address(0));
 187                 return NULL;
 188         }
 189
 190         if (size == 0)
 191                 return NULL;
 192
 193         /*
 194          * Is it already mapped?  Perhaps overlapped by a previous
 195          * BAT mapping.  If the whole area is mapped then we're done,
 196          * otherwise remap it since we want to keep the virt addrs for
 197          * each request contiguous.
 198          *
 199          * We make the assumption here that if the bottom and top
 200          * of the range we want are mapped then it's mapped to the
 201          * same virt address (and this is contiguous).
 202          *  -- Cort
 203          */
 204         if ((v = p_mapped_by_bats(p)) /*&& p_mapped_by_bats(p+size-1)*/ )
 205                 goto out;
 206
 207         if ((v = p_mapped_by_tlbcam(p)))
 208                 goto out;
 209
 210         if (mem_init_done) {
 211                 struct vm_struct *area;
 212                 area = get_vm_area(size, VM_IOREMAP);
 213                 if (area == 0)
 214                         return NULL;
 215                 v = (unsigned long) area->addr;
 216         } else {
 217                 v = (ioremap_bot -= size);
 218         }
 219
 220         if ((flags & _PAGE_PRESENT) == 0)
 221                 flags |= _PAGE_KERNEL;
 222         if (flags & _PAGE_NO_CACHE)
 223                 flags |= _PAGE_GUARDED;
 224
 225         /*
 226          * Should check if it is a candidate for a BAT mapping
 227          */
 228
 229         err = 0;
 230         for (i = 0; i < size && err == 0; i += PAGE_SIZE)
 231                 err = map_page(v+i, p+i, flags);
 232         if (err) {
 233                 if (mem_init_done)
 234                         vunmap((void *)v);
 235                 return NULL;
 236         }
 237
 238 out:
 239         return (void __iomem *) (v + ((unsigned long)addr & ~PAGE_MASK));
 240 }
 241 EXPORT_SYMBOL(__ioremap);
 242
 243 void iounmap(volatile void __iomem *addr)
 244 {
 245         /*
 246          * If mapped by BATs then there is nothing to do.
 247          * Calling vfree() generates a benign warning.
 248          */
 249         if (v_mapped_by_bats((unsigned long)addr)) return;
 250
 251         if (addr > high_memory && (unsigned long) addr < ioremap_bot)
 252                 vunmap((void *) (PAGE_MASK & (unsigned long)addr));
 253 }
 254 EXPORT_SYMBOL(iounmap);
 255
 256 int map_page(unsigned long va, phys_addr_t pa, int flags)
 257 {
 258         pmd_t *pd;
 259         pte_t *pg;
 260         int err = -ENOMEM;
 261
 262         /* Use upper 10 bits of VA to index the first level map */
 263         pd = pmd_offset(pud_offset(pgd_offset_k(va), va), va);
 264         /* Use middle 10 bits of VA to index the second-level map */
 265         pg = pte_alloc_kernel(pd, va);
 266         if (pg != 0) {
 267                 err = 0;
 268                 /* The PTE should never be already set nor present in the
 269                  * hash table
 270                  */
 271                 BUG_ON(pte_val(*pg) & (_PAGE_PRESENT | _PAGE_HASHPTE));
 272                 set_pte_at(&init_mm, va, pg, pfn_pte(pa >> PAGE_SHIFT,
 273                                                      __pgprot(flags)));
 274         }
 275         return err;
 276 }
 277
 278 /*
 279  * Map in all of physical memory starting at KERNELBASE.
 280  */
 281 void __init mapin_ram(void)
 282 {
 283         unsigned long v, p, s, f;
 284         int ktext;
 285
 286         s = mmu_mapin_ram();
 287         v = KERNELBASE + s;
 288         p = PPC_MEMSTART + s;
 289         for (; s < total_lowmem; s += PAGE_SIZE) {
 290                 ktext = ((char *) v >= _stext && (char *) v < etext);
 291                 f = ktext ?_PAGE_RAM_TEXT : _PAGE_RAM;
 292                 map_page(v, p, f);
 293 #ifdef CONFIG_PPC_STD_MMU_32
 294                 if (ktext)
 295                         hash_preload(&init_mm, v, 0, 0x300);
 296 #endif
 297                 v += PAGE_SIZE;
 298                 p += PAGE_SIZE;
 299         }
 300 }
 301
 302 /* is x a power of 4? */
 303 #define is_power_of_4(x)        is_power_of_2(x) && (ffs(x) & 1)
 304
 305 /* Scan the real Linux page tables and return a PTE pointer for
 306  * a virtual address in a context.
 307  * Returns true (1) if PTE was found, zero otherwise.  The pointer to
 308  * the PTE pointer is unmodified if PTE is not found.
 309  */
 310 int
 311 get_pteptr(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t **ptep, pmd_t **pmdp)
 312 {
 313         pgd_t   *pgd;
 314         pud_t   *pud;
 315         pmd_t   *pmd;
 316         pte_t   *pte;
 317         int     retval = 0;
 318
 319         pgd = pgd_offset(mm, addr & PAGE_MASK);
 320         if (pgd) {
 321                 pud = pud_offset(pgd, addr & PAGE_MASK);
 322                 if (pud && pud_present(*pud)) {
 323                         pmd = pmd_offset(pud, addr & PAGE_MASK);
 324                         if (pmd_present(*pmd)) {
 325                                 pte = pte_offset_map(pmd, addr & PAGE_MASK);
 326                                 if (pte) {
 327                                         retval = 1;
 328                                         *ptep = pte;
 329                                         if (pmdp)
 330                                                 *pmdp = pmd;
 331                                         /* XXX caller needs to do pte_unmap, yuck */
 332                                 }
 333                         }
 334                 }
 335         }
 336         return(retval);
 337 }
 338
 339 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
 340
 341 static int __change_page_attr(struct page *page, pgprot_t prot)
 342 {
 343         pte_t *kpte;
 344         pmd_t *kpmd;
 345         unsigned long address;
 346
 347         BUG_ON(PageHighMem(page));
 348         address = (unsigned long)page_address(page);
 349
 350         if (v_mapped_by_bats(address) || v_mapped_by_tlbcam(address))
 351                 return 0;
 352         if (!get_pteptr(&init_mm, address, &kpte, &kpmd))
 353                 return -EINVAL;
 354         set_pte_at(&init_mm, address, kpte, mk_pte(page, prot));
 355         wmb();
 356         flush_HPTE(0, address, pmd_val(*kpmd));
 357         pte_unmap(kpte);
 358
 359         return 0;
 360 }
 361
 362 /*
 363  * Change the page attributes of an page in the linear mapping.
 364  *
 365  * THIS CONFLICTS WITH BAT MAPPINGS, DEBUG USE ONLY
 366  */
 367 static int change_page_attr(struct page *page, int numpages, pgprot_t prot)
 368 {
 369         int i, err = 0;
 370         unsigned long flags;
 371
 372         local_irq_save(flags);
 373         for (i = 0; i < numpages; i++, page++) {
 374                 err = __change_page_attr(page, prot);
 375                 if (err)
 376                         break;
 377         }
 378         local_irq_restore(flags);
 379         return err;
 380 }
 381
 382
 383 void kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
 384 {
 385         if (PageHighMem(page))
 386                 return;
 387
 388         change_page_attr(page, numpages, enable ? PAGE_KERNEL : __pgprot(0));
 389 }
 390 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */