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 #include <linux/lmb.h>
  30 #include <linux/slab.h>
  31
  32 #include <asm/pgtable.h>
  33 #include <asm/pgalloc.h>
  34 #include <asm/fixmap.h>
  35 #include <asm/io.h>
  36
  37 #include "mmu_decl.h"
  38
  39 unsigned long ioremap_base;
  40 unsigned long ioremap_bot;
  41 EXPORT_SYMBOL(ioremap_bot);     /* aka VMALLOC_END */
  42
  43 #if defined(CONFIG_6xx) || defined(CONFIG_POWER3)
  44 #define HAVE_BATS       1
  45 #endif
  46
  47 #if defined(CONFIG_FSL_BOOKE)
  48 #define HAVE_TLBCAM     1
  49 #endif
  50
  51 extern char etext[], _stext[];
  52
  53 #ifdef HAVE_BATS
  54 extern phys_addr_t v_mapped_by_bats(unsigned long va);
  55 extern unsigned long p_mapped_by_bats(phys_addr_t pa);
  56 void setbat(int index, unsigned long virt, phys_addr_t phys,
  57             unsigned int size, int flags);
  58
  59 #else /* !HAVE_BATS */
  60 #define v_mapped_by_bats(x)     (0UL)
  61 #define p_mapped_by_bats(x)     (0UL)
  62 #endif /* HAVE_BATS */
  63
  64 #ifdef HAVE_TLBCAM
  65 extern unsigned int tlbcam_index;
  66 extern phys_addr_t v_mapped_by_tlbcam(unsigned long va);
  67 extern unsigned long p_mapped_by_tlbcam(phys_addr_t pa);
  68 #else /* !HAVE_TLBCAM */
  69 #define v_mapped_by_tlbcam(x)   (0UL)
  70 #define p_mapped_by_tlbcam(x)   (0UL)
  71 #endif /* HAVE_TLBCAM */
  72
  73 #define PGDIR_ORDER     (32 + PGD_T_LOG2 - PGDIR_SHIFT)
  74
  75 pgd_t *pgd_alloc(struct mm_struct *mm)
  76 {
  77         pgd_t *ret;
  78
  79         /* pgdir take page or two with 4K pages and a page fraction otherwise */
  80 #ifndef CONFIG_PPC_4K_PAGES
  81         ret = (pgd_t *)kzalloc(1 << PGDIR_ORDER, GFP_KERNEL);
  82 #else
  83         ret = (pgd_t *)__get_free_pages(GFP_KERNEL|__GFP_ZERO,
  84                         PGDIR_ORDER - PAGE_SHIFT);
  85 #endif
  86         return ret;
  87 }
  88
  89 void pgd_free(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
  90 {
  91 #ifndef CONFIG_PPC_4K_PAGES
  92         kfree((void *)pgd);
  93 #else
  94         free_pages((unsigned long)pgd, PGDIR_ORDER - PAGE_SHIFT);
  95 #endif
  96 }
  97
  98 __init_refok pte_t *pte_alloc_one_kernel(struct mm_struct *mm, unsigned long address)
  99 {
 100         pte_t *pte;
 101         extern int mem_init_done;
 102         extern void *early_get_page(void);
 103
 104         if (mem_init_done) {
 105                 pte = (pte_t *)__get_free_page(GFP_KERNEL|__GFP_REPEAT|__GFP_ZERO);
 106         } else {
 107                 pte = (pte_t *)early_get_page();
 108                 if (pte)
 109                         clear_page(pte);
 110         }
 111         return pte;
 112 }
 113
 114 pgtable_t pte_alloc_one(struct mm_struct *mm, unsigned long address)
 115 {
 116         struct page *ptepage;
 117
 118 #ifdef CONFIG_HIGHPTE
 119         gfp_t flags = GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM | __GFP_REPEAT | __GFP_ZERO;
 120 #else
 121         gfp_t flags = GFP_KERNEL | __GFP_REPEAT | __GFP_ZERO;
 122 #endif
 123
 124         ptepage = alloc_pages(flags, 0);
 125         if (!ptepage)
 126                 return NULL;
 127         pgtable_page_ctor(ptepage);
 128         return ptepage;
 129 }
 130
 131 void __iomem *
 132 ioremap(phys_addr_t addr, unsigned long size)
 133 {
 134         return __ioremap_caller(addr, size, _PAGE_NO_CACHE | _PAGE_GUARDED,
 135                                 __builtin_return_address(0));
 136 }
 137 EXPORT_SYMBOL(ioremap);
 138
 139 void __iomem *
 140 ioremap_flags(phys_addr_t addr, unsigned long size, unsigned long flags)
 141 {
 142         /* writeable implies dirty for kernel addresses */
 143         if (flags & _PAGE_RW)
 144                 flags |= _PAGE_DIRTY | _PAGE_HWWRITE;
 145
 146         /* we don't want to let _PAGE_USER and _PAGE_EXEC leak out */
 147         flags &= ~(_PAGE_USER | _PAGE_EXEC);
 148
 149 #ifdef _PAGE_BAP_SR
 150         /* _PAGE_USER contains _PAGE_BAP_SR on BookE using the new PTE format
 151          * which means that we just cleared supervisor access... oops ;-) This
 152          * restores it
 153          */
 154         flags |= _PAGE_BAP_SR;
 155 #endif
 156
 157         return __ioremap_caller(addr, size, flags, __builtin_return_address(0));
 158 }
 159 EXPORT_SYMBOL(ioremap_flags);
 160
 161 void __iomem *
 162 __ioremap(phys_addr_t addr, unsigned long size, unsigned long flags)
 163 {
 164         return __ioremap_caller(addr, size, flags, __builtin_return_address(0));
 165 }
 166
 167 void __iomem *
 168 __ioremap_caller(phys_addr_t addr, unsigned long size, unsigned long flags,
 169                  void *caller)
 170 {
 171         unsigned long v, i;
 172         phys_addr_t p;
 173         int err;
 174
 175         /* Make sure we have the base flags */
 176         if ((flags & _PAGE_PRESENT) == 0)
 177                 flags |= PAGE_KERNEL;
 178
 179         /* Non-cacheable page cannot be coherent */
 180         if (flags & _PAGE_NO_CACHE)
 181                 flags &= ~_PAGE_COHERENT;
 182
 183         /*
 184          * Choose an address to map it to.
 185          * Once the vmalloc system is running, we use it.
 186          * Before then, we use space going down from ioremap_base
 187          * (ioremap_bot records where we're up to).
 188          */
 189         p = addr & PAGE_MASK;
 190         size = PAGE_ALIGN(addr + size) - p;
 191
 192         /*
 193          * If the address lies within the first 16 MB, assume it's in ISA
 194          * memory space
 195          */
 196         if (p < 16*1024*1024)
 197                 p += _ISA_MEM_BASE;
 198
 199 #ifndef CONFIG_CRASH_DUMP
 200         /*
 201          * Don't allow anybody to remap normal RAM that we're using.
 202          * mem_init() sets high_memory so only do the check after that.
 203          */
 204         if (mem_init_done && (p < virt_to_phys(high_memory)) &&
 205             !(__allow_ioremap_reserved && lmb_is_region_reserved(p, size))) {
 206                 printk("__ioremap(): phys addr 0x%llx is RAM lr %p\n",
 207                        (unsigned long long)p, __builtin_return_address(0));
 208                 return NULL;
 209         }
 210 #endif
 211
 212         if (size == 0)
 213                 return NULL;
 214
 215         /*
 216          * Is it already mapped?  Perhaps overlapped by a previous
 217          * BAT mapping.  If the whole area is mapped then we're done,
 218          * otherwise remap it since we want to keep the virt addrs for
 219          * each request contiguous.
 220          *
 221          * We make the assumption here that if the bottom and top
 222          * of the range we want are mapped then it's mapped to the
 223          * same virt address (and this is contiguous).
 224          *  -- Cort
 225          */
 226         if ((v = p_mapped_by_bats(p)) /*&& p_mapped_by_bats(p+size-1)*/ )
 227                 goto out;
 228
 229         if ((v = p_mapped_by_tlbcam(p)))
 230                 goto out;
 231
 232         if (mem_init_done) {
 233                 struct vm_struct *area;
 234                 area = get_vm_area_caller(size, VM_IOREMAP, caller);
 235                 if (area == 0)
 236                         return NULL;
 237                 v = (unsigned long) area->addr;
 238         } else {
 239                 v = (ioremap_bot -= size);
 240         }
 241
 242         /*
 243          * Should check if it is a candidate for a BAT mapping
 244          */
 245
 246         err = 0;
 247         for (i = 0; i < size && err == 0; i += PAGE_SIZE)
 248                 err = map_page(v+i, p+i, flags);
 249         if (err) {
 250                 if (mem_init_done)
 251                         vunmap((void *)v);
 252                 return NULL;
 253         }
 254
 255 out:
 256         return (void __iomem *) (v + ((unsigned long)addr & ~PAGE_MASK));
 257 }
 258 EXPORT_SYMBOL(__ioremap);
 259
 260 void iounmap(volatile void __iomem *addr)
 261 {
 262         /*
 263          * If mapped by BATs then there is nothing to do.
 264          * Calling vfree() generates a benign warning.
 265          */
 266         if (v_mapped_by_bats((unsigned long)addr)) return;
 267
 268         if (addr > high_memory && (unsigned long) addr < ioremap_bot)
 269                 vunmap((void *) (PAGE_MASK & (unsigned long)addr));
 270 }
 271 EXPORT_SYMBOL(iounmap);
 272
 273 int map_page(unsigned long va, phys_addr_t pa, int flags)
 274 {
 275         pmd_t *pd;
 276         pte_t *pg;
 277         int err = -ENOMEM;
 278
 279         /* Use upper 10 bits of VA to index the first level map */
 280         pd = pmd_offset(pud_offset(pgd_offset_k(va), va), va);
 281         /* Use middle 10 bits of VA to index the second-level map */
 282         pg = pte_alloc_kernel(pd, va);
 283         if (pg != 0) {
 284                 err = 0;
 285                 /* The PTE should never be already set nor present in the
 286                  * hash table
 287                  */
 288                 BUG_ON((pte_val(*pg) & (_PAGE_PRESENT | _PAGE_HASHPTE)) &&
 289                        flags);
 290                 set_pte_at(&init_mm, va, pg, pfn_pte(pa >> PAGE_SHIFT,
 291                                                      __pgprot(flags)));
 292         }
 293         return err;
 294 }
 295
 296 /*
 297  * Map in a chunk of physical memory starting at start.
 298  */
 299 void __init __mapin_ram_chunk(unsigned long offset, unsigned long top)
 300 {
 301         unsigned long v, s, f;
 302         phys_addr_t p;
 303         int ktext;
 304
 305         s = offset;
 306         v = PAGE_OFFSET + s;
 307         p = memstart_addr + s;
 308         for (; s < top; s += PAGE_SIZE) {
 309                 ktext = ((char *) v >= _stext && (char *) v < etext);
 310                 f = ktext ? PAGE_KERNEL_TEXT : PAGE_KERNEL;
 311                 map_page(v, p, f);
 312 #ifdef CONFIG_PPC_STD_MMU_32
 313                 if (ktext)
 314                         hash_preload(&init_mm, v, 0, 0x300);
 315 #endif
 316                 v += PAGE_SIZE;
 317                 p += PAGE_SIZE;
 318         }
 319 }
 320
 321 void __init mapin_ram(void)
 322 {
 323         unsigned long s, top;
 324
 325 #ifndef CONFIG_WII
 326         top = total_lowmem;
 327         s = mmu_mapin_ram(top);
 328         __mapin_ram_chunk(s, top);
 329 #else
 330         if (!wii_hole_size) {
 331                 s = mmu_mapin_ram(total_lowmem);
 332                 __mapin_ram_chunk(s, total_lowmem);
 333         } else {
 334                 top = wii_hole_start;
 335                 s = mmu_mapin_ram(top);
 336                 __mapin_ram_chunk(s, top);
 337
 338                 top = lmb_end_of_DRAM();
 339                 s = wii_mmu_mapin_mem2(top);
 340                 __mapin_ram_chunk(s, top);
 341         }
 342 #endif
 343 }
 344
 345 /* Scan the real Linux page tables and return a PTE pointer for
 346  * a virtual address in a context.
 347  * Returns true (1) if PTE was found, zero otherwise.  The pointer to
 348  * the PTE pointer is unmodified if PTE is not found.
 349  */
 350 int
 351 get_pteptr(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t **ptep, pmd_t **pmdp)
 352 {
 353         pgd_t   *pgd;
 354         pud_t   *pud;
 355         pmd_t   *pmd;
 356         pte_t   *pte;
 357         int     retval = 0;
 358
 359         pgd = pgd_offset(mm, addr & PAGE_MASK);
 360         if (pgd) {
 361                 pud = pud_offset(pgd, addr & PAGE_MASK);
 362                 if (pud && pud_present(*pud)) {
 363                         pmd = pmd_offset(pud, addr & PAGE_MASK);
 364                         if (pmd_present(*pmd)) {
 365                                 pte = pte_offset_map(pmd, addr & PAGE_MASK);
 366                                 if (pte) {
 367                                         retval = 1;
 368                                         *ptep = pte;
 369                                         if (pmdp)
 370                                                 *pmdp = pmd;
 371                                         /* XXX caller needs to do pte_unmap, yuck */
 372                                 }
 373                         }
 374                 }
 375         }
 376         return(retval);
 377 }
 378
 379 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
 380
 381 static int __change_page_attr(struct page *page, pgprot_t prot)
 382 {
 383         pte_t *kpte;
 384         pmd_t *kpmd;
 385         unsigned long address;
 386
 387         BUG_ON(PageHighMem(page));
 388         address = (unsigned long)page_address(page);
 389
 390         if (v_mapped_by_bats(address) || v_mapped_by_tlbcam(address))
 391                 return 0;
 392         if (!get_pteptr(&init_mm, address, &kpte, &kpmd))
 393                 return -EINVAL;
 394         __set_pte_at(&init_mm, address, kpte, mk_pte(page, prot), 0);
 395         wmb();
 396         flush_tlb_page(NULL, address);
 397         pte_unmap(kpte);
 398
 399         return 0;
 400 }
 401
 402 /*
 403  * Change the page attributes of an page in the linear mapping.
 404  *
 405  * THIS CONFLICTS WITH BAT MAPPINGS, DEBUG USE ONLY
 406  */
 407 static int change_page_attr(struct page *page, int numpages, pgprot_t prot)
 408 {
 409         int i, err = 0;
 410         unsigned long flags;
 411
 412         local_irq_save(flags);
 413         for (i = 0; i < numpages; i++, page++) {
 414                 err = __change_page_attr(page, prot);
 415                 if (err)
 416                         break;
 417         }
 418         local_irq_restore(flags);
 419         return err;
 420 }
 421
 422
 423 void kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
 424 {
 425         if (PageHighMem(page))
 426                 return;
 427
 428         change_page_attr(page, numpages, enable ? PAGE_KERNEL : __pgprot(0));
 429 }
 430 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
 431
 432 static int fixmaps;
 433
 434 void __set_fixmap (enum fixed_addresses idx, phys_addr_t phys, pgprot_t flags)
 435 {
 436         unsigned long address = __fix_to_virt(idx);
 437
 438         if (idx >= __end_of_fixed_addresses) {
 439                 BUG();
 440                 return;
 441         }
 442
 443         map_page(address, phys, pgprot_val(flags));
 444         fixmaps++;
 445 }
 446
 447 void __this_fixmap_does_not_exist(void)
 448 {
 449         WARN_ON(1);
 450 }