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