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/memblock.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 #include <asm/setup.h>
  37 #include <asm/sections.h>
  38
  39 #include <mm/mmu_decl.h>
  40
  41 unsigned long ioremap_bot;
  42 EXPORT_SYMBOL(ioremap_bot);     /* aka VMALLOC_END */
  43
  44 extern char etext[], _stext[], _sinittext[], _einittext[];
  45
  46 void __iomem *
  47 ioremap(phys_addr_t addr, unsigned long size)
  48 {
  49         pgprot_t prot = pgprot_noncached(PAGE_KERNEL);
  50
  51         return __ioremap_caller(addr, size, prot, __builtin_return_address(0));
  52 }
  53 EXPORT_SYMBOL(ioremap);
  54
  55 void __iomem *
  56 ioremap_wc(phys_addr_t addr, unsigned long size)
  57 {
  58         pgprot_t prot = pgprot_noncached_wc(PAGE_KERNEL);
  59
  60         return __ioremap_caller(addr, size, prot, __builtin_return_address(0));
  61 }
  62 EXPORT_SYMBOL(ioremap_wc);
  63
  64 void __iomem *
  65 ioremap_wt(phys_addr_t addr, unsigned long size)
  66 {
  67         pgprot_t prot = pgprot_cached_wthru(PAGE_KERNEL);
  68
  69         return __ioremap_caller(addr, size, prot, __builtin_return_address(0));
  70 }
  71 EXPORT_SYMBOL(ioremap_wt);
  72
  73 void __iomem *
  74 ioremap_coherent(phys_addr_t addr, unsigned long size)
  75 {
  76         pgprot_t prot = pgprot_cached(PAGE_KERNEL);
  77
  78         return __ioremap_caller(addr, size, prot, __builtin_return_address(0));
  79 }
  80 EXPORT_SYMBOL(ioremap_coherent);
  81
  82 void __iomem *
  83 ioremap_prot(phys_addr_t addr, unsigned long size, unsigned long flags)
  84 {
  85         pte_t pte = __pte(flags);
  86
  87         /* writeable implies dirty for kernel addresses */
  88         if (pte_write(pte))
  89                 pte = pte_mkdirty(pte);
  90
  91         /* we don't want to let _PAGE_USER and _PAGE_EXEC leak out */
  92         pte = pte_exprotect(pte);
  93         pte = pte_mkprivileged(pte);
  94
  95         return __ioremap_caller(addr, size, pte_pgprot(pte), __builtin_return_address(0));
  96 }
  97 EXPORT_SYMBOL(ioremap_prot);
  98
  99 void __iomem *
 100 __ioremap(phys_addr_t addr, unsigned long size, unsigned long flags)
 101 {
 102         return __ioremap_caller(addr, size, __pgprot(flags), __builtin_return_address(0));
 103 }
 104
 105 void __iomem *
 106 __ioremap_caller(phys_addr_t addr, unsigned long size, pgprot_t prot, void *caller)
 107 {
 108         unsigned long v, i;
 109         phys_addr_t p;
 110         int err;
 111
 112         /*
 113          * Choose an address to map it to.
 114          * Once the vmalloc system is running, we use it.
 115          * Before then, we use space going down from IOREMAP_TOP
 116          * (ioremap_bot records where we're up to).
 117          */
 118         p = addr & PAGE_MASK;
 119         size = PAGE_ALIGN(addr + size) - p;
 120
 121         /*
 122          * If the address lies within the first 16 MB, assume it's in ISA
 123          * memory space
 124          */
 125         if (p < 16*1024*1024)
 126                 p += _ISA_MEM_BASE;
 127
 128 #ifndef CONFIG_CRASH_DUMP
 129         /*
 130          * Don't allow anybody to remap normal RAM that we're using.
 131          * mem_init() sets high_memory so only do the check after that.
 132          */
 133         if (slab_is_available() && p <= virt_to_phys(high_memory - 1) &&
 134             page_is_ram(__phys_to_pfn(p))) {
 135                 printk("__ioremap(): phys addr 0x%llx is RAM lr %ps\n",
 136                        (unsigned long long)p, __builtin_return_address(0));
 137                 return NULL;
 138         }
 139 #endif
 140
 141         if (size == 0)
 142                 return NULL;
 143
 144         /*
 145          * Is it already mapped?  Perhaps overlapped by a previous
 146          * mapping.
 147          */
 148         v = p_block_mapped(p);
 149         if (v)
 150                 goto out;
 151
 152         if (slab_is_available()) {
 153                 struct vm_struct *area;
 154                 area = get_vm_area_caller(size, VM_IOREMAP, caller);
 155                 if (area == 0)
 156                         return NULL;
 157                 area->phys_addr = p;
 158                 v = (unsigned long) area->addr;
 159         } else {
 160                 v = (ioremap_bot -= size);
 161         }
 162
 163         /*
 164          * Should check if it is a candidate for a BAT mapping
 165          */
 166
 167         err = 0;
 168         for (i = 0; i < size && err == 0; i += PAGE_SIZE)
 169                 err = map_kernel_page(v + i, p + i, prot);
 170         if (err) {
 171                 if (slab_is_available())
 172                         vunmap((void *)v);
 173                 return NULL;
 174         }
 175
 176 out:
 177         return (void __iomem *) (v + ((unsigned long)addr & ~PAGE_MASK));
 178 }
 179 EXPORT_SYMBOL(__ioremap);
 180
 181 void iounmap(volatile void __iomem *addr)
 182 {
 183         /*
 184          * If mapped by BATs then there is nothing to do.
 185          * Calling vfree() generates a benign warning.
 186          */
 187         if (v_block_mapped((unsigned long)addr))
 188                 return;
 189
 190         if (addr > high_memory && (unsigned long) addr < ioremap_bot)
 191                 vunmap((void *) (PAGE_MASK & (unsigned long)addr));
 192 }
 193 EXPORT_SYMBOL(iounmap);
 194
 195 static void __init *early_alloc_pgtable(unsigned long size)
 196 {
 197         void *ptr = memblock_alloc(size, size);
 198
 199         if (!ptr)
 200                 panic("%s: Failed to allocate %lu bytes align=0x%lx\n",
 201                       __func__, size, size);
 202
 203         return ptr;
 204 }
 205
 206 static pte_t __init *early_pte_alloc_kernel(pmd_t *pmdp, unsigned long va)
 207 {
 208         if (pmd_none(*pmdp)) {
 209                 pte_t *ptep = early_alloc_pgtable(PTE_FRAG_SIZE);
 210
 211                 pmd_populate_kernel(&init_mm, pmdp, ptep);
 212         }
 213         return pte_offset_kernel(pmdp, va);
 214 }
 215
 216
 217 int __ref map_kernel_page(unsigned long va, phys_addr_t pa, pgprot_t prot)
 218 {
 219         pmd_t *pd;
 220         pte_t *pg;
 221         int err = -ENOMEM;
 222
 223         /* Use upper 10 bits of VA to index the first level map */
 224         pd = pmd_offset(pud_offset(pgd_offset_k(va), va), va);
 225         /* Use middle 10 bits of VA to index the second-level map */
 226         if (likely(slab_is_available()))
 227                 pg = pte_alloc_kernel(pd, va);
 228         else
 229                 pg = early_pte_alloc_kernel(pd, va);
 230         if (pg != 0) {
 231                 err = 0;
 232                 /* The PTE should never be already set nor present in the
 233                  * hash table
 234                  */
 235                 BUG_ON((pte_present(*pg) | pte_hashpte(*pg)) && pgprot_val(prot));
 236                 set_pte_at(&init_mm, va, pg, pfn_pte(pa >> PAGE_SHIFT, prot));
 237         }
 238         smp_wmb();
 239         return err;
 240 }
 241
 242 /*
 243  * Map in a chunk of physical memory starting at start.
 244  */
 245 static void __init __mapin_ram_chunk(unsigned long offset, unsigned long top)
 246 {
 247         unsigned long v, s;
 248         phys_addr_t p;
 249         int ktext;
 250
 251         s = offset;
 252         v = PAGE_OFFSET + s;
 253         p = memstart_addr + s;
 254         for (; s < top; s += PAGE_SIZE) {
 255                 ktext = ((char *)v >= _stext && (char *)v < etext) ||
 256                         ((char *)v >= _sinittext && (char *)v < _einittext);
 257                 map_kernel_page(v, p, ktext ? PAGE_KERNEL_TEXT : PAGE_KERNEL);
 258 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_32
 259                 if (ktext)
 260                         hash_preload(&init_mm, v, false, 0x300);
 261 #endif
 262                 v += PAGE_SIZE;
 263                 p += PAGE_SIZE;
 264         }
 265 }
 266
 267 void __init mapin_ram(void)
 268 {
 269         struct memblock_region *reg;
 270
 271         for_each_memblock(memory, reg) {
 272                 phys_addr_t base = reg->base;
 273                 phys_addr_t top = min(base + reg->size, total_lowmem);
 274
 275                 if (base >= top)
 276                         continue;
 277                 base = mmu_mapin_ram(base, top);
 278                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BDI_SWITCH))
 279                         __mapin_ram_chunk(reg->base, top);
 280                 else
 281                         __mapin_ram_chunk(base, top);
 282         }
 283 }
 284
 285 /* Scan the real Linux page tables and return a PTE pointer for
 286  * a virtual address in a context.
 287  * Returns true (1) if PTE was found, zero otherwise.  The pointer to
 288  * the PTE pointer is unmodified if PTE is not found.
 289  */
 290 static int
 291 get_pteptr(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t **ptep, pmd_t **pmdp)
 292 {
 293         pgd_t   *pgd;
 294         pud_t   *pud;
 295         pmd_t   *pmd;
 296         pte_t   *pte;
 297         int     retval = 0;
 298
 299         pgd = pgd_offset(mm, addr & PAGE_MASK);
 300         if (pgd) {
 301                 pud = pud_offset(pgd, addr & PAGE_MASK);
 302                 if (pud && pud_present(*pud)) {
 303                         pmd = pmd_offset(pud, addr & PAGE_MASK);
 304                         if (pmd_present(*pmd)) {
 305                                 pte = pte_offset_map(pmd, addr & PAGE_MASK);
 306                                 if (pte) {
 307                                         retval = 1;
 308                                         *ptep = pte;
 309                                         if (pmdp)
 310                                                 *pmdp = pmd;
 311                                         /* XXX caller needs to do pte_unmap, yuck */
 312                                 }
 313                         }
 314                 }
 315         }
 316         return(retval);
 317 }
 318
 319 static int __change_page_attr_noflush(struct page *page, pgprot_t prot)
 320 {
 321         pte_t *kpte;
 322         pmd_t *kpmd;
 323         unsigned long address;
 324
 325         BUG_ON(PageHighMem(page));
 326         address = (unsigned long)page_address(page);
 327
 328         if (v_block_mapped(address))
 329                 return 0;
 330         if (!get_pteptr(&init_mm, address, &kpte, &kpmd))
 331                 return -EINVAL;
 332         __set_pte_at(&init_mm, address, kpte, mk_pte(page, prot), 0);
 333         pte_unmap(kpte);
 334
 335         return 0;
 336 }
 337
 338 /*
 339  * Change the page attributes of an page in the linear mapping.
 340  *
 341  * THIS DOES NOTHING WITH BAT MAPPINGS, DEBUG USE ONLY
 342  */
 343 static int change_page_attr(struct page *page, int numpages, pgprot_t prot)
 344 {
 345         int i, err = 0;
 346         unsigned long flags;
 347         struct page *start = page;
 348
 349         local_irq_save(flags);
 350         for (i = 0; i < numpages; i++, page++) {
 351                 err = __change_page_attr_noflush(page, prot);
 352                 if (err)
 353                         break;
 354         }
 355         wmb();
 356         local_irq_restore(flags);
 357         flush_tlb_kernel_range((unsigned long)page_address(start),
 358                                (unsigned long)page_address(page));
 359         return err;
 360 }
 361
 362 void mark_initmem_nx(void)
 363 {
 364         struct page *page = virt_to_page(_sinittext);
 365         unsigned long numpages = PFN_UP((unsigned long)_einittext) -
 366                                  PFN_DOWN((unsigned long)_sinittext);
 367
 368         if (v_block_mapped((unsigned long)_stext + 1))
 369                 mmu_mark_initmem_nx();
 370         else
 371                 change_page_attr(page, numpages, PAGE_KERNEL);
 372 }
 373
 374 #ifdef CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX
 375 void mark_rodata_ro(void)
 376 {
 377         struct page *page;
 378         unsigned long numpages;
 379
 380         if (v_block_mapped((unsigned long)_sinittext)) {
 381                 mmu_mark_rodata_ro();
 382                 return;
 383         }
 384
 385         page = virt_to_page(_stext);
 386         numpages = PFN_UP((unsigned long)_etext) -
 387                    PFN_DOWN((unsigned long)_stext);
 388
 389         change_page_attr(page, numpages, PAGE_KERNEL_ROX);
 390         /*
 391          * mark .rodata as read only. Use __init_begin rather than __end_rodata
 392          * to cover NOTES and EXCEPTION_TABLE.
 393          */
 394         page = virt_to_page(__start_rodata);
 395         numpages = PFN_UP((unsigned long)__init_begin) -
 396                    PFN_DOWN((unsigned long)__start_rodata);
 397
 398         change_page_attr(page, numpages, PAGE_KERNEL_RO);
 399
 400         // mark_initmem_nx() should have already run by now
 401         ptdump_check_wx();
 402 }
 403 #endif
 404
 405 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
 406 void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
 407 {
 408         if (PageHighMem(page))
 409                 return;
 410
 411         change_page_attr(page, numpages, enable ? PAGE_KERNEL : __pgprot(0));
 412 }
 413 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */