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 "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 __ref pte_t *pte_alloc_one_kernel(struct mm_struct *mm, unsigned long address)
  47 {
  48         pte_t *pte;
  49
  50         if (slab_is_available()) {
  51                 pte = (pte_t *)__get_free_page(GFP_KERNEL|__GFP_ZERO);
  52         } else {
  53                 pte = __va(memblock_alloc(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE));
  54                 if (pte)
  55                         clear_page(pte);
  56         }
  57         return pte;
  58 }
  59
  60 pgtable_t pte_alloc_one(struct mm_struct *mm, unsigned long address)
  61 {
  62         struct page *ptepage;
  63
  64         gfp_t flags = GFP_KERNEL | __GFP_ZERO | __GFP_ACCOUNT;
  65
  66         ptepage = alloc_pages(flags, 0);
  67         if (!ptepage)
  68                 return NULL;
  69         if (!pgtable_page_ctor(ptepage)) {
  70                 __free_page(ptepage);
  71                 return NULL;
  72         }
  73         return ptepage;
  74 }
  75
  76 void __iomem *
  77 ioremap(phys_addr_t addr, unsigned long size)
  78 {
  79         unsigned long flags = pgprot_val(pgprot_noncached(PAGE_KERNEL));
  80
  81         return __ioremap_caller(addr, size, flags, __builtin_return_address(0));
  82 }
  83 EXPORT_SYMBOL(ioremap);
  84
  85 void __iomem *
  86 ioremap_wc(phys_addr_t addr, unsigned long size)
  87 {
  88         unsigned long flags = pgprot_val(pgprot_noncached_wc(PAGE_KERNEL));
  89
  90         return __ioremap_caller(addr, size, flags, __builtin_return_address(0));
  91 }
  92 EXPORT_SYMBOL(ioremap_wc);
  93
  94 void __iomem *
  95 ioremap_wt(phys_addr_t addr, unsigned long size)
  96 {
  97         unsigned long flags = pgprot_val(pgprot_cached_wthru(PAGE_KERNEL));
  98
  99         return __ioremap_caller(addr, size, flags, __builtin_return_address(0));
 100 }
 101 EXPORT_SYMBOL(ioremap_wt);
 102
 103 void __iomem *
 104 ioremap_coherent(phys_addr_t addr, unsigned long size)
 105 {
 106         unsigned long flags = pgprot_val(pgprot_cached(PAGE_KERNEL));
 107
 108         return __ioremap_caller(addr, size, flags, __builtin_return_address(0));
 109 }
 110 EXPORT_SYMBOL(ioremap_coherent);
 111
 112 void __iomem *
 113 ioremap_prot(phys_addr_t addr, unsigned long size, unsigned long flags)
 114 {
 115         /* writeable implies dirty for kernel addresses */
 116         if ((flags & (_PAGE_RW | _PAGE_RO)) != _PAGE_RO)
 117                 flags |= _PAGE_DIRTY | _PAGE_HWWRITE;
 118
 119         /* we don't want to let _PAGE_USER and _PAGE_EXEC leak out */
 120         flags &= ~(_PAGE_USER | _PAGE_EXEC);
 121         flags |= _PAGE_PRIVILEGED;
 122
 123         return __ioremap_caller(addr, size, flags, __builtin_return_address(0));
 124 }
 125 EXPORT_SYMBOL(ioremap_prot);
 126
 127 void __iomem *
 128 __ioremap(phys_addr_t addr, unsigned long size, unsigned long flags)
 129 {
 130         return __ioremap_caller(addr, size, flags, __builtin_return_address(0));
 131 }
 132
 133 void __iomem *
 134 __ioremap_caller(phys_addr_t addr, unsigned long size, unsigned long flags,
 135                  void *caller)
 136 {
 137         unsigned long v, i;
 138         phys_addr_t p;
 139         int err;
 140
 141         /*
 142          * Choose an address to map it to.
 143          * Once the vmalloc system is running, we use it.
 144          * Before then, we use space going down from IOREMAP_TOP
 145          * (ioremap_bot records where we're up to).
 146          */
 147         p = addr & PAGE_MASK;
 148         size = PAGE_ALIGN(addr + size) - p;
 149
 150         /*
 151          * If the address lies within the first 16 MB, assume it's in ISA
 152          * memory space
 153          */
 154         if (p < 16*1024*1024)
 155                 p += _ISA_MEM_BASE;
 156
 157 #ifndef CONFIG_CRASH_DUMP
 158         /*
 159          * Don't allow anybody to remap normal RAM that we're using.
 160          * mem_init() sets high_memory so only do the check after that.
 161          */
 162         if (slab_is_available() && (p < virt_to_phys(high_memory)) &&
 163             page_is_ram(__phys_to_pfn(p))) {
 164                 printk("__ioremap(): phys addr 0x%llx is RAM lr %ps\n",
 165                        (unsigned long long)p, __builtin_return_address(0));
 166                 return NULL;
 167         }
 168 #endif
 169
 170         if (size == 0)
 171                 return NULL;
 172
 173         /*
 174          * Is it already mapped?  Perhaps overlapped by a previous
 175          * mapping.
 176          */
 177         v = p_block_mapped(p);
 178         if (v)
 179                 goto out;
 180
 181         if (slab_is_available()) {
 182                 struct vm_struct *area;
 183                 area = get_vm_area_caller(size, VM_IOREMAP, caller);
 184                 if (area == 0)
 185                         return NULL;
 186                 area->phys_addr = p;
 187                 v = (unsigned long) area->addr;
 188         } else {
 189                 v = (ioremap_bot -= size);
 190         }
 191
 192         /*
 193          * Should check if it is a candidate for a BAT mapping
 194          */
 195
 196         err = 0;
 197         for (i = 0; i < size && err == 0; i += PAGE_SIZE)
 198                 err = map_kernel_page(v+i, p+i, flags);
 199         if (err) {
 200                 if (slab_is_available())
 201                         vunmap((void *)v);
 202                 return NULL;
 203         }
 204
 205 out:
 206         return (void __iomem *) (v + ((unsigned long)addr & ~PAGE_MASK));
 207 }
 208 EXPORT_SYMBOL(__ioremap);
 209
 210 void iounmap(volatile void __iomem *addr)
 211 {
 212         /*
 213          * If mapped by BATs then there is nothing to do.
 214          * Calling vfree() generates a benign warning.
 215          */
 216         if (v_block_mapped((unsigned long)addr))
 217                 return;
 218
 219         if (addr > high_memory && (unsigned long) addr < ioremap_bot)
 220                 vunmap((void *) (PAGE_MASK & (unsigned long)addr));
 221 }
 222 EXPORT_SYMBOL(iounmap);
 223
 224 int map_kernel_page(unsigned long va, phys_addr_t pa, int flags)
 225 {
 226         pmd_t *pd;
 227         pte_t *pg;
 228         int err = -ENOMEM;
 229
 230         /* Use upper 10 bits of VA to index the first level map */
 231         pd = pmd_offset(pud_offset(pgd_offset_k(va), va), va);
 232         /* Use middle 10 bits of VA to index the second-level map */
 233         pg = pte_alloc_kernel(pd, va);
 234         if (pg != 0) {
 235                 err = 0;
 236                 /* The PTE should never be already set nor present in the
 237                  * hash table
 238                  */
 239                 BUG_ON((pte_val(*pg) & (_PAGE_PRESENT | _PAGE_HASHPTE)) &&
 240                        flags);
 241                 set_pte_at(&init_mm, va, pg, pfn_pte(pa >> PAGE_SHIFT,
 242                                                      __pgprot(flags)));
 243         }
 244         smp_wmb();
 245         return err;
 246 }
 247
 248 /*
 249  * Map in a chunk of physical memory starting at start.
 250  */
 251 static void __init __mapin_ram_chunk(unsigned long offset, unsigned long top)
 252 {
 253         unsigned long v, s, f;
 254         phys_addr_t p;
 255         int ktext;
 256
 257         s = offset;
 258         v = PAGE_OFFSET + s;
 259         p = memstart_addr + s;
 260         for (; s < top; s += PAGE_SIZE) {
 261                 ktext = ((char *)v >= _stext && (char *)v < etext) ||
 262                         ((char *)v >= _sinittext && (char *)v < _einittext);
 263                 f = ktext ? pgprot_val(PAGE_KERNEL_TEXT) : pgprot_val(PAGE_KERNEL);
 264                 map_kernel_page(v, p, f);
 265 #ifdef CONFIG_PPC_STD_MMU_32
 266                 if (ktext)
 267                         hash_preload(&init_mm, v, 0, 0x300);
 268 #endif
 269                 v += PAGE_SIZE;
 270                 p += PAGE_SIZE;
 271         }
 272 }
 273
 274 void __init mapin_ram(void)
 275 {
 276         unsigned long s, top;
 277
 278 #ifndef CONFIG_WII
 279         top = total_lowmem;
 280         s = mmu_mapin_ram(top);
 281         __mapin_ram_chunk(s, top);
 282 #else
 283         if (!wii_hole_size) {
 284                 s = mmu_mapin_ram(total_lowmem);
 285                 __mapin_ram_chunk(s, total_lowmem);
 286         } else {
 287                 top = wii_hole_start;
 288                 s = mmu_mapin_ram(top);
 289                 __mapin_ram_chunk(s, top);
 290
 291                 top = memblock_end_of_DRAM();
 292                 s = wii_mmu_mapin_mem2(top);
 293                 __mapin_ram_chunk(s, top);
 294         }
 295 #endif
 296 }
 297
 298 /* Scan the real Linux page tables and return a PTE pointer for
 299  * a virtual address in a context.
 300  * Returns true (1) if PTE was found, zero otherwise.  The pointer to
 301  * the PTE pointer is unmodified if PTE is not found.
 302  */
 303 static int
 304 get_pteptr(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t **ptep, pmd_t **pmdp)
 305 {
 306         pgd_t   *pgd;
 307         pud_t   *pud;
 308         pmd_t   *pmd;
 309         pte_t   *pte;
 310         int     retval = 0;
 311
 312         pgd = pgd_offset(mm, addr & PAGE_MASK);
 313         if (pgd) {
 314                 pud = pud_offset(pgd, addr & PAGE_MASK);
 315                 if (pud && pud_present(*pud)) {
 316                         pmd = pmd_offset(pud, addr & PAGE_MASK);
 317                         if (pmd_present(*pmd)) {
 318                                 pte = pte_offset_map(pmd, addr & PAGE_MASK);
 319                                 if (pte) {
 320                                         retval = 1;
 321                                         *ptep = pte;
 322                                         if (pmdp)
 323                                                 *pmdp = pmd;
 324                                         /* XXX caller needs to do pte_unmap, yuck */
 325                                 }
 326                         }
 327                 }
 328         }
 329         return(retval);
 330 }
 331
 332 static int __change_page_attr_noflush(struct page *page, pgprot_t prot)
 333 {
 334         pte_t *kpte;
 335         pmd_t *kpmd;
 336         unsigned long address;
 337
 338         BUG_ON(PageHighMem(page));
 339         address = (unsigned long)page_address(page);
 340
 341         if (v_block_mapped(address))
 342                 return 0;
 343         if (!get_pteptr(&init_mm, address, &kpte, &kpmd))
 344                 return -EINVAL;
 345         __set_pte_at(&init_mm, address, kpte, mk_pte(page, prot), 0);
 346         pte_unmap(kpte);
 347
 348         return 0;
 349 }
 350
 351 /*
 352  * Change the page attributes of an page in the linear mapping.
 353  *
 354  * THIS DOES NOTHING WITH BAT MAPPINGS, DEBUG USE ONLY
 355  */
 356 static int change_page_attr(struct page *page, int numpages, pgprot_t prot)
 357 {
 358         int i, err = 0;
 359         unsigned long flags;
 360         struct page *start = page;
 361
 362         local_irq_save(flags);
 363         for (i = 0; i < numpages; i++, page++) {
 364                 err = __change_page_attr_noflush(page, prot);
 365                 if (err)
 366                         break;
 367         }
 368         wmb();
 369         local_irq_restore(flags);
 370         flush_tlb_kernel_range((unsigned long)page_address(start),
 371                                (unsigned long)page_address(page));
 372         return err;
 373 }
 374
 375 void mark_initmem_nx(void)
 376 {
 377         struct page *page = virt_to_page(_sinittext);
 378         unsigned long numpages = PFN_UP((unsigned long)_einittext) -
 379                                  PFN_DOWN((unsigned long)_sinittext);
 380
 381         change_page_attr(page, numpages, PAGE_KERNEL);
 382 }
 383
 384 #ifdef CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX
 385 void mark_rodata_ro(void)
 386 {
 387         struct page *page;
 388         unsigned long numpages;
 389
 390         page = virt_to_page(_stext);
 391         numpages = PFN_UP((unsigned long)_etext) -
 392                    PFN_DOWN((unsigned long)_stext);
 393
 394         change_page_attr(page, numpages, PAGE_KERNEL_ROX);
 395         /*
 396          * mark .rodata as read only. Use __init_begin rather than __end_rodata
 397          * to cover NOTES and EXCEPTION_TABLE.
 398          */
 399         page = virt_to_page(__start_rodata);
 400         numpages = PFN_UP((unsigned long)__init_begin) -
 401                    PFN_DOWN((unsigned long)__start_rodata);
 402
 403         change_page_attr(page, numpages, PAGE_KERNEL_RO);
 404 }
 405 #endif
 406
 407 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
 408 void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
 409 {
 410         if (PageHighMem(page))
 411                 return;
 412
 413         change_page_attr(page, numpages, enable ? PAGE_KERNEL : __pgprot(0));
 414 }
 415 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */