arch/powerpc/mm/pgtable_64.c

   1 /*
   2  *  This file contains ioremap and related functions for 64-bit machines.
   3  *
   4  *  Derived from arch/ppc64/mm/init.c
   5  *    Copyright (C) 1995-1996 Gary Thomas (gdt@linuxppc.org)
   6  *
   7  *  Modifications by Paul Mackerras (PowerMac) (paulus@samba.org)
   8  *  and Cort Dougan (PReP) (cort@cs.nmt.edu)
   9  *    Copyright (C) 1996 Paul Mackerras
  10  *
  11  *  Derived from "arch/i386/mm/init.c"
  12  *    Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
  13  *
  14  *  Dave Engebretsen <engebret@us.ibm.com>
  15  *      Rework for PPC64 port.
  16  *
  17  *  This program is free software; you can redistribute it and/or
  18  *  modify it under the terms of the GNU General Public License
  19  *  as published by the Free Software Foundation; either version
  20  *  2 of the License, or (at your option) any later version.
  21  *
  22  */
  23
  24 #include <linux/signal.h>
  25 #include <linux/sched.h>
  26 #include <linux/kernel.h>
  27 #include <linux/errno.h>
  28 #include <linux/string.h>
  29 #include <linux/export.h>
  30 #include <linux/types.h>
  31 #include <linux/mman.h>
  32 #include <linux/mm.h>
  33 #include <linux/swap.h>
  34 #include <linux/stddef.h>
  35 #include <linux/vmalloc.h>
  36 #include <linux/slab.h>
  37 #include <linux/hugetlb.h>
  38
  39 #include <asm/pgalloc.h>
  40 #include <asm/page.h>
  41 #include <asm/prom.h>
  42 #include <asm/io.h>
  43 #include <asm/mmu_context.h>
  44 #include <asm/pgtable.h>
  45 #include <asm/mmu.h>
  46 #include <asm/smp.h>
  47 #include <asm/machdep.h>
  48 #include <asm/tlb.h>
  49 #include <asm/processor.h>
  50 #include <asm/cputable.h>
  51 #include <asm/sections.h>
  52 #include <asm/firmware.h>
  53 #include <asm/dma.h>
  54
  55 #include <mm/mmu_decl.h>
  56
  57
  58 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_64
  59 /*
  60  * partition table and process table for ISA 3.0
  61  */
  62 struct prtb_entry *process_tb;
  63 struct patb_entry *partition_tb;
  64 /*
  65  * page table size
  66  */
  67 unsigned long __pte_index_size;
  68 EXPORT_SYMBOL(__pte_index_size);
  69 unsigned long __pmd_index_size;
  70 EXPORT_SYMBOL(__pmd_index_size);
  71 unsigned long __pud_index_size;
  72 EXPORT_SYMBOL(__pud_index_size);
  73 unsigned long __pgd_index_size;
  74 EXPORT_SYMBOL(__pgd_index_size);
  75 unsigned long __pud_cache_index;
  76 EXPORT_SYMBOL(__pud_cache_index);
  77 unsigned long __pte_table_size;
  78 EXPORT_SYMBOL(__pte_table_size);
  79 unsigned long __pmd_table_size;
  80 EXPORT_SYMBOL(__pmd_table_size);
  81 unsigned long __pud_table_size;
  82 EXPORT_SYMBOL(__pud_table_size);
  83 unsigned long __pgd_table_size;
  84 EXPORT_SYMBOL(__pgd_table_size);
  85 unsigned long __pmd_val_bits;
  86 EXPORT_SYMBOL(__pmd_val_bits);
  87 unsigned long __pud_val_bits;
  88 EXPORT_SYMBOL(__pud_val_bits);
  89 unsigned long __pgd_val_bits;
  90 EXPORT_SYMBOL(__pgd_val_bits);
  91 unsigned long __kernel_virt_start;
  92 EXPORT_SYMBOL(__kernel_virt_start);
  93 unsigned long __vmalloc_start;
  94 EXPORT_SYMBOL(__vmalloc_start);
  95 unsigned long __vmalloc_end;
  96 EXPORT_SYMBOL(__vmalloc_end);
  97 unsigned long __kernel_io_start;
  98 EXPORT_SYMBOL(__kernel_io_start);
  99 unsigned long __kernel_io_end;
 100 struct page *vmemmap;
 101 EXPORT_SYMBOL(vmemmap);
 102 unsigned long __pte_frag_nr;
 103 EXPORT_SYMBOL(__pte_frag_nr);
 104 unsigned long __pte_frag_size_shift;
 105 EXPORT_SYMBOL(__pte_frag_size_shift);
 106 unsigned long ioremap_bot;
 107 #else /* !CONFIG_PPC_BOOK3S_64 */
 108 unsigned long ioremap_bot = IOREMAP_BASE;
 109 #endif
 110
 111 int __weak ioremap_range(unsigned long ea, phys_addr_t pa, unsigned long size, pgprot_t prot, int nid)
 112 {
 113         unsigned long i;
 114
 115         for (i = 0; i < size; i += PAGE_SIZE) {
 116                 int err = map_kernel_page(ea + i, pa + i, prot);
 117                 if (err) {
 118                         if (slab_is_available())
 119                                 unmap_kernel_range(ea, size);
 120                         else
 121                                 WARN_ON_ONCE(1); /* Should clean up */
 122                         return err;
 123                 }
 124         }
 125
 126         return 0;
 127 }
 128
 129 /**
 130  * __ioremap_at - Low level function to establish the page tables
 131  *                for an IO mapping
 132  */
 133 void __iomem *__ioremap_at(phys_addr_t pa, void *ea, unsigned long size, pgprot_t prot)
 134 {
 135         /* We don't support the 4K PFN hack with ioremap */
 136         if (pgprot_val(prot) & H_PAGE_4K_PFN)
 137                 return NULL;
 138
 139         if ((ea + size) >= (void *)IOREMAP_END) {
 140                 pr_warn("Outside the supported range\n");
 141                 return NULL;
 142         }
 143
 144         WARN_ON(pa & ~PAGE_MASK);
 145         WARN_ON(((unsigned long)ea) & ~PAGE_MASK);
 146         WARN_ON(size & ~PAGE_MASK);
 147
 148         if (ioremap_range((unsigned long)ea, pa, size, prot, NUMA_NO_NODE))
 149                 return NULL;
 150
 151         return (void __iomem *)ea;
 152 }
 153
 154 /**
 155  * __iounmap_from - Low level function to tear down the page tables
 156  *                  for an IO mapping. This is used for mappings that
 157  *                  are manipulated manually, like partial unmapping of
 158  *                  PCI IOs or ISA space.
 159  */
 160 void __iounmap_at(void *ea, unsigned long size)
 161 {
 162         WARN_ON(((unsigned long)ea) & ~PAGE_MASK);
 163         WARN_ON(size & ~PAGE_MASK);
 164
 165         unmap_kernel_range((unsigned long)ea, size);
 166 }
 167
 168 void __iomem * __ioremap_caller(phys_addr_t addr, unsigned long size,
 169                                 pgprot_t prot, void *caller)
 170 {
 171         phys_addr_t paligned;
 172         void __iomem *ret;
 173
 174         /*
 175          * Choose an address to map it to.
 176          * Once the imalloc system is running, we use it.
 177          * Before that, we map using addresses going
 178          * up from ioremap_bot.  imalloc will use
 179          * the addresses from ioremap_bot through
 180          * IMALLOC_END
 181          *
 182          */
 183         paligned = addr & PAGE_MASK;
 184         size = PAGE_ALIGN(addr + size) - paligned;
 185
 186         if ((size == 0) || (paligned == 0))
 187                 return NULL;
 188
 189         if (slab_is_available()) {
 190                 struct vm_struct *area;
 191
 192                 area = __get_vm_area_caller(size, VM_IOREMAP,
 193                                             ioremap_bot, IOREMAP_END,
 194                                             caller);
 195                 if (area == NULL)
 196                         return NULL;
 197
 198                 area->phys_addr = paligned;
 199                 ret = __ioremap_at(paligned, area->addr, size, prot);
 200         } else {
 201                 ret = __ioremap_at(paligned, (void *)ioremap_bot, size, prot);
 202                 if (ret)
 203                         ioremap_bot += size;
 204         }
 205
 206         if (ret)
 207                 ret += addr & ~PAGE_MASK;
 208         return ret;
 209 }
 210
 211 void __iomem * __ioremap(phys_addr_t addr, unsigned long size,
 212                          unsigned long flags)
 213 {
 214         return __ioremap_caller(addr, size, __pgprot(flags), __builtin_return_address(0));
 215 }
 216
 217 void __iomem * ioremap(phys_addr_t addr, unsigned long size)
 218 {
 219         pgprot_t prot = pgprot_noncached(PAGE_KERNEL);
 220         void *caller = __builtin_return_address(0);
 221
 222         if (ppc_md.ioremap)
 223                 return ppc_md.ioremap(addr, size, prot, caller);
 224         return __ioremap_caller(addr, size, prot, caller);
 225 }
 226
 227 void __iomem * ioremap_wc(phys_addr_t addr, unsigned long size)
 228 {
 229         pgprot_t prot = pgprot_noncached_wc(PAGE_KERNEL);
 230         void *caller = __builtin_return_address(0);
 231
 232         if (ppc_md.ioremap)
 233                 return ppc_md.ioremap(addr, size, prot, caller);
 234         return __ioremap_caller(addr, size, prot, caller);
 235 }
 236
 237 void __iomem *ioremap_coherent(phys_addr_t addr, unsigned long size)
 238 {
 239         pgprot_t prot = pgprot_cached(PAGE_KERNEL);
 240         void *caller = __builtin_return_address(0);
 241
 242         if (ppc_md.ioremap)
 243                 return ppc_md.ioremap(addr, size, prot, caller);
 244         return __ioremap_caller(addr, size, prot, caller);
 245 }
 246
 247 void __iomem * ioremap_prot(phys_addr_t addr, unsigned long size,
 248                              unsigned long flags)
 249 {
 250         pte_t pte = __pte(flags);
 251         void *caller = __builtin_return_address(0);
 252
 253         /* writeable implies dirty for kernel addresses */
 254         if (pte_write(pte))
 255                 pte = pte_mkdirty(pte);
 256
 257         /* we don't want to let _PAGE_EXEC leak out */
 258         pte = pte_exprotect(pte);
 259         /*
 260          * Force kernel mapping.
 261          */
 262         pte = pte_mkprivileged(pte);
 263
 264         if (ppc_md.ioremap)
 265                 return ppc_md.ioremap(addr, size, pte_pgprot(pte), caller);
 266         return __ioremap_caller(addr, size, pte_pgprot(pte), caller);
 267 }
 268
 269
 270 /*
 271  * Unmap an IO region and remove it from imalloc'd list.
 272  * Access to IO memory should be serialized by driver.
 273  */
 274 void __iounmap(volatile void __iomem *token)
 275 {
 276         void *addr;
 277
 278         if (!slab_is_available())
 279                 return;
 280
 281         addr = (void *) ((unsigned long __force)
 282                          PCI_FIX_ADDR(token) & PAGE_MASK);
 283         if ((unsigned long)addr < ioremap_bot) {
 284                 printk(KERN_WARNING "Attempt to iounmap early bolted mapping"
 285                        " at 0x%p\n", addr);
 286                 return;
 287         }
 288         vunmap(addr);
 289 }
 290
 291 void iounmap(volatile void __iomem *token)
 292 {
 293         if (ppc_md.iounmap)
 294                 ppc_md.iounmap(token);
 295         else
 296                 __iounmap(token);
 297 }
 298
 299 EXPORT_SYMBOL(ioremap);
 300 EXPORT_SYMBOL(ioremap_wc);
 301 EXPORT_SYMBOL(ioremap_prot);
 302 EXPORT_SYMBOL(__ioremap);
 303 EXPORT_SYMBOL(__ioremap_at);
 304 EXPORT_SYMBOL(iounmap);
 305 EXPORT_SYMBOL(__iounmap);
 306 EXPORT_SYMBOL(__iounmap_at);
 307
 308 #ifndef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
 309 /* 4 level page table */
 310 struct page *pgd_page(pgd_t pgd)
 311 {
 312         if (pgd_is_leaf(pgd)) {
 313                 VM_WARN_ON(!pgd_huge(pgd));
 314                 return pte_page(pgd_pte(pgd));
 315         }
 316         return virt_to_page(pgd_page_vaddr(pgd));
 317 }
 318 #endif
 319
 320 struct page *pud_page(pud_t pud)
 321 {
 322         if (pud_is_leaf(pud)) {
 323                 VM_WARN_ON(!pud_huge(pud));
 324                 return pte_page(pud_pte(pud));
 325         }
 326         return virt_to_page(pud_page_vaddr(pud));
 327 }
 328
 329 /*
 330  * For hugepage we have pfn in the pmd, we use PTE_RPN_SHIFT bits for flags
 331  * For PTE page, we have a PTE_FRAG_SIZE (4K) aligned virtual address.
 332  */
 333 struct page *pmd_page(pmd_t pmd)
 334 {
 335         if (pmd_is_leaf(pmd)) {
 336                 VM_WARN_ON(!(pmd_large(pmd) || pmd_huge(pmd)));
 337                 return pte_page(pmd_pte(pmd));
 338         }
 339         return virt_to_page(pmd_page_vaddr(pmd));
 340 }
 341
 342 #ifdef CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX
 343 void mark_rodata_ro(void)
 344 {
 345         if (!mmu_has_feature(MMU_FTR_KERNEL_RO)) {
 346                 pr_warn("Warning: Unable to mark rodata read only on this CPU.\n");
 347                 return;
 348         }
 349
 350         if (radix_enabled())
 351                 radix__mark_rodata_ro();
 352         else
 353                 hash__mark_rodata_ro();
 354
 355         // mark_initmem_nx() should have already run by now
 356         ptdump_check_wx();
 357 }
 358
 359 void mark_initmem_nx(void)
 360 {
 361         if (radix_enabled())
 362                 radix__mark_initmem_nx();
 363         else
 364                 hash__mark_initmem_nx();
 365 }
 366 #endif