Merge branch 'next' into for-linus
[linux-2.6] / 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
30 #include <asm/pgtable.h>
31 #include <asm/pgalloc.h>
32 #include <asm/fixmap.h>
33 #include <asm/io.h>
34
35 #include "mmu_decl.h"
36
37 unsigned long ioremap_base;
38 unsigned long ioremap_bot;
39 EXPORT_SYMBOL(ioremap_bot);     /* aka VMALLOC_END */
40
41 #if defined(CONFIG_6xx) || defined(CONFIG_POWER3)
42 #define HAVE_BATS       1
43 #endif
44
45 #if defined(CONFIG_FSL_BOOKE)
46 #define HAVE_TLBCAM     1
47 #endif
48
49 extern char etext[], _stext[];
50
51 #ifdef HAVE_BATS
52 extern phys_addr_t v_mapped_by_bats(unsigned long va);
53 extern unsigned long p_mapped_by_bats(phys_addr_t pa);
54 void setbat(int index, unsigned long virt, phys_addr_t phys,
55             unsigned int size, int flags);
56
57 #else /* !HAVE_BATS */
58 #define v_mapped_by_bats(x)     (0UL)
59 #define p_mapped_by_bats(x)     (0UL)
60 #endif /* HAVE_BATS */
61
62 #ifdef HAVE_TLBCAM
63 extern unsigned int tlbcam_index;
64 extern phys_addr_t v_mapped_by_tlbcam(unsigned long va);
65 extern unsigned long p_mapped_by_tlbcam(phys_addr_t pa);
66 #else /* !HAVE_TLBCAM */
67 #define v_mapped_by_tlbcam(x)   (0UL)
68 #define p_mapped_by_tlbcam(x)   (0UL)
69 #endif /* HAVE_TLBCAM */
70
71 #define PGDIR_ORDER     (32 + PGD_T_LOG2 - PGDIR_SHIFT)
72
73 pgd_t *pgd_alloc(struct mm_struct *mm)
74 {
75         pgd_t *ret;
76
77         /* pgdir take page or two with 4K pages and a page fraction otherwise */
78 #ifndef CONFIG_PPC_4K_PAGES
79         ret = (pgd_t *)kzalloc(1 << PGDIR_ORDER, GFP_KERNEL);
80 #else
81         ret = (pgd_t *)__get_free_pages(GFP_KERNEL|__GFP_ZERO,
82                         PGDIR_ORDER - PAGE_SHIFT);
83 #endif
84         return ret;
85 }
86
87 void pgd_free(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
88 {
89 #ifndef CONFIG_PPC_4K_PAGES
90         kfree((void *)pgd);
91 #else
92         free_pages((unsigned long)pgd, PGDIR_ORDER - PAGE_SHIFT);
93 #endif
94 }
95
96 __init_refok pte_t *pte_alloc_one_kernel(struct mm_struct *mm, unsigned long address)
97 {
98         pte_t *pte;
99         extern int mem_init_done;
100         extern void *early_get_page(void);
101
102         if (mem_init_done) {
103                 pte = (pte_t *)__get_free_page(GFP_KERNEL|__GFP_REPEAT|__GFP_ZERO);
104         } else {
105                 pte = (pte_t *)early_get_page();
106                 if (pte)
107                         clear_page(pte);
108         }
109         return pte;
110 }
111
112 pgtable_t pte_alloc_one(struct mm_struct *mm, unsigned long address)
113 {
114         struct page *ptepage;
115
116 #ifdef CONFIG_HIGHPTE
117         gfp_t flags = GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM | __GFP_REPEAT | __GFP_ZERO;
118 #else
119         gfp_t flags = GFP_KERNEL | __GFP_REPEAT | __GFP_ZERO;
120 #endif
121
122         ptepage = alloc_pages(flags, 0);
123         if (!ptepage)
124                 return NULL;
125         pgtable_page_ctor(ptepage);
126         return ptepage;
127 }
128
129 void __iomem *
130 ioremap(phys_addr_t addr, unsigned long size)
131 {
132         return __ioremap_caller(addr, size, _PAGE_NO_CACHE | _PAGE_GUARDED,
133                                 __builtin_return_address(0));
134 }
135 EXPORT_SYMBOL(ioremap);
136
137 void __iomem *
138 ioremap_flags(phys_addr_t addr, unsigned long size, unsigned long flags)
139 {
140         /* writeable implies dirty for kernel addresses */
141         if (flags & _PAGE_RW)
142                 flags |= _PAGE_DIRTY | _PAGE_HWWRITE;
143
144         /* we don't want to let _PAGE_USER and _PAGE_EXEC leak out */
145         flags &= ~(_PAGE_USER | _PAGE_EXEC | _PAGE_HWEXEC);
146
147         return __ioremap_caller(addr, size, flags, __builtin_return_address(0));
148 }
149 EXPORT_SYMBOL(ioremap_flags);
150
151 void __iomem *
152 __ioremap(phys_addr_t addr, unsigned long size, unsigned long flags)
153 {
154         return __ioremap_caller(addr, size, flags, __builtin_return_address(0));
155 }
156
157 void __iomem *
158 __ioremap_caller(phys_addr_t addr, unsigned long size, unsigned long flags,
159                  void *caller)
160 {
161         unsigned long v, i;
162         phys_addr_t p;
163         int err;
164
165         /* Make sure we have the base flags */
166         if ((flags & _PAGE_PRESENT) == 0)
167                 flags |= PAGE_KERNEL;
168
169         /* Non-cacheable page cannot be coherent */
170         if (flags & _PAGE_NO_CACHE)
171                 flags &= ~_PAGE_COHERENT;
172
173         /*
174          * Choose an address to map it to.
175          * Once the vmalloc system is running, we use it.
176          * Before then, we use space going down from ioremap_base
177          * (ioremap_bot records where we're up to).
178          */
179         p = addr & PAGE_MASK;
180         size = PAGE_ALIGN(addr + size) - p;
181
182         /*
183          * If the address lies within the first 16 MB, assume it's in ISA
184          * memory space
185          */
186         if (p < 16*1024*1024)
187                 p += _ISA_MEM_BASE;
188
189 #ifndef CONFIG_CRASH_DUMP
190         /*
191          * Don't allow anybody to remap normal RAM that we're using.
192          * mem_init() sets high_memory so only do the check after that.
193          */
194         if (mem_init_done && (p < virt_to_phys(high_memory))) {
195                 printk("__ioremap(): phys addr 0x%llx is RAM lr %p\n",
196                        (unsigned long long)p, __builtin_return_address(0));
197                 return NULL;
198         }
199 #endif
200
201         if (size == 0)
202                 return NULL;
203
204         /*
205          * Is it already mapped?  Perhaps overlapped by a previous
206          * BAT mapping.  If the whole area is mapped then we're done,
207          * otherwise remap it since we want to keep the virt addrs for
208          * each request contiguous.
209          *
210          * We make the assumption here that if the bottom and top
211          * of the range we want are mapped then it's mapped to the
212          * same virt address (and this is contiguous).
213          *  -- Cort
214          */
215         if ((v = p_mapped_by_bats(p)) /*&& p_mapped_by_bats(p+size-1)*/ )
216                 goto out;
217
218         if ((v = p_mapped_by_tlbcam(p)))
219                 goto out;
220
221         if (mem_init_done) {
222                 struct vm_struct *area;
223                 area = get_vm_area_caller(size, VM_IOREMAP, caller);
224                 if (area == 0)
225                         return NULL;
226                 v = (unsigned long) area->addr;
227         } else {
228                 v = (ioremap_bot -= size);
229         }
230
231         /*
232          * Should check if it is a candidate for a BAT mapping
233          */
234
235         err = 0;
236         for (i = 0; i < size && err == 0; i += PAGE_SIZE)
237                 err = map_page(v+i, p+i, flags);
238         if (err) {
239                 if (mem_init_done)
240                         vunmap((void *)v);
241                 return NULL;
242         }
243
244 out:
245         return (void __iomem *) (v + ((unsigned long)addr & ~PAGE_MASK));
246 }
247 EXPORT_SYMBOL(__ioremap);
248
249 void iounmap(volatile void __iomem *addr)
250 {
251         /*
252          * If mapped by BATs then there is nothing to do.
253          * Calling vfree() generates a benign warning.
254          */
255         if (v_mapped_by_bats((unsigned long)addr)) return;
256
257         if (addr > high_memory && (unsigned long) addr < ioremap_bot)
258                 vunmap((void *) (PAGE_MASK & (unsigned long)addr));
259 }
260 EXPORT_SYMBOL(iounmap);
261
262 int map_page(unsigned long va, phys_addr_t pa, int flags)
263 {
264         pmd_t *pd;
265         pte_t *pg;
266         int err = -ENOMEM;
267
268         /* Use upper 10 bits of VA to index the first level map */
269         pd = pmd_offset(pud_offset(pgd_offset_k(va), va), va);
270         /* Use middle 10 bits of VA to index the second-level map */
271         pg = pte_alloc_kernel(pd, va);
272         if (pg != 0) {
273                 err = 0;
274                 /* The PTE should never be already set nor present in the
275                  * hash table
276                  */
277                 BUG_ON((pte_val(*pg) & (_PAGE_PRESENT | _PAGE_HASHPTE)) &&
278                        flags);
279                 set_pte_at(&init_mm, va, pg, pfn_pte(pa >> PAGE_SHIFT,
280                                                      __pgprot(flags)));
281         }
282         return err;
283 }
284
285 /*
286  * Map in a big chunk of physical memory starting at PAGE_OFFSET.
287  */
288 void __init mapin_ram(void)
289 {
290         unsigned long v, s, f;
291         phys_addr_t p;
292         int ktext;
293
294         s = mmu_mapin_ram();
295         v = PAGE_OFFSET + s;
296         p = memstart_addr + s;
297         for (; s < total_lowmem; s += PAGE_SIZE) {
298                 ktext = ((char *) v >= _stext && (char *) v < etext);
299                 f = ktext ? PAGE_KERNEL_TEXT : PAGE_KERNEL;
300                 map_page(v, p, f);
301 #ifdef CONFIG_PPC_STD_MMU_32
302                 if (ktext)
303                         hash_preload(&init_mm, v, 0, 0x300);
304 #endif
305                 v += PAGE_SIZE;
306                 p += PAGE_SIZE;
307         }
308 }
309
310 /* Scan the real Linux page tables and return a PTE pointer for
311  * a virtual address in a context.
312  * Returns true (1) if PTE was found, zero otherwise.  The pointer to
313  * the PTE pointer is unmodified if PTE is not found.
314  */
315 int
316 get_pteptr(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t **ptep, pmd_t **pmdp)
317 {
318         pgd_t   *pgd;
319         pud_t   *pud;
320         pmd_t   *pmd;
321         pte_t   *pte;
322         int     retval = 0;
323
324         pgd = pgd_offset(mm, addr & PAGE_MASK);
325         if (pgd) {
326                 pud = pud_offset(pgd, addr & PAGE_MASK);
327                 if (pud && pud_present(*pud)) {
328                         pmd = pmd_offset(pud, addr & PAGE_MASK);
329                         if (pmd_present(*pmd)) {
330                                 pte = pte_offset_map(pmd, addr & PAGE_MASK);
331                                 if (pte) {
332                                         retval = 1;
333                                         *ptep = pte;
334                                         if (pmdp)
335                                                 *pmdp = pmd;
336                                         /* XXX caller needs to do pte_unmap, yuck */
337                                 }
338                         }
339                 }
340         }
341         return(retval);
342 }
343
344 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
345
346 static int __change_page_attr(struct page *page, pgprot_t prot)
347 {
348         pte_t *kpte;
349         pmd_t *kpmd;
350         unsigned long address;
351
352         BUG_ON(PageHighMem(page));
353         address = (unsigned long)page_address(page);
354
355         if (v_mapped_by_bats(address) || v_mapped_by_tlbcam(address))
356                 return 0;
357         if (!get_pteptr(&init_mm, address, &kpte, &kpmd))
358                 return -EINVAL;
359         set_pte_at(&init_mm, address, kpte, mk_pte(page, prot));
360         wmb();
361 #ifdef CONFIG_PPC_STD_MMU
362         flush_hash_pages(0, address, pmd_val(*kpmd), 1);
363 #else
364         flush_tlb_page(NULL, address);
365 #endif
366         pte_unmap(kpte);
367
368         return 0;
369 }
370
371 /*
372  * Change the page attributes of an page in the linear mapping.
373  *
374  * THIS CONFLICTS WITH BAT MAPPINGS, DEBUG USE ONLY
375  */
376 static int change_page_attr(struct page *page, int numpages, pgprot_t prot)
377 {
378         int i, err = 0;
379         unsigned long flags;
380
381         local_irq_save(flags);
382         for (i = 0; i < numpages; i++, page++) {
383                 err = __change_page_attr(page, prot);
384                 if (err)
385                         break;
386         }
387         local_irq_restore(flags);
388         return err;
389 }
390
391
392 void kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
393 {
394         if (PageHighMem(page))
395                 return;
396
397         change_page_attr(page, numpages, enable ? PAGE_KERNEL : __pgprot(0));
398 }
399 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
400
401 static int fixmaps;
402 unsigned long FIXADDR_TOP = (-PAGE_SIZE);
403 EXPORT_SYMBOL(FIXADDR_TOP);
404
405 void __set_fixmap (enum fixed_addresses idx, phys_addr_t phys, pgprot_t flags)
406 {
407         unsigned long address = __fix_to_virt(idx);
408
409         if (idx >= __end_of_fixed_addresses) {
410                 BUG();
411                 return;
412         }
413
414         map_page(address, phys, pgprot_val(flags));
415         fixmaps++;
416 }
417
418 void __this_fixmap_does_not_exist(void)
419 {
420         WARN_ON(1);
421 }