Merge branch 'for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/roland...
[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/io.h>
33
34 #include "mmu_decl.h"
35
36 unsigned long ioremap_base;
37 unsigned long ioremap_bot;
38 EXPORT_SYMBOL(ioremap_bot);     /* aka VMALLOC_END */
39
40 #if defined(CONFIG_6xx) || defined(CONFIG_POWER3)
41 #define HAVE_BATS       1
42 #endif
43
44 #if defined(CONFIG_FSL_BOOKE)
45 #define HAVE_TLBCAM     1
46 #endif
47
48 extern char etext[], _stext[];
49
50 #ifdef CONFIG_SMP
51 extern void hash_page_sync(void);
52 #endif
53
54 #ifdef HAVE_BATS
55 extern unsigned long v_mapped_by_bats(unsigned long va);
56 extern unsigned long p_mapped_by_bats(unsigned long pa);
57 void setbat(int index, unsigned long virt, unsigned long phys,
58             unsigned int size, int flags);
59
60 #else /* !HAVE_BATS */
61 #define v_mapped_by_bats(x)     (0UL)
62 #define p_mapped_by_bats(x)     (0UL)
63 #endif /* HAVE_BATS */
64
65 #ifdef HAVE_TLBCAM
66 extern unsigned int tlbcam_index;
67 extern unsigned long v_mapped_by_tlbcam(unsigned long va);
68 extern unsigned long p_mapped_by_tlbcam(unsigned long pa);
69 #else /* !HAVE_TLBCAM */
70 #define v_mapped_by_tlbcam(x)   (0UL)
71 #define p_mapped_by_tlbcam(x)   (0UL)
72 #endif /* HAVE_TLBCAM */
73
74 #ifdef CONFIG_PTE_64BIT
75 /* 44x uses an 8kB pgdir because it has 8-byte Linux PTEs. */
76 #define PGDIR_ORDER     1
77 #else
78 #define PGDIR_ORDER     0
79 #endif
80
81 pgd_t *pgd_alloc(struct mm_struct *mm)
82 {
83         pgd_t *ret;
84
85         ret = (pgd_t *)__get_free_pages(GFP_KERNEL|__GFP_ZERO, PGDIR_ORDER);
86         return ret;
87 }
88
89 void pgd_free(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
90 {
91         free_pages((unsigned long)pgd, PGDIR_ORDER);
92 }
93
94 __init_refok pte_t *pte_alloc_one_kernel(struct mm_struct *mm, unsigned long address)
95 {
96         pte_t *pte;
97         extern int mem_init_done;
98         extern void *early_get_page(void);
99
100         if (mem_init_done) {
101                 pte = (pte_t *)__get_free_page(GFP_KERNEL|__GFP_REPEAT|__GFP_ZERO);
102         } else {
103                 pte = (pte_t *)early_get_page();
104                 if (pte)
105                         clear_page(pte);
106         }
107         return pte;
108 }
109
110 struct page *pte_alloc_one(struct mm_struct *mm, unsigned long address)
111 {
112         struct page *ptepage;
113
114 #ifdef CONFIG_HIGHPTE
115         gfp_t flags = GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM | __GFP_REPEAT;
116 #else
117         gfp_t flags = GFP_KERNEL | __GFP_REPEAT;
118 #endif
119
120         ptepage = alloc_pages(flags, 0);
121         if (ptepage)
122                 clear_highpage(ptepage);
123         return ptepage;
124 }
125
126 void pte_free_kernel(struct mm_struct *mm, pte_t *pte)
127 {
128 #ifdef CONFIG_SMP
129         hash_page_sync();
130 #endif
131         free_page((unsigned long)pte);
132 }
133
134 void pte_free(struct mm_struct *mm, struct page *ptepage)
135 {
136 #ifdef CONFIG_SMP
137         hash_page_sync();
138 #endif
139         __free_page(ptepage);
140 }
141
142 void __iomem *
143 ioremap(phys_addr_t addr, unsigned long size)
144 {
145         return __ioremap(addr, size, _PAGE_NO_CACHE);
146 }
147 EXPORT_SYMBOL(ioremap);
148
149 void __iomem *
150 ioremap_flags(phys_addr_t addr, unsigned long size, unsigned long flags)
151 {
152         return __ioremap(addr, size, flags);
153 }
154 EXPORT_SYMBOL(ioremap_flags);
155
156 void __iomem *
157 __ioremap(phys_addr_t addr, unsigned long size, unsigned long flags)
158 {
159         unsigned long v, i;
160         phys_addr_t p;
161         int err;
162
163         /*
164          * Choose an address to map it to.
165          * Once the vmalloc system is running, we use it.
166          * Before then, we use space going down from ioremap_base
167          * (ioremap_bot records where we're up to).
168          */
169         p = addr & PAGE_MASK;
170         size = PAGE_ALIGN(addr + size) - p;
171
172         /*
173          * If the address lies within the first 16 MB, assume it's in ISA
174          * memory space
175          */
176         if (p < 16*1024*1024)
177                 p += _ISA_MEM_BASE;
178
179         /*
180          * Don't allow anybody to remap normal RAM that we're using.
181          * mem_init() sets high_memory so only do the check after that.
182          */
183         if (mem_init_done && (p < virt_to_phys(high_memory))) {
184                 printk("__ioremap(): phys addr 0x%llx is RAM lr %p\n",
185                        (unsigned long long)p, __builtin_return_address(0));
186                 return NULL;
187         }
188
189         if (size == 0)
190                 return NULL;
191
192         /*
193          * Is it already mapped?  Perhaps overlapped by a previous
194          * BAT mapping.  If the whole area is mapped then we're done,
195          * otherwise remap it since we want to keep the virt addrs for
196          * each request contiguous.
197          *
198          * We make the assumption here that if the bottom and top
199          * of the range we want are mapped then it's mapped to the
200          * same virt address (and this is contiguous).
201          *  -- Cort
202          */
203         if ((v = p_mapped_by_bats(p)) /*&& p_mapped_by_bats(p+size-1)*/ )
204                 goto out;
205
206         if ((v = p_mapped_by_tlbcam(p)))
207                 goto out;
208
209         if (mem_init_done) {
210                 struct vm_struct *area;
211                 area = get_vm_area(size, VM_IOREMAP);
212                 if (area == 0)
213                         return NULL;
214                 v = (unsigned long) area->addr;
215         } else {
216                 v = (ioremap_bot -= size);
217         }
218
219         if ((flags & _PAGE_PRESENT) == 0)
220                 flags |= _PAGE_KERNEL;
221         if (flags & _PAGE_NO_CACHE)
222                 flags |= _PAGE_GUARDED;
223
224         /*
225          * Should check if it is a candidate for a BAT mapping
226          */
227
228         err = 0;
229         for (i = 0; i < size && err == 0; i += PAGE_SIZE)
230                 err = map_page(v+i, p+i, flags);
231         if (err) {
232                 if (mem_init_done)
233                         vunmap((void *)v);
234                 return NULL;
235         }
236
237 out:
238         return (void __iomem *) (v + ((unsigned long)addr & ~PAGE_MASK));
239 }
240 EXPORT_SYMBOL(__ioremap);
241
242 void iounmap(volatile void __iomem *addr)
243 {
244         /*
245          * If mapped by BATs then there is nothing to do.
246          * Calling vfree() generates a benign warning.
247          */
248         if (v_mapped_by_bats((unsigned long)addr)) return;
249
250         if (addr > high_memory && (unsigned long) addr < ioremap_bot)
251                 vunmap((void *) (PAGE_MASK & (unsigned long)addr));
252 }
253 EXPORT_SYMBOL(iounmap);
254
255 int map_page(unsigned long va, phys_addr_t pa, int flags)
256 {
257         pmd_t *pd;
258         pte_t *pg;
259         int err = -ENOMEM;
260
261         /* Use upper 10 bits of VA to index the first level map */
262         pd = pmd_offset(pud_offset(pgd_offset_k(va), va), va);
263         /* Use middle 10 bits of VA to index the second-level map */
264         pg = pte_alloc_kernel(pd, va);
265         if (pg != 0) {
266                 err = 0;
267                 /* The PTE should never be already set nor present in the
268                  * hash table
269                  */
270                 BUG_ON(pte_val(*pg) & (_PAGE_PRESENT | _PAGE_HASHPTE));
271                 set_pte_at(&init_mm, va, pg, pfn_pte(pa >> PAGE_SHIFT,
272                                                      __pgprot(flags)));
273         }
274         return err;
275 }
276
277 /*
278  * Map in all of physical memory starting at KERNELBASE.
279  */
280 void __init mapin_ram(void)
281 {
282         unsigned long v, p, s, f;
283         int ktext;
284
285         s = mmu_mapin_ram();
286         v = KERNELBASE + s;
287         p = PPC_MEMSTART + s;
288         for (; s < total_lowmem; s += PAGE_SIZE) {
289                 ktext = ((char *) v >= _stext && (char *) v < etext);
290                 f = ktext ?_PAGE_RAM_TEXT : _PAGE_RAM;
291                 map_page(v, p, f);
292 #ifdef CONFIG_PPC_STD_MMU_32
293                 if (ktext)
294                         hash_preload(&init_mm, v, 0, 0x300);
295 #endif
296                 v += PAGE_SIZE;
297                 p += PAGE_SIZE;
298         }
299 }
300
301 /* Scan the real Linux page tables and return a PTE pointer for
302  * a virtual address in a context.
303  * Returns true (1) if PTE was found, zero otherwise.  The pointer to
304  * the PTE pointer is unmodified if PTE is not found.
305  */
306 int
307 get_pteptr(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t **ptep, pmd_t **pmdp)
308 {
309         pgd_t   *pgd;
310         pud_t   *pud;
311         pmd_t   *pmd;
312         pte_t   *pte;
313         int     retval = 0;
314
315         pgd = pgd_offset(mm, addr & PAGE_MASK);
316         if (pgd) {
317                 pud = pud_offset(pgd, addr & PAGE_MASK);
318                 if (pud && pud_present(*pud)) {
319                         pmd = pmd_offset(pud, addr & PAGE_MASK);
320                         if (pmd_present(*pmd)) {
321                                 pte = pte_offset_map(pmd, addr & PAGE_MASK);
322                                 if (pte) {
323                                         retval = 1;
324                                         *ptep = pte;
325                                         if (pmdp)
326                                                 *pmdp = pmd;
327                                         /* XXX caller needs to do pte_unmap, yuck */
328                                 }
329                         }
330                 }
331         }
332         return(retval);
333 }
334
335 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
336
337 static int __change_page_attr(struct page *page, pgprot_t prot)
338 {
339         pte_t *kpte;
340         pmd_t *kpmd;
341         unsigned long address;
342
343         BUG_ON(PageHighMem(page));
344         address = (unsigned long)page_address(page);
345
346         if (v_mapped_by_bats(address) || v_mapped_by_tlbcam(address))
347                 return 0;
348         if (!get_pteptr(&init_mm, address, &kpte, &kpmd))
349                 return -EINVAL;
350         set_pte_at(&init_mm, address, kpte, mk_pte(page, prot));
351         wmb();
352         flush_HPTE(0, address, pmd_val(*kpmd));
353         pte_unmap(kpte);
354
355         return 0;
356 }
357
358 /*
359  * Change the page attributes of an page in the linear mapping.
360  *
361  * THIS CONFLICTS WITH BAT MAPPINGS, DEBUG USE ONLY
362  */
363 static int change_page_attr(struct page *page, int numpages, pgprot_t prot)
364 {
365         int i, err = 0;
366         unsigned long flags;
367
368         local_irq_save(flags);
369         for (i = 0; i < numpages; i++, page++) {
370                 err = __change_page_attr(page, prot);
371                 if (err)
372                         break;
373         }
374         local_irq_restore(flags);
375         return err;
376 }
377
378
379 void kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
380 {
381         if (PageHighMem(page))
382                 return;
383
384         change_page_attr(page, numpages, enable ? PAGE_KERNEL : __pgprot(0));
385 }
386 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */