Merge commit 'jk/jk-merge'
[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 CONFIG_SMP
52 extern void hash_page_sync(void);
53 #endif
54
55 #ifdef HAVE_BATS
56 extern phys_addr_t v_mapped_by_bats(unsigned long va);
57 extern unsigned long p_mapped_by_bats(phys_addr_t pa);
58 void setbat(int index, unsigned long virt, phys_addr_t phys,
59             unsigned int size, int flags);
60
61 #else /* !HAVE_BATS */
62 #define v_mapped_by_bats(x)     (0UL)
63 #define p_mapped_by_bats(x)     (0UL)
64 #endif /* HAVE_BATS */
65
66 #ifdef HAVE_TLBCAM
67 extern unsigned int tlbcam_index;
68 extern unsigned long v_mapped_by_tlbcam(unsigned long va);
69 extern unsigned long p_mapped_by_tlbcam(unsigned long pa);
70 #else /* !HAVE_TLBCAM */
71 #define v_mapped_by_tlbcam(x)   (0UL)
72 #define p_mapped_by_tlbcam(x)   (0UL)
73 #endif /* HAVE_TLBCAM */
74
75 #ifdef CONFIG_PTE_64BIT
76 /* 44x uses an 8kB pgdir because it has 8-byte Linux PTEs. */
77 #define PGDIR_ORDER     1
78 #else
79 #define PGDIR_ORDER     0
80 #endif
81
82 pgd_t *pgd_alloc(struct mm_struct *mm)
83 {
84         pgd_t *ret;
85
86         ret = (pgd_t *)__get_free_pages(GFP_KERNEL|__GFP_ZERO, PGDIR_ORDER);
87         return ret;
88 }
89
90 void pgd_free(struct mm_struct *mm, pgd_t *pgd)
91 {
92         free_pages((unsigned long)pgd, PGDIR_ORDER);
93 }
94
95 __init_refok pte_t *pte_alloc_one_kernel(struct mm_struct *mm, unsigned long address)
96 {
97         pte_t *pte;
98         extern int mem_init_done;
99         extern void *early_get_page(void);
100
101         if (mem_init_done) {
102                 pte = (pte_t *)__get_free_page(GFP_KERNEL|__GFP_REPEAT|__GFP_ZERO);
103         } else {
104                 pte = (pte_t *)early_get_page();
105                 if (pte)
106                         clear_page(pte);
107         }
108         return pte;
109 }
110
111 pgtable_t pte_alloc_one(struct mm_struct *mm, unsigned long address)
112 {
113         struct page *ptepage;
114
115 #ifdef CONFIG_HIGHPTE
116         gfp_t flags = GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM | __GFP_REPEAT | __GFP_ZERO;
117 #else
118         gfp_t flags = GFP_KERNEL | __GFP_REPEAT | __GFP_ZERO;
119 #endif
120
121         ptepage = alloc_pages(flags, 0);
122         if (!ptepage)
123                 return NULL;
124         pgtable_page_ctor(ptepage);
125         return ptepage;
126 }
127
128 void pte_free_kernel(struct mm_struct *mm, pte_t *pte)
129 {
130 #ifdef CONFIG_SMP
131         hash_page_sync();
132 #endif
133         free_page((unsigned long)pte);
134 }
135
136 void pte_free(struct mm_struct *mm, pgtable_t ptepage)
137 {
138 #ifdef CONFIG_SMP
139         hash_page_sync();
140 #endif
141         pgtable_page_dtor(ptepage);
142         __free_page(ptepage);
143 }
144
145 void __iomem *
146 ioremap(phys_addr_t addr, unsigned long size)
147 {
148         return __ioremap(addr, size, _PAGE_NO_CACHE | _PAGE_GUARDED);
149 }
150 EXPORT_SYMBOL(ioremap);
151
152 void __iomem *
153 ioremap_flags(phys_addr_t addr, unsigned long size, unsigned long flags)
154 {
155         /* writeable implies dirty for kernel addresses */
156         if (flags & _PAGE_RW)
157                 flags |= _PAGE_DIRTY | _PAGE_HWWRITE;
158
159         /* we don't want to let _PAGE_USER and _PAGE_EXEC leak out */
160         flags &= ~(_PAGE_USER | _PAGE_EXEC | _PAGE_HWEXEC);
161
162         return __ioremap(addr, size, flags);
163 }
164 EXPORT_SYMBOL(ioremap_flags);
165
166 void __iomem *
167 __ioremap(phys_addr_t addr, unsigned long size, unsigned long flags)
168 {
169         unsigned long v, i;
170         phys_addr_t p;
171         int err;
172
173         /* Make sure we have the base flags */
174         if ((flags & _PAGE_PRESENT) == 0)
175                 flags |= _PAGE_KERNEL;
176
177         /* Non-cacheable page cannot be coherent */
178         if (flags & _PAGE_NO_CACHE)
179                 flags &= ~_PAGE_COHERENT;
180
181         /*
182          * Choose an address to map it to.
183          * Once the vmalloc system is running, we use it.
184          * Before then, we use space going down from ioremap_base
185          * (ioremap_bot records where we're up to).
186          */
187         p = addr & PAGE_MASK;
188         size = PAGE_ALIGN(addr + size) - p;
189
190         /*
191          * If the address lies within the first 16 MB, assume it's in ISA
192          * memory space
193          */
194         if (p < 16*1024*1024)
195                 p += _ISA_MEM_BASE;
196
197         /*
198          * Don't allow anybody to remap normal RAM that we're using.
199          * mem_init() sets high_memory so only do the check after that.
200          */
201         if (mem_init_done && (p < virt_to_phys(high_memory))) {
202                 printk("__ioremap(): phys addr 0x%llx is RAM lr %p\n",
203                        (unsigned long long)p, __builtin_return_address(0));
204                 return NULL;
205         }
206
207         if (size == 0)
208                 return NULL;
209
210         /*
211          * Is it already mapped?  Perhaps overlapped by a previous
212          * BAT mapping.  If the whole area is mapped then we're done,
213          * otherwise remap it since we want to keep the virt addrs for
214          * each request contiguous.
215          *
216          * We make the assumption here that if the bottom and top
217          * of the range we want are mapped then it's mapped to the
218          * same virt address (and this is contiguous).
219          *  -- Cort
220          */
221         if ((v = p_mapped_by_bats(p)) /*&& p_mapped_by_bats(p+size-1)*/ )
222                 goto out;
223
224         if ((v = p_mapped_by_tlbcam(p)))
225                 goto out;
226
227         if (mem_init_done) {
228                 struct vm_struct *area;
229                 area = get_vm_area(size, VM_IOREMAP);
230                 if (area == 0)
231                         return NULL;
232                 v = (unsigned long) area->addr;
233         } else {
234                 v = (ioremap_bot -= size);
235         }
236
237         /*
238          * Should check if it is a candidate for a BAT mapping
239          */
240
241         err = 0;
242         for (i = 0; i < size && err == 0; i += PAGE_SIZE)
243                 err = map_page(v+i, p+i, flags);
244         if (err) {
245                 if (mem_init_done)
246                         vunmap((void *)v);
247                 return NULL;
248         }
249
250 out:
251         return (void __iomem *) (v + ((unsigned long)addr & ~PAGE_MASK));
252 }
253 EXPORT_SYMBOL(__ioremap);
254
255 void iounmap(volatile void __iomem *addr)
256 {
257         /*
258          * If mapped by BATs then there is nothing to do.
259          * Calling vfree() generates a benign warning.
260          */
261         if (v_mapped_by_bats((unsigned long)addr)) return;
262
263         if (addr > high_memory && (unsigned long) addr < ioremap_bot)
264                 vunmap((void *) (PAGE_MASK & (unsigned long)addr));
265 }
266 EXPORT_SYMBOL(iounmap);
267
268 int map_page(unsigned long va, phys_addr_t pa, int flags)
269 {
270         pmd_t *pd;
271         pte_t *pg;
272         int err = -ENOMEM;
273
274         /* Use upper 10 bits of VA to index the first level map */
275         pd = pmd_offset(pud_offset(pgd_offset_k(va), va), va);
276         /* Use middle 10 bits of VA to index the second-level map */
277         pg = pte_alloc_kernel(pd, va);
278         if (pg != 0) {
279                 err = 0;
280                 /* The PTE should never be already set nor present in the
281                  * hash table
282                  */
283                 BUG_ON(pte_val(*pg) & (_PAGE_PRESENT | _PAGE_HASHPTE));
284                 set_pte_at(&init_mm, va, pg, pfn_pte(pa >> PAGE_SHIFT,
285                                                      __pgprot(flags)));
286         }
287         return err;
288 }
289
290 /*
291  * Map in all of physical memory starting at KERNELBASE.
292  */
293 void __init mapin_ram(void)
294 {
295         unsigned long v, s, f;
296         phys_addr_t p;
297         int ktext;
298
299         s = mmu_mapin_ram();
300         v = KERNELBASE + s;
301         p = memstart_addr + s;
302         for (; s < total_lowmem; s += PAGE_SIZE) {
303                 ktext = ((char *) v >= _stext && (char *) v < etext);
304                 f = ktext ?_PAGE_RAM_TEXT : _PAGE_RAM;
305                 map_page(v, p, f);
306 #ifdef CONFIG_PPC_STD_MMU_32
307                 if (ktext)
308                         hash_preload(&init_mm, v, 0, 0x300);
309 #endif
310                 v += PAGE_SIZE;
311                 p += PAGE_SIZE;
312         }
313 }
314
315 /* Scan the real Linux page tables and return a PTE pointer for
316  * a virtual address in a context.
317  * Returns true (1) if PTE was found, zero otherwise.  The pointer to
318  * the PTE pointer is unmodified if PTE is not found.
319  */
320 int
321 get_pteptr(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t **ptep, pmd_t **pmdp)
322 {
323         pgd_t   *pgd;
324         pud_t   *pud;
325         pmd_t   *pmd;
326         pte_t   *pte;
327         int     retval = 0;
328
329         pgd = pgd_offset(mm, addr & PAGE_MASK);
330         if (pgd) {
331                 pud = pud_offset(pgd, addr & PAGE_MASK);
332                 if (pud && pud_present(*pud)) {
333                         pmd = pmd_offset(pud, addr & PAGE_MASK);
334                         if (pmd_present(*pmd)) {
335                                 pte = pte_offset_map(pmd, addr & PAGE_MASK);
336                                 if (pte) {
337                                         retval = 1;
338                                         *ptep = pte;
339                                         if (pmdp)
340                                                 *pmdp = pmd;
341                                         /* XXX caller needs to do pte_unmap, yuck */
342                                 }
343                         }
344                 }
345         }
346         return(retval);
347 }
348
349 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
350
351 static int __change_page_attr(struct page *page, pgprot_t prot)
352 {
353         pte_t *kpte;
354         pmd_t *kpmd;
355         unsigned long address;
356
357         BUG_ON(PageHighMem(page));
358         address = (unsigned long)page_address(page);
359
360         if (v_mapped_by_bats(address) || v_mapped_by_tlbcam(address))
361                 return 0;
362         if (!get_pteptr(&init_mm, address, &kpte, &kpmd))
363                 return -EINVAL;
364         set_pte_at(&init_mm, address, kpte, mk_pte(page, prot));
365         wmb();
366         flush_HPTE(0, address, pmd_val(*kpmd));
367         pte_unmap(kpte);
368
369         return 0;
370 }
371
372 /*
373  * Change the page attributes of an page in the linear mapping.
374  *
375  * THIS CONFLICTS WITH BAT MAPPINGS, DEBUG USE ONLY
376  */
377 static int change_page_attr(struct page *page, int numpages, pgprot_t prot)
378 {
379         int i, err = 0;
380         unsigned long flags;
381
382         local_irq_save(flags);
383         for (i = 0; i < numpages; i++, page++) {
384                 err = __change_page_attr(page, prot);
385                 if (err)
386                         break;
387         }
388         local_irq_restore(flags);
389         return err;
390 }
391
392
393 void kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
394 {
395         if (PageHighMem(page))
396                 return;
397
398         change_page_attr(page, numpages, enable ? PAGE_KERNEL : __pgprot(0));
399 }
400 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
401
402 static int fixmaps;
403 unsigned long FIXADDR_TOP = 0xfffff000;
404 EXPORT_SYMBOL(FIXADDR_TOP);
405
406 void __set_fixmap (enum fixed_addresses idx, phys_addr_t phys, pgprot_t flags)
407 {
408         unsigned long address = __fix_to_virt(idx);
409
410         if (idx >= __end_of_fixed_addresses) {
411                 BUG();
412                 return;
413         }
414
415         map_page(address, phys, pgprot_val(flags));
416         fixmaps++;
417 }
418
419 void __this_fixmap_does_not_exist(void)
420 {
421         WARN_ON(1);
422 }