Merge git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/hirofumi/fatfs-2.6
[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 unsigned long v_mapped_by_tlbcam(unsigned long va);
65 extern unsigned long p_mapped_by_tlbcam(unsigned long 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(addr, size, _PAGE_NO_CACHE | _PAGE_GUARDED);
133 }
134 EXPORT_SYMBOL(ioremap);
135
136 void __iomem *
137 ioremap_flags(phys_addr_t addr, unsigned long size, unsigned long flags)
138 {
139         /* writeable implies dirty for kernel addresses */
140         if (flags & _PAGE_RW)
141                 flags |= _PAGE_DIRTY | _PAGE_HWWRITE;
142
143         /* we don't want to let _PAGE_USER and _PAGE_EXEC leak out */
144         flags &= ~(_PAGE_USER | _PAGE_EXEC | _PAGE_HWEXEC);
145
146         return __ioremap(addr, size, flags);
147 }
148 EXPORT_SYMBOL(ioremap_flags);
149
150 void __iomem *
151 __ioremap(phys_addr_t addr, unsigned long size, unsigned long flags)
152 {
153         unsigned long v, i;
154         phys_addr_t p;
155         int err;
156
157         /* Make sure we have the base flags */
158         if ((flags & _PAGE_PRESENT) == 0)
159                 flags |= _PAGE_KERNEL;
160
161         /* Non-cacheable page cannot be coherent */
162         if (flags & _PAGE_NO_CACHE)
163                 flags &= ~_PAGE_COHERENT;
164
165         /*
166          * Choose an address to map it to.
167          * Once the vmalloc system is running, we use it.
168          * Before then, we use space going down from ioremap_base
169          * (ioremap_bot records where we're up to).
170          */
171         p = addr & PAGE_MASK;
172         size = PAGE_ALIGN(addr + size) - p;
173
174         /*
175          * If the address lies within the first 16 MB, assume it's in ISA
176          * memory space
177          */
178         if (p < 16*1024*1024)
179                 p += _ISA_MEM_BASE;
180
181 #ifndef CONFIG_CRASH_DUMP
182         /*
183          * Don't allow anybody to remap normal RAM that we're using.
184          * mem_init() sets high_memory so only do the check after that.
185          */
186         if (mem_init_done && (p < virt_to_phys(high_memory))) {
187                 printk("__ioremap(): phys addr 0x%llx is RAM lr %p\n",
188                        (unsigned long long)p, __builtin_return_address(0));
189                 return NULL;
190         }
191 #endif
192
193         if (size == 0)
194                 return NULL;
195
196         /*
197          * Is it already mapped?  Perhaps overlapped by a previous
198          * BAT mapping.  If the whole area is mapped then we're done,
199          * otherwise remap it since we want to keep the virt addrs for
200          * each request contiguous.
201          *
202          * We make the assumption here that if the bottom and top
203          * of the range we want are mapped then it's mapped to the
204          * same virt address (and this is contiguous).
205          *  -- Cort
206          */
207         if ((v = p_mapped_by_bats(p)) /*&& p_mapped_by_bats(p+size-1)*/ )
208                 goto out;
209
210         if ((v = p_mapped_by_tlbcam(p)))
211                 goto out;
212
213         if (mem_init_done) {
214                 struct vm_struct *area;
215                 area = get_vm_area(size, VM_IOREMAP);
216                 if (area == 0)
217                         return NULL;
218                 v = (unsigned long) area->addr;
219         } else {
220                 v = (ioremap_bot -= size);
221         }
222
223         /*
224          * Should check if it is a candidate for a BAT mapping
225          */
226
227         err = 0;
228         for (i = 0; i < size && err == 0; i += PAGE_SIZE)
229                 err = map_page(v+i, p+i, flags);
230         if (err) {
231                 if (mem_init_done)
232                         vunmap((void *)v);
233                 return NULL;
234         }
235
236 out:
237         return (void __iomem *) (v + ((unsigned long)addr & ~PAGE_MASK));
238 }
239 EXPORT_SYMBOL(__ioremap);
240
241 void iounmap(volatile void __iomem *addr)
242 {
243         /*
244          * If mapped by BATs then there is nothing to do.
245          * Calling vfree() generates a benign warning.
246          */
247         if (v_mapped_by_bats((unsigned long)addr)) return;
248
249         if (addr > high_memory && (unsigned long) addr < ioremap_bot)
250                 vunmap((void *) (PAGE_MASK & (unsigned long)addr));
251 }
252 EXPORT_SYMBOL(iounmap);
253
254 int map_page(unsigned long va, phys_addr_t pa, int flags)
255 {
256         pmd_t *pd;
257         pte_t *pg;
258         int err = -ENOMEM;
259
260         /* Use upper 10 bits of VA to index the first level map */
261         pd = pmd_offset(pud_offset(pgd_offset_k(va), va), va);
262         /* Use middle 10 bits of VA to index the second-level map */
263         pg = pte_alloc_kernel(pd, va);
264         if (pg != 0) {
265                 err = 0;
266                 /* The PTE should never be already set nor present in the
267                  * hash table
268                  */
269                 BUG_ON(pte_val(*pg) & (_PAGE_PRESENT | _PAGE_HASHPTE));
270                 set_pte_at(&init_mm, va, pg, pfn_pte(pa >> PAGE_SHIFT,
271                                                      __pgprot(flags)));
272         }
273         return err;
274 }
275
276 /*
277  * Map in a big chunk of physical memory starting at PAGE_OFFSET.
278  */
279 void __init mapin_ram(void)
280 {
281         unsigned long v, s, f;
282         phys_addr_t p;
283         int ktext;
284
285         s = mmu_mapin_ram();
286         v = PAGE_OFFSET + s;
287         p = memstart_addr + 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 #ifdef CONFIG_PPC_STD_MMU
353         flush_hash_pages(0, address, pmd_val(*kpmd), 1);
354 #else
355         flush_tlb_page(NULL, address);
356 #endif
357         pte_unmap(kpte);
358
359         return 0;
360 }
361
362 /*
363  * Change the page attributes of an page in the linear mapping.
364  *
365  * THIS CONFLICTS WITH BAT MAPPINGS, DEBUG USE ONLY
366  */
367 static int change_page_attr(struct page *page, int numpages, pgprot_t prot)
368 {
369         int i, err = 0;
370         unsigned long flags;
371
372         local_irq_save(flags);
373         for (i = 0; i < numpages; i++, page++) {
374                 err = __change_page_attr(page, prot);
375                 if (err)
376                         break;
377         }
378         local_irq_restore(flags);
379         return err;
380 }
381
382
383 void kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
384 {
385         if (PageHighMem(page))
386                 return;
387
388         change_page_attr(page, numpages, enable ? PAGE_KERNEL : __pgprot(0));
389 }
390 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
391
392 static int fixmaps;
393 unsigned long FIXADDR_TOP = (-PAGE_SIZE);
394 EXPORT_SYMBOL(FIXADDR_TOP);
395
396 void __set_fixmap (enum fixed_addresses idx, phys_addr_t phys, pgprot_t flags)
397 {
398         unsigned long address = __fix_to_virt(idx);
399
400         if (idx >= __end_of_fixed_addresses) {
401                 BUG();
402                 return;
403         }
404
405         map_page(address, phys, pgprot_val(flags));
406         fixmaps++;
407 }
408
409 void __this_fixmap_does_not_exist(void)
410 {
411         WARN_ON(1);
412 }