ARM: move CP15 definitions to separate header file
[linux-3.10.git] / arch / arm / mm / ioremap.c
1 /*
2  *  linux/arch/arm/mm/ioremap.c
3  *
4  * Re-map IO memory to kernel address space so that we can access it.
5  *
6  * (C) Copyright 1995 1996 Linus Torvalds
7  *
8  * Hacked for ARM by Phil Blundell <philb@gnu.org>
9  * Hacked to allow all architectures to build, and various cleanups
10  * by Russell King
11  *
12  * This allows a driver to remap an arbitrary region of bus memory into
13  * virtual space.  One should *only* use readl, writel, memcpy_toio and
14  * so on with such remapped areas.
15  *
16  * Because the ARM only has a 32-bit address space we can't address the
17  * whole of the (physical) PCI space at once.  PCI huge-mode addressing
18  * allows us to circumvent this restriction by splitting PCI space into
19  * two 2GB chunks and mapping only one at a time into processor memory.
20  * We use MMU protection domains to trap any attempt to access the bank
21  * that is not currently mapped.  (This isn't fully implemented yet.)
22  */
23 #include <linux/module.h>
24 #include <linux/errno.h>
25 #include <linux/mm.h>
26 #include <linux/vmalloc.h>
27 #include <linux/io.h>
28
29 #include <asm/cp15.h>
30 #include <asm/cputype.h>
31 #include <asm/cacheflush.h>
32 #include <asm/mmu_context.h>
33 #include <asm/pgalloc.h>
34 #include <asm/tlbflush.h>
35 #include <asm/sizes.h>
36
37 #include <asm/mach/map.h>
38 #include "mm.h"
39
40 int ioremap_page(unsigned long virt, unsigned long phys,
41                  const struct mem_type *mtype)
42 {
43         return ioremap_page_range(virt, virt + PAGE_SIZE, phys,
44                                   __pgprot(mtype->prot_pte));
45 }
46 EXPORT_SYMBOL(ioremap_page);
47
48 void __check_kvm_seq(struct mm_struct *mm)
49 {
50         unsigned int seq;
51
52         do {
53                 seq = init_mm.context.kvm_seq;
54                 memcpy(pgd_offset(mm, VMALLOC_START),
55                        pgd_offset_k(VMALLOC_START),
56                        sizeof(pgd_t) * (pgd_index(VMALLOC_END) -
57                                         pgd_index(VMALLOC_START)));
58                 mm->context.kvm_seq = seq;
59         } while (seq != init_mm.context.kvm_seq);
60 }
61
62 #if !defined(CONFIG_SMP) && !defined(CONFIG_ARM_LPAE)
63 /*
64  * Section support is unsafe on SMP - If you iounmap and ioremap a region,
65  * the other CPUs will not see this change until their next context switch.
66  * Meanwhile, (eg) if an interrupt comes in on one of those other CPUs
67  * which requires the new ioremap'd region to be referenced, the CPU will
68  * reference the _old_ region.
69  *
70  * Note that get_vm_area_caller() allocates a guard 4K page, so we need to
71  * mask the size back to 1MB aligned or we will overflow in the loop below.
72  */
73 static void unmap_area_sections(unsigned long virt, unsigned long size)
74 {
75         unsigned long addr = virt, end = virt + (size & ~(SZ_1M - 1));
76         pgd_t *pgd;
77         pud_t *pud;
78         pmd_t *pmdp;
79
80         flush_cache_vunmap(addr, end);
81         pgd = pgd_offset_k(addr);
82         pud = pud_offset(pgd, addr);
83         pmdp = pmd_offset(pud, addr);
84         do {
85                 pmd_t pmd = *pmdp;
86
87                 if (!pmd_none(pmd)) {
88                         /*
89                          * Clear the PMD from the page table, and
90                          * increment the kvm sequence so others
91                          * notice this change.
92                          *
93                          * Note: this is still racy on SMP machines.
94                          */
95                         pmd_clear(pmdp);
96                         init_mm.context.kvm_seq++;
97
98                         /*
99                          * Free the page table, if there was one.
100                          */
101                         if ((pmd_val(pmd) & PMD_TYPE_MASK) == PMD_TYPE_TABLE)
102                                 pte_free_kernel(&init_mm, pmd_page_vaddr(pmd));
103                 }
104
105                 addr += PMD_SIZE;
106                 pmdp += 2;
107         } while (addr < end);
108
109         /*
110          * Ensure that the active_mm is up to date - we want to
111          * catch any use-after-iounmap cases.
112          */
113         if (current->active_mm->context.kvm_seq != init_mm.context.kvm_seq)
114                 __check_kvm_seq(current->active_mm);
115
116         flush_tlb_kernel_range(virt, end);
117 }
118
119 static int
120 remap_area_sections(unsigned long virt, unsigned long pfn,
121                     size_t size, const struct mem_type *type)
122 {
123         unsigned long addr = virt, end = virt + size;
124         pgd_t *pgd;
125         pud_t *pud;
126         pmd_t *pmd;
127
128         /*
129          * Remove and free any PTE-based mapping, and
130          * sync the current kernel mapping.
131          */
132         unmap_area_sections(virt, size);
133
134         pgd = pgd_offset_k(addr);
135         pud = pud_offset(pgd, addr);
136         pmd = pmd_offset(pud, addr);
137         do {
138                 pmd[0] = __pmd(__pfn_to_phys(pfn) | type->prot_sect);
139                 pfn += SZ_1M >> PAGE_SHIFT;
140                 pmd[1] = __pmd(__pfn_to_phys(pfn) | type->prot_sect);
141                 pfn += SZ_1M >> PAGE_SHIFT;
142                 flush_pmd_entry(pmd);
143
144                 addr += PMD_SIZE;
145                 pmd += 2;
146         } while (addr < end);
147
148         return 0;
149 }
150
151 static int
152 remap_area_supersections(unsigned long virt, unsigned long pfn,
153                          size_t size, const struct mem_type *type)
154 {
155         unsigned long addr = virt, end = virt + size;
156         pgd_t *pgd;
157         pud_t *pud;
158         pmd_t *pmd;
159
160         /*
161          * Remove and free any PTE-based mapping, and
162          * sync the current kernel mapping.
163          */
164         unmap_area_sections(virt, size);
165
166         pgd = pgd_offset_k(virt);
167         pud = pud_offset(pgd, addr);
168         pmd = pmd_offset(pud, addr);
169         do {
170                 unsigned long super_pmd_val, i;
171
172                 super_pmd_val = __pfn_to_phys(pfn) | type->prot_sect |
173                                 PMD_SECT_SUPER;
174                 super_pmd_val |= ((pfn >> (32 - PAGE_SHIFT)) & 0xf) << 20;
175
176                 for (i = 0; i < 8; i++) {
177                         pmd[0] = __pmd(super_pmd_val);
178                         pmd[1] = __pmd(super_pmd_val);
179                         flush_pmd_entry(pmd);
180
181                         addr += PMD_SIZE;
182                         pmd += 2;
183                 }
184
185                 pfn += SUPERSECTION_SIZE >> PAGE_SHIFT;
186         } while (addr < end);
187
188         return 0;
189 }
190 #endif
191
192 void __iomem * __arm_ioremap_pfn_caller(unsigned long pfn,
193         unsigned long offset, size_t size, unsigned int mtype, void *caller)
194 {
195         const struct mem_type *type;
196         int err;
197         unsigned long addr;
198         struct vm_struct * area;
199
200 #ifndef CONFIG_ARM_LPAE
201         /*
202          * High mappings must be supersection aligned
203          */
204         if (pfn >= 0x100000 && (__pfn_to_phys(pfn) & ~SUPERSECTION_MASK))
205                 return NULL;
206 #endif
207
208         type = get_mem_type(mtype);
209         if (!type)
210                 return NULL;
211
212         /*
213          * Page align the mapping size, taking account of any offset.
214          */
215         size = PAGE_ALIGN(offset + size);
216
217         /*
218          * Try to reuse one of the static mapping whenever possible.
219          */
220         read_lock(&vmlist_lock);
221         for (area = vmlist; area; area = area->next) {
222                 if (!size || (sizeof(phys_addr_t) == 4 && pfn >= 0x100000))
223                         break;
224                 if (!(area->flags & VM_ARM_STATIC_MAPPING))
225                         continue;
226                 if ((area->flags & VM_ARM_MTYPE_MASK) != VM_ARM_MTYPE(mtype))
227                         continue;
228                 if (__phys_to_pfn(area->phys_addr) > pfn ||
229                     __pfn_to_phys(pfn) + size-1 > area->phys_addr + area->size-1)
230                         continue;
231                 /* we can drop the lock here as we know *area is static */
232                 read_unlock(&vmlist_lock);
233                 addr = (unsigned long)area->addr;
234                 addr += __pfn_to_phys(pfn) - area->phys_addr;
235                 return (void __iomem *) (offset + addr);
236         }
237         read_unlock(&vmlist_lock);
238
239         /*
240          * Don't allow RAM to be mapped - this causes problems with ARMv6+
241          */
242         if (WARN_ON(pfn_valid(pfn)))
243                 return NULL;
244
245         area = get_vm_area_caller(size, VM_IOREMAP, caller);
246         if (!area)
247                 return NULL;
248         addr = (unsigned long)area->addr;
249
250 #if !defined(CONFIG_SMP) && !defined(CONFIG_ARM_LPAE)
251         if (DOMAIN_IO == 0 &&
252             (((cpu_architecture() >= CPU_ARCH_ARMv6) && (get_cr() & CR_XP)) ||
253                cpu_is_xsc3()) && pfn >= 0x100000 &&
254                !((__pfn_to_phys(pfn) | size | addr) & ~SUPERSECTION_MASK)) {
255                 area->flags |= VM_ARM_SECTION_MAPPING;
256                 err = remap_area_supersections(addr, pfn, size, type);
257         } else if (!((__pfn_to_phys(pfn) | size | addr) & ~PMD_MASK)) {
258                 area->flags |= VM_ARM_SECTION_MAPPING;
259                 err = remap_area_sections(addr, pfn, size, type);
260         } else
261 #endif
262                 err = ioremap_page_range(addr, addr + size, __pfn_to_phys(pfn),
263                                          __pgprot(type->prot_pte));
264
265         if (err) {
266                 vunmap((void *)addr);
267                 return NULL;
268         }
269
270         flush_cache_vmap(addr, addr + size);
271         return (void __iomem *) (offset + addr);
272 }
273
274 void __iomem *__arm_ioremap_caller(unsigned long phys_addr, size_t size,
275         unsigned int mtype, void *caller)
276 {
277         unsigned long last_addr;
278         unsigned long offset = phys_addr & ~PAGE_MASK;
279         unsigned long pfn = __phys_to_pfn(phys_addr);
280
281         /*
282          * Don't allow wraparound or zero size
283          */
284         last_addr = phys_addr + size - 1;
285         if (!size || last_addr < phys_addr)
286                 return NULL;
287
288         return __arm_ioremap_pfn_caller(pfn, offset, size, mtype,
289                         caller);
290 }
291
292 /*
293  * Remap an arbitrary physical address space into the kernel virtual
294  * address space. Needed when the kernel wants to access high addresses
295  * directly.
296  *
297  * NOTE! We need to allow non-page-aligned mappings too: we will obviously
298  * have to convert them into an offset in a page-aligned mapping, but the
299  * caller shouldn't need to know that small detail.
300  */
301 void __iomem *
302 __arm_ioremap_pfn(unsigned long pfn, unsigned long offset, size_t size,
303                   unsigned int mtype)
304 {
305         return __arm_ioremap_pfn_caller(pfn, offset, size, mtype,
306                         __builtin_return_address(0));
307 }
308 EXPORT_SYMBOL(__arm_ioremap_pfn);
309
310 void __iomem *
311 __arm_ioremap(unsigned long phys_addr, size_t size, unsigned int mtype)
312 {
313         return __arm_ioremap_caller(phys_addr, size, mtype,
314                         __builtin_return_address(0));
315 }
316 EXPORT_SYMBOL(__arm_ioremap);
317
318 /*
319  * Remap an arbitrary physical address space into the kernel virtual
320  * address space as memory. Needed when the kernel wants to execute
321  * code in external memory. This is needed for reprogramming source
322  * clocks that would affect normal memory for example. Please see
323  * CONFIG_GENERIC_ALLOCATOR for allocating external memory.
324  */
325 void __iomem *
326 __arm_ioremap_exec(unsigned long phys_addr, size_t size, bool cached)
327 {
328         unsigned int mtype;
329
330         if (cached)
331                 mtype = MT_MEMORY;
332         else
333                 mtype = MT_MEMORY_NONCACHED;
334
335         return __arm_ioremap_caller(phys_addr, size, mtype,
336                         __builtin_return_address(0));
337 }
338
339 void __iounmap(volatile void __iomem *io_addr)
340 {
341         void *addr = (void *)(PAGE_MASK & (unsigned long)io_addr);
342         struct vm_struct *vm;
343
344         read_lock(&vmlist_lock);
345         for (vm = vmlist; vm; vm = vm->next) {
346                 if (vm->addr > addr)
347                         break;
348                 if (!(vm->flags & VM_IOREMAP))
349                         continue;
350                 /* If this is a static mapping we must leave it alone */
351                 if ((vm->flags & VM_ARM_STATIC_MAPPING) &&
352                     (vm->addr <= addr) && (vm->addr + vm->size > addr)) {
353                         read_unlock(&vmlist_lock);
354                         return;
355                 }
356 #if !defined(CONFIG_SMP) && !defined(CONFIG_ARM_LPAE)
357                 /*
358                  * If this is a section based mapping we need to handle it
359                  * specially as the VM subsystem does not know how to handle
360                  * such a beast.
361                  */
362                 if ((vm->addr == addr) &&
363                     (vm->flags & VM_ARM_SECTION_MAPPING)) {
364                         unmap_area_sections((unsigned long)vm->addr, vm->size);
365                         break;
366                 }
367 #endif
368         }
369         read_unlock(&vmlist_lock);
370
371         vunmap(addr);
372 }
373 EXPORT_SYMBOL(__iounmap);