Remove obsolete #include <linux/config.h>
[linux-3.10.git] / arch / ppc / mm / pgtable.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  *  Amiga/APUS changes by Jesper Skov (jskov@cygnus.co.uk).
12  *
13  *  Derived from "arch/i386/mm/init.c"
14  *    Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
15  *
16  *  This program is free software; you can redistribute it and/or
17  *  modify it under the terms of the GNU General Public License
18  *  as published by the Free Software Foundation; either version
19  *  2 of the License, or (at your option) any later version.
20  *
21  */
22
23 #include <linux/kernel.h>
24 #include <linux/module.h>
25 #include <linux/types.h>
26 #include <linux/mm.h>
27 #include <linux/vmalloc.h>
28 #include <linux/init.h>
29 #include <linux/highmem.h>
30
31 #include <asm/pgtable.h>
32 #include <asm/pgalloc.h>
33 #include <asm/io.h>
34
35 #include "mmu_decl.h"
36
37 unsigned long ioremap_base;
38 unsigned long ioremap_bot;
39 int io_bat_index;
40
41 #if defined(CONFIG_6xx)
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 unsigned long v_mapped_by_bats(unsigned long va);
57 extern unsigned long p_mapped_by_bats(unsigned long pa);
58 void setbat(int index, unsigned long virt, unsigned long 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(pgd_t *pgd)
91 {
92         free_pages((unsigned long)pgd, PGDIR_ORDER);
93 }
94
95 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 struct page *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;
117 #else
118         gfp_t flags = GFP_KERNEL | __GFP_REPEAT;
119 #endif
120
121         ptepage = alloc_pages(flags, 0);
122         if (ptepage)
123                 clear_highpage(ptepage);
124         return ptepage;
125 }
126
127 void pte_free_kernel(pte_t *pte)
128 {
129 #ifdef CONFIG_SMP
130         hash_page_sync();
131 #endif
132         free_page((unsigned long)pte);
133 }
134
135 void pte_free(struct page *ptepage)
136 {
137 #ifdef CONFIG_SMP
138         hash_page_sync();
139 #endif
140         __free_page(ptepage);
141 }
142
143 #ifndef CONFIG_PHYS_64BIT
144 void __iomem *
145 ioremap(phys_addr_t addr, unsigned long size)
146 {
147         return __ioremap(addr, size, _PAGE_NO_CACHE);
148 }
149 #else /* CONFIG_PHYS_64BIT */
150 void __iomem *
151 ioremap64(unsigned long long addr, unsigned long size)
152 {
153         return __ioremap(addr, size, _PAGE_NO_CACHE);
154 }
155
156 void __iomem *
157 ioremap(phys_addr_t addr, unsigned long size)
158 {
159         phys_addr_t addr64 = fixup_bigphys_addr(addr, size);
160
161         return ioremap64(addr64, size);
162 }
163 #endif /* CONFIG_PHYS_64BIT */
164
165 void __iomem *
166 __ioremap(phys_addr_t addr, unsigned long size, unsigned long flags)
167 {
168         unsigned long v, i;
169         phys_addr_t p;
170         int err;
171
172         /*
173          * Choose an address to map it to.
174          * Once the vmalloc system is running, we use it.
175          * Before then, we use space going down from ioremap_base
176          * (ioremap_bot records where we're up to).
177          */
178         p = addr & PAGE_MASK;
179         size = PAGE_ALIGN(addr + size) - p;
180
181         /*
182          * If the address lies within the first 16 MB, assume it's in ISA
183          * memory space
184          */
185         if (p < 16*1024*1024)
186                 p += _ISA_MEM_BASE;
187
188         /*
189          * Don't allow anybody to remap normal RAM that we're using.
190          * mem_init() sets high_memory so only do the check after that.
191          */
192         if ( mem_init_done && (p < virt_to_phys(high_memory)) )
193         {
194                 printk("__ioremap(): phys addr "PHYS_FMT" is RAM lr %p\n", p,
195                        __builtin_return_address(0));
196                 return NULL;
197         }
198
199         if (size == 0)
200                 return NULL;
201
202         /*
203          * Is it already mapped?  Perhaps overlapped by a previous
204          * BAT mapping.  If the whole area is mapped then we're done,
205          * otherwise remap it since we want to keep the virt addrs for
206          * each request contiguous.
207          *
208          * We make the assumption here that if the bottom and top
209          * of the range we want are mapped then it's mapped to the
210          * same virt address (and this is contiguous).
211          *  -- Cort
212          */
213         if ((v = p_mapped_by_bats(p)) /*&& p_mapped_by_bats(p+size-1)*/ )
214                 goto out;
215
216         if ((v = p_mapped_by_tlbcam(p)))
217                 goto out;
218
219         if (mem_init_done) {
220                 struct vm_struct *area;
221                 area = get_vm_area(size, VM_IOREMAP);
222                 if (area == 0)
223                         return NULL;
224                 v = (unsigned long) area->addr;
225         } else {
226                 v = (ioremap_bot -= size);
227         }
228
229         if ((flags & _PAGE_PRESENT) == 0)
230                 flags |= _PAGE_KERNEL;
231         if (flags & _PAGE_NO_CACHE)
232                 flags |= _PAGE_GUARDED;
233
234         /*
235          * Should check if it is a candidate for a BAT mapping
236          */
237
238         err = 0;
239         for (i = 0; i < size && err == 0; i += PAGE_SIZE)
240                 err = map_page(v+i, p+i, flags);
241         if (err) {
242                 if (mem_init_done)
243                         vunmap((void *)v);
244                 return NULL;
245         }
246
247 out:
248         return (void __iomem *) (v + ((unsigned long)addr & ~PAGE_MASK));
249 }
250
251 void iounmap(volatile void __iomem *addr)
252 {
253         /*
254          * If mapped by BATs then there is nothing to do.
255          * Calling vfree() generates a benign warning.
256          */
257         if (v_mapped_by_bats((unsigned long)addr)) return;
258
259         if (addr > high_memory && (unsigned long) addr < ioremap_bot)
260                 vunmap((void *) (PAGE_MASK & (unsigned long)addr));
261 }
262
263 void __iomem *ioport_map(unsigned long port, unsigned int len)
264 {
265         return (void __iomem *) (port + _IO_BASE);
266 }
267
268 void ioport_unmap(void __iomem *addr)
269 {
270         /* Nothing to do */
271 }
272 EXPORT_SYMBOL(ioport_map);
273 EXPORT_SYMBOL(ioport_unmap);
274
275 int
276 map_page(unsigned long va, phys_addr_t pa, int flags)
277 {
278         pmd_t *pd;
279         pte_t *pg;
280         int err = -ENOMEM;
281
282         /* Use upper 10 bits of VA to index the first level map */
283         pd = pmd_offset(pgd_offset_k(va), va);
284         /* Use middle 10 bits of VA to index the second-level map */
285         pg = pte_alloc_kernel(pd, va);
286         if (pg != 0) {
287                 err = 0;
288                 set_pte_at(&init_mm, va, pg, pfn_pte(pa >> PAGE_SHIFT, __pgprot(flags)));
289                 if (mem_init_done)
290                         flush_HPTE(0, va, pmd_val(*pd));
291         }
292         return err;
293 }
294
295 /*
296  * Map in all of physical memory starting at KERNELBASE.
297  */
298 void __init mapin_ram(void)
299 {
300         unsigned long v, p, s, f;
301
302         s = mmu_mapin_ram();
303         v = KERNELBASE + s;
304         p = PPC_MEMSTART + s;
305         for (; s < total_lowmem; s += PAGE_SIZE) {
306                 if ((char *) v >= _stext && (char *) v < etext)
307                         f = _PAGE_RAM_TEXT;
308                 else
309                         f = _PAGE_RAM;
310                 map_page(v, p, f);
311                 v += PAGE_SIZE;
312                 p += PAGE_SIZE;
313         }
314 }
315
316 /* is x a power of 2? */
317 #define is_power_of_2(x)        ((x) != 0 && (((x) & ((x) - 1)) == 0))
318
319 /* is x a power of 4? */
320 #define is_power_of_4(x)        ((x) != 0 && (((x) & (x-1)) == 0) && (ffs(x) & 1))
321
322 /*
323  * Set up a mapping for a block of I/O.
324  * virt, phys, size must all be page-aligned.
325  * This should only be called before ioremap is called.
326  */
327 void __init io_block_mapping(unsigned long virt, phys_addr_t phys,
328                              unsigned int size, int flags)
329 {
330         int i;
331
332         if (virt > KERNELBASE && virt < ioremap_bot)
333                 ioremap_bot = ioremap_base = virt;
334
335 #ifdef HAVE_BATS
336         /*
337          * Use a BAT for this if possible...
338          */
339         if (io_bat_index < 2 && is_power_of_2(size)
340             && (virt & (size - 1)) == 0 && (phys & (size - 1)) == 0) {
341                 setbat(io_bat_index, virt, phys, size, flags);
342                 ++io_bat_index;
343                 return;
344         }
345 #endif /* HAVE_BATS */
346
347 #ifdef HAVE_TLBCAM
348         /*
349          * Use a CAM for this if possible...
350          */
351         if (tlbcam_index < num_tlbcam_entries && is_power_of_4(size)
352             && (virt & (size - 1)) == 0 && (phys & (size - 1)) == 0) {
353                 settlbcam(tlbcam_index, virt, phys, size, flags, 0);
354                 ++tlbcam_index;
355                 return;
356         }
357 #endif /* HAVE_TLBCAM */
358
359         /* No BATs available, put it in the page tables. */
360         for (i = 0; i < size; i += PAGE_SIZE)
361                 map_page(virt + i, phys + i, flags);
362 }
363
364 /* Scan the real Linux page tables and return a PTE pointer for
365  * a virtual address in a context.
366  * Returns true (1) if PTE was found, zero otherwise.  The pointer to
367  * the PTE pointer is unmodified if PTE is not found.
368  */
369 int
370 get_pteptr(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t **ptep, pmd_t **pmdp)
371 {
372         pgd_t   *pgd;
373         pmd_t   *pmd;
374         pte_t   *pte;
375         int     retval = 0;
376
377         pgd = pgd_offset(mm, addr & PAGE_MASK);
378         if (pgd) {
379                 pmd = pmd_offset(pgd, addr & PAGE_MASK);
380                 if (pmd_present(*pmd)) {
381                         pte = pte_offset_map(pmd, addr & PAGE_MASK);
382                         if (pte) {
383                                 retval = 1;
384                                 *ptep = pte;
385                                 if (pmdp)
386                                         *pmdp = pmd;
387                                 /* XXX caller needs to do pte_unmap, yuck */
388                         }
389                 }
390         }
391         return(retval);
392 }
393
394 /* Find physical address for this virtual address.  Normally used by
395  * I/O functions, but anyone can call it.
396  */
397 unsigned long iopa(unsigned long addr)
398 {
399         unsigned long pa;
400
401         /* I don't know why this won't work on PMacs or CHRP.  It
402          * appears there is some bug, or there is some implicit
403          * mapping done not properly represented by BATs or in page
404          * tables.......I am actively working on resolving this, but
405          * can't hold up other stuff.  -- Dan
406          */
407         pte_t *pte;
408         struct mm_struct *mm;
409
410         /* Check the BATs */
411         pa = v_mapped_by_bats(addr);
412         if (pa)
413                 return pa;
414
415         /* Allow mapping of user addresses (within the thread)
416          * for DMA if necessary.
417          */
418         if (addr < TASK_SIZE)
419                 mm = current->mm;
420         else
421                 mm = &init_mm;
422
423         pa = 0;
424         if (get_pteptr(mm, addr, &pte, NULL)) {
425                 pa = (pte_val(*pte) & PAGE_MASK) | (addr & ~PAGE_MASK);
426                 pte_unmap(pte);
427         }
428
429         return(pa);
430 }
431
432 /* This is will find the virtual address for a physical one....
433  * Swiped from APUS, could be dangerous :-).
434  * This is only a placeholder until I really find a way to make this
435  * work.  -- Dan
436  */
437 unsigned long
438 mm_ptov (unsigned long paddr)
439 {
440         unsigned long ret;
441 #if 0
442         if (paddr < 16*1024*1024)
443                 ret = ZTWO_VADDR(paddr);
444         else {
445                 int i;
446
447                 for (i = 0; i < kmap_chunk_count;){
448                         unsigned long phys = kmap_chunks[i++];
449                         unsigned long size = kmap_chunks[i++];
450                         unsigned long virt = kmap_chunks[i++];
451                         if (paddr >= phys
452                             && paddr < (phys + size)){
453                                 ret = virt + paddr - phys;
454                                 goto exit;
455                         }
456                 }
457         
458                 ret = (unsigned long) __va(paddr);
459         }
460 exit:
461 #ifdef DEBUGPV
462         printk ("PTOV(%lx)=%lx\n", paddr, ret);
463 #endif
464 #else
465         ret = (unsigned long)paddr + KERNELBASE;
466 #endif
467         return ret;
468 }
469