[PATCH] ppc32: make usage of CONFIG_PTE_64BIT & CONFIG_PHYS_64BIT consistent
[linux-2.6.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/config.h>
24 #include <linux/kernel.h>
25 #include <linux/module.h>
26 #include <linux/types.h>
27 #include <linux/mm.h>
28 #include <linux/vmalloc.h>
29 #include <linux/init.h>
30 #include <linux/highmem.h>
31
32 #include <asm/pgtable.h>
33 #include <asm/pgalloc.h>
34 #include <asm/io.h>
35
36 #include "mmu_decl.h"
37
38 unsigned long ioremap_base;
39 unsigned long ioremap_bot;
40 int io_bat_index;
41
42 #if defined(CONFIG_6xx) || defined(CONFIG_POWER3)
43 #define HAVE_BATS       1
44 #endif
45
46 #if defined(CONFIG_FSL_BOOKE)
47 #define HAVE_TLBCAM     1
48 #endif
49
50 extern char etext[], _stext[];
51
52 #ifdef CONFIG_SMP
53 extern void hash_page_sync(void);
54 #endif
55
56 #ifdef HAVE_BATS
57 extern unsigned long v_mapped_by_bats(unsigned long va);
58 extern unsigned long p_mapped_by_bats(unsigned long pa);
59 void setbat(int index, unsigned long virt, unsigned long phys,
60             unsigned int size, int flags);
61
62 #else /* !HAVE_BATS */
63 #define v_mapped_by_bats(x)     (0UL)
64 #define p_mapped_by_bats(x)     (0UL)
65 #endif /* HAVE_BATS */
66
67 #ifdef HAVE_TLBCAM
68 extern unsigned int tlbcam_index;
69 extern unsigned int num_tlbcam_entries;
70 extern unsigned long v_mapped_by_tlbcam(unsigned long va);
71 extern unsigned long p_mapped_by_tlbcam(unsigned long pa);
72 #else /* !HAVE_TLBCAM */
73 #define v_mapped_by_tlbcam(x)   (0UL)
74 #define p_mapped_by_tlbcam(x)   (0UL)
75 #endif /* HAVE_TLBCAM */
76
77 #ifdef CONFIG_PTE_64BIT
78 /* 44x uses an 8kB pgdir because it has 8-byte Linux PTEs. */
79 #define PGDIR_ORDER     1
80 #else
81 #define PGDIR_ORDER     0
82 #endif
83
84 pgd_t *pgd_alloc(struct mm_struct *mm)
85 {
86         pgd_t *ret;
87
88         ret = (pgd_t *)__get_free_pages(GFP_KERNEL|__GFP_ZERO, PGDIR_ORDER);
89         return ret;
90 }
91
92 void pgd_free(pgd_t *pgd)
93 {
94         free_pages((unsigned long)pgd, PGDIR_ORDER);
95 }
96
97 pte_t *pte_alloc_one_kernel(struct mm_struct *mm, unsigned long address)
98 {
99         pte_t *pte;
100         extern int mem_init_done;
101         extern void *early_get_page(void);
102
103         if (mem_init_done) {
104                 pte = (pte_t *)__get_free_page(GFP_KERNEL|__GFP_REPEAT|__GFP_ZERO);
105         } else {
106                 pte = (pte_t *)early_get_page();
107                 if (pte)
108                         clear_page(pte);
109         }
110         return pte;
111 }
112
113 struct page *pte_alloc_one(struct mm_struct *mm, unsigned long address)
114 {
115         struct page *ptepage;
116
117 #ifdef CONFIG_HIGHPTE
118         int flags = GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM | __GFP_REPEAT;
119 #else
120         int flags = GFP_KERNEL | __GFP_REPEAT;
121 #endif
122
123         ptepage = alloc_pages(flags, 0);
124         if (ptepage)
125                 clear_highpage(ptepage);
126         return ptepage;
127 }
128
129 void pte_free_kernel(pte_t *pte)
130 {
131 #ifdef CONFIG_SMP
132         hash_page_sync();
133 #endif
134         free_page((unsigned long)pte);
135 }
136
137 void pte_free(struct page *ptepage)
138 {
139 #ifdef CONFIG_SMP
140         hash_page_sync();
141 #endif
142         __free_page(ptepage);
143 }
144
145 #ifndef CONFIG_PHYS_64BIT
146 void __iomem *
147 ioremap(phys_addr_t addr, unsigned long size)
148 {
149         return __ioremap(addr, size, _PAGE_NO_CACHE);
150 }
151 #else /* CONFIG_PHYS_64BIT */
152 void __iomem *
153 ioremap64(unsigned long long addr, unsigned long size)
154 {
155         return __ioremap(addr, size, _PAGE_NO_CACHE);
156 }
157
158 void __iomem *
159 ioremap(phys_addr_t addr, unsigned long size)
160 {
161         phys_addr_t addr64 = fixup_bigphys_addr(addr, size);
162
163         return ioremap64(addr64, size);
164 }
165 #endif /* CONFIG_PHYS_64BIT */
166
167 void __iomem *
168 __ioremap(phys_addr_t addr, unsigned long size, unsigned long flags)
169 {
170         unsigned long v, i;
171         phys_addr_t p;
172         int err;
173
174         /*
175          * Choose an address to map it to.
176          * Once the vmalloc system is running, we use it.
177          * Before then, we use space going down from ioremap_base
178          * (ioremap_bot records where we're up to).
179          */
180         p = addr & PAGE_MASK;
181         size = PAGE_ALIGN(addr + size) - p;
182
183         /*
184          * If the address lies within the first 16 MB, assume it's in ISA
185          * memory space
186          */
187         if (p < 16*1024*1024)
188                 p += _ISA_MEM_BASE;
189
190         /*
191          * Don't allow anybody to remap normal RAM that we're using.
192          * mem_init() sets high_memory so only do the check after that.
193          */
194         if ( mem_init_done && (p < virt_to_phys(high_memory)) )
195         {
196                 printk("__ioremap(): phys addr "PHYS_FMT" is RAM lr %p\n", p,
197                        __builtin_return_address(0));
198                 return NULL;
199         }
200
201         if (size == 0)
202                 return NULL;
203
204         /*
205          * Is it already mapped?  Perhaps overlapped by a previous
206          * BAT mapping.  If the whole area is mapped then we're done,
207          * otherwise remap it since we want to keep the virt addrs for
208          * each request contiguous.
209          *
210          * We make the assumption here that if the bottom and top
211          * of the range we want are mapped then it's mapped to the
212          * same virt address (and this is contiguous).
213          *  -- Cort
214          */
215         if ((v = p_mapped_by_bats(p)) /*&& p_mapped_by_bats(p+size-1)*/ )
216                 goto out;
217
218         if ((v = p_mapped_by_tlbcam(p)))
219                 goto out;
220
221         if (mem_init_done) {
222                 struct vm_struct *area;
223                 area = get_vm_area(size, VM_IOREMAP);
224                 if (area == 0)
225                         return NULL;
226                 v = (unsigned long) area->addr;
227         } else {
228                 v = (ioremap_bot -= size);
229         }
230
231         if ((flags & _PAGE_PRESENT) == 0)
232                 flags |= _PAGE_KERNEL;
233         if (flags & _PAGE_NO_CACHE)
234                 flags |= _PAGE_GUARDED;
235
236         /*
237          * Should check if it is a candidate for a BAT mapping
238          */
239
240         err = 0;
241         for (i = 0; i < size && err == 0; i += PAGE_SIZE)
242                 err = map_page(v+i, p+i, flags);
243         if (err) {
244                 if (mem_init_done)
245                         vunmap((void *)v);
246                 return NULL;
247         }
248
249 out:
250         return (void __iomem *) (v + ((unsigned long)addr & ~PAGE_MASK));
251 }
252
253 void iounmap(volatile void __iomem *addr)
254 {
255         /*
256          * If mapped by BATs then there is nothing to do.
257          * Calling vfree() generates a benign warning.
258          */
259         if (v_mapped_by_bats((unsigned long)addr)) return;
260
261         if (addr > high_memory && (unsigned long) addr < ioremap_bot)
262                 vunmap((void *) (PAGE_MASK & (unsigned long)addr));
263 }
264
265 void __iomem *ioport_map(unsigned long port, unsigned int len)
266 {
267         return (void __iomem *) (port + _IO_BASE);
268 }
269
270 void ioport_unmap(void __iomem *addr)
271 {
272         /* Nothing to do */
273 }
274 EXPORT_SYMBOL(ioport_map);
275 EXPORT_SYMBOL(ioport_unmap);
276
277 int
278 map_page(unsigned long va, phys_addr_t pa, int flags)
279 {
280         pmd_t *pd;
281         pte_t *pg;
282         int err = -ENOMEM;
283
284         spin_lock(&init_mm.page_table_lock);
285         /* Use upper 10 bits of VA to index the first level map */
286         pd = pmd_offset(pgd_offset_k(va), va);
287         /* Use middle 10 bits of VA to index the second-level map */
288         pg = pte_alloc_kernel(&init_mm, pd, va);
289         if (pg != 0) {
290                 err = 0;
291                 set_pte_at(&init_mm, va, pg, pfn_pte(pa >> PAGE_SHIFT, __pgprot(flags)));
292                 if (mem_init_done)
293                         flush_HPTE(0, va, pmd_val(*pd));
294         }
295         spin_unlock(&init_mm.page_table_lock);
296         return err;
297 }
298
299 /*
300  * Map in all of physical memory starting at KERNELBASE.
301  */
302 void __init mapin_ram(void)
303 {
304         unsigned long v, p, s, f;
305
306         s = mmu_mapin_ram();
307         v = KERNELBASE + s;
308         p = PPC_MEMSTART + s;
309         for (; s < total_lowmem; s += PAGE_SIZE) {
310                 if ((char *) v >= _stext && (char *) v < etext)
311                         f = _PAGE_RAM_TEXT;
312                 else
313                         f = _PAGE_RAM;
314                 map_page(v, p, f);
315                 v += PAGE_SIZE;
316                 p += PAGE_SIZE;
317         }
318 }
319
320 /* is x a power of 2? */
321 #define is_power_of_2(x)        ((x) != 0 && (((x) & ((x) - 1)) == 0))
322
323 /* is x a power of 4? */
324 #define is_power_of_4(x)        ((x) != 0 && (((x) & (x-1)) == 0) && (ffs(x) & 1))
325
326 /*
327  * Set up a mapping for a block of I/O.
328  * virt, phys, size must all be page-aligned.
329  * This should only be called before ioremap is called.
330  */
331 void __init io_block_mapping(unsigned long virt, phys_addr_t phys,
332                              unsigned int size, int flags)
333 {
334         int i;
335
336         if (virt > KERNELBASE && virt < ioremap_bot)
337                 ioremap_bot = ioremap_base = virt;
338
339 #ifdef HAVE_BATS
340         /*
341          * Use a BAT for this if possible...
342          */
343         if (io_bat_index < 2 && is_power_of_2(size)
344             && (virt & (size - 1)) == 0 && (phys & (size - 1)) == 0) {
345                 setbat(io_bat_index, virt, phys, size, flags);
346                 ++io_bat_index;
347                 return;
348         }
349 #endif /* HAVE_BATS */
350
351 #ifdef HAVE_TLBCAM
352         /*
353          * Use a CAM for this if possible...
354          */
355         if (tlbcam_index < num_tlbcam_entries && is_power_of_4(size)
356             && (virt & (size - 1)) == 0 && (phys & (size - 1)) == 0) {
357                 settlbcam(tlbcam_index, virt, phys, size, flags, 0);
358                 ++tlbcam_index;
359                 return;
360         }
361 #endif /* HAVE_TLBCAM */
362
363         /* No BATs available, put it in the page tables. */
364         for (i = 0; i < size; i += PAGE_SIZE)
365                 map_page(virt + i, phys + i, flags);
366 }
367
368 /* Scan the real Linux page tables and return a PTE pointer for
369  * a virtual address in a context.
370  * Returns true (1) if PTE was found, zero otherwise.  The pointer to
371  * the PTE pointer is unmodified if PTE is not found.
372  */
373 int
374 get_pteptr(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t **ptep)
375 {
376         pgd_t   *pgd;
377         pmd_t   *pmd;
378         pte_t   *pte;
379         int     retval = 0;
380
381         pgd = pgd_offset(mm, addr & PAGE_MASK);
382         if (pgd) {
383                 pmd = pmd_offset(pgd, addr & PAGE_MASK);
384                 if (pmd_present(*pmd)) {
385                         pte = pte_offset_map(pmd, addr & PAGE_MASK);
386                         if (pte) {
387                                 retval = 1;
388                                 *ptep = pte;
389                                 /* XXX caller needs to do pte_unmap, yuck */
390                         }
391                 }
392         }
393         return(retval);
394 }
395
396 /* Find physical address for this virtual address.  Normally used by
397  * I/O functions, but anyone can call it.
398  */
399 unsigned long iopa(unsigned long addr)
400 {
401         unsigned long pa;
402
403         /* I don't know why this won't work on PMacs or CHRP.  It
404          * appears there is some bug, or there is some implicit
405          * mapping done not properly represented by BATs or in page
406          * tables.......I am actively working on resolving this, but
407          * can't hold up other stuff.  -- Dan
408          */
409         pte_t *pte;
410         struct mm_struct *mm;
411
412         /* Check the BATs */
413         pa = v_mapped_by_bats(addr);
414         if (pa)
415                 return pa;
416
417         /* Allow mapping of user addresses (within the thread)
418          * for DMA if necessary.
419          */
420         if (addr < TASK_SIZE)
421                 mm = current->mm;
422         else
423                 mm = &init_mm;
424
425         pa = 0;
426         if (get_pteptr(mm, addr, &pte)) {
427                 pa = (pte_val(*pte) & PAGE_MASK) | (addr & ~PAGE_MASK);
428                 pte_unmap(pte);
429         }
430
431         return(pa);
432 }
433
434 /* This is will find the virtual address for a physical one....
435  * Swiped from APUS, could be dangerous :-).
436  * This is only a placeholder until I really find a way to make this
437  * work.  -- Dan
438  */
439 unsigned long
440 mm_ptov (unsigned long paddr)
441 {
442         unsigned long ret;
443 #if 0
444         if (paddr < 16*1024*1024)
445                 ret = ZTWO_VADDR(paddr);
446         else {
447                 int i;
448
449                 for (i = 0; i < kmap_chunk_count;){
450                         unsigned long phys = kmap_chunks[i++];
451                         unsigned long size = kmap_chunks[i++];
452                         unsigned long virt = kmap_chunks[i++];
453                         if (paddr >= phys
454                             && paddr < (phys + size)){
455                                 ret = virt + paddr - phys;
456                                 goto exit;
457                         }
458                 }
459         
460                 ret = (unsigned long) __va(paddr);
461         }
462 exit:
463 #ifdef DEBUGPV
464         printk ("PTOV(%lx)=%lx\n", paddr, ret);
465 #endif
466 #else
467         ret = (unsigned long)paddr + KERNELBASE;
468 #endif
469         return ret;
470 }
471