arch/x86_64/mm/ioremap.c

   1 /*
   2  * arch/x86_64/mm/ioremap.c
   3  *
   4  * Re-map IO memory to kernel address space so that we can access it.
   5  * This is needed for high PCI addresses that aren't mapped in the
   6  * 640k-1MB IO memory area on PC's
   7  *
   8  * (C) Copyright 1995 1996 Linus Torvalds
   9  */
  10
  11 #include <linux/vmalloc.h>
  12 #include <linux/init.h>
  13 #include <linux/slab.h>
  14 #include <asm/io.h>
  15 #include <asm/pgalloc.h>
  16 #include <asm/fixmap.h>
  17 #include <asm/cacheflush.h>
  18 #include <asm/tlbflush.h>
  19 #include <asm/proto.h>
  20
  21 static inline void remap_area_pte(pte_t * pte, unsigned long address, unsigned long size,
  22         unsigned long phys_addr, unsigned long flags)
  23 {
  24         unsigned long end;
  25         unsigned long pfn;
  26
  27         address &= ~PMD_MASK;
  28         end = address + size;
  29         if (end > PMD_SIZE)
  30                 end = PMD_SIZE;
  31         if (address >= end)
  32                 BUG();
  33         pfn = phys_addr >> PAGE_SHIFT;
  34         do {
  35                 if (!pte_none(*pte)) {
  36                         printk("remap_area_pte: page already exists\n");
  37                         BUG();
  38                 }
  39                 set_pte(pte, pfn_pte(pfn, __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW |
  40                                         _PAGE_GLOBAL | _PAGE_DIRTY | _PAGE_ACCESSED | flags)));
  41                 address += PAGE_SIZE;
  42                 pfn++;
  43                 pte++;
  44         } while (address && (address < end));
  45 }
  46
  47 static inline int remap_area_pmd(pmd_t * pmd, unsigned long address, unsigned long size,
  48         unsigned long phys_addr, unsigned long flags)
  49 {
  50         unsigned long end;
  51
  52         address &= ~PUD_MASK;
  53         end = address + size;
  54         if (end > PUD_SIZE)
  55                 end = PUD_SIZE;
  56         phys_addr -= address;
  57         if (address >= end)
  58                 BUG();
  59         do {
  60                 pte_t * pte = pte_alloc_kernel(&init_mm, pmd, address);
  61                 if (!pte)
  62                         return -ENOMEM;
  63                 remap_area_pte(pte, address, end - address, address + phys_addr, flags);
  64                 address = (address + PMD_SIZE) & PMD_MASK;
  65                 pmd++;
  66         } while (address && (address < end));
  67         return 0;
  68 }
  69
  70 static inline int remap_area_pud(pud_t * pud, unsigned long address, unsigned long size,
  71         unsigned long phys_addr, unsigned long flags)
  72 {
  73         unsigned long end;
  74
  75         address &= ~PGDIR_MASK;
  76         end = address + size;
  77         if (end > PGDIR_SIZE)
  78                 end = PGDIR_SIZE;
  79         phys_addr -= address;
  80         if (address >= end)
  81                 BUG();
  82         do {
  83                 pmd_t * pmd = pmd_alloc(&init_mm, pud, address);
  84                 if (!pmd)
  85                         return -ENOMEM;
  86                 remap_area_pmd(pmd, address, end - address, address + phys_addr, flags);
  87                 address = (address + PUD_SIZE) & PUD_MASK;
  88                 pud++;
  89         } while (address && (address < end));
  90         return 0;
  91 }
  92
  93 static int remap_area_pages(unsigned long address, unsigned long phys_addr,
  94                                  unsigned long size, unsigned long flags)
  95 {
  96         int error;
  97         pgd_t *pgd;
  98         unsigned long end = address + size;
  99
 100         phys_addr -= address;
 101         pgd = pgd_offset_k(address);
 102         flush_cache_all();
 103         if (address >= end)
 104                 BUG();
 105         spin_lock(&init_mm.page_table_lock);
 106         do {
 107                 pud_t *pud;
 108                 pud = pud_alloc(&init_mm, pgd, address);
 109                 error = -ENOMEM;
 110                 if (!pud)
 111                         break;
 112                 if (remap_area_pud(pud, address, end - address,
 113                                          phys_addr + address, flags))
 114                         break;
 115                 error = 0;
 116                 address = (address + PGDIR_SIZE) & PGDIR_MASK;
 117                 pgd++;
 118         } while (address && (address < end));
 119         spin_unlock(&init_mm.page_table_lock);
 120         flush_tlb_all();
 121         return error;
 122 }
 123
 124 /*
 125  * Fix up the linear direct mapping of the kernel to avoid cache attribute
 126  * conflicts.
 127  */
 128 static int
 129 ioremap_change_attr(unsigned long phys_addr, unsigned long size,
 130                                         unsigned long flags)
 131 {
 132         int err = 0;
 133         if (flags && phys_addr + size - 1 < (end_pfn_map << PAGE_SHIFT)) {
 134                 unsigned long npages = (size + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 135                 unsigned long vaddr = (unsigned long) __va(phys_addr);
 136
 137                 /*
 138                  * Must use a address here and not struct page because the phys addr
 139                  * can be a in hole between nodes and not have an memmap entry.
 140                  */
 141                 err = change_page_attr_addr(vaddr,npages,__pgprot(__PAGE_KERNEL|flags));
 142                 if (!err)
 143                         global_flush_tlb();
 144         }
 145         return err;
 146 }
 147
 148 /*
 149  * Generic mapping function
 150  */
 151
 152 /*
 153  * Remap an arbitrary physical address space into the kernel virtual
 154  * address space. Needed when the kernel wants to access high addresses
 155  * directly.
 156  *
 157  * NOTE! We need to allow non-page-aligned mappings too: we will obviously
 158  * have to convert them into an offset in a page-aligned mapping, but the
 159  * caller shouldn't need to know that small detail.
 160  */
 161 void __iomem * __ioremap(unsigned long phys_addr, unsigned long size, unsigned long flags)
 162 {
 163         void * addr;
 164         struct vm_struct * area;
 165         unsigned long offset, last_addr;
 166
 167         /* Don't allow wraparound or zero size */
 168         last_addr = phys_addr + size - 1;
 169         if (!size || last_addr < phys_addr)
 170                 return NULL;
 171
 172         /*
 173          * Don't remap the low PCI/ISA area, it's always mapped..
 174          */
 175         if (phys_addr >= 0xA0000 && last_addr < 0x100000)
 176                 return (__force void __iomem *)phys_to_virt(phys_addr);
 177
 178 #ifndef CONFIG_DISCONTIGMEM
 179         /*
 180          * Don't allow anybody to remap normal RAM that we're using..
 181          */
 182         if (last_addr < virt_to_phys(high_memory)) {
 183                 char *t_addr, *t_end;
 184                 struct page *page;
 185
 186                 t_addr = __va(phys_addr);
 187                 t_end = t_addr + (size - 1);
 188
 189                 for(page = virt_to_page(t_addr); page <= virt_to_page(t_end); page++)
 190                         if(!PageReserved(page))
 191                                 return NULL;
 192         }
 193 #endif
 194
 195         /*
 196          * Mappings have to be page-aligned
 197          */
 198         offset = phys_addr & ~PAGE_MASK;
 199         phys_addr &= PAGE_MASK;
 200         size = PAGE_ALIGN(last_addr+1) - phys_addr;
 201
 202         /*
 203          * Ok, go for it..
 204          */
 205         area = get_vm_area(size, VM_IOREMAP | (flags << 20));
 206         if (!area)
 207                 return NULL;
 208         area->phys_addr = phys_addr;
 209         addr = area->addr;
 210         if (remap_area_pages((unsigned long) addr, phys_addr, size, flags)) {
 211                 remove_vm_area((void *)(PAGE_MASK & (unsigned long) addr));
 212                 return NULL;
 213         }
 214         if (ioremap_change_attr(phys_addr, size, flags) < 0) {
 215                 area->flags &= 0xffffff;
 216                 vunmap(addr);
 217                 return NULL;
 218         }
 219         return (__force void __iomem *) (offset + (char *)addr);
 220 }
 221
 222 /**
 223  * ioremap_nocache     -   map bus memory into CPU space
 224  * @offset:    bus address of the memory
 225  * @size:      size of the resource to map
 226  *
 227  * ioremap_nocache performs a platform specific sequence of operations to
 228  * make bus memory CPU accessible via the readb/readw/readl/writeb/
 229  * writew/writel functions and the other mmio helpers. The returned
 230  * address is not guaranteed to be usable directly as a virtual
 231  * address.
 232  *
 233  * This version of ioremap ensures that the memory is marked uncachable
 234  * on the CPU as well as honouring existing caching rules from things like
 235  * the PCI bus. Note that there are other caches and buffers on many
 236  * busses. In particular driver authors should read up on PCI writes
 237  *
 238  * It's useful if some control registers are in such an area and
 239  * write combining or read caching is not desirable:
 240  *
 241  * Must be freed with iounmap.
 242  */
 243
 244 void __iomem *ioremap_nocache (unsigned long phys_addr, unsigned long size)
 245 {
 246         return __ioremap(phys_addr, size, _PAGE_PCD);
 247 }
 248
 249 void iounmap(volatile void __iomem *addr)
 250 {
 251         struct vm_struct *p, **pprev;
 252
 253         if (addr <= high_memory)
 254                 return;
 255
 256         write_lock(&vmlist_lock);
 257         for (p = vmlist, pprev = &vmlist; p != NULL; pprev = &p->next, p = *pprev)
 258                 if (p->addr == (void *)(PAGE_MASK & (unsigned long)addr))
 259                         break;
 260         if (!p) {
 261                 printk("__iounmap: bad address %p\n", addr);
 262                 goto out_unlock;
 263         }
 264         *pprev = p->next;
 265         unmap_vm_area(p);
 266         if ((p->flags >> 20) &&
 267                 p->phys_addr + p->size - 1 < virt_to_phys(high_memory)) {
 268                 /* p->size includes the guard page, but cpa doesn't like that */
 269                 change_page_attr(virt_to_page(__va(p->phys_addr)),
 270                                  (p->size - PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT,
 271                                  PAGE_KERNEL);
 272                 global_flush_tlb();
 273         }
 274 out_unlock:
 275         write_unlock(&vmlist_lock);
 276         kfree(p);
 277 }