err.no Git - linux-2.6/blob - arch/x86/mm/ioremap.c

   1 /*
   2  * Re-map IO memory to kernel address space so that we can access it.
   3  * This is needed for high PCI addresses that aren't mapped in the
   4  * 640k-1MB IO memory area on PC's
   5  *
   6  * (C) Copyright 1995 1996 Linus Torvalds
   7  */
   8
   9 #include <linux/bootmem.h>
  10 #include <linux/init.h>
  11 #include <linux/io.h>
  12 #include <linux/module.h>
  13 #include <linux/slab.h>
  14 #include <linux/vmalloc.h>
  15
  16 #include <asm/cacheflush.h>
  17 #include <asm/e820.h>
  18 #include <asm/fixmap.h>
  19 #include <asm/pgtable.h>
  20 #include <asm/tlbflush.h>
  21 #include <asm/pgalloc.h>
  22
  23 enum ioremap_mode {
  24         IOR_MODE_UNCACHED,
  25         IOR_MODE_CACHED,
  26 };
  27
  28 #ifdef CONFIG_X86_64
  29
  30 unsigned long __phys_addr(unsigned long x)
  31 {
  32         if (x >= __START_KERNEL_map)
  33                 return x - __START_KERNEL_map + phys_base;
  34         return x - PAGE_OFFSET;
  35 }
  36 EXPORT_SYMBOL(__phys_addr);
  37
  38 static inline int phys_addr_valid(unsigned long addr)
  39 {
  40         return addr < (1UL << boot_cpu_data.x86_phys_bits);
  41 }
  42
  43 #else
  44
  45 static inline int phys_addr_valid(unsigned long addr)
  46 {
  47         return 1;
  48 }
  49
  50 #endif
  51
  52 int page_is_ram(unsigned long pagenr)
  53 {
  54         unsigned long addr, end;
  55         int i;
  56
  57         /*
  58          * A special case is the first 4Kb of memory;
  59          * This is a BIOS owned area, not kernel ram, but generally
  60          * not listed as such in the E820 table.
  61          */
  62         if (pagenr == 0)
  63                 return 0;
  64
  65         /*
  66          * Second special case: Some BIOSen report the PC BIOS
  67          * area (640->1Mb) as ram even though it is not.
  68          */
  69         if (pagenr >= (BIOS_BEGIN >> PAGE_SHIFT) &&
  70                     pagenr < (BIOS_END >> PAGE_SHIFT))
  71                 return 0;
  72
  73         for (i = 0; i < e820.nr_map; i++) {
  74                 /*
  75                  * Not usable memory:
  76                  */
  77                 if (e820.map[i].type != E820_RAM)
  78                         continue;
  79                 addr = (e820.map[i].addr + PAGE_SIZE-1) >> PAGE_SHIFT;
  80                 end = (e820.map[i].addr + e820.map[i].size) >> PAGE_SHIFT;
  81
  82
  83                 if ((pagenr >= addr) && (pagenr < end))
  84                         return 1;
  85         }
  86         return 0;
  87 }
  88
  89 /*
  90  * Fix up the linear direct mapping of the kernel to avoid cache attribute
  91  * conflicts.
  92  */
  93 static int ioremap_change_attr(unsigned long vaddr, unsigned long size,
  94                                enum ioremap_mode mode)
  95 {
  96         unsigned long nrpages = size >> PAGE_SHIFT;
  97         int err;
  98
  99         switch (mode) {
 100         case IOR_MODE_UNCACHED:
 101         default:
 102                 err = set_memory_uc(vaddr, nrpages);
 103                 break;
 104         case IOR_MODE_CACHED:
 105                 err = set_memory_wb(vaddr, nrpages);
 106                 break;
 107         }
 108
 109         return err;
 110 }
 111
 112 /*
 113  * Remap an arbitrary physical address space into the kernel virtual
 114  * address space. Needed when the kernel wants to access high addresses
 115  * directly.
 116  *
 117  * NOTE! We need to allow non-page-aligned mappings too: we will obviously
 118  * have to convert them into an offset in a page-aligned mapping, but the
 119  * caller shouldn't need to know that small detail.
 120  */
 121 static void __iomem *__ioremap(resource_size_t phys_addr, unsigned long size,
 122                                enum ioremap_mode mode)
 123 {
 124         unsigned long pfn, offset, last_addr, vaddr;
 125         struct vm_struct *area;
 126         pgprot_t prot;
 127
 128         /* Don't allow wraparound or zero size */
 129         last_addr = phys_addr + size - 1;
 130         if (!size || last_addr < phys_addr)
 131                 return NULL;
 132
 133         if (!phys_addr_valid(phys_addr)) {
 134                 printk(KERN_WARNING "ioremap: invalid physical address %lx\n",
 135                        phys_addr);
 136                 WARN_ON_ONCE(1);
 137                 return NULL;
 138         }
 139
 140         /*
 141          * Don't remap the low PCI/ISA area, it's always mapped..
 142          */
 143         if (phys_addr >= ISA_START_ADDRESS && last_addr < ISA_END_ADDRESS)
 144                 return (__force void __iomem *)phys_to_virt(phys_addr);
 145
 146         /*
 147          * Don't allow anybody to remap normal RAM that we're using..
 148          */
 149         for (pfn = phys_addr >> PAGE_SHIFT;
 150                                 (pfn << PAGE_SHIFT) < last_addr; pfn++) {
 151
 152                 int is_ram = page_is_ram(pfn);
 153
 154                 if (is_ram && pfn_valid(pfn) && !PageReserved(pfn_to_page(pfn)))
 155                         return NULL;
 156                 WARN_ON_ONCE(is_ram);
 157         }
 158
 159         switch (mode) {
 160         case IOR_MODE_UNCACHED:
 161         default:
 162                 prot = PAGE_KERNEL_NOCACHE;
 163                 break;
 164         case IOR_MODE_CACHED:
 165                 prot = PAGE_KERNEL;
 166                 break;
 167         }
 168
 169         /*
 170          * Mappings have to be page-aligned
 171          */
 172         offset = phys_addr & ~PAGE_MASK;
 173         phys_addr &= PAGE_MASK;
 174         size = PAGE_ALIGN(last_addr+1) - phys_addr;
 175
 176         /*
 177          * Ok, go for it..
 178          */
 179         area = get_vm_area(size, VM_IOREMAP);
 180         if (!area)
 181                 return NULL;
 182         area->phys_addr = phys_addr;
 183         vaddr = (unsigned long) area->addr;
 184         if (ioremap_page_range(vaddr, vaddr + size, phys_addr, prot)) {
 185                 free_vm_area(area);
 186                 return NULL;
 187         }
 188
 189         if (ioremap_change_attr(vaddr, size, mode) < 0) {
 190                 vunmap(area->addr);
 191                 return NULL;
 192         }
 193
 194         return (void __iomem *) (vaddr + offset);
 195 }
 196
 197 /**
 198  * ioremap_nocache     -   map bus memory into CPU space
 199  * @offset:    bus address of the memory
 200  * @size:      size of the resource to map
 201  *
 202  * ioremap_nocache performs a platform specific sequence of operations to
 203  * make bus memory CPU accessible via the readb/readw/readl/writeb/
 204  * writew/writel functions and the other mmio helpers. The returned
 205  * address is not guaranteed to be usable directly as a virtual
 206  * address.
 207  *
 208  * This version of ioremap ensures that the memory is marked uncachable
 209  * on the CPU as well as honouring existing caching rules from things like
 210  * the PCI bus. Note that there are other caches and buffers on many
 211  * busses. In particular driver authors should read up on PCI writes
 212  *
 213  * It's useful if some control registers are in such an area and
 214  * write combining or read caching is not desirable:
 215  *
 216  * Must be freed with iounmap.
 217  */
 218 void __iomem *ioremap_nocache(resource_size_t phys_addr, unsigned long size)
 219 {
 220         return __ioremap(phys_addr, size, IOR_MODE_UNCACHED);
 221 }
 222 EXPORT_SYMBOL(ioremap_nocache);
 223
 224 void __iomem *ioremap_cache(resource_size_t phys_addr, unsigned long size)
 225 {
 226         return __ioremap(phys_addr, size, IOR_MODE_CACHED);
 227 }
 228 EXPORT_SYMBOL(ioremap_cache);
 229
 230 /**
 231  * iounmap - Free a IO remapping
 232  * @addr: virtual address from ioremap_*
 233  *
 234  * Caller must ensure there is only one unmapping for the same pointer.
 235  */
 236 void iounmap(volatile void __iomem *addr)
 237 {
 238         struct vm_struct *p, *o;
 239
 240         if ((void __force *)addr <= high_memory)
 241                 return;
 242
 243         /*
 244          * __ioremap special-cases the PCI/ISA range by not instantiating a
 245          * vm_area and by simply returning an address into the kernel mapping
 246          * of ISA space.   So handle that here.
 247          */
 248         if (addr >= phys_to_virt(ISA_START_ADDRESS) &&
 249             addr < phys_to_virt(ISA_END_ADDRESS))
 250                 return;
 251
 252         addr = (volatile void __iomem *)
 253                 (PAGE_MASK & (unsigned long __force)addr);
 254
 255         /* Use the vm area unlocked, assuming the caller
 256            ensures there isn't another iounmap for the same address
 257            in parallel. Reuse of the virtual address is prevented by
 258            leaving it in the global lists until we're done with it.
 259            cpa takes care of the direct mappings. */
 260         read_lock(&vmlist_lock);
 261         for (p = vmlist; p; p = p->next) {
 262                 if (p->addr == addr)
 263                         break;
 264         }
 265         read_unlock(&vmlist_lock);
 266
 267         if (!p) {
 268                 printk(KERN_ERR "iounmap: bad address %p\n", addr);
 269                 dump_stack();
 270                 return;
 271         }
 272
 273         /* Finally remove it */
 274         o = remove_vm_area((void *)addr);
 275         BUG_ON(p != o || o == NULL);
 276         kfree(p);
 277 }
 278 EXPORT_SYMBOL(iounmap);
 279
 280 #ifdef CONFIG_X86_32
 281
 282 int __initdata early_ioremap_debug;
 283
 284 static int __init early_ioremap_debug_setup(char *str)
 285 {
 286         early_ioremap_debug = 1;
 287
 288         return 0;
 289 }
 290 early_param("early_ioremap_debug", early_ioremap_debug_setup);
 291
 292 static __initdata int after_paging_init;
 293 static pte_t bm_pte[PAGE_SIZE/sizeof(pte_t)]
 294                 __section(.bss.page_aligned);
 295
 296 static inline pmd_t * __init early_ioremap_pmd(unsigned long addr)
 297 {
 298         /* Don't assume we're using swapper_pg_dir at this point */
 299         pgd_t *base = __va(read_cr3());
 300         pgd_t *pgd = &base[pgd_index(addr)];
 301         pud_t *pud = pud_offset(pgd, addr);
 302         pmd_t *pmd = pmd_offset(pud, addr);
 303
 304         return pmd;
 305 }
 306
 307 static inline pte_t * __init early_ioremap_pte(unsigned long addr)
 308 {
 309         return &bm_pte[pte_index(addr)];
 310 }
 311
 312 void __init early_ioremap_init(void)
 313 {
 314         pmd_t *pmd;
 315
 316         if (early_ioremap_debug)
 317                 printk(KERN_INFO "early_ioremap_init()\n");
 318
 319         pmd = early_ioremap_pmd(fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN));
 320         memset(bm_pte, 0, sizeof(bm_pte));
 321         pmd_populate_kernel(&init_mm, pmd, bm_pte);
 322
 323         /*
 324          * The boot-ioremap range spans multiple pmds, for which
 325          * we are not prepared:
 326          */
 327         if (pmd != early_ioremap_pmd(fix_to_virt(FIX_BTMAP_END))) {
 328                 WARN_ON(1);
 329                 printk(KERN_WARNING "pmd %p != %p\n",
 330                        pmd, early_ioremap_pmd(fix_to_virt(FIX_BTMAP_END)));
 331                 printk(KERN_WARNING "fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN): %08lx\n",
 332                         fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN));
 333                 printk(KERN_WARNING "fix_to_virt(FIX_BTMAP_END):   %08lx\n",
 334                         fix_to_virt(FIX_BTMAP_END));
 335
 336                 printk(KERN_WARNING "FIX_BTMAP_END:       %d\n", FIX_BTMAP_END);
 337                 printk(KERN_WARNING "FIX_BTMAP_BEGIN:     %d\n",
 338                        FIX_BTMAP_BEGIN);
 339         }
 340 }
 341
 342 void __init early_ioremap_clear(void)
 343 {
 344         pmd_t *pmd;
 345
 346         if (early_ioremap_debug)
 347                 printk(KERN_INFO "early_ioremap_clear()\n");
 348
 349         pmd = early_ioremap_pmd(fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN));
 350         pmd_clear(pmd);
 351         paravirt_release_pt(__pa(bm_pte) >> PAGE_SHIFT);
 352         __flush_tlb_all();
 353 }
 354
 355 void __init early_ioremap_reset(void)
 356 {
 357         enum fixed_addresses idx;
 358         unsigned long addr, phys;
 359         pte_t *pte;
 360
 361         after_paging_init = 1;
 362         for (idx = FIX_BTMAP_BEGIN; idx >= FIX_BTMAP_END; idx--) {
 363                 addr = fix_to_virt(idx);
 364                 pte = early_ioremap_pte(addr);
 365                 if (pte_present(*pte)) {
 366                         phys = pte_val(*pte) & PAGE_MASK;
 367                         set_fixmap(idx, phys);
 368                 }
 369         }
 370 }
 371
 372 static void __init __early_set_fixmap(enum fixed_addresses idx,
 373                                    unsigned long phys, pgprot_t flags)
 374 {
 375         unsigned long addr = __fix_to_virt(idx);
 376         pte_t *pte;
 377
 378         if (idx >= __end_of_fixed_addresses) {
 379                 BUG();
 380                 return;
 381         }
 382         pte = early_ioremap_pte(addr);
 383         if (pgprot_val(flags))
 384                 set_pte(pte, pfn_pte(phys >> PAGE_SHIFT, flags));
 385         else
 386                 pte_clear(NULL, addr, pte);
 387         __flush_tlb_one(addr);
 388 }
 389
 390 static inline void __init early_set_fixmap(enum fixed_addresses idx,
 391                                         unsigned long phys)
 392 {
 393         if (after_paging_init)
 394                 set_fixmap(idx, phys);
 395         else
 396                 __early_set_fixmap(idx, phys, PAGE_KERNEL);
 397 }
 398
 399 static inline void __init early_clear_fixmap(enum fixed_addresses idx)
 400 {
 401         if (after_paging_init)
 402                 clear_fixmap(idx);
 403         else
 404                 __early_set_fixmap(idx, 0, __pgprot(0));
 405 }
 406
 407
 408 int __initdata early_ioremap_nested;
 409
 410 static int __init check_early_ioremap_leak(void)
 411 {
 412         if (!early_ioremap_nested)
 413                 return 0;
 414
 415         printk(KERN_WARNING
 416                "Debug warning: early ioremap leak of %d areas detected.\n",
 417                early_ioremap_nested);
 418         printk(KERN_WARNING
 419                "please boot with early_ioremap_debug and report the dmesg.\n");
 420         WARN_ON(1);
 421
 422         return 1;
 423 }
 424 late_initcall(check_early_ioremap_leak);
 425
 426 void __init *early_ioremap(unsigned long phys_addr, unsigned long size)
 427 {
 428         unsigned long offset, last_addr;
 429         unsigned int nrpages, nesting;
 430         enum fixed_addresses idx0, idx;
 431
 432         WARN_ON(system_state != SYSTEM_BOOTING);
 433
 434         nesting = early_ioremap_nested;
 435         if (early_ioremap_debug) {
 436                 printk(KERN_INFO "early_ioremap(%08lx, %08lx) [%d] => ",
 437                        phys_addr, size, nesting);
 438                 dump_stack();
 439         }
 440
 441         /* Don't allow wraparound or zero size */
 442         last_addr = phys_addr + size - 1;
 443         if (!size || last_addr < phys_addr) {
 444                 WARN_ON(1);
 445                 return NULL;
 446         }
 447
 448         if (nesting >= FIX_BTMAPS_NESTING) {
 449                 WARN_ON(1);
 450                 return NULL;
 451         }
 452         early_ioremap_nested++;
 453         /*
 454          * Mappings have to be page-aligned
 455          */
 456         offset = phys_addr & ~PAGE_MASK;
 457         phys_addr &= PAGE_MASK;
 458         size = PAGE_ALIGN(last_addr) - phys_addr;
 459
 460         /*
 461          * Mappings have to fit in the FIX_BTMAP area.
 462          */
 463         nrpages = size >> PAGE_SHIFT;
 464         if (nrpages > NR_FIX_BTMAPS) {
 465                 WARN_ON(1);
 466                 return NULL;
 467         }
 468
 469         /*
 470          * Ok, go for it..
 471          */
 472         idx0 = FIX_BTMAP_BEGIN - NR_FIX_BTMAPS*nesting;
 473         idx = idx0;
 474         while (nrpages > 0) {
 475                 early_set_fixmap(idx, phys_addr);
 476                 phys_addr += PAGE_SIZE;
 477                 --idx;
 478                 --nrpages;
 479         }
 480         if (early_ioremap_debug)
 481                 printk(KERN_CONT "%08lx + %08lx\n", offset, fix_to_virt(idx0));
 482
 483         return (void *) (offset + fix_to_virt(idx0));
 484 }
 485
 486 void __init early_iounmap(void *addr, unsigned long size)
 487 {
 488         unsigned long virt_addr;
 489         unsigned long offset;
 490         unsigned int nrpages;
 491         enum fixed_addresses idx;
 492         unsigned int nesting;
 493
 494         nesting = --early_ioremap_nested;
 495         WARN_ON(nesting < 0);
 496
 497         if (early_ioremap_debug) {
 498                 printk(KERN_INFO "early_iounmap(%p, %08lx) [%d]\n", addr,
 499                        size, nesting);
 500                 dump_stack();
 501         }
 502
 503         virt_addr = (unsigned long)addr;
 504         if (virt_addr < fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN)) {
 505                 WARN_ON(1);
 506                 return;
 507         }
 508         offset = virt_addr & ~PAGE_MASK;
 509         nrpages = PAGE_ALIGN(offset + size - 1) >> PAGE_SHIFT;
 510
 511         idx = FIX_BTMAP_BEGIN - NR_FIX_BTMAPS*nesting;
 512         while (nrpages > 0) {
 513                 early_clear_fixmap(idx);
 514                 --idx;
 515                 --nrpages;
 516         }
 517 }
 518
 519 void __this_fixmap_does_not_exist(void)
 520 {
 521         WARN_ON(1);
 522 }
 523
 524 #endif /* CONFIG_X86_32 */