arch/i386/mm/ioremap.c

   1 /*
   2  * arch/i386/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 <linux/module.h>
  15 #include <asm/io.h>
  16 #include <asm/fixmap.h>
  17 #include <asm/cacheflush.h>
  18 #include <asm/tlbflush.h>
  19 #include <asm/pgtable.h>
  20
  21 #define ISA_START_ADDRESS       0xa0000
  22 #define ISA_END_ADDRESS         0x100000
  23
  24 static int ioremap_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
  25                 unsigned long end, unsigned long phys_addr, unsigned long flags)
  26 {
  27         pte_t *pte;
  28         unsigned long pfn;
  29
  30         pfn = phys_addr >> PAGE_SHIFT;
  31         pte = pte_alloc_kernel(pmd, addr);
  32         if (!pte)
  33                 return -ENOMEM;
  34         do {
  35                 BUG_ON(!pte_none(*pte));
  36                 set_pte(pte, pfn_pte(pfn, __pgprot(_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW |
  37                                         _PAGE_DIRTY | _PAGE_ACCESSED | flags)));
  38                 pfn++;
  39         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
  40         return 0;
  41 }
  42
  43 static inline int ioremap_pmd_range(pud_t *pud, unsigned long addr,
  44                 unsigned long end, unsigned long phys_addr, unsigned long flags)
  45 {
  46         pmd_t *pmd;
  47         unsigned long next;
  48
  49         phys_addr -= addr;
  50         pmd = pmd_alloc(&init_mm, pud, addr);
  51         if (!pmd)
  52                 return -ENOMEM;
  53         do {
  54                 next = pmd_addr_end(addr, end);
  55                 if (ioremap_pte_range(pmd, addr, next, phys_addr + addr, flags))
  56                         return -ENOMEM;
  57         } while (pmd++, addr = next, addr != end);
  58         return 0;
  59 }
  60
  61 static inline int ioremap_pud_range(pgd_t *pgd, unsigned long addr,
  62                 unsigned long end, unsigned long phys_addr, unsigned long flags)
  63 {
  64         pud_t *pud;
  65         unsigned long next;
  66
  67         phys_addr -= addr;
  68         pud = pud_alloc(&init_mm, pgd, addr);
  69         if (!pud)
  70                 return -ENOMEM;
  71         do {
  72                 next = pud_addr_end(addr, end);
  73                 if (ioremap_pmd_range(pud, addr, next, phys_addr + addr, flags))
  74                         return -ENOMEM;
  75         } while (pud++, addr = next, addr != end);
  76         return 0;
  77 }
  78
  79 static int ioremap_page_range(unsigned long addr,
  80                 unsigned long end, unsigned long phys_addr, unsigned long flags)
  81 {
  82         pgd_t *pgd;
  83         unsigned long next;
  84         int err;
  85
  86         BUG_ON(addr >= end);
  87         flush_cache_all();
  88         phys_addr -= addr;
  89         pgd = pgd_offset_k(addr);
  90         do {
  91                 next = pgd_addr_end(addr, end);
  92                 err = ioremap_pud_range(pgd, addr, next, phys_addr+addr, flags);
  93                 if (err)
  94                         break;
  95         } while (pgd++, addr = next, addr != end);
  96         flush_tlb_all();
  97         return err;
  98 }
  99
 100 /*
 101  * Generic mapping function (not visible outside):
 102  */
 103
 104 /*
 105  * Remap an arbitrary physical address space into the kernel virtual
 106  * address space. Needed when the kernel wants to access high addresses
 107  * directly.
 108  *
 109  * NOTE! We need to allow non-page-aligned mappings too: we will obviously
 110  * have to convert them into an offset in a page-aligned mapping, but the
 111  * caller shouldn't need to know that small detail.
 112  */
 113 void __iomem * __ioremap(unsigned long phys_addr, unsigned long size, unsigned long flags)
 114 {
 115         void __iomem * addr;
 116         struct vm_struct * area;
 117         unsigned long offset, last_addr;
 118
 119         /* Don't allow wraparound or zero size */
 120         last_addr = phys_addr + size - 1;
 121         if (!size || last_addr < phys_addr)
 122                 return NULL;
 123
 124         /*
 125          * Don't remap the low PCI/ISA area, it's always mapped..
 126          */
 127         if (phys_addr >= ISA_START_ADDRESS && last_addr < ISA_END_ADDRESS)
 128                 return (void __iomem *) phys_to_virt(phys_addr);
 129
 130         /*
 131          * Don't allow anybody to remap normal RAM that we're using..
 132          */
 133         if (phys_addr <= virt_to_phys(high_memory - 1)) {
 134                 char *t_addr, *t_end;
 135                 struct page *page;
 136
 137                 t_addr = __va(phys_addr);
 138                 t_end = t_addr + (size - 1);
 139
 140                 for(page = virt_to_page(t_addr); page <= virt_to_page(t_end); page++)
 141                         if(!PageReserved(page))
 142                                 return NULL;
 143         }
 144
 145         /*
 146          * Mappings have to be page-aligned
 147          */
 148         offset = phys_addr & ~PAGE_MASK;
 149         phys_addr &= PAGE_MASK;
 150         size = PAGE_ALIGN(last_addr+1) - phys_addr;
 151
 152         /*
 153          * Ok, go for it..
 154          */
 155         area = get_vm_area(size, VM_IOREMAP | (flags << 20));
 156         if (!area)
 157                 return NULL;
 158         area->phys_addr = phys_addr;
 159         addr = (void __iomem *) area->addr;
 160         if (ioremap_page_range((unsigned long) addr,
 161                         (unsigned long) addr + size, phys_addr, flags)) {
 162                 vunmap((void __force *) addr);
 163                 return NULL;
 164         }
 165         return (void __iomem *) (offset + (char __iomem *)addr);
 166 }
 167 EXPORT_SYMBOL(__ioremap);
 168
 169 /**
 170  * ioremap_nocache     -   map bus memory into CPU space
 171  * @offset:    bus address of the memory
 172  * @size:      size of the resource to map
 173  *
 174  * ioremap_nocache performs a platform specific sequence of operations to
 175  * make bus memory CPU accessible via the readb/readw/readl/writeb/
 176  * writew/writel functions and the other mmio helpers. The returned
 177  * address is not guaranteed to be usable directly as a virtual
 178  * address.
 179  *
 180  * This version of ioremap ensures that the memory is marked uncachable
 181  * on the CPU as well as honouring existing caching rules from things like
 182  * the PCI bus. Note that there are other caches and buffers on many
 183  * busses. In particular driver authors should read up on PCI writes
 184  *
 185  * It's useful if some control registers are in such an area and
 186  * write combining or read caching is not desirable:
 187  *
 188  * Must be freed with iounmap.
 189  */
 190
 191 void __iomem *ioremap_nocache (unsigned long phys_addr, unsigned long size)
 192 {
 193         unsigned long last_addr;
 194         void __iomem *p = __ioremap(phys_addr, size, _PAGE_PCD);
 195         if (!p)
 196                 return p;
 197
 198         /* Guaranteed to be > phys_addr, as per __ioremap() */
 199         last_addr = phys_addr + size - 1;
 200
 201         if (last_addr < virt_to_phys(high_memory) - 1) {
 202                 struct page *ppage = virt_to_page(__va(phys_addr));
 203                 unsigned long npages;
 204
 205                 phys_addr &= PAGE_MASK;
 206
 207                 /* This might overflow and become zero.. */
 208                 last_addr = PAGE_ALIGN(last_addr);
 209
 210                 /* .. but that's ok, because modulo-2**n arithmetic will make
 211                 * the page-aligned "last - first" come out right.
 212                 */
 213                 npages = (last_addr - phys_addr) >> PAGE_SHIFT;
 214
 215                 if (change_page_attr(ppage, npages, PAGE_KERNEL_NOCACHE) < 0) {
 216                         iounmap(p);
 217                         p = NULL;
 218                 }
 219                 global_flush_tlb();
 220         }
 221
 222         return p;
 223 }
 224 EXPORT_SYMBOL(ioremap_nocache);
 225
 226 void iounmap(volatile void __iomem *addr)
 227 {
 228         struct vm_struct *p;
 229
 230         if ((void __force *)addr <= high_memory)
 231                 return;
 232
 233         /*
 234          * __ioremap special-cases the PCI/ISA range by not instantiating a
 235          * vm_area and by simply returning an address into the kernel mapping
 236          * of ISA space.   So handle that here.
 237          */
 238         if (addr >= phys_to_virt(ISA_START_ADDRESS) &&
 239                         addr < phys_to_virt(ISA_END_ADDRESS))
 240                 return;
 241
 242         write_lock(&vmlist_lock);
 243         p = __remove_vm_area((void *)(PAGE_MASK & (unsigned long __force)addr));
 244         if (!p) {
 245                 printk(KERN_WARNING "iounmap: bad address %p\n", addr);
 246                 dump_stack();
 247                 goto out_unlock;
 248         }
 249
 250         if ((p->flags >> 20) && p->phys_addr < virt_to_phys(high_memory) - 1) {
 251                 change_page_attr(virt_to_page(__va(p->phys_addr)),
 252                                  p->size >> PAGE_SHIFT,
 253                                  PAGE_KERNEL);
 254                 global_flush_tlb();
 255         }
 256 out_unlock:
 257         write_unlock(&vmlist_lock);
 258         kfree(p);
 259 }
 260 EXPORT_SYMBOL(iounmap);
 261
 262 void __init *bt_ioremap(unsigned long phys_addr, unsigned long size)
 263 {
 264         unsigned long offset, last_addr;
 265         unsigned int nrpages;
 266         enum fixed_addresses idx;
 267
 268         /* Don't allow wraparound or zero size */
 269         last_addr = phys_addr + size - 1;
 270         if (!size || last_addr < phys_addr)
 271                 return NULL;
 272
 273         /*
 274          * Don't remap the low PCI/ISA area, it's always mapped..
 275          */
 276         if (phys_addr >= ISA_START_ADDRESS && last_addr < ISA_END_ADDRESS)
 277                 return phys_to_virt(phys_addr);
 278
 279         /*
 280          * Mappings have to be page-aligned
 281          */
 282         offset = phys_addr & ~PAGE_MASK;
 283         phys_addr &= PAGE_MASK;
 284         size = PAGE_ALIGN(last_addr) - phys_addr;
 285
 286         /*
 287          * Mappings have to fit in the FIX_BTMAP area.
 288          */
 289         nrpages = size >> PAGE_SHIFT;
 290         if (nrpages > NR_FIX_BTMAPS)
 291                 return NULL;
 292
 293         /*
 294          * Ok, go for it..
 295          */
 296         idx = FIX_BTMAP_BEGIN;
 297         while (nrpages > 0) {
 298                 set_fixmap(idx, phys_addr);
 299                 phys_addr += PAGE_SIZE;
 300                 --idx;
 301                 --nrpages;
 302         }
 303         return (void*) (offset + fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN));
 304 }
 305
 306 void __init bt_iounmap(void *addr, unsigned long size)
 307 {
 308         unsigned long virt_addr;
 309         unsigned long offset;
 310         unsigned int nrpages;
 311         enum fixed_addresses idx;
 312
 313         virt_addr = (unsigned long)addr;
 314         if (virt_addr < fix_to_virt(FIX_BTMAP_BEGIN))
 315                 return;
 316         offset = virt_addr & ~PAGE_MASK;
 317         nrpages = PAGE_ALIGN(offset + size - 1) >> PAGE_SHIFT;
 318
 319         idx = FIX_BTMAP_BEGIN;
 320         while (nrpages > 0) {
 321                 clear_fixmap(idx);
 322                 --idx;
 323                 --nrpages;
 324         }
 325 }