arch/powerpc/mm/pgtable_32.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /*
   3  * This file contains the routines setting up the linux page tables.
   4  *  -- paulus
   5  *
   6  *  Derived from arch/ppc/mm/init.c:
   7  *    Copyright (C) 1995-1996 Gary Thomas (gdt@linuxppc.org)
   8  *
   9  *  Modifications by Paul Mackerras (PowerMac) (paulus@cs.anu.edu.au)
  10  *  and Cort Dougan (PReP) (cort@cs.nmt.edu)
  11  *    Copyright (C) 1996 Paul Mackerras
  12  *
  13  *  Derived from "arch/i386/mm/init.c"
  14  *    Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
  15  */
  16
  17 #include <linux/kernel.h>
  18 #include <linux/module.h>
  19 #include <linux/types.h>
  20 #include <linux/mm.h>
  21 #include <linux/vmalloc.h>
  22 #include <linux/init.h>
  23 #include <linux/highmem.h>
  24 #include <linux/memblock.h>
  25 #include <linux/slab.h>
  26
  27 #include <asm/pgtable.h>
  28 #include <asm/pgalloc.h>
  29 #include <asm/fixmap.h>
  30 #include <asm/io.h>
  31 #include <asm/setup.h>
  32 #include <asm/sections.h>
  33
  34 #include <mm/mmu_decl.h>
  35
  36 unsigned long ioremap_bot;
  37 EXPORT_SYMBOL(ioremap_bot);     /* aka VMALLOC_END */
  38
  39 extern char etext[], _stext[], _sinittext[], _einittext[];
  40
  41 void __iomem *
  42 ioremap_wt(phys_addr_t addr, unsigned long size)
  43 {
  44         pgprot_t prot = pgprot_cached_wthru(PAGE_KERNEL);
  45
  46         return __ioremap_caller(addr, size, prot, __builtin_return_address(0));
  47 }
  48 EXPORT_SYMBOL(ioremap_wt);
  49
  50 void __iomem *
  51 ioremap_prot(phys_addr_t addr, unsigned long size, unsigned long flags)
  52 {
  53         pte_t pte = __pte(flags);
  54
  55         /* writeable implies dirty for kernel addresses */
  56         if (pte_write(pte))
  57                 pte = pte_mkdirty(pte);
  58
  59         /* we don't want to let _PAGE_USER and _PAGE_EXEC leak out */
  60         pte = pte_exprotect(pte);
  61         pte = pte_mkprivileged(pte);
  62
  63         return __ioremap_caller(addr, size, pte_pgprot(pte), __builtin_return_address(0));
  64 }
  65 EXPORT_SYMBOL(ioremap_prot);
  66
  67 void __iomem *
  68 __ioremap_caller(phys_addr_t addr, unsigned long size, pgprot_t prot, void *caller)
  69 {
  70         unsigned long v, i;
  71         phys_addr_t p;
  72         int err;
  73
  74         /*
  75          * Choose an address to map it to.
  76          * Once the vmalloc system is running, we use it.
  77          * Before then, we use space going down from IOREMAP_TOP
  78          * (ioremap_bot records where we're up to).
  79          */
  80         p = addr & PAGE_MASK;
  81         size = PAGE_ALIGN(addr + size) - p;
  82
  83         /*
  84          * If the address lies within the first 16 MB, assume it's in ISA
  85          * memory space
  86          */
  87         if (p < 16*1024*1024)
  88                 p += _ISA_MEM_BASE;
  89
  90 #ifndef CONFIG_CRASH_DUMP
  91         /*
  92          * Don't allow anybody to remap normal RAM that we're using.
  93          * mem_init() sets high_memory so only do the check after that.
  94          */
  95         if (slab_is_available() && p <= virt_to_phys(high_memory - 1) &&
  96             page_is_ram(__phys_to_pfn(p))) {
  97                 pr_warn("%s(): phys addr 0x%llx is RAM lr %ps\n", __func__,
  98                         (unsigned long long)p, __builtin_return_address(0));
  99                 return NULL;
 100         }
 101 #endif
 102
 103         if (size == 0)
 104                 return NULL;
 105
 106         /*
 107          * Is it already mapped?  Perhaps overlapped by a previous
 108          * mapping.
 109          */
 110         v = p_block_mapped(p);
 111         if (v)
 112                 goto out;
 113
 114         if (slab_is_available()) {
 115                 struct vm_struct *area;
 116                 area = get_vm_area_caller(size, VM_IOREMAP, caller);
 117                 if (area == 0)
 118                         return NULL;
 119                 area->phys_addr = p;
 120                 v = (unsigned long) area->addr;
 121         } else {
 122                 v = (ioremap_bot -= size);
 123         }
 124
 125         /*
 126          * Should check if it is a candidate for a BAT mapping
 127          */
 128
 129         err = 0;
 130         for (i = 0; i < size && err == 0; i += PAGE_SIZE)
 131                 err = map_kernel_page(v + i, p + i, prot);
 132         if (err) {
 133                 if (slab_is_available())
 134                         vunmap((void *)v);
 135                 return NULL;
 136         }
 137
 138 out:
 139         return (void __iomem *) (v + ((unsigned long)addr & ~PAGE_MASK));
 140 }
 141
 142 void iounmap(volatile void __iomem *addr)
 143 {
 144         /*
 145          * If mapped by BATs then there is nothing to do.
 146          * Calling vfree() generates a benign warning.
 147          */
 148         if (v_block_mapped((unsigned long)addr))
 149                 return;
 150
 151         if (addr > high_memory && (unsigned long) addr < ioremap_bot)
 152                 vunmap((void *) (PAGE_MASK & (unsigned long)addr));
 153 }
 154 EXPORT_SYMBOL(iounmap);
 155
 156 static void __init *early_alloc_pgtable(unsigned long size)
 157 {
 158         void *ptr = memblock_alloc(size, size);
 159
 160         if (!ptr)
 161                 panic("%s: Failed to allocate %lu bytes align=0x%lx\n",
 162                       __func__, size, size);
 163
 164         return ptr;
 165 }
 166
 167 static pte_t __init *early_pte_alloc_kernel(pmd_t *pmdp, unsigned long va)
 168 {
 169         if (pmd_none(*pmdp)) {
 170                 pte_t *ptep = early_alloc_pgtable(PTE_FRAG_SIZE);
 171
 172                 pmd_populate_kernel(&init_mm, pmdp, ptep);
 173         }
 174         return pte_offset_kernel(pmdp, va);
 175 }
 176
 177
 178 int __ref map_kernel_page(unsigned long va, phys_addr_t pa, pgprot_t prot)
 179 {
 180         pmd_t *pd;
 181         pte_t *pg;
 182         int err = -ENOMEM;
 183
 184         /* Use upper 10 bits of VA to index the first level map */
 185         pd = pmd_offset(pud_offset(pgd_offset_k(va), va), va);
 186         /* Use middle 10 bits of VA to index the second-level map */
 187         if (likely(slab_is_available()))
 188                 pg = pte_alloc_kernel(pd, va);
 189         else
 190                 pg = early_pte_alloc_kernel(pd, va);
 191         if (pg != 0) {
 192                 err = 0;
 193                 /* The PTE should never be already set nor present in the
 194                  * hash table
 195                  */
 196                 BUG_ON((pte_present(*pg) | pte_hashpte(*pg)) && pgprot_val(prot));
 197                 set_pte_at(&init_mm, va, pg, pfn_pte(pa >> PAGE_SHIFT, prot));
 198         }
 199         smp_wmb();
 200         return err;
 201 }
 202
 203 /*
 204  * Map in a chunk of physical memory starting at start.
 205  */
 206 static void __init __mapin_ram_chunk(unsigned long offset, unsigned long top)
 207 {
 208         unsigned long v, s;
 209         phys_addr_t p;
 210         int ktext;
 211
 212         s = offset;
 213         v = PAGE_OFFSET + s;
 214         p = memstart_addr + s;
 215         for (; s < top; s += PAGE_SIZE) {
 216                 ktext = ((char *)v >= _stext && (char *)v < etext) ||
 217                         ((char *)v >= _sinittext && (char *)v < _einittext);
 218                 map_kernel_page(v, p, ktext ? PAGE_KERNEL_TEXT : PAGE_KERNEL);
 219 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_32
 220                 if (ktext)
 221                         hash_preload(&init_mm, v);
 222 #endif
 223                 v += PAGE_SIZE;
 224                 p += PAGE_SIZE;
 225         }
 226 }
 227
 228 void __init mapin_ram(void)
 229 {
 230         struct memblock_region *reg;
 231
 232         for_each_memblock(memory, reg) {
 233                 phys_addr_t base = reg->base;
 234                 phys_addr_t top = min(base + reg->size, total_lowmem);
 235
 236                 if (base >= top)
 237                         continue;
 238                 base = mmu_mapin_ram(base, top);
 239                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BDI_SWITCH))
 240                         __mapin_ram_chunk(reg->base, top);
 241                 else
 242                         __mapin_ram_chunk(base, top);
 243         }
 244 }
 245
 246 /* Scan the real Linux page tables and return a PTE pointer for
 247  * a virtual address in a context.
 248  * Returns true (1) if PTE was found, zero otherwise.  The pointer to
 249  * the PTE pointer is unmodified if PTE is not found.
 250  */
 251 static int
 252 get_pteptr(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t **ptep, pmd_t **pmdp)
 253 {
 254         pgd_t   *pgd;
 255         pud_t   *pud;
 256         pmd_t   *pmd;
 257         pte_t   *pte;
 258         int     retval = 0;
 259
 260         pgd = pgd_offset(mm, addr & PAGE_MASK);
 261         if (pgd) {
 262                 pud = pud_offset(pgd, addr & PAGE_MASK);
 263                 if (pud && pud_present(*pud)) {
 264                         pmd = pmd_offset(pud, addr & PAGE_MASK);
 265                         if (pmd_present(*pmd)) {
 266                                 pte = pte_offset_map(pmd, addr & PAGE_MASK);
 267                                 if (pte) {
 268                                         retval = 1;
 269                                         *ptep = pte;
 270                                         if (pmdp)
 271                                                 *pmdp = pmd;
 272                                         /* XXX caller needs to do pte_unmap, yuck */
 273                                 }
 274                         }
 275                 }
 276         }
 277         return(retval);
 278 }
 279
 280 static int __change_page_attr_noflush(struct page *page, pgprot_t prot)
 281 {
 282         pte_t *kpte;
 283         pmd_t *kpmd;
 284         unsigned long address;
 285
 286         BUG_ON(PageHighMem(page));
 287         address = (unsigned long)page_address(page);
 288
 289         if (v_block_mapped(address))
 290                 return 0;
 291         if (!get_pteptr(&init_mm, address, &kpte, &kpmd))
 292                 return -EINVAL;
 293         __set_pte_at(&init_mm, address, kpte, mk_pte(page, prot), 0);
 294         pte_unmap(kpte);
 295
 296         return 0;
 297 }
 298
 299 /*
 300  * Change the page attributes of an page in the linear mapping.
 301  *
 302  * THIS DOES NOTHING WITH BAT MAPPINGS, DEBUG USE ONLY
 303  */
 304 static int change_page_attr(struct page *page, int numpages, pgprot_t prot)
 305 {
 306         int i, err = 0;
 307         unsigned long flags;
 308         struct page *start = page;
 309
 310         local_irq_save(flags);
 311         for (i = 0; i < numpages; i++, page++) {
 312                 err = __change_page_attr_noflush(page, prot);
 313                 if (err)
 314                         break;
 315         }
 316         wmb();
 317         local_irq_restore(flags);
 318         flush_tlb_kernel_range((unsigned long)page_address(start),
 319                                (unsigned long)page_address(page));
 320         return err;
 321 }
 322
 323 void mark_initmem_nx(void)
 324 {
 325         struct page *page = virt_to_page(_sinittext);
 326         unsigned long numpages = PFN_UP((unsigned long)_einittext) -
 327                                  PFN_DOWN((unsigned long)_sinittext);
 328
 329         if (v_block_mapped((unsigned long)_stext + 1))
 330                 mmu_mark_initmem_nx();
 331         else
 332                 change_page_attr(page, numpages, PAGE_KERNEL);
 333 }
 334
 335 #ifdef CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX
 336 void mark_rodata_ro(void)
 337 {
 338         struct page *page;
 339         unsigned long numpages;
 340
 341         if (v_block_mapped((unsigned long)_sinittext)) {
 342                 mmu_mark_rodata_ro();
 343                 return;
 344         }
 345
 346         page = virt_to_page(_stext);
 347         numpages = PFN_UP((unsigned long)_etext) -
 348                    PFN_DOWN((unsigned long)_stext);
 349
 350         change_page_attr(page, numpages, PAGE_KERNEL_ROX);
 351         /*
 352          * mark .rodata as read only. Use __init_begin rather than __end_rodata
 353          * to cover NOTES and EXCEPTION_TABLE.
 354          */
 355         page = virt_to_page(__start_rodata);
 356         numpages = PFN_UP((unsigned long)__init_begin) -
 357                    PFN_DOWN((unsigned long)__start_rodata);
 358
 359         change_page_attr(page, numpages, PAGE_KERNEL_RO);
 360
 361         // mark_initmem_nx() should have already run by now
 362         ptdump_check_wx();
 363 }
 364 #endif
 365
 366 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
 367 void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
 368 {
 369         if (PageHighMem(page))
 370                 return;
 371
 372         change_page_attr(page, numpages, enable ? PAGE_KERNEL : __pgprot(0));
 373 }
 374 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */