sys/arm64/arm64/efirt_machdep.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2004 Marcel Moolenaar
   3  * Copyright (c) 2001 Doug Rabson
   4  * Copyright (c) 2016 The FreeBSD Foundation
   5  * Copyright (c) 2017 Andrew Turner
   6  * All rights reserved.
   7  *
   8  * Portions of this software were developed by Konstantin Belousov
   9  * under sponsorship from the FreeBSD Foundation.
  10  *
  11  * This software was developed by SRI International and the University of
  12  * Cambridge Computer Laboratory under DARPA/AFRL contract FA8750-10-C-0237
  13  * ("CTSRD"), as part of the DARPA CRASH research programme.
  14  *
  15  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  16  * modification, are permitted provided that the following conditions
  17  * are met:
  18  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  19  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  20  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  21  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  22  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  23  *
  24  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  25  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  26  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  27  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  28  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  29  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  30  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  31  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  32  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  33  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  34  * SUCH DAMAGE.
  35  */
  36
  37 #include <sys/cdefs.h>
  38 __FBSDID("$FreeBSD$");
  39
  40 #include <sys/param.h>
  41 #include <sys/efi.h>
  42 #include <sys/kernel.h>
  43 #include <sys/linker.h>
  44 #include <sys/lock.h>
  45 #include <sys/mutex.h>
  46 #include <sys/proc.h>
  47 #include <sys/rwlock.h>
  48 #include <sys/systm.h>
  49 #include <sys/vmmeter.h>
  50
  51 #include <machine/metadata.h>
  52 #include <machine/pcb.h>
  53 #include <machine/pte.h>
  54 #include <machine/vfp.h>
  55 #include <machine/vmparam.h>
  56
  57 #include <vm/vm.h>
  58 #include <vm/pmap.h>
  59 #include <vm/vm_map.h>
  60 #include <vm/vm_object.h>
  61 #include <vm/vm_page.h>
  62 #include <vm/vm_pager.h>
  63
  64 static vm_object_t obj_1t1_pt;
  65 static vm_pindex_t efi_1t1_idx;
  66 static pd_entry_t *efi_l0;
  67 static uint64_t efi_ttbr0;
  68
  69 void
  70 efi_destroy_1t1_map(void)
  71 {
  72         vm_page_t m;
  73
  74         if (obj_1t1_pt != NULL) {
  75                 VM_OBJECT_RLOCK(obj_1t1_pt);
  76                 TAILQ_FOREACH(m, &obj_1t1_pt->memq, listq)
  77                         m->ref_count = VPRC_OBJREF;
  78                 vm_wire_sub(obj_1t1_pt->resident_page_count);
  79                 VM_OBJECT_RUNLOCK(obj_1t1_pt);
  80                 vm_object_deallocate(obj_1t1_pt);
  81         }
  82
  83         obj_1t1_pt = NULL;
  84         efi_1t1_idx = 0;
  85         efi_l0 = NULL;
  86         efi_ttbr0 = 0;
  87 }
  88
  89 static vm_page_t
  90 efi_1t1_page(void)
  91 {
  92
  93         return (vm_page_grab(obj_1t1_pt, efi_1t1_idx++, VM_ALLOC_NOBUSY |
  94             VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_ZERO));
  95 }
  96
  97 static pt_entry_t *
  98 efi_1t1_l3(vm_offset_t va)
  99 {
 100         pd_entry_t *l0, *l1, *l2;
 101         pt_entry_t *l3;
 102         vm_pindex_t l0_idx, l1_idx, l2_idx;
 103         vm_page_t m;
 104         vm_paddr_t mphys;
 105
 106         l0_idx = pmap_l0_index(va);
 107         l0 = &efi_l0[l0_idx];
 108         if (*l0 == 0) {
 109                 m = efi_1t1_page();
 110                 mphys = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
 111                 *l0 = mphys | L0_TABLE;
 112         } else {
 113                 mphys = *l0 & ~ATTR_MASK;
 114         }
 115
 116         l1 = (pd_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(mphys);
 117         l1_idx = pmap_l1_index(va);
 118         l1 += l1_idx;
 119         if (*l1 == 0) {
 120                 m = efi_1t1_page();
 121                 mphys = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
 122                 *l1 = mphys | L1_TABLE;
 123         } else {
 124                 mphys = *l1 & ~ATTR_MASK;
 125         }
 126
 127         l2 = (pd_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(mphys);
 128         l2_idx = pmap_l2_index(va);
 129         l2 += l2_idx;
 130         if (*l2 == 0) {
 131                 m = efi_1t1_page();
 132                 mphys = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
 133                 *l2 = mphys | L2_TABLE;
 134         } else {
 135                 mphys = *l2 & ~ATTR_MASK;
 136         }
 137
 138         l3 = (pt_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(mphys);
 139         l3 += pmap_l3_index(va);
 140         KASSERT(*l3 == 0, ("%s: Already mapped: va %#jx *pt %#jx", __func__,
 141             va, *l3));
 142
 143         return (l3);
 144 }
 145
 146 /*
 147  * Map a physical address from EFI runtime space into KVA space.  Returns 0 to
 148  * indicate a failed mapping so that the caller may handle error.
 149  */
 150 vm_offset_t
 151 efi_phys_to_kva(vm_paddr_t paddr)
 152 {
 153
 154         if (!PHYS_IN_DMAP(paddr))
 155                 return (0);
 156         return (PHYS_TO_DMAP(paddr));
 157 }
 158
 159 /*
 160  * Create the 1:1 virtual to physical map for EFI
 161  */
 162 bool
 163 efi_create_1t1_map(struct efi_md *map, int ndesc, int descsz)
 164 {
 165         struct efi_md *p;
 166         pt_entry_t *l3, l3_attr;
 167         vm_offset_t va;
 168         vm_page_t efi_l0_page;
 169         uint64_t idx;
 170         int i, mode;
 171
 172         obj_1t1_pt = vm_pager_allocate(OBJT_PHYS, NULL, L0_ENTRIES +
 173             L0_ENTRIES * Ln_ENTRIES + L0_ENTRIES * Ln_ENTRIES * Ln_ENTRIES +
 174             L0_ENTRIES * Ln_ENTRIES * Ln_ENTRIES * Ln_ENTRIES,
 175             VM_PROT_ALL, 0, NULL);
 176         VM_OBJECT_WLOCK(obj_1t1_pt);
 177         efi_l0_page = efi_1t1_page();
 178         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj_1t1_pt);
 179         efi_l0 = (pd_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(efi_l0_page));
 180         efi_ttbr0 = ASID_TO_OPERAND(ASID_RESERVED_FOR_EFI) |
 181             VM_PAGE_TO_PHYS(efi_l0_page);
 182
 183         for (i = 0, p = map; i < ndesc; i++, p = efi_next_descriptor(p,
 184             descsz)) {
 185                 if ((p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RT) == 0)
 186                         continue;
 187                 if (p->md_virt != NULL && (uint64_t)p->md_virt != p->md_phys) {
 188                         if (bootverbose)
 189                                 printf("EFI Runtime entry %d is mapped\n", i);
 190                         goto fail;
 191                 }
 192                 if ((p->md_phys & EFI_PAGE_MASK) != 0) {
 193                         if (bootverbose)
 194                                 printf("EFI Runtime entry %d is not aligned\n",
 195                                     i);
 196                         goto fail;
 197                 }
 198                 if (p->md_phys + p->md_pages * EFI_PAGE_SIZE < p->md_phys ||
 199                     p->md_phys + p->md_pages * EFI_PAGE_SIZE >=
 200                     VM_MAXUSER_ADDRESS) {
 201                         printf("EFI Runtime entry %d is not in mappable for RT:"
 202                             "base %#016jx %#jx pages\n",
 203                             i, (uintmax_t)p->md_phys,
 204                             (uintmax_t)p->md_pages);
 205                         goto fail;
 206                 }
 207                 if ((p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WB) != 0)
 208                         mode = VM_MEMATTR_WRITE_BACK;
 209                 else if ((p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WT) != 0)
 210                         mode = VM_MEMATTR_WRITE_THROUGH;
 211                 else if ((p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WC) != 0)
 212                         mode = VM_MEMATTR_WRITE_COMBINING;
 213                 else
 214                         mode = VM_MEMATTR_DEVICE;
 215
 216                 printf("MAP %lx mode %x pages %lu\n", p->md_phys, mode, p->md_pages);
 217
 218                 l3_attr = ATTR_DEFAULT | ATTR_S1_IDX(mode) |
 219                     ATTR_S1_AP(ATTR_S1_AP_RW) | ATTR_S1_nG | L3_PAGE;
 220                 if (mode == VM_MEMATTR_DEVICE || p->md_attr & EFI_MD_ATTR_XP)
 221                         l3_attr |= ATTR_S1_XN;
 222
 223                 VM_OBJECT_WLOCK(obj_1t1_pt);
 224                 for (va = p->md_phys, idx = 0; idx < p->md_pages; idx++,
 225                     va += PAGE_SIZE) {
 226                         l3 = efi_1t1_l3(va);
 227                         *l3 = va | l3_attr;
 228                 }
 229                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj_1t1_pt);
 230         }
 231
 232         return (true);
 233 fail:
 234         efi_destroy_1t1_map();
 235         return (false);
 236 }
 237
 238 int
 239 efi_arch_enter(void)
 240 {
 241
 242         CRITICAL_ASSERT(curthread);
 243
 244         /*
 245          * Temporarily switch to EFI's page table.  However, we leave curpmap
 246          * unchanged in order to prevent its ASID from being reclaimed before
 247          * we switch back to its page table in efi_arch_leave().
 248          */
 249         set_ttbr0(efi_ttbr0);
 250         if (PCPU_GET(bcast_tlbi_workaround) != 0)
 251                 invalidate_local_icache();
 252
 253         return (0);
 254 }
 255
 256 void
 257 efi_arch_leave(void)
 258 {
 259
 260         /*
 261          * Restore the pcpu pointer. Some UEFI implementations trash it and
 262          * we don't store it before calling into them. To fix this we need
 263          * to restore it after returning to the kernel context. As reading
 264          * curpmap will access x18 we need to restore it before loading
 265          * the pmap pointer.
 266          */
 267         __asm __volatile(
 268             "mrs x18, tpidr_el1 \n"
 269         );
 270         set_ttbr0(pmap_to_ttbr0(PCPU_GET(curpmap)));
 271         if (PCPU_GET(bcast_tlbi_workaround) != 0)
 272                 invalidate_local_icache();
 273 }
 274
 275 int
 276 efi_rt_arch_call(struct efirt_callinfo *ec)
 277 {
 278
 279         panic("not implemented");
 280 }