sys/powerpc/powerpc/mem.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   3  *
   4  * Copyright (c) 1988 University of Utah.
   5  * Copyright (c) 1982, 1986, 1990 The Regents of the University of California.
   6  * All rights reserved.
   7  *
   8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   9  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
  10  * Science Department, and code derived from software contributed to
  11  * Berkeley by William Jolitz.
  12  *
  13  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  14  * modification, are permitted provided that the following conditions
  15  * are met:
  16  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  18  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  19  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  20  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  21  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  22  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  23  *    without specific prior written permission.
  24  *
  25  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  26  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  27  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  28  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  29  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  30  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  31  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  32  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  33  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  34  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  35  * SUCH DAMAGE.
  36  *
  37  *      from: Utah $Hdr: mem.c 1.13 89/10/08$
  38  *      from: @(#)mem.c 7.2 (Berkeley) 5/9/91
  39  */
  40
  41 #include <sys/cdefs.h>
  42 __FBSDID("$FreeBSD$");
  43
  44 /*
  45  * Memory special file
  46  */
  47
  48 #include <sys/param.h>
  49 #include <sys/conf.h>
  50 #include <sys/fcntl.h>
  51 #include <sys/kernel.h>
  52 #include <sys/lock.h>
  53 #include <sys/ioccom.h>
  54 #include <sys/malloc.h>
  55 #include <sys/memrange.h>
  56 #include <sys/module.h>
  57 #include <sys/mutex.h>
  58 #include <sys/proc.h>
  59 #include <sys/msgbuf.h>
  60 #include <sys/systm.h>
  61 #include <sys/signalvar.h>
  62 #include <sys/uio.h>
  63
  64 #include <machine/md_var.h>
  65 #include <machine/vmparam.h>
  66
  67 #include <vm/vm.h>
  68 #include <vm/pmap.h>
  69 #include <vm/vm_extern.h>
  70 #include <vm/vm_page.h>
  71
  72 #include <machine/memdev.h>
  73
  74 static void ppc_mrinit(struct mem_range_softc *);
  75 static int ppc_mrset(struct mem_range_softc *, struct mem_range_desc *, int *);
  76
  77 MALLOC_DEFINE(M_MEMDESC, "memdesc", "memory range descriptors");
  78
  79 static struct mem_range_ops ppc_mem_range_ops = {
  80         ppc_mrinit,
  81         ppc_mrset,
  82         NULL,
  83         NULL
  84 };
  85 struct mem_range_softc mem_range_softc = {
  86         &ppc_mem_range_ops,
  87         0, 0, NULL
  88 };
  89
  90 /* ARGSUSED */
  91 int
  92 memrw(struct cdev *dev, struct uio *uio, int flags)
  93 {
  94         struct iovec *iov;
  95         int error = 0;
  96         vm_offset_t va, eva, off, v;
  97         vm_prot_t prot;
  98         struct vm_page m;
  99         vm_page_t marr;
 100         vm_size_t cnt;
 101         ssize_t orig_resid;
 102
 103         cnt = 0;
 104         error = 0;
 105         orig_resid = uio->uio_resid;
 106
 107         while (uio->uio_resid > 0 && !error) {
 108                 iov = uio->uio_iov;
 109                 if (iov->iov_len == 0) {
 110                         uio->uio_iov++;
 111                         uio->uio_iovcnt--;
 112                         if (uio->uio_iovcnt < 0)
 113                                 panic("memrw");
 114                         continue;
 115                 }
 116                 if (dev2unit(dev) == CDEV_MINOR_MEM) {
 117                         v = uio->uio_offset;
 118
 119 kmem_direct_mapped:     off = v & PAGE_MASK;
 120                         cnt = PAGE_SIZE - ((vm_offset_t)iov->iov_base &
 121                             PAGE_MASK);
 122                         cnt = min(cnt, PAGE_SIZE - off);
 123                         cnt = min(cnt, iov->iov_len);
 124
 125                         if (mem_valid(v, cnt)) {
 126                                 error = EFAULT;
 127                                 break;
 128                         }
 129
 130                         if (hw_direct_map && !pmap_dev_direct_mapped(v, cnt)) {
 131                                 error = uiomove((void *)PHYS_TO_DMAP(v), cnt,
 132                                     uio);
 133                         } else {
 134                                 m.phys_addr = trunc_page(v);
 135                                 marr = &m;
 136                                 error = uiomove_fromphys(&marr, off, cnt, uio);
 137                         }
 138                 }
 139                 else if (dev2unit(dev) == CDEV_MINOR_KMEM) {
 140                         va = uio->uio_offset;
 141
 142                         if (hw_direct_map &&
 143                             ((va < VM_MIN_KERNEL_ADDRESS) || (va > virtual_end))) {
 144                                 v = DMAP_TO_PHYS(va);
 145                                 goto kmem_direct_mapped;
 146                         }
 147
 148                         va = trunc_page(uio->uio_offset);
 149                         eva = round_page(uio->uio_offset
 150                             + iov->iov_len);
 151
 152                         /*
 153                          * Make sure that all the pages are currently resident
 154                          * so that we don't create any zero-fill pages.
 155                          */
 156
 157                         for (; va < eva; va += PAGE_SIZE) {
 158                                 if (pmap_extract(kernel_pmap, va) == 0) {
 159                                         error = EFAULT;
 160                                         break;
 161                                 }
 162                         }
 163                         if (error != 0)
 164                                 break;
 165
 166                         prot = (uio->uio_rw == UIO_READ)
 167                             ? VM_PROT_READ : VM_PROT_WRITE;
 168
 169                         va = uio->uio_offset;
 170                         if (((va >= VM_MIN_KERNEL_ADDRESS) && (va <= virtual_end)) &&
 171                             !kernacc((void *) va, iov->iov_len, prot)) {
 172                                 error = EFAULT;
 173                                 break;
 174                         }
 175
 176                         error = uiomove((void *)va, iov->iov_len, uio);
 177                 }
 178         }
 179         /*
 180          * Don't return error if any byte was written.  Read and write
 181          * can return error only if no i/o was performed.
 182          */
 183         if (uio->uio_resid != orig_resid)
 184                 error = 0;
 185         return (error);
 186 }
 187
 188 /*
 189  * allow user processes to MMAP some memory sections
 190  * instead of going through read/write
 191  */
 192 int
 193 memmmap(struct cdev *dev, vm_ooffset_t offset, vm_paddr_t *paddr,
 194     int prot, vm_memattr_t *memattr)
 195 {
 196         int i;
 197
 198         if (dev2unit(dev) == CDEV_MINOR_MEM)
 199                 *paddr = offset;
 200         else
 201                 return (EFAULT);
 202
 203         for (i = 0; i < mem_range_softc.mr_ndesc; i++) {
 204                 if (!(mem_range_softc.mr_desc[i].mr_flags & MDF_ACTIVE))
 205                         continue;
 206
 207                 if (offset >= mem_range_softc.mr_desc[i].mr_base &&
 208                     offset < mem_range_softc.mr_desc[i].mr_base +
 209                     mem_range_softc.mr_desc[i].mr_len) {
 210                         switch (mem_range_softc.mr_desc[i].mr_flags &
 211                             MDF_ATTRMASK) {
 212                         case MDF_WRITEBACK:
 213                                 *memattr = VM_MEMATTR_WRITE_BACK;
 214                                 break;
 215                         case MDF_WRITECOMBINE:
 216                                 *memattr = VM_MEMATTR_WRITE_COMBINING;
 217                                 break;
 218                         case MDF_UNCACHEABLE:
 219                                 *memattr = VM_MEMATTR_UNCACHEABLE;
 220                                 break;
 221                         case MDF_WRITETHROUGH:
 222                                 *memattr = VM_MEMATTR_WRITE_THROUGH;
 223                                 break;
 224                         }
 225
 226                         break;
 227                 }
 228         }
 229
 230         return (0);
 231 }
 232
 233 static void
 234 ppc_mrinit(struct mem_range_softc *sc)
 235 {
 236         sc->mr_cap = 0;
 237         sc->mr_ndesc = 8; /* XXX: Should be dynamically expandable */
 238         sc->mr_desc = malloc(sc->mr_ndesc * sizeof(struct mem_range_desc),
 239             M_MEMDESC, M_WAITOK | M_ZERO);
 240 }
 241
 242 static int
 243 ppc_mrset(struct mem_range_softc *sc, struct mem_range_desc *desc, int *arg)
 244 {
 245         int i;
 246
 247         switch(*arg) {
 248         case MEMRANGE_SET_UPDATE:
 249                 for (i = 0; i < sc->mr_ndesc; i++) {
 250                         if (!sc->mr_desc[i].mr_len) {
 251                                 sc->mr_desc[i] = *desc;
 252                                 sc->mr_desc[i].mr_flags |= MDF_ACTIVE;
 253                                 return (0);
 254                         }
 255                         if (sc->mr_desc[i].mr_base == desc->mr_base &&
 256                             sc->mr_desc[i].mr_len == desc->mr_len)
 257                                 return (EEXIST);
 258                 }
 259                 return (ENOSPC);
 260         case MEMRANGE_SET_REMOVE:
 261                 for (i = 0; i < sc->mr_ndesc; i++)
 262                         if (sc->mr_desc[i].mr_base == desc->mr_base &&
 263                             sc->mr_desc[i].mr_len == desc->mr_len) {
 264                                 bzero(&sc->mr_desc[i], sizeof(sc->mr_desc[i]));
 265                                 return (0);
 266                         }
 267                 return (ENOENT);
 268         default:
 269                 return (EOPNOTSUPP);
 270         }
 271
 272         return (0);
 273 }
 274
 275 /*
 276  * Operations for changing memory attributes.
 277  *
 278  * This is basically just an ioctl shim for mem_range_attr_get
 279  * and mem_range_attr_set.
 280  */
 281 int
 282 memioctl_md(struct cdev *dev __unused, u_long cmd, caddr_t data, int flags,
 283     struct thread *td)
 284 {
 285         int nd, error = 0;
 286         struct mem_range_op *mo = (struct mem_range_op *)data;
 287         struct mem_range_desc *md;
 288
 289         /* is this for us? */
 290         if ((cmd != MEMRANGE_GET) &&
 291             (cmd != MEMRANGE_SET))
 292                 return (ENOTTY);
 293
 294         /* any chance we can handle this? */
 295         if (mem_range_softc.mr_op == NULL)
 296                 return (EOPNOTSUPP);
 297
 298         /* do we have any descriptors? */
 299         if (mem_range_softc.mr_ndesc == 0)
 300                 return (ENXIO);
 301
 302         switch (cmd) {
 303         case MEMRANGE_GET:
 304                 nd = imin(mo->mo_arg[0], mem_range_softc.mr_ndesc);
 305                 if (nd > 0) {
 306                         md = (struct mem_range_desc *)
 307                                 malloc(nd * sizeof(struct mem_range_desc),
 308                                        M_MEMDESC, M_WAITOK);
 309                         error = mem_range_attr_get(md, &nd);
 310                         if (!error)
 311                                 error = copyout(md, mo->mo_desc,
 312                                         nd * sizeof(struct mem_range_desc));
 313                         free(md, M_MEMDESC);
 314                 }
 315                 else
 316                         nd = mem_range_softc.mr_ndesc;
 317                 mo->mo_arg[0] = nd;
 318                 break;
 319
 320         case MEMRANGE_SET:
 321                 md = (struct mem_range_desc *)malloc(sizeof(struct mem_range_desc),
 322                                                     M_MEMDESC, M_WAITOK);
 323                 error = copyin(mo->mo_desc, md, sizeof(struct mem_range_desc));
 324                 /* clamp description string */
 325                 md->mr_owner[sizeof(md->mr_owner) - 1] = 0;
 326                 if (error == 0)
 327                         error = mem_range_attr_set(md, &mo->mo_arg[0]);
 328                 free(md, M_MEMDESC);
 329                 break;
 330         }
 331         return (error);
 332 }