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/param.h>
  38 #include <sys/efi.h>
  39 #include <sys/kernel.h>
  40 #include <sys/linker.h>
  41 #include <sys/lock.h>
  42 #include <sys/mutex.h>
  43 #include <sys/proc.h>
  44 #include <sys/rwlock.h>
  45 #include <sys/systm.h>
  46 #include <sys/vmmeter.h>
  47
  48 #include <machine/pte.h>
  49 #include <machine/vmparam.h>
  50
  51 #include <vm/vm.h>
  52 #include <vm/pmap.h>
  53 #include <vm/vm_map.h>
  54 #include <vm/vm_object.h>
  55 #include <vm/vm_page.h>
  56 #include <vm/vm_pager.h>
  57
  58 static vm_object_t obj_1t1_pt;
  59 static vm_pindex_t efi_1t1_idx;
  60 static pd_entry_t *efi_l0;
  61 static uint64_t efi_ttbr0;
  62
  63 void
  64 efi_destroy_1t1_map(void)
  65 {
  66         vm_page_t m;
  67
  68         if (obj_1t1_pt != NULL) {
  69                 VM_OBJECT_RLOCK(obj_1t1_pt);
  70                 TAILQ_FOREACH(m, &obj_1t1_pt->memq, listq)
  71                         m->ref_count = VPRC_OBJREF;
  72                 vm_wire_sub(obj_1t1_pt->resident_page_count);
  73                 VM_OBJECT_RUNLOCK(obj_1t1_pt);
  74                 vm_object_deallocate(obj_1t1_pt);
  75         }
  76
  77         obj_1t1_pt = NULL;
  78         efi_1t1_idx = 0;
  79         efi_l0 = NULL;
  80         efi_ttbr0 = 0;
  81 }
  82
  83 static vm_page_t
  84 efi_1t1_page(void)
  85 {
  86
  87         return (vm_page_grab(obj_1t1_pt, efi_1t1_idx++, VM_ALLOC_NOBUSY |
  88             VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_ZERO));
  89 }
  90
  91 static pt_entry_t *
  92 efi_1t1_l3(vm_offset_t va)
  93 {
  94         pd_entry_t *l0, *l1, *l2;
  95         pt_entry_t *l3;
  96         vm_pindex_t l0_idx, l1_idx, l2_idx;
  97         vm_page_t m;
  98         vm_paddr_t mphys;
  99
 100         l0_idx = pmap_l0_index(va);
 101         l0 = &efi_l0[l0_idx];
 102         if (*l0 == 0) {
 103                 m = efi_1t1_page();
 104                 mphys = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
 105                 *l0 = PHYS_TO_PTE(mphys) | L0_TABLE;
 106         } else {
 107                 mphys = PTE_TO_PHYS(*l0);
 108         }
 109
 110         l1 = (pd_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(mphys);
 111         l1_idx = pmap_l1_index(va);
 112         l1 += l1_idx;
 113         if (*l1 == 0) {
 114                 m = efi_1t1_page();
 115                 mphys = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
 116                 *l1 = PHYS_TO_PTE(mphys) | L1_TABLE;
 117         } else {
 118                 mphys = PTE_TO_PHYS(*l1);
 119         }
 120
 121         l2 = (pd_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(mphys);
 122         l2_idx = pmap_l2_index(va);
 123         l2 += l2_idx;
 124         if (*l2 == 0) {
 125                 m = efi_1t1_page();
 126                 mphys = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
 127                 *l2 = PHYS_TO_PTE(mphys) | L2_TABLE;
 128         } else {
 129                 mphys = PTE_TO_PHYS(*l2);
 130         }
 131
 132         l3 = (pt_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(mphys);
 133         l3 += pmap_l3_index(va);
 134         KASSERT(*l3 == 0, ("%s: Already mapped: va %#jx *pt %#jx", __func__,
 135             va, *l3));
 136
 137         return (l3);
 138 }
 139
 140 /*
 141  * Map a physical address from EFI runtime space into KVA space.  Returns 0 to
 142  * indicate a failed mapping so that the caller may handle error.
 143  */
 144 vm_offset_t
 145 efi_phys_to_kva(vm_paddr_t paddr)
 146 {
 147         if (PHYS_IN_DMAP(paddr))
 148                 return (PHYS_TO_DMAP(paddr));
 149
 150         /* TODO: Map memory not in the DMAP */
 151
 152         return (0);
 153 }
 154
 155 /*
 156  * Create the 1:1 virtual to physical map for EFI
 157  */
 158 bool
 159 efi_create_1t1_map(struct efi_md *map, int ndesc, int descsz)
 160 {
 161         struct efi_md *p;
 162         pt_entry_t *l3, l3_attr;
 163         vm_offset_t va;
 164         vm_page_t efi_l0_page;
 165         uint64_t idx;
 166         int i, mode;
 167
 168         obj_1t1_pt = vm_pager_allocate(OBJT_PHYS, NULL, L0_ENTRIES +
 169             L0_ENTRIES * Ln_ENTRIES + L0_ENTRIES * Ln_ENTRIES * Ln_ENTRIES +
 170             L0_ENTRIES * Ln_ENTRIES * Ln_ENTRIES * Ln_ENTRIES,
 171             VM_PROT_ALL, 0, NULL);
 172         VM_OBJECT_WLOCK(obj_1t1_pt);
 173         efi_l0_page = efi_1t1_page();
 174         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj_1t1_pt);
 175         efi_l0 = (pd_entry_t *)PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(efi_l0_page));
 176         efi_ttbr0 = ASID_TO_OPERAND(ASID_RESERVED_FOR_EFI) |
 177             VM_PAGE_TO_PHYS(efi_l0_page);
 178
 179         for (i = 0, p = map; i < ndesc; i++, p = efi_next_descriptor(p,
 180             descsz)) {
 181                 if ((p->md_attr & EFI_MD_ATTR_RT) == 0)
 182                         continue;
 183                 if (p->md_virt != 0 && p->md_virt != p->md_phys) {
 184                         if (bootverbose)
 185                                 printf("EFI Runtime entry %d is mapped\n", i);
 186                         goto fail;
 187                 }
 188                 if ((p->md_phys & EFI_PAGE_MASK) != 0) {
 189                         if (bootverbose)
 190                                 printf("EFI Runtime entry %d is not aligned\n",
 191                                     i);
 192                         goto fail;
 193                 }
 194                 if (p->md_phys + p->md_pages * EFI_PAGE_SIZE < p->md_phys ||
 195                     p->md_phys + p->md_pages * EFI_PAGE_SIZE >=
 196                     VM_MAXUSER_ADDRESS) {
 197                         printf("EFI Runtime entry %d is not in mappable for RT:"
 198                             "base %#016jx %#jx pages\n",
 199                             i, (uintmax_t)p->md_phys,
 200                             (uintmax_t)p->md_pages);
 201                         goto fail;
 202                 }
 203                 if ((p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WB) != 0)
 204                         mode = VM_MEMATTR_WRITE_BACK;
 205                 else if ((p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WT) != 0)
 206                         mode = VM_MEMATTR_WRITE_THROUGH;
 207                 else if ((p->md_attr & EFI_MD_ATTR_WC) != 0)
 208                         mode = VM_MEMATTR_WRITE_COMBINING;
 209                 else
 210                         mode = VM_MEMATTR_DEVICE;
 211
 212                 if (bootverbose) {
 213                         printf("MAP %lx mode %x pages %lu\n",
 214                             p->md_phys, mode, p->md_pages);
 215                 }
 216
 217                 l3_attr = ATTR_DEFAULT | ATTR_S1_IDX(mode) |
 218                     ATTR_S1_AP(ATTR_S1_AP_RW) | ATTR_S1_nG | L3_PAGE;
 219                 if (mode == VM_MEMATTR_DEVICE || p->md_attr & EFI_MD_ATTR_XP)
 220                         l3_attr |= ATTR_S1_XN;
 221
 222                 VM_OBJECT_WLOCK(obj_1t1_pt);
 223                 for (va = p->md_phys, idx = 0; idx < p->md_pages;
 224                     idx += (PAGE_SIZE / EFI_PAGE_SIZE), va += PAGE_SIZE) {
 225                         l3 = efi_1t1_l3(va);
 226                         *l3 = va | l3_attr;
 227                 }
 228                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj_1t1_pt);
 229         }
 230
 231         return (true);
 232 fail:
 233         efi_destroy_1t1_map();
 234         return (false);
 235 }
 236
 237 int
 238 efi_arch_enter(void)
 239 {
 240
 241         CRITICAL_ASSERT(curthread);
 242
 243         /*
 244          * Temporarily switch to EFI's page table.  However, we leave curpmap
 245          * unchanged in order to prevent its ASID from being reclaimed before
 246          * we switch back to its page table in efi_arch_leave().
 247          */
 248         set_ttbr0(efi_ttbr0);
 249         if (PCPU_GET(bcast_tlbi_workaround) != 0)
 250                 invalidate_local_icache();
 251
 252         return (0);
 253 }
 254
 255 void
 256 efi_arch_leave(void)
 257 {
 258
 259         /*
 260          * Restore the pcpu pointer. Some UEFI implementations trash it and
 261          * we don't store it before calling into them. To fix this we need
 262          * to restore it after returning to the kernel context. As reading
 263          * curpmap will access x18 we need to restore it before loading
 264          * the pmap pointer.
 265          */
 266         __asm __volatile(
 267             "mrs x18, tpidr_el1 \n"
 268         );
 269         set_ttbr0(pmap_to_ttbr0(PCPU_GET(curpmap)));
 270         if (PCPU_GET(bcast_tlbi_workaround) != 0)
 271                 invalidate_local_icache();
 272 }
 273
 274 int
 275 efi_rt_arch_call(struct efirt_callinfo *ec)
 276 {
 277
 278         panic("not implemented");
 279 }