sys/powerpc/powerpc/mem.c

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