arch/arm/include/asm/memory.h

   1 /*
   2  *  arch/arm/include/asm/memory.h
   3  *
   4  *  Copyright (C) 2000-2002 Russell King
   5  *  modification for nommu, Hyok S. Choi, 2004
   6  *
   7  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   8  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   9  * published by the Free Software Foundation.
  10  *
  11  *  Note: this file should not be included by non-asm/.h files
  12  */
  13 #ifndef __ASM_ARM_MEMORY_H
  14 #define __ASM_ARM_MEMORY_H
  15
  16 #include <linux/compiler.h>
  17 #include <linux/const.h>
  18 #include <linux/types.h>
  19 #include <linux/sizes.h>
  20
  21 #ifdef CONFIG_NEED_MACH_MEMORY_H
  22 #include <mach/memory.h>
  23 #endif
  24
  25 /* PAGE_OFFSET - the virtual address of the start of the kernel image */
  26 #define PAGE_OFFSET             UL(CONFIG_PAGE_OFFSET)
  27
  28 #ifdef CONFIG_MMU
  29
  30 /*
  31  * TASK_SIZE - the maximum size of a user space task.
  32  * TASK_UNMAPPED_BASE - the lower boundary of the mmap VM area
  33  */
  34 #define TASK_SIZE               (UL(CONFIG_PAGE_OFFSET) - UL(SZ_16M))
  35 #define TASK_UNMAPPED_BASE      ALIGN(TASK_SIZE / 3, SZ_16M)
  36
  37 /*
  38  * The maximum size of a 26-bit user space task.
  39  */
  40 #define TASK_SIZE_26            (UL(1) << 26)
  41
  42 /*
  43  * The module space lives between the addresses given by TASK_SIZE
  44  * and PAGE_OFFSET - it must be within 32MB of the kernel text.
  45  */
  46 #ifndef CONFIG_THUMB2_KERNEL
  47 #define MODULES_VADDR           (PAGE_OFFSET - SZ_16M)
  48 #else
  49 /* smaller range for Thumb-2 symbols relocation (2^24)*/
  50 #define MODULES_VADDR           (PAGE_OFFSET - SZ_8M)
  51 #endif
  52
  53 #if TASK_SIZE > MODULES_VADDR
  54 #error Top of user space clashes with start of module space
  55 #endif
  56
  57 /*
  58  * The highmem pkmap virtual space shares the end of the module area.
  59  */
  60 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
  61 #define MODULES_END             (PAGE_OFFSET - PMD_SIZE)
  62 #else
  63 #define MODULES_END             (PAGE_OFFSET)
  64 #endif
  65
  66 /*
  67  * The XIP kernel gets mapped at the bottom of the module vm area.
  68  * Since we use sections to map it, this macro replaces the physical address
  69  * with its virtual address while keeping offset from the base section.
  70  */
  71 #define XIP_VIRT_ADDR(physaddr)  (MODULES_VADDR + ((physaddr) & 0x000fffff))
  72
  73 #if !defined(CONFIG_SMP) && !defined(CONFIG_ARM_LPAE)
  74 /*
  75  * Allow 16MB-aligned ioremap pages
  76  */
  77 #define IOREMAP_MAX_ORDER       24
  78 #endif
  79
  80 #define VECTORS_BASE            UL(0xffff0000)
  81
  82 #else /* CONFIG_MMU */
  83
  84 #ifndef __ASSEMBLY__
  85 extern unsigned long setup_vectors_base(void);
  86 extern unsigned long vectors_base;
  87 #define VECTORS_BASE            vectors_base
  88 #endif
  89
  90 /*
  91  * The limitation of user task size can grow up to the end of free ram region.
  92  * It is difficult to define and perhaps will never meet the original meaning
  93  * of this define that was meant to.
  94  * Fortunately, there is no reference for this in noMMU mode, for now.
  95  */
  96 #define TASK_SIZE               UL(0xffffffff)
  97
  98 #ifndef TASK_UNMAPPED_BASE
  99 #define TASK_UNMAPPED_BASE      UL(0x00000000)
 100 #endif
 101
 102 #ifndef END_MEM
 103 #define END_MEM                 (UL(CONFIG_DRAM_BASE) + CONFIG_DRAM_SIZE)
 104 #endif
 105
 106 /*
 107  * The module can be at any place in ram in nommu mode.
 108  */
 109 #define MODULES_END             (END_MEM)
 110 #define MODULES_VADDR           PAGE_OFFSET
 111
 112 #define XIP_VIRT_ADDR(physaddr)  (physaddr)
 113
 114 #endif /* !CONFIG_MMU */
 115
 116 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 117 #define KERNEL_START            _sdata
 118 #else
 119 #define KERNEL_START            _stext
 120 #endif
 121 #define KERNEL_END              _end
 122
 123 /*
 124  * We fix the TCM memories max 32 KiB ITCM resp DTCM at these
 125  * locations
 126  */
 127 #ifdef CONFIG_HAVE_TCM
 128 #define ITCM_OFFSET     UL(0xfffe0000)
 129 #define DTCM_OFFSET     UL(0xfffe8000)
 130 #endif
 131
 132 /*
 133  * Convert a page to/from a physical address
 134  */
 135 #define page_to_phys(page)      (__pfn_to_phys(page_to_pfn(page)))
 136 #define phys_to_page(phys)      (pfn_to_page(__phys_to_pfn(phys)))
 137
 138 /*
 139  * PLAT_PHYS_OFFSET is the offset (from zero) of the start of physical
 140  * memory.  This is used for XIP and NoMMU kernels, and on platforms that don't
 141  * have CONFIG_ARM_PATCH_PHYS_VIRT. Assembly code must always use
 142  * PLAT_PHYS_OFFSET and not PHYS_OFFSET.
 143  */
 144 #define PLAT_PHYS_OFFSET        UL(CONFIG_PHYS_OFFSET)
 145
 146 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 147 /*
 148  * When referencing data in RAM from the XIP region in a relative manner
 149  * with the MMU off, we need the relative offset between the two physical
 150  * addresses.  The macro below achieves this, which is:
 151  *    __pa(v_data) - __xip_pa(v_text)
 152  */
 153 #define PHYS_RELATIVE(v_data, v_text) \
 154         (((v_data) - PAGE_OFFSET + PLAT_PHYS_OFFSET) - \
 155          ((v_text) - XIP_VIRT_ADDR(CONFIG_XIP_PHYS_ADDR) + \
 156           CONFIG_XIP_PHYS_ADDR))
 157 #else
 158 #define PHYS_RELATIVE(v_data, v_text) ((v_data) - (v_text))
 159 #endif
 160
 161 #ifndef __ASSEMBLY__
 162
 163 /*
 164  * Physical vs virtual RAM address space conversion.  These are
 165  * private definitions which should NOT be used outside memory.h
 166  * files.  Use virt_to_phys/phys_to_virt/__pa/__va instead.
 167  *
 168  * PFNs are used to describe any physical page; this means
 169  * PFN 0 == physical address 0.
 170  */
 171
 172 #if defined(CONFIG_ARM_PATCH_PHYS_VIRT)
 173
 174 /*
 175  * Constants used to force the right instruction encodings and shifts
 176  * so that all we need to do is modify the 8-bit constant field.
 177  */
 178 #define __PV_BITS_31_24 0x81000000
 179 #define __PV_BITS_7_0   0x81
 180
 181 extern unsigned long __pv_phys_pfn_offset;
 182 extern u64 __pv_offset;
 183 extern void fixup_pv_table(const void *, unsigned long);
 184 extern const void *__pv_table_begin, *__pv_table_end;
 185
 186 #define PHYS_OFFSET     ((phys_addr_t)__pv_phys_pfn_offset << PAGE_SHIFT)
 187 #define PHYS_PFN_OFFSET (__pv_phys_pfn_offset)
 188
 189 #define __pv_stub(from,to,instr,type)                   \
 190         __asm__("@ __pv_stub\n"                         \
 191         "1:     " instr "       %0, %1, %2\n"           \
 192         "       .pushsection .pv_table,\"a\"\n"         \
 193         "       .long   1b\n"                           \
 194         "       .popsection\n"                          \
 195         : "=r" (to)                                     \
 196         : "r" (from), "I" (type))
 197
 198 #define __pv_stub_mov_hi(t)                             \
 199         __asm__ volatile("@ __pv_stub_mov\n"            \
 200         "1:     mov     %R0, %1\n"                      \
 201         "       .pushsection .pv_table,\"a\"\n"         \
 202         "       .long   1b\n"                           \
 203         "       .popsection\n"                          \
 204         : "=r" (t)                                      \
 205         : "I" (__PV_BITS_7_0))
 206
 207 #define __pv_add_carry_stub(x, y)                       \
 208         __asm__ volatile("@ __pv_add_carry_stub\n"      \
 209         "1:     adds    %Q0, %1, %2\n"                  \
 210         "       adc     %R0, %R0, #0\n"                 \
 211         "       .pushsection .pv_table,\"a\"\n"         \
 212         "       .long   1b\n"                           \
 213         "       .popsection\n"                          \
 214         : "+r" (y)                                      \
 215         : "r" (x), "I" (__PV_BITS_31_24)                \
 216         : "cc")
 217
 218 static inline phys_addr_t __virt_to_phys_nodebug(unsigned long x)
 219 {
 220         phys_addr_t t;
 221
 222         if (sizeof(phys_addr_t) == 4) {
 223                 __pv_stub(x, t, "add", __PV_BITS_31_24);
 224         } else {
 225                 __pv_stub_mov_hi(t);
 226                 __pv_add_carry_stub(x, t);
 227         }
 228         return t;
 229 }
 230
 231 static inline unsigned long __phys_to_virt(phys_addr_t x)
 232 {
 233         unsigned long t;
 234
 235         /*
 236          * 'unsigned long' cast discard upper word when
 237          * phys_addr_t is 64 bit, and makes sure that inline
 238          * assembler expression receives 32 bit argument
 239          * in place where 'r' 32 bit operand is expected.
 240          */
 241         __pv_stub((unsigned long) x, t, "sub", __PV_BITS_31_24);
 242         return t;
 243 }
 244
 245 #else
 246
 247 #define PHYS_OFFSET     PLAT_PHYS_OFFSET
 248 #define PHYS_PFN_OFFSET ((unsigned long)(PHYS_OFFSET >> PAGE_SHIFT))
 249
 250 static inline phys_addr_t __virt_to_phys_nodebug(unsigned long x)
 251 {
 252         return (phys_addr_t)x - PAGE_OFFSET + PHYS_OFFSET;
 253 }
 254
 255 static inline unsigned long __phys_to_virt(phys_addr_t x)
 256 {
 257         return x - PHYS_OFFSET + PAGE_OFFSET;
 258 }
 259
 260 #endif
 261
 262 #define virt_to_pfn(kaddr) \
 263         ((((unsigned long)(kaddr) - PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT) + \
 264          PHYS_PFN_OFFSET)
 265
 266 #define __pa_symbol_nodebug(x)  __virt_to_phys_nodebug((x))
 267
 268 #ifdef CONFIG_DEBUG_VIRTUAL
 269 extern phys_addr_t __virt_to_phys(unsigned long x);
 270 extern phys_addr_t __phys_addr_symbol(unsigned long x);
 271 #else
 272 #define __virt_to_phys(x)       __virt_to_phys_nodebug(x)
 273 #define __phys_addr_symbol(x)   __pa_symbol_nodebug(x)
 274 #endif
 275
 276 /*
 277  * These are *only* valid on the kernel direct mapped RAM memory.
 278  * Note: Drivers should NOT use these.  They are the wrong
 279  * translation for translating DMA addresses.  Use the driver
 280  * DMA support - see dma-mapping.h.
 281  */
 282 #define virt_to_phys virt_to_phys
 283 static inline phys_addr_t virt_to_phys(const volatile void *x)
 284 {
 285         return __virt_to_phys((unsigned long)(x));
 286 }
 287
 288 #define phys_to_virt phys_to_virt
 289 static inline void *phys_to_virt(phys_addr_t x)
 290 {
 291         return (void *)__phys_to_virt(x);
 292 }
 293
 294 /*
 295  * Drivers should NOT use these either.
 296  */
 297 #define __pa(x)                 __virt_to_phys((unsigned long)(x))
 298 #define __pa_symbol(x)          __phys_addr_symbol(RELOC_HIDE((unsigned long)(x), 0))
 299 #define __va(x)                 ((void *)__phys_to_virt((phys_addr_t)(x)))
 300 #define pfn_to_kaddr(pfn)       __va((phys_addr_t)(pfn) << PAGE_SHIFT)
 301
 302 extern long long arch_phys_to_idmap_offset;
 303
 304 /*
 305  * These are for systems that have a hardware interconnect supported alias
 306  * of physical memory for idmap purposes.  Most cases should leave these
 307  * untouched.  Note: this can only return addresses less than 4GiB.
 308  */
 309 static inline bool arm_has_idmap_alias(void)
 310 {
 311         return IS_ENABLED(CONFIG_MMU) && arch_phys_to_idmap_offset != 0;
 312 }
 313
 314 #define IDMAP_INVALID_ADDR ((u32)~0)
 315
 316 static inline unsigned long phys_to_idmap(phys_addr_t addr)
 317 {
 318         if (IS_ENABLED(CONFIG_MMU) && arch_phys_to_idmap_offset) {
 319                 addr += arch_phys_to_idmap_offset;
 320                 if (addr > (u32)~0)
 321                         addr = IDMAP_INVALID_ADDR;
 322         }
 323         return addr;
 324 }
 325
 326 static inline phys_addr_t idmap_to_phys(unsigned long idmap)
 327 {
 328         phys_addr_t addr = idmap;
 329
 330         if (IS_ENABLED(CONFIG_MMU) && arch_phys_to_idmap_offset)
 331                 addr -= arch_phys_to_idmap_offset;
 332
 333         return addr;
 334 }
 335
 336 static inline unsigned long __virt_to_idmap(unsigned long x)
 337 {
 338         return phys_to_idmap(__virt_to_phys(x));
 339 }
 340
 341 #define virt_to_idmap(x)        __virt_to_idmap((unsigned long)(x))
 342
 343 /*
 344  * Virtual <-> DMA view memory address translations
 345  * Again, these are *only* valid on the kernel direct mapped RAM
 346  * memory.  Use of these is *deprecated* (and that doesn't mean
 347  * use the __ prefixed forms instead.)  See dma-mapping.h.
 348  */
 349 #ifndef __virt_to_bus
 350 #define __virt_to_bus   __virt_to_phys
 351 #define __bus_to_virt   __phys_to_virt
 352 #define __pfn_to_bus(x) __pfn_to_phys(x)
 353 #define __bus_to_pfn(x) __phys_to_pfn(x)
 354 #endif
 355
 356 /*
 357  * Conversion between a struct page and a physical address.
 358  *
 359  *  page_to_pfn(page)   convert a struct page * to a PFN number
 360  *  pfn_to_page(pfn)    convert a _valid_ PFN number to struct page *
 361  *
 362  *  virt_to_page(k)     convert a _valid_ virtual address to struct page *
 363  *  virt_addr_valid(k)  indicates whether a virtual address is valid
 364  */
 365 #define ARCH_PFN_OFFSET         PHYS_PFN_OFFSET
 366
 367 #define virt_to_page(kaddr)     pfn_to_page(virt_to_pfn(kaddr))
 368 #define virt_addr_valid(kaddr)  (((unsigned long)(kaddr) >= PAGE_OFFSET && (unsigned long)(kaddr) < (unsigned long)high_memory) \
 369                                         && pfn_valid(virt_to_pfn(kaddr)))
 370
 371 #endif
 372
 373 #include <asm-generic/memory_model.h>
 374
 375 #endif