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 vectors_base;
  86 #define VECTORS_BASE            vectors_base
  87 #endif
  88
  89 /*
  90  * The limitation of user task size can grow up to the end of free ram region.
  91  * It is difficult to define and perhaps will never meet the original meaning
  92  * of this define that was meant to.
  93  * Fortunately, there is no reference for this in noMMU mode, for now.
  94  */
  95 #define TASK_SIZE               UL(0xffffffff)
  96
  97 #ifndef TASK_UNMAPPED_BASE
  98 #define TASK_UNMAPPED_BASE      UL(0x00000000)
  99 #endif
 100
 101 #ifndef END_MEM
 102 #define END_MEM                 (UL(CONFIG_DRAM_BASE) + CONFIG_DRAM_SIZE)
 103 #endif
 104
 105 /*
 106  * The module can be at any place in ram in nommu mode.
 107  */
 108 #define MODULES_END             (END_MEM)
 109 #define MODULES_VADDR           PAGE_OFFSET
 110
 111 #define XIP_VIRT_ADDR(physaddr)  (physaddr)
 112
 113 #endif /* !CONFIG_MMU */
 114
 115 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 116 #define KERNEL_START            _sdata
 117 #else
 118 #define KERNEL_START            _stext
 119 #endif
 120 #define KERNEL_END              _end
 121
 122 /*
 123  * We fix the TCM memories max 32 KiB ITCM resp DTCM at these
 124  * locations
 125  */
 126 #ifdef CONFIG_HAVE_TCM
 127 #define ITCM_OFFSET     UL(0xfffe0000)
 128 #define DTCM_OFFSET     UL(0xfffe8000)
 129 #endif
 130
 131 /*
 132  * Convert a page to/from a physical address
 133  */
 134 #define page_to_phys(page)      (__pfn_to_phys(page_to_pfn(page)))
 135 #define phys_to_page(phys)      (pfn_to_page(__phys_to_pfn(phys)))
 136
 137 /*
 138  * PLAT_PHYS_OFFSET is the offset (from zero) of the start of physical
 139  * memory.  This is used for XIP and NoMMU kernels, and on platforms that don't
 140  * have CONFIG_ARM_PATCH_PHYS_VIRT. Assembly code must always use
 141  * PLAT_PHYS_OFFSET and not PHYS_OFFSET.
 142  */
 143 #define PLAT_PHYS_OFFSET        UL(CONFIG_PHYS_OFFSET)
 144
 145 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 146 /*
 147  * When referencing data in RAM from the XIP region in a relative manner
 148  * with the MMU off, we need the relative offset between the two physical
 149  * addresses.  The macro below achieves this, which is:
 150  *    __pa(v_data) - __xip_pa(v_text)
 151  */
 152 #define PHYS_RELATIVE(v_data, v_text) \
 153         (((v_data) - PAGE_OFFSET + PLAT_PHYS_OFFSET) - \
 154          ((v_text) - XIP_VIRT_ADDR(CONFIG_XIP_PHYS_ADDR) + \
 155           CONFIG_XIP_PHYS_ADDR))
 156 #else
 157 #define PHYS_RELATIVE(v_data, v_text) ((v_data) - (v_text))
 158 #endif
 159
 160 #ifndef __ASSEMBLY__
 161
 162 /*
 163  * Physical vs virtual RAM address space conversion.  These are
 164  * private definitions which should NOT be used outside memory.h
 165  * files.  Use virt_to_phys/phys_to_virt/__pa/__va instead.
 166  *
 167  * PFNs are used to describe any physical page; this means
 168  * PFN 0 == physical address 0.
 169  */
 170
 171 #if defined(CONFIG_ARM_PATCH_PHYS_VIRT)
 172
 173 /*
 174  * Constants used to force the right instruction encodings and shifts
 175  * so that all we need to do is modify the 8-bit constant field.
 176  */
 177 #define __PV_BITS_31_24 0x81000000
 178 #define __PV_BITS_7_0   0x81
 179
 180 extern unsigned long __pv_phys_pfn_offset;
 181 extern u64 __pv_offset;
 182 extern void fixup_pv_table(const void *, unsigned long);
 183 extern const void *__pv_table_begin, *__pv_table_end;
 184
 185 #define PHYS_OFFSET     ((phys_addr_t)__pv_phys_pfn_offset << PAGE_SHIFT)
 186 #define PHYS_PFN_OFFSET (__pv_phys_pfn_offset)
 187
 188 #define __pv_stub(from,to,instr,type)                   \
 189         __asm__("@ __pv_stub\n"                         \
 190         "1:     " instr "       %0, %1, %2\n"           \
 191         "       .pushsection .pv_table,\"a\"\n"         \
 192         "       .long   1b\n"                           \
 193         "       .popsection\n"                          \
 194         : "=r" (to)                                     \
 195         : "r" (from), "I" (type))
 196
 197 #define __pv_stub_mov_hi(t)                             \
 198         __asm__ volatile("@ __pv_stub_mov\n"            \
 199         "1:     mov     %R0, %1\n"                      \
 200         "       .pushsection .pv_table,\"a\"\n"         \
 201         "       .long   1b\n"                           \
 202         "       .popsection\n"                          \
 203         : "=r" (t)                                      \
 204         : "I" (__PV_BITS_7_0))
 205
 206 #define __pv_add_carry_stub(x, y)                       \
 207         __asm__ volatile("@ __pv_add_carry_stub\n"      \
 208         "1:     adds    %Q0, %1, %2\n"                  \
 209         "       adc     %R0, %R0, #0\n"                 \
 210         "       .pushsection .pv_table,\"a\"\n"         \
 211         "       .long   1b\n"                           \
 212         "       .popsection\n"                          \
 213         : "+r" (y)                                      \
 214         : "r" (x), "I" (__PV_BITS_31_24)                \
 215         : "cc")
 216
 217 static inline phys_addr_t __virt_to_phys_nodebug(unsigned long x)
 218 {
 219         phys_addr_t t;
 220
 221         if (sizeof(phys_addr_t) == 4) {
 222                 __pv_stub(x, t, "add", __PV_BITS_31_24);
 223         } else {
 224                 __pv_stub_mov_hi(t);
 225                 __pv_add_carry_stub(x, t);
 226         }
 227         return t;
 228 }
 229
 230 static inline unsigned long __phys_to_virt(phys_addr_t x)
 231 {
 232         unsigned long t;
 233
 234         /*
 235          * 'unsigned long' cast discard upper word when
 236          * phys_addr_t is 64 bit, and makes sure that inline
 237          * assembler expression receives 32 bit argument
 238          * in place where 'r' 32 bit operand is expected.
 239          */
 240         __pv_stub((unsigned long) x, t, "sub", __PV_BITS_31_24);
 241         return t;
 242 }
 243
 244 #else
 245
 246 #define PHYS_OFFSET     PLAT_PHYS_OFFSET
 247 #define PHYS_PFN_OFFSET ((unsigned long)(PHYS_OFFSET >> PAGE_SHIFT))
 248
 249 static inline phys_addr_t __virt_to_phys_nodebug(unsigned long x)
 250 {
 251         return (phys_addr_t)x - PAGE_OFFSET + PHYS_OFFSET;
 252 }
 253
 254 static inline unsigned long __phys_to_virt(phys_addr_t x)
 255 {
 256         return x - PHYS_OFFSET + PAGE_OFFSET;
 257 }
 258
 259 #endif
 260
 261 #define virt_to_pfn(kaddr) \
 262         ((((unsigned long)(kaddr) - PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT) + \
 263          PHYS_PFN_OFFSET)
 264
 265 #define __pa_symbol_nodebug(x)  __virt_to_phys_nodebug((x))
 266
 267 #ifdef CONFIG_DEBUG_VIRTUAL
 268 extern phys_addr_t __virt_to_phys(unsigned long x);
 269 extern phys_addr_t __phys_addr_symbol(unsigned long x);
 270 #else
 271 #define __virt_to_phys(x)       __virt_to_phys_nodebug(x)
 272 #define __phys_addr_symbol(x)   __pa_symbol_nodebug(x)
 273 #endif
 274
 275 /*
 276  * These are *only* valid on the kernel direct mapped RAM memory.
 277  * Note: Drivers should NOT use these.  They are the wrong
 278  * translation for translating DMA addresses.  Use the driver
 279  * DMA support - see dma-mapping.h.
 280  */
 281 #define virt_to_phys virt_to_phys
 282 static inline phys_addr_t virt_to_phys(const volatile void *x)
 283 {
 284         return __virt_to_phys((unsigned long)(x));
 285 }
 286
 287 #define phys_to_virt phys_to_virt
 288 static inline void *phys_to_virt(phys_addr_t x)
 289 {
 290         return (void *)__phys_to_virt(x);
 291 }
 292
 293 /*
 294  * Drivers should NOT use these either.
 295  */
 296 #define __pa(x)                 __virt_to_phys((unsigned long)(x))
 297 #define __pa_symbol(x)          __phys_addr_symbol(RELOC_HIDE((unsigned long)(x), 0))
 298 #define __va(x)                 ((void *)__phys_to_virt((phys_addr_t)(x)))
 299 #define pfn_to_kaddr(pfn)       __va((phys_addr_t)(pfn) << PAGE_SHIFT)
 300
 301 extern long long arch_phys_to_idmap_offset;
 302
 303 /*
 304  * These are for systems that have a hardware interconnect supported alias
 305  * of physical memory for idmap purposes.  Most cases should leave these
 306  * untouched.  Note: this can only return addresses less than 4GiB.
 307  */
 308 static inline bool arm_has_idmap_alias(void)
 309 {
 310         return IS_ENABLED(CONFIG_MMU) && arch_phys_to_idmap_offset != 0;
 311 }
 312
 313 #define IDMAP_INVALID_ADDR ((u32)~0)
 314
 315 static inline unsigned long phys_to_idmap(phys_addr_t addr)
 316 {
 317         if (IS_ENABLED(CONFIG_MMU) && arch_phys_to_idmap_offset) {
 318                 addr += arch_phys_to_idmap_offset;
 319                 if (addr > (u32)~0)
 320                         addr = IDMAP_INVALID_ADDR;
 321         }
 322         return addr;
 323 }
 324
 325 static inline phys_addr_t idmap_to_phys(unsigned long idmap)
 326 {
 327         phys_addr_t addr = idmap;
 328
 329         if (IS_ENABLED(CONFIG_MMU) && arch_phys_to_idmap_offset)
 330                 addr -= arch_phys_to_idmap_offset;
 331
 332         return addr;
 333 }
 334
 335 static inline unsigned long __virt_to_idmap(unsigned long x)
 336 {
 337         return phys_to_idmap(__virt_to_phys(x));
 338 }
 339
 340 #define virt_to_idmap(x)        __virt_to_idmap((unsigned long)(x))
 341
 342 /*
 343  * Virtual <-> DMA view memory address translations
 344  * Again, these are *only* valid on the kernel direct mapped RAM
 345  * memory.  Use of these is *deprecated* (and that doesn't mean
 346  * use the __ prefixed forms instead.)  See dma-mapping.h.
 347  */
 348 #ifndef __virt_to_bus
 349 #define __virt_to_bus   __virt_to_phys
 350 #define __bus_to_virt   __phys_to_virt
 351 #define __pfn_to_bus(x) __pfn_to_phys(x)
 352 #define __bus_to_pfn(x) __phys_to_pfn(x)
 353 #endif
 354
 355 /*
 356  * Conversion between a struct page and a physical address.
 357  *
 358  *  page_to_pfn(page)   convert a struct page * to a PFN number
 359  *  pfn_to_page(pfn)    convert a _valid_ PFN number to struct page *
 360  *
 361  *  virt_to_page(k)     convert a _valid_ virtual address to struct page *
 362  *  virt_addr_valid(k)  indicates whether a virtual address is valid
 363  */
 364 #define ARCH_PFN_OFFSET         PHYS_PFN_OFFSET
 365
 366 #define virt_to_page(kaddr)     pfn_to_page(virt_to_pfn(kaddr))
 367 #define virt_addr_valid(kaddr)  (((unsigned long)(kaddr) >= PAGE_OFFSET && (unsigned long)(kaddr) < (unsigned long)high_memory) \
 368                                         && pfn_valid(virt_to_pfn(kaddr)))
 369
 370 #endif
 371
 372 #include <asm-generic/memory_model.h>
 373
 374 #endif