arch/arm/include/asm/memory.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only */
   2 /*
   3  *  arch/arm/include/asm/memory.h
   4  *
   5  *  Copyright (C) 2000-2002 Russell King
   6  *  modification for nommu, Hyok S. Choi, 2004
   7  *
   8  *  Note: this file should not be included by non-asm/.h files
   9  */
  10 #ifndef __ASM_ARM_MEMORY_H
  11 #define __ASM_ARM_MEMORY_H
  12
  13 #include <linux/compiler.h>
  14 #include <linux/const.h>
  15 #include <linux/types.h>
  16 #include <linux/sizes.h>
  17
  18 #ifdef CONFIG_NEED_MACH_MEMORY_H
  19 #include <mach/memory.h>
  20 #endif
  21 #include <asm/kasan_def.h>
  22
  23 /*
  24  * PAGE_OFFSET: the virtual address of the start of lowmem, memory above
  25  *   the virtual address range for userspace.
  26  * KERNEL_OFFSET: the virtual address of the start of the kernel image.
  27  *   we may further offset this with TEXT_OFFSET in practice.
  28  */
  29 #define PAGE_OFFSET             UL(CONFIG_PAGE_OFFSET)
  30 #define KERNEL_OFFSET           (PAGE_OFFSET)
  31
  32 #ifdef CONFIG_MMU
  33
  34 /*
  35  * TASK_SIZE - the maximum size of a user space task.
  36  * TASK_UNMAPPED_BASE - the lower boundary of the mmap VM area
  37  */
  38 #ifndef CONFIG_KASAN
  39 #define TASK_SIZE               (UL(CONFIG_PAGE_OFFSET) - UL(SZ_16M))
  40 #else
  41 #define TASK_SIZE               (KASAN_SHADOW_START)
  42 #endif
  43 #define TASK_UNMAPPED_BASE      ALIGN(TASK_SIZE / 3, SZ_16M)
  44
  45 /*
  46  * The maximum size of a 26-bit user space task.
  47  */
  48 #define TASK_SIZE_26            (UL(1) << 26)
  49
  50 /*
  51  * The module space lives between the addresses given by TASK_SIZE
  52  * and PAGE_OFFSET - it must be within 32MB of the kernel text.
  53  */
  54 #ifndef CONFIG_THUMB2_KERNEL
  55 #define MODULES_VADDR           (PAGE_OFFSET - SZ_16M)
  56 #else
  57 /* smaller range for Thumb-2 symbols relocation (2^24)*/
  58 #define MODULES_VADDR           (PAGE_OFFSET - SZ_8M)
  59 #endif
  60
  61 #if TASK_SIZE > MODULES_VADDR
  62 #error Top of user space clashes with start of module space
  63 #endif
  64
  65 /*
  66  * The highmem pkmap virtual space shares the end of the module area.
  67  */
  68 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
  69 #define MODULES_END             (PAGE_OFFSET - PMD_SIZE)
  70 #else
  71 #define MODULES_END             (PAGE_OFFSET)
  72 #endif
  73
  74 /*
  75  * The XIP kernel gets mapped at the bottom of the module vm area.
  76  * Since we use sections to map it, this macro replaces the physical address
  77  * with its virtual address while keeping offset from the base section.
  78  */
  79 #define XIP_VIRT_ADDR(physaddr)  (MODULES_VADDR + ((physaddr) & 0x000fffff))
  80
  81 #define FDT_FIXED_BASE          UL(0xff800000)
  82 #define FDT_FIXED_SIZE          (2 * SECTION_SIZE)
  83 #define FDT_VIRT_BASE(physbase) ((void *)(FDT_FIXED_BASE | (physbase) % SECTION_SIZE))
  84
  85 #if !defined(CONFIG_SMP) && !defined(CONFIG_ARM_LPAE)
  86 /*
  87  * Allow 16MB-aligned ioremap pages
  88  */
  89 #define IOREMAP_MAX_ORDER       24
  90 #endif
  91
  92 #define VECTORS_BASE            UL(0xffff0000)
  93
  94 #else /* CONFIG_MMU */
  95
  96 #ifndef __ASSEMBLY__
  97 extern unsigned long setup_vectors_base(void);
  98 extern unsigned long vectors_base;
  99 #define VECTORS_BASE            vectors_base
 100 #endif
 101
 102 /*
 103  * The limitation of user task size can grow up to the end of free ram region.
 104  * It is difficult to define and perhaps will never meet the original meaning
 105  * of this define that was meant to.
 106  * Fortunately, there is no reference for this in noMMU mode, for now.
 107  */
 108 #define TASK_SIZE               UL(0xffffffff)
 109
 110 #ifndef TASK_UNMAPPED_BASE
 111 #define TASK_UNMAPPED_BASE      UL(0x00000000)
 112 #endif
 113
 114 #ifndef END_MEM
 115 #define END_MEM                 (UL(CONFIG_DRAM_BASE) + CONFIG_DRAM_SIZE)
 116 #endif
 117
 118 /*
 119  * The module can be at any place in ram in nommu mode.
 120  */
 121 #define MODULES_END             (END_MEM)
 122 #define MODULES_VADDR           PAGE_OFFSET
 123
 124 #define XIP_VIRT_ADDR(physaddr)  (physaddr)
 125 #define FDT_VIRT_BASE(physbase)  ((void *)(physbase))
 126
 127 #endif /* !CONFIG_MMU */
 128
 129 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 130 #define KERNEL_START            _sdata
 131 #else
 132 #define KERNEL_START            _stext
 133 #endif
 134 #define KERNEL_END              _end
 135
 136 /*
 137  * We fix the TCM memories max 32 KiB ITCM resp DTCM at these
 138  * locations
 139  */
 140 #ifdef CONFIG_HAVE_TCM
 141 #define ITCM_OFFSET     UL(0xfffe0000)
 142 #define DTCM_OFFSET     UL(0xfffe8000)
 143 #endif
 144
 145 /*
 146  * Convert a page to/from a physical address
 147  */
 148 #define page_to_phys(page)      (__pfn_to_phys(page_to_pfn(page)))
 149 #define phys_to_page(phys)      (pfn_to_page(__phys_to_pfn(phys)))
 150
 151 /*
 152  * PLAT_PHYS_OFFSET is the offset (from zero) of the start of physical
 153  * memory.  This is used for XIP and NoMMU kernels, and on platforms that don't
 154  * have CONFIG_ARM_PATCH_PHYS_VIRT. Assembly code must always use
 155  * PLAT_PHYS_OFFSET and not PHYS_OFFSET.
 156  */
 157 #define PLAT_PHYS_OFFSET        UL(CONFIG_PHYS_OFFSET)
 158
 159 #ifndef __ASSEMBLY__
 160
 161 /*
 162  * Physical start and end address of the kernel sections. These addresses are
 163  * 2MB-aligned to match the section mappings placed over the kernel. We use
 164  * u64 so that LPAE mappings beyond the 32bit limit will work out as well.
 165  */
 166 extern u64 kernel_sec_start;
 167 extern u64 kernel_sec_end;
 168
 169 /*
 170  * Physical vs virtual RAM address space conversion.  These are
 171  * private definitions which should NOT be used outside memory.h
 172  * files.  Use virt_to_phys/phys_to_virt/__pa/__va instead.
 173  *
 174  * PFNs are used to describe any physical page; this means
 175  * PFN 0 == physical address 0.
 176  */
 177
 178 #if defined(CONFIG_ARM_PATCH_PHYS_VIRT)
 179
 180 /*
 181  * Constants used to force the right instruction encodings and shifts
 182  * so that all we need to do is modify the 8-bit constant field.
 183  */
 184 #define __PV_BITS_31_24 0x81000000
 185 #define __PV_BITS_23_16 0x810000
 186 #define __PV_BITS_7_0   0x81
 187
 188 extern unsigned long __pv_phys_pfn_offset;
 189 extern u64 __pv_offset;
 190 extern void fixup_pv_table(const void *, unsigned long);
 191 extern const void *__pv_table_begin, *__pv_table_end;
 192
 193 #define PHYS_OFFSET     ((phys_addr_t)__pv_phys_pfn_offset << PAGE_SHIFT)
 194 #define PHYS_PFN_OFFSET (__pv_phys_pfn_offset)
 195
 196 #ifndef CONFIG_THUMB2_KERNEL
 197 #define __pv_stub(from,to,instr)                        \
 198         __asm__("@ __pv_stub\n"                         \
 199         "1:     " instr "       %0, %1, %2\n"           \
 200         "2:     " instr "       %0, %0, %3\n"           \
 201         "       .pushsection .pv_table,\"a\"\n"         \
 202         "       .long   1b - ., 2b - .\n"               \
 203         "       .popsection\n"                          \
 204         : "=r" (to)                                     \
 205         : "r" (from), "I" (__PV_BITS_31_24),            \
 206           "I"(__PV_BITS_23_16))
 207
 208 #define __pv_add_carry_stub(x, y)                       \
 209         __asm__("@ __pv_add_carry_stub\n"               \
 210         "0:     movw    %R0, #0\n"                      \
 211         "       adds    %Q0, %1, %R0, lsl #20\n"        \
 212         "1:     mov     %R0, %2\n"                      \
 213         "       adc     %R0, %R0, #0\n"                 \
 214         "       .pushsection .pv_table,\"a\"\n"         \
 215         "       .long   0b - ., 1b - .\n"               \
 216         "       .popsection\n"                          \
 217         : "=&r" (y)                                     \
 218         : "r" (x), "I" (__PV_BITS_7_0)                  \
 219         : "cc")
 220
 221 #else
 222 #define __pv_stub(from,to,instr)                        \
 223         __asm__("@ __pv_stub\n"                         \
 224         "0:     movw    %0, #0\n"                       \
 225         "       lsl     %0, #21\n"                      \
 226         "       " instr " %0, %1, %0\n"                 \
 227         "       .pushsection .pv_table,\"a\"\n"         \
 228         "       .long   0b - .\n"                       \
 229         "       .popsection\n"                          \
 230         : "=&r" (to)                                    \
 231         : "r" (from))
 232
 233 #define __pv_add_carry_stub(x, y)                       \
 234         __asm__("@ __pv_add_carry_stub\n"               \
 235         "0:     movw    %R0, #0\n"                      \
 236         "       lsls    %R0, #21\n"                     \
 237         "       adds    %Q0, %1, %R0\n"                 \
 238         "1:     mvn     %R0, #0\n"                      \
 239         "       adc     %R0, %R0, #0\n"                 \
 240         "       .pushsection .pv_table,\"a\"\n"         \
 241         "       .long   0b - ., 1b - .\n"               \
 242         "       .popsection\n"                          \
 243         : "=&r" (y)                                     \
 244         : "r" (x)                                       \
 245         : "cc")
 246 #endif
 247
 248 static inline phys_addr_t __virt_to_phys_nodebug(unsigned long x)
 249 {
 250         phys_addr_t t;
 251
 252         if (sizeof(phys_addr_t) == 4) {
 253                 __pv_stub(x, t, "add");
 254         } else {
 255                 __pv_add_carry_stub(x, t);
 256         }
 257         return t;
 258 }
 259
 260 static inline unsigned long __phys_to_virt(phys_addr_t x)
 261 {
 262         unsigned long t;
 263
 264         /*
 265          * 'unsigned long' cast discard upper word when
 266          * phys_addr_t is 64 bit, and makes sure that inline
 267          * assembler expression receives 32 bit argument
 268          * in place where 'r' 32 bit operand is expected.
 269          */
 270         __pv_stub((unsigned long) x, t, "sub");
 271         return t;
 272 }
 273
 274 #else
 275
 276 #define PHYS_OFFSET     PLAT_PHYS_OFFSET
 277 #define PHYS_PFN_OFFSET ((unsigned long)(PHYS_OFFSET >> PAGE_SHIFT))
 278
 279 static inline phys_addr_t __virt_to_phys_nodebug(unsigned long x)
 280 {
 281         return (phys_addr_t)x - PAGE_OFFSET + PHYS_OFFSET;
 282 }
 283
 284 static inline unsigned long __phys_to_virt(phys_addr_t x)
 285 {
 286         return x - PHYS_OFFSET + PAGE_OFFSET;
 287 }
 288
 289 #endif
 290
 291 #define virt_to_pfn(kaddr) \
 292         ((((unsigned long)(kaddr) - PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT) + \
 293          PHYS_PFN_OFFSET)
 294
 295 #define __pa_symbol_nodebug(x)  __virt_to_phys_nodebug((x))
 296
 297 #ifdef CONFIG_DEBUG_VIRTUAL
 298 extern phys_addr_t __virt_to_phys(unsigned long x);
 299 extern phys_addr_t __phys_addr_symbol(unsigned long x);
 300 #else
 301 #define __virt_to_phys(x)       __virt_to_phys_nodebug(x)
 302 #define __phys_addr_symbol(x)   __pa_symbol_nodebug(x)
 303 #endif
 304
 305 /*
 306  * These are *only* valid on the kernel direct mapped RAM memory.
 307  * Note: Drivers should NOT use these.  They are the wrong
 308  * translation for translating DMA addresses.  Use the driver
 309  * DMA support - see dma-mapping.h.
 310  */
 311 #define virt_to_phys virt_to_phys
 312 static inline phys_addr_t virt_to_phys(const volatile void *x)
 313 {
 314         return __virt_to_phys((unsigned long)(x));
 315 }
 316
 317 #define phys_to_virt phys_to_virt
 318 static inline void *phys_to_virt(phys_addr_t x)
 319 {
 320         return (void *)__phys_to_virt(x);
 321 }
 322
 323 /*
 324  * Drivers should NOT use these either.
 325  */
 326 #define __pa(x)                 __virt_to_phys((unsigned long)(x))
 327 #define __pa_symbol(x)          __phys_addr_symbol(RELOC_HIDE((unsigned long)(x), 0))
 328 #define __va(x)                 ((void *)__phys_to_virt((phys_addr_t)(x)))
 329 #define pfn_to_kaddr(pfn)       __va((phys_addr_t)(pfn) << PAGE_SHIFT)
 330
 331 extern long long arch_phys_to_idmap_offset;
 332
 333 /*
 334  * These are for systems that have a hardware interconnect supported alias
 335  * of physical memory for idmap purposes.  Most cases should leave these
 336  * untouched.  Note: this can only return addresses less than 4GiB.
 337  */
 338 static inline bool arm_has_idmap_alias(void)
 339 {
 340         return IS_ENABLED(CONFIG_MMU) && arch_phys_to_idmap_offset != 0;
 341 }
 342
 343 #define IDMAP_INVALID_ADDR ((u32)~0)
 344
 345 static inline unsigned long phys_to_idmap(phys_addr_t addr)
 346 {
 347         if (IS_ENABLED(CONFIG_MMU) && arch_phys_to_idmap_offset) {
 348                 addr += arch_phys_to_idmap_offset;
 349                 if (addr > (u32)~0)
 350                         addr = IDMAP_INVALID_ADDR;
 351         }
 352         return addr;
 353 }
 354
 355 static inline phys_addr_t idmap_to_phys(unsigned long idmap)
 356 {
 357         phys_addr_t addr = idmap;
 358
 359         if (IS_ENABLED(CONFIG_MMU) && arch_phys_to_idmap_offset)
 360                 addr -= arch_phys_to_idmap_offset;
 361
 362         return addr;
 363 }
 364
 365 static inline unsigned long __virt_to_idmap(unsigned long x)
 366 {
 367         return phys_to_idmap(__virt_to_phys(x));
 368 }
 369
 370 #define virt_to_idmap(x)        __virt_to_idmap((unsigned long)(x))
 371
 372 /*
 373  * Virtual <-> DMA view memory address translations
 374  * Again, these are *only* valid on the kernel direct mapped RAM
 375  * memory.  Use of these is *deprecated* (and that doesn't mean
 376  * use the __ prefixed forms instead.)  See dma-mapping.h.
 377  */
 378 #ifndef __virt_to_bus
 379 #define __virt_to_bus   __virt_to_phys
 380 #define __bus_to_virt   __phys_to_virt
 381 #define __pfn_to_bus(x) __pfn_to_phys(x)
 382 #define __bus_to_pfn(x) __phys_to_pfn(x)
 383 #endif
 384
 385 /*
 386  * Conversion between a struct page and a physical address.
 387  *
 388  *  page_to_pfn(page)   convert a struct page * to a PFN number
 389  *  pfn_to_page(pfn)    convert a _valid_ PFN number to struct page *
 390  *
 391  *  virt_to_page(k)     convert a _valid_ virtual address to struct page *
 392  *  virt_addr_valid(k)  indicates whether a virtual address is valid
 393  */
 394 #define ARCH_PFN_OFFSET         PHYS_PFN_OFFSET
 395
 396 #define virt_to_page(kaddr)     pfn_to_page(virt_to_pfn(kaddr))
 397 #define virt_addr_valid(kaddr)  (((unsigned long)(kaddr) >= PAGE_OFFSET && (unsigned long)(kaddr) < (unsigned long)high_memory) \
 398                                         && pfn_valid(virt_to_pfn(kaddr)))
 399
 400 #endif
 401
 402 #include <asm-generic/memory_model.h>
 403
 404 #endif