xref: /openbmc/linux/arch/sh/kernel/io_trapped.c (revision b2839ed83f54d40870747ac8d655504dff63d1c5)
1e7cc9a73SMagnus Damm /*
2e7cc9a73SMagnus Damm  * Trapped io support
3e7cc9a73SMagnus Damm  *
4e7cc9a73SMagnus Damm  * Copyright (C) 2008 Magnus Damm
5e7cc9a73SMagnus Damm  *
6e7cc9a73SMagnus Damm  * Intercept io operations by trapping.
7e7cc9a73SMagnus Damm  *
8e7cc9a73SMagnus Damm  * This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
9e7cc9a73SMagnus Damm  * License.  See the file "COPYING" in the main directory of this archive
10e7cc9a73SMagnus Damm  * for more details.
11e7cc9a73SMagnus Damm  */
12e7cc9a73SMagnus Damm #include <linux/kernel.h>
13e7cc9a73SMagnus Damm #include <linux/mm.h>
14e7cc9a73SMagnus Damm #include <linux/bitops.h>
15e7cc9a73SMagnus Damm #include <linux/vmalloc.h>
16ecc14e8cSPaul Mundt #include <linux/module.h>
17e7cc9a73SMagnus Damm #include <asm/system.h>
18e7cc9a73SMagnus Damm #include <asm/mmu_context.h>
19e7cc9a73SMagnus Damm #include <asm/uaccess.h>
20e7cc9a73SMagnus Damm #include <asm/io.h>
21e7cc9a73SMagnus Damm #include <asm/io_trapped.h>
22e7cc9a73SMagnus Damm 
23e7cc9a73SMagnus Damm #define TRAPPED_PAGES_MAX 16
24e7cc9a73SMagnus Damm 
25e7cc9a73SMagnus Damm #ifdef CONFIG_HAS_IOPORT
26e7cc9a73SMagnus Damm LIST_HEAD(trapped_io);
27ecc14e8cSPaul Mundt EXPORT_SYMBOL_GPL(trapped_io);
28e7cc9a73SMagnus Damm #endif
29e7cc9a73SMagnus Damm #ifdef CONFIG_HAS_IOMEM
30e7cc9a73SMagnus Damm LIST_HEAD(trapped_mem);
31ecc14e8cSPaul Mundt EXPORT_SYMBOL_GPL(trapped_mem);
32e7cc9a73SMagnus Damm #endif
33e7cc9a73SMagnus Damm static DEFINE_SPINLOCK(trapped_lock);
34e7cc9a73SMagnus Damm 
35*b2839ed8SPaul Mundt int register_trapped_io(struct trapped_io *tiop)
36e7cc9a73SMagnus Damm {
37e7cc9a73SMagnus Damm 	struct resource *res;
38e7cc9a73SMagnus Damm 	unsigned long len = 0, flags = 0;
39e7cc9a73SMagnus Damm 	struct page *pages[TRAPPED_PAGES_MAX];
40e7cc9a73SMagnus Damm 	int k, n;
41e7cc9a73SMagnus Damm 
42e7cc9a73SMagnus Damm 	/* structure must be page aligned */
43e7cc9a73SMagnus Damm 	if ((unsigned long)tiop & (PAGE_SIZE - 1))
44e7cc9a73SMagnus Damm 		goto bad;
45e7cc9a73SMagnus Damm 
46e7cc9a73SMagnus Damm 	for (k = 0; k < tiop->num_resources; k++) {
47e7cc9a73SMagnus Damm 		res = tiop->resource + k;
48e7cc9a73SMagnus Damm 		len += roundup((res->end - res->start) + 1, PAGE_SIZE);
49e7cc9a73SMagnus Damm 		flags |= res->flags;
50e7cc9a73SMagnus Damm 	}
51e7cc9a73SMagnus Damm 
52e7cc9a73SMagnus Damm 	/* support IORESOURCE_IO _or_ MEM, not both */
53e7cc9a73SMagnus Damm 	if (hweight_long(flags) != 1)
54e7cc9a73SMagnus Damm 		goto bad;
55e7cc9a73SMagnus Damm 
56e7cc9a73SMagnus Damm 	n = len >> PAGE_SHIFT;
57e7cc9a73SMagnus Damm 
58e7cc9a73SMagnus Damm 	if (n >= TRAPPED_PAGES_MAX)
59e7cc9a73SMagnus Damm 		goto bad;
60e7cc9a73SMagnus Damm 
61e7cc9a73SMagnus Damm 	for (k = 0; k < n; k++)
62e7cc9a73SMagnus Damm 		pages[k] = virt_to_page(tiop);
63e7cc9a73SMagnus Damm 
64e7cc9a73SMagnus Damm 	tiop->virt_base = vmap(pages, n, VM_MAP, PAGE_NONE);
65e7cc9a73SMagnus Damm 	if (!tiop->virt_base)
66e7cc9a73SMagnus Damm 		goto bad;
67e7cc9a73SMagnus Damm 
68e7cc9a73SMagnus Damm 	len = 0;
69e7cc9a73SMagnus Damm 	for (k = 0; k < tiop->num_resources; k++) {
70e7cc9a73SMagnus Damm 		res = tiop->resource + k;
71e7cc9a73SMagnus Damm 		pr_info("trapped io 0x%08lx overrides %s 0x%08lx\n",
72e7cc9a73SMagnus Damm 		       (unsigned long)(tiop->virt_base + len),
73e7cc9a73SMagnus Damm 		       res->flags & IORESOURCE_IO ? "io" : "mmio",
74e7cc9a73SMagnus Damm 		       (unsigned long)res->start);
75e7cc9a73SMagnus Damm 		len += roundup((res->end - res->start) + 1, PAGE_SIZE);
76e7cc9a73SMagnus Damm 	}
77e7cc9a73SMagnus Damm 
78e7cc9a73SMagnus Damm 	tiop->magic = IO_TRAPPED_MAGIC;
79e7cc9a73SMagnus Damm 	INIT_LIST_HEAD(&tiop->list);
80e7cc9a73SMagnus Damm 	spin_lock_irq(&trapped_lock);
81e7cc9a73SMagnus Damm 	if (flags & IORESOURCE_IO)
82e7cc9a73SMagnus Damm 		list_add(&tiop->list, &trapped_io);
83e7cc9a73SMagnus Damm 	if (flags & IORESOURCE_MEM)
84e7cc9a73SMagnus Damm 		list_add(&tiop->list, &trapped_mem);
85e7cc9a73SMagnus Damm 	spin_unlock_irq(&trapped_lock);
86e7cc9a73SMagnus Damm 
87e7cc9a73SMagnus Damm 	return 0;
88e7cc9a73SMagnus Damm  bad:
89e7cc9a73SMagnus Damm 	pr_warning("unable to install trapped io filter\n");
90e7cc9a73SMagnus Damm 	return -1;
91e7cc9a73SMagnus Damm }
92ecc14e8cSPaul Mundt EXPORT_SYMBOL_GPL(register_trapped_io);
93e7cc9a73SMagnus Damm 
94e7cc9a73SMagnus Damm void __iomem *match_trapped_io_handler(struct list_head *list,
95e7cc9a73SMagnus Damm 				       unsigned long offset,
96e7cc9a73SMagnus Damm 				       unsigned long size)
97e7cc9a73SMagnus Damm {
98e7cc9a73SMagnus Damm 	unsigned long voffs;
99e7cc9a73SMagnus Damm 	struct trapped_io *tiop;
100e7cc9a73SMagnus Damm 	struct resource *res;
101e7cc9a73SMagnus Damm 	int k, len;
102e7cc9a73SMagnus Damm 
103e7cc9a73SMagnus Damm 	spin_lock_irq(&trapped_lock);
104e7cc9a73SMagnus Damm 	list_for_each_entry(tiop, list, list) {
105e7cc9a73SMagnus Damm 		voffs = 0;
106e7cc9a73SMagnus Damm 		for (k = 0; k < tiop->num_resources; k++) {
107e7cc9a73SMagnus Damm 			res = tiop->resource + k;
108e7cc9a73SMagnus Damm 			if (res->start == offset) {
109e7cc9a73SMagnus Damm 				spin_unlock_irq(&trapped_lock);
110e7cc9a73SMagnus Damm 				return tiop->virt_base + voffs;
111e7cc9a73SMagnus Damm 			}
112e7cc9a73SMagnus Damm 
113e7cc9a73SMagnus Damm 			len = (res->end - res->start) + 1;
114e7cc9a73SMagnus Damm 			voffs += roundup(len, PAGE_SIZE);
115e7cc9a73SMagnus Damm 		}
116e7cc9a73SMagnus Damm 	}
117e7cc9a73SMagnus Damm 	spin_unlock_irq(&trapped_lock);
118e7cc9a73SMagnus Damm 	return NULL;
119e7cc9a73SMagnus Damm }
120ecc14e8cSPaul Mundt EXPORT_SYMBOL_GPL(match_trapped_io_handler);
121e7cc9a73SMagnus Damm 
122e7cc9a73SMagnus Damm static struct trapped_io *lookup_tiop(unsigned long address)
123e7cc9a73SMagnus Damm {
124e7cc9a73SMagnus Damm 	pgd_t *pgd_k;
125e7cc9a73SMagnus Damm 	pud_t *pud_k;
126e7cc9a73SMagnus Damm 	pmd_t *pmd_k;
127e7cc9a73SMagnus Damm 	pte_t *pte_k;
128e7cc9a73SMagnus Damm 	pte_t entry;
129e7cc9a73SMagnus Damm 
130e7cc9a73SMagnus Damm 	pgd_k = swapper_pg_dir + pgd_index(address);
131e7cc9a73SMagnus Damm 	if (!pgd_present(*pgd_k))
132e7cc9a73SMagnus Damm 		return NULL;
133e7cc9a73SMagnus Damm 
134e7cc9a73SMagnus Damm 	pud_k = pud_offset(pgd_k, address);
135e7cc9a73SMagnus Damm 	if (!pud_present(*pud_k))
136e7cc9a73SMagnus Damm 		return NULL;
137e7cc9a73SMagnus Damm 
138e7cc9a73SMagnus Damm 	pmd_k = pmd_offset(pud_k, address);
139e7cc9a73SMagnus Damm 	if (!pmd_present(*pmd_k))
140e7cc9a73SMagnus Damm 		return NULL;
141e7cc9a73SMagnus Damm 
142e7cc9a73SMagnus Damm 	pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
143e7cc9a73SMagnus Damm 	entry = *pte_k;
144e7cc9a73SMagnus Damm 
145e7cc9a73SMagnus Damm 	return pfn_to_kaddr(pte_pfn(entry));
146e7cc9a73SMagnus Damm }
147e7cc9a73SMagnus Damm 
148e7cc9a73SMagnus Damm static unsigned long lookup_address(struct trapped_io *tiop,
149e7cc9a73SMagnus Damm 				    unsigned long address)
150e7cc9a73SMagnus Damm {
151e7cc9a73SMagnus Damm 	struct resource *res;
152e7cc9a73SMagnus Damm 	unsigned long vaddr = (unsigned long)tiop->virt_base;
153e7cc9a73SMagnus Damm 	unsigned long len;
154e7cc9a73SMagnus Damm 	int k;
155e7cc9a73SMagnus Damm 
156e7cc9a73SMagnus Damm 	for (k = 0; k < tiop->num_resources; k++) {
157e7cc9a73SMagnus Damm 		res = tiop->resource + k;
158e7cc9a73SMagnus Damm 		len = roundup((res->end - res->start) + 1, PAGE_SIZE);
159e7cc9a73SMagnus Damm 		if (address < (vaddr + len))
160e7cc9a73SMagnus Damm 			return res->start + (address - vaddr);
161e7cc9a73SMagnus Damm 		vaddr += len;
162e7cc9a73SMagnus Damm 	}
163e7cc9a73SMagnus Damm 	return 0;
164e7cc9a73SMagnus Damm }
165e7cc9a73SMagnus Damm 
166e7cc9a73SMagnus Damm static unsigned long long copy_word(unsigned long src_addr, int src_len,
167e7cc9a73SMagnus Damm 				    unsigned long dst_addr, int dst_len)
168e7cc9a73SMagnus Damm {
169e7cc9a73SMagnus Damm 	unsigned long long tmp = 0;
170e7cc9a73SMagnus Damm 
171e7cc9a73SMagnus Damm 	switch (src_len) {
172e7cc9a73SMagnus Damm 	case 1:
173e7cc9a73SMagnus Damm 		tmp = ctrl_inb(src_addr);
174e7cc9a73SMagnus Damm 		break;
175e7cc9a73SMagnus Damm 	case 2:
176e7cc9a73SMagnus Damm 		tmp = ctrl_inw(src_addr);
177e7cc9a73SMagnus Damm 		break;
178e7cc9a73SMagnus Damm 	case 4:
179e7cc9a73SMagnus Damm 		tmp = ctrl_inl(src_addr);
180e7cc9a73SMagnus Damm 		break;
181e7cc9a73SMagnus Damm 	case 8:
182e7cc9a73SMagnus Damm 		tmp = ctrl_inq(src_addr);
183e7cc9a73SMagnus Damm 		break;
184e7cc9a73SMagnus Damm 	}
185e7cc9a73SMagnus Damm 
186e7cc9a73SMagnus Damm 	switch (dst_len) {
187e7cc9a73SMagnus Damm 	case 1:
188e7cc9a73SMagnus Damm 		ctrl_outb(tmp, dst_addr);
189e7cc9a73SMagnus Damm 		break;
190e7cc9a73SMagnus Damm 	case 2:
191e7cc9a73SMagnus Damm 		ctrl_outw(tmp, dst_addr);
192e7cc9a73SMagnus Damm 		break;
193e7cc9a73SMagnus Damm 	case 4:
194e7cc9a73SMagnus Damm 		ctrl_outl(tmp, dst_addr);
195e7cc9a73SMagnus Damm 		break;
196e7cc9a73SMagnus Damm 	case 8:
197e7cc9a73SMagnus Damm 		ctrl_outq(tmp, dst_addr);
198e7cc9a73SMagnus Damm 		break;
199e7cc9a73SMagnus Damm 	}
200e7cc9a73SMagnus Damm 
201e7cc9a73SMagnus Damm 	return tmp;
202e7cc9a73SMagnus Damm }
203e7cc9a73SMagnus Damm 
204e7cc9a73SMagnus Damm static unsigned long from_device(void *dst, const void *src, unsigned long cnt)
205e7cc9a73SMagnus Damm {
206e7cc9a73SMagnus Damm 	struct trapped_io *tiop;
207e7cc9a73SMagnus Damm 	unsigned long src_addr = (unsigned long)src;
208e7cc9a73SMagnus Damm 	unsigned long long tmp;
209e7cc9a73SMagnus Damm 
210e7cc9a73SMagnus Damm 	pr_debug("trapped io read 0x%08lx (%ld)\n", src_addr, cnt);
211e7cc9a73SMagnus Damm 	tiop = lookup_tiop(src_addr);
212e7cc9a73SMagnus Damm 	WARN_ON(!tiop || (tiop->magic != IO_TRAPPED_MAGIC));
213e7cc9a73SMagnus Damm 
214e7cc9a73SMagnus Damm 	src_addr = lookup_address(tiop, src_addr);
215e7cc9a73SMagnus Damm 	if (!src_addr)
216e7cc9a73SMagnus Damm 		return cnt;
217e7cc9a73SMagnus Damm 
218f1cdd63fSPaul Mundt 	tmp = copy_word(src_addr,
219f1cdd63fSPaul Mundt 			max_t(unsigned long, cnt,
220f1cdd63fSPaul Mundt 			      (tiop->minimum_bus_width / 8)),
221e7cc9a73SMagnus Damm 			(unsigned long)dst, cnt);
222e7cc9a73SMagnus Damm 
223e7cc9a73SMagnus Damm 	pr_debug("trapped io read 0x%08lx -> 0x%08llx\n", src_addr, tmp);
224e7cc9a73SMagnus Damm 	return 0;
225e7cc9a73SMagnus Damm }
226e7cc9a73SMagnus Damm 
227e7cc9a73SMagnus Damm static unsigned long to_device(void *dst, const void *src, unsigned long cnt)
228e7cc9a73SMagnus Damm {
229e7cc9a73SMagnus Damm 	struct trapped_io *tiop;
230e7cc9a73SMagnus Damm 	unsigned long dst_addr = (unsigned long)dst;
231e7cc9a73SMagnus Damm 	unsigned long long tmp;
232e7cc9a73SMagnus Damm 
233e7cc9a73SMagnus Damm 	pr_debug("trapped io write 0x%08lx (%ld)\n", dst_addr, cnt);
234e7cc9a73SMagnus Damm 	tiop = lookup_tiop(dst_addr);
235e7cc9a73SMagnus Damm 	WARN_ON(!tiop || (tiop->magic != IO_TRAPPED_MAGIC));
236e7cc9a73SMagnus Damm 
237e7cc9a73SMagnus Damm 	dst_addr = lookup_address(tiop, dst_addr);
238e7cc9a73SMagnus Damm 	if (!dst_addr)
239e7cc9a73SMagnus Damm 		return cnt;
240e7cc9a73SMagnus Damm 
241e7cc9a73SMagnus Damm 	tmp = copy_word((unsigned long)src, cnt,
242f1cdd63fSPaul Mundt 			dst_addr, max_t(unsigned long, cnt,
243f1cdd63fSPaul Mundt 					(tiop->minimum_bus_width / 8)));
244e7cc9a73SMagnus Damm 
245e7cc9a73SMagnus Damm 	pr_debug("trapped io write 0x%08lx -> 0x%08llx\n", dst_addr, tmp);
246e7cc9a73SMagnus Damm 	return 0;
247e7cc9a73SMagnus Damm }
248e7cc9a73SMagnus Damm 
249e7cc9a73SMagnus Damm static struct mem_access trapped_io_access = {
250e7cc9a73SMagnus Damm 	from_device,
251e7cc9a73SMagnus Damm 	to_device,
252e7cc9a73SMagnus Damm };
253e7cc9a73SMagnus Damm 
254e7cc9a73SMagnus Damm int handle_trapped_io(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
255e7cc9a73SMagnus Damm {
256e7cc9a73SMagnus Damm 	mm_segment_t oldfs;
257e7cc9a73SMagnus Damm 	opcode_t instruction;
258e7cc9a73SMagnus Damm 	int tmp;
259e7cc9a73SMagnus Damm 
260e7cc9a73SMagnus Damm 	if (!lookup_tiop(address))
261e7cc9a73SMagnus Damm 		return 0;
262e7cc9a73SMagnus Damm 
263e7cc9a73SMagnus Damm 	WARN_ON(user_mode(regs));
264e7cc9a73SMagnus Damm 
265e7cc9a73SMagnus Damm 	oldfs = get_fs();
266e7cc9a73SMagnus Damm 	set_fs(KERNEL_DS);
267e7cc9a73SMagnus Damm 	if (copy_from_user(&instruction, (void *)(regs->pc),
268e7cc9a73SMagnus Damm 			   sizeof(instruction))) {
269e7cc9a73SMagnus Damm 		set_fs(oldfs);
270e7cc9a73SMagnus Damm 		return 0;
271e7cc9a73SMagnus Damm 	}
272e7cc9a73SMagnus Damm 
273e7cc9a73SMagnus Damm 	tmp = handle_unaligned_access(instruction, regs, &trapped_io_access);
274e7cc9a73SMagnus Damm 	set_fs(oldfs);
275e7cc9a73SMagnus Damm 	return tmp == 0;
276e7cc9a73SMagnus Damm }
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