xref: /openbmc/linux/arch/sh/kernel/io_trapped.c (revision e7cc9a7340b8ec018caa9eb1d035fdaef1f2fc51)
1*e7cc9a73SMagnus Damm /*
2*e7cc9a73SMagnus Damm  * Trapped io support
3*e7cc9a73SMagnus Damm  *
4*e7cc9a73SMagnus Damm  * Copyright (C) 2008 Magnus Damm
5*e7cc9a73SMagnus Damm  *
6*e7cc9a73SMagnus Damm  * Intercept io operations by trapping.
7*e7cc9a73SMagnus Damm  *
8*e7cc9a73SMagnus Damm  * This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
9*e7cc9a73SMagnus Damm  * License.  See the file "COPYING" in the main directory of this archive
10*e7cc9a73SMagnus Damm  * for more details.
11*e7cc9a73SMagnus Damm  */
12*e7cc9a73SMagnus Damm #include <linux/kernel.h>
13*e7cc9a73SMagnus Damm #include <linux/mm.h>
14*e7cc9a73SMagnus Damm #include <linux/bitops.h>
15*e7cc9a73SMagnus Damm #include <linux/vmalloc.h>
16*e7cc9a73SMagnus Damm #include <asm/system.h>
17*e7cc9a73SMagnus Damm #include <asm/mmu_context.h>
18*e7cc9a73SMagnus Damm #include <asm/uaccess.h>
19*e7cc9a73SMagnus Damm #include <asm/io.h>
20*e7cc9a73SMagnus Damm #include <asm/io_trapped.h>
21*e7cc9a73SMagnus Damm 
22*e7cc9a73SMagnus Damm #define TRAPPED_PAGES_MAX 16
23*e7cc9a73SMagnus Damm #define MAX(a, b) (((a) >= (b)) ? (a) : (b))
24*e7cc9a73SMagnus Damm 
25*e7cc9a73SMagnus Damm #ifdef CONFIG_HAS_IOPORT
26*e7cc9a73SMagnus Damm LIST_HEAD(trapped_io);
27*e7cc9a73SMagnus Damm #endif
28*e7cc9a73SMagnus Damm #ifdef CONFIG_HAS_IOMEM
29*e7cc9a73SMagnus Damm LIST_HEAD(trapped_mem);
30*e7cc9a73SMagnus Damm #endif
31*e7cc9a73SMagnus Damm static DEFINE_SPINLOCK(trapped_lock);
32*e7cc9a73SMagnus Damm 
33*e7cc9a73SMagnus Damm int __init register_trapped_io(struct trapped_io *tiop)
34*e7cc9a73SMagnus Damm {
35*e7cc9a73SMagnus Damm 	struct resource *res;
36*e7cc9a73SMagnus Damm 	unsigned long len = 0, flags = 0;
37*e7cc9a73SMagnus Damm 	struct page *pages[TRAPPED_PAGES_MAX];
38*e7cc9a73SMagnus Damm 	int k, n;
39*e7cc9a73SMagnus Damm 
40*e7cc9a73SMagnus Damm 	/* structure must be page aligned */
41*e7cc9a73SMagnus Damm 	if ((unsigned long)tiop & (PAGE_SIZE - 1))
42*e7cc9a73SMagnus Damm 		goto bad;
43*e7cc9a73SMagnus Damm 
44*e7cc9a73SMagnus Damm 	for (k = 0; k < tiop->num_resources; k++) {
45*e7cc9a73SMagnus Damm 		res = tiop->resource + k;
46*e7cc9a73SMagnus Damm 		len += roundup((res->end - res->start) + 1, PAGE_SIZE);
47*e7cc9a73SMagnus Damm 		flags |= res->flags;
48*e7cc9a73SMagnus Damm 	}
49*e7cc9a73SMagnus Damm 
50*e7cc9a73SMagnus Damm 	/* support IORESOURCE_IO _or_ MEM, not both */
51*e7cc9a73SMagnus Damm 	if (hweight_long(flags) != 1)
52*e7cc9a73SMagnus Damm 		goto bad;
53*e7cc9a73SMagnus Damm 
54*e7cc9a73SMagnus Damm 	n = len >> PAGE_SHIFT;
55*e7cc9a73SMagnus Damm 
56*e7cc9a73SMagnus Damm 	if (n >= TRAPPED_PAGES_MAX)
57*e7cc9a73SMagnus Damm 		goto bad;
58*e7cc9a73SMagnus Damm 
59*e7cc9a73SMagnus Damm 	for (k = 0; k < n; k++)
60*e7cc9a73SMagnus Damm 		pages[k] = virt_to_page(tiop);
61*e7cc9a73SMagnus Damm 
62*e7cc9a73SMagnus Damm 	tiop->virt_base = vmap(pages, n, VM_MAP, PAGE_NONE);
63*e7cc9a73SMagnus Damm 	if (!tiop->virt_base)
64*e7cc9a73SMagnus Damm 		goto bad;
65*e7cc9a73SMagnus Damm 
66*e7cc9a73SMagnus Damm 	len = 0;
67*e7cc9a73SMagnus Damm 	for (k = 0; k < tiop->num_resources; k++) {
68*e7cc9a73SMagnus Damm 		res = tiop->resource + k;
69*e7cc9a73SMagnus Damm 		pr_info("trapped io 0x%08lx overrides %s 0x%08lx\n",
70*e7cc9a73SMagnus Damm 		       (unsigned long)(tiop->virt_base + len),
71*e7cc9a73SMagnus Damm 		       res->flags & IORESOURCE_IO ? "io" : "mmio",
72*e7cc9a73SMagnus Damm 		       (unsigned long)res->start);
73*e7cc9a73SMagnus Damm 		len += roundup((res->end - res->start) + 1, PAGE_SIZE);
74*e7cc9a73SMagnus Damm 	}
75*e7cc9a73SMagnus Damm 
76*e7cc9a73SMagnus Damm 	tiop->magic = IO_TRAPPED_MAGIC;
77*e7cc9a73SMagnus Damm 	INIT_LIST_HEAD(&tiop->list);
78*e7cc9a73SMagnus Damm 	spin_lock_irq(&trapped_lock);
79*e7cc9a73SMagnus Damm 	if (flags & IORESOURCE_IO)
80*e7cc9a73SMagnus Damm 		list_add(&tiop->list, &trapped_io);
81*e7cc9a73SMagnus Damm 	if (flags & IORESOURCE_MEM)
82*e7cc9a73SMagnus Damm 		list_add(&tiop->list, &trapped_mem);
83*e7cc9a73SMagnus Damm 	spin_unlock_irq(&trapped_lock);
84*e7cc9a73SMagnus Damm 
85*e7cc9a73SMagnus Damm 	return 0;
86*e7cc9a73SMagnus Damm  bad:
87*e7cc9a73SMagnus Damm 	pr_warning("unable to install trapped io filter\n");
88*e7cc9a73SMagnus Damm 	return -1;
89*e7cc9a73SMagnus Damm }
90*e7cc9a73SMagnus Damm 
91*e7cc9a73SMagnus Damm void __iomem *match_trapped_io_handler(struct list_head *list,
92*e7cc9a73SMagnus Damm 				       unsigned long offset,
93*e7cc9a73SMagnus Damm 				       unsigned long size)
94*e7cc9a73SMagnus Damm {
95*e7cc9a73SMagnus Damm 	unsigned long voffs;
96*e7cc9a73SMagnus Damm 	struct trapped_io *tiop;
97*e7cc9a73SMagnus Damm 	struct resource *res;
98*e7cc9a73SMagnus Damm 	int k, len;
99*e7cc9a73SMagnus Damm 
100*e7cc9a73SMagnus Damm 	spin_lock_irq(&trapped_lock);
101*e7cc9a73SMagnus Damm 	list_for_each_entry(tiop, list, list) {
102*e7cc9a73SMagnus Damm 		voffs = 0;
103*e7cc9a73SMagnus Damm 		for (k = 0; k < tiop->num_resources; k++) {
104*e7cc9a73SMagnus Damm 			res = tiop->resource + k;
105*e7cc9a73SMagnus Damm 			if (res->start == offset) {
106*e7cc9a73SMagnus Damm 				spin_unlock_irq(&trapped_lock);
107*e7cc9a73SMagnus Damm 				return tiop->virt_base + voffs;
108*e7cc9a73SMagnus Damm 			}
109*e7cc9a73SMagnus Damm 
110*e7cc9a73SMagnus Damm 			len = (res->end - res->start) + 1;
111*e7cc9a73SMagnus Damm 			voffs += roundup(len, PAGE_SIZE);
112*e7cc9a73SMagnus Damm 		}
113*e7cc9a73SMagnus Damm 	}
114*e7cc9a73SMagnus Damm 	spin_unlock_irq(&trapped_lock);
115*e7cc9a73SMagnus Damm 	return NULL;
116*e7cc9a73SMagnus Damm }
117*e7cc9a73SMagnus Damm 
118*e7cc9a73SMagnus Damm static struct trapped_io *lookup_tiop(unsigned long address)
119*e7cc9a73SMagnus Damm {
120*e7cc9a73SMagnus Damm 	pgd_t *pgd_k;
121*e7cc9a73SMagnus Damm 	pud_t *pud_k;
122*e7cc9a73SMagnus Damm 	pmd_t *pmd_k;
123*e7cc9a73SMagnus Damm 	pte_t *pte_k;
124*e7cc9a73SMagnus Damm 	pte_t entry;
125*e7cc9a73SMagnus Damm 
126*e7cc9a73SMagnus Damm 	pgd_k = swapper_pg_dir + pgd_index(address);
127*e7cc9a73SMagnus Damm 	if (!pgd_present(*pgd_k))
128*e7cc9a73SMagnus Damm 		return NULL;
129*e7cc9a73SMagnus Damm 
130*e7cc9a73SMagnus Damm 	pud_k = pud_offset(pgd_k, address);
131*e7cc9a73SMagnus Damm 	if (!pud_present(*pud_k))
132*e7cc9a73SMagnus Damm 		return NULL;
133*e7cc9a73SMagnus Damm 
134*e7cc9a73SMagnus Damm 	pmd_k = pmd_offset(pud_k, address);
135*e7cc9a73SMagnus Damm 	if (!pmd_present(*pmd_k))
136*e7cc9a73SMagnus Damm 		return NULL;
137*e7cc9a73SMagnus Damm 
138*e7cc9a73SMagnus Damm 	pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
139*e7cc9a73SMagnus Damm 	entry = *pte_k;
140*e7cc9a73SMagnus Damm 
141*e7cc9a73SMagnus Damm 	return pfn_to_kaddr(pte_pfn(entry));
142*e7cc9a73SMagnus Damm }
143*e7cc9a73SMagnus Damm 
144*e7cc9a73SMagnus Damm static unsigned long lookup_address(struct trapped_io *tiop,
145*e7cc9a73SMagnus Damm 				    unsigned long address)
146*e7cc9a73SMagnus Damm {
147*e7cc9a73SMagnus Damm 	struct resource *res;
148*e7cc9a73SMagnus Damm 	unsigned long vaddr = (unsigned long)tiop->virt_base;
149*e7cc9a73SMagnus Damm 	unsigned long len;
150*e7cc9a73SMagnus Damm 	int k;
151*e7cc9a73SMagnus Damm 
152*e7cc9a73SMagnus Damm 	for (k = 0; k < tiop->num_resources; k++) {
153*e7cc9a73SMagnus Damm 		res = tiop->resource + k;
154*e7cc9a73SMagnus Damm 		len = roundup((res->end - res->start) + 1, PAGE_SIZE);
155*e7cc9a73SMagnus Damm 		if (address < (vaddr + len))
156*e7cc9a73SMagnus Damm 			return res->start + (address - vaddr);
157*e7cc9a73SMagnus Damm 		vaddr += len;
158*e7cc9a73SMagnus Damm 	}
159*e7cc9a73SMagnus Damm 	return 0;
160*e7cc9a73SMagnus Damm }
161*e7cc9a73SMagnus Damm 
162*e7cc9a73SMagnus Damm static unsigned long long copy_word(unsigned long src_addr, int src_len,
163*e7cc9a73SMagnus Damm 				    unsigned long dst_addr, int dst_len)
164*e7cc9a73SMagnus Damm {
165*e7cc9a73SMagnus Damm 	unsigned long long tmp = 0;
166*e7cc9a73SMagnus Damm 
167*e7cc9a73SMagnus Damm 	switch (src_len) {
168*e7cc9a73SMagnus Damm 	case 1:
169*e7cc9a73SMagnus Damm 		tmp = ctrl_inb(src_addr);
170*e7cc9a73SMagnus Damm 		break;
171*e7cc9a73SMagnus Damm 	case 2:
172*e7cc9a73SMagnus Damm 		tmp = ctrl_inw(src_addr);
173*e7cc9a73SMagnus Damm 		break;
174*e7cc9a73SMagnus Damm 	case 4:
175*e7cc9a73SMagnus Damm 		tmp = ctrl_inl(src_addr);
176*e7cc9a73SMagnus Damm 		break;
177*e7cc9a73SMagnus Damm 	case 8:
178*e7cc9a73SMagnus Damm 		tmp = ctrl_inq(src_addr);
179*e7cc9a73SMagnus Damm 		break;
180*e7cc9a73SMagnus Damm 	}
181*e7cc9a73SMagnus Damm 
182*e7cc9a73SMagnus Damm 	switch (dst_len) {
183*e7cc9a73SMagnus Damm 	case 1:
184*e7cc9a73SMagnus Damm 		ctrl_outb(tmp, dst_addr);
185*e7cc9a73SMagnus Damm 		break;
186*e7cc9a73SMagnus Damm 	case 2:
187*e7cc9a73SMagnus Damm 		ctrl_outw(tmp, dst_addr);
188*e7cc9a73SMagnus Damm 		break;
189*e7cc9a73SMagnus Damm 	case 4:
190*e7cc9a73SMagnus Damm 		ctrl_outl(tmp, dst_addr);
191*e7cc9a73SMagnus Damm 		break;
192*e7cc9a73SMagnus Damm 	case 8:
193*e7cc9a73SMagnus Damm 		ctrl_outq(tmp, dst_addr);
194*e7cc9a73SMagnus Damm 		break;
195*e7cc9a73SMagnus Damm 	}
196*e7cc9a73SMagnus Damm 
197*e7cc9a73SMagnus Damm 	return tmp;
198*e7cc9a73SMagnus Damm }
199*e7cc9a73SMagnus Damm 
200*e7cc9a73SMagnus Damm static unsigned long from_device(void *dst, const void *src, unsigned long cnt)
201*e7cc9a73SMagnus Damm {
202*e7cc9a73SMagnus Damm 	struct trapped_io *tiop;
203*e7cc9a73SMagnus Damm 	unsigned long src_addr = (unsigned long)src;
204*e7cc9a73SMagnus Damm 	unsigned long long tmp;
205*e7cc9a73SMagnus Damm 
206*e7cc9a73SMagnus Damm 	pr_debug("trapped io read 0x%08lx (%ld)\n", src_addr, cnt);
207*e7cc9a73SMagnus Damm 	tiop = lookup_tiop(src_addr);
208*e7cc9a73SMagnus Damm 	WARN_ON(!tiop || (tiop->magic != IO_TRAPPED_MAGIC));
209*e7cc9a73SMagnus Damm 
210*e7cc9a73SMagnus Damm 	src_addr = lookup_address(tiop, src_addr);
211*e7cc9a73SMagnus Damm 	if (!src_addr)
212*e7cc9a73SMagnus Damm 		return cnt;
213*e7cc9a73SMagnus Damm 
214*e7cc9a73SMagnus Damm 	tmp = copy_word(src_addr, MAX(cnt, (tiop->minimum_bus_width / 8)),
215*e7cc9a73SMagnus Damm 			(unsigned long)dst, cnt);
216*e7cc9a73SMagnus Damm 
217*e7cc9a73SMagnus Damm 	pr_debug("trapped io read 0x%08lx -> 0x%08llx\n", src_addr, tmp);
218*e7cc9a73SMagnus Damm 	return 0;
219*e7cc9a73SMagnus Damm }
220*e7cc9a73SMagnus Damm 
221*e7cc9a73SMagnus Damm static unsigned long to_device(void *dst, const void *src, unsigned long cnt)
222*e7cc9a73SMagnus Damm {
223*e7cc9a73SMagnus Damm 	struct trapped_io *tiop;
224*e7cc9a73SMagnus Damm 	unsigned long dst_addr = (unsigned long)dst;
225*e7cc9a73SMagnus Damm 	unsigned long long tmp;
226*e7cc9a73SMagnus Damm 
227*e7cc9a73SMagnus Damm 	pr_debug("trapped io write 0x%08lx (%ld)\n", dst_addr, cnt);
228*e7cc9a73SMagnus Damm 	tiop = lookup_tiop(dst_addr);
229*e7cc9a73SMagnus Damm 	WARN_ON(!tiop || (tiop->magic != IO_TRAPPED_MAGIC));
230*e7cc9a73SMagnus Damm 
231*e7cc9a73SMagnus Damm 	dst_addr = lookup_address(tiop, dst_addr);
232*e7cc9a73SMagnus Damm 	if (!dst_addr)
233*e7cc9a73SMagnus Damm 		return cnt;
234*e7cc9a73SMagnus Damm 
235*e7cc9a73SMagnus Damm 	tmp = copy_word((unsigned long)src, cnt,
236*e7cc9a73SMagnus Damm 			dst_addr, MAX(cnt, (tiop->minimum_bus_width / 8)));
237*e7cc9a73SMagnus Damm 
238*e7cc9a73SMagnus Damm 	pr_debug("trapped io write 0x%08lx -> 0x%08llx\n", dst_addr, tmp);
239*e7cc9a73SMagnus Damm 	return 0;
240*e7cc9a73SMagnus Damm }
241*e7cc9a73SMagnus Damm 
242*e7cc9a73SMagnus Damm static struct mem_access trapped_io_access = {
243*e7cc9a73SMagnus Damm 	from_device,
244*e7cc9a73SMagnus Damm 	to_device,
245*e7cc9a73SMagnus Damm };
246*e7cc9a73SMagnus Damm 
247*e7cc9a73SMagnus Damm int handle_trapped_io(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
248*e7cc9a73SMagnus Damm {
249*e7cc9a73SMagnus Damm 	mm_segment_t oldfs;
250*e7cc9a73SMagnus Damm 	opcode_t instruction;
251*e7cc9a73SMagnus Damm 	int tmp;
252*e7cc9a73SMagnus Damm 
253*e7cc9a73SMagnus Damm 	if (!lookup_tiop(address))
254*e7cc9a73SMagnus Damm 		return 0;
255*e7cc9a73SMagnus Damm 
256*e7cc9a73SMagnus Damm 	WARN_ON(user_mode(regs));
257*e7cc9a73SMagnus Damm 
258*e7cc9a73SMagnus Damm 	oldfs = get_fs();
259*e7cc9a73SMagnus Damm 	set_fs(KERNEL_DS);
260*e7cc9a73SMagnus Damm 	if (copy_from_user(&instruction, (void *)(regs->pc),
261*e7cc9a73SMagnus Damm 			   sizeof(instruction))) {
262*e7cc9a73SMagnus Damm 		set_fs(oldfs);
263*e7cc9a73SMagnus Damm 		return 0;
264*e7cc9a73SMagnus Damm 	}
265*e7cc9a73SMagnus Damm 
266*e7cc9a73SMagnus Damm 	tmp = handle_unaligned_access(instruction, regs, &trapped_io_access);
267*e7cc9a73SMagnus Damm 	set_fs(oldfs);
268*e7cc9a73SMagnus Damm 	return tmp == 0;
269*e7cc9a73SMagnus Damm }
270