xref: /openbmc/linux/arch/sh/kernel/io_trapped.c (revision f1cdd63fe904869310fefb0361c94c51744eada4)
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>
16e7cc9a73SMagnus Damm #include <asm/system.h>
17e7cc9a73SMagnus Damm #include <asm/mmu_context.h>
18e7cc9a73SMagnus Damm #include <asm/uaccess.h>
19e7cc9a73SMagnus Damm #include <asm/io.h>
20e7cc9a73SMagnus Damm #include <asm/io_trapped.h>
21e7cc9a73SMagnus Damm 
22e7cc9a73SMagnus Damm #define TRAPPED_PAGES_MAX 16
23e7cc9a73SMagnus Damm 
24e7cc9a73SMagnus Damm #ifdef CONFIG_HAS_IOPORT
25e7cc9a73SMagnus Damm LIST_HEAD(trapped_io);
26e7cc9a73SMagnus Damm #endif
27e7cc9a73SMagnus Damm #ifdef CONFIG_HAS_IOMEM
28e7cc9a73SMagnus Damm LIST_HEAD(trapped_mem);
29e7cc9a73SMagnus Damm #endif
30e7cc9a73SMagnus Damm static DEFINE_SPINLOCK(trapped_lock);
31e7cc9a73SMagnus Damm 
32e7cc9a73SMagnus Damm int __init register_trapped_io(struct trapped_io *tiop)
33e7cc9a73SMagnus Damm {
34e7cc9a73SMagnus Damm 	struct resource *res;
35e7cc9a73SMagnus Damm 	unsigned long len = 0, flags = 0;
36e7cc9a73SMagnus Damm 	struct page *pages[TRAPPED_PAGES_MAX];
37e7cc9a73SMagnus Damm 	int k, n;
38e7cc9a73SMagnus Damm 
39e7cc9a73SMagnus Damm 	/* structure must be page aligned */
40e7cc9a73SMagnus Damm 	if ((unsigned long)tiop & (PAGE_SIZE - 1))
41e7cc9a73SMagnus Damm 		goto bad;
42e7cc9a73SMagnus Damm 
43e7cc9a73SMagnus Damm 	for (k = 0; k < tiop->num_resources; k++) {
44e7cc9a73SMagnus Damm 		res = tiop->resource + k;
45e7cc9a73SMagnus Damm 		len += roundup((res->end - res->start) + 1, PAGE_SIZE);
46e7cc9a73SMagnus Damm 		flags |= res->flags;
47e7cc9a73SMagnus Damm 	}
48e7cc9a73SMagnus Damm 
49e7cc9a73SMagnus Damm 	/* support IORESOURCE_IO _or_ MEM, not both */
50e7cc9a73SMagnus Damm 	if (hweight_long(flags) != 1)
51e7cc9a73SMagnus Damm 		goto bad;
52e7cc9a73SMagnus Damm 
53e7cc9a73SMagnus Damm 	n = len >> PAGE_SHIFT;
54e7cc9a73SMagnus Damm 
55e7cc9a73SMagnus Damm 	if (n >= TRAPPED_PAGES_MAX)
56e7cc9a73SMagnus Damm 		goto bad;
57e7cc9a73SMagnus Damm 
58e7cc9a73SMagnus Damm 	for (k = 0; k < n; k++)
59e7cc9a73SMagnus Damm 		pages[k] = virt_to_page(tiop);
60e7cc9a73SMagnus Damm 
61e7cc9a73SMagnus Damm 	tiop->virt_base = vmap(pages, n, VM_MAP, PAGE_NONE);
62e7cc9a73SMagnus Damm 	if (!tiop->virt_base)
63e7cc9a73SMagnus Damm 		goto bad;
64e7cc9a73SMagnus Damm 
65e7cc9a73SMagnus Damm 	len = 0;
66e7cc9a73SMagnus Damm 	for (k = 0; k < tiop->num_resources; k++) {
67e7cc9a73SMagnus Damm 		res = tiop->resource + k;
68e7cc9a73SMagnus Damm 		pr_info("trapped io 0x%08lx overrides %s 0x%08lx\n",
69e7cc9a73SMagnus Damm 		       (unsigned long)(tiop->virt_base + len),
70e7cc9a73SMagnus Damm 		       res->flags & IORESOURCE_IO ? "io" : "mmio",
71e7cc9a73SMagnus Damm 		       (unsigned long)res->start);
72e7cc9a73SMagnus Damm 		len += roundup((res->end - res->start) + 1, PAGE_SIZE);
73e7cc9a73SMagnus Damm 	}
74e7cc9a73SMagnus Damm 
75e7cc9a73SMagnus Damm 	tiop->magic = IO_TRAPPED_MAGIC;
76e7cc9a73SMagnus Damm 	INIT_LIST_HEAD(&tiop->list);
77e7cc9a73SMagnus Damm 	spin_lock_irq(&trapped_lock);
78e7cc9a73SMagnus Damm 	if (flags & IORESOURCE_IO)
79e7cc9a73SMagnus Damm 		list_add(&tiop->list, &trapped_io);
80e7cc9a73SMagnus Damm 	if (flags & IORESOURCE_MEM)
81e7cc9a73SMagnus Damm 		list_add(&tiop->list, &trapped_mem);
82e7cc9a73SMagnus Damm 	spin_unlock_irq(&trapped_lock);
83e7cc9a73SMagnus Damm 
84e7cc9a73SMagnus Damm 	return 0;
85e7cc9a73SMagnus Damm  bad:
86e7cc9a73SMagnus Damm 	pr_warning("unable to install trapped io filter\n");
87e7cc9a73SMagnus Damm 	return -1;
88e7cc9a73SMagnus Damm }
89e7cc9a73SMagnus Damm 
90e7cc9a73SMagnus Damm void __iomem *match_trapped_io_handler(struct list_head *list,
91e7cc9a73SMagnus Damm 				       unsigned long offset,
92e7cc9a73SMagnus Damm 				       unsigned long size)
93e7cc9a73SMagnus Damm {
94e7cc9a73SMagnus Damm 	unsigned long voffs;
95e7cc9a73SMagnus Damm 	struct trapped_io *tiop;
96e7cc9a73SMagnus Damm 	struct resource *res;
97e7cc9a73SMagnus Damm 	int k, len;
98e7cc9a73SMagnus Damm 
99e7cc9a73SMagnus Damm 	spin_lock_irq(&trapped_lock);
100e7cc9a73SMagnus Damm 	list_for_each_entry(tiop, list, list) {
101e7cc9a73SMagnus Damm 		voffs = 0;
102e7cc9a73SMagnus Damm 		for (k = 0; k < tiop->num_resources; k++) {
103e7cc9a73SMagnus Damm 			res = tiop->resource + k;
104e7cc9a73SMagnus Damm 			if (res->start == offset) {
105e7cc9a73SMagnus Damm 				spin_unlock_irq(&trapped_lock);
106e7cc9a73SMagnus Damm 				return tiop->virt_base + voffs;
107e7cc9a73SMagnus Damm 			}
108e7cc9a73SMagnus Damm 
109e7cc9a73SMagnus Damm 			len = (res->end - res->start) + 1;
110e7cc9a73SMagnus Damm 			voffs += roundup(len, PAGE_SIZE);
111e7cc9a73SMagnus Damm 		}
112e7cc9a73SMagnus Damm 	}
113e7cc9a73SMagnus Damm 	spin_unlock_irq(&trapped_lock);
114e7cc9a73SMagnus Damm 	return NULL;
115e7cc9a73SMagnus Damm }
116e7cc9a73SMagnus Damm 
117e7cc9a73SMagnus Damm static struct trapped_io *lookup_tiop(unsigned long address)
118e7cc9a73SMagnus Damm {
119e7cc9a73SMagnus Damm 	pgd_t *pgd_k;
120e7cc9a73SMagnus Damm 	pud_t *pud_k;
121e7cc9a73SMagnus Damm 	pmd_t *pmd_k;
122e7cc9a73SMagnus Damm 	pte_t *pte_k;
123e7cc9a73SMagnus Damm 	pte_t entry;
124e7cc9a73SMagnus Damm 
125e7cc9a73SMagnus Damm 	pgd_k = swapper_pg_dir + pgd_index(address);
126e7cc9a73SMagnus Damm 	if (!pgd_present(*pgd_k))
127e7cc9a73SMagnus Damm 		return NULL;
128e7cc9a73SMagnus Damm 
129e7cc9a73SMagnus Damm 	pud_k = pud_offset(pgd_k, address);
130e7cc9a73SMagnus Damm 	if (!pud_present(*pud_k))
131e7cc9a73SMagnus Damm 		return NULL;
132e7cc9a73SMagnus Damm 
133e7cc9a73SMagnus Damm 	pmd_k = pmd_offset(pud_k, address);
134e7cc9a73SMagnus Damm 	if (!pmd_present(*pmd_k))
135e7cc9a73SMagnus Damm 		return NULL;
136e7cc9a73SMagnus Damm 
137e7cc9a73SMagnus Damm 	pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
138e7cc9a73SMagnus Damm 	entry = *pte_k;
139e7cc9a73SMagnus Damm 
140e7cc9a73SMagnus Damm 	return pfn_to_kaddr(pte_pfn(entry));
141e7cc9a73SMagnus Damm }
142e7cc9a73SMagnus Damm 
143e7cc9a73SMagnus Damm static unsigned long lookup_address(struct trapped_io *tiop,
144e7cc9a73SMagnus Damm 				    unsigned long address)
145e7cc9a73SMagnus Damm {
146e7cc9a73SMagnus Damm 	struct resource *res;
147e7cc9a73SMagnus Damm 	unsigned long vaddr = (unsigned long)tiop->virt_base;
148e7cc9a73SMagnus Damm 	unsigned long len;
149e7cc9a73SMagnus Damm 	int k;
150e7cc9a73SMagnus Damm 
151e7cc9a73SMagnus Damm 	for (k = 0; k < tiop->num_resources; k++) {
152e7cc9a73SMagnus Damm 		res = tiop->resource + k;
153e7cc9a73SMagnus Damm 		len = roundup((res->end - res->start) + 1, PAGE_SIZE);
154e7cc9a73SMagnus Damm 		if (address < (vaddr + len))
155e7cc9a73SMagnus Damm 			return res->start + (address - vaddr);
156e7cc9a73SMagnus Damm 		vaddr += len;
157e7cc9a73SMagnus Damm 	}
158e7cc9a73SMagnus Damm 	return 0;
159e7cc9a73SMagnus Damm }
160e7cc9a73SMagnus Damm 
161e7cc9a73SMagnus Damm static unsigned long long copy_word(unsigned long src_addr, int src_len,
162e7cc9a73SMagnus Damm 				    unsigned long dst_addr, int dst_len)
163e7cc9a73SMagnus Damm {
164e7cc9a73SMagnus Damm 	unsigned long long tmp = 0;
165e7cc9a73SMagnus Damm 
166e7cc9a73SMagnus Damm 	switch (src_len) {
167e7cc9a73SMagnus Damm 	case 1:
168e7cc9a73SMagnus Damm 		tmp = ctrl_inb(src_addr);
169e7cc9a73SMagnus Damm 		break;
170e7cc9a73SMagnus Damm 	case 2:
171e7cc9a73SMagnus Damm 		tmp = ctrl_inw(src_addr);
172e7cc9a73SMagnus Damm 		break;
173e7cc9a73SMagnus Damm 	case 4:
174e7cc9a73SMagnus Damm 		tmp = ctrl_inl(src_addr);
175e7cc9a73SMagnus Damm 		break;
176e7cc9a73SMagnus Damm 	case 8:
177e7cc9a73SMagnus Damm 		tmp = ctrl_inq(src_addr);
178e7cc9a73SMagnus Damm 		break;
179e7cc9a73SMagnus Damm 	}
180e7cc9a73SMagnus Damm 
181e7cc9a73SMagnus Damm 	switch (dst_len) {
182e7cc9a73SMagnus Damm 	case 1:
183e7cc9a73SMagnus Damm 		ctrl_outb(tmp, dst_addr);
184e7cc9a73SMagnus Damm 		break;
185e7cc9a73SMagnus Damm 	case 2:
186e7cc9a73SMagnus Damm 		ctrl_outw(tmp, dst_addr);
187e7cc9a73SMagnus Damm 		break;
188e7cc9a73SMagnus Damm 	case 4:
189e7cc9a73SMagnus Damm 		ctrl_outl(tmp, dst_addr);
190e7cc9a73SMagnus Damm 		break;
191e7cc9a73SMagnus Damm 	case 8:
192e7cc9a73SMagnus Damm 		ctrl_outq(tmp, dst_addr);
193e7cc9a73SMagnus Damm 		break;
194e7cc9a73SMagnus Damm 	}
195e7cc9a73SMagnus Damm 
196e7cc9a73SMagnus Damm 	return tmp;
197e7cc9a73SMagnus Damm }
198e7cc9a73SMagnus Damm 
199e7cc9a73SMagnus Damm static unsigned long from_device(void *dst, const void *src, unsigned long cnt)
200e7cc9a73SMagnus Damm {
201e7cc9a73SMagnus Damm 	struct trapped_io *tiop;
202e7cc9a73SMagnus Damm 	unsigned long src_addr = (unsigned long)src;
203e7cc9a73SMagnus Damm 	unsigned long long tmp;
204e7cc9a73SMagnus Damm 
205e7cc9a73SMagnus Damm 	pr_debug("trapped io read 0x%08lx (%ld)\n", src_addr, cnt);
206e7cc9a73SMagnus Damm 	tiop = lookup_tiop(src_addr);
207e7cc9a73SMagnus Damm 	WARN_ON(!tiop || (tiop->magic != IO_TRAPPED_MAGIC));
208e7cc9a73SMagnus Damm 
209e7cc9a73SMagnus Damm 	src_addr = lookup_address(tiop, src_addr);
210e7cc9a73SMagnus Damm 	if (!src_addr)
211e7cc9a73SMagnus Damm 		return cnt;
212e7cc9a73SMagnus Damm 
213*f1cdd63fSPaul Mundt 	tmp = copy_word(src_addr,
214*f1cdd63fSPaul Mundt 			max_t(unsigned long, cnt,
215*f1cdd63fSPaul Mundt 			      (tiop->minimum_bus_width / 8)),
216e7cc9a73SMagnus Damm 			(unsigned long)dst, cnt);
217e7cc9a73SMagnus Damm 
218e7cc9a73SMagnus Damm 	pr_debug("trapped io read 0x%08lx -> 0x%08llx\n", src_addr, tmp);
219e7cc9a73SMagnus Damm 	return 0;
220e7cc9a73SMagnus Damm }
221e7cc9a73SMagnus Damm 
222e7cc9a73SMagnus Damm static unsigned long to_device(void *dst, const void *src, unsigned long cnt)
223e7cc9a73SMagnus Damm {
224e7cc9a73SMagnus Damm 	struct trapped_io *tiop;
225e7cc9a73SMagnus Damm 	unsigned long dst_addr = (unsigned long)dst;
226e7cc9a73SMagnus Damm 	unsigned long long tmp;
227e7cc9a73SMagnus Damm 
228e7cc9a73SMagnus Damm 	pr_debug("trapped io write 0x%08lx (%ld)\n", dst_addr, cnt);
229e7cc9a73SMagnus Damm 	tiop = lookup_tiop(dst_addr);
230e7cc9a73SMagnus Damm 	WARN_ON(!tiop || (tiop->magic != IO_TRAPPED_MAGIC));
231e7cc9a73SMagnus Damm 
232e7cc9a73SMagnus Damm 	dst_addr = lookup_address(tiop, dst_addr);
233e7cc9a73SMagnus Damm 	if (!dst_addr)
234e7cc9a73SMagnus Damm 		return cnt;
235e7cc9a73SMagnus Damm 
236e7cc9a73SMagnus Damm 	tmp = copy_word((unsigned long)src, cnt,
237*f1cdd63fSPaul Mundt 			dst_addr, max_t(unsigned long, cnt,
238*f1cdd63fSPaul Mundt 					(tiop->minimum_bus_width / 8)));
239e7cc9a73SMagnus Damm 
240e7cc9a73SMagnus Damm 	pr_debug("trapped io write 0x%08lx -> 0x%08llx\n", dst_addr, tmp);
241e7cc9a73SMagnus Damm 	return 0;
242e7cc9a73SMagnus Damm }
243e7cc9a73SMagnus Damm 
244e7cc9a73SMagnus Damm static struct mem_access trapped_io_access = {
245e7cc9a73SMagnus Damm 	from_device,
246e7cc9a73SMagnus Damm 	to_device,
247e7cc9a73SMagnus Damm };
248e7cc9a73SMagnus Damm 
249e7cc9a73SMagnus Damm int handle_trapped_io(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
250e7cc9a73SMagnus Damm {
251e7cc9a73SMagnus Damm 	mm_segment_t oldfs;
252e7cc9a73SMagnus Damm 	opcode_t instruction;
253e7cc9a73SMagnus Damm 	int tmp;
254e7cc9a73SMagnus Damm 
255e7cc9a73SMagnus Damm 	if (!lookup_tiop(address))
256e7cc9a73SMagnus Damm 		return 0;
257e7cc9a73SMagnus Damm 
258e7cc9a73SMagnus Damm 	WARN_ON(user_mode(regs));
259e7cc9a73SMagnus Damm 
260e7cc9a73SMagnus Damm 	oldfs = get_fs();
261e7cc9a73SMagnus Damm 	set_fs(KERNEL_DS);
262e7cc9a73SMagnus Damm 	if (copy_from_user(&instruction, (void *)(regs->pc),
263e7cc9a73SMagnus Damm 			   sizeof(instruction))) {
264e7cc9a73SMagnus Damm 		set_fs(oldfs);
265e7cc9a73SMagnus Damm 		return 0;
266e7cc9a73SMagnus Damm 	}
267e7cc9a73SMagnus Damm 
268e7cc9a73SMagnus Damm 	tmp = handle_unaligned_access(instruction, regs, &trapped_io_access);
269e7cc9a73SMagnus Damm 	set_fs(oldfs);
270e7cc9a73SMagnus Damm 	return tmp == 0;
271e7cc9a73SMagnus Damm }
272