// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 *  linux/arch/m68k/mm/kmap.c
 *
 *  Copyright (C) 1997 Roman Hodek
 *
 *  10/01/99 cleaned up the code and changing to the same interface
 *      used by other architectures  /Roman Zippel
 */

#include <linux/module.h>
#include <linux/mm.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/string.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/vmalloc.h>

#include <asm/setup.h>
#include <asm/page.h>
#include <asm/io.h>
#include <asm/tlbflush.h>

#undef DEBUG

/*
 * For 040/060 we can use the virtual memory area like other architectures,
 * but for 020/030 we want to use early termination page descriptors and we
 * can't mix this with normal page descriptors, so we have to copy that code
 * (mm/vmalloc.c) and return appropriately aligned addresses.
 */

#ifdef CPU_M68040_OR_M68060_ONLY

#define IO_SIZE  PAGE_SIZE

static inline struct vm_struct *get_io_area(unsigned long size)
{
 return get_vm_area(size, VM_IOREMAP);
}


static inline void free_io_area(void *addr)
{
 vfree((void *)(PAGE_MASK & (unsigned long)addr));
}

#else

#define IO_SIZE  PMD_SIZE

static struct vm_struct *iolist;

/*
 * __free_io_area unmaps nearly everything, so be careful
 * Currently it doesn't free pointer/page tables anymore but this
 * wasn't used anyway and might be added later.
 */
static void __free_io_area(void *addr, unsigned long size)
{
 unsigned long virtaddr = (unsigned long)addr;
 pgd_t *pgd_dir;
 p4d_t *p4d_dir;
 pud_t *pud_dir;
 pmd_t *pmd_dir;
 pte_t *pte_dir;

 while ((long)size > 0) {
  pgd_dir = pgd_offset_k(virtaddr);
  p4d_dir = p4d_offset(pgd_dir, virtaddr);
  pud_dir = pud_offset(p4d_dir, virtaddr);
  if (pud_bad(*pud_dir)) {
   printk("iounmap: bad pud(%08lx)\n", pud_val(*pud_dir));
   pud_clear(pud_dir);
   return;
  }
  pmd_dir = pmd_offset(pud_dir, virtaddr);

#if CONFIG_PGTABLE_LEVELS == 3
  if (CPU_IS_020_OR_030) {
   int pmd_type = pmd_val(*pmd_dir) & _DESCTYPE_MASK;

   if (pmd_type == _PAGE_PRESENT) {
    pmd_clear(pmd_dir);
    virtaddr += PMD_SIZE;
    size -= PMD_SIZE;

   } else if (pmd_type == 0)
    continue;
  }
#endif

  if (pmd_bad(*pmd_dir)) {
   printk("iounmap: bad pmd (%08lx)\n", pmd_val(*pmd_dir));
   pmd_clear(pmd_dir);
   return;
  }
  pte_dir = pte_offset_kernel(pmd_dir, virtaddr);

  pte_val(*pte_dir) = 0;
  virtaddr += PAGE_SIZE;
  size -= PAGE_SIZE;
 }

 flush_tlb_all();
}

static struct vm_struct *get_io_area(unsigned long size)
{
 unsigned long addr;
 struct vm_struct **p, *tmp, *area;

 area = kmalloc(sizeof(*area), GFP_KERNEL);
 if (!area)
  return NULL;
 addr = KMAP_START;
 for (p = &iolist; (tmp = *p) ; p = &tmp->next) {
  if (size + addr < (unsigned long)tmp->addr)
   break;
  if (addr > KMAP_END-size) {
   kfree(area);
   return NULL;
  }
  addr = tmp->size + (unsigned long)tmp->addr;
 }
 area->addr = (void *)addr;
 area->size = size + IO_SIZE;
 area->next = *p;
 *p = area;
 return area;
}

static inline void free_io_area(void *addr)
{
 struct vm_struct **p, *tmp;

 if (!addr)
  return;
 addr = (void *)((unsigned long)addr & -IO_SIZE);
 for (p = &iolist ; (tmp = *p) ; p = &tmp->next) {
  if (tmp->addr == addr) {
   *p = tmp->next;
   /* remove gap added in get_io_area() */
   __free_io_area(tmp->addr, tmp->size - IO_SIZE);
   kfree(tmp);
   return;
  }
 }
}

#endif

/*
 * Map some physical address range into the kernel address space.
 */
/* Rewritten by Andreas Schwab to remove all races. */

void __iomem *__ioremap(unsigned long physaddr, unsigned long size, int cacheflag)
{
 struct vm_struct *area;
 unsigned long virtaddr, retaddr;
 long offset;
 pgd_t *pgd_dir;
 p4d_t *p4d_dir;
 pud_t *pud_dir;
 pmd_t *pmd_dir;
 pte_t *pte_dir;

 /*
  * Don't allow mappings that wrap..
 */
 if (!size || physaddr > (unsigned long)(-size))
  return NULL;

#ifdef CONFIG_AMIGA
 if (MACH_IS_AMIGA) {
  if ((physaddr >= 0x40000000) && (physaddr + size < 0x60000000)
      && (cacheflag == IOMAP_NOCACHE_SER))
   return (void __iomem *)physaddr;
 }
#endif
#ifdef CONFIG_VIRT
 if (MACH_IS_VIRT) {
  if (physaddr >= 0xff000000 && cacheflag == IOMAP_NOCACHE_SER)
   return (void __iomem *)physaddr;
 }
#endif
#ifdef CONFIG_COLDFIRE
 if (__cf_internalio(physaddr))
  return (void __iomem *) physaddr;
#endif

#ifdef DEBUG
 printk("ioremap: 0x%lx,0x%lx(%d) - ", physaddr, size, cacheflag);
#endif
 /*
  * Mappings have to be aligned
 */
 offset = physaddr & (IO_SIZE - 1);
 physaddr &= -IO_SIZE;
 size = (size + offset + IO_SIZE - 1) & -IO_SIZE;

 /*
  * Ok, go for it..
 */
 area = get_io_area(size);
 if (!area)
  return NULL;

 virtaddr = (unsigned long)area->addr;
 retaddr = virtaddr + offset;
#ifdef DEBUG
 printk("0x%lx,0x%lx,0x%lx", physaddr, virtaddr, retaddr);
#endif

 /*
  * add cache and table flags to physical address
 */
 if (CPU_IS_040_OR_060) {
  physaddr |= (_PAGE_PRESENT | _PAGE_GLOBAL040 |
        _PAGE_ACCESSED | _PAGE_DIRTY);
  switch (cacheflag) {
  case IOMAP_FULL_CACHING:
   physaddr |= _PAGE_CACHE040;
   break;
  case IOMAP_NOCACHE_SER:
  default:
   physaddr |= _PAGE_NOCACHE_S;
   break;
  case IOMAP_NOCACHE_NONSER:
   physaddr |= _PAGE_NOCACHE;
   break;
  case IOMAP_WRITETHROUGH:
   physaddr |= _PAGE_CACHE040W;
   break;
  }
 } else {
  physaddr |= (_PAGE_PRESENT | _PAGE_ACCESSED |
        _PAGE_DIRTY | _PAGE_READWRITE);
  switch (cacheflag) {
  case IOMAP_NOCACHE_SER:
  case IOMAP_NOCACHE_NONSER:
  default:
   physaddr |= _PAGE_NOCACHE030;
   break;
  case IOMAP_FULL_CACHING:
  case IOMAP_WRITETHROUGH:
   break;
  }
 }

 while ((long)size > 0) {
#ifdef DEBUG
  if (!(virtaddr & (PMD_SIZE-1)))
   printk ("\npa=%#lx va=%#lx ", physaddr, virtaddr);
#endif
  pgd_dir = pgd_offset_k(virtaddr);
  p4d_dir = p4d_offset(pgd_dir, virtaddr);
  pud_dir = pud_offset(p4d_dir, virtaddr);
  pmd_dir = pmd_alloc(&init_mm, pud_dir, virtaddr);
  if (!pmd_dir) {
   printk("ioremap: no mem for pmd_dir\n");
   return NULL;
  }

#if CONFIG_PGTABLE_LEVELS == 3
  if (CPU_IS_020_OR_030) {
   pmd_val(*pmd_dir) = physaddr;
   physaddr += PMD_SIZE;
   virtaddr += PMD_SIZE;
   size -= PMD_SIZE;
  } else
#endif
  {
   pte_dir = pte_alloc_kernel(pmd_dir, virtaddr);
   if (!pte_dir) {
    printk("ioremap: no mem for pte_dir\n");
    return NULL;
   }

   pte_val(*pte_dir) = physaddr;
   virtaddr += PAGE_SIZE;
   physaddr += PAGE_SIZE;
   size -= PAGE_SIZE;
  }
 }
#ifdef DEBUG
 printk("\n");
#endif
 flush_tlb_all();

 return (void __iomem *)retaddr;
}
EXPORT_SYMBOL(__ioremap);

/*
 * Unmap an ioremap()ed region again
 */
void iounmap(void __iomem *addr)
{
#ifdef CONFIG_AMIGA
 if (MACH_IS_AMIGA &&
     ((unsigned long)addr >= 0x40000000) &&
     ((unsigned long)addr < 0x60000000))
  return;
#endif
#ifdef CONFIG_VIRT
 if (MACH_IS_VIRT && (unsigned long)addr >= 0xff000000)
  return;
#endif
#ifdef CONFIG_COLDFIRE
 if (cf_internalio(addr))
  return;
#endif
 free_io_area((__force void *)addr);
}
EXPORT_SYMBOL(iounmap);

/*
 * Set new cache mode for some kernel address space.
 * The caller must push data for that range itself, if such data may already
 * be in the cache.
 */
void kernel_set_cachemode(void *addr, unsigned long size, int cmode)
{
 unsigned long virtaddr = (unsigned long)addr;
 pgd_t *pgd_dir;
 p4d_t *p4d_dir;
 pud_t *pud_dir;
 pmd_t *pmd_dir;
 pte_t *pte_dir;

 if (CPU_IS_040_OR_060) {
  switch (cmode) {
  case IOMAP_FULL_CACHING:
   cmode = _PAGE_CACHE040;
   break;
  case IOMAP_NOCACHE_SER:
  default:
   cmode = _PAGE_NOCACHE_S;
   break;
  case IOMAP_NOCACHE_NONSER:
   cmode = _PAGE_NOCACHE;
   break;
  case IOMAP_WRITETHROUGH:
   cmode = _PAGE_CACHE040W;
   break;
  }
 } else {
  switch (cmode) {
  case IOMAP_NOCACHE_SER:
  case IOMAP_NOCACHE_NONSER:
  default:
   cmode = _PAGE_NOCACHE030;
   break;
  case IOMAP_FULL_CACHING:
  case IOMAP_WRITETHROUGH:
   cmode = 0;
  }
 }

 while ((long)size > 0) {
  pgd_dir = pgd_offset_k(virtaddr);
  p4d_dir = p4d_offset(pgd_dir, virtaddr);
  pud_dir = pud_offset(p4d_dir, virtaddr);
  if (pud_bad(*pud_dir)) {
   printk("iocachemode: bad pud(%08lx)\n", pud_val(*pud_dir));
   pud_clear(pud_dir);
   return;
  }
  pmd_dir = pmd_offset(pud_dir, virtaddr);

#if CONFIG_PGTABLE_LEVELS == 3
  if (CPU_IS_020_OR_030) {
   unsigned long pmd = pmd_val(*pmd_dir);

   if ((pmd & _DESCTYPE_MASK) == _PAGE_PRESENT) {
    *pmd_dir = __pmd((pmd & _CACHEMASK040) | cmode);
    virtaddr += PMD_SIZE;
    size -= PMD_SIZE;
    continue;
   }
  }
#endif

  if (pmd_bad(*pmd_dir)) {
   printk("iocachemode: bad pmd (%08lx)\n", pmd_val(*pmd_dir));
   pmd_clear(pmd_dir);
   return;
  }
  pte_dir = pte_offset_kernel(pmd_dir, virtaddr);

  pte_val(*pte_dir) = (pte_val(*pte_dir) & _CACHEMASK040) | cmode;
  virtaddr += PAGE_SIZE;
  size -= PAGE_SIZE;
 }

 flush_tlb_all();
}
EXPORT_SYMBOL(kernel_set_cachemode);