arch/powerpc/mm/fsl_booke_mmu.c

   1 /*
   2  * Modifications by Kumar Gala (galak@kernel.crashing.org) to support
   3  * E500 Book E processors.
   4  *
   5  * Copyright 2004,2010 Freescale Semiconductor, Inc.
   6  *
   7  * This file contains the routines for initializing the MMU
   8  * on the 4xx series of chips.
   9  *  -- paulus
  10  *
  11  *  Derived from arch/ppc/mm/init.c:
  12  *    Copyright (C) 1995-1996 Gary Thomas (gdt@linuxppc.org)
  13  *
  14  *  Modifications by Paul Mackerras (PowerMac) (paulus@cs.anu.edu.au)
  15  *  and Cort Dougan (PReP) (cort@cs.nmt.edu)
  16  *    Copyright (C) 1996 Paul Mackerras
  17  *
  18  *  Derived from "arch/i386/mm/init.c"
  19  *    Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
  20  *
  21  *  This program is free software; you can redistribute it and/or
  22  *  modify it under the terms of the GNU General Public License
  23  *  as published by the Free Software Foundation; either version
  24  *  2 of the License, or (at your option) any later version.
  25  *
  26  */
  27
  28 #include <linux/signal.h>
  29 #include <linux/sched.h>
  30 #include <linux/kernel.h>
  31 #include <linux/errno.h>
  32 #include <linux/string.h>
  33 #include <linux/types.h>
  34 #include <linux/ptrace.h>
  35 #include <linux/mman.h>
  36 #include <linux/mm.h>
  37 #include <linux/swap.h>
  38 #include <linux/stddef.h>
  39 #include <linux/vmalloc.h>
  40 #include <linux/init.h>
  41 #include <linux/delay.h>
  42 #include <linux/highmem.h>
  43 #include <linux/memblock.h>
  44
  45 #include <asm/pgalloc.h>
  46 #include <asm/prom.h>
  47 #include <asm/io.h>
  48 #include <asm/mmu_context.h>
  49 #include <asm/pgtable.h>
  50 #include <asm/mmu.h>
  51 #include <asm/uaccess.h>
  52 #include <asm/smp.h>
  53 #include <asm/machdep.h>
  54 #include <asm/setup.h>
  55
  56 #include "mmu_decl.h"
  57
  58 unsigned int tlbcam_index;
  59
  60
  61 #if defined(CONFIG_LOWMEM_CAM_NUM_BOOL) && (CONFIG_LOWMEM_CAM_NUM >= NUM_TLBCAMS)
  62 #error "LOWMEM_CAM_NUM must be less than NUM_TLBCAMS"
  63 #endif
  64
  65 #define NUM_TLBCAMS     (64)
  66 struct tlbcam TLBCAM[NUM_TLBCAMS];
  67
  68 struct tlbcamrange {
  69         unsigned long start;
  70         unsigned long limit;
  71         phys_addr_t phys;
  72 } tlbcam_addrs[NUM_TLBCAMS];
  73
  74 extern unsigned int tlbcam_index;
  75
  76 unsigned long tlbcam_sz(int idx)
  77 {
  78         return tlbcam_addrs[idx].limit - tlbcam_addrs[idx].start + 1;
  79 }
  80
  81 /*
  82  * Return PA for this VA if it is mapped by a CAM, or 0
  83  */
  84 phys_addr_t v_mapped_by_tlbcam(unsigned long va)
  85 {
  86         int b;
  87         for (b = 0; b < tlbcam_index; ++b)
  88                 if (va >= tlbcam_addrs[b].start && va < tlbcam_addrs[b].limit)
  89                         return tlbcam_addrs[b].phys + (va - tlbcam_addrs[b].start);
  90         return 0;
  91 }
  92
  93 /*
  94  * Return VA for a given PA or 0 if not mapped
  95  */
  96 unsigned long p_mapped_by_tlbcam(phys_addr_t pa)
  97 {
  98         int b;
  99         for (b = 0; b < tlbcam_index; ++b)
 100                 if (pa >= tlbcam_addrs[b].phys
 101                         && pa < (tlbcam_addrs[b].limit-tlbcam_addrs[b].start)
 102                               +tlbcam_addrs[b].phys)
 103                         return tlbcam_addrs[b].start+(pa-tlbcam_addrs[b].phys);
 104         return 0;
 105 }
 106
 107 /*
 108  * Set up a variable-size TLB entry (tlbcam). The parameters are not checked;
 109  * in particular size must be a power of 4 between 4k and 256M (or 1G, for cpus
 110  * that support extended page sizes).  Note that while some cpus support a
 111  * page size of 4G, we don't allow its use here.
 112  */
 113 static void settlbcam(int index, unsigned long virt, phys_addr_t phys,
 114                 unsigned long size, unsigned long flags, unsigned int pid)
 115 {
 116         unsigned int tsize, lz;
 117
 118         asm (PPC_CNTLZL "%0,%1" : "=r" (lz) : "r" (size));
 119         tsize = 21 - lz;
 120
 121 #ifdef CONFIG_SMP
 122         if ((flags & _PAGE_NO_CACHE) == 0)
 123                 flags |= _PAGE_COHERENT;
 124 #endif
 125
 126         TLBCAM[index].MAS0 = MAS0_TLBSEL(1) | MAS0_ESEL(index) | MAS0_NV(index+1);
 127         TLBCAM[index].MAS1 = MAS1_VALID | MAS1_IPROT | MAS1_TSIZE(tsize) | MAS1_TID(pid);
 128         TLBCAM[index].MAS2 = virt & PAGE_MASK;
 129
 130         TLBCAM[index].MAS2 |= (flags & _PAGE_WRITETHRU) ? MAS2_W : 0;
 131         TLBCAM[index].MAS2 |= (flags & _PAGE_NO_CACHE) ? MAS2_I : 0;
 132         TLBCAM[index].MAS2 |= (flags & _PAGE_COHERENT) ? MAS2_M : 0;
 133         TLBCAM[index].MAS2 |= (flags & _PAGE_GUARDED) ? MAS2_G : 0;
 134         TLBCAM[index].MAS2 |= (flags & _PAGE_ENDIAN) ? MAS2_E : 0;
 135
 136         TLBCAM[index].MAS3 = (phys & MAS3_RPN) | MAS3_SX | MAS3_SR;
 137         TLBCAM[index].MAS3 |= ((flags & _PAGE_RW) ? MAS3_SW : 0);
 138         if (mmu_has_feature(MMU_FTR_BIG_PHYS))
 139                 TLBCAM[index].MAS7 = (u64)phys >> 32;
 140
 141         if (flags & _PAGE_USER) {
 142            TLBCAM[index].MAS3 |= MAS3_UX | MAS3_UR;
 143            TLBCAM[index].MAS3 |= ((flags & _PAGE_RW) ? MAS3_UW : 0);
 144         }
 145
 146         tlbcam_addrs[index].start = virt;
 147         tlbcam_addrs[index].limit = virt + size - 1;
 148         tlbcam_addrs[index].phys = phys;
 149
 150         loadcam_entry(index);
 151 }
 152
 153 unsigned long map_mem_in_cams(unsigned long ram, int max_cam_idx)
 154 {
 155         int i;
 156         unsigned long virt = PAGE_OFFSET;
 157         phys_addr_t phys = memstart_addr;
 158         unsigned long amount_mapped = 0;
 159         unsigned long max_cam = (mfspr(SPRN_TLB1CFG) >> 16) & 0xf;
 160
 161         /* Convert (4^max) kB to (2^max) bytes */
 162         max_cam = max_cam * 2 + 10;
 163
 164         /* Calculate CAM values */
 165         for (i = 0; ram && i < max_cam_idx; i++) {
 166                 unsigned int camsize = __ilog2(ram) & ~1U;
 167                 unsigned int align = __ffs(virt | phys) & ~1U;
 168                 unsigned long cam_sz;
 169
 170                 if (camsize > align)
 171                         camsize = align;
 172                 if (camsize > max_cam)
 173                         camsize = max_cam;
 174
 175                 cam_sz = 1UL << camsize;
 176                 settlbcam(i, virt, phys, cam_sz, PAGE_KERNEL_X, 0);
 177
 178                 ram -= cam_sz;
 179                 amount_mapped += cam_sz;
 180                 virt += cam_sz;
 181                 phys += cam_sz;
 182         }
 183         tlbcam_index = i;
 184
 185         return amount_mapped;
 186 }
 187
 188 unsigned long __init mmu_mapin_ram(unsigned long top)
 189 {
 190         return tlbcam_addrs[tlbcam_index - 1].limit - PAGE_OFFSET + 1;
 191 }
 192
 193 /*
 194  * MMU_init_hw does the chip-specific initialization of the MMU hardware.
 195  */
 196 void __init MMU_init_hw(void)
 197 {
 198         flush_instruction_cache();
 199 }
 200
 201 void __init adjust_total_lowmem(void)
 202 {
 203         unsigned long ram;
 204         int i;
 205
 206         /* adjust lowmem size to __max_low_memory */
 207         ram = min((phys_addr_t)__max_low_memory, (phys_addr_t)total_lowmem);
 208
 209         __max_low_memory = map_mem_in_cams(ram, CONFIG_LOWMEM_CAM_NUM);
 210
 211         pr_info("Memory CAM mapping: ");
 212         for (i = 0; i < tlbcam_index - 1; i++)
 213                 pr_cont("%lu/", tlbcam_sz(i) >> 20);
 214         pr_cont("%lu Mb, residual: %dMb\n", tlbcam_sz(tlbcam_index - 1) >> 20,
 215                 (unsigned int)((total_lowmem - __max_low_memory) >> 20));
 216
 217         memblock_set_current_limit(memstart_addr + __max_low_memory);
 218 }
 219
 220 void setup_initial_memory_limit(phys_addr_t first_memblock_base,
 221                                 phys_addr_t first_memblock_size)
 222 {
 223         phys_addr_t limit = first_memblock_base + first_memblock_size;
 224
 225         /* 64M mapped initially according to head_fsl_booke.S */
 226         memblock_set_current_limit(min_t(u64, limit, 0x04000000));
 227 }