4b66a1ece6d8519b9184249811974d242c322c77
[linux-2.6.git] / 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
44 #include <asm/pgalloc.h>
45 #include <asm/prom.h>
46 #include <asm/io.h>
47 #include <asm/mmu_context.h>
48 #include <asm/pgtable.h>
49 #include <asm/mmu.h>
50 #include <asm/uaccess.h>
51 #include <asm/smp.h>
52 #include <asm/machdep.h>
53 #include <asm/setup.h>
54
55 #include "mmu_decl.h"
56
57 unsigned int tlbcam_index;
58
59
60 #if defined(CONFIG_LOWMEM_CAM_NUM_BOOL) && (CONFIG_LOWMEM_CAM_NUM >= NUM_TLBCAMS)
61 #error "LOWMEM_CAM_NUM must be less than NUM_TLBCAMS"
62 #endif
63
64 #define NUM_TLBCAMS     (64)
65 struct tlbcam TLBCAM[NUM_TLBCAMS];
66
67 struct tlbcamrange {
68         unsigned long start;
69         unsigned long limit;
70         phys_addr_t phys;
71 } tlbcam_addrs[NUM_TLBCAMS];
72
73 extern unsigned int tlbcam_index;
74
75 unsigned long tlbcam_sz(int idx)
76 {
77         return tlbcam_addrs[idx].limit - tlbcam_addrs[idx].start + 1;
78 }
79
80 /*
81  * Return PA for this VA if it is mapped by a CAM, or 0
82  */
83 phys_addr_t v_mapped_by_tlbcam(unsigned long va)
84 {
85         int b;
86         for (b = 0; b < tlbcam_index; ++b)
87                 if (va >= tlbcam_addrs[b].start && va < tlbcam_addrs[b].limit)
88                         return tlbcam_addrs[b].phys + (va - tlbcam_addrs[b].start);
89         return 0;
90 }
91
92 /*
93  * Return VA for a given PA or 0 if not mapped
94  */
95 unsigned long p_mapped_by_tlbcam(phys_addr_t pa)
96 {
97         int b;
98         for (b = 0; b < tlbcam_index; ++b)
99                 if (pa >= tlbcam_addrs[b].phys
100                         && pa < (tlbcam_addrs[b].limit-tlbcam_addrs[b].start)
101                               +tlbcam_addrs[b].phys)
102                         return tlbcam_addrs[b].start+(pa-tlbcam_addrs[b].phys);
103         return 0;
104 }
105
106 /*
107  * Set up a variable-size TLB entry (tlbcam). The parameters are not checked;
108  * in particular size must be a power of 4 between 4k and 256M (or 1G, for cpus
109  * that support extended page sizes).  Note that while some cpus support a
110  * page size of 4G, we don't allow its use here.
111  */
112 static void settlbcam(int index, unsigned long virt, phys_addr_t phys,
113                 unsigned long size, unsigned long flags, unsigned int pid)
114 {
115         unsigned int tsize, lz;
116
117         asm (PPC_CNTLZL "%0,%1" : "=r" (lz) : "r" (size));
118         tsize = 21 - lz;
119
120 #ifdef CONFIG_SMP
121         if ((flags & _PAGE_NO_CACHE) == 0)
122                 flags |= _PAGE_COHERENT;
123 #endif
124
125         TLBCAM[index].MAS0 = MAS0_TLBSEL(1) | MAS0_ESEL(index) | MAS0_NV(index+1);
126         TLBCAM[index].MAS1 = MAS1_VALID | MAS1_IPROT | MAS1_TSIZE(tsize) | MAS1_TID(pid);
127         TLBCAM[index].MAS2 = virt & PAGE_MASK;
128
129         TLBCAM[index].MAS2 |= (flags & _PAGE_WRITETHRU) ? MAS2_W : 0;
130         TLBCAM[index].MAS2 |= (flags & _PAGE_NO_CACHE) ? MAS2_I : 0;
131         TLBCAM[index].MAS2 |= (flags & _PAGE_COHERENT) ? MAS2_M : 0;
132         TLBCAM[index].MAS2 |= (flags & _PAGE_GUARDED) ? MAS2_G : 0;
133         TLBCAM[index].MAS2 |= (flags & _PAGE_ENDIAN) ? MAS2_E : 0;
134
135         TLBCAM[index].MAS3 = (phys & MAS3_RPN) | MAS3_SX | MAS3_SR;
136         TLBCAM[index].MAS3 |= ((flags & _PAGE_RW) ? MAS3_SW : 0);
137         if (mmu_has_feature(MMU_FTR_BIG_PHYS))
138                 TLBCAM[index].MAS7 = (u64)phys >> 32;
139
140         if (flags & _PAGE_USER) {
141            TLBCAM[index].MAS3 |= MAS3_UX | MAS3_UR;
142            TLBCAM[index].MAS3 |= ((flags & _PAGE_RW) ? MAS3_UW : 0);
143         }
144
145         tlbcam_addrs[index].start = virt;
146         tlbcam_addrs[index].limit = virt + size - 1;
147         tlbcam_addrs[index].phys = phys;
148
149         loadcam_entry(index);
150 }
151
152 unsigned long map_mem_in_cams(unsigned long ram, int max_cam_idx)
153 {
154         int i;
155         unsigned long virt = PAGE_OFFSET;
156         phys_addr_t phys = memstart_addr;
157         unsigned long amount_mapped = 0;
158         unsigned long max_cam = (mfspr(SPRN_TLB1CFG) >> 16) & 0xf;
159
160         /* Convert (4^max) kB to (2^max) bytes */
161         max_cam = max_cam * 2 + 10;
162
163         /* Calculate CAM values */
164         for (i = 0; ram && i < max_cam_idx; i++) {
165                 unsigned int camsize = __ilog2(ram) & ~1U;
166                 unsigned int align = __ffs(virt | phys) & ~1U;
167                 unsigned long cam_sz;
168
169                 if (camsize > align)
170                         camsize = align;
171                 if (camsize > max_cam)
172                         camsize = max_cam;
173
174                 cam_sz = 1UL << camsize;
175                 settlbcam(i, virt, phys, cam_sz, PAGE_KERNEL_X, 0);
176
177                 ram -= cam_sz;
178                 amount_mapped += cam_sz;
179                 virt += cam_sz;
180                 phys += cam_sz;
181         }
182         tlbcam_index = i;
183
184         return amount_mapped;
185 }
186
187 unsigned long __init mmu_mapin_ram(unsigned long top)
188 {
189         return tlbcam_addrs[tlbcam_index - 1].limit - PAGE_OFFSET + 1;
190 }
191
192 /*
193  * MMU_init_hw does the chip-specific initialization of the MMU hardware.
194  */
195 void __init MMU_init_hw(void)
196 {
197         flush_instruction_cache();
198 }
199
200 void __init adjust_total_lowmem(void)
201 {
202         unsigned long ram;
203         int i;
204
205         /* adjust lowmem size to __max_low_memory */
206         ram = min((phys_addr_t)__max_low_memory, (phys_addr_t)total_lowmem);
207
208         __max_low_memory = map_mem_in_cams(ram, CONFIG_LOWMEM_CAM_NUM);
209
210         pr_info("Memory CAM mapping: ");
211         for (i = 0; i < tlbcam_index - 1; i++)
212                 pr_cont("%lu/", tlbcam_sz(i) >> 20);
213         pr_cont("%lu Mb, residual: %dMb\n", tlbcam_sz(tlbcam_index - 1) >> 20,
214                 (unsigned int)((total_lowmem - __max_low_memory) >> 20));
215
216         __initial_memory_limit_addr = memstart_addr + __max_low_memory;
217 }