Merge branch 'x86-fixes-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[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 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 #define NUM_TLBCAMS     (64)
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 struct tlbcam {
66         u32     MAS0;
67         u32     MAS1;
68         unsigned long   MAS2;
69         u32     MAS3;
70         u32     MAS7;
71 } TLBCAM[NUM_TLBCAMS];
72
73 struct tlbcamrange {
74         unsigned long start;
75         unsigned long limit;
76         phys_addr_t phys;
77 } tlbcam_addrs[NUM_TLBCAMS];
78
79 extern unsigned int tlbcam_index;
80
81 unsigned long tlbcam_sz(int idx)
82 {
83         return tlbcam_addrs[idx].limit - tlbcam_addrs[idx].start + 1;
84 }
85
86 /*
87  * Return PA for this VA if it is mapped by a CAM, or 0
88  */
89 phys_addr_t v_mapped_by_tlbcam(unsigned long va)
90 {
91         int b;
92         for (b = 0; b < tlbcam_index; ++b)
93                 if (va >= tlbcam_addrs[b].start && va < tlbcam_addrs[b].limit)
94                         return tlbcam_addrs[b].phys + (va - tlbcam_addrs[b].start);
95         return 0;
96 }
97
98 /*
99  * Return VA for a given PA or 0 if not mapped
100  */
101 unsigned long p_mapped_by_tlbcam(phys_addr_t pa)
102 {
103         int b;
104         for (b = 0; b < tlbcam_index; ++b)
105                 if (pa >= tlbcam_addrs[b].phys
106                         && pa < (tlbcam_addrs[b].limit-tlbcam_addrs[b].start)
107                               +tlbcam_addrs[b].phys)
108                         return tlbcam_addrs[b].start+(pa-tlbcam_addrs[b].phys);
109         return 0;
110 }
111
112 void loadcam_entry(int idx)
113 {
114         mtspr(SPRN_MAS0, TLBCAM[idx].MAS0);
115         mtspr(SPRN_MAS1, TLBCAM[idx].MAS1);
116         mtspr(SPRN_MAS2, TLBCAM[idx].MAS2);
117         mtspr(SPRN_MAS3, TLBCAM[idx].MAS3);
118
119         if (cur_cpu_spec->cpu_features & MMU_FTR_BIG_PHYS)
120                 mtspr(SPRN_MAS7, TLBCAM[idx].MAS7);
121
122         asm volatile("isync;tlbwe;isync" : : : "memory");
123 }
124
125 /*
126  * Set up one of the I/D BAT (block address translation) register pairs.
127  * The parameters are not checked; in particular size must be a power
128  * of 4 between 4k and 256M.
129  */
130 static void settlbcam(int index, unsigned long virt, phys_addr_t phys,
131                 unsigned long size, unsigned long flags, unsigned int pid)
132 {
133         unsigned int tsize, lz;
134
135         asm (PPC_CNTLZL "%0,%1" : "=r" (lz) : "r" (size));
136         tsize = 21 - lz;
137
138 #ifdef CONFIG_SMP
139         if ((flags & _PAGE_NO_CACHE) == 0)
140                 flags |= _PAGE_COHERENT;
141 #endif
142
143         TLBCAM[index].MAS0 = MAS0_TLBSEL(1) | MAS0_ESEL(index) | MAS0_NV(index+1);
144         TLBCAM[index].MAS1 = MAS1_VALID | MAS1_IPROT | MAS1_TSIZE(tsize) | MAS1_TID(pid);
145         TLBCAM[index].MAS2 = virt & PAGE_MASK;
146
147         TLBCAM[index].MAS2 |= (flags & _PAGE_WRITETHRU) ? MAS2_W : 0;
148         TLBCAM[index].MAS2 |= (flags & _PAGE_NO_CACHE) ? MAS2_I : 0;
149         TLBCAM[index].MAS2 |= (flags & _PAGE_COHERENT) ? MAS2_M : 0;
150         TLBCAM[index].MAS2 |= (flags & _PAGE_GUARDED) ? MAS2_G : 0;
151         TLBCAM[index].MAS2 |= (flags & _PAGE_ENDIAN) ? MAS2_E : 0;
152
153         TLBCAM[index].MAS3 = (phys & MAS3_RPN) | MAS3_SX | MAS3_SR;
154         TLBCAM[index].MAS3 |= ((flags & _PAGE_RW) ? MAS3_SW : 0);
155         if (cur_cpu_spec->cpu_features & MMU_FTR_BIG_PHYS)
156                 TLBCAM[index].MAS7 = (u64)phys >> 32;
157
158 #ifndef CONFIG_KGDB /* want user access for breakpoints */
159         if (flags & _PAGE_USER) {
160            TLBCAM[index].MAS3 |= MAS3_UX | MAS3_UR;
161            TLBCAM[index].MAS3 |= ((flags & _PAGE_RW) ? MAS3_UW : 0);
162         }
163 #else
164         TLBCAM[index].MAS3 |= MAS3_UX | MAS3_UR;
165         TLBCAM[index].MAS3 |= ((flags & _PAGE_RW) ? MAS3_UW : 0);
166 #endif
167
168         tlbcam_addrs[index].start = virt;
169         tlbcam_addrs[index].limit = virt + size - 1;
170         tlbcam_addrs[index].phys = phys;
171
172         loadcam_entry(index);
173 }
174
175 unsigned long map_mem_in_cams(unsigned long ram, int max_cam_idx)
176 {
177         int i;
178         unsigned long virt = PAGE_OFFSET;
179         phys_addr_t phys = memstart_addr;
180         unsigned long amount_mapped = 0;
181         unsigned long max_cam = (mfspr(SPRN_TLB1CFG) >> 16) & 0xf;
182
183         /* Convert (4^max) kB to (2^max) bytes */
184         max_cam = max_cam * 2 + 10;
185
186         /* Calculate CAM values */
187         for (i = 0; ram && i < max_cam_idx; i++) {
188                 unsigned int camsize = __ilog2(ram) & ~1U;
189                 unsigned int align = __ffs(virt | phys) & ~1U;
190                 unsigned long cam_sz;
191
192                 if (camsize > align)
193                         camsize = align;
194                 if (camsize > max_cam)
195                         camsize = max_cam;
196
197                 cam_sz = 1UL << camsize;
198                 settlbcam(i, virt, phys, cam_sz, PAGE_KERNEL_X, 0);
199
200                 ram -= cam_sz;
201                 amount_mapped += cam_sz;
202                 virt += cam_sz;
203                 phys += cam_sz;
204         }
205         tlbcam_index = i;
206
207         return amount_mapped;
208 }
209
210 unsigned long __init mmu_mapin_ram(unsigned long top)
211 {
212         return tlbcam_addrs[tlbcam_index - 1].limit - PAGE_OFFSET + 1;
213 }
214
215 /*
216  * MMU_init_hw does the chip-specific initialization of the MMU hardware.
217  */
218 void __init MMU_init_hw(void)
219 {
220         flush_instruction_cache();
221 }
222
223 void __init adjust_total_lowmem(void)
224 {
225         unsigned long ram;
226         int i;
227
228         /* adjust lowmem size to __max_low_memory */
229         ram = min((phys_addr_t)__max_low_memory, (phys_addr_t)total_lowmem);
230
231         __max_low_memory = map_mem_in_cams(ram, CONFIG_LOWMEM_CAM_NUM);
232
233         pr_info("Memory CAM mapping: ");
234         for (i = 0; i < tlbcam_index - 1; i++)
235                 pr_cont("%lu/", tlbcam_sz(i) >> 20);
236         pr_cont("%lu Mb, residual: %dMb\n", tlbcam_sz(tlbcam_index - 1) >> 20,
237                 (unsigned int)((total_lowmem - __max_low_memory) >> 20));
238
239         __initial_memory_limit_addr = memstart_addr + __max_low_memory;
240 }