cde270847e7c10f5b405d5e2640b72354b0e6d1f
[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 #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 }