b6a5a338145bf438037f40adfb3142a876a00e1c
[linux-2.6.git] / arch / sh / mm / pmb.c
1 /*
2  * arch/sh/mm/pmb.c
3  *
4  * Privileged Space Mapping Buffer (PMB) Support.
5  *
6  * Copyright (C) 2005, 2006, 2007 Paul Mundt
7  *
8  * P1/P2 Section mapping definitions from map32.h, which was:
9  *
10  *      Copyright 2003 (c) Lineo Solutions,Inc.
11  *
12  * This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
13  * License.  See the file "COPYING" in the main directory of this archive
14  * for more details.
15  */
16 #include <linux/init.h>
17 #include <linux/kernel.h>
18 #include <linux/module.h>
19 #include <linux/slab.h>
20 #include <linux/bitops.h>
21 #include <linux/debugfs.h>
22 #include <linux/fs.h>
23 #include <linux/seq_file.h>
24 #include <linux/err.h>
25 #include <asm/system.h>
26 #include <asm/uaccess.h>
27 #include <asm/pgtable.h>
28 #include <asm/mmu.h>
29 #include <asm/io.h>
30
31 #define NR_PMB_ENTRIES  16
32
33 static struct kmem_cache *pmb_cache;
34 static unsigned long pmb_map;
35
36 static struct pmb_entry pmb_init_map[] = {
37         /* vpn         ppn         flags (ub/sz/c/wt) */
38
39         /* P1 Section Mappings */
40         { 0x80000000, 0x00000000, PMB_SZ_64M  | PMB_C, },
41         { 0x84000000, 0x04000000, PMB_SZ_64M  | PMB_C, },
42         { 0x88000000, 0x08000000, PMB_SZ_128M | PMB_C, },
43         { 0x90000000, 0x10000000, PMB_SZ_64M  | PMB_C, },
44         { 0x94000000, 0x14000000, PMB_SZ_64M  | PMB_C, },
45         { 0x98000000, 0x18000000, PMB_SZ_64M  | PMB_C, },
46
47         /* P2 Section Mappings */
48         { 0xa0000000, 0x00000000, PMB_UB | PMB_SZ_64M  | PMB_WT, },
49         { 0xa4000000, 0x04000000, PMB_UB | PMB_SZ_64M  | PMB_WT, },
50         { 0xa8000000, 0x08000000, PMB_UB | PMB_SZ_128M | PMB_WT, },
51         { 0xb0000000, 0x10000000, PMB_UB | PMB_SZ_64M  | PMB_WT, },
52         { 0xb4000000, 0x14000000, PMB_UB | PMB_SZ_64M  | PMB_WT, },
53         { 0xb8000000, 0x18000000, PMB_UB | PMB_SZ_64M  | PMB_WT, },
54 };
55
56 static inline unsigned long mk_pmb_entry(unsigned int entry)
57 {
58         return (entry & PMB_E_MASK) << PMB_E_SHIFT;
59 }
60
61 static inline unsigned long mk_pmb_addr(unsigned int entry)
62 {
63         return mk_pmb_entry(entry) | PMB_ADDR;
64 }
65
66 static inline unsigned long mk_pmb_data(unsigned int entry)
67 {
68         return mk_pmb_entry(entry) | PMB_DATA;
69 }
70
71 static DEFINE_SPINLOCK(pmb_list_lock);
72 static struct pmb_entry *pmb_list;
73
74 static inline void pmb_list_add(struct pmb_entry *pmbe)
75 {
76         struct pmb_entry **p, *tmp;
77
78         p = &pmb_list;
79         while ((tmp = *p) != NULL)
80                 p = &tmp->next;
81
82         pmbe->next = tmp;
83         *p = pmbe;
84 }
85
86 static inline void pmb_list_del(struct pmb_entry *pmbe)
87 {
88         struct pmb_entry **p, *tmp;
89
90         for (p = &pmb_list; (tmp = *p); p = &tmp->next)
91                 if (tmp == pmbe) {
92                         *p = tmp->next;
93                         return;
94                 }
95 }
96
97 struct pmb_entry *pmb_alloc(unsigned long vpn, unsigned long ppn,
98                             unsigned long flags)
99 {
100         struct pmb_entry *pmbe;
101
102         pmbe = kmem_cache_alloc(pmb_cache, GFP_KERNEL);
103         if (!pmbe)
104                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
105
106         pmbe->vpn       = vpn;
107         pmbe->ppn       = ppn;
108         pmbe->flags     = flags;
109
110         spin_lock_irq(&pmb_list_lock);
111         pmb_list_add(pmbe);
112         spin_unlock_irq(&pmb_list_lock);
113
114         return pmbe;
115 }
116
117 void pmb_free(struct pmb_entry *pmbe)
118 {
119         spin_lock_irq(&pmb_list_lock);
120         pmb_list_del(pmbe);
121         spin_unlock_irq(&pmb_list_lock);
122
123         kmem_cache_free(pmb_cache, pmbe);
124 }
125
126 /*
127  * Must be in P2 for __set_pmb_entry()
128  */
129 int __set_pmb_entry(unsigned long vpn, unsigned long ppn,
130                     unsigned long flags, int *entry)
131 {
132         unsigned int pos = *entry;
133
134         if (unlikely(pos == PMB_NO_ENTRY))
135                 pos = find_first_zero_bit(&pmb_map, NR_PMB_ENTRIES);
136
137 repeat:
138         if (unlikely(pos > NR_PMB_ENTRIES))
139                 return -ENOSPC;
140
141         if (test_and_set_bit(pos, &pmb_map)) {
142                 pos = find_first_zero_bit(&pmb_map, NR_PMB_ENTRIES);
143                 goto repeat;
144         }
145
146         ctrl_outl(vpn | PMB_V, mk_pmb_addr(pos));
147
148 #ifdef CONFIG_SH_WRITETHROUGH
149         /*
150          * When we are in 32-bit address extended mode, CCR.CB becomes
151          * invalid, so care must be taken to manually adjust cacheable
152          * translations.
153          */
154         if (likely(flags & PMB_C))
155                 flags |= PMB_WT;
156 #endif
157
158         ctrl_outl(ppn | flags | PMB_V, mk_pmb_data(pos));
159
160         *entry = pos;
161
162         return 0;
163 }
164
165 int set_pmb_entry(struct pmb_entry *pmbe)
166 {
167         int ret;
168
169         jump_to_P2();
170         ret = __set_pmb_entry(pmbe->vpn, pmbe->ppn, pmbe->flags, &pmbe->entry);
171         back_to_P1();
172
173         return ret;
174 }
175
176 void clear_pmb_entry(struct pmb_entry *pmbe)
177 {
178         unsigned int entry = pmbe->entry;
179         unsigned long addr;
180
181         /*
182          * Don't allow clearing of wired init entries, P1 or P2 access
183          * without a corresponding mapping in the PMB will lead to reset
184          * by the TLB.
185          */
186         if (unlikely(entry < ARRAY_SIZE(pmb_init_map) ||
187                      entry >= NR_PMB_ENTRIES))
188                 return;
189
190         jump_to_P2();
191
192         /* Clear V-bit */
193         addr = mk_pmb_addr(entry);
194         ctrl_outl(ctrl_inl(addr) & ~PMB_V, addr);
195
196         addr = mk_pmb_data(entry);
197         ctrl_outl(ctrl_inl(addr) & ~PMB_V, addr);
198
199         back_to_P1();
200
201         clear_bit(entry, &pmb_map);
202 }
203
204
205 static struct {
206         unsigned long size;
207         int flag;
208 } pmb_sizes[] = {
209         { .size = 0x20000000, .flag = PMB_SZ_512M, },
210         { .size = 0x08000000, .flag = PMB_SZ_128M, },
211         { .size = 0x04000000, .flag = PMB_SZ_64M,  },
212         { .size = 0x01000000, .flag = PMB_SZ_16M,  },
213 };
214
215 long pmb_remap(unsigned long vaddr, unsigned long phys,
216                unsigned long size, unsigned long flags)
217 {
218         struct pmb_entry *pmbp;
219         unsigned long wanted;
220         int pmb_flags, i;
221
222         /* Convert typical pgprot value to the PMB equivalent */
223         if (flags & _PAGE_CACHABLE) {
224                 if (flags & _PAGE_WT)
225                         pmb_flags = PMB_WT;
226                 else
227                         pmb_flags = PMB_C;
228         } else
229                 pmb_flags = PMB_WT | PMB_UB;
230
231         pmbp = NULL;
232         wanted = size;
233
234 again:
235         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pmb_sizes); i++) {
236                 struct pmb_entry *pmbe;
237                 int ret;
238
239                 if (size < pmb_sizes[i].size)
240                         continue;
241
242                 pmbe = pmb_alloc(vaddr, phys, pmb_flags | pmb_sizes[i].flag);
243                 if (IS_ERR(pmbe))
244                         return PTR_ERR(pmbe);
245
246                 ret = set_pmb_entry(pmbe);
247                 if (ret != 0) {
248                         pmb_free(pmbe);
249                         return -EBUSY;
250                 }
251
252                 phys    += pmb_sizes[i].size;
253                 vaddr   += pmb_sizes[i].size;
254                 size    -= pmb_sizes[i].size;
255
256                 /*
257                  * Link adjacent entries that span multiple PMB entries
258                  * for easier tear-down.
259                  */
260                 if (likely(pmbp))
261                         pmbp->link = pmbe;
262
263                 pmbp = pmbe;
264         }
265
266         if (size >= 0x1000000)
267                 goto again;
268
269         return wanted - size;
270 }
271
272 void pmb_unmap(unsigned long addr)
273 {
274         struct pmb_entry **p, *pmbe;
275
276         for (p = &pmb_list; (pmbe = *p); p = &pmbe->next)
277                 if (pmbe->vpn == addr)
278                         break;
279
280         if (unlikely(!pmbe))
281                 return;
282
283         WARN_ON(!test_bit(pmbe->entry, &pmb_map));
284
285         do {
286                 struct pmb_entry *pmblink = pmbe;
287
288                 clear_pmb_entry(pmbe);
289                 pmbe = pmblink->link;
290
291                 pmb_free(pmblink);
292         } while (pmbe);
293 }
294
295 static void pmb_cache_ctor(void *pmb, struct kmem_cache *cachep,
296                            unsigned long flags)
297 {
298         struct pmb_entry *pmbe = pmb;
299
300         memset(pmb, 0, sizeof(struct pmb_entry));
301
302         pmbe->entry = PMB_NO_ENTRY;
303 }
304
305 static int __init pmb_init(void)
306 {
307         unsigned int nr_entries = ARRAY_SIZE(pmb_init_map);
308         unsigned int entry;
309
310         BUG_ON(unlikely(nr_entries >= NR_PMB_ENTRIES));
311
312         pmb_cache = kmem_cache_create("pmb", sizeof(struct pmb_entry), 0,
313                                       SLAB_PANIC, pmb_cache_ctor, NULL);
314
315         jump_to_P2();
316
317         /*
318          * Ordering is important, P2 must be mapped in the PMB before we
319          * can set PMB.SE, and P1 must be mapped before we jump back to
320          * P1 space.
321          */
322         for (entry = 0; entry < nr_entries; entry++) {
323                 struct pmb_entry *pmbe = pmb_init_map + entry;
324
325                 __set_pmb_entry(pmbe->vpn, pmbe->ppn, pmbe->flags, &entry);
326         }
327
328         ctrl_outl(0, PMB_IRMCR);
329
330         /* PMB.SE and UB[7] */
331         ctrl_outl((1 << 31) | (1 << 7), PMB_PASCR);
332
333         back_to_P1();
334
335         return 0;
336 }
337 arch_initcall(pmb_init);
338
339 static int pmb_seq_show(struct seq_file *file, void *iter)
340 {
341         int i;
342
343         seq_printf(file, "V: Valid, C: Cacheable, WT: Write-Through\n"
344                          "CB: Copy-Back, B: Buffered, UB: Unbuffered\n");
345         seq_printf(file, "ety   vpn  ppn  size   flags\n");
346
347         for (i = 0; i < NR_PMB_ENTRIES; i++) {
348                 unsigned long addr, data;
349                 unsigned int size;
350                 char *sz_str = NULL;
351
352                 addr = ctrl_inl(mk_pmb_addr(i));
353                 data = ctrl_inl(mk_pmb_data(i));
354
355                 size = data & PMB_SZ_MASK;
356                 sz_str = (size == PMB_SZ_16M)  ? " 16MB":
357                          (size == PMB_SZ_64M)  ? " 64MB":
358                          (size == PMB_SZ_128M) ? "128MB":
359                                                  "512MB";
360
361                 /* 02: V 0x88 0x08 128MB C CB  B */
362                 seq_printf(file, "%02d: %c 0x%02lx 0x%02lx %s %c %s %s\n",
363                            i, ((addr & PMB_V) && (data & PMB_V)) ? 'V' : ' ',
364                            (addr >> 24) & 0xff, (data >> 24) & 0xff,
365                            sz_str, (data & PMB_C) ? 'C' : ' ',
366                            (data & PMB_WT) ? "WT" : "CB",
367                            (data & PMB_UB) ? "UB" : " B");
368         }
369
370         return 0;
371 }
372
373 static int pmb_debugfs_open(struct inode *inode, struct file *file)
374 {
375         return single_open(file, pmb_seq_show, NULL);
376 }
377
378 static const struct file_operations pmb_debugfs_fops = {
379         .owner          = THIS_MODULE,
380         .open           = pmb_debugfs_open,
381         .read           = seq_read,
382         .llseek         = seq_lseek,
383         .release        = seq_release,
384 };
385
386 static int __init pmb_debugfs_init(void)
387 {
388         struct dentry *dentry;
389
390         dentry = debugfs_create_file("pmb", S_IFREG | S_IRUGO,
391                                      NULL, NULL, &pmb_debugfs_fops);
392         if (IS_ERR(dentry))
393                 return PTR_ERR(dentry);
394
395         return 0;
396 }
397 postcore_initcall(pmb_debugfs_init);