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 #include <asm/mmu_context.h>
  31
  32 #define NR_PMB_ENTRIES  16
  33
  34 static struct kmem_cache *pmb_cache;
  35 static unsigned long pmb_map;
  36
  37 static struct pmb_entry pmb_init_map[] = {
  38         /* vpn         ppn         flags (ub/sz/c/wt) */
  39
  40         /* P1 Section Mappings */
  41         { 0x80000000, 0x00000000, PMB_SZ_64M  | PMB_C, },
  42         { 0x84000000, 0x04000000, PMB_SZ_64M  | PMB_C, },
  43         { 0x88000000, 0x08000000, PMB_SZ_128M | PMB_C, },
  44         { 0x90000000, 0x10000000, PMB_SZ_64M  | PMB_C, },
  45         { 0x94000000, 0x14000000, PMB_SZ_64M  | PMB_C, },
  46         { 0x98000000, 0x18000000, PMB_SZ_64M  | PMB_C, },
  47
  48         /* P2 Section Mappings */
  49         { 0xa0000000, 0x00000000, PMB_UB | PMB_SZ_64M  | PMB_WT, },
  50         { 0xa4000000, 0x04000000, PMB_UB | PMB_SZ_64M  | PMB_WT, },
  51         { 0xa8000000, 0x08000000, PMB_UB | PMB_SZ_128M | PMB_WT, },
  52         { 0xb0000000, 0x10000000, PMB_UB | PMB_SZ_64M  | PMB_WT, },
  53         { 0xb4000000, 0x14000000, PMB_UB | PMB_SZ_64M  | PMB_WT, },
  54         { 0xb8000000, 0x18000000, PMB_UB | PMB_SZ_64M  | PMB_WT, },
  55 };
  56
  57 static inline unsigned long mk_pmb_entry(unsigned int entry)
  58 {
  59         return (entry & PMB_E_MASK) << PMB_E_SHIFT;
  60 }
  61
  62 static inline unsigned long mk_pmb_addr(unsigned int entry)
  63 {
  64         return mk_pmb_entry(entry) | PMB_ADDR;
  65 }
  66
  67 static inline unsigned long mk_pmb_data(unsigned int entry)
  68 {
  69         return mk_pmb_entry(entry) | PMB_DATA;
  70 }
  71
  72 static DEFINE_SPINLOCK(pmb_list_lock);
  73 static struct pmb_entry *pmb_list;
  74
  75 static inline void pmb_list_add(struct pmb_entry *pmbe)
  76 {
  77         struct pmb_entry **p, *tmp;
  78
  79         p = &pmb_list;
  80         while ((tmp = *p) != NULL)
  81                 p = &tmp->next;
  82
  83         pmbe->next = tmp;
  84         *p = pmbe;
  85 }
  86
  87 static inline void pmb_list_del(struct pmb_entry *pmbe)
  88 {
  89         struct pmb_entry **p, *tmp;
  90
  91         for (p = &pmb_list; (tmp = *p); p = &tmp->next)
  92                 if (tmp == pmbe) {
  93                         *p = tmp->next;
  94                         return;
  95                 }
  96 }
  97
  98 struct pmb_entry *pmb_alloc(unsigned long vpn, unsigned long ppn,
  99                             unsigned long flags)
 100 {
 101         struct pmb_entry *pmbe;
 102
 103         pmbe = kmem_cache_alloc(pmb_cache, GFP_KERNEL);
 104         if (!pmbe)
 105                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 106
 107         pmbe->vpn       = vpn;
 108         pmbe->ppn       = ppn;
 109         pmbe->flags     = flags;
 110
 111         spin_lock_irq(&pmb_list_lock);
 112         pmb_list_add(pmbe);
 113         spin_unlock_irq(&pmb_list_lock);
 114
 115         return pmbe;
 116 }
 117
 118 void pmb_free(struct pmb_entry *pmbe)
 119 {
 120         spin_lock_irq(&pmb_list_lock);
 121         pmb_list_del(pmbe);
 122         spin_unlock_irq(&pmb_list_lock);
 123
 124         kmem_cache_free(pmb_cache, pmbe);
 125 }
 126
 127 /*
 128  * Must be in P2 for __set_pmb_entry()
 129  */
 130 int __set_pmb_entry(unsigned long vpn, unsigned long ppn,
 131                     unsigned long flags, int *entry)
 132 {
 133         unsigned int pos = *entry;
 134
 135         if (unlikely(pos == PMB_NO_ENTRY))
 136                 pos = find_first_zero_bit(&pmb_map, NR_PMB_ENTRIES);
 137
 138 repeat:
 139         if (unlikely(pos > NR_PMB_ENTRIES))
 140                 return -ENOSPC;
 141
 142         if (test_and_set_bit(pos, &pmb_map)) {
 143                 pos = find_first_zero_bit(&pmb_map, NR_PMB_ENTRIES);
 144                 goto repeat;
 145         }
 146
 147         ctrl_outl(vpn | PMB_V, mk_pmb_addr(pos));
 148
 149 #ifdef CONFIG_CACHE_WRITETHROUGH
 150         /*
 151          * When we are in 32-bit address extended mode, CCR.CB becomes
 152          * invalid, so care must be taken to manually adjust cacheable
 153          * translations.
 154          */
 155         if (likely(flags & PMB_C))
 156                 flags |= PMB_WT;
 157 #endif
 158
 159         ctrl_outl(ppn | flags | PMB_V, mk_pmb_data(pos));
 160
 161         *entry = pos;
 162
 163         return 0;
 164 }
 165
 166 int __uses_jump_to_uncached set_pmb_entry(struct pmb_entry *pmbe)
 167 {
 168         int ret;
 169
 170         jump_to_uncached();
 171         ret = __set_pmb_entry(pmbe->vpn, pmbe->ppn, pmbe->flags, &pmbe->entry);
 172         back_to_cached();
 173
 174         return ret;
 175 }
 176
 177 void __uses_jump_to_uncached clear_pmb_entry(struct pmb_entry *pmbe)
 178 {
 179         unsigned int entry = pmbe->entry;
 180         unsigned long addr;
 181
 182         /*
 183          * Don't allow clearing of wired init entries, P1 or P2 access
 184          * without a corresponding mapping in the PMB will lead to reset
 185          * by the TLB.
 186          */
 187         if (unlikely(entry < ARRAY_SIZE(pmb_init_map) ||
 188                      entry >= NR_PMB_ENTRIES))
 189                 return;
 190
 191         jump_to_uncached();
 192
 193         /* Clear V-bit */
 194         addr = mk_pmb_addr(entry);
 195         ctrl_outl(ctrl_inl(addr) & ~PMB_V, addr);
 196
 197         addr = mk_pmb_data(entry);
 198         ctrl_outl(ctrl_inl(addr) & ~PMB_V, addr);
 199
 200         back_to_cached();
 201
 202         clear_bit(entry, &pmb_map);
 203 }
 204
 205
 206 static struct {
 207         unsigned long size;
 208         int flag;
 209 } pmb_sizes[] = {
 210         { .size = 0x20000000, .flag = PMB_SZ_512M, },
 211         { .size = 0x08000000, .flag = PMB_SZ_128M, },
 212         { .size = 0x04000000, .flag = PMB_SZ_64M,  },
 213         { .size = 0x01000000, .flag = PMB_SZ_16M,  },
 214 };
 215
 216 long pmb_remap(unsigned long vaddr, unsigned long phys,
 217                unsigned long size, unsigned long flags)
 218 {
 219         struct pmb_entry *pmbp;
 220         unsigned long wanted;
 221         int pmb_flags, i;
 222
 223         /* Convert typical pgprot value to the PMB equivalent */
 224         if (flags & _PAGE_CACHABLE) {
 225                 if (flags & _PAGE_WT)
 226                         pmb_flags = PMB_WT;
 227                 else
 228                         pmb_flags = PMB_C;
 229         } else
 230                 pmb_flags = PMB_WT | PMB_UB;
 231
 232         pmbp = NULL;
 233         wanted = size;
 234
 235 again:
 236         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(pmb_sizes); i++) {
 237                 struct pmb_entry *pmbe;
 238                 int ret;
 239
 240                 if (size < pmb_sizes[i].size)
 241                         continue;
 242
 243                 pmbe = pmb_alloc(vaddr, phys, pmb_flags | pmb_sizes[i].flag);
 244                 if (IS_ERR(pmbe))
 245                         return PTR_ERR(pmbe);
 246
 247                 ret = set_pmb_entry(pmbe);
 248                 if (ret != 0) {
 249                         pmb_free(pmbe);
 250                         return -EBUSY;
 251                 }
 252
 253                 phys    += pmb_sizes[i].size;
 254                 vaddr   += pmb_sizes[i].size;
 255                 size    -= pmb_sizes[i].size;
 256
 257                 /*
 258                  * Link adjacent entries that span multiple PMB entries
 259                  * for easier tear-down.
 260                  */
 261                 if (likely(pmbp))
 262                         pmbp->link = pmbe;
 263
 264                 pmbp = pmbe;
 265         }
 266
 267         if (size >= 0x1000000)
 268                 goto again;
 269
 270         return wanted - size;
 271 }
 272
 273 void pmb_unmap(unsigned long addr)
 274 {
 275         struct pmb_entry **p, *pmbe;
 276
 277         for (p = &pmb_list; (pmbe = *p); p = &pmbe->next)
 278                 if (pmbe->vpn == addr)
 279                         break;
 280
 281         if (unlikely(!pmbe))
 282                 return;
 283
 284         WARN_ON(!test_bit(pmbe->entry, &pmb_map));
 285
 286         do {
 287                 struct pmb_entry *pmblink = pmbe;
 288
 289                 clear_pmb_entry(pmbe);
 290                 pmbe = pmblink->link;
 291
 292                 pmb_free(pmblink);
 293         } while (pmbe);
 294 }
 295
 296 static void pmb_cache_ctor(struct kmem_cache *cachep, void *pmb)
 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 __uses_jump_to_uncached pmb_init(void)
 306 {
 307         unsigned int nr_entries = ARRAY_SIZE(pmb_init_map);
 308         unsigned int entry, i;
 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);
 314
 315         jump_to_uncached();
 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         /* Flush out the TLB */
 334         i =  ctrl_inl(MMUCR);
 335         i |= MMUCR_TI;
 336         ctrl_outl(i, MMUCR);
 337
 338         back_to_cached();
 339
 340         return 0;
 341 }
 342 arch_initcall(pmb_init);
 343
 344 static int pmb_seq_show(struct seq_file *file, void *iter)
 345 {
 346         int i;
 347
 348         seq_printf(file, "V: Valid, C: Cacheable, WT: Write-Through\n"
 349                          "CB: Copy-Back, B: Buffered, UB: Unbuffered\n");
 350         seq_printf(file, "ety   vpn  ppn  size   flags\n");
 351
 352         for (i = 0; i < NR_PMB_ENTRIES; i++) {
 353                 unsigned long addr, data;
 354                 unsigned int size;
 355                 char *sz_str = NULL;
 356
 357                 addr = ctrl_inl(mk_pmb_addr(i));
 358                 data = ctrl_inl(mk_pmb_data(i));
 359
 360                 size = data & PMB_SZ_MASK;
 361                 sz_str = (size == PMB_SZ_16M)  ? " 16MB":
 362                          (size == PMB_SZ_64M)  ? " 64MB":
 363                          (size == PMB_SZ_128M) ? "128MB":
 364                                                  "512MB";
 365
 366                 /* 02: V 0x88 0x08 128MB C CB  B */
 367                 seq_printf(file, "%02d: %c 0x%02lx 0x%02lx %s %c %s %s\n",
 368                            i, ((addr & PMB_V) && (data & PMB_V)) ? 'V' : ' ',
 369                            (addr >> 24) & 0xff, (data >> 24) & 0xff,
 370                            sz_str, (data & PMB_C) ? 'C' : ' ',
 371                            (data & PMB_WT) ? "WT" : "CB",
 372                            (data & PMB_UB) ? "UB" : " B");
 373         }
 374
 375         return 0;
 376 }
 377
 378 static int pmb_debugfs_open(struct inode *inode, struct file *file)
 379 {
 380         return single_open(file, pmb_seq_show, NULL);
 381 }
 382
 383 static const struct file_operations pmb_debugfs_fops = {
 384         .owner          = THIS_MODULE,
 385         .open           = pmb_debugfs_open,
 386         .read           = seq_read,
 387         .llseek         = seq_lseek,
 388         .release        = seq_release,
 389 };
 390
 391 static int __init pmb_debugfs_init(void)
 392 {
 393         struct dentry *dentry;
 394
 395         dentry = debugfs_create_file("pmb", S_IFREG | S_IRUGO,
 396                                      NULL, NULL, &pmb_debugfs_fops);
 397         if (IS_ERR(dentry))
 398                 return PTR_ERR(dentry);
 399
 400         return 0;
 401 }
 402 postcore_initcall(pmb_debugfs_init);