arch/m68k/mm/mcfmmu.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Based upon linux/arch/m68k/mm/sun3mmu.c
   4  * Based upon linux/arch/ppc/mm/mmu_context.c
   5  *
   6  * Implementations of mm routines specific to the Coldfire MMU.
   7  *
   8  * Copyright (c) 2008 Freescale Semiconductor, Inc.
   9  */
  10
  11 #include <linux/kernel.h>
  12 #include <linux/types.h>
  13 #include <linux/mm.h>
  14 #include <linux/init.h>
  15 #include <linux/string.h>
  16 #include <linux/bootmem.h>
  17 #include <linux/memblock.h>
  18
  19 #include <asm/setup.h>
  20 #include <asm/page.h>
  21 #include <asm/pgtable.h>
  22 #include <asm/mmu_context.h>
  23 #include <asm/mcf_pgalloc.h>
  24 #include <asm/tlbflush.h>
  25
  26 #define KMAPAREA(x)     ((x >= VMALLOC_START) && (x < KMAP_END))
  27
  28 mm_context_t next_mmu_context;
  29 unsigned long context_map[LAST_CONTEXT / BITS_PER_LONG + 1];
  30 atomic_t nr_free_contexts;
  31 struct mm_struct *context_mm[LAST_CONTEXT+1];
  32 unsigned long num_pages;
  33
  34 /*
  35  * ColdFire paging_init derived from sun3.
  36  */
  37 void __init paging_init(void)
  38 {
  39         pgd_t *pg_dir;
  40         pte_t *pg_table;
  41         unsigned long address, size;
  42         unsigned long next_pgtable, bootmem_end;
  43         unsigned long zones_size[MAX_NR_ZONES];
  44         enum zone_type zone;
  45         int i;
  46
  47         empty_zero_page = (void *) alloc_bootmem_pages(PAGE_SIZE);
  48         memset((void *) empty_zero_page, 0, PAGE_SIZE);
  49
  50         pg_dir = swapper_pg_dir;
  51         memset(swapper_pg_dir, 0, sizeof(swapper_pg_dir));
  52
  53         size = num_pages * sizeof(pte_t);
  54         size = (size + PAGE_SIZE) & ~(PAGE_SIZE-1);
  55         next_pgtable = (unsigned long) alloc_bootmem_pages(size);
  56
  57         bootmem_end = (next_pgtable + size + PAGE_SIZE) & PAGE_MASK;
  58         pg_dir += PAGE_OFFSET >> PGDIR_SHIFT;
  59
  60         address = PAGE_OFFSET;
  61         while (address < (unsigned long)high_memory) {
  62                 pg_table = (pte_t *) next_pgtable;
  63                 next_pgtable += PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t);
  64                 pgd_val(*pg_dir) = (unsigned long) pg_table;
  65                 pg_dir++;
  66
  67                 /* now change pg_table to kernel virtual addresses */
  68                 for (i = 0; i < PTRS_PER_PTE; ++i, ++pg_table) {
  69                         pte_t pte = pfn_pte(virt_to_pfn(address), PAGE_INIT);
  70                         if (address >= (unsigned long) high_memory)
  71                                 pte_val(pte) = 0;
  72
  73                         set_pte(pg_table, pte);
  74                         address += PAGE_SIZE;
  75                 }
  76         }
  77
  78         current->mm = NULL;
  79
  80         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++)
  81                 zones_size[zone] = 0x0;
  82         zones_size[ZONE_DMA] = num_pages;
  83         free_area_init(zones_size);
  84 }
  85
  86 int cf_tlb_miss(struct pt_regs *regs, int write, int dtlb, int extension_word)
  87 {
  88         unsigned long flags, mmuar, mmutr;
  89         struct mm_struct *mm;
  90         pgd_t *pgd;
  91         pmd_t *pmd;
  92         pte_t *pte;
  93         int asid;
  94
  95         local_irq_save(flags);
  96
  97         mmuar = (dtlb) ? mmu_read(MMUAR) :
  98                 regs->pc + (extension_word * sizeof(long));
  99
 100         mm = (!user_mode(regs) && KMAPAREA(mmuar)) ? &init_mm : current->mm;
 101         if (!mm) {
 102                 local_irq_restore(flags);
 103                 return -1;
 104         }
 105
 106         pgd = pgd_offset(mm, mmuar);
 107         if (pgd_none(*pgd))  {
 108                 local_irq_restore(flags);
 109                 return -1;
 110         }
 111
 112         pmd = pmd_offset(pgd, mmuar);
 113         if (pmd_none(*pmd)) {
 114                 local_irq_restore(flags);
 115                 return -1;
 116         }
 117
 118         pte = (KMAPAREA(mmuar)) ? pte_offset_kernel(pmd, mmuar)
 119                                 : pte_offset_map(pmd, mmuar);
 120         if (pte_none(*pte) || !pte_present(*pte)) {
 121                 local_irq_restore(flags);
 122                 return -1;
 123         }
 124
 125         if (write) {
 126                 if (!pte_write(*pte)) {
 127                         local_irq_restore(flags);
 128                         return -1;
 129                 }
 130                 set_pte(pte, pte_mkdirty(*pte));
 131         }
 132
 133         set_pte(pte, pte_mkyoung(*pte));
 134         asid = mm->context & 0xff;
 135         if (!pte_dirty(*pte) && !KMAPAREA(mmuar))
 136                 set_pte(pte, pte_wrprotect(*pte));
 137
 138         mmutr = (mmuar & PAGE_MASK) | (asid << MMUTR_IDN) | MMUTR_V;
 139         if ((mmuar < TASK_UNMAPPED_BASE) || (mmuar >= TASK_SIZE))
 140                 mmutr |= (pte->pte & CF_PAGE_MMUTR_MASK) >> CF_PAGE_MMUTR_SHIFT;
 141         mmu_write(MMUTR, mmutr);
 142
 143         mmu_write(MMUDR, (pte_val(*pte) & PAGE_MASK) |
 144                 ((pte->pte) & CF_PAGE_MMUDR_MASK) | MMUDR_SZ_8KB | MMUDR_X);
 145
 146         if (dtlb)
 147                 mmu_write(MMUOR, MMUOR_ACC | MMUOR_UAA);
 148         else
 149                 mmu_write(MMUOR, MMUOR_ITLB | MMUOR_ACC | MMUOR_UAA);
 150
 151         local_irq_restore(flags);
 152         return 0;
 153 }
 154
 155 void __init cf_bootmem_alloc(void)
 156 {
 157         unsigned long memstart;
 158
 159         /* _rambase and _ramend will be naturally page aligned */
 160         m68k_memory[0].addr = _rambase;
 161         m68k_memory[0].size = _ramend - _rambase;
 162
 163         memblock_add(m68k_memory[0].addr, m68k_memory[0].size);
 164
 165         /* compute total pages in system */
 166         num_pages = PFN_DOWN(_ramend - _rambase);
 167
 168         /* page numbers */
 169         memstart = PAGE_ALIGN(_ramstart);
 170         min_low_pfn = PFN_DOWN(_rambase);
 171         max_pfn = max_low_pfn = PFN_DOWN(_ramend);
 172         high_memory = (void *)_ramend;
 173
 174         /* Reserve kernel text/data/bss */
 175         memblock_reserve(_rambase, memstart - _rambase);
 176
 177         m68k_virt_to_node_shift = fls(_ramend - 1) - 6;
 178         module_fixup(NULL, __start_fixup, __stop_fixup);
 179
 180         /* setup node data */
 181         m68k_setup_node(0);
 182 }
 183
 184 /*
 185  * Initialize the context management stuff.
 186  * The following was taken from arch/ppc/mmu_context.c
 187  */
 188 void __init cf_mmu_context_init(void)
 189 {
 190         /*
 191          * Some processors have too few contexts to reserve one for
 192          * init_mm, and require using context 0 for a normal task.
 193          * Other processors reserve the use of context zero for the kernel.
 194          * This code assumes FIRST_CONTEXT < 32.
 195          */
 196         context_map[0] = (1 << FIRST_CONTEXT) - 1;
 197         next_mmu_context = FIRST_CONTEXT;
 198         atomic_set(&nr_free_contexts, LAST_CONTEXT - FIRST_CONTEXT + 1);
 199 }
 200
 201 /*
 202  * Steal a context from a task that has one at the moment.
 203  * This is only used on 8xx and 4xx and we presently assume that
 204  * they don't do SMP.  If they do then thicfpgalloc.hs will have to check
 205  * whether the MM we steal is in use.
 206  * We also assume that this is only used on systems that don't
 207  * use an MMU hash table - this is true for 8xx and 4xx.
 208  * This isn't an LRU system, it just frees up each context in
 209  * turn (sort-of pseudo-random replacement :).  This would be the
 210  * place to implement an LRU scheme if anyone was motivated to do it.
 211  *  -- paulus
 212  */
 213 void steal_context(void)
 214 {
 215         struct mm_struct *mm;
 216         /*
 217          * free up context `next_mmu_context'
 218          * if we shouldn't free context 0, don't...
 219          */
 220         if (next_mmu_context < FIRST_CONTEXT)
 221                 next_mmu_context = FIRST_CONTEXT;
 222         mm = context_mm[next_mmu_context];
 223         flush_tlb_mm(mm);
 224         destroy_context(mm);
 225 }
 226