arch/powerpc/mm/slb.c

   1 /*
   2  * PowerPC64 SLB support.
   3  *
   4  * Copyright (C) 2004 David Gibson <dwg@au.ibm.com>, IBM
   5  * Based on earlier code writteh by:
   6  * Dave Engebretsen and Mike Corrigan {engebret|mikejc}@us.ibm.com
   7  *    Copyright (c) 2001 Dave Engebretsen
   8  * Copyright (C) 2002 Anton Blanchard <anton@au.ibm.com>, IBM
   9  *
  10  *
  11  *      This program is free software; you can redistribute it and/or
  12  *      modify it under the terms of the GNU General Public License
  13  *      as published by the Free Software Foundation; either version
  14  *      2 of the License, or (at your option) any later version.
  15  */
  16
  17 #undef DEBUG
  18
  19 #include <asm/pgtable.h>
  20 #include <asm/mmu.h>
  21 #include <asm/mmu_context.h>
  22 #include <asm/paca.h>
  23 #include <asm/cputable.h>
  24 #include <asm/cacheflush.h>
  25 #include <asm/smp.h>
  26 #include <asm/firmware.h>
  27 #include <linux/compiler.h>
  28
  29 #ifdef DEBUG
  30 #define DBG(fmt...) udbg_printf(fmt)
  31 #else
  32 #define DBG(fmt...)
  33 #endif
  34
  35 extern void slb_allocate_realmode(unsigned long ea);
  36 extern void slb_allocate_user(unsigned long ea);
  37
  38 static void slb_allocate(unsigned long ea)
  39 {
  40         /* Currently, we do real mode for all SLBs including user, but
  41          * that will change if we bring back dynamic VSIDs
  42          */
  43         slb_allocate_realmode(ea);
  44 }
  45
  46 static inline unsigned long mk_esid_data(unsigned long ea, int ssize,
  47                                          unsigned long slot)
  48 {
  49         unsigned long mask;
  50
  51         mask = (ssize == MMU_SEGSIZE_256M)? ESID_MASK: ESID_MASK_1T;
  52         return (ea & mask) | SLB_ESID_V | slot;
  53 }
  54
  55 #define slb_vsid_shift(ssize)   \
  56         ((ssize) == MMU_SEGSIZE_256M? SLB_VSID_SHIFT: SLB_VSID_SHIFT_1T)
  57
  58 static inline unsigned long mk_vsid_data(unsigned long ea, int ssize,
  59                                          unsigned long flags)
  60 {
  61         return (get_kernel_vsid(ea, ssize) << slb_vsid_shift(ssize)) | flags |
  62                 ((unsigned long) ssize << SLB_VSID_SSIZE_SHIFT);
  63 }
  64
  65 static inline void slb_shadow_update(unsigned long ea, int ssize,
  66                                      unsigned long flags,
  67                                      unsigned long entry)
  68 {
  69         /*
  70          * Clear the ESID first so the entry is not valid while we are
  71          * updating it.  No write barriers are needed here, provided
  72          * we only update the current CPU's SLB shadow buffer.
  73          */
  74         get_slb_shadow()->save_area[entry].esid = 0;
  75         get_slb_shadow()->save_area[entry].vsid = mk_vsid_data(ea, ssize, flags);
  76         get_slb_shadow()->save_area[entry].esid = mk_esid_data(ea, ssize, entry);
  77 }
  78
  79 static inline void slb_shadow_clear(unsigned long entry)
  80 {
  81         get_slb_shadow()->save_area[entry].esid = 0;
  82 }
  83
  84 static inline void create_shadowed_slbe(unsigned long ea, int ssize,
  85                                         unsigned long flags,
  86                                         unsigned long entry)
  87 {
  88         /*
  89          * Updating the shadow buffer before writing the SLB ensures
  90          * we don't get a stale entry here if we get preempted by PHYP
  91          * between these two statements.
  92          */
  93         slb_shadow_update(ea, ssize, flags, entry);
  94
  95         asm volatile("slbmte  %0,%1" :
  96                      : "r" (mk_vsid_data(ea, ssize, flags)),
  97                        "r" (mk_esid_data(ea, ssize, entry))
  98                      : "memory" );
  99 }
 100
 101 void slb_flush_and_rebolt(void)
 102 {
 103         /* If you change this make sure you change SLB_NUM_BOLTED
 104          * appropriately too. */
 105         unsigned long linear_llp, vmalloc_llp, lflags, vflags;
 106         unsigned long ksp_esid_data, ksp_vsid_data;
 107
 108         WARN_ON(!irqs_disabled());
 109
 110         linear_llp = mmu_psize_defs[mmu_linear_psize].sllp;
 111         vmalloc_llp = mmu_psize_defs[mmu_vmalloc_psize].sllp;
 112         lflags = SLB_VSID_KERNEL | linear_llp;
 113         vflags = SLB_VSID_KERNEL | vmalloc_llp;
 114
 115         ksp_esid_data = mk_esid_data(get_paca()->kstack, mmu_kernel_ssize, 2);
 116         if ((ksp_esid_data & ~0xfffffffUL) <= PAGE_OFFSET) {
 117                 ksp_esid_data &= ~SLB_ESID_V;
 118                 ksp_vsid_data = 0;
 119                 slb_shadow_clear(2);
 120         } else {
 121                 /* Update stack entry; others don't change */
 122                 slb_shadow_update(get_paca()->kstack, mmu_kernel_ssize, lflags, 2);
 123                 ksp_vsid_data = get_slb_shadow()->save_area[2].vsid;
 124         }
 125
 126         /* We need to do this all in asm, so we're sure we don't touch
 127          * the stack between the slbia and rebolting it. */
 128         asm volatile("isync\n"
 129                      "slbia\n"
 130                      /* Slot 1 - first VMALLOC segment */
 131                      "slbmte    %0,%1\n"
 132                      /* Slot 2 - kernel stack */
 133                      "slbmte    %2,%3\n"
 134                      "isync"
 135                      :: "r"(mk_vsid_data(VMALLOC_START, mmu_kernel_ssize, vflags)),
 136                         "r"(mk_esid_data(VMALLOC_START, mmu_kernel_ssize, 1)),
 137                         "r"(ksp_vsid_data),
 138                         "r"(ksp_esid_data)
 139                      : "memory");
 140 }
 141
 142 void slb_vmalloc_update(void)
 143 {
 144         unsigned long vflags;
 145
 146         vflags = SLB_VSID_KERNEL | mmu_psize_defs[mmu_vmalloc_psize].sllp;
 147         slb_shadow_update(VMALLOC_START, mmu_kernel_ssize, vflags, 1);
 148         slb_flush_and_rebolt();
 149 }
 150
 151 /* Flush all user entries from the segment table of the current processor. */
 152 void switch_slb(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm)
 153 {
 154         unsigned long offset = get_paca()->slb_cache_ptr;
 155         unsigned long slbie_data = 0;
 156         unsigned long pc = KSTK_EIP(tsk);
 157         unsigned long stack = KSTK_ESP(tsk);
 158         unsigned long unmapped_base;
 159
 160         if (offset <= SLB_CACHE_ENTRIES) {
 161                 int i;
 162                 asm volatile("isync" : : : "memory");
 163                 for (i = 0; i < offset; i++) {
 164                         slbie_data = (unsigned long)get_paca()->slb_cache[i]
 165                                 << SID_SHIFT; /* EA */
 166                         slbie_data |= user_segment_size(slbie_data)
 167                                 << SLBIE_SSIZE_SHIFT;
 168                         slbie_data |= SLBIE_C; /* C set for user addresses */
 169                         asm volatile("slbie %0" : : "r" (slbie_data));
 170                 }
 171                 asm volatile("isync" : : : "memory");
 172         } else {
 173                 slb_flush_and_rebolt();
 174         }
 175
 176         /* Workaround POWER5 < DD2.1 issue */
 177         if (offset == 1 || offset > SLB_CACHE_ENTRIES)
 178                 asm volatile("slbie %0" : : "r" (slbie_data));
 179
 180         get_paca()->slb_cache_ptr = 0;
 181         get_paca()->context = mm->context;
 182
 183         /*
 184          * preload some userspace segments into the SLB.
 185          */
 186         if (test_tsk_thread_flag(tsk, TIF_32BIT))
 187                 unmapped_base = TASK_UNMAPPED_BASE_USER32;
 188         else
 189                 unmapped_base = TASK_UNMAPPED_BASE_USER64;
 190
 191         if (is_kernel_addr(pc))
 192                 return;
 193         slb_allocate(pc);
 194
 195         if (GET_ESID(pc) == GET_ESID(stack))
 196                 return;
 197
 198         if (is_kernel_addr(stack))
 199                 return;
 200         slb_allocate(stack);
 201
 202         if ((GET_ESID(pc) == GET_ESID(unmapped_base))
 203             || (GET_ESID(stack) == GET_ESID(unmapped_base)))
 204                 return;
 205
 206         if (is_kernel_addr(unmapped_base))
 207                 return;
 208         slb_allocate(unmapped_base);
 209 }
 210
 211 static inline void patch_slb_encoding(unsigned int *insn_addr,
 212                                       unsigned int immed)
 213 {
 214         /* Assume the instruction had a "0" immediate value, just
 215          * "or" in the new value
 216          */
 217         *insn_addr |= immed;
 218         flush_icache_range((unsigned long)insn_addr, 4+
 219                            (unsigned long)insn_addr);
 220 }
 221
 222 void slb_initialize(void)
 223 {
 224         unsigned long linear_llp, vmalloc_llp, io_llp;
 225         unsigned long lflags, vflags;
 226         static int slb_encoding_inited;
 227         extern unsigned int *slb_miss_kernel_load_linear;
 228         extern unsigned int *slb_miss_kernel_load_io;
 229
 230         /* Prepare our SLB miss handler based on our page size */
 231         linear_llp = mmu_psize_defs[mmu_linear_psize].sllp;
 232         io_llp = mmu_psize_defs[mmu_io_psize].sllp;
 233         vmalloc_llp = mmu_psize_defs[mmu_vmalloc_psize].sllp;
 234         get_paca()->vmalloc_sllp = SLB_VSID_KERNEL | vmalloc_llp;
 235
 236         if (!slb_encoding_inited) {
 237                 slb_encoding_inited = 1;
 238                 patch_slb_encoding(slb_miss_kernel_load_linear,
 239                                    SLB_VSID_KERNEL | linear_llp);
 240                 patch_slb_encoding(slb_miss_kernel_load_io,
 241                                    SLB_VSID_KERNEL | io_llp);
 242
 243                 DBG("SLB: linear  LLP = %04x\n", linear_llp);
 244                 DBG("SLB: io      LLP = %04x\n", io_llp);
 245         }
 246
 247         get_paca()->stab_rr = SLB_NUM_BOLTED;
 248
 249         /* On iSeries the bolted entries have already been set up by
 250          * the hypervisor from the lparMap data in head.S */
 251         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
 252                 return;
 253
 254         lflags = SLB_VSID_KERNEL | linear_llp;
 255         vflags = SLB_VSID_KERNEL | vmalloc_llp;
 256
 257         /* Invalidate the entire SLB (even slot 0) & all the ERATS */
 258         asm volatile("isync":::"memory");
 259         asm volatile("slbmte  %0,%0"::"r" (0) : "memory");
 260         asm volatile("isync; slbia; isync":::"memory");
 261         create_shadowed_slbe(PAGE_OFFSET, mmu_kernel_ssize, lflags, 0);
 262
 263         create_shadowed_slbe(VMALLOC_START, mmu_kernel_ssize, vflags, 1);
 264
 265         /* We don't bolt the stack for the time being - we're in boot,
 266          * so the stack is in the bolted segment.  By the time it goes
 267          * elsewhere, we'll call _switch() which will bolt in the new
 268          * one. */
 269         asm volatile("isync":::"memory");
 270 }