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);