arch/m68k/mm/cf-mmu.c

   1 /*
   2  * linux/arch/m68k/mm/cf-mmu.c
   3  *
   4  * Based upon linux/arch/m68k/mm/sun3mmu.c
   5  * Based upon linux/arch/ppc/mm/mmu_context.c
   6  *
   7  * Implementations of mm routines specific to the Coldfire MMU.
   8  *
   9  * Copyright (c) 2008 Freescale Semiconductor, Inc.
  10  */
  11
  12 #include <linux/signal.h>
  13 #include <linux/sched.h>
  14 #include <linux/mm.h>
  15 #include <linux/swap.h>
  16 #include <linux/kernel.h>
  17 #include <linux/string.h>
  18 #include <linux/types.h>
  19 #include <linux/init.h>
  20 #ifdef CONFIG_BLK_DEV_RAM
  21 #include <linux/blkdev.h>
  22 #endif
  23 #include <linux/bootmem.h>
  24
  25 #include <asm/setup.h>
  26 #include <asm/uaccess.h>
  27 #include <asm/page.h>
  28 #include <asm/pgtable.h>
  29 #include <asm/system.h>
  30 #include <asm/machdep.h>
  31 #include <asm/io.h>
  32 #include <asm/mmu_context.h>
  33 #include <asm/pgalloc.h>
  34
  35 #include <asm/coldfire.h>
  36 #include <asm/tlbflush.h>
  37
  38 #define KMAPAREA(x)     ((x >= VMALLOC_START) && ( x < KMAP_END))
  39
  40 #undef DEBUG
  41
  42 mm_context_t next_mmu_context;
  43 unsigned long context_map[LAST_CONTEXT / BITS_PER_LONG + 1];
  44
  45 atomic_t nr_free_contexts;
  46 struct mm_struct *context_mm[LAST_CONTEXT+1];
  47
  48 const char bad_pmd_string[] = "Bad pmd in pte_alloc: %08lx\n";
  49
  50 extern unsigned long empty_bad_page_table;
  51 extern unsigned long empty_bad_page;
  52 extern unsigned long num_pages;
  53
  54 extern char __init_begin, __init_end;
  55
  56 void free_initmem(void)
  57 {
  58 #if 0
  59         unsigned long addr;
  60         unsigned long start = (unsigned long)&__init_begin;
  61         unsigned long end = (unsigned long)&__init_end;
  62
  63         printk(KERN_INFO "free_initmem: __init_begin = 0x%lx  __init_end = 0x%lx\n", start, end);
  64
  65         addr = (unsigned long)&__init_begin;
  66         for (; addr < (unsigned long)&__init_end; addr += PAGE_SIZE) {
  67                 /* not currently used */
  68                 virt_to_page(addr)->flags &= ~(1 << PG_reserved);
  69                 init_page_count(virt_to_page(addr));
  70                 free_page(addr);
  71                 totalram_pages++;
  72         }
  73 #endif
  74 }
  75
  76 /* Coldfire paging_init derived from sun3 */
  77 void __init paging_init(void)
  78 {
  79         pgd_t * pg_dir;
  80         pte_t * pg_table;
  81         int i;
  82         unsigned long address;
  83         unsigned long next_pgtable;
  84         unsigned long bootmem_end;
  85         unsigned long zones_size[MAX_NR_ZONES];
  86         unsigned long size;
  87         enum zone_type zone;
  88
  89         empty_zero_page = (void *)alloc_bootmem_pages(PAGE_SIZE);
  90         memset((void *)empty_zero_page, 0, PAGE_SIZE);
  91
  92         pg_dir = swapper_pg_dir;
  93         memset(swapper_pg_dir, 0, sizeof (swapper_pg_dir));
  94
  95         size = num_pages * sizeof(pte_t);
  96         size = (size + PAGE_SIZE) & ~(PAGE_SIZE-1);
  97         next_pgtable = (unsigned long)alloc_bootmem_pages(size);
  98
  99         bootmem_end = (next_pgtable + size + PAGE_SIZE) & PAGE_MASK;
 100         pg_dir += PAGE_OFFSET >> PGDIR_SHIFT;
 101
 102         address = PAGE_OFFSET;
 103         while (address < (unsigned long)high_memory)
 104         {
 105                 pg_table = (pte_t *)next_pgtable;
 106                 next_pgtable += PTRS_PER_PTE * sizeof (pte_t);
 107                 pgd_val(*pg_dir) = (unsigned long) pg_table;
 108                 pg_dir++;
 109
 110                 /* now change pg_table to kernel virtual addresses */
 111                 for (i=0; i<PTRS_PER_PTE; ++i, ++pg_table)
 112                 {
 113                         pte_t pte = pfn_pte(virt_to_pfn(address), PAGE_INIT);
 114                         if (address >= (unsigned long)high_memory)
 115                                 pte_val (pte) = 0;
 116
 117                         set_pte (pg_table, pte);
 118                         address += PAGE_SIZE;
 119                 }
 120         }
 121
 122         current->mm = NULL;
 123
 124         /* clear zones */
 125         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++)
 126                 zones_size[zone] = 0x0;
 127
 128         /* allocate the bottom 32M (0x40x 0x41x) to DMA - head.S marks them NO CACHE */
 129         /* JKM - this should be changed to allocate from the TOP (0x4f,0x4e) but the
 130          * allocator is being a bit challenging */
 131         zones_size[ZONE_DMA] = (32*1024*1024) >> PAGE_SHIFT;
 132
 133         /* allocate the rest to NORMAL - head.S marks them CACHE */
 134         zones_size[ZONE_NORMAL] = (((unsigned long)high_memory - PAGE_OFFSET) >> PAGE_SHIFT) - zones_size[0];
 135
 136         free_area_init(zones_size);
 137 }
 138
 139
 140 int cf_tlb_miss(struct pt_regs *regs, int write, int dtlb, int extension_word)
 141 {
 142         struct mm_struct *mm;
 143         pgd_t *pgd;
 144         pmd_t *pmd;
 145         pte_t *pte;
 146         unsigned long mmuar;
 147         int asid;
 148         int flags;
 149
 150         local_save_flags(flags);
 151         local_irq_disable();
 152
 153         mmuar = ( dtlb ) ? regs->mmuar
 154                          : regs->pc + (extension_word * sizeof(long));
 155
 156         mm = (!user_mode(regs) && KMAPAREA(mmuar)) ? &init_mm : current->mm;
 157
 158         if (!mm) {
 159             local_irq_restore(flags);
 160             return (-1);
 161         }
 162
 163         pgd = pgd_offset(mm, mmuar);
 164         if (pgd_none(*pgd))  {
 165             local_irq_restore(flags);
 166             return (-1);
 167         }
 168
 169         pmd = pmd_offset(pgd, mmuar);
 170         if (pmd_none(*pmd)) {
 171             local_irq_restore(flags);
 172             return (-1);
 173         }
 174
 175         pte = (KMAPAREA(mmuar)) ? pte_offset_kernel(pmd, mmuar)
 176                                : pte_offset_map(pmd, mmuar);
 177         if (pte_none(*pte) || !pte_present(*pte)) {
 178             local_irq_restore(flags);
 179             return (-1);
 180         }
 181
 182         if (write) {
 183             if (!pte_write(*pte)) {
 184                 local_irq_restore(flags);
 185                 return (-1);
 186             }
 187             set_pte(pte, pte_mkdirty(*pte));
 188         }
 189
 190         set_pte(pte, pte_mkyoung(*pte));
 191         asid = mm->context & 0xff;
 192         if (!pte_dirty(*pte) && !KMAPAREA(mmuar))
 193             set_pte(pte, pte_wrprotect(*pte));
 194
 195         *MMUTR = (mmuar & PAGE_MASK) | (asid << CF_ASID_MMU_SHIFT)
 196                | (((int)(pte->pte) & (int)CF_PAGE_MMUTR_MASK ) >> CF_PAGE_MMUTR_SHIFT)
 197                | MMUTR_V;
 198
 199         *MMUDR = (pte_val(*pte) & PAGE_MASK)
 200                | ((pte->pte) & CF_PAGE_MMUDR_MASK)
 201                | MMUDR_SZ8K | MMUDR_X;
 202
 203         if ( dtlb )
 204             *MMUOR = MMUOR_ACC | MMUOR_UAA;
 205         else
 206             *MMUOR = MMUOR_ITLB | MMUOR_ACC | MMUOR_UAA;
 207
 208         asm("nop");
 209
 210 #ifdef DEBUG
 211         printk("cf_tlb_miss: va=%lx, pa=%lx\n", (mmuar & PAGE_MASK),
 212                   (pte_val(*pte)  & PAGE_MASK));
 213 #endif
 214         local_irq_restore(flags);
 215         return (0);
 216 }
 217
 218
 219 /* The following was taken from arch/ppc/mmu_context.c
 220  *
 221  * Initialize the context management stuff.
 222  */
 223 void __init mmu_context_init(void)
 224 {
 225         /*
 226          * Some processors have too few contexts to reserve one for
 227          * init_mm, and require using context 0 for a normal task.
 228          * Other processors reserve the use of context zero for the kernel.
 229          * This code assumes FIRST_CONTEXT < 32.
 230          */
 231         context_map[0] = (1 << FIRST_CONTEXT) - 1;
 232         next_mmu_context = FIRST_CONTEXT;
 233         atomic_set(&nr_free_contexts, LAST_CONTEXT - FIRST_CONTEXT + 1);
 234 }
 235
 236 /*
 237  * Steal a context from a task that has one at the moment.
 238  * This is only used on 8xx and 4xx and we presently assume that
 239  * they don't do SMP.  If they do then thicfpgalloc.hs will have to check
 240  * whether the MM we steal is in use.
 241  * We also assume that this is only used on systems that don't
 242  * use an MMU hash table - this is true for 8xx and 4xx.
 243  * This isn't an LRU system, it just frees up each context in
 244  * turn (sort-of pseudo-random replacement :).  This would be the
 245  * place to implement an LRU scheme if anyone was motivated to do it.
 246  *  -- paulus
 247  */
 248 void steal_context(void)
 249 {
 250         struct mm_struct *mm;
 251         /* free up context `next_mmu_context' */
 252         /* if we shouldn't free context 0, don't... */
 253         if (next_mmu_context < FIRST_CONTEXT)
 254                 next_mmu_context = FIRST_CONTEXT;
 255         mm = context_mm[next_mmu_context];
 256         flush_tlb_mm(mm);
 257         destroy_context(mm);
 258 }
 259
 260