arch/ppc64/kernel/stab.c

   1 /*
   2  * PowerPC64 Segment Translation Support.
   3  *
   4  * Dave Engebretsen and Mike Corrigan {engebret|mikejc}@us.ibm.com
   5  *    Copyright (c) 2001 Dave Engebretsen
   6  *
   7  * Copyright (C) 2002 Anton Blanchard <anton@au.ibm.com>, IBM
   8  *
   9  *      This program is free software; you can redistribute it and/or
  10  *      modify it under the terms of the GNU General Public License
  11  *      as published by the Free Software Foundation; either version
  12  *      2 of the License, or (at your option) any later version.
  13  */
  14
  15 #include <linux/config.h>
  16 #include <asm/pgtable.h>
  17 #include <asm/mmu.h>
  18 #include <asm/mmu_context.h>
  19 #include <asm/paca.h>
  20 #include <asm/naca.h>
  21 #include <asm/cputable.h>
  22
  23 static int make_ste(unsigned long stab, unsigned long esid,
  24                     unsigned long vsid);
  25
  26 void slb_initialize(void);
  27
  28 /*
  29  * Build an entry for the base kernel segment and put it into
  30  * the segment table or SLB.  All other segment table or SLB
  31  * entries are faulted in.
  32  */
  33 void stab_initialize(unsigned long stab)
  34 {
  35         unsigned long vsid = get_kernel_vsid(KERNELBASE);
  36
  37         if (cur_cpu_spec->cpu_features & CPU_FTR_SLB) {
  38                 slb_initialize();
  39         } else {
  40                 asm volatile("isync; slbia; isync":::"memory");
  41                 make_ste(stab, GET_ESID(KERNELBASE), vsid);
  42
  43                 /* Order update */
  44                 asm volatile("sync":::"memory");
  45         }
  46 }
  47
  48 /* Both the segment table and SLB code uses the following cache */
  49 #define NR_STAB_CACHE_ENTRIES 8
  50 DEFINE_PER_CPU(long, stab_cache_ptr);
  51 DEFINE_PER_CPU(long, stab_cache[NR_STAB_CACHE_ENTRIES]);
  52
  53 /*
  54  * Segment table stuff
  55  */
  56
  57 /*
  58  * Create a segment table entry for the given esid/vsid pair.
  59  */
  60 static int make_ste(unsigned long stab, unsigned long esid, unsigned long vsid)
  61 {
  62         unsigned long entry, group, old_esid, castout_entry, i;
  63         unsigned int global_entry;
  64         STE *ste, *castout_ste;
  65         unsigned long kernel_segment = (REGION_ID(esid << SID_SHIFT) !=
  66                                         USER_REGION_ID);
  67
  68         /* Search the primary group first. */
  69         global_entry = (esid & 0x1f) << 3;
  70         ste = (STE *)(stab | ((esid & 0x1f) << 7));
  71
  72         /* Find an empty entry, if one exists. */
  73         for (group = 0; group < 2; group++) {
  74                 for (entry = 0; entry < 8; entry++, ste++) {
  75                         if (!(ste->dw0.dw0.v)) {
  76                                 ste->dw0.dword0 = 0;
  77                                 ste->dw1.dword1 = 0;
  78                                 ste->dw1.dw1.vsid = vsid;
  79                                 ste->dw0.dw0.esid = esid;
  80                                 ste->dw0.dw0.kp = 1;
  81                                 if (!kernel_segment)
  82                                         ste->dw0.dw0.ks = 1;
  83                                 asm volatile("eieio":::"memory");
  84                                 ste->dw0.dw0.v = 1;
  85                                 return (global_entry | entry);
  86                         }
  87                 }
  88                 /* Now search the secondary group. */
  89                 global_entry = ((~esid) & 0x1f) << 3;
  90                 ste = (STE *)(stab | (((~esid) & 0x1f) << 7));
  91         }
  92
  93         /*
  94          * Could not find empty entry, pick one with a round robin selection.
  95          * Search all entries in the two groups.
  96          */
  97         castout_entry = get_paca()->stab_rr;
  98         for (i = 0; i < 16; i++) {
  99                 if (castout_entry < 8) {
 100                         global_entry = (esid & 0x1f) << 3;
 101                         ste = (STE *)(stab | ((esid & 0x1f) << 7));
 102                         castout_ste = ste + castout_entry;
 103                 } else {
 104                         global_entry = ((~esid) & 0x1f) << 3;
 105                         ste = (STE *)(stab | (((~esid) & 0x1f) << 7));
 106                         castout_ste = ste + (castout_entry - 8);
 107                 }
 108
 109                 /* Dont cast out the first kernel segment */
 110                 if (castout_ste->dw0.dw0.esid != GET_ESID(KERNELBASE))
 111                         break;
 112
 113                 castout_entry = (castout_entry + 1) & 0xf;
 114         }
 115
 116         get_paca()->stab_rr = (castout_entry + 1) & 0xf;
 117
 118         /* Modify the old entry to the new value. */
 119
 120         /* Force previous translations to complete. DRENG */
 121         asm volatile("isync" : : : "memory");
 122
 123         castout_ste->dw0.dw0.v = 0;
 124         asm volatile("sync" : : : "memory");    /* Order update */
 125
 126         castout_ste->dw0.dword0 = 0;
 127         castout_ste->dw1.dword1 = 0;
 128         castout_ste->dw1.dw1.vsid = vsid;
 129         old_esid = castout_ste->dw0.dw0.esid;
 130         castout_ste->dw0.dw0.esid = esid;
 131         castout_ste->dw0.dw0.kp = 1;
 132         if (!kernel_segment)
 133                 castout_ste->dw0.dw0.ks = 1;
 134         asm volatile("eieio" : : : "memory");   /* Order update */
 135         castout_ste->dw0.dw0.v  = 1;
 136         asm volatile("slbie  %0" : : "r" (old_esid << SID_SHIFT));
 137         /* Ensure completion of slbie */
 138         asm volatile("sync" : : : "memory");
 139
 140         return (global_entry | (castout_entry & 0x7));
 141 }
 142
 143 static inline void __ste_allocate(unsigned long esid, unsigned long vsid)
 144 {
 145         unsigned char stab_entry;
 146         unsigned long offset;
 147         int region_id = REGION_ID(esid << SID_SHIFT);
 148
 149         stab_entry = make_ste(get_paca()->stab_addr, esid, vsid);
 150
 151         if (region_id != USER_REGION_ID)
 152                 return;
 153
 154         offset = __get_cpu_var(stab_cache_ptr);
 155         if (offset < NR_STAB_CACHE_ENTRIES)
 156                 __get_cpu_var(stab_cache[offset++]) = stab_entry;
 157         else
 158                 offset = NR_STAB_CACHE_ENTRIES+1;
 159         __get_cpu_var(stab_cache_ptr) = offset;
 160 }
 161
 162 /*
 163  * Allocate a segment table entry for the given ea.
 164  */
 165 int ste_allocate(unsigned long ea)
 166 {
 167         unsigned long vsid, esid;
 168         mm_context_t context;
 169
 170         /* Check for invalid effective addresses. */
 171         if (!IS_VALID_EA(ea))
 172                 return 1;
 173
 174         /* Kernel or user address? */
 175         if (REGION_ID(ea) >= KERNEL_REGION_ID) {
 176                 vsid = get_kernel_vsid(ea);
 177                 context = KERNEL_CONTEXT(ea);
 178         } else {
 179                 if (!current->mm)
 180                         return 1;
 181
 182                 context = current->mm->context;
 183                 vsid = get_vsid(context.id, ea);
 184         }
 185
 186         esid = GET_ESID(ea);
 187         __ste_allocate(esid, vsid);
 188         /* Order update */
 189         asm volatile("sync":::"memory");
 190
 191         return 0;
 192 }
 193
 194 /*
 195  * preload some userspace segments into the segment table.
 196  */
 197 static void preload_stab(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm)
 198 {
 199         unsigned long pc = KSTK_EIP(tsk);
 200         unsigned long stack = KSTK_ESP(tsk);
 201         unsigned long unmapped_base;
 202         unsigned long pc_esid = GET_ESID(pc);
 203         unsigned long stack_esid = GET_ESID(stack);
 204         unsigned long unmapped_base_esid;
 205         unsigned long vsid;
 206
 207         if (test_tsk_thread_flag(tsk, TIF_32BIT))
 208                 unmapped_base = TASK_UNMAPPED_BASE_USER32;
 209         else
 210                 unmapped_base = TASK_UNMAPPED_BASE_USER64;
 211
 212         unmapped_base_esid = GET_ESID(unmapped_base);
 213
 214         if (!IS_VALID_EA(pc) || (REGION_ID(pc) >= KERNEL_REGION_ID))
 215                 return;
 216         vsid = get_vsid(mm->context.id, pc);
 217         __ste_allocate(pc_esid, vsid);
 218
 219         if (pc_esid == stack_esid)
 220                 return;
 221
 222         if (!IS_VALID_EA(stack) || (REGION_ID(stack) >= KERNEL_REGION_ID))
 223                 return;
 224         vsid = get_vsid(mm->context.id, stack);
 225         __ste_allocate(stack_esid, vsid);
 226
 227         if (pc_esid == unmapped_base_esid || stack_esid == unmapped_base_esid)
 228                 return;
 229
 230         if (!IS_VALID_EA(unmapped_base) ||
 231             (REGION_ID(unmapped_base) >= KERNEL_REGION_ID))
 232                 return;
 233         vsid = get_vsid(mm->context.id, unmapped_base);
 234         __ste_allocate(unmapped_base_esid, vsid);
 235
 236         /* Order update */
 237         asm volatile("sync" : : : "memory");
 238 }
 239
 240 /* Flush all user entries from the segment table of the current processor. */
 241 void flush_stab(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm)
 242 {
 243         STE *stab = (STE *) get_paca()->stab_addr;
 244         STE *ste;
 245         unsigned long offset = __get_cpu_var(stab_cache_ptr);
 246
 247         /* Force previous translations to complete. DRENG */
 248         asm volatile("isync" : : : "memory");
 249
 250         if (offset <= NR_STAB_CACHE_ENTRIES) {
 251                 int i;
 252
 253                 for (i = 0; i < offset; i++) {
 254                         ste = stab + __get_cpu_var(stab_cache[i]);
 255                         ste->dw0.dw0.v = 0;
 256                 }
 257         } else {
 258                 unsigned long entry;
 259
 260                 /* Invalidate all entries. */
 261                 ste = stab;
 262
 263                 /* Never flush the first entry. */
 264                 ste += 1;
 265                 for (entry = 1;
 266                      entry < (PAGE_SIZE / sizeof(STE));
 267                      entry++, ste++) {
 268                         unsigned long ea;
 269                         ea = ste->dw0.dw0.esid << SID_SHIFT;
 270                         if (ea < KERNELBASE) {
 271                                 ste->dw0.dw0.v = 0;
 272                         }
 273                 }
 274         }
 275
 276         asm volatile("sync; slbia; sync":::"memory");
 277
 278         __get_cpu_var(stab_cache_ptr) = 0;
 279
 280         preload_stab(tsk, mm);
 281 }