arch/ppc64/mm/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 /* Both the segment table and SLB code uses the following cache */
  24 #define NR_STAB_CACHE_ENTRIES 8
  25 DEFINE_PER_CPU(long, stab_cache_ptr);
  26 DEFINE_PER_CPU(long, stab_cache[NR_STAB_CACHE_ENTRIES]);
  27
  28 /*
  29  * Create a segment table entry for the given esid/vsid pair.
  30  */
  31 static int make_ste(unsigned long stab, unsigned long esid, unsigned long vsid)
  32 {
  33         unsigned long esid_data, vsid_data;
  34         unsigned long entry, group, old_esid, castout_entry, i;
  35         unsigned int global_entry;
  36         struct stab_entry *ste, *castout_ste;
  37         unsigned long kernel_segment = (esid << SID_SHIFT) >= KERNELBASE;
  38
  39         vsid_data = vsid << STE_VSID_SHIFT;
  40         esid_data = esid << SID_SHIFT | STE_ESID_KP | STE_ESID_V;
  41         if (! kernel_segment)
  42                 esid_data |= STE_ESID_KS;
  43
  44         /* Search the primary group first. */
  45         global_entry = (esid & 0x1f) << 3;
  46         ste = (struct stab_entry *)(stab | ((esid & 0x1f) << 7));
  47
  48         /* Find an empty entry, if one exists. */
  49         for (group = 0; group < 2; group++) {
  50                 for (entry = 0; entry < 8; entry++, ste++) {
  51                         if (!(ste->esid_data & STE_ESID_V)) {
  52                                 ste->vsid_data = vsid_data;
  53                                 asm volatile("eieio":::"memory");
  54                                 ste->esid_data = esid_data;
  55                                 return (global_entry | entry);
  56                         }
  57                 }
  58                 /* Now search the secondary group. */
  59                 global_entry = ((~esid) & 0x1f) << 3;
  60                 ste = (struct stab_entry *)(stab | (((~esid) & 0x1f) << 7));
  61         }
  62
  63         /*
  64          * Could not find empty entry, pick one with a round robin selection.
  65          * Search all entries in the two groups.
  66          */
  67         castout_entry = get_paca()->stab_rr;
  68         for (i = 0; i < 16; i++) {
  69                 if (castout_entry < 8) {
  70                         global_entry = (esid & 0x1f) << 3;
  71                         ste = (struct stab_entry *)(stab | ((esid & 0x1f) << 7));
  72                         castout_ste = ste + castout_entry;
  73                 } else {
  74                         global_entry = ((~esid) & 0x1f) << 3;
  75                         ste = (struct stab_entry *)(stab | (((~esid) & 0x1f) << 7));
  76                         castout_ste = ste + (castout_entry - 8);
  77                 }
  78
  79                 /* Dont cast out the first kernel segment */
  80                 if ((castout_ste->esid_data & ESID_MASK) != KERNELBASE)
  81                         break;
  82
  83                 castout_entry = (castout_entry + 1) & 0xf;
  84         }
  85
  86         get_paca()->stab_rr = (castout_entry + 1) & 0xf;
  87
  88         /* Modify the old entry to the new value. */
  89
  90         /* Force previous translations to complete. DRENG */
  91         asm volatile("isync" : : : "memory");
  92
  93         old_esid = castout_ste->esid_data >> SID_SHIFT;
  94         castout_ste->esid_data = 0;             /* Invalidate old entry */
  95
  96         asm volatile("sync" : : : "memory");    /* Order update */
  97
  98         castout_ste->vsid_data = vsid_data;
  99         asm volatile("eieio" : : : "memory");   /* Order update */
 100         castout_ste->esid_data = esid_data;
 101
 102         asm volatile("slbie  %0" : : "r" (old_esid << SID_SHIFT));
 103         /* Ensure completion of slbie */
 104         asm volatile("sync" : : : "memory");
 105
 106         return (global_entry | (castout_entry & 0x7));
 107 }
 108
 109 /*
 110  * Allocate a segment table entry for the given ea and mm
 111  */
 112 static int __ste_allocate(unsigned long ea, struct mm_struct *mm)
 113 {
 114         unsigned long vsid;
 115         unsigned char stab_entry;
 116         unsigned long offset;
 117
 118         /* Kernel or user address? */
 119         if (ea >= KERNELBASE) {
 120                 vsid = get_kernel_vsid(ea);
 121         } else {
 122                 if ((ea >= TASK_SIZE_USER64) || (! mm))
 123                         return 1;
 124
 125                 vsid = get_vsid(mm->context.id, ea);
 126         }
 127
 128         stab_entry = make_ste(get_paca()->stab_addr, GET_ESID(ea), vsid);
 129
 130         if (ea < KERNELBASE) {
 131                 offset = __get_cpu_var(stab_cache_ptr);
 132                 if (offset < NR_STAB_CACHE_ENTRIES)
 133                         __get_cpu_var(stab_cache[offset++]) = stab_entry;
 134                 else
 135                         offset = NR_STAB_CACHE_ENTRIES+1;
 136                 __get_cpu_var(stab_cache_ptr) = offset;
 137
 138                 /* Order update */
 139                 asm volatile("sync":::"memory");
 140         }
 141
 142         return 0;
 143 }
 144
 145 int ste_allocate(unsigned long ea)
 146 {
 147         return __ste_allocate(ea, current->mm);
 148 }
 149
 150 /*
 151  * Do the segment table work for a context switch: flush all user
 152  * entries from the table, then preload some probably useful entries
 153  * for the new task
 154  */
 155 void switch_stab(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm)
 156 {
 157         struct stab_entry *stab = (struct stab_entry *) get_paca()->stab_addr;
 158         struct stab_entry *ste;
 159         unsigned long offset = __get_cpu_var(stab_cache_ptr);
 160         unsigned long pc = KSTK_EIP(tsk);
 161         unsigned long stack = KSTK_ESP(tsk);
 162         unsigned long unmapped_base;
 163
 164         /* Force previous translations to complete. DRENG */
 165         asm volatile("isync" : : : "memory");
 166
 167         if (offset <= NR_STAB_CACHE_ENTRIES) {
 168                 int i;
 169
 170                 for (i = 0; i < offset; i++) {
 171                         ste = stab + __get_cpu_var(stab_cache[i]);
 172                         ste->esid_data = 0; /* invalidate entry */
 173                 }
 174         } else {
 175                 unsigned long entry;
 176
 177                 /* Invalidate all entries. */
 178                 ste = stab;
 179
 180                 /* Never flush the first entry. */
 181                 ste += 1;
 182                 for (entry = 1;
 183                      entry < (PAGE_SIZE / sizeof(struct stab_entry));
 184                      entry++, ste++) {
 185                         unsigned long ea;
 186                         ea = ste->esid_data & ESID_MASK;
 187                         if (ea < KERNELBASE) {
 188                                 ste->esid_data = 0;
 189                         }
 190                 }
 191         }
 192
 193         asm volatile("sync; slbia; sync":::"memory");
 194
 195         __get_cpu_var(stab_cache_ptr) = 0;
 196
 197         /* Now preload some entries for the new task */
 198         if (test_tsk_thread_flag(tsk, TIF_32BIT))
 199                 unmapped_base = TASK_UNMAPPED_BASE_USER32;
 200         else
 201                 unmapped_base = TASK_UNMAPPED_BASE_USER64;
 202
 203         __ste_allocate(pc, mm);
 204
 205         if (GET_ESID(pc) == GET_ESID(stack))
 206                 return;
 207
 208         __ste_allocate(stack, mm);
 209
 210         if ((GET_ESID(pc) == GET_ESID(unmapped_base))
 211             || (GET_ESID(stack) == GET_ESID(unmapped_base)))
 212                 return;
 213
 214         __ste_allocate(unmapped_base, mm);
 215
 216         /* Order update */
 217         asm volatile("sync" : : : "memory");
 218 }
 219
 220 extern void slb_initialize(void);
 221
 222 /*
 223  * Build an entry for the base kernel segment and put it into
 224  * the segment table or SLB.  All other segment table or SLB
 225  * entries are faulted in.
 226  */
 227 void stab_initialize(unsigned long stab)
 228 {
 229         unsigned long vsid = get_kernel_vsid(KERNELBASE);
 230
 231         if (cur_cpu_spec->cpu_features & CPU_FTR_SLB) {
 232                 slb_initialize();
 233         } else {
 234                 asm volatile("isync; slbia; isync":::"memory");
 235                 make_ste(stab, GET_ESID(KERNELBASE), vsid);
 236
 237                 /* Order update */
 238                 asm volatile("sync":::"memory");
 239         }
 240 }