include/asm-ppc64/mmu.h

   1 /*
   2  * PowerPC memory management structures
   3  *
   4  * Dave Engebretsen & Mike Corrigan <{engebret|mikejc}@us.ibm.com>
   5  *   PPC64 rework.
   6  *
   7  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU General Public License
   9  * as published by the Free Software Foundation; either version
  10  * 2 of the License, or (at your option) any later version.
  11  */
  12
  13 #ifndef _PPC64_MMU_H_
  14 #define _PPC64_MMU_H_
  15
  16 #include <linux/config.h>
  17 #include <asm/page.h>
  18 #include <linux/stringify.h>
  19
  20 #ifndef __ASSEMBLY__
  21
  22 /* Time to allow for more things here */
  23 typedef unsigned long mm_context_id_t;
  24 typedef struct {
  25         mm_context_id_t id;
  26 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
  27         u16 htlb_segs; /* bitmask */
  28 #endif
  29 } mm_context_t;
  30
  31 #define STE_ESID_V      0x80
  32 #define STE_ESID_KS     0x20
  33 #define STE_ESID_KP     0x10
  34 #define STE_ESID_N      0x08
  35
  36 #define STE_VSID_SHIFT  12
  37
  38 struct stab_entry {
  39         unsigned long esid_data;
  40         unsigned long vsid_data;
  41 };
  42
  43 /* Hardware Page Table Entry */
  44
  45 #define HPTES_PER_GROUP 8
  46
  47 typedef struct {
  48         unsigned long avpn:57; /* vsid | api == avpn  */
  49         unsigned long :     2; /* Software use */
  50         unsigned long bolted: 1; /* HPTE is "bolted" */
  51         unsigned long lock: 1; /* lock on pSeries SMP */
  52         unsigned long l:    1; /* Virtual page is large (L=1) or 4 KB (L=0) */
  53         unsigned long h:    1; /* Hash function identifier */
  54         unsigned long v:    1; /* Valid (v=1) or invalid (v=0) */
  55 } Hpte_dword0;
  56
  57 typedef struct {
  58         unsigned long pp0:  1; /* Page protection bit 0 */
  59         unsigned long ts:   1; /* Tag set bit */
  60         unsigned long rpn: 50; /* Real page number */
  61         unsigned long :     2; /* Reserved */
  62         unsigned long ac:   1; /* Address compare */
  63         unsigned long r:    1; /* Referenced */
  64         unsigned long c:    1; /* Changed */
  65         unsigned long w:    1; /* Write-thru cache mode */
  66         unsigned long i:    1; /* Cache inhibited */
  67         unsigned long m:    1; /* Memory coherence required */
  68         unsigned long g:    1; /* Guarded */
  69         unsigned long n:    1; /* No-execute */
  70         unsigned long pp:   2; /* Page protection bits 1:2 */
  71 } Hpte_dword1;
  72
  73 typedef struct {
  74         char padding[6];                /* padding */
  75         unsigned long :       6;        /* padding */
  76         unsigned long flags: 10;        /* HPTE flags */
  77 } Hpte_dword1_flags;
  78
  79 typedef struct {
  80         union {
  81                 unsigned long dword0;
  82                 Hpte_dword0   dw0;
  83         } dw0;
  84
  85         union {
  86                 unsigned long dword1;
  87                 Hpte_dword1 dw1;
  88                 Hpte_dword1_flags flags;
  89         } dw1;
  90 } HPTE;
  91
  92 /* Values for PP (assumes Ks=0, Kp=1) */
  93 /* pp0 will always be 0 for linux     */
  94 #define PP_RWXX 0       /* Supervisor read/write, User none */
  95 #define PP_RWRX 1       /* Supervisor read/write, User read */
  96 #define PP_RWRW 2       /* Supervisor read/write, User read/write */
  97 #define PP_RXRX 3       /* Supervisor read,       User read */
  98
  99
 100 typedef struct {
 101         HPTE *          htab;
 102         unsigned long   htab_num_ptegs;
 103         unsigned long   htab_hash_mask;
 104         unsigned long   next_round_robin;
 105         unsigned long   last_kernel_address;
 106 } HTAB;
 107
 108 extern HTAB htab_data;
 109
 110 static inline unsigned long hpt_hash(unsigned long vpn, int large)
 111 {
 112         unsigned long vsid;
 113         unsigned long page;
 114
 115         if (large) {
 116                 vsid = vpn >> 4;
 117                 page = vpn & 0xf;
 118         } else {
 119                 vsid = vpn >> 16;
 120                 page = vpn & 0xffff;
 121         }
 122
 123         return (vsid & 0x7fffffffffUL) ^ page;
 124 }
 125
 126 static inline void __tlbie(unsigned long va, int large)
 127 {
 128         /* clear top 16 bits, non SLS segment */
 129         va &= ~(0xffffULL << 48);
 130
 131         if (large)
 132                 asm volatile("tlbie %0,1" : : "r"(va) : "memory");
 133         else
 134                 asm volatile("tlbie %0,0" : : "r"(va) : "memory");
 135 }
 136
 137 static inline void tlbie(unsigned long va, int large)
 138 {
 139         asm volatile("ptesync": : :"memory");
 140         __tlbie(va, large);
 141         asm volatile("eieio; tlbsync; ptesync": : :"memory");
 142 }
 143
 144 static inline void __tlbiel(unsigned long va)
 145 {
 146         /* clear top 16 bits, non SLS segment */
 147         va &= ~(0xffffULL << 48);
 148
 149         /*
 150          * Thanks to Alan Modra we are now able to use machine specific
 151          * assembly instructions (like tlbiel) by using the gas -many flag.
 152          * However we have to support older toolchains so for the moment
 153          * we hardwire it.
 154          */
 155 #if 0
 156         asm volatile("tlbiel %0" : : "r"(va) : "memory");
 157 #else
 158         asm volatile(".long 0x7c000224 | (%0 << 11)" : : "r"(va) : "memory");
 159 #endif
 160 }
 161
 162 static inline void tlbiel(unsigned long va)
 163 {
 164         asm volatile("ptesync": : :"memory");
 165         __tlbiel(va);
 166         asm volatile("ptesync": : :"memory");
 167 }
 168
 169 /*
 170  * Handle a fault by adding an HPTE. If the address can't be determined
 171  * to be valid via Linux page tables, return 1. If handled return 0
 172  */
 173 extern int __hash_page(unsigned long ea, unsigned long access,
 174                        unsigned long vsid, pte_t *ptep, unsigned long trap,
 175                        int local);
 176
 177 extern void htab_finish_init(void);
 178
 179 #endif /* __ASSEMBLY__ */
 180
 181 /*
 182  * Location of cpu0's segment table
 183  */
 184 #define STAB0_PAGE      0x9
 185 #define STAB0_PHYS_ADDR (STAB0_PAGE<<PAGE_SHIFT)
 186 #define STAB0_VIRT_ADDR (KERNELBASE+STAB0_PHYS_ADDR)
 187
 188 #define SLB_NUM_BOLTED          3
 189 #define SLB_CACHE_ENTRIES       8
 190
 191 /* Bits in the SLB ESID word */
 192 #define SLB_ESID_V              0x0000000008000000      /* entry is valid */
 193
 194 /* Bits in the SLB VSID word */
 195 #define SLB_VSID_SHIFT          12
 196 #define SLB_VSID_KS             0x0000000000000800
 197 #define SLB_VSID_KP             0x0000000000000400
 198 #define SLB_VSID_N              0x0000000000000200      /* no-execute */
 199 #define SLB_VSID_L              0x0000000000000100      /* largepage (4M) */
 200 #define SLB_VSID_C              0x0000000000000080      /* class */
 201
 202 #define SLB_VSID_KERNEL         (SLB_VSID_KP|SLB_VSID_C)
 203 #define SLB_VSID_USER           (SLB_VSID_KP|SLB_VSID_KS)
 204
 205 #define VSID_MULTIPLIER ASM_CONST(200730139)    /* 28-bit prime */
 206 #define VSID_BITS       36
 207 #define VSID_MODULUS    ((1UL<<VSID_BITS)-1)
 208
 209 #define CONTEXT_BITS    20
 210 #define USER_ESID_BITS  15
 211
 212 /*
 213  * This macro generates asm code to compute the VSID scramble
 214  * function.  Used in slb_allocate() and do_stab_bolted.  The function
 215  * computed is: (protovsid*VSID_MULTIPLIER) % VSID_MODULUS
 216  *
 217  *      rt = register continaing the proto-VSID and into which the
 218  *              VSID will be stored
 219  *      rx = scratch register (clobbered)
 220  *
 221  *      - rt and rx must be different registers
 222  *      - The answer will end up in the low 36 bits of rt.  The higher
 223  *        bits may contain other garbage, so you may need to mask the
 224  *        result.
 225  */
 226 #define ASM_VSID_SCRAMBLE(rt, rx)       \
 227         lis     rx,VSID_MULTIPLIER@h;                                   \
 228         ori     rx,rx,VSID_MULTIPLIER@l;                                \
 229         mulld   rt,rt,rx;               /* rt = rt * MULTIPLIER */      \
 230                                                                         \
 231         srdi    rx,rt,VSID_BITS;                                        \
 232         clrldi  rt,rt,(64-VSID_BITS);                                   \
 233         add     rt,rt,rx;               /* add high and low bits */     \
 234         /* Now, r3 == VSID (mod 2^36-1), and lies between 0 and         \
 235          * 2^36-1+2^28-1.  That in particular means that if r3 >=       \
 236          * 2^36-1, then r3+1 has the 2^36 bit set.  So, if r3+1 has     \
 237          * the bit clear, r3 already has the answer we want, if it      \
 238          * doesn't, the answer is the low 36 bits of r3+1.  So in all   \
 239          * cases the answer is the low 36 bits of (r3 + ((r3+1) >> 36))*/\
 240         addi    rx,rt,1;                                                \
 241         srdi    rx,rx,VSID_BITS;        /* extract 2^36 bit */          \
 242         add     rt,rt,rx
 243
 244 #endif /* _PPC64_MMU_H_ */