Merge branch 'master' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/paulus/powerpc
[linux-2.6] / arch / powerpc / mm / fsl_booke_mmu.c
1 /*
2  * Modifications by Kumar Gala (galak@kernel.crashing.org) to support
3  * E500 Book E processors.
4  *
5  * Copyright 2004 Freescale Semiconductor, Inc
6  *
7  * This file contains the routines for initializing the MMU
8  * on the 4xx series of chips.
9  *  -- paulus
10  *
11  *  Derived from arch/ppc/mm/init.c:
12  *    Copyright (C) 1995-1996 Gary Thomas (gdt@linuxppc.org)
13  *
14  *  Modifications by Paul Mackerras (PowerMac) (paulus@cs.anu.edu.au)
15  *  and Cort Dougan (PReP) (cort@cs.nmt.edu)
16  *    Copyright (C) 1996 Paul Mackerras
17  *
18  *  Derived from "arch/i386/mm/init.c"
19  *    Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
20  *
21  *  This program is free software; you can redistribute it and/or
22  *  modify it under the terms of the GNU General Public License
23  *  as published by the Free Software Foundation; either version
24  *  2 of the License, or (at your option) any later version.
25  *
26  */
27
28 #include <linux/signal.h>
29 #include <linux/sched.h>
30 #include <linux/kernel.h>
31 #include <linux/errno.h>
32 #include <linux/string.h>
33 #include <linux/types.h>
34 #include <linux/ptrace.h>
35 #include <linux/mman.h>
36 #include <linux/mm.h>
37 #include <linux/swap.h>
38 #include <linux/stddef.h>
39 #include <linux/vmalloc.h>
40 #include <linux/init.h>
41 #include <linux/delay.h>
42 #include <linux/highmem.h>
43
44 #include <asm/pgalloc.h>
45 #include <asm/prom.h>
46 #include <asm/io.h>
47 #include <asm/mmu_context.h>
48 #include <asm/pgtable.h>
49 #include <asm/mmu.h>
50 #include <asm/uaccess.h>
51 #include <asm/smp.h>
52 #include <asm/machdep.h>
53 #include <asm/setup.h>
54
55 #include "mmu_decl.h"
56
57 extern void loadcam_entry(unsigned int index);
58 unsigned int tlbcam_index;
59 unsigned int num_tlbcam_entries;
60 static unsigned long __cam0, __cam1, __cam2;
61
62 #define NUM_TLBCAMS     (16)
63
64 struct tlbcam {
65         u32     MAS0;
66         u32     MAS1;
67         u32     MAS2;
68         u32     MAS3;
69         u32     MAS7;
70 } TLBCAM[NUM_TLBCAMS];
71
72 struct tlbcamrange {
73         unsigned long start;
74         unsigned long limit;
75         phys_addr_t phys;
76 } tlbcam_addrs[NUM_TLBCAMS];
77
78 extern unsigned int tlbcam_index;
79
80 /*
81  * Return PA for this VA if it is mapped by a CAM, or 0
82  */
83 unsigned long v_mapped_by_tlbcam(unsigned long va)
84 {
85         int b;
86         for (b = 0; b < tlbcam_index; ++b)
87                 if (va >= tlbcam_addrs[b].start && va < tlbcam_addrs[b].limit)
88                         return tlbcam_addrs[b].phys + (va - tlbcam_addrs[b].start);
89         return 0;
90 }
91
92 /*
93  * Return VA for a given PA or 0 if not mapped
94  */
95 unsigned long p_mapped_by_tlbcam(unsigned long pa)
96 {
97         int b;
98         for (b = 0; b < tlbcam_index; ++b)
99                 if (pa >= tlbcam_addrs[b].phys
100                     && pa < (tlbcam_addrs[b].limit-tlbcam_addrs[b].start)
101                               +tlbcam_addrs[b].phys)
102                         return tlbcam_addrs[b].start+(pa-tlbcam_addrs[b].phys);
103         return 0;
104 }
105
106 /*
107  * Set up one of the I/D BAT (block address translation) register pairs.
108  * The parameters are not checked; in particular size must be a power
109  * of 4 between 4k and 256M.
110  */
111 void settlbcam(int index, unsigned long virt, phys_addr_t phys,
112                 unsigned int size, int flags, unsigned int pid)
113 {
114         unsigned int tsize, lz;
115
116         asm ("cntlzw %0,%1" : "=r" (lz) : "r" (size));
117         tsize = (21 - lz) / 2;
118
119 #ifdef CONFIG_SMP
120         if ((flags & _PAGE_NO_CACHE) == 0)
121                 flags |= _PAGE_COHERENT;
122 #endif
123
124         TLBCAM[index].MAS0 = MAS0_TLBSEL(1) | MAS0_ESEL(index) | MAS0_NV(index+1);
125         TLBCAM[index].MAS1 = MAS1_VALID | MAS1_IPROT | MAS1_TSIZE(tsize) | MAS1_TID(pid);
126         TLBCAM[index].MAS2 = virt & PAGE_MASK;
127
128         TLBCAM[index].MAS2 |= (flags & _PAGE_WRITETHRU) ? MAS2_W : 0;
129         TLBCAM[index].MAS2 |= (flags & _PAGE_NO_CACHE) ? MAS2_I : 0;
130         TLBCAM[index].MAS2 |= (flags & _PAGE_COHERENT) ? MAS2_M : 0;
131         TLBCAM[index].MAS2 |= (flags & _PAGE_GUARDED) ? MAS2_G : 0;
132         TLBCAM[index].MAS2 |= (flags & _PAGE_ENDIAN) ? MAS2_E : 0;
133
134         TLBCAM[index].MAS3 = (phys & PAGE_MASK) | MAS3_SX | MAS3_SR;
135         TLBCAM[index].MAS3 |= ((flags & _PAGE_RW) ? MAS3_SW : 0);
136
137 #ifndef CONFIG_KGDB /* want user access for breakpoints */
138         if (flags & _PAGE_USER) {
139            TLBCAM[index].MAS3 |= MAS3_UX | MAS3_UR;
140            TLBCAM[index].MAS3 |= ((flags & _PAGE_RW) ? MAS3_UW : 0);
141         }
142 #else
143         TLBCAM[index].MAS3 |= MAS3_UX | MAS3_UR;
144         TLBCAM[index].MAS3 |= ((flags & _PAGE_RW) ? MAS3_UW : 0);
145 #endif
146
147         tlbcam_addrs[index].start = virt;
148         tlbcam_addrs[index].limit = virt + size - 1;
149         tlbcam_addrs[index].phys = phys;
150
151         loadcam_entry(index);
152 }
153
154 void invalidate_tlbcam_entry(int index)
155 {
156         TLBCAM[index].MAS0 = MAS0_TLBSEL(1) | MAS0_ESEL(index);
157         TLBCAM[index].MAS1 = ~MAS1_VALID;
158
159         loadcam_entry(index);
160 }
161
162 void __init cam_mapin_ram(unsigned long cam0, unsigned long cam1,
163                 unsigned long cam2)
164 {
165         settlbcam(0, PAGE_OFFSET, memstart_addr, cam0, _PAGE_KERNEL, 0);
166         tlbcam_index++;
167         if (cam1) {
168                 tlbcam_index++;
169                 settlbcam(1, PAGE_OFFSET+cam0, memstart_addr+cam0, cam1, _PAGE_KERNEL, 0);
170         }
171         if (cam2) {
172                 tlbcam_index++;
173                 settlbcam(2, PAGE_OFFSET+cam0+cam1, memstart_addr+cam0+cam1, cam2, _PAGE_KERNEL, 0);
174         }
175 }
176
177 /*
178  * MMU_init_hw does the chip-specific initialization of the MMU hardware.
179  */
180 void __init MMU_init_hw(void)
181 {
182         flush_instruction_cache();
183 }
184
185 unsigned long __init mmu_mapin_ram(void)
186 {
187         cam_mapin_ram(__cam0, __cam1, __cam2);
188
189         return __cam0 + __cam1 + __cam2;
190 }
191
192
193 void __init
194 adjust_total_lowmem(void)
195 {
196         phys_addr_t max_lowmem_size = __max_low_memory;
197         phys_addr_t cam_max_size = 0x10000000;
198         phys_addr_t ram;
199
200         /* adjust CAM size to max_lowmem_size */
201         if (max_lowmem_size < cam_max_size)
202                 cam_max_size = max_lowmem_size;
203
204         /* adjust lowmem size to max_lowmem_size */
205         ram = min(max_lowmem_size, (phys_addr_t)total_lowmem);
206
207         /* Calculate CAM values */
208         __cam0 = 1UL << 2 * (__ilog2(ram) / 2);
209         if (__cam0 > cam_max_size)
210                 __cam0 = cam_max_size;
211         ram -= __cam0;
212         if (ram) {
213                 __cam1 = 1UL << 2 * (__ilog2(ram) / 2);
214                 if (__cam1 > cam_max_size)
215                         __cam1 = cam_max_size;
216                 ram -= __cam1;
217         }
218         if (ram) {
219                 __cam2 = 1UL << 2 * (__ilog2(ram) / 2);
220                 if (__cam2 > cam_max_size)
221                         __cam2 = cam_max_size;
222                 ram -= __cam2;
223         }
224
225         printk(KERN_INFO "Memory CAM mapping: CAM0=%ldMb, CAM1=%ldMb,"
226                         " CAM2=%ldMb residual: %ldMb\n",
227                         __cam0 >> 20, __cam1 >> 20, __cam2 >> 20,
228                         (total_lowmem - __cam0 - __cam1 - __cam2) >> 20);
229         __max_low_memory = __cam0 + __cam1 + __cam2;
230         __initial_memory_limit_addr = memstart_addr + __max_low_memory;
231 }