xref: /openbmc/u-boot/arch/powerpc/cpu/mpc85xx/tlb.c (revision baefb63a)
1 /*
2  * Copyright 2008-2011 Freescale Semiconductor, Inc.
3  *
4  * (C) Copyright 2000
5  * Wolfgang Denk, DENX Software Engineering, wd@denx.de.
6  *
7  * SPDX-License-Identifier:	GPL-2.0+
8  */
9 
10 #include <common.h>
11 #include <asm/processor.h>
12 #include <asm/mmu.h>
13 #ifdef CONFIG_ADDR_MAP
14 #include <addr_map.h>
15 #endif
16 
17 #include <linux/log2.h>
18 
19 DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR;
20 
21 void invalidate_tlb(u8 tlb)
22 {
23 	if (tlb == 0)
24 		mtspr(MMUCSR0, 0x4);
25 	if (tlb == 1)
26 		mtspr(MMUCSR0, 0x2);
27 }
28 
29 __weak void init_tlbs(void)
30 {
31 	int i;
32 
33 	for (i = 0; i < num_tlb_entries; i++) {
34 		write_tlb(tlb_table[i].mas0,
35 			  tlb_table[i].mas1,
36 			  tlb_table[i].mas2,
37 			  tlb_table[i].mas3,
38 			  tlb_table[i].mas7);
39 	}
40 
41 	return ;
42 }
43 
44 #if !defined(CONFIG_NAND_SPL) && \
45 	(!defined(CONFIG_SPL_BUILD) || !defined(CONFIG_SPL_INIT_MINIMAL))
46 void read_tlbcam_entry(int idx, u32 *valid, u32 *tsize, unsigned long *epn,
47 		       phys_addr_t *rpn)
48 {
49 	u32 _mas1;
50 
51 	mtspr(MAS0, FSL_BOOKE_MAS0(1, idx, 0));
52 	asm volatile("tlbre;isync");
53 	_mas1 = mfspr(MAS1);
54 
55 	*valid = (_mas1 & MAS1_VALID);
56 	*tsize = (_mas1 >> 7) & 0x1f;
57 	*epn = mfspr(MAS2) & MAS2_EPN;
58 	*rpn = mfspr(MAS3) & MAS3_RPN;
59 #ifdef CONFIG_ENABLE_36BIT_PHYS
60 	*rpn |= ((u64)mfspr(MAS7)) << 32;
61 #endif
62 }
63 
64 void print_tlbcam(void)
65 {
66 	int i;
67 	unsigned int num_cam = mfspr(SPRN_TLB1CFG) & 0xfff;
68 
69 	/* walk all the entries */
70 	printf("TLBCAM entries\n");
71 	for (i = 0; i < num_cam; i++) {
72 		unsigned long epn;
73 		u32 tsize, valid;
74 		phys_addr_t rpn;
75 
76 		read_tlbcam_entry(i, &valid, &tsize, &epn, &rpn);
77 		printf("entry %02d: V: %d EPN 0x%08x RPN 0x%08llx size:",
78 			i, (valid == 0) ? 0 : 1, (unsigned int)epn,
79 			(unsigned long long)rpn);
80 		print_size(TSIZE_TO_BYTES(tsize), "\n");
81 	}
82 }
83 
84 static inline void use_tlb_cam(u8 idx)
85 {
86 	int i = idx / 32;
87 	int bit = idx % 32;
88 
89 	gd->arch.used_tlb_cams[i] |= (1 << bit);
90 }
91 
92 static inline void free_tlb_cam(u8 idx)
93 {
94 	int i = idx / 32;
95 	int bit = idx % 32;
96 
97 	gd->arch.used_tlb_cams[i] &= ~(1 << bit);
98 }
99 
100 void init_used_tlb_cams(void)
101 {
102 	int i;
103 	unsigned int num_cam = mfspr(SPRN_TLB1CFG) & 0xfff;
104 
105 	for (i = 0; i < ((CONFIG_SYS_NUM_TLBCAMS+31)/32); i++)
106 		gd->arch.used_tlb_cams[i] = 0;
107 
108 	/* walk all the entries */
109 	for (i = 0; i < num_cam; i++) {
110 		mtspr(MAS0, FSL_BOOKE_MAS0(1, i, 0));
111 		asm volatile("tlbre;isync");
112 		if (mfspr(MAS1) & MAS1_VALID)
113 			use_tlb_cam(i);
114 	}
115 }
116 
117 int find_free_tlbcam(void)
118 {
119 	int i;
120 	u32 idx;
121 
122 	for (i = 0; i < ((CONFIG_SYS_NUM_TLBCAMS+31)/32); i++) {
123 		idx = ffz(gd->arch.used_tlb_cams[i]);
124 
125 		if (idx != 32)
126 			break;
127 	}
128 
129 	idx += i * 32;
130 
131 	if (idx >= CONFIG_SYS_NUM_TLBCAMS)
132 		return -1;
133 
134 	return idx;
135 }
136 
137 void set_tlb(u8 tlb, u32 epn, u64 rpn,
138 	     u8 perms, u8 wimge,
139 	     u8 ts, u8 esel, u8 tsize, u8 iprot)
140 {
141 	u32 _mas0, _mas1, _mas2, _mas3, _mas7;
142 
143 	if (tlb == 1)
144 		use_tlb_cam(esel);
145 
146 	if ((mfspr(SPRN_MMUCFG) & MMUCFG_MAVN) == MMUCFG_MAVN_V1 &&
147 	    tsize & 1) {
148 		printf("%s: bad tsize %d on entry %d at 0x%08x\n",
149 			__func__, tsize, tlb, epn);
150 		return;
151 	}
152 
153 	_mas0 = FSL_BOOKE_MAS0(tlb, esel, 0);
154 	_mas1 = FSL_BOOKE_MAS1(1, iprot, 0, ts, tsize);
155 	_mas2 = FSL_BOOKE_MAS2(epn, wimge);
156 	_mas3 = FSL_BOOKE_MAS3(rpn, 0, perms);
157 	_mas7 = FSL_BOOKE_MAS7(rpn);
158 
159 	write_tlb(_mas0, _mas1, _mas2, _mas3, _mas7);
160 
161 #ifdef CONFIG_ADDR_MAP
162 	if ((tlb == 1) && (gd->flags & GD_FLG_RELOC))
163 		addrmap_set_entry(epn, rpn, TSIZE_TO_BYTES(tsize), esel);
164 #endif
165 }
166 
167 void disable_tlb(u8 esel)
168 {
169 	u32 _mas0, _mas1, _mas2, _mas3;
170 
171 	free_tlb_cam(esel);
172 
173 	_mas0 = FSL_BOOKE_MAS0(1, esel, 0);
174 	_mas1 = 0;
175 	_mas2 = 0;
176 	_mas3 = 0;
177 
178 	mtspr(MAS0, _mas0);
179 	mtspr(MAS1, _mas1);
180 	mtspr(MAS2, _mas2);
181 	mtspr(MAS3, _mas3);
182 #ifdef CONFIG_ENABLE_36BIT_PHYS
183 	mtspr(MAS7, 0);
184 #endif
185 	asm volatile("isync;msync;tlbwe;isync");
186 
187 #ifdef CONFIG_ADDR_MAP
188 	if (gd->flags & GD_FLG_RELOC)
189 		addrmap_set_entry(0, 0, 0, esel);
190 #endif
191 }
192 
193 static void tlbsx (const volatile unsigned *addr)
194 {
195 	__asm__ __volatile__ ("tlbsx 0,%0" : : "r" (addr), "m" (*addr));
196 }
197 
198 /* return -1 if we didn't find anything */
199 int find_tlb_idx(void *addr, u8 tlbsel)
200 {
201 	u32 _mas0, _mas1;
202 
203 	/* zero out Search PID, AS */
204 	mtspr(MAS6, 0);
205 
206 	tlbsx(addr);
207 
208 	_mas0 = mfspr(MAS0);
209 	_mas1 = mfspr(MAS1);
210 
211 	/* we found something, and its in the TLB we expect */
212 	if ((MAS1_VALID & _mas1) &&
213 		(MAS0_TLBSEL(tlbsel) == (_mas0 & MAS0_TLBSEL_MSK))) {
214 		return ((_mas0 & MAS0_ESEL_MSK) >> 16);
215 	}
216 
217 	return -1;
218 }
219 
220 #ifdef CONFIG_ADDR_MAP
221 void init_addr_map(void)
222 {
223 	int i;
224 	unsigned int num_cam = mfspr(SPRN_TLB1CFG) & 0xfff;
225 
226 	/* walk all the entries */
227 	for (i = 0; i < num_cam; i++) {
228 		unsigned long epn;
229 		u32 tsize, valid;
230 		phys_addr_t rpn;
231 
232 		read_tlbcam_entry(i, &valid, &tsize, &epn, &rpn);
233 		if (valid & MAS1_VALID)
234 			addrmap_set_entry(epn, rpn, TSIZE_TO_BYTES(tsize), i);
235 	}
236 
237 	return ;
238 }
239 #endif
240 
241 uint64_t tlb_map_range(ulong v_addr, phys_addr_t p_addr, uint64_t size,
242 		       enum tlb_map_type map_type)
243 {
244 	int i;
245 	unsigned int tlb_size;
246 	unsigned int wimge;
247 	unsigned int perm;
248 	unsigned int max_cam, tsize_mask;
249 
250 	if (map_type == TLB_MAP_RAM) {
251 		perm = MAS3_SX|MAS3_SW|MAS3_SR;
252 		wimge = MAS2_M;
253 #ifdef CONFIG_SYS_PPC_DDR_WIMGE
254 		wimge = CONFIG_SYS_PPC_DDR_WIMGE;
255 #endif
256 	} else {
257 		perm = MAS3_SW|MAS3_SR;
258 		wimge = MAS2_I|MAS2_G;
259 	}
260 
261 	if ((mfspr(SPRN_MMUCFG) & MMUCFG_MAVN) == MMUCFG_MAVN_V1) {
262 		/* Convert (4^max) kB to (2^max) bytes */
263 		max_cam = ((mfspr(SPRN_TLB1CFG) >> 16) & 0xf) * 2 + 10;
264 		tsize_mask = ~1U;
265 	} else {
266 		/* Convert (2^max) kB to (2^max) bytes */
267 		max_cam = __ilog2(mfspr(SPRN_TLB1PS)) + 10;
268 		tsize_mask = ~0U;
269 	}
270 
271 	for (i = 0; size && i < 8; i++) {
272 		int tlb_index = find_free_tlbcam();
273 		u32 camsize = __ilog2_u64(size) & tsize_mask;
274 		u32 align = __ilog2(v_addr) & tsize_mask;
275 
276 		if (tlb_index == -1)
277 			break;
278 
279 		if (align == -2) align = max_cam;
280 		if (camsize > align)
281 			camsize = align;
282 
283 		if (camsize > max_cam)
284 			camsize = max_cam;
285 
286 		tlb_size = camsize - 10;
287 
288 		set_tlb(1, v_addr, p_addr, perm, wimge,
289 			0, tlb_index, tlb_size, 1);
290 
291 		size -= 1ULL << camsize;
292 		v_addr += 1UL << camsize;
293 		p_addr += 1UL << camsize;
294 	}
295 
296 	return size;
297 }
298 
299 unsigned int setup_ddr_tlbs_phys(phys_addr_t p_addr,
300 				 unsigned int memsize_in_meg)
301 {
302 	unsigned int ram_tlb_address = (unsigned int)CONFIG_SYS_DDR_SDRAM_BASE;
303 	u64 memsize = (u64)memsize_in_meg << 20;
304 	u64 size;
305 
306 	size = min(memsize, (u64)CONFIG_MAX_MEM_MAPPED);
307 	size = tlb_map_range(ram_tlb_address, p_addr, size, TLB_MAP_RAM);
308 
309 	if (size || memsize > CONFIG_MAX_MEM_MAPPED) {
310 		print_size(memsize > CONFIG_MAX_MEM_MAPPED ?
311 			   memsize - CONFIG_MAX_MEM_MAPPED + size : size,
312 			   " left unmapped\n");
313 	}
314 
315 	return memsize_in_meg;
316 }
317 
318 unsigned int setup_ddr_tlbs(unsigned int memsize_in_meg)
319 {
320 	return
321 		setup_ddr_tlbs_phys(CONFIG_SYS_DDR_SDRAM_BASE, memsize_in_meg);
322 }
323 
324 /* Invalidate the DDR TLBs for the requested size */
325 void clear_ddr_tlbs_phys(phys_addr_t p_addr, unsigned int memsize_in_meg)
326 {
327 	u32 vstart = CONFIG_SYS_DDR_SDRAM_BASE;
328 	unsigned long epn;
329 	u32 tsize, valid, ptr;
330 	phys_addr_t rpn = 0;
331 	int ddr_esel;
332 	u64 memsize = (u64)memsize_in_meg << 20;
333 
334 	ptr = vstart;
335 
336 	while (ptr < (vstart + memsize)) {
337 		ddr_esel = find_tlb_idx((void *)ptr, 1);
338 		if (ddr_esel != -1) {
339 			read_tlbcam_entry(ddr_esel, &valid, &tsize, &epn, &rpn);
340 			disable_tlb(ddr_esel);
341 		}
342 		ptr += TSIZE_TO_BYTES(tsize);
343 	}
344 }
345 
346 void clear_ddr_tlbs(unsigned int memsize_in_meg)
347 {
348 	clear_ddr_tlbs_phys(CONFIG_SYS_DDR_SDRAM_BASE, memsize_in_meg);
349 }
350 
351 
352 #endif /* not SPL */
353