xref: /openbmc/u-boot/arch/powerpc/cpu/mpc85xx/tlb.c (revision e77e65df)
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 DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR;
18 
19 void invalidate_tlb(u8 tlb)
20 {
21 	if (tlb == 0)
22 		mtspr(MMUCSR0, 0x4);
23 	if (tlb == 1)
24 		mtspr(MMUCSR0, 0x2);
25 }
26 
27 __weak void init_tlbs(void)
28 {
29 	int i;
30 
31 	for (i = 0; i < num_tlb_entries; i++) {
32 		write_tlb(tlb_table[i].mas0,
33 			  tlb_table[i].mas1,
34 			  tlb_table[i].mas2,
35 			  tlb_table[i].mas3,
36 			  tlb_table[i].mas7);
37 	}
38 
39 	return ;
40 }
41 
42 #if !defined(CONFIG_NAND_SPL) && \
43 	(!defined(CONFIG_SPL_BUILD) || !defined(CONFIG_SPL_INIT_MINIMAL))
44 void read_tlbcam_entry(int idx, u32 *valid, u32 *tsize, unsigned long *epn,
45 		       phys_addr_t *rpn)
46 {
47 	u32 _mas1;
48 
49 	mtspr(MAS0, FSL_BOOKE_MAS0(1, idx, 0));
50 	asm volatile("tlbre;isync");
51 	_mas1 = mfspr(MAS1);
52 
53 	*valid = (_mas1 & MAS1_VALID);
54 	*tsize = (_mas1 >> 7) & 0x1f;
55 	*epn = mfspr(MAS2) & MAS2_EPN;
56 	*rpn = mfspr(MAS3) & MAS3_RPN;
57 #ifdef CONFIG_ENABLE_36BIT_PHYS
58 	*rpn |= ((u64)mfspr(MAS7)) << 32;
59 #endif
60 }
61 
62 void print_tlbcam(void)
63 {
64 	int i;
65 	unsigned int num_cam = mfspr(SPRN_TLB1CFG) & 0xfff;
66 
67 	/* walk all the entries */
68 	printf("TLBCAM entries\n");
69 	for (i = 0; i < num_cam; i++) {
70 		unsigned long epn;
71 		u32 tsize, valid;
72 		phys_addr_t rpn;
73 
74 		read_tlbcam_entry(i, &valid, &tsize, &epn, &rpn);
75 		printf("entry %02d: V: %d EPN 0x%08x RPN 0x%08llx size:",
76 			i, (valid == 0) ? 0 : 1, (unsigned int)epn,
77 			(unsigned long long)rpn);
78 		print_size(TSIZE_TO_BYTES(tsize), "\n");
79 	}
80 }
81 
82 static inline void use_tlb_cam(u8 idx)
83 {
84 	int i = idx / 32;
85 	int bit = idx % 32;
86 
87 	gd->arch.used_tlb_cams[i] |= (1 << bit);
88 }
89 
90 static inline void free_tlb_cam(u8 idx)
91 {
92 	int i = idx / 32;
93 	int bit = idx % 32;
94 
95 	gd->arch.used_tlb_cams[i] &= ~(1 << bit);
96 }
97 
98 void init_used_tlb_cams(void)
99 {
100 	int i;
101 	unsigned int num_cam = mfspr(SPRN_TLB1CFG) & 0xfff;
102 
103 	for (i = 0; i < ((CONFIG_SYS_NUM_TLBCAMS+31)/32); i++)
104 		gd->arch.used_tlb_cams[i] = 0;
105 
106 	/* walk all the entries */
107 	for (i = 0; i < num_cam; i++) {
108 		mtspr(MAS0, FSL_BOOKE_MAS0(1, i, 0));
109 		asm volatile("tlbre;isync");
110 		if (mfspr(MAS1) & MAS1_VALID)
111 			use_tlb_cam(i);
112 	}
113 }
114 
115 int find_free_tlbcam(void)
116 {
117 	int i;
118 	u32 idx;
119 
120 	for (i = 0; i < ((CONFIG_SYS_NUM_TLBCAMS+31)/32); i++) {
121 		idx = ffz(gd->arch.used_tlb_cams[i]);
122 
123 		if (idx != 32)
124 			break;
125 	}
126 
127 	idx += i * 32;
128 
129 	if (idx >= CONFIG_SYS_NUM_TLBCAMS)
130 		return -1;
131 
132 	return idx;
133 }
134 
135 void set_tlb(u8 tlb, u32 epn, u64 rpn,
136 	     u8 perms, u8 wimge,
137 	     u8 ts, u8 esel, u8 tsize, u8 iprot)
138 {
139 	u32 _mas0, _mas1, _mas2, _mas3, _mas7;
140 
141 	if (tlb == 1)
142 		use_tlb_cam(esel);
143 
144 	if ((mfspr(SPRN_MMUCFG) & MMUCFG_MAVN) == MMUCFG_MAVN_V1 &&
145 	    tsize & 1) {
146 		printf("%s: bad tsize %d on entry %d at 0x%08x\n",
147 			__func__, tsize, tlb, epn);
148 		return;
149 	}
150 
151 	_mas0 = FSL_BOOKE_MAS0(tlb, esel, 0);
152 	_mas1 = FSL_BOOKE_MAS1(1, iprot, 0, ts, tsize);
153 	_mas2 = FSL_BOOKE_MAS2(epn, wimge);
154 	_mas3 = FSL_BOOKE_MAS3(rpn, 0, perms);
155 	_mas7 = FSL_BOOKE_MAS7(rpn);
156 
157 	write_tlb(_mas0, _mas1, _mas2, _mas3, _mas7);
158 
159 #ifdef CONFIG_ADDR_MAP
160 	if ((tlb == 1) && (gd->flags & GD_FLG_RELOC))
161 		addrmap_set_entry(epn, rpn, TSIZE_TO_BYTES(tsize), esel);
162 #endif
163 }
164 
165 void disable_tlb(u8 esel)
166 {
167 	u32 _mas0, _mas1, _mas2, _mas3;
168 
169 	free_tlb_cam(esel);
170 
171 	_mas0 = FSL_BOOKE_MAS0(1, esel, 0);
172 	_mas1 = 0;
173 	_mas2 = 0;
174 	_mas3 = 0;
175 
176 	mtspr(MAS0, _mas0);
177 	mtspr(MAS1, _mas1);
178 	mtspr(MAS2, _mas2);
179 	mtspr(MAS3, _mas3);
180 #ifdef CONFIG_ENABLE_36BIT_PHYS
181 	mtspr(MAS7, 0);
182 #endif
183 	asm volatile("isync;msync;tlbwe;isync");
184 
185 #ifdef CONFIG_ADDR_MAP
186 	if (gd->flags & GD_FLG_RELOC)
187 		addrmap_set_entry(0, 0, 0, esel);
188 #endif
189 }
190 
191 static void tlbsx (const volatile unsigned *addr)
192 {
193 	__asm__ __volatile__ ("tlbsx 0,%0" : : "r" (addr), "m" (*addr));
194 }
195 
196 /* return -1 if we didn't find anything */
197 int find_tlb_idx(void *addr, u8 tlbsel)
198 {
199 	u32 _mas0, _mas1;
200 
201 	/* zero out Search PID, AS */
202 	mtspr(MAS6, 0);
203 
204 	tlbsx(addr);
205 
206 	_mas0 = mfspr(MAS0);
207 	_mas1 = mfspr(MAS1);
208 
209 	/* we found something, and its in the TLB we expect */
210 	if ((MAS1_VALID & _mas1) &&
211 		(MAS0_TLBSEL(tlbsel) == (_mas0 & MAS0_TLBSEL_MSK))) {
212 		return ((_mas0 & MAS0_ESEL_MSK) >> 16);
213 	}
214 
215 	return -1;
216 }
217 
218 #ifdef CONFIG_ADDR_MAP
219 void init_addr_map(void)
220 {
221 	int i;
222 	unsigned int num_cam = mfspr(SPRN_TLB1CFG) & 0xfff;
223 
224 	/* walk all the entries */
225 	for (i = 0; i < num_cam; i++) {
226 		unsigned long epn;
227 		u32 tsize, valid;
228 		phys_addr_t rpn;
229 
230 		read_tlbcam_entry(i, &valid, &tsize, &epn, &rpn);
231 		if (valid & MAS1_VALID)
232 			addrmap_set_entry(epn, rpn, TSIZE_TO_BYTES(tsize), i);
233 	}
234 
235 	return ;
236 }
237 #endif
238 
239 uint64_t tlb_map_range(ulong v_addr, phys_addr_t p_addr, uint64_t size,
240 		       enum tlb_map_type map_type)
241 {
242 	int i;
243 	unsigned int tlb_size;
244 	unsigned int wimge;
245 	unsigned int perm;
246 	unsigned int max_cam, tsize_mask;
247 
248 	if (map_type == TLB_MAP_RAM) {
249 		perm = MAS3_SX|MAS3_SW|MAS3_SR;
250 		wimge = MAS2_M;
251 #ifdef CONFIG_SYS_PPC_DDR_WIMGE
252 		wimge = CONFIG_SYS_PPC_DDR_WIMGE;
253 #endif
254 	} else {
255 		perm = MAS3_SW|MAS3_SR;
256 		wimge = MAS2_I|MAS2_G;
257 	}
258 
259 	if ((mfspr(SPRN_MMUCFG) & MMUCFG_MAVN) == MMUCFG_MAVN_V1) {
260 		/* Convert (4^max) kB to (2^max) bytes */
261 		max_cam = ((mfspr(SPRN_TLB1CFG) >> 16) & 0xf) * 2 + 10;
262 		tsize_mask = ~1U;
263 	} else {
264 		/* Convert (2^max) kB to (2^max) bytes */
265 		max_cam = __ilog2(mfspr(SPRN_TLB1PS)) + 10;
266 		tsize_mask = ~0U;
267 	}
268 
269 	for (i = 0; size && i < 8; i++) {
270 		int tlb_index = find_free_tlbcam();
271 		u32 camsize = __ilog2_u64(size) & tsize_mask;
272 		u32 align = __ilog2(v_addr) & tsize_mask;
273 
274 		if (tlb_index == -1)
275 			break;
276 
277 		if (align == -2) align = max_cam;
278 		if (camsize > align)
279 			camsize = align;
280 
281 		if (camsize > max_cam)
282 			camsize = max_cam;
283 
284 		tlb_size = camsize - 10;
285 
286 		set_tlb(1, v_addr, p_addr, perm, wimge,
287 			0, tlb_index, tlb_size, 1);
288 
289 		size -= 1ULL << camsize;
290 		v_addr += 1UL << camsize;
291 		p_addr += 1UL << camsize;
292 	}
293 
294 	return size;
295 }
296 
297 unsigned int setup_ddr_tlbs_phys(phys_addr_t p_addr,
298 				 unsigned int memsize_in_meg)
299 {
300 	unsigned int ram_tlb_address = (unsigned int)CONFIG_SYS_DDR_SDRAM_BASE;
301 	u64 memsize = (u64)memsize_in_meg << 20;
302 	u64 size;
303 
304 	size = min(memsize, (u64)CONFIG_MAX_MEM_MAPPED);
305 	size = tlb_map_range(ram_tlb_address, p_addr, size, TLB_MAP_RAM);
306 
307 	if (size || memsize > CONFIG_MAX_MEM_MAPPED) {
308 		print_size(memsize > CONFIG_MAX_MEM_MAPPED ?
309 			   memsize - CONFIG_MAX_MEM_MAPPED + size : size,
310 			   " left unmapped\n");
311 	}
312 
313 	return memsize_in_meg;
314 }
315 
316 unsigned int setup_ddr_tlbs(unsigned int memsize_in_meg)
317 {
318 	return
319 		setup_ddr_tlbs_phys(CONFIG_SYS_DDR_SDRAM_BASE, memsize_in_meg);
320 }
321 
322 /* Invalidate the DDR TLBs for the requested size */
323 void clear_ddr_tlbs_phys(phys_addr_t p_addr, unsigned int memsize_in_meg)
324 {
325 	u32 vstart = CONFIG_SYS_DDR_SDRAM_BASE;
326 	unsigned long epn;
327 	u32 tsize, valid, ptr;
328 	phys_addr_t rpn = 0;
329 	int ddr_esel;
330 	u64 memsize = (u64)memsize_in_meg << 20;
331 
332 	ptr = vstart;
333 
334 	while (ptr < (vstart + memsize)) {
335 		ddr_esel = find_tlb_idx((void *)ptr, 1);
336 		if (ddr_esel != -1) {
337 			read_tlbcam_entry(ddr_esel, &valid, &tsize, &epn, &rpn);
338 			disable_tlb(ddr_esel);
339 		}
340 		ptr += TSIZE_TO_BYTES(tsize);
341 	}
342 }
343 
344 void clear_ddr_tlbs(unsigned int memsize_in_meg)
345 {
346 	clear_ddr_tlbs_phys(CONFIG_SYS_DDR_SDRAM_BASE, memsize_in_meg);
347 }
348 
349 
350 #endif /* not SPL */
351