Quelle  mcfmmu.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 * Based upon linux/arch/m68k/mm/sun3mmu.c
 * Based upon linux/arch/ppc/mm/mmu_context.c
 *
 * Implementations of mm routines specific to the Coldfire MMU.
 *
 * Copyright (c) 2008 Freescale Semiconductor, Inc.
 */

#include <linux/kernel.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/mm.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/string.h>
#include <linux/memblock.h>

#include <asm/setup.h>
#include <asm/page.h>
#include <asm/mmu_context.h>
#include <asm/mcf_pgalloc.h>
#include <asm/tlbflush.h>
#include <asm/pgalloc.h>

#define KMAPAREA(x) ((x >= VMALLOC_START) && (x < KMAP_END))

mm_context_t next_mmu_context;
unsigned long context_map[LAST_CONTEXT / BITS_PER_LONG + 1];
atomic_t nr_free_contexts;
struct mm_struct *context_mm[LAST_CONTEXT+1];
unsigned long num_pages;

/*
 * ColdFire paging_init derived from sun3.
 */
void __init paging_init(void)
{
 pgd_t *pg_dir;
 pte_t *pg_table;
 unsigned long address, size;
 unsigned long next_pgtable;
 unsigned long max_zone_pfn[MAX_NR_ZONES] = { 0 };
 int i;

 empty_zero_page = memblock_alloc_or_panic(PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);

 pg_dir = swapper_pg_dir;
 memset(swapper_pg_dir, 0, sizeof(swapper_pg_dir));

 size = num_pages * sizeof(pte_t);
 size = (size + PAGE_SIZE) & ~(PAGE_SIZE-1);
 next_pgtable = (unsigned long) memblock_alloc_or_panic(size, PAGE_SIZE);

 pg_dir += PAGE_OFFSET >> PGDIR_SHIFT;

 address = PAGE_OFFSET;
 while (address < (unsigned long)high_memory) {
  pg_table = (pte_t *) next_pgtable;
  next_pgtable += PTRS_PER_PTE * sizeof(pte_t);
  pgd_val(*pg_dir) = (unsigned long) pg_table;
  pg_dir++;

  /* now change pg_table to kernel virtual addresses */
  for (i = 0; i < PTRS_PER_PTE; ++i, ++pg_table) {
   pte_t pte = pfn_pte(virt_to_pfn((void *)address),
         PAGE_INIT);
   if (address >= (unsigned long) high_memory)
    pte_val(pte) = 0;

   set_pte(pg_table, pte);
   address += PAGE_SIZE;
  }
 }

 current->mm = NULL;
 max_zone_pfn[ZONE_DMA] = PFN_DOWN(_ramend);
 free_area_init(max_zone_pfn);
}

int cf_tlb_miss(struct pt_regs *regs, int write, int dtlb, int extension_word)
{
 unsigned long flags, mmuar, mmutr;
 struct mm_struct *mm;
 pgd_t *pgd;
 p4d_t *p4d;
 pud_t *pud;
 pmd_t *pmd;
 pte_t *pte = NULL;
 int ret = -1;
 int asid;

 local_irq_save(flags);

 mmuar = (dtlb) ? mmu_read(MMUAR) :
  regs->pc + (extension_word * sizeof(long));

 mm = (!user_mode(regs) && KMAPAREA(mmuar)) ? &init_mm : current->mm;
 if (!mm)
  goto out;

 pgd = pgd_offset(mm, mmuar);
 if (pgd_none(*pgd))
  goto out;

 p4d = p4d_offset(pgd, mmuar);
 if (p4d_none(*p4d))
  goto out;

 pud = pud_offset(p4d, mmuar);
 if (pud_none(*pud))
  goto out;

 pmd = pmd_offset(pud, mmuar);
 if (pmd_none(*pmd))
  goto out;

 pte = (KMAPAREA(mmuar)) ? pte_offset_kernel(pmd, mmuar)
    : pte_offset_map(pmd, mmuar);
 if (!pte || pte_none(*pte) || !pte_present(*pte))
  goto out;

 if (write) {
  if (!pte_write(*pte))
   goto out;
  set_pte(pte, pte_mkdirty(*pte));
 }

 set_pte(pte, pte_mkyoung(*pte));
 asid = mm->context & 0xff;
 if (!pte_dirty(*pte) && !KMAPAREA(mmuar))
  set_pte(pte, pte_wrprotect(*pte));

 mmutr = (mmuar & PAGE_MASK) | (asid << MMUTR_IDN) | MMUTR_V;
 if ((mmuar < TASK_UNMAPPED_BASE) || (mmuar >= TASK_SIZE))
  mmutr |= (pte->pte & CF_PAGE_MMUTR_MASK) >> CF_PAGE_MMUTR_SHIFT;
 mmu_write(MMUTR, mmutr);

 mmu_write(MMUDR, (pte_val(*pte) & PAGE_MASK) |
  ((pte->pte) & CF_PAGE_MMUDR_MASK) | MMUDR_SZ_8KB | MMUDR_X);

 if (dtlb)
  mmu_write(MMUOR, MMUOR_ACC | MMUOR_UAA);
 else
  mmu_write(MMUOR, MMUOR_ITLB | MMUOR_ACC | MMUOR_UAA);
 ret = 0;
out:
 if (pte && !KMAPAREA(mmuar))
  pte_unmap(pte);
 local_irq_restore(flags);
 return ret;
}

void __init cf_bootmem_alloc(void)
{
 unsigned long memstart;

 /* _rambase and _ramend will be naturally page aligned */
 m68k_memory[0].addr = _rambase;
 m68k_memory[0].size = _ramend - _rambase;

 memblock_add_node(m68k_memory[0].addr, m68k_memory[0].size, 0,
     MEMBLOCK_NONE);

 /* compute total pages in system */
 num_pages = PFN_DOWN(_ramend - _rambase);

 /* page numbers */
 memstart = PAGE_ALIGN(_ramstart);
 min_low_pfn = PFN_DOWN(_rambase);
 max_pfn = max_low_pfn = PFN_DOWN(_ramend);
 high_memory = (void *)_ramend;

 /* Reserve kernel text/data/bss */
 memblock_reserve(_rambase, memstart - _rambase);

 m68k_virt_to_node_shift = fls(_ramend - 1) - 6;
 module_fixup(NULL, __start_fixup, __stop_fixup);

 /* setup node data */
 m68k_setup_node(0);
}

/*
 * Initialize the context management stuff.
 * The following was taken from arch/ppc/mmu_context.c
 */
void __init cf_mmu_context_init(void)
{
 /*
 * Some processors have too few contexts to reserve one for
 * init_mm, and require using context 0 for a normal task.
 * Other processors reserve the use of context zero for the kernel.
 * This code assumes FIRST_CONTEXT < 32.
 */
 context_map[0] = (1 << FIRST_CONTEXT) - 1;
 next_mmu_context = FIRST_CONTEXT;
 atomic_set(&nr_free_contexts, LAST_CONTEXT - FIRST_CONTEXT + 1);
}

/*
 * Steal a context from a task that has one at the moment.
 * This isn't an LRU system, it just frees up each context in
 * turn (sort-of pseudo-random replacement :).  This would be the
 * place to implement an LRU scheme if anyone was motivated to do it.
 *  -- paulus
 */
void steal_context(void)
{
 struct mm_struct *mm;
 /*
 * free up context `next_mmu_context'
 * if we shouldn't free context 0, don't...
 */
 if (next_mmu_context < FIRST_CONTEXT)
  next_mmu_context = FIRST_CONTEXT;
 mm = context_mm[next_mmu_context];
 flush_tlb_mm(mm);
 destroy_context(mm);
}

static const pgprot_t protection_map[16] = {
 [VM_NONE]     = PAGE_NONE,
 [VM_READ]     = __pgprot(CF_PAGE_VALID |
           CF_PAGE_ACCESSED |
           CF_PAGE_READABLE),
 [VM_WRITE]     = __pgprot(CF_PAGE_VALID |
           CF_PAGE_ACCESSED |
           CF_PAGE_WRITABLE),
 [VM_WRITE | VM_READ]    = __pgprot(CF_PAGE_VALID |
           CF_PAGE_ACCESSED |
           CF_PAGE_READABLE |
           CF_PAGE_WRITABLE),
 [VM_EXEC]     = __pgprot(CF_PAGE_VALID |
           CF_PAGE_ACCESSED |
           CF_PAGE_EXEC),
 [VM_EXEC | VM_READ]    = __pgprot(CF_PAGE_VALID |
           CF_PAGE_ACCESSED |
           CF_PAGE_READABLE |
           CF_PAGE_EXEC),
 [VM_EXEC | VM_WRITE]    = __pgprot(CF_PAGE_VALID |
           CF_PAGE_ACCESSED |
           CF_PAGE_WRITABLE |
           CF_PAGE_EXEC),
 [VM_EXEC | VM_WRITE | VM_READ]   =  __pgprot(CF_PAGE_VALID |
            CF_PAGE_ACCESSED |
            CF_PAGE_READABLE |
            CF_PAGE_WRITABLE |
            CF_PAGE_EXEC),
 [VM_SHARED]     = PAGE_NONE,
 [VM_SHARED | VM_READ]    = __pgprot(CF_PAGE_VALID |
           CF_PAGE_ACCESSED |
           CF_PAGE_READABLE),
 [VM_SHARED | VM_WRITE]    = PAGE_SHARED,
 [VM_SHARED | VM_WRITE | VM_READ]  = __pgprot(CF_PAGE_VALID |
           CF_PAGE_ACCESSED |
           CF_PAGE_READABLE |
           CF_PAGE_SHARED),
 [VM_SHARED | VM_EXEC]    = __pgprot(CF_PAGE_VALID |
           CF_PAGE_ACCESSED |
           CF_PAGE_EXEC),
 [VM_SHARED | VM_EXEC | VM_READ]   = __pgprot(CF_PAGE_VALID |
           CF_PAGE_ACCESSED |
           CF_PAGE_READABLE |
           CF_PAGE_EXEC),
 [VM_SHARED | VM_EXEC | VM_WRITE]  = __pgprot(CF_PAGE_VALID |
           CF_PAGE_ACCESSED |
           CF_PAGE_SHARED |
           CF_PAGE_EXEC),
 [VM_SHARED | VM_EXEC | VM_WRITE | VM_READ] = __pgprot(CF_PAGE_VALID |
           CF_PAGE_ACCESSED |
           CF_PAGE_READABLE |
           CF_PAGE_SHARED |
           CF_PAGE_EXEC)
};
DECLARE_VM_GET_PAGE_PROT