arch/sparc/kernel/tsb.S

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
   2 /* tsb.S: Sparc64 TSB table handling.
   3  *
   4  * Copyright (C) 2006 David S. Miller <davem@davemloft.net>
   5  */
   6
   7
   8 #include <asm/tsb.h>
   9 #include <asm/hypervisor.h>
  10 #include <asm/page.h>
  11 #include <asm/cpudata.h>
  12 #include <asm/mmu.h>
  13
  14         .text
  15         .align  32
  16
  17         /* Invoked from TLB miss handler, we are in the
  18          * MMU global registers and they are setup like
  19          * this:
  20          *
  21          * %g1: TSB entry pointer
  22          * %g2: available temporary
  23          * %g3: FAULT_CODE_{D,I}TLB
  24          * %g4: available temporary
  25          * %g5: available temporary
  26          * %g6: TAG TARGET
  27          * %g7: available temporary, will be loaded by us with
  28          *      the physical address base of the linux page
  29          *      tables for the current address space
  30          */
  31 tsb_miss_dtlb:
  32         mov             TLB_TAG_ACCESS, %g4
  33         ldxa            [%g4] ASI_DMMU, %g4
  34         srlx            %g4, PAGE_SHIFT, %g4
  35         ba,pt           %xcc, tsb_miss_page_table_walk
  36          sllx           %g4, PAGE_SHIFT, %g4
  37
  38 tsb_miss_itlb:
  39         mov             TLB_TAG_ACCESS, %g4
  40         ldxa            [%g4] ASI_IMMU, %g4
  41         srlx            %g4, PAGE_SHIFT, %g4
  42         ba,pt           %xcc, tsb_miss_page_table_walk
  43          sllx           %g4, PAGE_SHIFT, %g4
  44
  45         /* At this point we have:
  46          * %g1 --       PAGE_SIZE TSB entry address
  47          * %g3 --       FAULT_CODE_{D,I}TLB
  48          * %g4 --       missing virtual address
  49          * %g6 --       TAG TARGET (vaddr >> 22)
  50          */
  51 tsb_miss_page_table_walk:
  52         TRAP_LOAD_TRAP_BLOCK(%g7, %g5)
  53
  54         /* Before committing to a full page table walk,
  55          * check the huge page TSB.
  56          */
  57 #if defined(CONFIG_HUGETLB_PAGE) || defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
  58
  59 661:    ldx             [%g7 + TRAP_PER_CPU_TSB_HUGE], %g5
  60         nop
  61         .section        .sun4v_2insn_patch, "ax"
  62         .word           661b
  63         mov             SCRATCHPAD_UTSBREG2, %g5
  64         ldxa            [%g5] ASI_SCRATCHPAD, %g5
  65         .previous
  66
  67         cmp             %g5, -1
  68         be,pt           %xcc, 80f
  69          nop
  70
  71         /* We need an aligned pair of registers containing 2 values
  72          * which can be easily rematerialized.  %g6 and %g7 foot the
  73          * bill just nicely.  We'll save %g6 away into %g2 for the
  74          * huge page TSB TAG comparison.
  75          *
  76          * Perform a huge page TSB lookup.
  77          */
  78         mov             %g6, %g2
  79         and             %g5, 0x7, %g6
  80         mov             512, %g7
  81         andn            %g5, 0x7, %g5
  82         sllx            %g7, %g6, %g7
  83         srlx            %g4, REAL_HPAGE_SHIFT, %g6
  84         sub             %g7, 1, %g7
  85         and             %g6, %g7, %g6
  86         sllx            %g6, 4, %g6
  87         add             %g5, %g6, %g5
  88
  89         TSB_LOAD_QUAD(%g5, %g6)
  90         cmp             %g6, %g2
  91         be,a,pt         %xcc, tsb_tlb_reload
  92          mov            %g7, %g5
  93
  94         /* No match, remember the huge page TSB entry address,
  95          * and restore %g6 and %g7.
  96          */
  97         TRAP_LOAD_TRAP_BLOCK(%g7, %g6)
  98         srlx            %g4, 22, %g6
  99 80:     stx             %g5, [%g7 + TRAP_PER_CPU_TSB_HUGE_TEMP]
 100
 101 #endif
 102
 103         ldx             [%g7 + TRAP_PER_CPU_PGD_PADDR], %g7
 104
 105         /* At this point we have:
 106          * %g1 --       TSB entry address
 107          * %g3 --       FAULT_CODE_{D,I}TLB
 108          * %g4 --       missing virtual address
 109          * %g6 --       TAG TARGET (vaddr >> 22)
 110          * %g7 --       page table physical address
 111          *
 112          * We know that both the base PAGE_SIZE TSB and the HPAGE_SIZE
 113          * TSB both lack a matching entry.
 114          */
 115 tsb_miss_page_table_walk_sun4v_fastpath:
 116         USER_PGTABLE_WALK_TL1(%g4, %g7, %g5, %g2, tsb_do_fault)
 117
 118         /* Valid PTE is now in %g5.  */
 119
 120 #if defined(CONFIG_HUGETLB_PAGE) || defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
 121         sethi           %uhi(_PAGE_PMD_HUGE | _PAGE_PUD_HUGE), %g7
 122         sllx            %g7, 32, %g7
 123
 124         andcc           %g5, %g7, %g0
 125         be,pt           %xcc, 60f
 126          nop
 127
 128         /* It is a huge page, use huge page TSB entry address we
 129          * calculated above.  If the huge page TSB has not been
 130          * allocated, setup a trap stack and call hugetlb_setup()
 131          * to do so, then return from the trap to replay the TLB
 132          * miss.
 133          *
 134          * This is necessary to handle the case of transparent huge
 135          * pages where we don't really have a non-atomic context
 136          * in which to allocate the hugepage TSB hash table.  When
 137          * the 'mm' faults in the hugepage for the first time, we
 138          * thus handle it here.  This also makes sure that we can
 139          * allocate the TSB hash table on the correct NUMA node.
 140          */
 141         TRAP_LOAD_TRAP_BLOCK(%g7, %g2)
 142         ldx             [%g7 + TRAP_PER_CPU_TSB_HUGE_TEMP], %g1
 143         cmp             %g1, -1
 144         bne,pt          %xcc, 60f
 145          nop
 146
 147 661:    rdpr            %pstate, %g5
 148         wrpr            %g5, PSTATE_AG | PSTATE_MG, %pstate
 149         .section        .sun4v_2insn_patch, "ax"
 150         .word           661b
 151         SET_GL(1)
 152         nop
 153         .previous
 154
 155         rdpr    %tl, %g7
 156         cmp     %g7, 1
 157         bne,pn  %xcc, winfix_trampoline
 158          mov    %g3, %g4
 159         ba,pt   %xcc, etrap
 160          rd     %pc, %g7
 161         call    hugetlb_setup
 162          add    %sp, PTREGS_OFF, %o0
 163         ba,pt   %xcc, rtrap
 164          nop
 165
 166 60:
 167 #endif
 168
 169         /* At this point we have:
 170          * %g1 --       TSB entry address
 171          * %g3 --       FAULT_CODE_{D,I}TLB
 172          * %g5 --       valid PTE
 173          * %g6 --       TAG TARGET (vaddr >> 22)
 174          */
 175 tsb_reload:
 176         TSB_LOCK_TAG(%g1, %g2, %g7)
 177         TSB_WRITE(%g1, %g5, %g6)
 178
 179         /* Finally, load TLB and return from trap.  */
 180 tsb_tlb_reload:
 181         cmp             %g3, FAULT_CODE_DTLB
 182         bne,pn          %xcc, tsb_itlb_load
 183          nop
 184
 185 tsb_dtlb_load:
 186
 187 661:    stxa            %g5, [%g0] ASI_DTLB_DATA_IN
 188         retry
 189         .section        .sun4v_2insn_patch, "ax"
 190         .word           661b
 191         nop
 192         nop
 193         .previous
 194
 195         /* For sun4v the ASI_DTLB_DATA_IN store and the retry
 196          * instruction get nop'd out and we get here to branch
 197          * to the sun4v tlb load code.  The registers are setup
 198          * as follows:
 199          *
 200          * %g4: vaddr
 201          * %g5: PTE
 202          * %g6: TAG
 203          *
 204          * The sun4v TLB load wants the PTE in %g3 so we fix that
 205          * up here.
 206          */
 207         ba,pt           %xcc, sun4v_dtlb_load
 208          mov            %g5, %g3
 209
 210 tsb_itlb_load:
 211         /* Executable bit must be set.  */
 212 661:    sethi           %hi(_PAGE_EXEC_4U), %g4
 213         andcc           %g5, %g4, %g0
 214         .section        .sun4v_2insn_patch, "ax"
 215         .word           661b
 216         andcc           %g5, _PAGE_EXEC_4V, %g0
 217         nop
 218         .previous
 219
 220         be,pn           %xcc, tsb_do_fault
 221          nop
 222
 223 661:    stxa            %g5, [%g0] ASI_ITLB_DATA_IN
 224         retry
 225         .section        .sun4v_2insn_patch, "ax"
 226         .word           661b
 227         nop
 228         nop
 229         .previous
 230
 231         /* For sun4v the ASI_ITLB_DATA_IN store and the retry
 232          * instruction get nop'd out and we get here to branch
 233          * to the sun4v tlb load code.  The registers are setup
 234          * as follows:
 235          *
 236          * %g4: vaddr
 237          * %g5: PTE
 238          * %g6: TAG
 239          *
 240          * The sun4v TLB load wants the PTE in %g3 so we fix that
 241          * up here.
 242          */
 243         ba,pt           %xcc, sun4v_itlb_load
 244          mov            %g5, %g3
 245
 246         /* No valid entry in the page tables, do full fault
 247          * processing.
 248          */
 249
 250         .globl          tsb_do_fault
 251 tsb_do_fault:
 252         cmp             %g3, FAULT_CODE_DTLB
 253
 254 661:    rdpr            %pstate, %g5
 255         wrpr            %g5, PSTATE_AG | PSTATE_MG, %pstate
 256         .section        .sun4v_2insn_patch, "ax"
 257         .word           661b
 258         SET_GL(1)
 259         ldxa            [%g0] ASI_SCRATCHPAD, %g4
 260         .previous
 261
 262         bne,pn          %xcc, tsb_do_itlb_fault
 263          nop
 264
 265 tsb_do_dtlb_fault:
 266         rdpr    %tl, %g3
 267         cmp     %g3, 1
 268
 269 661:    mov     TLB_TAG_ACCESS, %g4
 270         ldxa    [%g4] ASI_DMMU, %g5
 271         .section .sun4v_2insn_patch, "ax"
 272         .word   661b
 273         ldx     [%g4 + HV_FAULT_D_ADDR_OFFSET], %g5
 274         nop
 275         .previous
 276
 277         /* Clear context ID bits.  */
 278         srlx            %g5, PAGE_SHIFT, %g5
 279         sllx            %g5, PAGE_SHIFT, %g5
 280
 281         be,pt   %xcc, sparc64_realfault_common
 282          mov    FAULT_CODE_DTLB, %g4
 283         ba,pt   %xcc, winfix_trampoline
 284          nop
 285
 286 tsb_do_itlb_fault:
 287         rdpr    %tpc, %g5
 288         ba,pt   %xcc, sparc64_realfault_common
 289          mov    FAULT_CODE_ITLB, %g4
 290
 291         .globl  sparc64_realfault_common
 292 sparc64_realfault_common:
 293         /* fault code in %g4, fault address in %g5, etrap will
 294          * preserve these two values in %l4 and %l5 respectively
 295          */
 296         ba,pt   %xcc, etrap                     ! Save trap state
 297 1:       rd     %pc, %g7                        ! ...
 298         stb     %l4, [%g6 + TI_FAULT_CODE]      ! Save fault code
 299         stx     %l5, [%g6 + TI_FAULT_ADDR]      ! Save fault address
 300         call    do_sparc64_fault                ! Call fault handler
 301          add    %sp, PTREGS_OFF, %o0            ! Compute pt_regs arg
 302         ba,pt   %xcc, rtrap                     ! Restore cpu state
 303          nop                                    ! Delay slot (fill me)
 304
 305 winfix_trampoline:
 306         rdpr    %tpc, %g3                       ! Prepare winfixup TNPC
 307         or      %g3, 0x7c, %g3                  ! Compute branch offset
 308         wrpr    %g3, %tnpc                      ! Write it into TNPC
 309         done                                    ! Trap return
 310
 311         /* Insert an entry into the TSB.
 312          *
 313          * %o0: TSB entry pointer (virt or phys address)
 314          * %o1: tag
 315          * %o2: pte
 316          */
 317         .align  32
 318         .globl  __tsb_insert
 319 __tsb_insert:
 320         rdpr    %pstate, %o5
 321         wrpr    %o5, PSTATE_IE, %pstate
 322         TSB_LOCK_TAG(%o0, %g2, %g3)
 323         TSB_WRITE(%o0, %o2, %o1)
 324         wrpr    %o5, %pstate
 325         retl
 326          nop
 327         .size   __tsb_insert, .-__tsb_insert
 328
 329         /* Flush the given TSB entry if it has the matching
 330          * tag.
 331          *
 332          * %o0: TSB entry pointer (virt or phys address)
 333          * %o1: tag
 334          */
 335         .align  32
 336         .globl  tsb_flush
 337         .type   tsb_flush,#function
 338 tsb_flush:
 339         sethi   %hi(TSB_TAG_LOCK_HIGH), %g2
 340 1:      TSB_LOAD_TAG(%o0, %g1)
 341         srlx    %g1, 32, %o3
 342         andcc   %o3, %g2, %g0
 343         bne,pn  %icc, 1b
 344          nop
 345         cmp     %g1, %o1
 346         mov     1, %o3
 347         bne,pt  %xcc, 2f
 348          sllx   %o3, TSB_TAG_INVALID_BIT, %o3
 349         TSB_CAS_TAG(%o0, %g1, %o3)
 350         cmp     %g1, %o3
 351         bne,pn  %xcc, 1b
 352          nop
 353 2:      retl
 354          nop
 355         .size   tsb_flush, .-tsb_flush
 356
 357         /* Reload MMU related context switch state at
 358          * schedule() time.
 359          *
 360          * %o0: page table physical address
 361          * %o1: TSB base config pointer
 362          * %o2: TSB huge config pointer, or NULL if none
 363          * %o3: Hypervisor TSB descriptor physical address
 364          * %o4: Secondary context to load, if non-zero
 365          *
 366          * We have to run this whole thing with interrupts
 367          * disabled so that the current cpu doesn't change
 368          * due to preemption.
 369          */
 370         .align  32
 371         .globl  __tsb_context_switch
 372         .type   __tsb_context_switch,#function
 373 __tsb_context_switch:
 374         rdpr    %pstate, %g1
 375         wrpr    %g1, PSTATE_IE, %pstate
 376
 377         brz,pn  %o4, 1f
 378          mov    SECONDARY_CONTEXT, %o5
 379
 380 661:    stxa    %o4, [%o5] ASI_DMMU
 381         .section .sun4v_1insn_patch, "ax"
 382         .word   661b
 383         stxa    %o4, [%o5] ASI_MMU
 384         .previous
 385         flush   %g6
 386
 387 1:
 388         TRAP_LOAD_TRAP_BLOCK(%g2, %g3)
 389
 390         stx     %o0, [%g2 + TRAP_PER_CPU_PGD_PADDR]
 391
 392         ldx     [%o1 + TSB_CONFIG_REG_VAL], %o0
 393         brz,pt  %o2, 1f
 394          mov    -1, %g3
 395
 396         ldx     [%o2 + TSB_CONFIG_REG_VAL], %g3
 397
 398 1:      stx     %g3, [%g2 + TRAP_PER_CPU_TSB_HUGE]
 399
 400         sethi   %hi(tlb_type), %g2
 401         lduw    [%g2 + %lo(tlb_type)], %g2
 402         cmp     %g2, 3
 403         bne,pt  %icc, 50f
 404          nop
 405
 406         /* Hypervisor TSB switch. */
 407         mov     SCRATCHPAD_UTSBREG1, %o5
 408         stxa    %o0, [%o5] ASI_SCRATCHPAD
 409         mov     SCRATCHPAD_UTSBREG2, %o5
 410         stxa    %g3, [%o5] ASI_SCRATCHPAD
 411
 412         mov     2, %o0
 413         cmp     %g3, -1
 414         move    %xcc, 1, %o0
 415
 416         mov     HV_FAST_MMU_TSB_CTXNON0, %o5
 417         mov     %o3, %o1
 418         ta      HV_FAST_TRAP
 419
 420         /* Finish up.  */
 421         ba,pt   %xcc, 9f
 422          nop
 423
 424         /* SUN4U TSB switch.  */
 425 50:     mov     TSB_REG, %o5
 426         stxa    %o0, [%o5] ASI_DMMU
 427         membar  #Sync
 428         stxa    %o0, [%o5] ASI_IMMU
 429         membar  #Sync
 430
 431 2:      ldx     [%o1 + TSB_CONFIG_MAP_VADDR], %o4
 432         brz     %o4, 9f
 433          ldx    [%o1 + TSB_CONFIG_MAP_PTE], %o5
 434
 435         sethi   %hi(sparc64_highest_unlocked_tlb_ent), %g2
 436         mov     TLB_TAG_ACCESS, %g3
 437         lduw    [%g2 + %lo(sparc64_highest_unlocked_tlb_ent)], %g2
 438         stxa    %o4, [%g3] ASI_DMMU
 439         membar  #Sync
 440         sllx    %g2, 3, %g2
 441         stxa    %o5, [%g2] ASI_DTLB_DATA_ACCESS
 442         membar  #Sync
 443
 444         brz,pt  %o2, 9f
 445          nop
 446
 447         ldx     [%o2 + TSB_CONFIG_MAP_VADDR], %o4
 448         ldx     [%o2 + TSB_CONFIG_MAP_PTE], %o5
 449         mov     TLB_TAG_ACCESS, %g3
 450         stxa    %o4, [%g3] ASI_DMMU
 451         membar  #Sync
 452         sub     %g2, (1 << 3), %g2
 453         stxa    %o5, [%g2] ASI_DTLB_DATA_ACCESS
 454         membar  #Sync
 455
 456 9:
 457         wrpr    %g1, %pstate
 458
 459         retl
 460          nop
 461         .size   __tsb_context_switch, .-__tsb_context_switch
 462
 463 #define TSB_PASS_BITS   ((1 << TSB_TAG_LOCK_BIT) | \
 464                          (1 << TSB_TAG_INVALID_BIT))
 465
 466         .align  32
 467         .globl  copy_tsb
 468         .type   copy_tsb,#function
 469 copy_tsb:               /* %o0=old_tsb_base, %o1=old_tsb_size
 470                          * %o2=new_tsb_base, %o3=new_tsb_size
 471                          * %o4=page_size_shift
 472                          */
 473         sethi           %uhi(TSB_PASS_BITS), %g7
 474         srlx            %o3, 4, %o3
 475         add             %o0, %o1, %o1   /* end of old tsb */
 476         sllx            %g7, 32, %g7
 477         sub             %o3, 1, %o3     /* %o3 == new tsb hash mask */
 478
 479         mov             %o4, %g1        /* page_size_shift */
 480
 481 661:    prefetcha       [%o0] ASI_N, #one_read
 482         .section        .tsb_phys_patch, "ax"
 483         .word           661b
 484         prefetcha       [%o0] ASI_PHYS_USE_EC, #one_read
 485         .previous
 486
 487 90:     andcc           %o0, (64 - 1), %g0
 488         bne             1f
 489          add            %o0, 64, %o5
 490
 491 661:    prefetcha       [%o5] ASI_N, #one_read
 492         .section        .tsb_phys_patch, "ax"
 493         .word           661b
 494         prefetcha       [%o5] ASI_PHYS_USE_EC, #one_read
 495         .previous
 496
 497 1:      TSB_LOAD_QUAD(%o0, %g2)         /* %g2/%g3 == TSB entry */
 498         andcc           %g2, %g7, %g0   /* LOCK or INVALID set? */
 499         bne,pn          %xcc, 80f       /* Skip it */
 500          sllx           %g2, 22, %o4    /* TAG --> VADDR */
 501
 502         /* This can definitely be computed faster... */
 503         srlx            %o0, 4, %o5     /* Build index */
 504         and             %o5, 511, %o5   /* Mask index */
 505         sllx            %o5, %g1, %o5   /* Put into vaddr position */
 506         or              %o4, %o5, %o4   /* Full VADDR. */
 507         srlx            %o4, %g1, %o4   /* Shift down to create index */
 508         and             %o4, %o3, %o4   /* Mask with new_tsb_nents-1 */
 509         sllx            %o4, 4, %o4     /* Shift back up into tsb ent offset */
 510         TSB_STORE(%o2 + %o4, %g2)       /* Store TAG */
 511         add             %o4, 0x8, %o4   /* Advance to TTE */
 512         TSB_STORE(%o2 + %o4, %g3)       /* Store TTE */
 513
 514 80:     add             %o0, 16, %o0
 515         cmp             %o0, %o1
 516         bne,pt          %xcc, 90b
 517          nop
 518
 519         retl
 520          nop
 521         .size           copy_tsb, .-copy_tsb
 522
 523         /* Set the invalid bit in all TSB entries.  */
 524         .align          32
 525         .globl          tsb_init
 526         .type           tsb_init,#function
 527 tsb_init:               /* %o0 = TSB vaddr, %o1 = size in bytes */
 528         prefetch        [%o0 + 0x000], #n_writes
 529         mov             1, %g1
 530         prefetch        [%o0 + 0x040], #n_writes
 531         sllx            %g1, TSB_TAG_INVALID_BIT, %g1
 532         prefetch        [%o0 + 0x080], #n_writes
 533 1:      prefetch        [%o0 + 0x0c0], #n_writes
 534         stx             %g1, [%o0 + 0x00]
 535         stx             %g1, [%o0 + 0x10]
 536         stx             %g1, [%o0 + 0x20]
 537         stx             %g1, [%o0 + 0x30]
 538         prefetch        [%o0 + 0x100], #n_writes
 539         stx             %g1, [%o0 + 0x40]
 540         stx             %g1, [%o0 + 0x50]
 541         stx             %g1, [%o0 + 0x60]
 542         stx             %g1, [%o0 + 0x70]
 543         prefetch        [%o0 + 0x140], #n_writes
 544         stx             %g1, [%o0 + 0x80]
 545         stx             %g1, [%o0 + 0x90]
 546         stx             %g1, [%o0 + 0xa0]
 547         stx             %g1, [%o0 + 0xb0]
 548         prefetch        [%o0 + 0x180], #n_writes
 549         stx             %g1, [%o0 + 0xc0]
 550         stx             %g1, [%o0 + 0xd0]
 551         stx             %g1, [%o0 + 0xe0]
 552         stx             %g1, [%o0 + 0xf0]
 553         subcc           %o1, 0x100, %o1
 554         bne,pt          %xcc, 1b
 555          add            %o0, 0x100, %o0
 556         retl
 557          nop
 558         nop
 559         nop
 560         .size           tsb_init, .-tsb_init
 561
 562         .globl          NGtsb_init
 563         .type           NGtsb_init,#function
 564 NGtsb_init:
 565         rd              %asi, %g2
 566         mov             1, %g1
 567         wr              %g0, ASI_BLK_INIT_QUAD_LDD_P, %asi
 568         sllx            %g1, TSB_TAG_INVALID_BIT, %g1
 569 1:      stxa            %g1, [%o0 + 0x00] %asi
 570         stxa            %g1, [%o0 + 0x10] %asi
 571         stxa            %g1, [%o0 + 0x20] %asi
 572         stxa            %g1, [%o0 + 0x30] %asi
 573         stxa            %g1, [%o0 + 0x40] %asi
 574         stxa            %g1, [%o0 + 0x50] %asi
 575         stxa            %g1, [%o0 + 0x60] %asi
 576         stxa            %g1, [%o0 + 0x70] %asi
 577         stxa            %g1, [%o0 + 0x80] %asi
 578         stxa            %g1, [%o0 + 0x90] %asi
 579         stxa            %g1, [%o0 + 0xa0] %asi
 580         stxa            %g1, [%o0 + 0xb0] %asi
 581         stxa            %g1, [%o0 + 0xc0] %asi
 582         stxa            %g1, [%o0 + 0xd0] %asi
 583         stxa            %g1, [%o0 + 0xe0] %asi
 584         stxa            %g1, [%o0 + 0xf0] %asi
 585         subcc           %o1, 0x100, %o1
 586         bne,pt          %xcc, 1b
 587          add            %o0, 0x100, %o0
 588         membar          #Sync
 589         retl
 590          wr             %g2, 0x0, %asi
 591         .size           NGtsb_init, .-NGtsb_init