[MIPS] Use common definitions from asm-generic/signal.h
[linux-2.6/linux-mips/linux-dm7025.git] / arch / powerpc / mm / hash_low_32.S
blobbd68df5fa78ac083bc0479946b1085c44934f5b7
1 /*
2  *  $Id: hashtable.S,v 1.6 1999/10/08 01:56:15 paulus Exp $
3  *
4  *  PowerPC version
5  *    Copyright (C) 1995-1996 Gary Thomas (gdt@linuxppc.org)
6  *  Rewritten by Cort Dougan (cort@cs.nmt.edu) for PReP
7  *    Copyright (C) 1996 Cort Dougan <cort@cs.nmt.edu>
8  *  Adapted for Power Macintosh by Paul Mackerras.
9  *  Low-level exception handlers and MMU support
10  *  rewritten by Paul Mackerras.
11  *    Copyright (C) 1996 Paul Mackerras.
12  *
13  *  This file contains low-level assembler routines for managing
14  *  the PowerPC MMU hash table.  (PPC 8xx processors don't use a
15  *  hash table, so this file is not used on them.)
16  *
17  *  This program is free software; you can redistribute it and/or
18  *  modify it under the terms of the GNU General Public License
19  *  as published by the Free Software Foundation; either version
20  *  2 of the License, or (at your option) any later version.
21  *
22  */
24 #include <asm/reg.h>
25 #include <asm/page.h>
26 #include <asm/pgtable.h>
27 #include <asm/cputable.h>
28 #include <asm/ppc_asm.h>
29 #include <asm/thread_info.h>
30 #include <asm/asm-offsets.h>
32 #ifdef CONFIG_SMP
33         .comm   mmu_hash_lock,4
34 #endif /* CONFIG_SMP */
37  * Sync CPUs with hash_page taking & releasing the hash
38  * table lock
39  */
40 #ifdef CONFIG_SMP
41         .text
42 _GLOBAL(hash_page_sync)
43         lis     r8,mmu_hash_lock@h
44         ori     r8,r8,mmu_hash_lock@l
45         lis     r0,0x0fff
46         b       10f
47 11:     lwz     r6,0(r8)
48         cmpwi   0,r6,0
49         bne     11b
50 10:     lwarx   r6,0,r8
51         cmpwi   0,r6,0
52         bne-    11b
53         stwcx.  r0,0,r8
54         bne-    10b
55         isync
56         eieio
57         li      r0,0
58         stw     r0,0(r8)
59         blr     
60 #endif
63  * Load a PTE into the hash table, if possible.
64  * The address is in r4, and r3 contains an access flag:
65  * _PAGE_RW (0x400) if a write.
66  * r9 contains the SRR1 value, from which we use the MSR_PR bit.
67  * SPRG3 contains the physical address of the current task's thread.
68  *
69  * Returns to the caller if the access is illegal or there is no
70  * mapping for the address.  Otherwise it places an appropriate PTE
71  * in the hash table and returns from the exception.
72  * Uses r0, r3 - r8, ctr, lr.
73  */
74         .text
75 _GLOBAL(hash_page)
76         tophys(r7,0)                    /* gets -KERNELBASE into r7 */
77 #ifdef CONFIG_SMP
78         addis   r8,r7,mmu_hash_lock@h
79         ori     r8,r8,mmu_hash_lock@l
80         lis     r0,0x0fff
81         b       10f
82 11:     lwz     r6,0(r8)
83         cmpwi   0,r6,0
84         bne     11b
85 10:     lwarx   r6,0,r8
86         cmpwi   0,r6,0
87         bne-    11b
88         stwcx.  r0,0,r8
89         bne-    10b
90         isync
91 #endif
92         /* Get PTE (linux-style) and check access */
93         lis     r0,KERNELBASE@h         /* check if kernel address */
94         cmplw   0,r4,r0
95         mfspr   r8,SPRN_SPRG3           /* current task's THREAD (phys) */
96         ori     r3,r3,_PAGE_USER|_PAGE_PRESENT /* test low addresses as user */
97         lwz     r5,PGDIR(r8)            /* virt page-table root */
98         blt+    112f                    /* assume user more likely */
99         lis     r5,swapper_pg_dir@ha    /* if kernel address, use */
100         addi    r5,r5,swapper_pg_dir@l  /* kernel page table */
101         rlwimi  r3,r9,32-12,29,29       /* MSR_PR -> _PAGE_USER */
102 112:    add     r5,r5,r7                /* convert to phys addr */
103         rlwimi  r5,r4,12,20,29          /* insert top 10 bits of address */
104         lwz     r8,0(r5)                /* get pmd entry */
105         rlwinm. r8,r8,0,0,19            /* extract address of pte page */
106 #ifdef CONFIG_SMP
107         beq-    hash_page_out           /* return if no mapping */
108 #else
109         /* XXX it seems like the 601 will give a machine fault on the
110            rfi if its alignment is wrong (bottom 4 bits of address are
111            8 or 0xc) and we have had a not-taken conditional branch
112            to the address following the rfi. */
113         beqlr-
114 #endif
115         rlwimi  r8,r4,22,20,29          /* insert next 10 bits of address */
116         rlwinm  r0,r3,32-3,24,24        /* _PAGE_RW access -> _PAGE_DIRTY */
117         ori     r0,r0,_PAGE_ACCESSED|_PAGE_HASHPTE
119         /*
120          * Update the linux PTE atomically.  We do the lwarx up-front
121          * because almost always, there won't be a permission violation
122          * and there won't already be an HPTE, and thus we will have
123          * to update the PTE to set _PAGE_HASHPTE.  -- paulus.
124          */
125 retry:
126         lwarx   r6,0,r8                 /* get linux-style pte */
127         andc.   r5,r3,r6                /* check access & ~permission */
128 #ifdef CONFIG_SMP
129         bne-    hash_page_out           /* return if access not permitted */
130 #else
131         bnelr-
132 #endif
133         or      r5,r0,r6                /* set accessed/dirty bits */
134         stwcx.  r5,0,r8                 /* attempt to update PTE */
135         bne-    retry                   /* retry if someone got there first */
137         mfsrin  r3,r4                   /* get segment reg for segment */
138         mfctr   r0
139         stw     r0,_CTR(r11)
140         bl      create_hpte             /* add the hash table entry */
142 #ifdef CONFIG_SMP
143         eieio
144         addis   r8,r7,mmu_hash_lock@ha
145         li      r0,0
146         stw     r0,mmu_hash_lock@l(r8)
147 #endif
149         /* Return from the exception */
150         lwz     r5,_CTR(r11)
151         mtctr   r5
152         lwz     r0,GPR0(r11)
153         lwz     r7,GPR7(r11)
154         lwz     r8,GPR8(r11)
155         b       fast_exception_return
157 #ifdef CONFIG_SMP
158 hash_page_out:
159         eieio
160         addis   r8,r7,mmu_hash_lock@ha
161         li      r0,0
162         stw     r0,mmu_hash_lock@l(r8)
163         blr
164 #endif /* CONFIG_SMP */
167  * Add an entry for a particular page to the hash table.
169  * add_hash_page(unsigned context, unsigned long va, unsigned long pmdval)
171  * We assume any necessary modifications to the pte (e.g. setting
172  * the accessed bit) have already been done and that there is actually
173  * a hash table in use (i.e. we're not on a 603).
174  */
175 _GLOBAL(add_hash_page)
176         mflr    r0
177         stw     r0,4(r1)
179         /* Convert context and va to VSID */
180         mulli   r3,r3,897*16            /* multiply context by context skew */
181         rlwinm  r0,r4,4,28,31           /* get ESID (top 4 bits of va) */
182         mulli   r0,r0,0x111             /* multiply by ESID skew */
183         add     r3,r3,r0                /* note create_hpte trims to 24 bits */
185 #ifdef CONFIG_SMP
186         rlwinm  r8,r1,0,0,18            /* use cpu number to make tag */
187         lwz     r8,TI_CPU(r8)           /* to go in mmu_hash_lock */
188         oris    r8,r8,12
189 #endif /* CONFIG_SMP */
191         /*
192          * We disable interrupts here, even on UP, because we don't
193          * want to race with hash_page, and because we want the
194          * _PAGE_HASHPTE bit to be a reliable indication of whether
195          * the HPTE exists (or at least whether one did once).
196          * We also turn off the MMU for data accesses so that we
197          * we can't take a hash table miss (assuming the code is
198          * covered by a BAT).  -- paulus
199          */
200         mfmsr   r10
201         SYNC
202         rlwinm  r0,r10,0,17,15          /* clear bit 16 (MSR_EE) */
203         rlwinm  r0,r0,0,28,26           /* clear MSR_DR */
204         mtmsr   r0
205         SYNC_601
206         isync
208         tophys(r7,0)
210 #ifdef CONFIG_SMP
211         addis   r9,r7,mmu_hash_lock@ha
212         addi    r9,r9,mmu_hash_lock@l
213 10:     lwarx   r0,0,r9                 /* take the mmu_hash_lock */
214         cmpi    0,r0,0
215         bne-    11f
216         stwcx.  r8,0,r9
217         beq+    12f
218 11:     lwz     r0,0(r9)
219         cmpi    0,r0,0
220         beq     10b
221         b       11b
222 12:     isync
223 #endif
225         /*
226          * Fetch the linux pte and test and set _PAGE_HASHPTE atomically.
227          * If _PAGE_HASHPTE was already set, we don't replace the existing
228          * HPTE, so we just unlock and return.
229          */
230         mr      r8,r5
231         rlwimi  r8,r4,22,20,29
232 1:      lwarx   r6,0,r8
233         andi.   r0,r6,_PAGE_HASHPTE
234         bne     9f                      /* if HASHPTE already set, done */
235         ori     r5,r6,_PAGE_HASHPTE
236         stwcx.  r5,0,r8
237         bne-    1b
239         bl      create_hpte
242 #ifdef CONFIG_SMP
243         eieio
244         li      r0,0
245         stw     r0,0(r9)                /* clear mmu_hash_lock */
246 #endif
248         /* reenable interrupts and DR */
249         mtmsr   r10
250         SYNC_601
251         isync
253         lwz     r0,4(r1)
254         mtlr    r0
255         blr
258  * This routine adds a hardware PTE to the hash table.
259  * It is designed to be called with the MMU either on or off.
260  * r3 contains the VSID, r4 contains the virtual address,
261  * r5 contains the linux PTE, r6 contains the old value of the
262  * linux PTE (before setting _PAGE_HASHPTE) and r7 contains the
263  * offset to be added to addresses (0 if the MMU is on,
264  * -KERNELBASE if it is off).
265  * On SMP, the caller should have the mmu_hash_lock held.
266  * We assume that the caller has (or will) set the _PAGE_HASHPTE
267  * bit in the linux PTE in memory.  The value passed in r6 should
268  * be the old linux PTE value; if it doesn't have _PAGE_HASHPTE set
269  * this routine will skip the search for an existing HPTE.
270  * This procedure modifies r0, r3 - r6, r8, cr0.
271  *  -- paulus.
273  * For speed, 4 of the instructions get patched once the size and
274  * physical address of the hash table are known.  These definitions
275  * of Hash_base and Hash_bits below are just an example.
276  */
277 Hash_base = 0xc0180000
278 Hash_bits = 12                          /* e.g. 256kB hash table */
279 Hash_msk = (((1 << Hash_bits) - 1) * 64)
281 /* defines for the PTE format for 32-bit PPCs */
282 #define PTE_SIZE        8
283 #define PTEG_SIZE       64
284 #define LG_PTEG_SIZE    6
285 #define LDPTEu          lwzu
286 #define STPTE           stw
287 #define CMPPTE          cmpw
288 #define PTE_H           0x40
289 #define PTE_V           0x80000000
290 #define TST_V(r)        rlwinm. r,r,0,0,0
291 #define SET_V(r)        oris r,r,PTE_V@h
292 #define CLR_V(r,t)      rlwinm r,r,0,1,31
294 #define HASH_LEFT       31-(LG_PTEG_SIZE+Hash_bits-1)
295 #define HASH_RIGHT      31-LG_PTEG_SIZE
297 _GLOBAL(create_hpte)
298         /* Convert linux-style PTE (r5) to low word of PPC-style PTE (r8) */
299         rlwinm  r8,r5,32-10,31,31       /* _PAGE_RW -> PP lsb */
300         rlwinm  r0,r5,32-7,31,31        /* _PAGE_DIRTY -> PP lsb */
301         and     r8,r8,r0                /* writable if _RW & _DIRTY */
302         rlwimi  r5,r5,32-1,30,30        /* _PAGE_USER -> PP msb */
303         rlwimi  r5,r5,32-2,31,31        /* _PAGE_USER -> PP lsb */
304         ori     r8,r8,0xe14             /* clear out reserved bits and M */
305         andc    r8,r5,r8                /* PP = user? (rw&dirty? 2: 3): 0 */
306 BEGIN_FTR_SECTION
307         ori     r8,r8,_PAGE_COHERENT    /* set M (coherence required) */
308 END_FTR_SECTION_IFSET(CPU_FTR_NEED_COHERENT)
310         /* Construct the high word of the PPC-style PTE (r5) */
311         rlwinm  r5,r3,7,1,24            /* put VSID in 0x7fffff80 bits */
312         rlwimi  r5,r4,10,26,31          /* put in API (abbrev page index) */
313         SET_V(r5)                       /* set V (valid) bit */
315         /* Get the address of the primary PTE group in the hash table (r3) */
316 _GLOBAL(hash_page_patch_A)
317         addis   r0,r7,Hash_base@h       /* base address of hash table */
318         rlwimi  r0,r3,LG_PTEG_SIZE,HASH_LEFT,HASH_RIGHT    /* VSID -> hash */
319         rlwinm  r3,r4,20+LG_PTEG_SIZE,HASH_LEFT,HASH_RIGHT /* PI -> hash */
320         xor     r3,r3,r0                /* make primary hash */
321         li      r0,8                    /* PTEs/group */
323         /*
324          * Test the _PAGE_HASHPTE bit in the old linux PTE, and skip the search
325          * if it is clear, meaning that the HPTE isn't there already...
326          */
327         andi.   r6,r6,_PAGE_HASHPTE
328         beq+    10f                     /* no PTE: go look for an empty slot */
329         tlbie   r4
331         addis   r4,r7,htab_hash_searches@ha
332         lwz     r6,htab_hash_searches@l(r4)
333         addi    r6,r6,1                 /* count how many searches we do */
334         stw     r6,htab_hash_searches@l(r4)
336         /* Search the primary PTEG for a PTE whose 1st (d)word matches r5 */
337         mtctr   r0
338         addi    r4,r3,-PTE_SIZE
339 1:      LDPTEu  r6,PTE_SIZE(r4)         /* get next PTE */
340         CMPPTE  0,r6,r5
341         bdnzf   2,1b                    /* loop while ctr != 0 && !cr0.eq */
342         beq+    found_slot
344         /* Search the secondary PTEG for a matching PTE */
345         ori     r5,r5,PTE_H             /* set H (secondary hash) bit */
346 _GLOBAL(hash_page_patch_B)
347         xoris   r4,r3,Hash_msk>>16      /* compute secondary hash */
348         xori    r4,r4,(-PTEG_SIZE & 0xffff)
349         addi    r4,r4,-PTE_SIZE
350         mtctr   r0
351 2:      LDPTEu  r6,PTE_SIZE(r4)
352         CMPPTE  0,r6,r5
353         bdnzf   2,2b
354         beq+    found_slot
355         xori    r5,r5,PTE_H             /* clear H bit again */
357         /* Search the primary PTEG for an empty slot */
358 10:     mtctr   r0
359         addi    r4,r3,-PTE_SIZE         /* search primary PTEG */
360 1:      LDPTEu  r6,PTE_SIZE(r4)         /* get next PTE */
361         TST_V(r6)                       /* test valid bit */
362         bdnzf   2,1b                    /* loop while ctr != 0 && !cr0.eq */
363         beq+    found_empty
365         /* update counter of times that the primary PTEG is full */
366         addis   r4,r7,primary_pteg_full@ha
367         lwz     r6,primary_pteg_full@l(r4)
368         addi    r6,r6,1
369         stw     r6,primary_pteg_full@l(r4)
371         /* Search the secondary PTEG for an empty slot */
372         ori     r5,r5,PTE_H             /* set H (secondary hash) bit */
373 _GLOBAL(hash_page_patch_C)
374         xoris   r4,r3,Hash_msk>>16      /* compute secondary hash */
375         xori    r4,r4,(-PTEG_SIZE & 0xffff)
376         addi    r4,r4,-PTE_SIZE
377         mtctr   r0
378 2:      LDPTEu  r6,PTE_SIZE(r4)
379         TST_V(r6)
380         bdnzf   2,2b
381         beq+    found_empty
382         xori    r5,r5,PTE_H             /* clear H bit again */
384         /*
385          * Choose an arbitrary slot in the primary PTEG to overwrite.
386          * Since both the primary and secondary PTEGs are full, and we
387          * have no information that the PTEs in the primary PTEG are
388          * more important or useful than those in the secondary PTEG,
389          * and we know there is a definite (although small) speed
390          * advantage to putting the PTE in the primary PTEG, we always
391          * put the PTE in the primary PTEG.
392          */
393         addis   r4,r7,next_slot@ha
394         lwz     r6,next_slot@l(r4)
395         addi    r6,r6,PTE_SIZE
396         andi.   r6,r6,7*PTE_SIZE
397         stw     r6,next_slot@l(r4)
398         add     r4,r3,r6
400 #ifndef CONFIG_SMP
401         /* Store PTE in PTEG */
402 found_empty:
403         STPTE   r5,0(r4)
404 found_slot:
405         STPTE   r8,PTE_SIZE/2(r4)
407 #else /* CONFIG_SMP */
409  * Between the tlbie above and updating the hash table entry below,
410  * another CPU could read the hash table entry and put it in its TLB.
411  * There are 3 cases:
412  * 1. using an empty slot
413  * 2. updating an earlier entry to change permissions (i.e. enable write)
414  * 3. taking over the PTE for an unrelated address
416  * In each case it doesn't really matter if the other CPUs have the old
417  * PTE in their TLB.  So we don't need to bother with another tlbie here,
418  * which is convenient as we've overwritten the register that had the
419  * address. :-)  The tlbie above is mainly to make sure that this CPU comes
420  * and gets the new PTE from the hash table.
422  * We do however have to make sure that the PTE is never in an invalid
423  * state with the V bit set.
424  */
425 found_empty:
426 found_slot:
427         CLR_V(r5,r0)            /* clear V (valid) bit in PTE */
428         STPTE   r5,0(r4)
429         sync
430         TLBSYNC
431         STPTE   r8,PTE_SIZE/2(r4) /* put in correct RPN, WIMG, PP bits */
432         sync
433         SET_V(r5)
434         STPTE   r5,0(r4)        /* finally set V bit in PTE */
435 #endif /* CONFIG_SMP */
437         sync            /* make sure pte updates get to memory */
438         blr
440         .comm   next_slot,4
441         .comm   primary_pteg_full,4
442         .comm   htab_hash_searches,4
445  * Flush the entry for a particular page from the hash table.
447  * flush_hash_pages(unsigned context, unsigned long va, unsigned long pmdval,
448  *                  int count)
450  * We assume that there is a hash table in use (Hash != 0).
451  */
452 _GLOBAL(flush_hash_pages)
453         tophys(r7,0)
455         /*
456          * We disable interrupts here, even on UP, because we want
457          * the _PAGE_HASHPTE bit to be a reliable indication of
458          * whether the HPTE exists (or at least whether one did once).
459          * We also turn off the MMU for data accesses so that we
460          * we can't take a hash table miss (assuming the code is
461          * covered by a BAT).  -- paulus
462          */
463         mfmsr   r10
464         SYNC
465         rlwinm  r0,r10,0,17,15          /* clear bit 16 (MSR_EE) */
466         rlwinm  r0,r0,0,28,26           /* clear MSR_DR */
467         mtmsr   r0
468         SYNC_601
469         isync
471         /* First find a PTE in the range that has _PAGE_HASHPTE set */
472         rlwimi  r5,r4,22,20,29
473 1:      lwz     r0,0(r5)
474         cmpwi   cr1,r6,1
475         andi.   r0,r0,_PAGE_HASHPTE
476         bne     2f
477         ble     cr1,19f
478         addi    r4,r4,0x1000
479         addi    r5,r5,4
480         addi    r6,r6,-1
481         b       1b
483         /* Convert context and va to VSID */
484 2:      mulli   r3,r3,897*16            /* multiply context by context skew */
485         rlwinm  r0,r4,4,28,31           /* get ESID (top 4 bits of va) */
486         mulli   r0,r0,0x111             /* multiply by ESID skew */
487         add     r3,r3,r0                /* note code below trims to 24 bits */
489         /* Construct the high word of the PPC-style PTE (r11) */
490         rlwinm  r11,r3,7,1,24           /* put VSID in 0x7fffff80 bits */
491         rlwimi  r11,r4,10,26,31         /* put in API (abbrev page index) */
492         SET_V(r11)                      /* set V (valid) bit */
494 #ifdef CONFIG_SMP
495         addis   r9,r7,mmu_hash_lock@ha
496         addi    r9,r9,mmu_hash_lock@l
497         rlwinm  r8,r1,0,0,18
498         add     r8,r8,r7
499         lwz     r8,TI_CPU(r8)
500         oris    r8,r8,9
501 10:     lwarx   r0,0,r9
502         cmpi    0,r0,0
503         bne-    11f
504         stwcx.  r8,0,r9
505         beq+    12f
506 11:     lwz     r0,0(r9)
507         cmpi    0,r0,0
508         beq     10b
509         b       11b
510 12:     isync
511 #endif
513         /*
514          * Check the _PAGE_HASHPTE bit in the linux PTE.  If it is
515          * already clear, we're done (for this pte).  If not,
516          * clear it (atomically) and proceed.  -- paulus.
517          */
518 33:     lwarx   r8,0,r5                 /* fetch the pte */
519         andi.   r0,r8,_PAGE_HASHPTE
520         beq     8f                      /* done if HASHPTE is already clear */
521         rlwinm  r8,r8,0,31,29           /* clear HASHPTE bit */
522         stwcx.  r8,0,r5                 /* update the pte */
523         bne-    33b
525         /* Get the address of the primary PTE group in the hash table (r3) */
526 _GLOBAL(flush_hash_patch_A)
527         addis   r8,r7,Hash_base@h       /* base address of hash table */
528         rlwimi  r8,r3,LG_PTEG_SIZE,HASH_LEFT,HASH_RIGHT    /* VSID -> hash */
529         rlwinm  r0,r4,20+LG_PTEG_SIZE,HASH_LEFT,HASH_RIGHT /* PI -> hash */
530         xor     r8,r0,r8                /* make primary hash */
532         /* Search the primary PTEG for a PTE whose 1st (d)word matches r5 */
533         li      r0,8                    /* PTEs/group */
534         mtctr   r0
535         addi    r12,r8,-PTE_SIZE
536 1:      LDPTEu  r0,PTE_SIZE(r12)        /* get next PTE */
537         CMPPTE  0,r0,r11
538         bdnzf   2,1b                    /* loop while ctr != 0 && !cr0.eq */
539         beq+    3f
541         /* Search the secondary PTEG for a matching PTE */
542         ori     r11,r11,PTE_H           /* set H (secondary hash) bit */
543         li      r0,8                    /* PTEs/group */
544 _GLOBAL(flush_hash_patch_B)
545         xoris   r12,r8,Hash_msk>>16     /* compute secondary hash */
546         xori    r12,r12,(-PTEG_SIZE & 0xffff)
547         addi    r12,r12,-PTE_SIZE
548         mtctr   r0
549 2:      LDPTEu  r0,PTE_SIZE(r12)
550         CMPPTE  0,r0,r11
551         bdnzf   2,2b
552         xori    r11,r11,PTE_H           /* clear H again */
553         bne-    4f                      /* should rarely fail to find it */
555 3:      li      r0,0
556         STPTE   r0,0(r12)               /* invalidate entry */
557 4:      sync
558         tlbie   r4                      /* in hw tlb too */
559         sync
561 8:      ble     cr1,9f                  /* if all ptes checked */
562 81:     addi    r6,r6,-1
563         addi    r5,r5,4                 /* advance to next pte */
564         addi    r4,r4,0x1000
565         lwz     r0,0(r5)                /* check next pte */
566         cmpwi   cr1,r6,1
567         andi.   r0,r0,_PAGE_HASHPTE
568         bne     33b
569         bgt     cr1,81b
572 #ifdef CONFIG_SMP
573         TLBSYNC
574         li      r0,0
575         stw     r0,0(r9)                /* clear mmu_hash_lock */
576 #endif
578 19:     mtmsr   r10
579         SYNC_601
580         isync
581         blr