arch/xtensa/mm/cache.c

   1 /*
   2  * arch/xtensa/mm/cache.c
   3  *
   4  * This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
   5  * License.  See the file "COPYING" in the main directory of this archive
   6  * for more details.
   7  *
   8  * Copyright (C) 2001-2006 Tensilica Inc.
   9  *
  10  * Chris Zankel <[email protected]>
  11  * Joe Taylor
  12  * Marc Gauthier
  13  *
  14  */
  15
  16 #include <linux/init.h>
  17 #include <linux/signal.h>
  18 #include <linux/sched.h>
  19 #include <linux/kernel.h>
  20 #include <linux/errno.h>
  21 #include <linux/string.h>
  22 #include <linux/types.h>
  23 #include <linux/ptrace.h>
  24 #include <linux/memblock.h>
  25 #include <linux/swap.h>
  26 #include <linux/pagemap.h>
  27 #include <linux/pgtable.h>
  28
  29 #include <asm/bootparam.h>
  30 #include <asm/mmu_context.h>
  31 #include <asm/tlb.h>
  32 #include <asm/tlbflush.h>
  33 #include <asm/page.h>
  34
  35 /*
  36  * Note:
  37  * The kernel provides one architecture bit PG_arch_1 in the page flags that
  38  * can be used for cache coherency.
  39  *
  40  * I$-D$ coherency.
  41  *
  42  * The Xtensa architecture doesn't keep the instruction cache coherent with
  43  * the data cache. We use the architecture bit to indicate if the caches
  44  * are coherent. The kernel clears this bit whenever a page is added to the
  45  * page cache. At that time, the caches might not be in sync. We, therefore,
  46  * define this flag as 'clean' if set.
  47  *
  48  * D-cache aliasing.
  49  *
  50  * With cache aliasing, we have to always flush the cache when pages are
  51  * unmapped (see tlb_start_vma(). So, we use this flag to indicate a dirty
  52  * page.
  53  *
  54  *
  55  *
  56  */
  57
  58 #if (DCACHE_WAY_SIZE > PAGE_SIZE)
  59 static inline void kmap_invalidate_coherent(struct page *page,
  60                                             unsigned long vaddr)
  61 {
  62         if (!DCACHE_ALIAS_EQ(page_to_phys(page), vaddr)) {
  63                 unsigned long kvaddr;
  64
  65                 if (!PageHighMem(page)) {
  66                         kvaddr = (unsigned long)page_to_virt(page);
  67
  68                         __invalidate_dcache_page(kvaddr);
  69                 } else {
  70                         kvaddr = TLBTEMP_BASE_1 +
  71                                 (page_to_phys(page) & DCACHE_ALIAS_MASK);
  72
  73                         preempt_disable();
  74                         __invalidate_dcache_page_alias(kvaddr,
  75                                                        page_to_phys(page));
  76                         preempt_enable();
  77                 }
  78         }
  79 }
  80
  81 static inline void *coherent_kvaddr(struct page *page, unsigned long base,
  82                                     unsigned long vaddr, unsigned long *paddr)
  83 {
  84         *paddr = page_to_phys(page);
  85         return (void *)(base + (vaddr & DCACHE_ALIAS_MASK));
  86 }
  87
  88 void clear_user_highpage(struct page *page, unsigned long vaddr)
  89 {
  90         struct folio *folio = page_folio(page);
  91         unsigned long paddr;
  92         void *kvaddr = coherent_kvaddr(page, TLBTEMP_BASE_1, vaddr, &paddr);
  93
  94         preempt_disable();
  95         kmap_invalidate_coherent(page, vaddr);
  96         set_bit(PG_arch_1, folio_flags(folio, 0));
  97         clear_page_alias(kvaddr, paddr);
  98         preempt_enable();
  99 }
 100 EXPORT_SYMBOL(clear_user_highpage);
 101
 102 void copy_user_highpage(struct page *dst, struct page *src,
 103                         unsigned long vaddr, struct vm_area_struct *vma)
 104 {
 105         struct folio *folio = page_folio(dst);
 106         unsigned long dst_paddr, src_paddr;
 107         void *dst_vaddr = coherent_kvaddr(dst, TLBTEMP_BASE_1, vaddr,
 108                                           &dst_paddr);
 109         void *src_vaddr = coherent_kvaddr(src, TLBTEMP_BASE_2, vaddr,
 110                                           &src_paddr);
 111
 112         preempt_disable();
 113         kmap_invalidate_coherent(dst, vaddr);
 114         set_bit(PG_arch_1, folio_flags(folio, 0));
 115         copy_page_alias(dst_vaddr, src_vaddr, dst_paddr, src_paddr);
 116         preempt_enable();
 117 }
 118 EXPORT_SYMBOL(copy_user_highpage);
 119
 120 /*
 121  * Any time the kernel writes to a user page cache page, or it is about to
 122  * read from a page cache page this routine is called.
 123  *
 124  */
 125
 126 void flush_dcache_folio(struct folio *folio)
 127 {
 128         struct address_space *mapping = folio_flush_mapping(folio);
 129
 130         /*
 131          * If we have a mapping but the page is not mapped to user-space
 132          * yet, we simply mark this page dirty and defer flushing the
 133          * caches until update_mmu().
 134          */
 135
 136         if (mapping && !mapping_mapped(mapping)) {
 137                 if (!test_bit(PG_arch_1, &folio->flags))
 138                         set_bit(PG_arch_1, &folio->flags);
 139                 return;
 140
 141         } else {
 142                 unsigned long phys = folio_pfn(folio) * PAGE_SIZE;
 143                 unsigned long temp = folio_pos(folio);
 144                 unsigned int i, nr = folio_nr_pages(folio);
 145                 unsigned long alias = !(DCACHE_ALIAS_EQ(temp, phys));
 146                 unsigned long virt;
 147
 148                 /*
 149                  * Flush the page in kernel space and user space.
 150                  * Note that we can omit that step if aliasing is not
 151                  * an issue, but we do have to synchronize I$ and D$
 152                  * if we have a mapping.
 153                  */
 154
 155                 if (!alias && !mapping)
 156                         return;
 157
 158                 preempt_disable();
 159                 for (i = 0; i < nr; i++) {
 160                         virt = TLBTEMP_BASE_1 + (phys & DCACHE_ALIAS_MASK);
 161                         __flush_invalidate_dcache_page_alias(virt, phys);
 162
 163                         virt = TLBTEMP_BASE_1 + (temp & DCACHE_ALIAS_MASK);
 164
 165                         if (alias)
 166                                 __flush_invalidate_dcache_page_alias(virt, phys);
 167
 168                         if (mapping)
 169                                 __invalidate_icache_page_alias(virt, phys);
 170                         phys += PAGE_SIZE;
 171                         temp += PAGE_SIZE;
 172                 }
 173                 preempt_enable();
 174         }
 175
 176         /* There shouldn't be an entry in the cache for this page anymore. */
 177 }
 178 EXPORT_SYMBOL(flush_dcache_folio);
 179
 180 /*
 181  * For now, flush the whole cache. FIXME??
 182  */
 183
 184 void local_flush_cache_range(struct vm_area_struct *vma,
 185                        unsigned long start, unsigned long end)
 186 {
 187         __flush_invalidate_dcache_all();
 188         __invalidate_icache_all();
 189 }
 190 EXPORT_SYMBOL(local_flush_cache_range);
 191
 192 /*
 193  * Remove any entry in the cache for this page.
 194  *
 195  * Note that this function is only called for user pages, so use the
 196  * alias versions of the cache flush functions.
 197  */
 198
 199 void local_flush_cache_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
 200                       unsigned long pfn)
 201 {
 202         /* Note that we have to use the 'alias' address to avoid multi-hit */
 203
 204         unsigned long phys = page_to_phys(pfn_to_page(pfn));
 205         unsigned long virt = TLBTEMP_BASE_1 + (address & DCACHE_ALIAS_MASK);
 206
 207         preempt_disable();
 208         __flush_invalidate_dcache_page_alias(virt, phys);
 209         __invalidate_icache_page_alias(virt, phys);
 210         preempt_enable();
 211 }
 212 EXPORT_SYMBOL(local_flush_cache_page);
 213
 214 #endif /* DCACHE_WAY_SIZE > PAGE_SIZE */
 215
 216 void update_mmu_cache_range(struct vm_fault *vmf, struct vm_area_struct *vma,
 217                 unsigned long addr, pte_t *ptep, unsigned int nr)
 218 {
 219         unsigned long pfn = pte_pfn(*ptep);
 220         struct folio *folio;
 221         unsigned int i;
 222
 223         if (!pfn_valid(pfn))
 224                 return;
 225
 226         folio = page_folio(pfn_to_page(pfn));
 227
 228         /* Invalidate old entries in TLBs */
 229         for (i = 0; i < nr; i++)
 230                 flush_tlb_page(vma, addr + i * PAGE_SIZE);
 231         nr = folio_nr_pages(folio);
 232
 233 #if (DCACHE_WAY_SIZE > PAGE_SIZE)
 234
 235         if (!folio_test_reserved(folio) && test_bit(PG_arch_1, &folio->flags)) {
 236                 unsigned long phys = folio_pfn(folio) * PAGE_SIZE;
 237                 unsigned long tmp;
 238
 239                 preempt_disable();
 240                 for (i = 0; i < nr; i++) {
 241                         tmp = TLBTEMP_BASE_1 + (phys & DCACHE_ALIAS_MASK);
 242                         __flush_invalidate_dcache_page_alias(tmp, phys);
 243                         tmp = TLBTEMP_BASE_1 + (addr & DCACHE_ALIAS_MASK);
 244                         __flush_invalidate_dcache_page_alias(tmp, phys);
 245                         __invalidate_icache_page_alias(tmp, phys);
 246                         phys += PAGE_SIZE;
 247                 }
 248                 preempt_enable();
 249
 250                 clear_bit(PG_arch_1, &folio->flags);
 251         }
 252 #else
 253         if (!folio_test_reserved(folio) && !test_bit(PG_arch_1, &folio->flags)
 254             && (vma->vm_flags & VM_EXEC) != 0) {
 255                 for (i = 0; i < nr; i++) {
 256                         void *paddr = kmap_local_folio(folio, i * PAGE_SIZE);
 257                         __flush_dcache_page((unsigned long)paddr);
 258                         __invalidate_icache_page((unsigned long)paddr);
 259                         kunmap_local(paddr);
 260                 }
 261                 set_bit(PG_arch_1, &folio->flags);
 262         }
 263 #endif
 264 }
 265
 266 /*
 267  * access_process_vm() has called get_user_pages(), which has done a
 268  * flush_dcache_page() on the page.
 269  */
 270
 271 #if (DCACHE_WAY_SIZE > PAGE_SIZE)
 272
 273 void copy_to_user_page(struct vm_area_struct *vma, struct page *page,
 274                 unsigned long vaddr, void *dst, const void *src,
 275                 unsigned long len)
 276 {
 277         unsigned long phys = page_to_phys(page);
 278         unsigned long alias = !(DCACHE_ALIAS_EQ(vaddr, phys));
 279
 280         /* Flush and invalidate user page if aliased. */
 281
 282         if (alias) {
 283                 unsigned long t = TLBTEMP_BASE_1 + (vaddr & DCACHE_ALIAS_MASK);
 284                 preempt_disable();
 285                 __flush_invalidate_dcache_page_alias(t, phys);
 286                 preempt_enable();
 287         }
 288
 289         /* Copy data */
 290
 291         memcpy(dst, src, len);
 292
 293         /*
 294          * Flush and invalidate kernel page if aliased and synchronize
 295          * data and instruction caches for executable pages.
 296          */
 297
 298         if (alias) {
 299                 unsigned long t = TLBTEMP_BASE_1 + (vaddr & DCACHE_ALIAS_MASK);
 300
 301                 preempt_disable();
 302                 __flush_invalidate_dcache_range((unsigned long) dst, len);
 303                 if ((vma->vm_flags & VM_EXEC) != 0)
 304                         __invalidate_icache_page_alias(t, phys);
 305                 preempt_enable();
 306
 307         } else if ((vma->vm_flags & VM_EXEC) != 0) {
 308                 __flush_dcache_range((unsigned long)dst,len);
 309                 __invalidate_icache_range((unsigned long) dst, len);
 310         }
 311 }
 312
 313 extern void copy_from_user_page(struct vm_area_struct *vma, struct page *page,
 314                 unsigned long vaddr, void *dst, const void *src,
 315                 unsigned long len)
 316 {
 317         unsigned long phys = page_to_phys(page);
 318         unsigned long alias = !(DCACHE_ALIAS_EQ(vaddr, phys));
 319
 320         /*
 321          * Flush user page if aliased.
 322          * (Note: a simply flush would be sufficient)
 323          */
 324
 325         if (alias) {
 326                 unsigned long t = TLBTEMP_BASE_1 + (vaddr & DCACHE_ALIAS_MASK);
 327                 preempt_disable();
 328                 __flush_invalidate_dcache_page_alias(t, phys);
 329                 preempt_enable();
 330         }
 331
 332         memcpy(dst, src, len);
 333 }
 334
 335 #endif