ARCv2: MMUv4: TLB programming Model changes
authorVineet Gupta <vgupta@synopsys.com>
Mon, 6 Apr 2015 11:52:39 +0000 (17:22 +0530)
committerVineet Gupta <vgupta@synopsys.com>
Mon, 22 Jun 2015 08:36:55 +0000 (14:06 +0530)
Signed-off-by: Vineet Gupta <vgupta@synopsys.com>
arch/arc/Kconfig
arch/arc/include/asm/arcregs.h
arch/arc/include/asm/mmu.h
arch/arc/include/asm/pgtable.h
arch/arc/mm/tlb.c
arch/arc/mm/tlbex.S

index f72398847b5bb54428afd821a1bea0e54c2e592f..6568977bb3021cb6fcb4d135212fe60fed31a8c0 100644 (file)
@@ -267,6 +267,7 @@ choice
        prompt "MMU Version"
        default ARC_MMU_V3 if ARC_CPU_770
        default ARC_MMU_V2 if ARC_CPU_750D
+       default ARC_MMU_V4 if ARC_CPU_HS
 
 config ARC_MMU_V1
        bool "MMU v1"
@@ -287,6 +288,10 @@ config ARC_MMU_V3
          Variable Page size (1k-16k), var JTLB size 128 x (2 or 4)
          Shared Address Spaces (SASID)
 
+config ARC_MMU_V4
+       bool "MMU v4"
+       depends on ISA_ARCV2
+
 endchoice
 
 
index 373bb415e8447b70340ee2dc8b7dc471b5d91a06..bcb08cd52d389d88e385c6f7e88c564bb8cedccf 100644 (file)
@@ -326,7 +326,7 @@ struct bcr_generic {
  */
 
 struct cpuinfo_arc_mmu {
-       unsigned int ver:4, pg_sz_k:8, pad:8, u_dtlb:6, u_itlb:6;
+       unsigned int ver:4, pg_sz_k:8, s_pg_sz_m:8, u_dtlb:6, u_itlb:6;
        unsigned int num_tlb:16, sets:12, ways:4;
 };
 
index 8c84ae98c33767937ce52f33c8cab6daddabe278..0f9c3eb5327e4494f4a310e62e194c4457c08bea 100644 (file)
 #define CONFIG_ARC_MMU_VER 2
 #elif defined(CONFIG_ARC_MMU_V3)
 #define CONFIG_ARC_MMU_VER 3
+#elif defined(CONFIG_ARC_MMU_V4)
+#define CONFIG_ARC_MMU_VER 4
 #endif
 
 /* MMU Management regs */
 #define ARC_REG_MMU_BCR                0x06f
+#if (CONFIG_ARC_MMU_VER < 4)
 #define ARC_REG_TLBPD0         0x405
 #define ARC_REG_TLBPD1         0x406
 #define ARC_REG_TLBINDEX       0x407
 #define ARC_REG_TLBCOMMAND     0x408
 #define ARC_REG_PID            0x409
 #define ARC_REG_SCRATCH_DATA0  0x418
+#else
+#define ARC_REG_TLBPD0         0x460
+#define ARC_REG_TLBPD1         0x461
+#define ARC_REG_TLBINDEX       0x464
+#define ARC_REG_TLBCOMMAND     0x465
+#define ARC_REG_PID            0x468
+#define ARC_REG_SCRATCH_DATA0  0x46c
+#endif
 
 /* Bits in MMU PID register */
-#define MMU_ENABLE             (1 << 31)       /* Enable MMU for process */
+#define __TLB_ENABLE           (1 << 31)
+#define __PROG_ENABLE          (1 << 30)
+#define MMU_ENABLE             (__TLB_ENABLE | __PROG_ENABLE)
 
 /* Error code if probe fails */
 #define TLB_LKUP_ERR           0x80000000
 
+#if (CONFIG_ARC_MMU_VER < 4)
 #define TLB_DUP_ERR    (TLB_LKUP_ERR | 0x00000001)
+#else
+#define TLB_DUP_ERR    (TLB_LKUP_ERR | 0x40000000)
+#endif
 
 /* TLB Commands */
 #define TLBWrite    0x1
 #define TLBIVUTLB   0x6                /* explicitly inv uTLBs */
 #endif
 
+#if (CONFIG_ARC_MMU_VER >= 4)
+#define TLBInsertEntry 0x7
+#define TLBDeleteEntry 0x8
+#endif
+
 #ifndef __ASSEMBLY__
 
 typedef struct {
index 9615fe1701c60af212b1d20e0d626120956462e1..1281718802f7c8e4d3f71bdf50b3affd57fd66d6 100644 (file)
 #define _PAGE_READ          (1<<3)     /* Page has user read perm (H) */
 #define _PAGE_ACCESSED      (1<<4)     /* Page is accessed (S) */
 #define _PAGE_MODIFIED      (1<<5)     /* Page modified (dirty) (S) */
+
+#if (CONFIG_ARC_MMU_VER >= 4)
+#define _PAGE_WTHRU         (1<<7)     /* Page cache mode write-thru (H) */
+#endif
+
 #define _PAGE_GLOBAL        (1<<8)     /* Page is global (H) */
 #define _PAGE_PRESENT       (1<<9)     /* TLB entry is valid (H) */
+
+#if (CONFIG_ARC_MMU_VER >= 4)
+#define _PAGE_SZ            (1<<10)    /* Page Size indicator (H) */
+#endif
+
 #define _PAGE_SHARED_CODE   (1<<11)    /* Shared Code page with cmn vaddr
                                           usable for shared TLB entries (H) */
 #endif
index 914d8e0c03180edcbffc4c770843d158cc6959ff..2c7ce8bb74758c127673582426f214a0ee0d0af7 100644 (file)
@@ -113,6 +113,8 @@ static inline void __tlb_entry_erase(void)
        write_aux_reg(ARC_REG_TLBCOMMAND, TLBWrite);
 }
 
+#if (CONFIG_ARC_MMU_VER < 4)
+
 static inline unsigned int tlb_entry_lkup(unsigned long vaddr_n_asid)
 {
        unsigned int idx;
@@ -210,6 +212,28 @@ static void tlb_entry_insert(unsigned int pd0, unsigned int pd1)
        write_aux_reg(ARC_REG_TLBCOMMAND, TLBWrite);
 }
 
+#else  /* CONFIG_ARC_MMU_VER >= 4) */
+
+static void utlb_invalidate(void)
+{
+       /* No need since uTLB is always in sync with JTLB */
+}
+
+static void tlb_entry_erase(unsigned int vaddr_n_asid)
+{
+       write_aux_reg(ARC_REG_TLBPD0, vaddr_n_asid | _PAGE_PRESENT);
+       write_aux_reg(ARC_REG_TLBCOMMAND, TLBDeleteEntry);
+}
+
+static void tlb_entry_insert(unsigned int pd0, unsigned int pd1)
+{
+       write_aux_reg(ARC_REG_TLBPD0, pd0);
+       write_aux_reg(ARC_REG_TLBPD1, pd1);
+       write_aux_reg(ARC_REG_TLBCOMMAND, TLBInsertEntry);
+}
+
+#endif
+
 /*
  * Un-conditionally (without lookup) erase the entire MMU contents
  */
@@ -582,6 +606,17 @@ void read_decode_mmu_bcr(void)
 #endif
        } *mmu3;
 
+       struct bcr_mmu_4 {
+#ifdef CONFIG_CPU_BIG_ENDIAN
+       unsigned int ver:8, sasid:1, sz1:4, sz0:4, res:2, pae:1,
+                    n_ways:2, n_entry:2, n_super:2, u_itlb:3, u_dtlb:3;
+#else
+       /*           DTLB      ITLB      JES        JE         JA      */
+       unsigned int u_dtlb:3, u_itlb:3, n_super:2, n_entry:2, n_ways:2,
+                    pae:1, res:2, sz0:4, sz1:4, sasid:1, ver:8;
+#endif
+       } *mmu4;
+
        tmp = read_aux_reg(ARC_REG_MMU_BCR);
        mmu->ver = (tmp >> 24);
 
@@ -592,13 +627,21 @@ void read_decode_mmu_bcr(void)
                mmu->ways = 1 << mmu2->ways;
                mmu->u_dtlb = mmu2->u_dtlb;
                mmu->u_itlb = mmu2->u_itlb;
-       } else {
+       } else if (mmu->ver == 3) {
                mmu3 = (struct bcr_mmu_3 *)&tmp;
                mmu->pg_sz_k = 1 << (mmu3->pg_sz - 1);
                mmu->sets = 1 << mmu3->sets;
                mmu->ways = 1 << mmu3->ways;
                mmu->u_dtlb = mmu3->u_dtlb;
                mmu->u_itlb = mmu3->u_itlb;
+       } else {
+               mmu4 = (struct bcr_mmu_4 *)&tmp;
+               mmu->pg_sz_k = 1 << (mmu4->sz0 - 1);
+               mmu->s_pg_sz_m = 1 << (mmu4->sz1 - 11);
+               mmu->sets = 64 << mmu4->n_entry;
+               mmu->ways = mmu4->n_ways * 2;
+               mmu->u_dtlb = mmu4->u_dtlb * 4;
+               mmu->u_itlb = mmu4->u_itlb * 4;
        }
 
        mmu->num_tlb = mmu->sets * mmu->ways;
@@ -608,10 +651,15 @@ char *arc_mmu_mumbojumbo(int cpu_id, char *buf, int len)
 {
        int n = 0;
        struct cpuinfo_arc_mmu *p_mmu = &cpuinfo_arc700[cpu_id].mmu;
+       char super_pg[64] = "";
+
+       if (p_mmu->s_pg_sz_m)
+               scnprintf(super_pg, 64, "%dM Super Page%s, ",
+                         p_mmu->s_pg_sz_m, " (not used)");
 
        n += scnprintf(buf + n, len - n,
-                     "MMU [v%x]\t: %dk PAGE, JTLB %d (%dx%d), uDTLB %d, uITLB %d %s\n",
-                      p_mmu->ver, p_mmu->pg_sz_k,
+                     "MMU [v%x]\t: %dk PAGE, %sJTLB %d (%dx%d), uDTLB %d, uITLB %d %s\n",
+                      p_mmu->ver, p_mmu->pg_sz_k, super_pg,
                       p_mmu->num_tlb, p_mmu->sets, p_mmu->ways,
                       p_mmu->u_dtlb, p_mmu->u_itlb,
                       IS_ENABLED(CONFIG_ARC_MMU_SASID) ? ",SASID" : "");
index 00c8d7f772bc1379dd7b1f9e847545ace3b72812..8624ebd7114e8d713f619eb5ddbc8a24d5cf2802 100644 (file)
@@ -44,6 +44,7 @@
 #include <asm/processor.h>
 #include <asm/tlb-mmu1.h>
 
+#ifdef CONFIG_ISA_ARCOMPACT
 ;-----------------------------------------------------------------
 ; ARC700 Exception Handling doesn't auto-switch stack and it only provides
 ; ONE scratch AUX reg "ARC_REG_SCRATCH_DATA0"
@@ -121,6 +122,24 @@ ex_saved_reg1:
 #endif
 .endm
 
+#else  /* ARCv2 */
+
+.macro TLBMISS_FREEUP_REGS
+       PUSH  r0
+       PUSH  r1
+       PUSH  r2
+       PUSH  r3
+.endm
+
+.macro TLBMISS_RESTORE_REGS
+       POP   r3
+       POP   r2
+       POP   r1
+       POP   r0
+.endm
+
+#endif
+
 ;============================================================================
 ;  Troubleshooting Stuff
 ;============================================================================
@@ -239,6 +258,7 @@ ex_saved_reg1:
 ; Commit the TLB entry into MMU
 
 .macro COMMIT_ENTRY_TO_MMU
+#if (CONFIG_ARC_MMU_VER < 4)
 
        /* Get free TLB slot: Set = computed from vaddr, way = random */
        sr  TLBGetIndex, [ARC_REG_TLBCOMMAND]
@@ -249,6 +269,10 @@ ex_saved_reg1:
 #else
        sr TLBWrite, [ARC_REG_TLBCOMMAND]
 #endif
+
+#else
+       sr TLBInsertEntry, [ARC_REG_TLBCOMMAND]
+#endif
 .endm