kernel/arch/sparc/kernel/tsb.S

   1 /* tsb.S: Sparc64 TSB table handling.
   2  *
   3  * Copyright (C) 2006 David S. Miller <davem@davemloft.net>
   4  */
   5
   6
   7 #include <asm/tsb.h>
   8 #include <asm/hypervisor.h>
   9 #include <asm/page.h>
  10 #include <asm/cpudata.h>
  11 #include <asm/mmu.h>
  12
  13         .text
  14         .align  32
  15
  16         /* Invoked from TLB miss handler, we are in the
  17          * MMU global registers and they are setup like
  18          * this:
  19          *
  20          * %g1: TSB entry pointer
  21          * %g2: available temporary
  22          * %g3: FAULT_CODE_{D,I}TLB
  23          * %g4: available temporary
  24          * %g5: available temporary
  25          * %g6: TAG TARGET
  26          * %g7: available temporary, will be loaded by us with
  27          *      the physical address base of the linux page
  28          *      tables for the current address space
  29          */
  30 tsb_miss_dtlb:
  31         mov             TLB_TAG_ACCESS, %g4
  32         ldxa            [%g4] ASI_DMMU, %g4
  33         srlx            %g4, PAGE_SHIFT, %g4
  34         ba,pt           %xcc, tsb_miss_page_table_walk
  35          sllx           %g4, PAGE_SHIFT, %g4
  36
  37 tsb_miss_itlb:
  38         mov             TLB_TAG_ACCESS, %g4
  39         ldxa            [%g4] ASI_IMMU, %g4
  40         srlx            %g4, PAGE_SHIFT, %g4
  41         ba,pt           %xcc, tsb_miss_page_table_walk
  42          sllx           %g4, PAGE_SHIFT, %g4
  43
  44         /* At this point we have:
  45          * %g1 --       PAGE_SIZE TSB entry address
  46          * %g3 --       FAULT_CODE_{D,I}TLB
  47          * %g4 --       missing virtual address
  48          * %g6 --       TAG TARGET (vaddr >> 22)
  49          */
  50 tsb_miss_page_table_walk:
  51         TRAP_LOAD_TRAP_BLOCK(%g7, %g5)
  52
  53         /* Before committing to a full page table walk,
  54          * check the huge page TSB.
  55          */
  56 #if defined(CONFIG_HUGETLB_PAGE) || defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
  57
  58 661:    ldx             [%g7 + TRAP_PER_CPU_TSB_HUGE], %g5
  59         nop
  60         .section        .sun4v_2insn_patch, "ax"
  61         .word           661b
  62         mov             SCRATCHPAD_UTSBREG2, %g5
  63         ldxa            [%g5] ASI_SCRATCHPAD, %g5
  64         .previous
  65
  66         cmp             %g5, -1
  67         be,pt           %xcc, 80f
  68          nop
  69
  70         /* We need an aligned pair of registers containing 2 values
  71          * which can be easily rematerialized.  %g6 and %g7 foot the
  72          * bill just nicely.  We'll save %g6 away into %g2 for the
  73          * huge page TSB TAG comparison.
  74          *
  75          * Perform a huge page TSB lookup.
  76          */
  77         mov             %g6, %g2
  78         and             %g5, 0x7, %g6
  79         mov             512, %g7
  80         andn            %g5, 0x7, %g5
  81         sllx            %g7, %g6, %g7
  82         srlx            %g4, REAL_HPAGE_SHIFT, %g6
  83         sub             %g7, 1, %g7
  84         and             %g6, %g7, %g6
  85         sllx            %g6, 4, %g6
  86         add             %g5, %g6, %g5
  87
  88         TSB_LOAD_QUAD(%g5, %g6)
  89         cmp             %g6, %g2
  90         be,a,pt         %xcc, tsb_tlb_reload
  91          mov            %g7, %g5
  92
  93         /* No match, remember the huge page TSB entry address,
  94          * and restore %g6 and %g7.
  95          */
  96         TRAP_LOAD_TRAP_BLOCK(%g7, %g6)
  97         srlx            %g4, 22, %g6
  98 80:     stx             %g5, [%g7 + TRAP_PER_CPU_TSB_HUGE_TEMP]
  99
 100 #endif
 101
 102         ldx             [%g7 + TRAP_PER_CPU_PGD_PADDR], %g7
 103
 104         /* At this point we have:
 105          * %g1 --       TSB entry address
 106          * %g3 --       FAULT_CODE_{D,I}TLB
 107          * %g4 --       missing virtual address
 108          * %g6 --       TAG TARGET (vaddr >> 22)
 109          * %g7 --       page table physical address
 110          *
 111          * We know that both the base PAGE_SIZE TSB and the HPAGE_SIZE
 112          * TSB both lack a matching entry.
 113          */
 114 tsb_miss_page_table_walk_sun4v_fastpath:
 115         USER_PGTABLE_WALK_TL1(%g4, %g7, %g5, %g2, tsb_do_fault)
 116
 117         /* Valid PTE is now in %g5.  */
 118
 119 #if defined(CONFIG_HUGETLB_PAGE) || defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
 120 661:    sethi           %uhi(_PAGE_SZALL_4U), %g7
 121         sllx            %g7, 32, %g7
 122         .section        .sun4v_2insn_patch, "ax"
 123         .word           661b
 124         mov             _PAGE_SZALL_4V, %g7
 125         nop
 126         .previous
 127
 128         and             %g5, %g7, %g2
 129
 130 661:    sethi           %uhi(_PAGE_SZHUGE_4U), %g7
 131         sllx            %g7, 32, %g7
 132         .section        .sun4v_2insn_patch, "ax"
 133         .word           661b
 134         mov             _PAGE_SZHUGE_4V, %g7
 135         nop
 136         .previous
 137
 138         cmp             %g2, %g7
 139         bne,pt          %xcc, 60f
 140          nop
 141
 142         /* It is a huge page, use huge page TSB entry address we
 143          * calculated above.  If the huge page TSB has not been
 144          * allocated, setup a trap stack and call hugetlb_setup()
 145          * to do so, then return from the trap to replay the TLB
 146          * miss.
 147          *
 148          * This is necessary to handle the case of transparent huge
 149          * pages where we don't really have a non-atomic context
 150          * in which to allocate the hugepage TSB hash table.  When
 151          * the 'mm' faults in the hugepage for the first time, we
 152          * thus handle it here.  This also makes sure that we can
 153          * allocate the TSB hash table on the correct NUMA node.
 154          */
 155         TRAP_LOAD_TRAP_BLOCK(%g7, %g2)
 156         ldx             [%g7 + TRAP_PER_CPU_TSB_HUGE_TEMP], %g1
 157         cmp             %g1, -1
 158         bne,pt          %xcc, 60f
 159          nop
 160
 161 661:    rdpr            %pstate, %g5
 162         wrpr            %g5, PSTATE_AG | PSTATE_MG, %pstate
 163         .section        .sun4v_2insn_patch, "ax"
 164         .word           661b
 165         SET_GL(1)
 166         nop
 167         .previous
 168
 169         rdpr    %tl, %g7
 170         cmp     %g7, 1
 171         bne,pn  %xcc, winfix_trampoline
 172          mov    %g3, %g4
 173         ba,pt   %xcc, etrap
 174          rd     %pc, %g7
 175         call    hugetlb_setup
 176          add    %sp, PTREGS_OFF, %o0
 177         ba,pt   %xcc, rtrap
 178          nop
 179
 180 60:
 181 #endif
 182
 183         /* At this point we have:
 184          * %g1 --       TSB entry address
 185          * %g3 --       FAULT_CODE_{D,I}TLB
 186          * %g5 --       valid PTE
 187          * %g6 --       TAG TARGET (vaddr >> 22)
 188          */
 189 tsb_reload:
 190         TSB_LOCK_TAG(%g1, %g2, %g7)
 191         TSB_WRITE(%g1, %g5, %g6)
 192
 193         /* Finally, load TLB and return from trap.  */
 194 tsb_tlb_reload:
 195         cmp             %g3, FAULT_CODE_DTLB
 196         bne,pn          %xcc, tsb_itlb_load
 197          nop
 198
 199 tsb_dtlb_load:
 200
 201 661:    stxa            %g5, [%g0] ASI_DTLB_DATA_IN
 202         retry
 203         .section        .sun4v_2insn_patch, "ax"
 204         .word           661b
 205         nop
 206         nop
 207         .previous
 208
 209         /* For sun4v the ASI_DTLB_DATA_IN store and the retry
 210          * instruction get nop'd out and we get here to branch
 211          * to the sun4v tlb load code.  The registers are setup
 212          * as follows:
 213          *
 214          * %g4: vaddr
 215          * %g5: PTE
 216          * %g6: TAG
 217          *
 218          * The sun4v TLB load wants the PTE in %g3 so we fix that
 219          * up here.
 220          */
 221         ba,pt           %xcc, sun4v_dtlb_load
 222          mov            %g5, %g3
 223
 224 tsb_itlb_load:
 225         /* Executable bit must be set.  */
 226 661:    sethi           %hi(_PAGE_EXEC_4U), %g4
 227         andcc           %g5, %g4, %g0
 228         .section        .sun4v_2insn_patch, "ax"
 229         .word           661b
 230         andcc           %g5, _PAGE_EXEC_4V, %g0
 231         nop
 232         .previous
 233
 234         be,pn           %xcc, tsb_do_fault
 235          nop
 236
 237 661:    stxa            %g5, [%g0] ASI_ITLB_DATA_IN
 238         retry
 239         .section        .sun4v_2insn_patch, "ax"
 240         .word           661b
 241         nop
 242         nop
 243         .previous
 244
 245         /* For sun4v the ASI_ITLB_DATA_IN store and the retry
 246          * instruction get nop'd out and we get here to branch
 247          * to the sun4v tlb load code.  The registers are setup
 248          * as follows:
 249          *
 250          * %g4: vaddr
 251          * %g5: PTE
 252          * %g6: TAG
 253          *
 254          * The sun4v TLB load wants the PTE in %g3 so we fix that
 255          * up here.
 256          */
 257         ba,pt           %xcc, sun4v_itlb_load
 258          mov            %g5, %g3
 259
 260         /* No valid entry in the page tables, do full fault
 261          * processing.
 262          */
 263
 264         .globl          tsb_do_fault
 265 tsb_do_fault:
 266         cmp             %g3, FAULT_CODE_DTLB
 267
 268 661:    rdpr            %pstate, %g5
 269         wrpr            %g5, PSTATE_AG | PSTATE_MG, %pstate
 270         .section        .sun4v_2insn_patch, "ax"
 271         .word           661b
 272         SET_GL(1)
 273         ldxa            [%g0] ASI_SCRATCHPAD, %g4
 274         .previous
 275
 276         bne,pn          %xcc, tsb_do_itlb_fault
 277          nop
 278
 279 tsb_do_dtlb_fault:
 280         rdpr    %tl, %g3
 281         cmp     %g3, 1
 282
 283 661:    mov     TLB_TAG_ACCESS, %g4
 284         ldxa    [%g4] ASI_DMMU, %g5
 285         .section .sun4v_2insn_patch, "ax"
 286         .word   661b
 287         ldx     [%g4 + HV_FAULT_D_ADDR_OFFSET], %g5
 288         nop
 289         .previous
 290
 291         /* Clear context ID bits.  */
 292         srlx            %g5, PAGE_SHIFT, %g5
 293         sllx            %g5, PAGE_SHIFT, %g5
 294
 295         be,pt   %xcc, sparc64_realfault_common
 296          mov    FAULT_CODE_DTLB, %g4
 297         ba,pt   %xcc, winfix_trampoline
 298          nop
 299
 300 tsb_do_itlb_fault:
 301         rdpr    %tpc, %g5
 302         ba,pt   %xcc, sparc64_realfault_common
 303          mov    FAULT_CODE_ITLB, %g4
 304
 305         .globl  sparc64_realfault_common
 306 sparc64_realfault_common:
 307         /* fault code in %g4, fault address in %g5, etrap will
 308          * preserve these two values in %l4 and %l5 respectively
 309          */
 310         ba,pt   %xcc, etrap                     ! Save trap state
 311 1:       rd     %pc, %g7                        ! ...
 312         stb     %l4, [%g6 + TI_FAULT_CODE]      ! Save fault code
 313         stx     %l5, [%g6 + TI_FAULT_ADDR]      ! Save fault address
 314         call    do_sparc64_fault                ! Call fault handler
 315          add    %sp, PTREGS_OFF, %o0            ! Compute pt_regs arg
 316         ba,pt   %xcc, rtrap                     ! Restore cpu state
 317          nop                                    ! Delay slot (fill me)
 318
 319 winfix_trampoline:
 320         rdpr    %tpc, %g3                       ! Prepare winfixup TNPC
 321         or      %g3, 0x7c, %g3                  ! Compute branch offset
 322         wrpr    %g3, %tnpc                      ! Write it into TNPC
 323         done                                    ! Trap return
 324
 325         /* Insert an entry into the TSB.
 326          *
 327          * %o0: TSB entry pointer (virt or phys address)
 328          * %o1: tag
 329          * %o2: pte
 330          */
 331         .align  32
 332         .globl  __tsb_insert
 333 __tsb_insert:
 334         rdpr    %pstate, %o5
 335         wrpr    %o5, PSTATE_IE, %pstate
 336         TSB_LOCK_TAG(%o0, %g2, %g3)
 337         TSB_WRITE(%o0, %o2, %o1)
 338         wrpr    %o5, %pstate
 339         retl
 340          nop
 341         .size   __tsb_insert, .-__tsb_insert
 342
 343         /* Flush the given TSB entry if it has the matching
 344          * tag.
 345          *
 346          * %o0: TSB entry pointer (virt or phys address)
 347          * %o1: tag
 348          */
 349         .align  32
 350         .globl  tsb_flush
 351         .type   tsb_flush,#function
 352 tsb_flush:
 353         sethi   %hi(TSB_TAG_LOCK_HIGH), %g2
 354 1:      TSB_LOAD_TAG(%o0, %g1)
 355         srlx    %g1, 32, %o3
 356         andcc   %o3, %g2, %g0
 357         bne,pn  %icc, 1b
 358          nop
 359         cmp     %g1, %o1
 360         mov     1, %o3
 361         bne,pt  %xcc, 2f
 362          sllx   %o3, TSB_TAG_INVALID_BIT, %o3
 363         TSB_CAS_TAG(%o0, %g1, %o3)
 364         cmp     %g1, %o3
 365         bne,pn  %xcc, 1b
 366          nop
 367 2:      retl
 368          nop
 369         .size   tsb_flush, .-tsb_flush
 370
 371         /* Reload MMU related context switch state at
 372          * schedule() time.
 373          *
 374          * %o0: page table physical address
 375          * %o1: TSB base config pointer
 376          * %o2: TSB huge config pointer, or NULL if none
 377          * %o3: Hypervisor TSB descriptor physical address
 378          *
 379          * We have to run this whole thing with interrupts
 380          * disabled so that the current cpu doesn't change
 381          * due to preemption.
 382          */
 383         .align  32
 384         .globl  __tsb_context_switch
 385         .type   __tsb_context_switch,#function
 386 __tsb_context_switch:
 387         rdpr    %pstate, %g1
 388         wrpr    %g1, PSTATE_IE, %pstate
 389
 390         TRAP_LOAD_TRAP_BLOCK(%g2, %g3)
 391
 392         stx     %o0, [%g2 + TRAP_PER_CPU_PGD_PADDR]
 393
 394         ldx     [%o1 + TSB_CONFIG_REG_VAL], %o0
 395         brz,pt  %o2, 1f
 396          mov    -1, %g3
 397
 398         ldx     [%o2 + TSB_CONFIG_REG_VAL], %g3
 399
 400 1:      stx     %g3, [%g2 + TRAP_PER_CPU_TSB_HUGE]
 401
 402         sethi   %hi(tlb_type), %g2
 403         lduw    [%g2 + %lo(tlb_type)], %g2
 404         cmp     %g2, 3
 405         bne,pt  %icc, 50f
 406          nop
 407
 408         /* Hypervisor TSB switch. */
 409         mov     SCRATCHPAD_UTSBREG1, %o5
 410         stxa    %o0, [%o5] ASI_SCRATCHPAD
 411         mov     SCRATCHPAD_UTSBREG2, %o5
 412         stxa    %g3, [%o5] ASI_SCRATCHPAD
 413
 414         mov     2, %o0
 415         cmp     %g3, -1
 416         move    %xcc, 1, %o0
 417
 418         mov     HV_FAST_MMU_TSB_CTXNON0, %o5
 419         mov     %o3, %o1
 420         ta      HV_FAST_TRAP
 421
 422         /* Finish up.  */
 423         ba,pt   %xcc, 9f
 424          nop
 425
 426         /* SUN4U TSB switch.  */
 427 50:     mov     TSB_REG, %o5
 428         stxa    %o0, [%o5] ASI_DMMU
 429         membar  #Sync
 430         stxa    %o0, [%o5] ASI_IMMU
 431         membar  #Sync
 432
 433 2:      ldx     [%o1 + TSB_CONFIG_MAP_VADDR], %o4
 434         brz     %o4, 9f
 435          ldx    [%o1 + TSB_CONFIG_MAP_PTE], %o5
 436
 437         sethi   %hi(sparc64_highest_unlocked_tlb_ent), %g2
 438         mov     TLB_TAG_ACCESS, %g3
 439         lduw    [%g2 + %lo(sparc64_highest_unlocked_tlb_ent)], %g2
 440         stxa    %o4, [%g3] ASI_DMMU
 441         membar  #Sync
 442         sllx    %g2, 3, %g2
 443         stxa    %o5, [%g2] ASI_DTLB_DATA_ACCESS
 444         membar  #Sync
 445
 446         brz,pt  %o2, 9f
 447          nop
 448
 449         ldx     [%o2 + TSB_CONFIG_MAP_VADDR], %o4
 450         ldx     [%o2 + TSB_CONFIG_MAP_PTE], %o5
 451         mov     TLB_TAG_ACCESS, %g3
 452         stxa    %o4, [%g3] ASI_DMMU
 453         membar  #Sync
 454         sub     %g2, (1 << 3), %g2
 455         stxa    %o5, [%g2] ASI_DTLB_DATA_ACCESS
 456         membar  #Sync
 457
 458 9:
 459         wrpr    %g1, %pstate
 460
 461         retl
 462          nop
 463         .size   __tsb_context_switch, .-__tsb_context_switch
 464
 465 #define TSB_PASS_BITS   ((1 << TSB_TAG_LOCK_BIT) | \
 466                          (1 << TSB_TAG_INVALID_BIT))
 467
 468         .align  32
 469         .globl  copy_tsb
 470         .type   copy_tsb,#function
 471 copy_tsb:               /* %o0=old_tsb_base, %o1=old_tsb_size
 472                          * %o2=new_tsb_base, %o3=new_tsb_size
 473                          */
 474         sethi           %uhi(TSB_PASS_BITS), %g7
 475         srlx            %o3, 4, %o3
 476         add             %o0, %o1, %g1   /* end of old tsb */
 477         sllx            %g7, 32, %g7
 478         sub             %o3, 1, %o3     /* %o3 == new tsb hash mask */
 479
 480 661:    prefetcha       [%o0] ASI_N, #one_read
 481         .section        .tsb_phys_patch, "ax"
 482         .word           661b
 483         prefetcha       [%o0] ASI_PHYS_USE_EC, #one_read
 484         .previous
 485
 486 90:     andcc           %o0, (64 - 1), %g0
 487         bne             1f
 488          add            %o0, 64, %o5
 489
 490 661:    prefetcha       [%o5] ASI_N, #one_read
 491         .section        .tsb_phys_patch, "ax"
 492         .word           661b
 493         prefetcha       [%o5] ASI_PHYS_USE_EC, #one_read
 494         .previous
 495
 496 1:      TSB_LOAD_QUAD(%o0, %g2)         /* %g2/%g3 == TSB entry */
 497         andcc           %g2, %g7, %g0   /* LOCK or INVALID set? */
 498         bne,pn          %xcc, 80f       /* Skip it */
 499          sllx           %g2, 22, %o4    /* TAG --> VADDR */
 500
 501         /* This can definitely be computed faster... */
 502         srlx            %o0, 4, %o5     /* Build index */
 503         and             %o5, 511, %o5   /* Mask index */
 504         sllx            %o5, PAGE_SHIFT, %o5 /* Put into vaddr position */
 505         or              %o4, %o5, %o4   /* Full VADDR. */
 506         srlx            %o4, PAGE_SHIFT, %o4 /* Shift down to create index */
 507         and             %o4, %o3, %o4   /* Mask with new_tsb_nents-1 */
 508         sllx            %o4, 4, %o4     /* Shift back up into tsb ent offset */
 509         TSB_STORE(%o2 + %o4, %g2)       /* Store TAG */
 510         add             %o4, 0x8, %o4   /* Advance to TTE */
 511         TSB_STORE(%o2 + %o4, %g3)       /* Store TTE */
 512
 513 80:     add             %o0, 16, %o0
 514         cmp             %o0, %g1
 515         bne,pt          %xcc, 90b
 516          nop
 517
 518         retl
 519          nop
 520         .size           copy_tsb, .-copy_tsb
 521
 522         /* Set the invalid bit in all TSB entries.  */
 523         .align          32
 524         .globl          tsb_init
 525         .type           tsb_init,#function
 526 tsb_init:               /* %o0 = TSB vaddr, %o1 = size in bytes */
 527         prefetch        [%o0 + 0x000], #n_writes
 528         mov             1, %g1
 529         prefetch        [%o0 + 0x040], #n_writes
 530         sllx            %g1, TSB_TAG_INVALID_BIT, %g1
 531         prefetch        [%o0 + 0x080], #n_writes
 532 1:      prefetch        [%o0 + 0x0c0], #n_writes
 533         stx             %g1, [%o0 + 0x00]
 534         stx             %g1, [%o0 + 0x10]
 535         stx             %g1, [%o0 + 0x20]
 536         stx             %g1, [%o0 + 0x30]
 537         prefetch        [%o0 + 0x100], #n_writes
 538         stx             %g1, [%o0 + 0x40]
 539         stx             %g1, [%o0 + 0x50]
 540         stx             %g1, [%o0 + 0x60]
 541         stx             %g1, [%o0 + 0x70]
 542         prefetch        [%o0 + 0x140], #n_writes
 543         stx             %g1, [%o0 + 0x80]
 544         stx             %g1, [%o0 + 0x90]
 545         stx             %g1, [%o0 + 0xa0]
 546         stx             %g1, [%o0 + 0xb0]
 547         prefetch        [%o0 + 0x180], #n_writes
 548         stx             %g1, [%o0 + 0xc0]
 549         stx             %g1, [%o0 + 0xd0]
 550         stx             %g1, [%o0 + 0xe0]
 551         stx             %g1, [%o0 + 0xf0]
 552         subcc           %o1, 0x100, %o1
 553         bne,pt          %xcc, 1b
 554          add            %o0, 0x100, %o0
 555         retl
 556          nop
 557         nop
 558         nop
 559         .size           tsb_init, .-tsb_init
 560
 561         .globl          NGtsb_init
 562         .type           NGtsb_init,#function
 563 NGtsb_init:
 564         rd              %asi, %g2
 565         mov             1, %g1
 566         wr              %g0, ASI_BLK_INIT_QUAD_LDD_P, %asi
 567         sllx            %g1, TSB_TAG_INVALID_BIT, %g1
 568 1:      stxa            %g1, [%o0 + 0x00] %asi
 569         stxa            %g1, [%o0 + 0x10] %asi
 570         stxa            %g1, [%o0 + 0x20] %asi
 571         stxa            %g1, [%o0 + 0x30] %asi
 572         stxa            %g1, [%o0 + 0x40] %asi
 573         stxa            %g1, [%o0 + 0x50] %asi
 574         stxa            %g1, [%o0 + 0x60] %asi
 575         stxa            %g1, [%o0 + 0x70] %asi
 576         stxa            %g1, [%o0 + 0x80] %asi
 577         stxa            %g1, [%o0 + 0x90] %asi
 578         stxa            %g1, [%o0 + 0xa0] %asi
 579         stxa            %g1, [%o0 + 0xb0] %asi
 580         stxa            %g1, [%o0 + 0xc0] %asi
 581         stxa            %g1, [%o0 + 0xd0] %asi
 582         stxa            %g1, [%o0 + 0xe0] %asi
 583         stxa            %g1, [%o0 + 0xf0] %asi
 584         subcc           %o1, 0x100, %o1
 585         bne,pt          %xcc, 1b
 586          add            %o0, 0x100, %o0
 587         membar          #Sync
 588         retl
 589          wr             %g2, 0x0, %asi
 590         .size           NGtsb_init, .-NGtsb_init