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 <chris@zankel.net>
  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         unsigned long paddr;
  91         void *kvaddr = coherent_kvaddr(page, TLBTEMP_BASE_1, vaddr, &paddr);
  92
  93         preempt_disable();
  94         kmap_invalidate_coherent(page, vaddr);
  95         set_bit(PG_arch_1, &page->flags);
  96         clear_page_alias(kvaddr, paddr);
  97         preempt_enable();
  98 }
  99 EXPORT_SYMBOL(clear_user_highpage);
 100
 101 void copy_user_highpage(struct page *dst, struct page *src,
 102                         unsigned long vaddr, struct vm_area_struct *vma)
 103 {
 104         unsigned long dst_paddr, src_paddr;
 105         void *dst_vaddr = coherent_kvaddr(dst, TLBTEMP_BASE_1, vaddr,
 106                                           &dst_paddr);
 107         void *src_vaddr = coherent_kvaddr(src, TLBTEMP_BASE_2, vaddr,
 108                                           &src_paddr);
 109
 110         preempt_disable();
 111         kmap_invalidate_coherent(dst, vaddr);
 112         set_bit(PG_arch_1, &dst->flags);
 113         copy_page_alias(dst_vaddr, src_vaddr, dst_paddr, src_paddr);
 114         preempt_enable();
 115 }
 116 EXPORT_SYMBOL(copy_user_highpage);
 117
 118 /*
 119  * Any time the kernel writes to a user page cache page, or it is about to
 120  * read from a page cache page this routine is called.
 121  *
 122  */
 123
 124 void flush_dcache_folio(struct folio *folio)
 125 {
 126         struct address_space *mapping = folio_flush_mapping(folio);
 127
 128         /*
 129          * If we have a mapping but the page is not mapped to user-space
 130          * yet, we simply mark this page dirty and defer flushing the
 131          * caches until update_mmu().
 132          */
 133
 134         if (mapping && !mapping_mapped(mapping)) {
 135                 if (!test_bit(PG_arch_1, &folio->flags))
 136                         set_bit(PG_arch_1, &folio->flags);
 137                 return;
 138
 139         } else {
 140                 unsigned long phys = folio_pfn(folio) * PAGE_SIZE;
 141                 unsigned long temp = folio_pos(folio);
 142                 unsigned int i, nr = folio_nr_pages(folio);
 143                 unsigned long alias = !(DCACHE_ALIAS_EQ(temp, phys));
 144                 unsigned long virt;
 145
 146                 /*
 147                  * Flush the page in kernel space and user space.
 148                  * Note that we can omit that step if aliasing is not
 149                  * an issue, but we do have to synchronize I$ and D$
 150                  * if we have a mapping.
 151                  */
 152
 153                 if (!alias && !mapping)
 154                         return;
 155
 156                 preempt_disable();
 157                 for (i = 0; i < nr; i++) {
 158                         virt = TLBTEMP_BASE_1 + (phys & DCACHE_ALIAS_MASK);
 159                         __flush_invalidate_dcache_page_alias(virt, phys);
 160
 161                         virt = TLBTEMP_BASE_1 + (temp & DCACHE_ALIAS_MASK);
 162
 163                         if (alias)
 164                                 __flush_invalidate_dcache_page_alias(virt, phys);
 165
 166                         if (mapping)
 167                                 __invalidate_icache_page_alias(virt, phys);
 168                         phys += PAGE_SIZE;
 169                         temp += PAGE_SIZE;
 170                 }
 171                 preempt_enable();
 172         }
 173
 174         /* There shouldn't be an entry in the cache for this page anymore. */
 175 }
 176 EXPORT_SYMBOL(flush_dcache_folio);
 177
 178 /*
 179  * For now, flush the whole cache. FIXME??
 180  */
 181
 182 void local_flush_cache_range(struct vm_area_struct *vma,
 183                        unsigned long start, unsigned long end)
 184 {
 185         __flush_invalidate_dcache_all();
 186         __invalidate_icache_all();
 187 }
 188 EXPORT_SYMBOL(local_flush_cache_range);
 189
 190 /*
 191  * Remove any entry in the cache for this page.
 192  *
 193  * Note that this function is only called for user pages, so use the
 194  * alias versions of the cache flush functions.
 195  */
 196
 197 void local_flush_cache_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
 198                       unsigned long pfn)
 199 {
 200         /* Note that we have to use the 'alias' address to avoid multi-hit */
 201
 202         unsigned long phys = page_to_phys(pfn_to_page(pfn));
 203         unsigned long virt = TLBTEMP_BASE_1 + (address & DCACHE_ALIAS_MASK);
 204
 205         preempt_disable();
 206         __flush_invalidate_dcache_page_alias(virt, phys);
 207         __invalidate_icache_page_alias(virt, phys);
 208         preempt_enable();
 209 }
 210 EXPORT_SYMBOL(local_flush_cache_page);
 211
 212 #endif /* DCACHE_WAY_SIZE > PAGE_SIZE */
 213
 214 void update_mmu_cache_range(struct vm_fault *vmf, struct vm_area_struct *vma,
 215                 unsigned long addr, pte_t *ptep, unsigned int nr)
 216 {
 217         unsigned long pfn = pte_pfn(*ptep);
 218         struct folio *folio;
 219         unsigned int i;
 220
 221         if (!pfn_valid(pfn))
 222                 return;
 223
 224         folio = page_folio(pfn_to_page(pfn));
 225
 226         /* Invalidate old entries in TLBs */
 227         for (i = 0; i < nr; i++)
 228                 flush_tlb_page(vma, addr + i * PAGE_SIZE);
 229         nr = folio_nr_pages(folio);
 230
 231 #if (DCACHE_WAY_SIZE > PAGE_SIZE)
 232
 233         if (!folio_test_reserved(folio) && test_bit(PG_arch_1, &folio->flags)) {
 234                 unsigned long phys = folio_pfn(folio) * PAGE_SIZE;
 235                 unsigned long tmp;
 236
 237                 preempt_disable();
 238                 for (i = 0; i < nr; i++) {
 239                         tmp = TLBTEMP_BASE_1 + (phys & DCACHE_ALIAS_MASK);
 240                         __flush_invalidate_dcache_page_alias(tmp, phys);
 241                         tmp = TLBTEMP_BASE_1 + (addr & DCACHE_ALIAS_MASK);
 242                         __flush_invalidate_dcache_page_alias(tmp, phys);
 243                         __invalidate_icache_page_alias(tmp, phys);
 244                         phys += PAGE_SIZE;
 245                 }
 246                 preempt_enable();
 247
 248                 clear_bit(PG_arch_1, &folio->flags);
 249         }
 250 #else
 251         if (!folio_test_reserved(folio) && !test_bit(PG_arch_1, &folio->flags)
 252             && (vma->vm_flags & VM_EXEC) != 0) {
 253                 for (i = 0; i < nr; i++) {
 254                         void *paddr = kmap_local_folio(folio, i * PAGE_SIZE);
 255                         __flush_dcache_page((unsigned long)paddr);
 256                         __invalidate_icache_page((unsigned long)paddr);
 257                         kunmap_local(paddr);
 258                 }
 259                 set_bit(PG_arch_1, &folio->flags);
 260         }
 261 #endif
 262 }
 263
 264 /*
 265  * access_process_vm() has called get_user_pages(), which has done a
 266  * flush_dcache_page() on the page.
 267  */
 268
 269 #if (DCACHE_WAY_SIZE > PAGE_SIZE)
 270
 271 void copy_to_user_page(struct vm_area_struct *vma, struct page *page,
 272                 unsigned long vaddr, void *dst, const void *src,
 273                 unsigned long len)
 274 {
 275         unsigned long phys = page_to_phys(page);
 276         unsigned long alias = !(DCACHE_ALIAS_EQ(vaddr, phys));
 277
 278         /* Flush and invalidate user page if aliased. */
 279
 280         if (alias) {
 281                 unsigned long t = TLBTEMP_BASE_1 + (vaddr & DCACHE_ALIAS_MASK);
 282                 preempt_disable();
 283                 __flush_invalidate_dcache_page_alias(t, phys);
 284                 preempt_enable();
 285         }
 286
 287         /* Copy data */
 288
 289         memcpy(dst, src, len);
 290
 291         /*
 292          * Flush and invalidate kernel page if aliased and synchronize
 293          * data and instruction caches for executable pages.
 294          */
 295
 296         if (alias) {
 297                 unsigned long t = TLBTEMP_BASE_1 + (vaddr & DCACHE_ALIAS_MASK);
 298
 299                 preempt_disable();
 300                 __flush_invalidate_dcache_range((unsigned long) dst, len);
 301                 if ((vma->vm_flags & VM_EXEC) != 0)
 302                         __invalidate_icache_page_alias(t, phys);
 303                 preempt_enable();
 304
 305         } else if ((vma->vm_flags & VM_EXEC) != 0) {
 306                 __flush_dcache_range((unsigned long)dst,len);
 307                 __invalidate_icache_range((unsigned long) dst, len);
 308         }
 309 }
 310
 311 extern void copy_from_user_page(struct vm_area_struct *vma, struct page *page,
 312                 unsigned long vaddr, void *dst, const void *src,
 313                 unsigned long len)
 314 {
 315         unsigned long phys = page_to_phys(page);
 316         unsigned long alias = !(DCACHE_ALIAS_EQ(vaddr, phys));
 317
 318         /*
 319          * Flush user page if aliased.
 320          * (Note: a simply flush would be sufficient)
 321          */
 322
 323         if (alias) {
 324                 unsigned long t = TLBTEMP_BASE_1 + (vaddr & DCACHE_ALIAS_MASK);
 325                 preempt_disable();
 326                 __flush_invalidate_dcache_page_alias(t, phys);
 327                 preempt_enable();
 328         }
 329
 330         memcpy(dst, src, len);
 331 }
 332
 333 #endif