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/* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only */
/*
 * linux/arch/arm/mm/proc-xsc3.S
 *
 * Original Author: Matthew Gilbert
 * Current Maintainer: Lennert Buytenhek <buytenh@wantstofly.org>
 *
 * Copyright 2004 (C) Intel Corp.
 * Copyright 2005 (C) MontaVista Software, Inc.
 *
 * MMU functions for the Intel XScale3 Core (XSC3).  The XSC3 core is
 * an extension to Intel's original XScale core that adds the following
 * features:
 *
 * - ARMv6 Supersections
 * - Low Locality Reference pages (replaces mini-cache)
 * - 36-bit addressing
 * - L2 cache
 * - Cache coherency if chipset supports it
 *
 * Based on original XScale code by Nicolas Pitre.
 */
 
#include <linux/linkage.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/pgtable.h>
#include <asm/assembler.h>
#include <asm/hwcap.h>
#include <asm/pgtable-hwdef.h>
#include <asm/page.h>
#include <asm/ptrace.h>
#include "proc-macros.S"
 
/*
 * This is the maximum size of an area which will be flushed.  If the
 * area is larger than this, then we flush the whole cache.
 */
#define MAX_AREA_SIZE    32768
 
/*
 * The cache line size of the L1 I, L1 D and unified L2 cache.
 */
#define CACHELINESIZE    32
 
/*
 * The size of the L1 D cache.
 */
#define CACHESIZE    32768
 
/*
 * This macro is used to wait for a CP15 write and is needed when we
 * have to ensure that the last operation to the coprocessor was
 * completed before continuing with operation.
 */
   .macro    cpwait_ret, lr, rd
   mrc    p15, 0, \rd, c2, c0, 0        @ arbitrary read of cp15
   sub    pc, \lr, \rd, LSR #32        @ wait for completion and
                       @ flush instruction pipeline
   .endm
 
/*
 * This macro cleans and invalidates the entire L1 D cache.
 */
 
     .macro  clean_d_cache rd, rs
   mov    \rd, #0x1f00
   orr    \rd, \rd, #0x00e0
1:    mcr    p15, 0, \rd, c7, c14, 2        @ clean/invalidate L1 D line
   adds    \rd, \rd, #0x40000000
   bcc    1b
   subs    \rd, \rd, #0x20
   bpl    1b
   .endm
 
   .text
 
/*
 * cpu_xsc3_proc_init()
 *
 * Nothing too exciting at the moment
 */
ENTRY(cpu_xsc3_proc_init)
   ret    lr
 
/*
 * cpu_xsc3_proc_fin()
 */
ENTRY(cpu_xsc3_proc_fin)
   mrc    p15, 0, r0, c1, c0, 0        @ ctrl register
   bic    r0, r0, #0x1800            @ ...IZ...........
   bic    r0, r0, #0x0006            @ .............CA.
   mcr    p15, 0, r0, c1, c0, 0        @ disable caches
   ret    lr
 
/*
 * cpu_xsc3_reset(loc)
 *
 * Perform a soft reset of the system.  Put the CPU into the
 * same state as it would be if it had been reset, and branch
 * to what would be the reset vector.
 *
 * loc: location to jump to for soft reset
 */
   .align    5
   .pushsection    .idmap.text, "ax"
ENTRY(cpu_xsc3_reset)
   mov    r1, #PSR_F_BIT|PSR_I_BIT|SVC_MODE
   msr    cpsr_c, r1            @ reset CPSR
   mrc    p15, 0, r1, c1, c0, 0        @ ctrl register
   bic    r1, r1, #0x3900            @ ..VIZ..S........
   bic    r1, r1, #0x0086            @ ........B....CA.
   mcr    p15, 0, r1, c1, c0, 0        @ ctrl register
   mcr    p15, 0, ip, c7, c7, 0        @ invalidate L1 caches and BTB
   bic    r1, r1, #0x0001            @ ...............M
   mcr    p15, 0, r1, c1, c0, 0        @ ctrl register
   @ CAUTION: MMU turned off from this point.  We count on the pipeline
   @ already containing those two last instructions to survive.
   mcr    p15, 0, ip, c8, c7, 0        @ invalidate I and D TLBs
   ret    r0
ENDPROC(cpu_xsc3_reset)
   .popsection
 
/*
 * cpu_xsc3_do_idle()
 *
 * Cause the processor to idle
 *
 * For now we do nothing but go to idle mode for every case
 *
 * XScale supports clock switching, but using idle mode support
 * allows external hardware to react to system state changes.
 */
   .align    5
 
ENTRY(cpu_xsc3_do_idle)
   mov    r0, #1
   mcr    p14, 0, r0, c7, c0, 0        @ go to idle
   ret    lr
 
/* ================================= CACHE ================================ */
 
/*
 *    flush_icache_all()
 *
 *    Unconditionally clean and invalidate the entire icache.
 */
ENTRY(xsc3_flush_icache_all)
   mov    r0, #0
   mcr    p15, 0, r0, c7, c5, 0        @ invalidate I cache
   ret    lr
ENDPROC(xsc3_flush_icache_all)
 
/*
 *    flush_user_cache_all()
 *
 *    Invalidate all cache entries in a particular address
 *    space.
 */
ENTRY(xsc3_flush_user_cache_all)
   /* FALLTHROUGH */
 
/*
 *    flush_kern_cache_all()
 *
 *    Clean and invalidate the entire cache.
 */
ENTRY(xsc3_flush_kern_cache_all)
   mov    r2, #VM_EXEC
   mov    ip, #0
__flush_whole_cache:
   clean_d_cache r0, r1
   tst    r2, #VM_EXEC
   mcrne    p15, 0, ip, c7, c5, 0        @ invalidate L1 I cache and BTB
   mcrne    p15, 0, ip, c7, c10, 4        @ data write barrier
   mcrne    p15, 0, ip, c7, c5, 4        @ prefetch flush
   ret    lr
 
/*
 *    flush_user_cache_range(start, end, vm_flags)
 *
 *    Invalidate a range of cache entries in the specified
 *    address space.
 *
 *    - start - start address (may not be aligned)
 *    - end    - end address (exclusive, may not be aligned)
 *    - vma    - vma_area_struct describing address space
 */
   .align    5
ENTRY(xsc3_flush_user_cache_range)
   mov    ip, #0
   sub    r3, r1, r0            @ calculate total size
   cmp    r3, #MAX_AREA_SIZE
   bhs    __flush_whole_cache
 
1:    tst    r2, #VM_EXEC
   mcrne    p15, 0, r0, c7, c5, 1        @ invalidate L1 I line
   mcr    p15, 0, r0, c7, c14, 1        @ clean/invalidate L1 D line
   add    r0, r0, #CACHELINESIZE
   cmp    r0, r1
   blo    1b
   tst    r2, #VM_EXEC
   mcrne    p15, 0, ip, c7, c5, 6        @ invalidate BTB
   mcrne    p15, 0, ip, c7, c10, 4        @ data write barrier
   mcrne    p15, 0, ip, c7, c5, 4        @ prefetch flush
   ret    lr
 
/*
 *    coherent_kern_range(start, end)
 *
 *    Ensure coherency between the I cache and the D cache in the
 *    region described by start.  If you have non-snooping
 *    Harvard caches, you need to implement this function.
 *
 *    - start  - virtual start address
 *    - end     - virtual end address
 *
 *    Note: single I-cache line invalidation isn't used here since
 *    it also trashes the mini I-cache used by JTAG debuggers.
 */
ENTRY(xsc3_coherent_kern_range)
/* FALLTHROUGH */
ENTRY(xsc3_coherent_user_range)
   bic    r0, r0, #CACHELINESIZE - 1
1:    mcr    p15, 0, r0, c7, c10, 1        @ clean L1 D line
   add    r0, r0, #CACHELINESIZE
   cmp    r0, r1
   blo    1b
   mov    r0, #0
   mcr    p15, 0, r0, c7, c5, 0        @ invalidate L1 I cache and BTB
   mcr    p15, 0, r0, c7, c10, 4        @ data write barrier
   mcr    p15, 0, r0, c7, c5, 4        @ prefetch flush
   ret    lr
 
/*
 *    flush_kern_dcache_area(void *addr, size_t size)
 *
 *    Ensure no D cache aliasing occurs, either with itself or
 *    the I cache.
 *
 *    - addr    - kernel address
 *    - size    - region size
 */
ENTRY(xsc3_flush_kern_dcache_area)
   add    r1, r0, r1
1:    mcr    p15, 0, r0, c7, c14, 1        @ clean/invalidate L1 D line
   add    r0, r0, #CACHELINESIZE
   cmp    r0, r1
   blo    1b
   mov    r0, #0
   mcr    p15, 0, r0, c7, c5, 0        @ invalidate L1 I cache and BTB
   mcr    p15, 0, r0, c7, c10, 4        @ data write barrier
   mcr    p15, 0, r0, c7, c5, 4        @ prefetch flush
   ret    lr
 
/*
 *    dma_inv_range(start, end)
 *
 *    Invalidate (discard) the specified virtual address range.
 *    May not write back any entries.  If 'start' or 'end'
 *    are not cache line aligned, those lines must be written
 *    back.
 *
 *    - start  - virtual start address
 *    - end     - virtual end address
 */
xsc3_dma_inv_range:
   tst    r0, #CACHELINESIZE - 1
   bic    r0, r0, #CACHELINESIZE - 1
   mcrne    p15, 0, r0, c7, c10, 1        @ clean L1 D line
   tst    r1, #CACHELINESIZE - 1
   mcrne    p15, 0, r1, c7, c10, 1        @ clean L1 D line
1:    mcr    p15, 0, r0, c7, c6, 1        @ invalidate L1 D line
   add    r0, r0, #CACHELINESIZE
   cmp    r0, r1
   blo    1b
   mcr    p15, 0, r0, c7, c10, 4        @ data write barrier
   ret    lr
 
/*
 *    dma_clean_range(start, end)
 *
 *    Clean the specified virtual address range.
 *
 *    - start  - virtual start address
 *    - end     - virtual end address
 */
xsc3_dma_clean_range:
   bic    r0, r0, #CACHELINESIZE - 1
1:    mcr    p15, 0, r0, c7, c10, 1        @ clean L1 D line
   add    r0, r0, #CACHELINESIZE
   cmp    r0, r1
   blo    1b
   mcr    p15, 0, r0, c7, c10, 4        @ data write barrier
   ret    lr
 
/*
 *    dma_flush_range(start, end)
 *
 *    Clean and invalidate the specified virtual address range.
 *
 *    - start  - virtual start address
 *    - end     - virtual end address
 */
ENTRY(xsc3_dma_flush_range)
   bic    r0, r0, #CACHELINESIZE - 1
1:    mcr    p15, 0, r0, c7, c14, 1        @ clean/invalidate L1 D line
   add    r0, r0, #CACHELINESIZE
   cmp    r0, r1
   blo    1b
   mcr    p15, 0, r0, c7, c10, 4        @ data write barrier
   ret    lr
 
/*
 *    dma_map_area(start, size, dir)
 *    - start    - kernel virtual start address
 *    - size    - size of region
 *    - dir    - DMA direction
 */
ENTRY(xsc3_dma_map_area)
   add    r1, r1, r0
   cmp    r2, #DMA_TO_DEVICE
   beq    xsc3_dma_clean_range
   bcs    xsc3_dma_inv_range
   b    xsc3_dma_flush_range
ENDPROC(xsc3_dma_map_area)
 
/*
 *    dma_unmap_area(start, size, dir)
 *    - start    - kernel virtual start address
 *    - size    - size of region
 *    - dir    - DMA direction
 */
ENTRY(xsc3_dma_unmap_area)
   ret    lr
ENDPROC(xsc3_dma_unmap_area)
 
   .globl    xsc3_flush_kern_cache_louis
   .equ    xsc3_flush_kern_cache_louis, xsc3_flush_kern_cache_all
 
   @ define struct cpu_cache_fns (see <asm/cacheflush.h> and proc-macros.S)
   define_cache_functions xsc3
 
ENTRY(cpu_xsc3_dcache_clean_area)
1:    mcr    p15, 0, r0, c7, c10, 1        @ clean L1 D line
   add    r0, r0, #CACHELINESIZE
   subs    r1, r1, #CACHELINESIZE
   bhi    1b
   ret    lr
 
/* =============================== PageTable ============================== */
 
/*
 * cpu_xsc3_switch_mm(pgd)
 *
 * Set the translation base pointer to be as described by pgd.
 *
 * pgd: new page tables
 */
   .align    5
ENTRY(cpu_xsc3_switch_mm)
   clean_d_cache r1, r2
   mcr    p15, 0, ip, c7, c5, 0        @ invalidate L1 I cache and BTB
   mcr    p15, 0, ip, c7, c10, 4        @ data write barrier
   mcr    p15, 0, ip, c7, c5, 4        @ prefetch flush
   orr    r0, r0, #0x18            @ cache the page table in L2
   mcr    p15, 0, r0, c2, c0, 0        @ load page table pointer
   mcr    p15, 0, ip, c8, c7, 0        @ invalidate I and D TLBs
   cpwait_ret lr, ip
 
/*
 * cpu_xsc3_set_pte_ext(ptep, pte, ext)
 *
 * Set a PTE and flush it out
 */
cpu_xsc3_mt_table:
   .long    0x00                        @ L_PTE_MT_UNCACHED
   .long    PTE_EXT_TEX(1)                    @ L_PTE_MT_BUFFERABLE
   .long    PTE_EXT_TEX(5) | PTE_CACHEABLE            @ L_PTE_MT_WRITETHROUGH
   .long    PTE_CACHEABLE | PTE_BUFFERABLE            @ L_PTE_MT_WRITEBACK
   .long    PTE_EXT_TEX(1) | PTE_BUFFERABLE            @ L_PTE_MT_DEV_SHARED
   .long    0x00                        @ unused
   .long    0x00                        @ L_PTE_MT_MINICACHE (not present)
   .long    PTE_EXT_TEX(5) | PTE_CACHEABLE | PTE_BUFFERABLE    @ L_PTE_MT_WRITEALLOC (not present?)
   .long    0x00                        @ unused
   .long    PTE_EXT_TEX(1)                    @ L_PTE_MT_DEV_WC
   .long    0x00                        @ unused
   .long    PTE_CACHEABLE | PTE_BUFFERABLE            @ L_PTE_MT_DEV_CACHED
   .long    PTE_EXT_TEX(2)                    @ L_PTE_MT_DEV_NONSHARED
   .long    0x00                        @ unused
   .long    0x00                        @ unused
   .long    0x00                        @ unused
 
   .align    5
ENTRY(cpu_xsc3_set_pte_ext)
   xscale_set_pte_ext_prologue
 
   tst    r1, #L_PTE_SHARED        @ shared?
   and    r1, r1, #L_PTE_MT_MASK
   adr    ip, cpu_xsc3_mt_table
   ldr    ip, [ip, r1]
   orrne    r2, r2, #PTE_EXT_COHERENT    @ interlock: mask in coherent bit
   bic    r2, r2, #0x0c            @ clear old C,B bits
   orr    r2, r2, ip
 
   xscale_set_pte_ext_epilogue
   ret    lr
 
   .ltorg
   .align
 
.globl    cpu_xsc3_suspend_size
.equ    cpu_xsc3_suspend_size, 4 * 6
#ifdef CONFIG_ARM_CPU_SUSPEND
ENTRY(cpu_xsc3_do_suspend)
   stmfd    sp!, {r4 - r9, lr}
   mrc    p14, 0, r4, c6, c0, 0    @ clock configuration, for turbo mode
   mrc    p15, 0, r5, c15, c1, 0    @ CP access reg
   mrc    p15, 0, r6, c13, c0, 0    @ PID
   mrc     p15, 0, r7, c3, c0, 0    @ domain ID
   mrc    p15, 0, r8, c1, c0, 1    @ auxiliary control reg
   mrc     p15, 0, r9, c1, c0, 0    @ control reg
   bic    r4, r4, #2        @ clear frequency change bit
   stmia    r0, {r4 - r9}        @ store cp regs
   ldmia    sp!, {r4 - r9, pc}
ENDPROC(cpu_xsc3_do_suspend)
 
ENTRY(cpu_xsc3_do_resume)
   ldmia    r0, {r4 - r9}        @ load cp regs
   mov    ip, #0
   mcr    p15, 0, ip, c7, c7, 0    @ invalidate I & D caches, BTB
   mcr    p15, 0, ip, c7, c10, 4    @ drain write (&fill) buffer
   mcr    p15, 0, ip, c7, c5, 4    @ flush prefetch buffer
   mcr    p15, 0, ip, c8, c7, 0    @ invalidate I & D TLBs
   mcr    p14, 0, r4, c6, c0, 0    @ clock configuration, turbo mode.
   mcr    p15, 0, r5, c15, c1, 0    @ CP access reg
   mcr    p15, 0, r6, c13, c0, 0    @ PID
   mcr    p15, 0, r7, c3, c0, 0    @ domain ID
   orr    r1, r1, #0x18        @ cache the page table in L2
   mcr    p15, 0, r1, c2, c0, 0    @ translation table base addr
   mcr    p15, 0, r8, c1, c0, 1    @ auxiliary control reg
   mov    r0, r9            @ control register
   b    cpu_resume_mmu
ENDPROC(cpu_xsc3_do_resume)
#endif
 
   .type    __xsc3_setup, #function
__xsc3_setup:
   mov    r0, #PSR_F_BIT|PSR_I_BIT|SVC_MODE
   msr    cpsr_c, r0
   mcr    p15, 0, ip, c7, c7, 0        @ invalidate L1 caches and BTB
   mcr    p15, 0, ip, c7, c10, 4        @ data write barrier
   mcr    p15, 0, ip, c7, c5, 4        @ prefetch flush
   mcr    p15, 0, ip, c8, c7, 0        @ invalidate I and D TLBs
   orr    r4, r4, #0x18            @ cache the page table in L2
   mcr    p15, 0, r4, c2, c0, 0        @ load page table pointer
 
   mov    r0, #1 << 6            @ cp6 access for early sched_clock
   mcr    p15, 0, r0, c15, c1, 0        @ write CP access register
 
   mrc    p15, 0, r0, c1, c0, 1        @ get auxiliary control reg
   and    r0, r0, #2            @ preserve bit P bit setting
   orr    r0, r0, #(1 << 10)        @ enable L2 for LLR cache
   mcr    p15, 0, r0, c1, c0, 1        @ set auxiliary control reg
 
   adr    r5, xsc3_crval
   ldmia    r5, {r5, r6}
 
#ifdef CONFIG_CACHE_XSC3L2
   mrc    p15, 1, r0, c0, c0, 1        @ get L2 present information
   ands    r0, r0, #0xf8
   orrne    r6, r6, #(1 << 26)        @ enable L2 if present
#endif
 
   mrc    p15, 0, r0, c1, c0, 0        @ get control register
   bic    r0, r0, r5            @ ..V. ..R. .... ..A.
   orr    r0, r0, r6            @ ..VI Z..S .... .C.M (mmu)
                       @ ...I Z..S .... .... (uc)
   ret    lr
 
   .size    __xsc3_setup, . - __xsc3_setup
 
   .type    xsc3_crval, #object
xsc3_crval:
   crval    clear=0x04002202, mmuset=0x00003905, ucset=0x00001900
 
   __INITDATA
 
   @ define struct processor (see <asm/proc-fns.h> and proc-macros.S)
   define_processor_functions xsc3, dabort=v5t_early_abort, pabort=legacy_pabort, suspend=1
 
   .section ".rodata"
 
   string    cpu_arch_name, "armv5te"
   string    cpu_elf_name, "v5"
   string    cpu_xsc3_name, "XScale-V3 based processor"
 
   .align
 
   .section ".proc.info.init", "a"
 
.macro xsc3_proc_info name:req, cpu_val:req, cpu_mask:req
   .type    __\name\()_proc_info,#object
__\name\()_proc_info:
   .long    \cpu_val
   .long    \cpu_mask
   .long    PMD_TYPE_SECT | \
       PMD_SECT_BUFFERABLE | \
       PMD_SECT_CACHEABLE | \
       PMD_SECT_AP_WRITE | \
       PMD_SECT_AP_READ
   .long    PMD_TYPE_SECT | \
       PMD_SECT_AP_WRITE | \
       PMD_SECT_AP_READ
   initfn    __xsc3_setup, __\name\()_proc_info
   .long    cpu_arch_name
   .long    cpu_elf_name
   .long    HWCAP_SWP|HWCAP_HALF|HWCAP_THUMB|HWCAP_FAST_MULT|HWCAP_EDSP
   .long    cpu_xsc3_name
   .long    xsc3_processor_functions
   .long    v4wbi_tlb_fns
   .long    xsc3_mc_user_fns
   .long    xsc3_cache_fns
   .size    __\name\()_proc_info, . - __\name\()_proc_info
.endm
 
   xsc3_proc_info xsc3, 0x69056000, 0xffffe000
 
/* Note: PXA935 changed its implementor ID from Intel to Marvell */
   xsc3_proc_info xsc3_pxa935, 0x56056000, 0xffffe000