arch/arm/lib/cache-cp15.c

   1 /*
   2  * (C) Copyright 2002
   3  * Wolfgang Denk, DENX Software Engineering, wd@denx.de.
   4  *
   5  * SPDX-License-Identifier:     GPL-2.0+
   6  */
   7
   8 #include <common.h>
   9 #include <asm/system.h>
  10 #include <asm/cache.h>
  11 #include <linux/compiler.h>
  12
  13 #if !(defined(CONFIG_SYS_ICACHE_OFF) && defined(CONFIG_SYS_DCACHE_OFF))
  14
  15 DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR;
  16
  17 __weak void arm_init_before_mmu(void)
  18 {
  19 }
  20
  21 __weak void arm_init_domains(void)
  22 {
  23 }
  24
  25 static void cp_delay (void)
  26 {
  27         volatile int i;
  28
  29         /* copro seems to need some delay between reading and writing */
  30         for (i = 0; i < 100; i++)
  31                 nop();
  32         asm volatile("" : : : "memory");
  33 }
  34
  35 void set_section_dcache(int section, enum dcache_option option)
  36 {
  37 #ifdef CONFIG_ARMV7_LPAE
  38         u64 *page_table = (u64 *)gd->arch.tlb_addr;
  39         /* Need to set the access flag to not fault */
  40         u64 value = TTB_SECT_AP | TTB_SECT_AF;
  41 #else
  42         u32 *page_table = (u32 *)gd->arch.tlb_addr;
  43         u32 value = TTB_SECT_AP;
  44 #endif
  45
  46         /* Add the page offset */
  47         value |= ((u32)section << MMU_SECTION_SHIFT);
  48
  49         /* Add caching bits */
  50         value |= option;
  51
  52         /* Set PTE */
  53         page_table[section] = value;
  54 }
  55
  56 __weak void mmu_page_table_flush(unsigned long start, unsigned long stop)
  57 {
  58         debug("%s: Warning: not implemented\n", __func__);
  59 }
  60
  61 void mmu_set_region_dcache_behaviour(phys_addr_t start, size_t size,
  62                                      enum dcache_option option)
  63 {
  64 #ifdef CONFIG_ARMV7_LPAE
  65         u64 *page_table = (u64 *)gd->arch.tlb_addr;
  66 #else
  67         u32 *page_table = (u32 *)gd->arch.tlb_addr;
  68 #endif
  69         unsigned long startpt, stoppt;
  70         unsigned long upto, end;
  71
  72         end = ALIGN(start + size, MMU_SECTION_SIZE) >> MMU_SECTION_SHIFT;
  73         start = start >> MMU_SECTION_SHIFT;
  74 #ifdef CONFIG_ARMV7_LPAE
  75         debug("%s: start=%pa, size=%zu, option=%llx\n", __func__, &start, size,
  76               option);
  77 #else
  78         debug("%s: start=%pa, size=%zu, option=0x%x\n", __func__, &start, size,
  79               option);
  80 #endif
  81         for (upto = start; upto < end; upto++)
  82                 set_section_dcache(upto, option);
  83
  84         /*
  85          * Make sure range is cache line aligned
  86          * Only CPU maintains page tables, hence it is safe to always
  87          * flush complete cache lines...
  88          */
  89
  90         startpt = (unsigned long)&page_table[start];
  91         startpt &= ~(CONFIG_SYS_CACHELINE_SIZE - 1);
  92         stoppt = (unsigned long)&page_table[end];
  93         stoppt = ALIGN(stoppt, CONFIG_SYS_CACHELINE_SIZE);
  94         mmu_page_table_flush(startpt, stoppt);
  95 }
  96
  97 __weak void dram_bank_mmu_setup(int bank)
  98 {
  99         bd_t *bd = gd->bd;
 100         int     i;
 101
 102         debug("%s: bank: %d\n", __func__, bank);
 103         for (i = bd->bi_dram[bank].start >> MMU_SECTION_SHIFT;
 104              i < (bd->bi_dram[bank].start >> MMU_SECTION_SHIFT) +
 105                  (bd->bi_dram[bank].size >> MMU_SECTION_SHIFT);
 106              i++) {
 107 #if defined(CONFIG_SYS_ARM_CACHE_WRITETHROUGH)
 108                 set_section_dcache(i, DCACHE_WRITETHROUGH);
 109 #elif defined(CONFIG_SYS_ARM_CACHE_WRITEALLOC)
 110                 set_section_dcache(i, DCACHE_WRITEALLOC);
 111 #else
 112                 set_section_dcache(i, DCACHE_WRITEBACK);
 113 #endif
 114         }
 115 }
 116
 117 /* to activate the MMU we need to set up virtual memory: use 1M areas */
 118 static inline void mmu_setup(void)
 119 {
 120         int i;
 121         u32 reg;
 122
 123         arm_init_before_mmu();
 124         /* Set up an identity-mapping for all 4GB, rw for everyone */
 125         for (i = 0; i < ((4096ULL * 1024 * 1024) >> MMU_SECTION_SHIFT); i++)
 126                 set_section_dcache(i, DCACHE_OFF);
 127
 128         for (i = 0; i < CONFIG_NR_DRAM_BANKS; i++) {
 129                 dram_bank_mmu_setup(i);
 130         }
 131
 132 #ifdef CONFIG_ARMV7_LPAE
 133         /* Set up 4 PTE entries pointing to our 4 1GB page tables */
 134         for (i = 0; i < 4; i++) {
 135                 u64 *page_table = (u64 *)(gd->arch.tlb_addr + (4096 * 4));
 136                 u64 tpt = gd->arch.tlb_addr + (4096 * i);
 137                 page_table[i] = tpt | TTB_PAGETABLE;
 138         }
 139
 140         reg = TTBCR_EAE;
 141 #if defined(CONFIG_SYS_ARM_CACHE_WRITETHROUGH)
 142         reg |= TTBCR_ORGN0_WT | TTBCR_IRGN0_WT;
 143 #elif defined(CONFIG_SYS_ARM_CACHE_WRITEALLOC)
 144         reg |= TTBCR_ORGN0_WBWA | TTBCR_IRGN0_WBWA;
 145 #else
 146         reg |= TTBCR_ORGN0_WBNWA | TTBCR_IRGN0_WBNWA;
 147 #endif
 148
 149         if (is_hyp()) {
 150                 /* Set HCTR to enable LPAE */
 151                 asm volatile("mcr p15, 4, %0, c2, c0, 2"
 152                         : : "r" (reg) : "memory");
 153                 /* Set HTTBR0 */
 154                 asm volatile("mcrr p15, 4, %0, %1, c2"
 155                         :
 156                         : "r"(gd->arch.tlb_addr + (4096 * 4)), "r"(0)
 157                         : "memory");
 158                 /* Set HMAIR */
 159                 asm volatile("mcr p15, 4, %0, c10, c2, 0"
 160                         : : "r" (MEMORY_ATTRIBUTES) : "memory");
 161         } else {
 162                 /* Set TTBCR to enable LPAE */
 163                 asm volatile("mcr p15, 0, %0, c2, c0, 2"
 164                         : : "r" (reg) : "memory");
 165                 /* Set 64-bit TTBR0 */
 166                 asm volatile("mcrr p15, 0, %0, %1, c2"
 167                         :
 168                         : "r"(gd->arch.tlb_addr + (4096 * 4)), "r"(0)
 169                         : "memory");
 170                 /* Set MAIR */
 171                 asm volatile("mcr p15, 0, %0, c10, c2, 0"
 172                         : : "r" (MEMORY_ATTRIBUTES) : "memory");
 173         }
 174 #elif defined(CONFIG_CPU_V7)
 175         /* Set TTBR0 */
 176         reg = gd->arch.tlb_addr & TTBR0_BASE_ADDR_MASK;
 177 #if defined(CONFIG_SYS_ARM_CACHE_WRITETHROUGH)
 178         reg |= TTBR0_RGN_WT | TTBR0_IRGN_WT;
 179 #elif defined(CONFIG_SYS_ARM_CACHE_WRITEALLOC)
 180         reg |= TTBR0_RGN_WBWA | TTBR0_IRGN_WBWA;
 181 #else
 182         reg |= TTBR0_RGN_WB | TTBR0_IRGN_WB;
 183 #endif
 184         asm volatile("mcr p15, 0, %0, c2, c0, 0"
 185                      : : "r" (reg) : "memory");
 186 #else
 187         /* Copy the page table address to cp15 */
 188         asm volatile("mcr p15, 0, %0, c2, c0, 0"
 189                      : : "r" (gd->arch.tlb_addr) : "memory");
 190 #endif
 191         /* Set the access control to all-supervisor */
 192         asm volatile("mcr p15, 0, %0, c3, c0, 0"
 193                      : : "r" (~0));
 194
 195         arm_init_domains();
 196
 197         /* and enable the mmu */
 198         reg = get_cr(); /* get control reg. */
 199         cp_delay();
 200         set_cr(reg | CR_M);
 201 }
 202
 203 static int mmu_enabled(void)
 204 {
 205         return get_cr() & CR_M;
 206 }
 207
 208 /* cache_bit must be either CR_I or CR_C */
 209 static void cache_enable(uint32_t cache_bit)
 210 {
 211         uint32_t reg;
 212
 213         /* The data cache is not active unless the mmu is enabled too */
 214         if ((cache_bit == CR_C) && !mmu_enabled())
 215                 mmu_setup();
 216         reg = get_cr(); /* get control reg. */
 217         cp_delay();
 218         set_cr(reg | cache_bit);
 219 }
 220
 221 /* cache_bit must be either CR_I or CR_C */
 222 static void cache_disable(uint32_t cache_bit)
 223 {
 224         uint32_t reg;
 225
 226         reg = get_cr();
 227         cp_delay();
 228
 229         if (cache_bit == CR_C) {
 230                 /* if cache isn;t enabled no need to disable */
 231                 if ((reg & CR_C) != CR_C)
 232                         return;
 233                 /* if disabling data cache, disable mmu too */
 234                 cache_bit |= CR_M;
 235         }
 236         reg = get_cr();
 237         cp_delay();
 238         if (cache_bit == (CR_C | CR_M))
 239                 flush_dcache_all();
 240         set_cr(reg & ~cache_bit);
 241 }
 242 #endif
 243
 244 #ifdef CONFIG_SYS_ICACHE_OFF
 245 void icache_enable (void)
 246 {
 247         return;
 248 }
 249
 250 void icache_disable (void)
 251 {
 252         return;
 253 }
 254
 255 int icache_status (void)
 256 {
 257         return 0;                                       /* always off */
 258 }
 259 #else
 260 void icache_enable(void)
 261 {
 262         cache_enable(CR_I);
 263 }
 264
 265 void icache_disable(void)
 266 {
 267         cache_disable(CR_I);
 268 }
 269
 270 int icache_status(void)
 271 {
 272         return (get_cr() & CR_I) != 0;
 273 }
 274 #endif
 275
 276 #ifdef CONFIG_SYS_DCACHE_OFF
 277 void dcache_enable (void)
 278 {
 279         return;
 280 }
 281
 282 void dcache_disable (void)
 283 {
 284         return;
 285 }
 286
 287 int dcache_status (void)
 288 {
 289         return 0;                                       /* always off */
 290 }
 291 #else
 292 void dcache_enable(void)
 293 {
 294         cache_enable(CR_C);
 295 }
 296
 297 void dcache_disable(void)
 298 {
 299         cache_disable(CR_C);
 300 }
 301
 302 int dcache_status(void)
 303 {
 304         return (get_cr() & CR_C) != 0;
 305 }
 306 #endif