regulator: 88pm800: fix LDO vsel_mask value
[linux-drm-fsl-dcu.git] / arch / arc / mm / cache.c
1 /*
2  * ARC Cache Management
3  *
4  * Copyright (C) 2014-15 Synopsys, Inc. (www.synopsys.com)
5  * Copyright (C) 2004, 2007-2010, 2011-2012 Synopsys, Inc. (www.synopsys.com)
6  *
7  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
8  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
9  * published by the Free Software Foundation.
10  */
11
12 #include <linux/module.h>
13 #include <linux/mm.h>
14 #include <linux/sched.h>
15 #include <linux/cache.h>
16 #include <linux/mmu_context.h>
17 #include <linux/syscalls.h>
18 #include <linux/uaccess.h>
19 #include <linux/pagemap.h>
20 #include <asm/cacheflush.h>
21 #include <asm/cachectl.h>
22 #include <asm/setup.h>
23
24 static int l2_line_sz;
25
26 void (*_cache_line_loop_ic_fn)(unsigned long paddr, unsigned long vaddr,
27                                unsigned long sz, const int cacheop);
28
29 char *arc_cache_mumbojumbo(int c, char *buf, int len)
30 {
31         int n = 0;
32         struct cpuinfo_arc_cache *p;
33
34 #define PR_CACHE(p, cfg, str)                                           \
35         if (!(p)->ver)                                                  \
36                 n += scnprintf(buf + n, len - n, str"\t\t: N/A\n");     \
37         else                                                            \
38                 n += scnprintf(buf + n, len - n,                        \
39                         str"\t\t: %uK, %dway/set, %uB Line, %s%s%s\n",  \
40                         (p)->sz_k, (p)->assoc, (p)->line_len,           \
41                         (p)->vipt ? "VIPT" : "PIPT",                    \
42                         (p)->alias ? " aliasing" : "",                  \
43                         IS_ENABLED(cfg) ? "" : " (not used)");
44
45         PR_CACHE(&cpuinfo_arc700[c].icache, CONFIG_ARC_HAS_ICACHE, "I-Cache");
46         PR_CACHE(&cpuinfo_arc700[c].dcache, CONFIG_ARC_HAS_DCACHE, "D-Cache");
47
48         p = &cpuinfo_arc700[c].slc;
49         if (p->ver)
50                 n += scnprintf(buf + n, len - n,
51                         "SLC\t\t: %uK, %uB Line\n", p->sz_k, p->line_len);
52
53         return buf;
54 }
55
56 /*
57  * Read the Cache Build Confuration Registers, Decode them and save into
58  * the cpuinfo structure for later use.
59  * No Validation done here, simply read/convert the BCRs
60  */
61 void read_decode_cache_bcr(void)
62 {
63         struct cpuinfo_arc_cache *p_ic, *p_dc, *p_slc;
64         unsigned int cpu = smp_processor_id();
65         struct bcr_cache {
66 #ifdef CONFIG_CPU_BIG_ENDIAN
67                 unsigned int pad:12, line_len:4, sz:4, config:4, ver:8;
68 #else
69                 unsigned int ver:8, config:4, sz:4, line_len:4, pad:12;
70 #endif
71         } ibcr, dbcr;
72
73         struct bcr_generic sbcr;
74
75         struct bcr_slc_cfg {
76 #ifdef CONFIG_CPU_BIG_ENDIAN
77                 unsigned int pad:24, way:2, lsz:2, sz:4;
78 #else
79                 unsigned int sz:4, lsz:2, way:2, pad:24;
80 #endif
81         } slc_cfg;
82
83         p_ic = &cpuinfo_arc700[cpu].icache;
84         READ_BCR(ARC_REG_IC_BCR, ibcr);
85
86         if (!ibcr.ver)
87                 goto dc_chk;
88
89         if (ibcr.ver <= 3) {
90                 BUG_ON(ibcr.config != 3);
91                 p_ic->assoc = 2;                /* Fixed to 2w set assoc */
92         } else if (ibcr.ver >= 4) {
93                 p_ic->assoc = 1 << ibcr.config; /* 1,2,4,8 */
94         }
95
96         p_ic->line_len = 8 << ibcr.line_len;
97         p_ic->sz_k = 1 << (ibcr.sz - 1);
98         p_ic->ver = ibcr.ver;
99         p_ic->vipt = 1;
100         p_ic->alias = p_ic->sz_k/p_ic->assoc/TO_KB(PAGE_SIZE) > 1;
101
102 dc_chk:
103         p_dc = &cpuinfo_arc700[cpu].dcache;
104         READ_BCR(ARC_REG_DC_BCR, dbcr);
105
106         if (!dbcr.ver)
107                 goto slc_chk;
108
109         if (dbcr.ver <= 3) {
110                 BUG_ON(dbcr.config != 2);
111                 p_dc->assoc = 4;                /* Fixed to 4w set assoc */
112                 p_dc->vipt = 1;
113                 p_dc->alias = p_dc->sz_k/p_dc->assoc/TO_KB(PAGE_SIZE) > 1;
114         } else if (dbcr.ver >= 4) {
115                 p_dc->assoc = 1 << dbcr.config; /* 1,2,4,8 */
116                 p_dc->vipt = 0;
117                 p_dc->alias = 0;                /* PIPT so can't VIPT alias */
118         }
119
120         p_dc->line_len = 16 << dbcr.line_len;
121         p_dc->sz_k = 1 << (dbcr.sz - 1);
122         p_dc->ver = dbcr.ver;
123
124 slc_chk:
125         if (!is_isa_arcv2())
126                 return;
127
128         p_slc = &cpuinfo_arc700[cpu].slc;
129         READ_BCR(ARC_REG_SLC_BCR, sbcr);
130         if (sbcr.ver) {
131                 READ_BCR(ARC_REG_SLC_CFG, slc_cfg);
132                 p_slc->ver = sbcr.ver;
133                 p_slc->sz_k = 128 << slc_cfg.sz;
134                 l2_line_sz = p_slc->line_len = (slc_cfg.lsz == 0) ? 128 : 64;
135         }
136 }
137
138 /*
139  * Line Operation on {I,D}-Cache
140  */
141
142 #define OP_INV          0x1
143 #define OP_FLUSH        0x2
144 #define OP_FLUSH_N_INV  0x3
145 #define OP_INV_IC       0x4
146
147 /*
148  *              I-Cache Aliasing in ARC700 VIPT caches (MMU v1-v3)
149  *
150  * ARC VIPT I-cache uses vaddr to index into cache and paddr to match the tag.
151  * The orig Cache Management Module "CDU" only required paddr to invalidate a
152  * certain line since it sufficed as index in Non-Aliasing VIPT cache-geometry.
153  * Infact for distinct V1,V2,P: all of {V1-P},{V2-P},{P-P} would end up fetching
154  * the exact same line.
155  *
156  * However for larger Caches (way-size > page-size) - i.e. in Aliasing config,
157  * paddr alone could not be used to correctly index the cache.
158  *
159  * ------------------
160  * MMU v1/v2 (Fixed Page Size 8k)
161  * ------------------
162  * The solution was to provide CDU with these additonal vaddr bits. These
163  * would be bits [x:13], x would depend on cache-geometry, 13 comes from
164  * standard page size of 8k.
165  * H/w folks chose [17:13] to be a future safe range, and moreso these 5 bits
166  * of vaddr could easily be "stuffed" in the paddr as bits [4:0] since the
167  * orig 5 bits of paddr were anyways ignored by CDU line ops, as they
168  * represent the offset within cache-line. The adv of using this "clumsy"
169  * interface for additional info was no new reg was needed in CDU programming
170  * model.
171  *
172  * 17:13 represented the max num of bits passable, actual bits needed were
173  * fewer, based on the num-of-aliases possible.
174  * -for 2 alias possibility, only bit 13 needed (32K cache)
175  * -for 4 alias possibility, bits 14:13 needed (64K cache)
176  *
177  * ------------------
178  * MMU v3
179  * ------------------
180  * This ver of MMU supports variable page sizes (1k-16k): although Linux will
181  * only support 8k (default), 16k and 4k.
182  * However from hardware perspective, smaller page sizes aggrevate aliasing
183  * meaning more vaddr bits needed to disambiguate the cache-line-op ;
184  * the existing scheme of piggybacking won't work for certain configurations.
185  * Two new registers IC_PTAG and DC_PTAG inttoduced.
186  * "tag" bits are provided in PTAG, index bits in existing IVIL/IVDL/FLDL regs
187  */
188
189 static inline
190 void __cache_line_loop_v2(unsigned long paddr, unsigned long vaddr,
191                           unsigned long sz, const int op)
192 {
193         unsigned int aux_cmd;
194         int num_lines;
195         const int full_page = __builtin_constant_p(sz) && sz == PAGE_SIZE;
196
197         if (op == OP_INV_IC) {
198                 aux_cmd = ARC_REG_IC_IVIL;
199         } else {
200                 /* d$ cmd: INV (discard or wback-n-discard) OR FLUSH (wback) */
201                 aux_cmd = op & OP_INV ? ARC_REG_DC_IVDL : ARC_REG_DC_FLDL;
202         }
203
204         /* Ensure we properly floor/ceil the non-line aligned/sized requests
205          * and have @paddr - aligned to cache line and integral @num_lines.
206          * This however can be avoided for page sized since:
207          *  -@paddr will be cache-line aligned already (being page aligned)
208          *  -@sz will be integral multiple of line size (being page sized).
209          */
210         if (!full_page) {
211                 sz += paddr & ~CACHE_LINE_MASK;
212                 paddr &= CACHE_LINE_MASK;
213                 vaddr &= CACHE_LINE_MASK;
214         }
215
216         num_lines = DIV_ROUND_UP(sz, L1_CACHE_BYTES);
217
218         /* MMUv2 and before: paddr contains stuffed vaddrs bits */
219         paddr |= (vaddr >> PAGE_SHIFT) & 0x1F;
220
221         while (num_lines-- > 0) {
222                 write_aux_reg(aux_cmd, paddr);
223                 paddr += L1_CACHE_BYTES;
224         }
225 }
226
227 static inline
228 void __cache_line_loop_v3(unsigned long paddr, unsigned long vaddr,
229                           unsigned long sz, const int op)
230 {
231         unsigned int aux_cmd, aux_tag;
232         int num_lines;
233         const int full_page = __builtin_constant_p(sz) && sz == PAGE_SIZE;
234
235         if (op == OP_INV_IC) {
236                 aux_cmd = ARC_REG_IC_IVIL;
237                 aux_tag = ARC_REG_IC_PTAG;
238         } else {
239                 aux_cmd = op & OP_INV ? ARC_REG_DC_IVDL : ARC_REG_DC_FLDL;
240                 aux_tag = ARC_REG_DC_PTAG;
241         }
242
243         /* Ensure we properly floor/ceil the non-line aligned/sized requests
244          * and have @paddr - aligned to cache line and integral @num_lines.
245          * This however can be avoided for page sized since:
246          *  -@paddr will be cache-line aligned already (being page aligned)
247          *  -@sz will be integral multiple of line size (being page sized).
248          */
249         if (!full_page) {
250                 sz += paddr & ~CACHE_LINE_MASK;
251                 paddr &= CACHE_LINE_MASK;
252                 vaddr &= CACHE_LINE_MASK;
253         }
254         num_lines = DIV_ROUND_UP(sz, L1_CACHE_BYTES);
255
256         /*
257          * MMUv3, cache ops require paddr in PTAG reg
258          * if V-P const for loop, PTAG can be written once outside loop
259          */
260         if (full_page)
261                 write_aux_reg(aux_tag, paddr);
262
263         while (num_lines-- > 0) {
264                 if (!full_page) {
265                         write_aux_reg(aux_tag, paddr);
266                         paddr += L1_CACHE_BYTES;
267                 }
268
269                 write_aux_reg(aux_cmd, vaddr);
270                 vaddr += L1_CACHE_BYTES;
271         }
272 }
273
274 /*
275  * In HS38x (MMU v4), although icache is VIPT, only paddr is needed for cache
276  * maintenance ops (in IVIL reg), as long as icache doesn't alias.
277  *
278  * For Aliasing icache, vaddr is also needed (in IVIL), while paddr is
279  * specified in PTAG (similar to MMU v3)
280  */
281 static inline
282 void __cache_line_loop_v4(unsigned long paddr, unsigned long vaddr,
283                           unsigned long sz, const int cacheop)
284 {
285         unsigned int aux_cmd;
286         int num_lines;
287         const int full_page_op = __builtin_constant_p(sz) && sz == PAGE_SIZE;
288
289         if (cacheop == OP_INV_IC) {
290                 aux_cmd = ARC_REG_IC_IVIL;
291         } else {
292                 /* d$ cmd: INV (discard or wback-n-discard) OR FLUSH (wback) */
293                 aux_cmd = cacheop & OP_INV ? ARC_REG_DC_IVDL : ARC_REG_DC_FLDL;
294         }
295
296         /* Ensure we properly floor/ceil the non-line aligned/sized requests
297          * and have @paddr - aligned to cache line and integral @num_lines.
298          * This however can be avoided for page sized since:
299          *  -@paddr will be cache-line aligned already (being page aligned)
300          *  -@sz will be integral multiple of line size (being page sized).
301          */
302         if (!full_page_op) {
303                 sz += paddr & ~CACHE_LINE_MASK;
304                 paddr &= CACHE_LINE_MASK;
305         }
306
307         num_lines = DIV_ROUND_UP(sz, L1_CACHE_BYTES);
308
309         while (num_lines-- > 0) {
310                 write_aux_reg(aux_cmd, paddr);
311                 paddr += L1_CACHE_BYTES;
312         }
313 }
314
315 #if (CONFIG_ARC_MMU_VER < 3)
316 #define __cache_line_loop       __cache_line_loop_v2
317 #elif (CONFIG_ARC_MMU_VER == 3)
318 #define __cache_line_loop       __cache_line_loop_v3
319 #elif (CONFIG_ARC_MMU_VER > 3)
320 #define __cache_line_loop       __cache_line_loop_v4
321 #endif
322
323 #ifdef CONFIG_ARC_HAS_DCACHE
324
325 /***************************************************************
326  * Machine specific helpers for Entire D-Cache or Per Line ops
327  */
328
329 static inline void __before_dc_op(const int op)
330 {
331         if (op == OP_FLUSH_N_INV) {
332                 /* Dcache provides 2 cmd: FLUSH or INV
333                  * INV inturn has sub-modes: DISCARD or FLUSH-BEFORE
334                  * flush-n-inv is achieved by INV cmd but with IM=1
335                  * So toggle INV sub-mode depending on op request and default
336                  */
337                 const unsigned int ctl = ARC_REG_DC_CTRL;
338                 write_aux_reg(ctl, read_aux_reg(ctl) | DC_CTRL_INV_MODE_FLUSH);
339         }
340 }
341
342 static inline void __after_dc_op(const int op)
343 {
344         if (op & OP_FLUSH) {
345                 const unsigned int ctl = ARC_REG_DC_CTRL;
346                 unsigned int reg;
347
348                 /* flush / flush-n-inv both wait */
349                 while ((reg = read_aux_reg(ctl)) & DC_CTRL_FLUSH_STATUS)
350                         ;
351
352                 /* Switch back to default Invalidate mode */
353                 if (op == OP_FLUSH_N_INV)
354                         write_aux_reg(ctl, reg & ~DC_CTRL_INV_MODE_FLUSH);
355         }
356 }
357
358 /*
359  * Operation on Entire D-Cache
360  * @op = {OP_INV, OP_FLUSH, OP_FLUSH_N_INV}
361  * Note that constant propagation ensures all the checks are gone
362  * in generated code
363  */
364 static inline void __dc_entire_op(const int op)
365 {
366         int aux;
367
368         __before_dc_op(op);
369
370         if (op & OP_INV)        /* Inv or flush-n-inv use same cmd reg */
371                 aux = ARC_REG_DC_IVDC;
372         else
373                 aux = ARC_REG_DC_FLSH;
374
375         write_aux_reg(aux, 0x1);
376
377         __after_dc_op(op);
378 }
379
380 /* For kernel mappings cache operation: index is same as paddr */
381 #define __dc_line_op_k(p, sz, op)       __dc_line_op(p, p, sz, op)
382
383 /*
384  * D-Cache Line ops: Per Line INV (discard or wback+discard) or FLUSH (wback)
385  */
386 static inline void __dc_line_op(unsigned long paddr, unsigned long vaddr,
387                                 unsigned long sz, const int op)
388 {
389         unsigned long flags;
390
391         local_irq_save(flags);
392
393         __before_dc_op(op);
394
395         __cache_line_loop(paddr, vaddr, sz, op);
396
397         __after_dc_op(op);
398
399         local_irq_restore(flags);
400 }
401
402 #else
403
404 #define __dc_entire_op(op)
405 #define __dc_line_op(paddr, vaddr, sz, op)
406 #define __dc_line_op_k(paddr, sz, op)
407
408 #endif /* CONFIG_ARC_HAS_DCACHE */
409
410 #ifdef CONFIG_ARC_HAS_ICACHE
411
412 static inline void __ic_entire_inv(void)
413 {
414         write_aux_reg(ARC_REG_IC_IVIC, 1);
415         read_aux_reg(ARC_REG_IC_CTRL);  /* blocks */
416 }
417
418 static inline void
419 __ic_line_inv_vaddr_local(unsigned long paddr, unsigned long vaddr,
420                           unsigned long sz)
421 {
422         unsigned long flags;
423
424         local_irq_save(flags);
425         (*_cache_line_loop_ic_fn)(paddr, vaddr, sz, OP_INV_IC);
426         local_irq_restore(flags);
427 }
428
429 #ifndef CONFIG_SMP
430
431 #define __ic_line_inv_vaddr(p, v, s)    __ic_line_inv_vaddr_local(p, v, s)
432
433 #else
434
435 struct ic_inv_args {
436         unsigned long paddr, vaddr;
437         int sz;
438 };
439
440 static void __ic_line_inv_vaddr_helper(void *info)
441 {
442         struct ic_inv_args *ic_inv = info;
443
444         __ic_line_inv_vaddr_local(ic_inv->paddr, ic_inv->vaddr, ic_inv->sz);
445 }
446
447 static void __ic_line_inv_vaddr(unsigned long paddr, unsigned long vaddr,
448                                 unsigned long sz)
449 {
450         struct ic_inv_args ic_inv = {
451                 .paddr = paddr,
452                 .vaddr = vaddr,
453                 .sz    = sz
454         };
455
456         on_each_cpu(__ic_line_inv_vaddr_helper, &ic_inv, 1);
457 }
458
459 #endif  /* CONFIG_SMP */
460
461 #else   /* !CONFIG_ARC_HAS_ICACHE */
462
463 #define __ic_entire_inv()
464 #define __ic_line_inv_vaddr(pstart, vstart, sz)
465
466 #endif /* CONFIG_ARC_HAS_ICACHE */
467
468 noinline void slc_op(unsigned long paddr, unsigned long sz, const int op)
469 {
470 #ifdef CONFIG_ISA_ARCV2
471         unsigned long flags;
472         unsigned int ctrl;
473
474         local_irq_save(flags);
475
476         /*
477          * The Region Flush operation is specified by CTRL.RGN_OP[11..9]
478          *  - b'000 (default) is Flush,
479          *  - b'001 is Invalidate if CTRL.IM == 0
480          *  - b'001 is Flush-n-Invalidate if CTRL.IM == 1
481          */
482         ctrl = read_aux_reg(ARC_REG_SLC_CTRL);
483
484         /* Don't rely on default value of IM bit */
485         if (!(op & OP_FLUSH))           /* i.e. OP_INV */
486                 ctrl &= ~SLC_CTRL_IM;   /* clear IM: Disable flush before Inv */
487         else
488                 ctrl |= SLC_CTRL_IM;
489
490         if (op & OP_INV)
491                 ctrl |= SLC_CTRL_RGN_OP_INV;    /* Inv or flush-n-inv */
492         else
493                 ctrl &= ~SLC_CTRL_RGN_OP_INV;
494
495         write_aux_reg(ARC_REG_SLC_CTRL, ctrl);
496
497         /*
498          * Lower bits are ignored, no need to clip
499          * END needs to be setup before START (latter triggers the operation)
500          * END can't be same as START, so add (l2_line_sz - 1) to sz
501          */
502         write_aux_reg(ARC_REG_SLC_RGN_END, (paddr + sz + l2_line_sz - 1));
503         write_aux_reg(ARC_REG_SLC_RGN_START, paddr);
504
505         while (read_aux_reg(ARC_REG_SLC_CTRL) & SLC_CTRL_BUSY);
506
507         local_irq_restore(flags);
508 #endif
509 }
510
511 static inline int need_slc_flush(void)
512 {
513         return is_isa_arcv2() && l2_line_sz;
514 }
515
516 /***********************************************************
517  * Exported APIs
518  */
519
520 /*
521  * Handle cache congruency of kernel and userspace mappings of page when kernel
522  * writes-to/reads-from
523  *
524  * The idea is to defer flushing of kernel mapping after a WRITE, possible if:
525  *  -dcache is NOT aliasing, hence any U/K-mappings of page are congruent
526  *  -U-mapping doesn't exist yet for page (finalised in update_mmu_cache)
527  *  -In SMP, if hardware caches are coherent
528  *
529  * There's a corollary case, where kernel READs from a userspace mapped page.
530  * If the U-mapping is not congruent to to K-mapping, former needs flushing.
531  */
532 void flush_dcache_page(struct page *page)
533 {
534         struct address_space *mapping;
535
536         if (!cache_is_vipt_aliasing()) {
537                 clear_bit(PG_dc_clean, &page->flags);
538                 return;
539         }
540
541         /* don't handle anon pages here */
542         mapping = page_mapping(page);
543         if (!mapping)
544                 return;
545
546         /*
547          * pagecache page, file not yet mapped to userspace
548          * Make a note that K-mapping is dirty
549          */
550         if (!mapping_mapped(mapping)) {
551                 clear_bit(PG_dc_clean, &page->flags);
552         } else if (page_mapped(page)) {
553
554                 /* kernel reading from page with U-mapping */
555                 unsigned long paddr = (unsigned long)page_address(page);
556                 unsigned long vaddr = page->index << PAGE_CACHE_SHIFT;
557
558                 if (addr_not_cache_congruent(paddr, vaddr))
559                         __flush_dcache_page(paddr, vaddr);
560         }
561 }
562 EXPORT_SYMBOL(flush_dcache_page);
563
564 void dma_cache_wback_inv(unsigned long start, unsigned long sz)
565 {
566         __dc_line_op_k(start, sz, OP_FLUSH_N_INV);
567
568         if (need_slc_flush())
569                 slc_op(start, sz, OP_FLUSH_N_INV);
570 }
571 EXPORT_SYMBOL(dma_cache_wback_inv);
572
573 void dma_cache_inv(unsigned long start, unsigned long sz)
574 {
575         __dc_line_op_k(start, sz, OP_INV);
576
577         if (need_slc_flush())
578                 slc_op(start, sz, OP_INV);
579 }
580 EXPORT_SYMBOL(dma_cache_inv);
581
582 void dma_cache_wback(unsigned long start, unsigned long sz)
583 {
584         __dc_line_op_k(start, sz, OP_FLUSH);
585
586         if (need_slc_flush())
587                 slc_op(start, sz, OP_FLUSH);
588 }
589 EXPORT_SYMBOL(dma_cache_wback);
590
591 /*
592  * This is API for making I/D Caches consistent when modifying
593  * kernel code (loadable modules, kprobes, kgdb...)
594  * This is called on insmod, with kernel virtual address for CODE of
595  * the module. ARC cache maintenance ops require PHY address thus we
596  * need to convert vmalloc addr to PHY addr
597  */
598 void flush_icache_range(unsigned long kstart, unsigned long kend)
599 {
600         unsigned int tot_sz;
601
602         WARN(kstart < TASK_SIZE, "%s() can't handle user vaddr", __func__);
603
604         /* Shortcut for bigger flush ranges.
605          * Here we don't care if this was kernel virtual or phy addr
606          */
607         tot_sz = kend - kstart;
608         if (tot_sz > PAGE_SIZE) {
609                 flush_cache_all();
610                 return;
611         }
612
613         /* Case: Kernel Phy addr (0x8000_0000 onwards) */
614         if (likely(kstart > PAGE_OFFSET)) {
615                 /*
616                  * The 2nd arg despite being paddr will be used to index icache
617                  * This is OK since no alternate virtual mappings will exist
618                  * given the callers for this case: kprobe/kgdb in built-in
619                  * kernel code only.
620                  */
621                 __sync_icache_dcache(kstart, kstart, kend - kstart);
622                 return;
623         }
624
625         /*
626          * Case: Kernel Vaddr (0x7000_0000 to 0x7fff_ffff)
627          * (1) ARC Cache Maintenance ops only take Phy addr, hence special
628          *     handling of kernel vaddr.
629          *
630          * (2) Despite @tot_sz being < PAGE_SIZE (bigger cases handled already),
631          *     it still needs to handle  a 2 page scenario, where the range
632          *     straddles across 2 virtual pages and hence need for loop
633          */
634         while (tot_sz > 0) {
635                 unsigned int off, sz;
636                 unsigned long phy, pfn;
637
638                 off = kstart % PAGE_SIZE;
639                 pfn = vmalloc_to_pfn((void *)kstart);
640                 phy = (pfn << PAGE_SHIFT) + off;
641                 sz = min_t(unsigned int, tot_sz, PAGE_SIZE - off);
642                 __sync_icache_dcache(phy, kstart, sz);
643                 kstart += sz;
644                 tot_sz -= sz;
645         }
646 }
647 EXPORT_SYMBOL(flush_icache_range);
648
649 /*
650  * General purpose helper to make I and D cache lines consistent.
651  * @paddr is phy addr of region
652  * @vaddr is typically user vaddr (breakpoint) or kernel vaddr (vmalloc)
653  *    However in one instance, when called by kprobe (for a breakpt in
654  *    builtin kernel code) @vaddr will be paddr only, meaning CDU operation will
655  *    use a paddr to index the cache (despite VIPT). This is fine since since a
656  *    builtin kernel page will not have any virtual mappings.
657  *    kprobe on loadable module will be kernel vaddr.
658  */
659 void __sync_icache_dcache(unsigned long paddr, unsigned long vaddr, int len)
660 {
661         __dc_line_op(paddr, vaddr, len, OP_FLUSH_N_INV);
662         __ic_line_inv_vaddr(paddr, vaddr, len);
663 }
664
665 /* wrapper to compile time eliminate alignment checks in flush loop */
666 void __inv_icache_page(unsigned long paddr, unsigned long vaddr)
667 {
668         __ic_line_inv_vaddr(paddr, vaddr, PAGE_SIZE);
669 }
670
671 /*
672  * wrapper to clearout kernel or userspace mappings of a page
673  * For kernel mappings @vaddr == @paddr
674  */
675 void __flush_dcache_page(unsigned long paddr, unsigned long vaddr)
676 {
677         __dc_line_op(paddr, vaddr & PAGE_MASK, PAGE_SIZE, OP_FLUSH_N_INV);
678 }
679
680 noinline void flush_cache_all(void)
681 {
682         unsigned long flags;
683
684         local_irq_save(flags);
685
686         __ic_entire_inv();
687         __dc_entire_op(OP_FLUSH_N_INV);
688
689         local_irq_restore(flags);
690
691 }
692
693 #ifdef CONFIG_ARC_CACHE_VIPT_ALIASING
694
695 void flush_cache_mm(struct mm_struct *mm)
696 {
697         flush_cache_all();
698 }
699
700 void flush_cache_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long u_vaddr,
701                       unsigned long pfn)
702 {
703         unsigned int paddr = pfn << PAGE_SHIFT;
704
705         u_vaddr &= PAGE_MASK;
706
707         __flush_dcache_page(paddr, u_vaddr);
708
709         if (vma->vm_flags & VM_EXEC)
710                 __inv_icache_page(paddr, u_vaddr);
711 }
712
713 void flush_cache_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
714                        unsigned long end)
715 {
716         flush_cache_all();
717 }
718
719 void flush_anon_page(struct vm_area_struct *vma, struct page *page,
720                      unsigned long u_vaddr)
721 {
722         /* TBD: do we really need to clear the kernel mapping */
723         __flush_dcache_page(page_address(page), u_vaddr);
724         __flush_dcache_page(page_address(page), page_address(page));
725
726 }
727
728 #endif
729
730 void copy_user_highpage(struct page *to, struct page *from,
731         unsigned long u_vaddr, struct vm_area_struct *vma)
732 {
733         unsigned long kfrom = (unsigned long)page_address(from);
734         unsigned long kto = (unsigned long)page_address(to);
735         int clean_src_k_mappings = 0;
736
737         /*
738          * If SRC page was already mapped in userspace AND it's U-mapping is
739          * not congruent with K-mapping, sync former to physical page so that
740          * K-mapping in memcpy below, sees the right data
741          *
742          * Note that while @u_vaddr refers to DST page's userspace vaddr, it is
743          * equally valid for SRC page as well
744          */
745         if (page_mapped(from) && addr_not_cache_congruent(kfrom, u_vaddr)) {
746                 __flush_dcache_page(kfrom, u_vaddr);
747                 clean_src_k_mappings = 1;
748         }
749
750         copy_page((void *)kto, (void *)kfrom);
751
752         /*
753          * Mark DST page K-mapping as dirty for a later finalization by
754          * update_mmu_cache(). Although the finalization could have been done
755          * here as well (given that both vaddr/paddr are available).
756          * But update_mmu_cache() already has code to do that for other
757          * non copied user pages (e.g. read faults which wire in pagecache page
758          * directly).
759          */
760         clear_bit(PG_dc_clean, &to->flags);
761
762         /*
763          * if SRC was already usermapped and non-congruent to kernel mapping
764          * sync the kernel mapping back to physical page
765          */
766         if (clean_src_k_mappings) {
767                 __flush_dcache_page(kfrom, kfrom);
768                 set_bit(PG_dc_clean, &from->flags);
769         } else {
770                 clear_bit(PG_dc_clean, &from->flags);
771         }
772 }
773
774 void clear_user_page(void *to, unsigned long u_vaddr, struct page *page)
775 {
776         clear_page(to);
777         clear_bit(PG_dc_clean, &page->flags);
778 }
779
780
781 /**********************************************************************
782  * Explicit Cache flush request from user space via syscall
783  * Needed for JITs which generate code on the fly
784  */
785 SYSCALL_DEFINE3(cacheflush, uint32_t, start, uint32_t, sz, uint32_t, flags)
786 {
787         /* TBD: optimize this */
788         flush_cache_all();
789         return 0;
790 }
791
792 void arc_cache_init(void)
793 {
794         unsigned int __maybe_unused cpu = smp_processor_id();
795         char str[256];
796
797         printk(arc_cache_mumbojumbo(0, str, sizeof(str)));
798
799         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARC_HAS_ICACHE)) {
800                 struct cpuinfo_arc_cache *ic = &cpuinfo_arc700[cpu].icache;
801
802                 if (!ic->ver)
803                         panic("cache support enabled but non-existent cache\n");
804
805                 if (ic->line_len != L1_CACHE_BYTES)
806                         panic("ICache line [%d] != kernel Config [%d]",
807                               ic->line_len, L1_CACHE_BYTES);
808
809                 if (ic->ver != CONFIG_ARC_MMU_VER)
810                         panic("Cache ver [%d] doesn't match MMU ver [%d]\n",
811                               ic->ver, CONFIG_ARC_MMU_VER);
812
813                 /*
814                  * In MMU v4 (HS38x) the alising icache config uses IVIL/PTAG
815                  * pair to provide vaddr/paddr respectively, just as in MMU v3
816                  */
817                 if (is_isa_arcv2() && ic->alias)
818                         _cache_line_loop_ic_fn = __cache_line_loop_v3;
819                 else
820                         _cache_line_loop_ic_fn = __cache_line_loop;
821         }
822
823         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARC_HAS_DCACHE)) {
824                 struct cpuinfo_arc_cache *dc = &cpuinfo_arc700[cpu].dcache;
825
826                 if (!dc->ver)
827                         panic("cache support enabled but non-existent cache\n");
828
829                 if (dc->line_len != L1_CACHE_BYTES)
830                         panic("DCache line [%d] != kernel Config [%d]",
831                               dc->line_len, L1_CACHE_BYTES);
832
833                 /* check for D-Cache aliasing on ARCompact: ARCv2 has PIPT */
834                 if (is_isa_arcompact()) {
835                         int handled = IS_ENABLED(CONFIG_ARC_CACHE_VIPT_ALIASING);
836
837                         if (dc->alias && !handled)
838                                 panic("Enable CONFIG_ARC_CACHE_VIPT_ALIASING\n");
839                         else if (!dc->alias && handled)
840                                 panic("Disable CONFIG_ARC_CACHE_VIPT_ALIASING\n");
841                 }
842         }
843 }