Pileus Git - ~andy/linux/blob - arch/arc/include/asm/mmu_context.h

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2004, 2007-2010, 2011-2012 Synopsys, Inc. (www.synopsys.com)
   3  *
   4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   5  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   6  * published by the Free Software Foundation.
   7  *
   8  * vineetg: May 2011
   9  *  -Refactored get_new_mmu_context( ) to only handle live-mm.
  10  *   retiring-mm handled in other hooks
  11  *
  12  * Vineetg: March 25th, 2008: Bug #92690
  13  *  -Major rewrite of Core ASID allocation routine get_new_mmu_context
  14  *
  15  * Amit Bhor, Sameer Dhavale: Codito Technologies 2004
  16  */
  17
  18 #ifndef _ASM_ARC_MMU_CONTEXT_H
  19 #define _ASM_ARC_MMU_CONTEXT_H
  20
  21 #include <asm/arcregs.h>
  22 #include <asm/tlb.h>
  23
  24 #include <asm-generic/mm_hooks.h>
  25
  26 /*              ARC700 ASID Management
  27  *
  28  * ARC MMU provides 8-bit ASID (0..255) to TAG TLB entries, allowing entries
  29  * with same vaddr (different tasks) to co-exit. This provides for
  30  * "Fast Context Switch" i.e. no TLB flush on ctxt-switch
  31  *
  32  * Linux assigns each task a unique ASID. A simple round-robin allocation
  33  * of H/w ASID is done using software tracker @asid_cache.
  34  * When it reaches max 255, the allocation cycle starts afresh by flushing
  35  * the entire TLB and wrapping ASID back to zero.
  36  *
  37  * For book-keeping, Linux uses a couple of data-structures:
  38  *  -mm_struct has an @asid field to keep a note of task's ASID (needed at the
  39  *   time of say switch_mm( )
  40  *  -An array of mm structs @asid_mm_map[] for asid->mm the reverse mapping,
  41  *  given an ASID, finding the mm struct associated.
  42  *
  43  * The round-robin allocation algorithm allows for ASID stealing.
  44  * If asid tracker is at "x-1", a new req will allocate "x", even if "x" was
  45  * already assigned to another (switched-out) task. Obviously the prev owner
  46  * is marked with an invalid ASID to make it request for a new ASID when it
  47  * gets scheduled next time. However its TLB entries (with ASID "x") could
  48  * exist, which must be cleared before the same ASID is used by the new owner.
  49  * Flushing them would be plausible but costly solution. Instead we force a
  50  * allocation policy quirk, which ensures that a stolen ASID won't have any
  51  * TLB entries associates, alleviating the need to flush.
  52  * The quirk essentially is not allowing ASID allocated in prev cycle
  53  * to be used past a roll-over in the next cycle.
  54  * When this happens (i.e. task ASID > asid tracker), task needs to refresh
  55  * its ASID, aligning it to current value of tracker. If the task doesn't get
  56  * scheduled past a roll-over, hence its ASID is not yet realigned with
  57  * tracker, such ASID is anyways safely reusable because it is
  58  * gauranteed that TLB entries with that ASID wont exist.
  59  */
  60
  61 #define FIRST_ASID  0
  62 #define MAX_ASID    255                 /* 8 bit PID field in PID Aux reg */
  63 #define NO_ASID     (MAX_ASID + 1)      /* ASID Not alloc to mmu ctxt */
  64 #define NUM_ASID    ((MAX_ASID - FIRST_ASID) + 1)
  65
  66 /* ASID to mm struct mapping */
  67 extern struct mm_struct *asid_mm_map[NUM_ASID + 1];
  68
  69 extern int asid_cache;
  70
  71 /*
  72  * Get a new ASID if task doesn't have a valid one (unalloc or from prev cycle)
  73  * Also set the MMU PID register to existing/updated ASID
  74  */
  75 static inline void get_new_mmu_context(struct mm_struct *mm)
  76 {
  77         struct mm_struct *prev_owner;
  78         unsigned long flags;
  79
  80         local_irq_save(flags);
  81
  82         /*
  83          * Move to new ASID if it was not from current alloc-cycle/generation.
  84          *
  85          * Note: Callers needing new ASID unconditionally, independent of
  86          *       generation, e.g. local_flush_tlb_mm() for forking  parent,
  87          *       first need to destroy the context, setting it to invalid
  88          *       value.
  89          */
  90         if (mm->context.asid <= asid_cache)
  91                 goto set_hw;
  92
  93         /*
  94          * Relinquish the currently owned ASID (if any).
  95          * Doing unconditionally saves a cmp-n-branch; for already unused
  96          * ASID slot, the value was/remains NULL
  97          */
  98         asid_mm_map[mm->context.asid] = (struct mm_struct *)NULL;
  99
 100         /* move to new ASID */
 101         if (++asid_cache > MAX_ASID) {  /* ASID roll-over */
 102                 asid_cache = FIRST_ASID;
 103                 flush_tlb_all();
 104         }
 105
 106         /*
 107          * Is next ASID already owned by some-one else (we are stealing it).
 108          * If so, let the orig owner be aware of this, so when it runs, it
 109          * asks for a brand new ASID. This would only happen for a long-lived
 110          * task with ASID from prev allocation cycle (before ASID roll-over).
 111          *
 112          * This might look wrong - if we are re-using some other task's ASID,
 113          * won't we use it's stale TLB entries too. Actually the algorithm takes
 114          * care of such a case: it ensures that task with ASID from prev alloc
 115          * cycle, when scheduled will refresh it's ASID
 116          * The stealing scenario described here will only happen if that task
 117          * didn't get a chance to refresh it's ASID - implying stale entries
 118          * won't exist.
 119          */
 120         prev_owner = asid_mm_map[asid_cache];
 121         if (prev_owner)
 122                 prev_owner->context.asid = NO_ASID;
 123
 124         /* Assign new ASID to tsk */
 125         asid_mm_map[asid_cache] = mm;
 126         mm->context.asid = asid_cache;
 127
 128 set_hw:
 129         write_aux_reg(ARC_REG_PID, mm->context.asid | MMU_ENABLE);
 130
 131         local_irq_restore(flags);
 132 }
 133
 134 /*
 135  * Initialize the context related info for a new mm_struct
 136  * instance.
 137  */
 138 static inline int
 139 init_new_context(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm)
 140 {
 141         mm->context.asid = NO_ASID;
 142         return 0;
 143 }
 144
 145 /* Prepare the MMU for task: setup PID reg with allocated ASID
 146     If task doesn't have an ASID (never alloc or stolen, get a new ASID)
 147 */
 148 static inline void switch_mm(struct mm_struct *prev, struct mm_struct *next,
 149                              struct task_struct *tsk)
 150 {
 151 #ifndef CONFIG_SMP
 152         /* PGD cached in MMU reg to avoid 3 mem lookups: task->mm->pgd */
 153         write_aux_reg(ARC_REG_SCRATCH_DATA0, next->pgd);
 154 #endif
 155
 156         get_new_mmu_context(next);
 157 }
 158
 159 /*
 160  * Called at the time of execve() to get a new ASID
 161  * Note the subtlety here: get_new_mmu_context() behaves differently here
 162  * vs. in switch_mm(). Here it always returns a new ASID, because mm has
 163  * an unallocated "initial" value, while in latter, it moves to a new ASID,
 164  * only if it was unallocated
 165  */
 166 #define activate_mm(prev, next)         switch_mm(prev, next, NULL)
 167
 168 static inline void destroy_context(struct mm_struct *mm)
 169 {
 170         unsigned long flags;
 171
 172         local_irq_save(flags);
 173
 174         asid_mm_map[mm->context.asid] = NULL;
 175         mm->context.asid = NO_ASID;
 176
 177         local_irq_restore(flags);
 178 }
 179
 180 /* it seemed that deactivate_mm( ) is a reasonable place to do book-keeping
 181  * for retiring-mm. However destroy_context( ) still needs to do that because
 182  * between mm_release( ) = >deactive_mm( ) and
 183  * mmput => .. => __mmdrop( ) => destroy_context( )
 184  * there is a good chance that task gets sched-out/in, making it's ASID valid
 185  * again (this teased me for a whole day).
 186  */
 187 #define deactivate_mm(tsk, mm)   do { } while (0)
 188
 189 #define enter_lazy_tlb(mm, tsk)
 190
 191 #endif /* __ASM_ARC_MMU_CONTEXT_H */