asm-ppc/mmu_context.h

   1 #ifdef __KERNEL__
   2 #ifndef __PPC_MMU_CONTEXT_H
   3 #define __PPC_MMU_CONTEXT_H
   4
   5 #include <linux/config.h>
   6 #include <asm/atomic.h>
   7 #include <asm/bitops.h>
   8 #include <asm/mmu.h>
   9
  10 /*
  11  * On 32-bit PowerPC 6xx/7xx/7xxx CPUs, we use a set of 16 VSIDs
  12  * (virtual segment identifiers) for each context.  Although the
  13  * hardware supports 24-bit VSIDs, and thus >1 million contexts,
  14  * we only use 32,768 of them.  That is ample, since there can be
  15  * at most around 30,000 tasks in the system anyway, and it means
  16  * that we can use a bitmap to indicate which contexts are in use.
  17  * Using a bitmap means that we entirely avoid all of the problems
  18  * that we used to have when the context number overflowed,
  19  * particularly on SMP systems.
  20  *  -- paulus.
  21  */
  22
  23 /*
  24  * This function defines the mapping from contexts to VSIDs (virtual
  25  * segment IDs).  We use a skew on both the context and the high 4 bits
  26  * of the 32-bit virtual address (the "effective segment ID") in order
  27  * to spread out the entries in the MMU hash table.  Note, if this
  28  * function is changed then arch/ppc/mm/hashtable.S will have to be
  29  * changed to correspond.
  30  */
  31 #define CTX_TO_VSID(ctx, va)    (((ctx) * (897 * 16) + ((va) >> 28) * 0x111) \
  32                                  & 0xffffff)
  33
  34 /*
  35    The MPC8xx has only 16 contexts.  We rotate through them on each
  36    task switch.  A better way would be to keep track of tasks that
  37    own contexts, and implement an LRU usage.  That way very active
  38    tasks don't always have to pay the TLB reload overhead.  The
  39    kernel pages are mapped shared, so the kernel can run on behalf
  40    of any task that makes a kernel entry.  Shared does not mean they
  41    are not protected, just that the ASID comparison is not performed.
  42         -- Dan
  43
  44    The IBM4xx has 256 contexts, so we can just rotate through these
  45    as a way of "switching" contexts.  If the TID of the TLB is zero,
  46    the PID/TID comparison is disabled, so we can use a TID of zero
  47    to represent all kernel pages as shared among all contexts.
  48         -- Dan
  49  */
  50
  51 static inline void enter_lazy_tlb(struct mm_struct *mm, struct task_struct *tsk, unsigned cpu)
  52 {
  53 }
  54
  55 #ifdef CONFIG_8xx
  56 #define NO_CONTEXT              16
  57 #define LAST_CONTEXT            15
  58 #define FIRST_CONTEXT           0
  59
  60 #elif CONFIG_4xx
  61 #define NO_CONTEXT              256
  62 #define LAST_CONTEXT            255
  63 #define FIRST_CONTEXT           1
  64
  65 #else
  66
  67 /* PPC 6xx, 7xx CPUs */
  68 #define NO_CONTEXT              ((mm_context_t) -1)
  69 #define LAST_CONTEXT            32767
  70 #define FIRST_CONTEXT           1
  71 #endif
  72
  73 /*
  74  * Set the current MMU context.
  75  * On 32-bit PowerPCs (other than the 8xx embedded chips), this is done by
  76  * loading up the segment registers for the user part of the address space.
  77  *
  78  * Since the PGD is immediately available, it is much faster to simply
  79  * pass this along as a second parameter, which is required for 8xx and
  80  * can be used for debugging on all processors (if you happen to have
  81  * an Abatron).
  82  */
  83 extern void set_context(mm_context_t context, pgd_t *pgd);
  84
  85 /*
  86  * Bitmap of contexts in use.
  87  * The size of this bitmap is LAST_CONTEXT + 1 bits.
  88  */
  89 extern unsigned long context_map[];
  90
  91 /*
  92  * This caches the next context number that we expect to be free.
  93  * Its use is an optimization only, we can't rely on this context
  94  * number to be free, but it usually will be.
  95  */
  96 extern mm_context_t next_mmu_context;
  97
  98 /*
  99  * If we don't have sufficient contexts to give one to every task
 100  * that could be in the system, we need to be able to steal contexts.
 101  * These variables support that.
 102  */
 103 #if LAST_CONTEXT < 30000
 104 #define FEW_CONTEXTS    1
 105 extern atomic_t nr_free_contexts;
 106 extern struct mm_struct *context_mm[LAST_CONTEXT+1];
 107 extern void steal_context(void);
 108 #endif
 109
 110 /*
 111  * Get a new mmu context for the address space described by `mm'.
 112  */
 113 static inline void get_mmu_context(struct mm_struct *mm)
 114 {
 115         mm_context_t ctx;
 116
 117         if (mm->context != NO_CONTEXT)
 118                 return;
 119 #ifdef FEW_CONTEXTS
 120         while (atomic_dec_if_positive(&nr_free_contexts) < 0)
 121                 steal_context();
 122 #endif
 123         ctx = next_mmu_context;
 124         while (test_and_set_bit(ctx, context_map)) {
 125                 ctx = find_next_zero_bit(context_map, LAST_CONTEXT+1, ctx);
 126                 if (ctx > LAST_CONTEXT)
 127                         ctx = 0;
 128         }
 129         next_mmu_context = (ctx + 1) & LAST_CONTEXT;
 130         mm->context = ctx;
 131 #ifdef FEW_CONTEXTS
 132         context_mm[ctx] = mm;
 133 #endif
 134 }
 135
 136 /*
 137  * Set up the context for a new address space.
 138  */
 139 #define init_new_context(tsk,mm)        (((mm)->context = NO_CONTEXT), 0)
 140
 141 /*
 142  * We're finished using the context for an address space.
 143  */
 144 static inline void destroy_context(struct mm_struct *mm)
 145 {
 146         if (mm->context != NO_CONTEXT) {
 147                 clear_bit(mm->context, context_map);
 148                 mm->context = NO_CONTEXT;
 149 #ifdef FEW_CONTEXTS
 150                 atomic_inc(&nr_free_contexts);
 151 #endif
 152         }
 153 }
 154
 155 static inline void switch_mm(struct mm_struct *prev, struct mm_struct *next,
 156                              struct task_struct *tsk, int cpu)
 157 {
 158         tsk->thread.pgdir = next->pgd;
 159         get_mmu_context(next);
 160         set_context(next->context, next->pgd);
 161 }
 162
 163 /*
 164  * After we have set current->mm to a new value, this activates
 165  * the context for the new mm so we see the new mappings.
 166  */
 167 static inline void activate_mm(struct mm_struct *active_mm, struct mm_struct *mm)
 168 {
 169         current->thread.pgdir = mm->pgd;
 170         get_mmu_context(mm);
 171         set_context(mm->context, mm->pgd);
 172 }
 173
 174 extern void mmu_context_init(void);
 175
 176 #endif /* __PPC_MMU_CONTEXT_H */
 177 #endif /* __KERNEL__ */