include/asm-ppc/mmu_context.h

   1 /*
   2  * BK Id: SCCS/s.mmu_context.h 1.26 04/05/02 11:33:38 mporter
   3  */
   4 #ifdef __KERNEL__
   5 #ifndef __PPC_MMU_CONTEXT_H
   6 #define __PPC_MMU_CONTEXT_H
   7
   8 #include <linux/config.h>
   9 #include <asm/atomic.h>
  10 #include <asm/bitops.h>
  11 #include <asm/mmu.h>
  12
  13 /*
  14  * On 32-bit PowerPC 6xx/7xx/7xxx CPUs, we use a set of 16 VSIDs
  15  * (virtual segment identifiers) for each context.  Although the
  16  * hardware supports 24-bit VSIDs, and thus >1 million contexts,
  17  * we only use 32,768 of them.  That is ample, since there can be
  18  * at most around 30,000 tasks in the system anyway, and it means
  19  * that we can use a bitmap to indicate which contexts are in use.
  20  * Using a bitmap means that we entirely avoid all of the problems
  21  * that we used to have when the context number overflowed,
  22  * particularly on SMP systems.
  23  *  -- paulus.
  24  */
  25
  26 /*
  27  * This function defines the mapping from contexts to VSIDs (virtual
  28  * segment IDs).  We use a skew on both the context and the high 4 bits
  29  * of the 32-bit virtual address (the "effective segment ID") in order
  30  * to spread out the entries in the MMU hash table.  Note, if this
  31  * function is changed then arch/ppc/mm/hashtable.S will have to be
  32  * changed to correspond.
  33  */
  34 #define CTX_TO_VSID(ctx, va)    (((ctx) * (897 * 16) + ((va) >> 28) * 0x111) \
  35                                  & 0xffffff)
  36
  37 /*
  38    The MPC8xx has only 16 contexts.  We rotate through them on each
  39    task switch.  A better way would be to keep track of tasks that
  40    own contexts, and implement an LRU usage.  That way very active
  41    tasks don't always have to pay the TLB reload overhead.  The
  42    kernel pages are mapped shared, so the kernel can run on behalf
  43    of any task that makes a kernel entry.  Shared does not mean they
  44    are not protected, just that the ASID comparison is not performed.
  45         -- Dan
  46
  47    The IBM4xx has 256 contexts, so we can just rotate through these
  48    as a way of "switching" contexts.  If the TID of the TLB is zero,
  49    the PID/TID comparison is disabled, so we can use a TID of zero
  50    to represent all kernel pages as shared among all contexts.
  51         -- Dan
  52  */
  53
  54 static inline void enter_lazy_tlb(struct mm_struct *mm, struct task_struct *tsk, unsigned cpu)
  55 {
  56 }
  57
  58 #ifdef CONFIG_8xx
  59 #define NO_CONTEXT              16
  60 #define LAST_CONTEXT            15
  61 #define FIRST_CONTEXT           0
  62
  63 #elif CONFIG_4xx
  64 #define NO_CONTEXT              256
  65 #define LAST_CONTEXT            255
  66 #define FIRST_CONTEXT           1
  67
  68 #else
  69
  70 /* PPC 6xx, 7xx CPUs */
  71 #define NO_CONTEXT              ((mm_context_t) -1)
  72 #define LAST_CONTEXT            32767
  73 #define FIRST_CONTEXT           1
  74 #endif
  75
  76 /*
  77  * Set the current MMU context.
  78  * On 32-bit PowerPCs (other than the 8xx embedded chips), this is done by
  79  * loading up the segment registers for the user part of the address space.
  80  *
  81  * Since the PGD is immediately available, it is much faster to simply
  82  * pass this along as a second parameter, which is required for 8xx and
  83  * can be used for debugging on all processors (if you happen to have
  84  * an Abatron).
  85  */
  86 extern void set_context(mm_context_t context, pgd_t *pgd);
  87
  88 /*
  89  * Bitmap of contexts in use.
  90  * The size of this bitmap is LAST_CONTEXT + 1 bits.
  91  */
  92 extern unsigned long context_map[];
  93
  94 /*
  95  * This caches the next context number that we expect to be free.
  96  * Its use is an optimization only, we can't rely on this context
  97  * number to be free, but it usually will be.
  98  */
  99 extern mm_context_t next_mmu_context;
 100
 101 /*
 102  * If we don't have sufficient contexts to give one to every task
 103  * that could be in the system, we need to be able to steal contexts.
 104  * These variables support that.
 105  */
 106 #if LAST_CONTEXT < 30000
 107 #define FEW_CONTEXTS    1
 108 extern atomic_t nr_free_contexts;
 109 extern struct mm_struct *context_mm[LAST_CONTEXT+1];
 110 extern void steal_context(void);
 111 #endif
 112
 113 /*
 114  * Get a new mmu context for the address space described by `mm'.
 115  */
 116 static inline void get_mmu_context(struct mm_struct *mm)
 117 {
 118         mm_context_t ctx;
 119
 120         if (mm->context != NO_CONTEXT)
 121                 return;
 122 #ifdef FEW_CONTEXTS
 123         while (atomic_dec_if_positive(&nr_free_contexts) < 0)
 124                 steal_context();
 125 #endif
 126         ctx = next_mmu_context;
 127         while (test_and_set_bit(ctx, context_map)) {
 128                 ctx = find_next_zero_bit(context_map, LAST_CONTEXT+1, ctx);
 129                 if (ctx > LAST_CONTEXT)
 130                         ctx = 0;
 131         }
 132         next_mmu_context = (ctx + 1) & LAST_CONTEXT;
 133         mm->context = ctx;
 134 #ifdef FEW_CONTEXTS
 135         context_mm[ctx] = mm;
 136 #endif
 137 }
 138
 139 /*
 140  * Set up the context for a new address space.
 141  */
 142 #define init_new_context(tsk,mm)        (((mm)->context = NO_CONTEXT), 0)
 143
 144 /*
 145  * We're finished using the context for an address space.
 146  */
 147 static inline void destroy_context(struct mm_struct *mm)
 148 {
 149         if (mm->context != NO_CONTEXT) {
 150                 clear_bit(mm->context, context_map);
 151                 mm->context = NO_CONTEXT;
 152 #ifdef FEW_CONTEXTS
 153                 atomic_inc(&nr_free_contexts);
 154 #endif
 155         }
 156 }
 157
 158 static inline void switch_mm(struct mm_struct *prev, struct mm_struct *next,
 159                              struct task_struct *tsk, int cpu)
 160 {
 161         tsk->thread.pgdir = next->pgd;
 162         get_mmu_context(next);
 163         set_context(next->context, next->pgd);
 164 }
 165
 166 /*
 167  * After we have set current->mm to a new value, this activates
 168  * the context for the new mm so we see the new mappings.
 169  */
 170 static inline void activate_mm(struct mm_struct *active_mm, struct mm_struct *mm)
 171 {
 172         current->thread.pgdir = mm->pgd;
 173         get_mmu_context(mm);
 174         set_context(mm->context, mm->pgd);
 175 }
 176
 177 extern void mmu_context_init(void);
 178
 179 #endif /* __PPC_MMU_CONTEXT_H */
 180 #endif /* __KERNEL__ */