sys/arm/include/pmap.h

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1991 Regents of the University of California.
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   6  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
   7  * Science Department and William Jolitz of UUNET Technologies Inc.
   8  *
   9  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  10  * modification, are permitted provided that the following conditions
  11  * are met:
  12  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  14  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  16  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  17  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  18  *    must display the following acknowledgement:
  19  *      This product includes software developed by the University of
  20  *      California, Berkeley and its contributors.
  21  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  22  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  23  *    without specific prior written permission.
  24  *
  25  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  26  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  27  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  28  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  29  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  30  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  31  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  32  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  33  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  34  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  35  * SUCH DAMAGE.
  36  *
  37  * Derived from hp300 version by Mike Hibler, this version by William
  38  * Jolitz uses a recursive map [a pde points to the page directory] to
  39  * map the page tables using the pagetables themselves. This is done to
  40  * reduce the impact on kernel virtual memory for lots of sparse address
  41  * space, and to reduce the cost of memory to each process.
  42  *
  43  *      from: hp300: @(#)pmap.h 7.2 (Berkeley) 12/16/90
  44  *      from: @(#)pmap.h        7.4 (Berkeley) 5/12/91
  45  *      from: FreeBSD: src/sys/i386/include/pmap.h,v 1.70 2000/11/30
  46  *
  47  * $FreeBSD$
  48  */
  49
  50 #ifndef _MACHINE_PMAP_H_
  51 #define _MACHINE_PMAP_H_
  52
  53 #include <machine/pte.h>
  54 #include <machine/cpuconf.h>
  55 /*
  56  * Pte related macros
  57  */
  58 #if ARM_ARCH_6 || ARM_ARCH_7A
  59 #ifdef SMP
  60 #define PTE_NOCACHE     2
  61 #else
  62 #define PTE_NOCACHE     1
  63 #endif
  64 #define PTE_CACHE       6
  65 #define PTE_DEVICE      2
  66 #define PTE_PAGETABLE   6
  67 #else
  68 #define PTE_NOCACHE     1
  69 #define PTE_CACHE       2
  70 #define PTE_PAGETABLE   3
  71 #endif
  72
  73 enum mem_type {
  74         STRONG_ORD = 0,
  75         DEVICE_NOSHARE,
  76         DEVICE_SHARE,
  77         NRML_NOCACHE,
  78         NRML_IWT_OWT,
  79         NRML_IWB_OWB,
  80         NRML_IWBA_OWBA
  81 };
  82
  83 #ifndef LOCORE
  84
  85 #include <sys/queue.h>
  86 #include <sys/_cpuset.h>
  87 #include <sys/_lock.h>
  88 #include <sys/_mutex.h>
  89
  90 #define PDESIZE         sizeof(pd_entry_t)      /* for assembly files */
  91 #define PTESIZE         sizeof(pt_entry_t)      /* for assembly files */
  92
  93 #ifdef _KERNEL
  94
  95 #define vtophys(va)     pmap_kextract((vm_offset_t)(va))
  96
  97 #endif
  98
  99 #define pmap_page_get_memattr(m)        ((m)->md.pv_memattr)
 100 #define pmap_page_is_write_mapped(m)    (((m)->aflags & PGA_WRITEABLE) != 0)
 101 #if (ARM_MMU_V6 + ARM_MMU_V7) > 0
 102 boolean_t pmap_page_is_mapped(vm_page_t);
 103 #else
 104 #define pmap_page_is_mapped(m)  (!TAILQ_EMPTY(&(m)->md.pv_list))
 105 #endif
 106 void pmap_page_set_memattr(vm_page_t m, vm_memattr_t ma);
 107
 108 /*
 109  * Pmap stuff
 110  */
 111
 112 /*
 113  * This structure is used to hold a virtual<->physical address
 114  * association and is used mostly by bootstrap code
 115  */
 116 struct pv_addr {
 117         SLIST_ENTRY(pv_addr) pv_list;
 118         vm_offset_t     pv_va;
 119         vm_paddr_t      pv_pa;
 120 };
 121
 122 struct  pv_entry;
 123 struct  pv_chunk;
 124
 125 struct  md_page {
 126         int pvh_attrs;
 127         vm_memattr_t     pv_memattr;
 128 #if (ARM_MMU_V6 + ARM_MMU_V7) == 0
 129         vm_offset_t pv_kva;             /* first kernel VA mapping */
 130 #endif
 131         TAILQ_HEAD(,pv_entry)   pv_list;
 132 };
 133
 134 struct l1_ttable;
 135 struct l2_dtable;
 136
 137
 138 /*
 139  * The number of L2 descriptor tables which can be tracked by an l2_dtable.
 140  * A bucket size of 16 provides for 16MB of contiguous virtual address
 141  * space per l2_dtable. Most processes will, therefore, require only two or
 142  * three of these to map their whole working set.
 143  */
 144 #define L2_BUCKET_LOG2  4
 145 #define L2_BUCKET_SIZE  (1 << L2_BUCKET_LOG2)
 146 /*
 147  * Given the above "L2-descriptors-per-l2_dtable" constant, the number
 148  * of l2_dtable structures required to track all possible page descriptors
 149  * mappable by an L1 translation table is given by the following constants:
 150  */
 151 #define L2_LOG2         ((32 - L1_S_SHIFT) - L2_BUCKET_LOG2)
 152 #define L2_SIZE         (1 << L2_LOG2)
 153
 154 struct  pmap {
 155         struct mtx              pm_mtx;
 156         u_int8_t                pm_domain;
 157         struct l1_ttable        *pm_l1;
 158         struct l2_dtable        *pm_l2[L2_SIZE];
 159         cpuset_t                pm_active;      /* active on cpus */
 160         struct pmap_statistics  pm_stats;       /* pmap statictics */
 161 #if (ARM_MMU_V6 + ARM_MMU_V7) != 0
 162         TAILQ_HEAD(,pv_chunk)   pm_pvchunk;     /* list of mappings in pmap */
 163 #else
 164         TAILQ_HEAD(,pv_entry)   pm_pvlist;      /* list of mappings in pmap */
 165 #endif
 166 };
 167
 168 typedef struct pmap *pmap_t;
 169
 170 #ifdef _KERNEL
 171 extern struct pmap      kernel_pmap_store;
 172 #define kernel_pmap     (&kernel_pmap_store)
 173 #define pmap_kernel() kernel_pmap
 174
 175 #define PMAP_ASSERT_LOCKED(pmap) \
 176                                 mtx_assert(&(pmap)->pm_mtx, MA_OWNED)
 177 #define PMAP_LOCK(pmap)         mtx_lock(&(pmap)->pm_mtx)
 178 #define PMAP_LOCK_DESTROY(pmap) mtx_destroy(&(pmap)->pm_mtx)
 179 #define PMAP_LOCK_INIT(pmap)    mtx_init(&(pmap)->pm_mtx, "pmap", \
 180                                     NULL, MTX_DEF | MTX_DUPOK)
 181 #define PMAP_OWNED(pmap)        mtx_owned(&(pmap)->pm_mtx)
 182 #define PMAP_MTX(pmap)          (&(pmap)->pm_mtx)
 183 #define PMAP_TRYLOCK(pmap)      mtx_trylock(&(pmap)->pm_mtx)
 184 #define PMAP_UNLOCK(pmap)       mtx_unlock(&(pmap)->pm_mtx)
 185 #endif
 186
 187
 188 /*
 189  * For each vm_page_t, there is a list of all currently valid virtual
 190  * mappings of that page.  An entry is a pv_entry_t, the list is pv_list.
 191  */
 192 typedef struct pv_entry {
 193         vm_offset_t     pv_va;          /* virtual address for mapping */
 194         TAILQ_ENTRY(pv_entry)   pv_list;
 195         int             pv_flags;       /* flags (wired, etc...) */
 196 #if (ARM_MMU_V6 + ARM_MMU_V7) == 0
 197         pmap_t          pv_pmap;        /* pmap where mapping lies */
 198         TAILQ_ENTRY(pv_entry)   pv_plist;
 199 #endif
 200 } *pv_entry_t;
 201
 202 /*
 203  * pv_entries are allocated in chunks per-process.  This avoids the
 204  * need to track per-pmap assignments.
 205  */
 206 #define _NPCM   8
 207 #define _NPCPV  252
 208
 209 struct pv_chunk {
 210         pmap_t                  pc_pmap;
 211         TAILQ_ENTRY(pv_chunk)   pc_list;
 212         uint32_t                pc_map[_NPCM];  /* bitmap; 1 = free */
 213         uint32_t                pc_dummy[3];    /* aligns pv_chunk to 4KB */
 214         TAILQ_ENTRY(pv_chunk)   pc_lru;
 215         struct pv_entry         pc_pventry[_NPCPV];
 216 };
 217
 218 #ifdef _KERNEL
 219
 220 boolean_t pmap_get_pde_pte(pmap_t, vm_offset_t, pd_entry_t **, pt_entry_t **);
 221
 222 /*
 223  * virtual address to page table entry and
 224  * to physical address. Likewise for alternate address space.
 225  * Note: these work recursively, thus vtopte of a pte will give
 226  * the corresponding pde that in turn maps it.
 227  */
 228
 229 /*
 230  * The current top of kernel VM.
 231  */
 232 extern vm_offset_t pmap_curmaxkvaddr;
 233
 234 struct pcb;
 235
 236 void    pmap_set_pcb_pagedir(pmap_t, struct pcb *);
 237 /* Virtual address to page table entry */
 238 static __inline pt_entry_t *
 239 vtopte(vm_offset_t va)
 240 {
 241         pd_entry_t *pdep;
 242         pt_entry_t *ptep;
 243
 244         if (pmap_get_pde_pte(pmap_kernel(), va, &pdep, &ptep) == FALSE)
 245                 return (NULL);
 246         return (ptep);
 247 }
 248
 249 extern vm_paddr_t phys_avail[];
 250 extern vm_offset_t virtual_avail;
 251 extern vm_offset_t virtual_end;
 252
 253 void    pmap_bootstrap(vm_offset_t firstaddr, struct pv_addr *l1pt);
 254 int     pmap_change_attr(vm_offset_t, vm_size_t, int);
 255 void    pmap_kenter(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa);
 256 void    pmap_kenter_nocache(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa);
 257 void    pmap_kenter_device(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa);
 258 void    *pmap_kenter_temp(vm_paddr_t pa, int i);
 259 void    pmap_kenter_user(vm_offset_t va, vm_paddr_t pa);
 260 vm_paddr_t pmap_kextract(vm_offset_t va);
 261 void    pmap_kremove(vm_offset_t);
 262 void    *pmap_mapdev(vm_offset_t, vm_size_t);
 263 void    pmap_unmapdev(vm_offset_t, vm_size_t);
 264 vm_page_t       pmap_use_pt(pmap_t, vm_offset_t);
 265 void    pmap_debug(int);
 266 #if (ARM_MMU_V6 + ARM_MMU_V7) == 0
 267 void    pmap_map_section(vm_offset_t, vm_offset_t, vm_offset_t, int, int);
 268 #endif
 269 void    pmap_link_l2pt(vm_offset_t, vm_offset_t, struct pv_addr *);
 270 vm_size_t       pmap_map_chunk(vm_offset_t, vm_offset_t, vm_offset_t, vm_size_t, int, int);
 271 void
 272 pmap_map_entry(vm_offset_t l1pt, vm_offset_t va, vm_offset_t pa, int prot,
 273     int cache);
 274 int pmap_fault_fixup(pmap_t, vm_offset_t, vm_prot_t, int);
 275 int pmap_dmap_iscurrent(pmap_t pmap);
 276
 277 /*
 278  * Definitions for MMU domains
 279  */
 280 #define PMAP_DOMAINS            15      /* 15 'user' domains (1-15) */
 281 #define PMAP_DOMAIN_KERNEL      0       /* The kernel uses domain #0 */
 282
 283 /*
 284  * The new pmap ensures that page-tables are always mapping Write-Thru.
 285  * Thus, on some platforms we can run fast and loose and avoid syncing PTEs
 286  * on every change.
 287  *
 288  * Unfortunately, not all CPUs have a write-through cache mode.  So we
 289  * define PMAP_NEEDS_PTE_SYNC for C code to conditionally do PTE syncs,
 290  * and if there is the chance for PTE syncs to be needed, we define
 291  * PMAP_INCLUDE_PTE_SYNC so e.g. assembly code can include (and run)
 292  * the code.
 293  */
 294 extern int pmap_needs_pte_sync;
 295
 296 /*
 297  * These macros define the various bit masks in the PTE.
 298  *
 299  * We use these macros since we use different bits on different processor
 300  * models.
 301  */
 302
 303 #define L1_S_CACHE_MASK_generic (L1_S_B|L1_S_C)
 304 #define L1_S_CACHE_MASK_xscale  (L1_S_B|L1_S_C|L1_S_XSCALE_TEX(TEX_XSCALE_X)|\
 305                                 L1_S_XSCALE_TEX(TEX_XSCALE_T))
 306
 307 #define L2_L_CACHE_MASK_generic (L2_B|L2_C)
 308 #define L2_L_CACHE_MASK_xscale  (L2_B|L2_C|L2_XSCALE_L_TEX(TEX_XSCALE_X) | \
 309                                 L2_XSCALE_L_TEX(TEX_XSCALE_T))
 310
 311 #define L2_S_PROT_U_generic     (L2_AP(AP_U))
 312 #define L2_S_PROT_W_generic     (L2_AP(AP_W))
 313 #define L2_S_PROT_MASK_generic  (L2_S_PROT_U|L2_S_PROT_W)
 314
 315 #define L2_S_PROT_U_xscale      (L2_AP0(AP_U))
 316 #define L2_S_PROT_W_xscale      (L2_AP0(AP_W))
 317 #define L2_S_PROT_MASK_xscale   (L2_S_PROT_U|L2_S_PROT_W)
 318
 319 #define L2_S_CACHE_MASK_generic (L2_B|L2_C)
 320 #define L2_S_CACHE_MASK_xscale  (L2_B|L2_C|L2_XSCALE_T_TEX(TEX_XSCALE_X)| \
 321                                  L2_XSCALE_T_TEX(TEX_XSCALE_X))
 322
 323 #define L1_S_PROTO_generic      (L1_TYPE_S | L1_S_IMP)
 324 #define L1_S_PROTO_xscale       (L1_TYPE_S)
 325
 326 #define L1_C_PROTO_generic      (L1_TYPE_C | L1_C_IMP2)
 327 #define L1_C_PROTO_xscale       (L1_TYPE_C)
 328
 329 #define L2_L_PROTO              (L2_TYPE_L)
 330
 331 #define L2_S_PROTO_generic      (L2_TYPE_S)
 332 #define L2_S_PROTO_xscale       (L2_TYPE_XSCALE_XS)
 333
 334 /*
 335  * User-visible names for the ones that vary with MMU class.
 336  */
 337 #if (ARM_MMU_V6 + ARM_MMU_V7) != 0
 338 #define L2_AP(x)        (L2_AP0(x))
 339 #else
 340 #define L2_AP(x)        (L2_AP0(x) | L2_AP1(x) | L2_AP2(x) | L2_AP3(x))
 341 #endif
 342
 343 #if ARM_NMMUS > 1
 344 /* More than one MMU class configured; use variables. */
 345 #define L2_S_PROT_U             pte_l2_s_prot_u
 346 #define L2_S_PROT_W             pte_l2_s_prot_w
 347 #define L2_S_PROT_MASK          pte_l2_s_prot_mask
 348
 349 #define L1_S_CACHE_MASK         pte_l1_s_cache_mask
 350 #define L2_L_CACHE_MASK         pte_l2_l_cache_mask
 351 #define L2_S_CACHE_MASK         pte_l2_s_cache_mask
 352
 353 #define L1_S_PROTO              pte_l1_s_proto
 354 #define L1_C_PROTO              pte_l1_c_proto
 355 #define L2_S_PROTO              pte_l2_s_proto
 356
 357 #elif (ARM_MMU_GENERIC + ARM_MMU_SA1) != 0
 358 #define L2_S_PROT_U             L2_S_PROT_U_generic
 359 #define L2_S_PROT_W             L2_S_PROT_W_generic
 360 #define L2_S_PROT_MASK          L2_S_PROT_MASK_generic
 361
 362 #define L1_S_CACHE_MASK         L1_S_CACHE_MASK_generic
 363 #define L2_L_CACHE_MASK         L2_L_CACHE_MASK_generic
 364 #define L2_S_CACHE_MASK         L2_S_CACHE_MASK_generic
 365
 366 #define L1_S_PROTO              L1_S_PROTO_generic
 367 #define L1_C_PROTO              L1_C_PROTO_generic
 368 #define L2_S_PROTO              L2_S_PROTO_generic
 369
 370 #elif ARM_MMU_XSCALE == 1
 371 #define L2_S_PROT_U             L2_S_PROT_U_xscale
 372 #define L2_S_PROT_W             L2_S_PROT_W_xscale
 373 #define L2_S_PROT_MASK          L2_S_PROT_MASK_xscale
 374
 375 #define L1_S_CACHE_MASK         L1_S_CACHE_MASK_xscale
 376 #define L2_L_CACHE_MASK         L2_L_CACHE_MASK_xscale
 377 #define L2_S_CACHE_MASK         L2_S_CACHE_MASK_xscale
 378
 379 #define L1_S_PROTO              L1_S_PROTO_xscale
 380 #define L1_C_PROTO              L1_C_PROTO_xscale
 381 #define L2_S_PROTO              L2_S_PROTO_xscale
 382
 383 #elif (ARM_MMU_V6 + ARM_MMU_V7) != 0
 384 /*
 385  * AP[2:1] access permissions model:
 386  *
 387  * AP[2](APX)   - Write Disable
 388  * AP[1]        - User Enable
 389  * AP[0]        - Reference Flag
 390  *
 391  * AP[2]     AP[1]     Kernel     User
 392  *  0          0        R/W        N
 393  *  0          1        R/W       R/W
 394  *  1          0         R         N
 395  *  1          1         R         R
 396  *
 397  */
 398 #define L2_S_PROT_R             (0)             /* kernel read */
 399 #define L2_S_PROT_U             (L2_AP0(2))     /* user read */
 400 #define L2_S_REF                (L2_AP0(1))     /* reference flag */
 401
 402 #define L2_S_PROT_MASK          (L2_S_PROT_U|L2_S_PROT_R|L2_APX)
 403 #define L2_S_EXECUTABLE(pte)    (!(pte & L2_XN))
 404 #define L2_S_WRITABLE(pte)      (!(pte & L2_APX))
 405 #define L2_S_REFERENCED(pte)    (!!(pte & L2_S_REF))
 406
 407 #ifndef SMP
 408 #define L1_S_CACHE_MASK         (L1_S_TEX_MASK|L1_S_B|L1_S_C)
 409 #define L2_L_CACHE_MASK         (L2_L_TEX_MASK|L2_B|L2_C)
 410 #define L2_S_CACHE_MASK         (L2_S_TEX_MASK|L2_B|L2_C)
 411 #else
 412 #define L1_S_CACHE_MASK         (L1_S_TEX_MASK|L1_S_B|L1_S_C|L1_SHARED)
 413 #define L2_L_CACHE_MASK         (L2_L_TEX_MASK|L2_B|L2_C|L2_SHARED)
 414 #define L2_S_CACHE_MASK         (L2_S_TEX_MASK|L2_B|L2_C|L2_SHARED)
 415 #endif  /* SMP */
 416
 417 #define L1_S_PROTO              (L1_TYPE_S)
 418 #define L1_C_PROTO              (L1_TYPE_C)
 419 #define L2_S_PROTO              (L2_TYPE_S)
 420
 421 /*
 422  * Promotion to a 1MB (SECTION) mapping requires that the corresponding
 423  * 4KB (SMALL) page mappings have identical settings for the following fields:
 424  */
 425 #define L2_S_PROMOTE            (L2_S_REF | L2_SHARED | L2_S_PROT_MASK | \
 426                                  L2_XN | L2_S_PROTO)
 427
 428 /*
 429  * In order to compare 1MB (SECTION) entry settings with the 4KB (SMALL)
 430  * page mapping it is necessary to read and shift appropriate bits from
 431  * L1 entry to positions of the corresponding bits in the L2 entry.
 432  */
 433 #define L1_S_DEMOTE(l1pd)       ((((l1pd) & L1_S_PROTO) >> 0) | \
 434                                 (((l1pd) & L1_SHARED) >> 6) | \
 435                                 (((l1pd) & L1_S_REF) >> 6) | \
 436                                 (((l1pd) & L1_S_PROT_MASK) >> 6) | \
 437                                 (((l1pd) & L1_S_XN) >> 4))
 438
 439 #ifndef SMP
 440 #define ARM_L1S_STRONG_ORD      (0)
 441 #define ARM_L1S_DEVICE_NOSHARE  (L1_S_TEX(2))
 442 #define ARM_L1S_DEVICE_SHARE    (L1_S_B)
 443 #define ARM_L1S_NRML_NOCACHE    (L1_S_TEX(1))
 444 #define ARM_L1S_NRML_IWT_OWT    (L1_S_C)
 445 #define ARM_L1S_NRML_IWB_OWB    (L1_S_C|L1_S_B)
 446 #define ARM_L1S_NRML_IWBA_OWBA  (L1_S_TEX(1)|L1_S_C|L1_S_B)
 447
 448 #define ARM_L2L_STRONG_ORD      (0)
 449 #define ARM_L2L_DEVICE_NOSHARE  (L2_L_TEX(2))
 450 #define ARM_L2L_DEVICE_SHARE    (L2_B)
 451 #define ARM_L2L_NRML_NOCACHE    (L2_L_TEX(1))
 452 #define ARM_L2L_NRML_IWT_OWT    (L2_C)
 453 #define ARM_L2L_NRML_IWB_OWB    (L2_C|L2_B)
 454 #define ARM_L2L_NRML_IWBA_OWBA  (L2_L_TEX(1)|L2_C|L2_B)
 455
 456 #define ARM_L2S_STRONG_ORD      (0)
 457 #define ARM_L2S_DEVICE_NOSHARE  (L2_S_TEX(2))
 458 #define ARM_L2S_DEVICE_SHARE    (L2_B)
 459 #define ARM_L2S_NRML_NOCACHE    (L2_S_TEX(1))
 460 #define ARM_L2S_NRML_IWT_OWT    (L2_C)
 461 #define ARM_L2S_NRML_IWB_OWB    (L2_C|L2_B)
 462 #define ARM_L2S_NRML_IWBA_OWBA  (L2_S_TEX(1)|L2_C|L2_B)
 463 #else
 464 #define ARM_L1S_STRONG_ORD      (0)
 465 #define ARM_L1S_DEVICE_NOSHARE  (L1_S_TEX(2))
 466 #define ARM_L1S_DEVICE_SHARE    (L1_S_B)
 467 #define ARM_L1S_NRML_NOCACHE    (L1_S_TEX(1)|L1_SHARED)
 468 #define ARM_L1S_NRML_IWT_OWT    (L1_S_C|L1_SHARED)
 469 #define ARM_L1S_NRML_IWB_OWB    (L1_S_C|L1_S_B|L1_SHARED)
 470 #define ARM_L1S_NRML_IWBA_OWBA  (L1_S_TEX(1)|L1_S_C|L1_S_B|L1_SHARED)
 471
 472 #define ARM_L2L_STRONG_ORD      (0)
 473 #define ARM_L2L_DEVICE_NOSHARE  (L2_L_TEX(2))
 474 #define ARM_L2L_DEVICE_SHARE    (L2_B)
 475 #define ARM_L2L_NRML_NOCACHE    (L2_L_TEX(1)|L2_SHARED)
 476 #define ARM_L2L_NRML_IWT_OWT    (L2_C|L2_SHARED)
 477 #define ARM_L2L_NRML_IWB_OWB    (L2_C|L2_B|L2_SHARED)
 478 #define ARM_L2L_NRML_IWBA_OWBA  (L2_L_TEX(1)|L2_C|L2_B|L2_SHARED)
 479
 480 #define ARM_L2S_STRONG_ORD      (0)
 481 #define ARM_L2S_DEVICE_NOSHARE  (L2_S_TEX(2))
 482 #define ARM_L2S_DEVICE_SHARE    (L2_B)
 483 #define ARM_L2S_NRML_NOCACHE    (L2_S_TEX(1)|L2_SHARED)
 484 #define ARM_L2S_NRML_IWT_OWT    (L2_C|L2_SHARED)
 485 #define ARM_L2S_NRML_IWB_OWB    (L2_C|L2_B|L2_SHARED)
 486 #define ARM_L2S_NRML_IWBA_OWBA  (L2_S_TEX(1)|L2_C|L2_B|L2_SHARED)
 487 #endif /* SMP */
 488 #endif /* ARM_NMMUS > 1 */
 489
 490 #if (ARM_MMU_SA1 == 1) && (ARM_NMMUS == 1)
 491 #define PMAP_NEEDS_PTE_SYNC     1
 492 #define PMAP_INCLUDE_PTE_SYNC
 493 #elif defined(CPU_XSCALE_81342) || ARM_ARCH_6 || ARM_ARCH_7A
 494 #define PMAP_NEEDS_PTE_SYNC     1
 495 #define PMAP_INCLUDE_PTE_SYNC
 496 #elif (ARM_MMU_SA1 == 0)
 497 #define PMAP_NEEDS_PTE_SYNC     0
 498 #endif
 499
 500 /*
 501  * These macros return various bits based on kernel/user and protection.
 502  * Note that the compiler will usually fold these at compile time.
 503  */
 504 #if (ARM_MMU_V6 + ARM_MMU_V7) == 0
 505
 506 #define L1_S_PROT_U             (L1_S_AP(AP_U))
 507 #define L1_S_PROT_W             (L1_S_AP(AP_W))
 508 #define L1_S_PROT_MASK          (L1_S_PROT_U|L1_S_PROT_W)
 509 #define L1_S_WRITABLE(pd)       ((pd) & L1_S_PROT_W)
 510
 511 #define L1_S_PROT(ku, pr)       ((((ku) == PTE_USER) ? L1_S_PROT_U : 0) | \
 512                                  (((pr) & VM_PROT_WRITE) ? L1_S_PROT_W : 0))
 513
 514 #define L2_L_PROT_U             (L2_AP(AP_U))
 515 #define L2_L_PROT_W             (L2_AP(AP_W))
 516 #define L2_L_PROT_MASK          (L2_L_PROT_U|L2_L_PROT_W)
 517
 518 #define L2_L_PROT(ku, pr)       ((((ku) == PTE_USER) ? L2_L_PROT_U : 0) | \
 519                                  (((pr) & VM_PROT_WRITE) ? L2_L_PROT_W : 0))
 520
 521 #define L2_S_PROT(ku, pr)       ((((ku) == PTE_USER) ? L2_S_PROT_U : 0) | \
 522                                  (((pr) & VM_PROT_WRITE) ? L2_S_PROT_W : 0))
 523 #else
 524 #define L1_S_PROT_U             (L1_S_AP(AP_U))
 525 #define L1_S_PROT_W             (L1_S_APX)              /* Write disable */
 526 #define L1_S_PROT_MASK          (L1_S_PROT_W|L1_S_PROT_U)
 527 #define L1_S_REF                (L1_S_AP(AP_REF))       /* Reference flag */
 528 #define L1_S_WRITABLE(pd)       (!((pd) & L1_S_PROT_W))
 529 #define L1_S_REFERENCED(pd)     ((pd) & L1_S_REF)
 530
 531 #define L1_S_PROT(ku, pr)       (((((ku) == PTE_KERNEL) ? 0 : L1_S_PROT_U) | \
 532                                  (((pr) & VM_PROT_WRITE) ? 0 : L1_S_PROT_W) | \
 533                                  (((pr) & VM_PROT_EXECUTE) ? 0 : L1_S_XN)))
 534
 535 #define L2_L_PROT_MASK          (L2_APX|L2_AP0(0x3))
 536 #define L2_L_PROT(ku, pr)       (L2_L_PROT_MASK & ~((((ku) == PTE_KERNEL) ? L2_S_PROT_U : 0) | \
 537                                  (((pr) & VM_PROT_WRITE) ? L2_APX : 0)))
 538
 539 #define L2_S_PROT(ku, pr)       (L2_S_PROT_MASK & ~((((ku) == PTE_KERNEL) ? L2_S_PROT_U : 0) | \
 540                                  (((pr) & VM_PROT_WRITE) ? L2_APX : 0)))
 541
 542 #endif
 543
 544 /*
 545  * Macros to test if a mapping is mappable with an L1 Section mapping
 546  * or an L2 Large Page mapping.
 547  */
 548 #define L1_S_MAPPABLE_P(va, pa, size)                                   \
 549         ((((va) | (pa)) & L1_S_OFFSET) == 0 && (size) >= L1_S_SIZE)
 550
 551 #define L2_L_MAPPABLE_P(va, pa, size)                                   \
 552         ((((va) | (pa)) & L2_L_OFFSET) == 0 && (size) >= L2_L_SIZE)
 553
 554 /*
 555  * Provide a fallback in case we were not able to determine it at
 556  * compile-time.
 557  */
 558 #ifndef PMAP_NEEDS_PTE_SYNC
 559 #define PMAP_NEEDS_PTE_SYNC     pmap_needs_pte_sync
 560 #define PMAP_INCLUDE_PTE_SYNC
 561 #endif
 562
 563 #ifdef ARM_L2_PIPT
 564 #define _sync_l2(pte, size)     cpu_l2cache_wb_range(vtophys(pte), size)
 565 #else
 566 #define _sync_l2(pte, size)     cpu_l2cache_wb_range(pte, size)
 567 #endif
 568
 569 #define PTE_SYNC(pte)                                                   \
 570 do {                                                                    \
 571         if (PMAP_NEEDS_PTE_SYNC) {                                      \
 572                 cpu_dcache_wb_range((vm_offset_t)(pte), sizeof(pt_entry_t));\
 573                 cpu_drain_writebuf();                                   \
 574                 _sync_l2((vm_offset_t)(pte), sizeof(pt_entry_t));\
 575         } else                                                          \
 576                 cpu_drain_writebuf();                                   \
 577 } while (/*CONSTCOND*/0)
 578
 579 #define PTE_SYNC_RANGE(pte, cnt)                                        \
 580 do {                                                                    \
 581         if (PMAP_NEEDS_PTE_SYNC) {                                      \
 582                 cpu_dcache_wb_range((vm_offset_t)(pte),                 \
 583                     (cnt) << 2); /* * sizeof(pt_entry_t) */             \
 584                 cpu_drain_writebuf();                                   \
 585                 _sync_l2((vm_offset_t)(pte),                            \
 586                     (cnt) << 2); /* * sizeof(pt_entry_t) */             \
 587         } else                                                          \
 588                 cpu_drain_writebuf();                                   \
 589 } while (/*CONSTCOND*/0)
 590
 591 extern pt_entry_t               pte_l1_s_cache_mode;
 592 extern pt_entry_t               pte_l1_s_cache_mask;
 593
 594 extern pt_entry_t               pte_l2_l_cache_mode;
 595 extern pt_entry_t               pte_l2_l_cache_mask;
 596
 597 extern pt_entry_t               pte_l2_s_cache_mode;
 598 extern pt_entry_t               pte_l2_s_cache_mask;
 599
 600 extern pt_entry_t               pte_l1_s_cache_mode_pt;
 601 extern pt_entry_t               pte_l2_l_cache_mode_pt;
 602 extern pt_entry_t               pte_l2_s_cache_mode_pt;
 603
 604 extern pt_entry_t               pte_l2_s_prot_u;
 605 extern pt_entry_t               pte_l2_s_prot_w;
 606 extern pt_entry_t               pte_l2_s_prot_mask;
 607
 608 extern pt_entry_t               pte_l1_s_proto;
 609 extern pt_entry_t               pte_l1_c_proto;
 610 extern pt_entry_t               pte_l2_s_proto;
 611
 612 extern void (*pmap_copy_page_func)(vm_paddr_t, vm_paddr_t);
 613 extern void (*pmap_copy_page_offs_func)(vm_paddr_t a_phys,
 614     vm_offset_t a_offs, vm_paddr_t b_phys, vm_offset_t b_offs, int cnt);
 615 extern void (*pmap_zero_page_func)(vm_paddr_t, int, int);
 616
 617 #if (ARM_MMU_GENERIC + ARM_MMU_V6 + ARM_MMU_V7 + ARM_MMU_SA1) != 0 || defined(CPU_XSCALE_81342)
 618 void    pmap_copy_page_generic(vm_paddr_t, vm_paddr_t);
 619 void    pmap_zero_page_generic(vm_paddr_t, int, int);
 620
 621 void    pmap_pte_init_generic(void);
 622 #if defined(CPU_ARM8)
 623 void    pmap_pte_init_arm8(void);
 624 #endif
 625 #if defined(CPU_ARM9)
 626 void    pmap_pte_init_arm9(void);
 627 #endif /* CPU_ARM9 */
 628 #if defined(CPU_ARM10)
 629 void    pmap_pte_init_arm10(void);
 630 #endif /* CPU_ARM10 */
 631 #if (ARM_MMU_V6 + ARM_MMU_V7) != 0
 632 void    pmap_pte_init_mmu_v6(void);
 633 #endif /* (ARM_MMU_V6 + ARM_MMU_V7) != 0 */
 634 #endif /* (ARM_MMU_GENERIC + ARM_MMU_SA1) != 0 */
 635
 636 #if /* ARM_MMU_SA1 == */1
 637 void    pmap_pte_init_sa1(void);
 638 #endif /* ARM_MMU_SA1 == 1 */
 639
 640 #if ARM_MMU_XSCALE == 1
 641 void    pmap_copy_page_xscale(vm_paddr_t, vm_paddr_t);
 642 void    pmap_zero_page_xscale(vm_paddr_t, int, int);
 643
 644 void    pmap_pte_init_xscale(void);
 645
 646 void    xscale_setup_minidata(vm_offset_t, vm_offset_t, vm_offset_t);
 647
 648 void    pmap_use_minicache(vm_offset_t, vm_size_t);
 649 #endif /* ARM_MMU_XSCALE == 1 */
 650 #if defined(CPU_XSCALE_81342)
 651 #define ARM_HAVE_SUPERSECTIONS
 652 #endif
 653
 654 #define PTE_KERNEL      0
 655 #define PTE_USER        1
 656 #define l1pte_valid(pde)        ((pde) != 0)
 657 #define l1pte_section_p(pde)    (((pde) & L1_TYPE_MASK) == L1_TYPE_S)
 658 #define l1pte_page_p(pde)       (((pde) & L1_TYPE_MASK) == L1_TYPE_C)
 659 #define l1pte_fpage_p(pde)      (((pde) & L1_TYPE_MASK) == L1_TYPE_F)
 660
 661 #define l2pte_index(v)          (((v) & L2_ADDR_BITS) >> L2_S_SHIFT)
 662 #define l2pte_valid(pte)        ((pte) != 0)
 663 #define l2pte_pa(pte)           ((pte) & L2_S_FRAME)
 664 #define l2pte_minidata(pte)     (((pte) & \
 665                                  (L2_B | L2_C | L2_XSCALE_T_TEX(TEX_XSCALE_X)))\
 666                                  == (L2_C | L2_XSCALE_T_TEX(TEX_XSCALE_X)))
 667
 668 /* L1 and L2 page table macros */
 669 #define pmap_pde_v(pde)         l1pte_valid(*(pde))
 670 #define pmap_pde_section(pde)   l1pte_section_p(*(pde))
 671 #define pmap_pde_page(pde)      l1pte_page_p(*(pde))
 672 #define pmap_pde_fpage(pde)     l1pte_fpage_p(*(pde))
 673
 674 #define pmap_pte_v(pte)         l2pte_valid(*(pte))
 675 #define pmap_pte_pa(pte)        l2pte_pa(*(pte))
 676
 677 /*
 678  * Flags that indicate attributes of pages or mappings of pages.
 679  *
 680  * The PVF_MOD and PVF_REF flags are stored in the mdpage for each
 681  * page.  PVF_WIRED, PVF_WRITE, and PVF_NC are kept in individual
 682  * pv_entry's for each page.  They live in the same "namespace" so
 683  * that we can clear multiple attributes at a time.
 684  *
 685  * Note the "non-cacheable" flag generally means the page has
 686  * multiple mappings in a given address space.
 687  */
 688 #define PVF_MOD         0x01            /* page is modified */
 689 #define PVF_REF         0x02            /* page is referenced */
 690 #define PVF_WIRED       0x04            /* mapping is wired */
 691 #define PVF_WRITE       0x08            /* mapping is writable */
 692 #define PVF_EXEC        0x10            /* mapping is executable */
 693 #define PVF_NC          0x20            /* mapping is non-cacheable */
 694 #define PVF_MWC         0x40            /* mapping is used multiple times in userland */
 695 #define PVF_UNMAN       0x80            /* mapping is unmanaged */
 696
 697 void vector_page_setprot(int);
 698
 699 /*
 700  * This structure is used by machine-dependent code to describe
 701  * static mappings of devices, created at bootstrap time.
 702  */
 703 struct pmap_devmap {
 704         vm_offset_t     pd_va;          /* virtual address */
 705         vm_paddr_t      pd_pa;          /* physical address */
 706         vm_size_t       pd_size;        /* size of region */
 707         vm_prot_t       pd_prot;        /* protection code */
 708         int             pd_cache;       /* cache attributes */
 709 };
 710
 711 void    pmap_devmap_bootstrap(vm_offset_t, const struct pmap_devmap *);
 712
 713 #define SECTION_CACHE   0x1
 714 #define SECTION_PT      0x2
 715 void    pmap_kenter_section(vm_offset_t, vm_paddr_t, int flags);
 716 #ifdef ARM_HAVE_SUPERSECTIONS
 717 void    pmap_kenter_supersection(vm_offset_t, uint64_t, int flags);
 718 #endif
 719
 720 extern char *_tmppt;
 721
 722 void    pmap_postinit(void);
 723
 724 #ifdef ARM_USE_SMALL_ALLOC
 725 void    arm_add_smallalloc_pages(void *, void *, int, int);
 726 vm_offset_t arm_ptovirt(vm_paddr_t);
 727 void arm_init_smallalloc(void);
 728 struct arm_small_page {
 729         void *addr;
 730         TAILQ_ENTRY(arm_small_page) pg_list;
 731 };
 732
 733 #endif
 734
 735 extern vm_paddr_t dump_avail[];
 736 #endif  /* _KERNEL */
 737
 738 #endif  /* !LOCORE */
 739
 740 #endif  /* !_MACHINE_PMAP_H_ */