arm: caches: add DCACHE_DEFAULT_OPTION
[oweals/u-boot.git] / arch / arm / lib / cache-cp15.c
index 2155fe818717163caaa59428dbd842e0ffd926db..d15144188bf9f623761f7d7d6a23c1bbfec43556 100644 (file)
@@ -1,19 +1,21 @@
+// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
 /*
  * (C) Copyright 2002
  * Wolfgang Denk, DENX Software Engineering, wd@denx.de.
- *
- * SPDX-License-Identifier:    GPL-2.0+
  */
 
 #include <common.h>
+#include <cpu_func.h>
 #include <asm/system.h>
 #include <asm/cache.h>
 #include <linux/compiler.h>
+#include <asm/armv7_mpu.h>
 
-#if !(defined(CONFIG_SYS_ICACHE_OFF) && defined(CONFIG_SYS_DCACHE_OFF))
+#if !(CONFIG_IS_ENABLED(SYS_ICACHE_OFF) && CONFIG_IS_ENABLED(SYS_DCACHE_OFF))
 
 DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR;
 
+#ifdef CONFIG_SYS_ARM_MMU
 __weak void arm_init_before_mmu(void)
 {
 }
@@ -22,23 +24,24 @@ __weak void arm_init_domains(void)
 {
 }
 
-static void cp_delay (void)
-{
-       volatile int i;
-
-       /* copro seems to need some delay between reading and writing */
-       for (i = 0; i < 100; i++)
-               nop();
-       asm volatile("" : : : "memory");
-}
-
 void set_section_dcache(int section, enum dcache_option option)
 {
+#ifdef CONFIG_ARMV7_LPAE
+       u64 *page_table = (u64 *)gd->arch.tlb_addr;
+       /* Need to set the access flag to not fault */
+       u64 value = TTB_SECT_AP | TTB_SECT_AF;
+#else
        u32 *page_table = (u32 *)gd->arch.tlb_addr;
-       u32 value;
+       u32 value = TTB_SECT_AP;
+#endif
 
-       value = (section << MMU_SECTION_SHIFT) | (3 << 10);
+       /* Add the page offset */
+       value |= ((u32)section << MMU_SECTION_SHIFT);
+
+       /* Add caching bits */
        value |= option;
+
+       /* Set PTE */
        page_table[section] = value;
 }
 
@@ -47,19 +50,40 @@ __weak void mmu_page_table_flush(unsigned long start, unsigned long stop)
        debug("%s: Warning: not implemented\n", __func__);
 }
 
-void mmu_set_region_dcache_behaviour(u32 start, int size,
+void mmu_set_region_dcache_behaviour(phys_addr_t start, size_t size,
                                     enum dcache_option option)
 {
+#ifdef CONFIG_ARMV7_LPAE
+       u64 *page_table = (u64 *)gd->arch.tlb_addr;
+#else
        u32 *page_table = (u32 *)gd->arch.tlb_addr;
-       u32 upto, end;
+#endif
+       unsigned long startpt, stoppt;
+       unsigned long upto, end;
 
        end = ALIGN(start + size, MMU_SECTION_SIZE) >> MMU_SECTION_SHIFT;
        start = start >> MMU_SECTION_SHIFT;
-       debug("%s: start=%x, size=%x, option=%d\n", __func__, start, size,
+#ifdef CONFIG_ARMV7_LPAE
+       debug("%s: start=%pa, size=%zu, option=%llx\n", __func__, &start, size,
+             option);
+#else
+       debug("%s: start=%pa, size=%zu, option=0x%x\n", __func__, &start, size,
              option);
+#endif
        for (upto = start; upto < end; upto++)
                set_section_dcache(upto, option);
-       mmu_page_table_flush((u32)&page_table[start], (u32)&page_table[end]);
+
+       /*
+        * Make sure range is cache line aligned
+        * Only CPU maintains page tables, hence it is safe to always
+        * flush complete cache lines...
+        */
+
+       startpt = (unsigned long)&page_table[start];
+       startpt &= ~(CONFIG_SYS_CACHELINE_SIZE - 1);
+       stoppt = (unsigned long)&page_table[end];
+       stoppt = ALIGN(stoppt, CONFIG_SYS_CACHELINE_SIZE);
+       mmu_page_table_flush(startpt, stoppt);
 }
 
 __weak void dram_bank_mmu_setup(int bank)
@@ -67,18 +91,16 @@ __weak void dram_bank_mmu_setup(int bank)
        bd_t *bd = gd->bd;
        int     i;
 
+       /* bd->bi_dram is available only after relocation */
+       if ((gd->flags & GD_FLG_RELOC) == 0)
+               return;
+
        debug("%s: bank: %d\n", __func__, bank);
-       for (i = bd->bi_dram[bank].start >> 20;
-            i < (bd->bi_dram[bank].start >> 20) + (bd->bi_dram[bank].size >> 20);
-            i++) {
-#if defined(CONFIG_SYS_ARM_CACHE_WRITETHROUGH)
-               set_section_dcache(i, DCACHE_WRITETHROUGH);
-#elif defined(CONFIG_SYS_ARM_CACHE_WRITEALLOC)
-               set_section_dcache(i, DCACHE_WRITEALLOC);
-#else
-               set_section_dcache(i, DCACHE_WRITEBACK);
-#endif
-       }
+       for (i = bd->bi_dram[bank].start >> MMU_SECTION_SHIFT;
+            i < (bd->bi_dram[bank].start >> MMU_SECTION_SHIFT) +
+                (bd->bi_dram[bank].size >> MMU_SECTION_SHIFT);
+            i++)
+               set_section_dcache(i, DCACHE_DEFAULT_OPTION);
 }
 
 /* to activate the MMU we need to set up virtual memory: use 1M areas */
@@ -89,16 +111,81 @@ static inline void mmu_setup(void)
 
        arm_init_before_mmu();
        /* Set up an identity-mapping for all 4GB, rw for everyone */
-       for (i = 0; i < 4096; i++)
+       for (i = 0; i < ((4096ULL * 1024 * 1024) >> MMU_SECTION_SHIFT); i++)
                set_section_dcache(i, DCACHE_OFF);
 
        for (i = 0; i < CONFIG_NR_DRAM_BANKS; i++) {
                dram_bank_mmu_setup(i);
        }
 
+#if defined(CONFIG_ARMV7_LPAE) && __LINUX_ARM_ARCH__ != 4
+       /* Set up 4 PTE entries pointing to our 4 1GB page tables */
+       for (i = 0; i < 4; i++) {
+               u64 *page_table = (u64 *)(gd->arch.tlb_addr + (4096 * 4));
+               u64 tpt = gd->arch.tlb_addr + (4096 * i);
+               page_table[i] = tpt | TTB_PAGETABLE;
+       }
+
+       reg = TTBCR_EAE;
+#if defined(CONFIG_SYS_ARM_CACHE_WRITETHROUGH)
+       reg |= TTBCR_ORGN0_WT | TTBCR_IRGN0_WT;
+#elif defined(CONFIG_SYS_ARM_CACHE_WRITEALLOC)
+       reg |= TTBCR_ORGN0_WBWA | TTBCR_IRGN0_WBWA;
+#else
+       reg |= TTBCR_ORGN0_WBNWA | TTBCR_IRGN0_WBNWA;
+#endif
+
+       if (is_hyp()) {
+               /* Set HTCR to enable LPAE */
+               asm volatile("mcr p15, 4, %0, c2, c0, 2"
+                       : : "r" (reg) : "memory");
+               /* Set HTTBR0 */
+               asm volatile("mcrr p15, 4, %0, %1, c2"
+                       :
+                       : "r"(gd->arch.tlb_addr + (4096 * 4)), "r"(0)
+                       : "memory");
+               /* Set HMAIR */
+               asm volatile("mcr p15, 4, %0, c10, c2, 0"
+                       : : "r" (MEMORY_ATTRIBUTES) : "memory");
+       } else {
+               /* Set TTBCR to enable LPAE */
+               asm volatile("mcr p15, 0, %0, c2, c0, 2"
+                       : : "r" (reg) : "memory");
+               /* Set 64-bit TTBR0 */
+               asm volatile("mcrr p15, 0, %0, %1, c2"
+                       :
+                       : "r"(gd->arch.tlb_addr + (4096 * 4)), "r"(0)
+                       : "memory");
+               /* Set MAIR */
+               asm volatile("mcr p15, 0, %0, c10, c2, 0"
+                       : : "r" (MEMORY_ATTRIBUTES) : "memory");
+       }
+#elif defined(CONFIG_CPU_V7A)
+       if (is_hyp()) {
+               /* Set HTCR to disable LPAE */
+               asm volatile("mcr p15, 4, %0, c2, c0, 2"
+                       : : "r" (0) : "memory");
+       } else {
+               /* Set TTBCR to disable LPAE */
+               asm volatile("mcr p15, 0, %0, c2, c0, 2"
+                       : : "r" (0) : "memory");
+       }
+       /* Set TTBR0 */
+       reg = gd->arch.tlb_addr & TTBR0_BASE_ADDR_MASK;
+#if defined(CONFIG_SYS_ARM_CACHE_WRITETHROUGH)
+       reg |= TTBR0_RGN_WT | TTBR0_IRGN_WT;
+#elif defined(CONFIG_SYS_ARM_CACHE_WRITEALLOC)
+       reg |= TTBR0_RGN_WBWA | TTBR0_IRGN_WBWA;
+#else
+       reg |= TTBR0_RGN_WB | TTBR0_IRGN_WB;
+#endif
+       asm volatile("mcr p15, 0, %0, c2, c0, 0"
+                    : : "r" (reg) : "memory");
+#else
        /* Copy the page table address to cp15 */
        asm volatile("mcr p15, 0, %0, c2, c0, 0"
                     : : "r" (gd->arch.tlb_addr) : "memory");
+#endif
        /* Set the access control to all-supervisor */
        asm volatile("mcr p15, 0, %0, c3, c0, 0"
                     : : "r" (~0));
@@ -107,7 +194,6 @@ static inline void mmu_setup(void)
 
        /* and enable the mmu */
        reg = get_cr(); /* get control reg. */
-       cp_delay();
        set_cr(reg | CR_M);
 }
 
@@ -115,17 +201,24 @@ static int mmu_enabled(void)
 {
        return get_cr() & CR_M;
 }
+#endif /* CONFIG_SYS_ARM_MMU */
 
 /* cache_bit must be either CR_I or CR_C */
 static void cache_enable(uint32_t cache_bit)
 {
        uint32_t reg;
 
-       /* The data cache is not active unless the mmu is enabled too */
+       /* The data cache is not active unless the mmu/mpu is enabled too */
+#ifdef CONFIG_SYS_ARM_MMU
        if ((cache_bit == CR_C) && !mmu_enabled())
                mmu_setup();
+#elif defined(CONFIG_SYS_ARM_MPU)
+       if ((cache_bit == CR_C) && !mpu_enabled()) {
+               printf("Consider enabling MPU before enabling caches\n");
+               return;
+       }
+#endif
        reg = get_cr(); /* get control reg. */
-       cp_delay();
        set_cr(reg | cache_bit);
 }
 
@@ -135,35 +228,40 @@ static void cache_disable(uint32_t cache_bit)
        uint32_t reg;
 
        reg = get_cr();
-       cp_delay();
 
        if (cache_bit == CR_C) {
                /* if cache isn;t enabled no need to disable */
                if ((reg & CR_C) != CR_C)
                        return;
+#ifdef CONFIG_SYS_ARM_MMU
                /* if disabling data cache, disable mmu too */
                cache_bit |= CR_M;
+#endif
        }
        reg = get_cr();
-       cp_delay();
+
+#ifdef CONFIG_SYS_ARM_MMU
        if (cache_bit == (CR_C | CR_M))
+#elif defined(CONFIG_SYS_ARM_MPU)
+       if (cache_bit == CR_C)
+#endif
                flush_dcache_all();
        set_cr(reg & ~cache_bit);
 }
 #endif
 
-#ifdef CONFIG_SYS_ICACHE_OFF
-void icache_enable (void)
+#if CONFIG_IS_ENABLED(SYS_ICACHE_OFF)
+void icache_enable(void)
 {
        return;
 }
 
-void icache_disable (void)
+void icache_disable(void)
 {
        return;
 }
 
-int icache_status (void)
+int icache_status(void)
 {
        return 0;                                       /* always off */
 }
@@ -184,18 +282,18 @@ int icache_status(void)
 }
 #endif
 
-#ifdef CONFIG_SYS_DCACHE_OFF
-void dcache_enable (void)
+#if CONFIG_IS_ENABLED(SYS_DCACHE_OFF)
+void dcache_enable(void)
 {
        return;
 }
 
-void dcache_disable (void)
+void dcache_disable(void)
 {
        return;
 }
 
-int dcache_status (void)
+int dcache_status(void)
 {
        return 0;                                       /* always off */
 }