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ARM: uniphier: create early page table at run-time
authorMasahiro Yamada <yamada.masahiro@socionext.com>
Tue, 2 Feb 2016 12:11:29 +0000 (21:11 +0900)
committerMasahiro Yamada <yamada.masahiro@socionext.com>
Sun, 14 Feb 2016 07:36:13 +0000 (16:36 +0900)
UniPhier SoCs are not equipped with dedicated on-chip SRAM.  Instead,
locked outer cache is used as RAM area during the early boot stage
where DRAM is not ready yet.  This effectively means MMU must be
always enabled while we are in SPL.

Currently, the SPL image for UniPhier SoCs contains the page table
statically defined at compile time.  It has been a burden because the
16KB page table occupies a quarter memory footprint of the 64KB SPL
image.

Finally, there is no more room to implement new features in SPL.
Setting aside the NOR boot mode, this issue can be solved by creating
the page table onto RAM at run time.

Signed-off-by: Masahiro Yamada <yamada.masahiro@socionext.com>
arch/arm/mach-uniphier/Makefile
arch/arm/mach-uniphier/init_page_table.S [deleted file]
arch/arm/mach-uniphier/lowlevel_init.S

index ea3ae5425e73000061ac23e81f3fe159a967fe35..491e78e415e949c7daf8a0d95072b05344c6f983 100644 (file)
@@ -5,7 +5,6 @@
 ifdef CONFIG_SPL_BUILD
 
 obj-y += lowlevel_init.o
-obj-y += init_page_table.o
 
 obj-y += init/ bcu/ memconf/ pll/ early-clk/ early-pinctrl/ dram/
 obj-$(CONFIG_MICRO_SUPPORT_CARD) += sbc/
diff --git a/arch/arm/mach-uniphier/init_page_table.S b/arch/arm/mach-uniphier/init_page_table.S
deleted file mode 100644 (file)
index 4ed2656..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,29 +0,0 @@
-/*
- * Copyright (C) 2015 Masahiro Yamada <yamada.masahiro@socionext.com>
- *
- * SPDX-License-Identifier:    GPL-2.0+
- */
-
-#include <config.h>
-#include <linux/linkage.h>
-
-/* page table */
-#define NR_SECTIONS    4096
-#define SECTION_SHIFT  20
-#define DEVICE 0x00002002 /* Non-shareable Device */
-#define NORMAL 0x0000000e /* Normal Memory Write-Back, No Write-Allocate */
-
-       .section ".rodata"
-       .align 14
-ENTRY(init_page_table)
-       section = 0
-       .rept NR_SECTIONS
-       .if section == 0 || section == 1
-       attr = NORMAL
-       .else
-       attr = DEVICE
-       .endif
-       .word (section << SECTION_SHIFT) | attr
-       section = section + 1
-       .endr
-END(init_page_table)
index 291337070e6ae8df3a8452618215c21485ed236b..dd03ad8143d984bc93382f4390628f45bb92402d 100644 (file)
@@ -29,12 +29,16 @@ ENTRY(lowlevel_init)
        bl      debug_ll_init
 #endif
 
+       bl      setup_init_ram          @ RAM area for stack and page talbe
+
        /*
         * Now we are using the page table embedded in the Boot ROM.
         * It is not handy since it is not a straight mapped table for sLD3.
-        * What we need to do next is to switch over to the page table in SPL.
+        * Also, the access to the external bus is prohibited.  What we need
+        * to do next is to create a page table and switch over to it.
         */
-       ldr     r3, =init_page_table    @ page table must be 16KB aligned
+       bl      create_page_table
+       bl      v7_flush_dcache_all
 
        /* Disable MMU and Dcache before switching Page Table */
        mrc     p15, 0, r0, c1, c0, 0   @ SCTLR (System Control Register)
@@ -43,8 +47,6 @@ ENTRY(lowlevel_init)
 
        bl      enable_mmu
 
-       bl      setup_init_ram          @ RAM area for temporary stack pointer
-
        mov     lr, r8                  @ restore link
        mov     pc, lr                  @ back to my caller
 ENDPROC(lowlevel_init)
@@ -55,7 +57,7 @@ ENTRY(enable_mmu)
        orr     r0, r0, #0x20           @ disable TTBR1
        mcr     p15, 0, r0, c2, c0, 2
 
-       orr     r0, r3, #0x8            @ Outer Cacheability for table walks: WBWA
+       orr     r0, r12, #0x8           @ Outer Cacheability for table walks: WBWA
        mcr     p15, 0, r0, c2, c0, 0   @ TTBR0
 
        mov     r0, #0
@@ -82,8 +84,9 @@ ENDPROC(enable_mmu)
  * For PH1-Pro4 or older SoCs, the size of WAY is 32KB.
  * It is large enough for tmp RAM.
  */
-#define BOOT_RAM_SIZE    (SZ_32K)
-#define BOOT_WAY_BITS    (0x00000100)   /* way 8 */
+#define BOOT_RAM_SIZE  (SZ_32K)
+#define BOOT_RAM_BASE  ((CONFIG_SPL_STACK) - (BOOT_RAM_SIZE))
+#define BOOT_WAY_BITS  (0x00000100)   /* way 8 */
 
 ENTRY(setup_init_ram)
        /*
@@ -96,7 +99,7 @@ ENTRY(setup_init_ram)
        ldr     r0, = 0x00408006        @ touch to zero with address range
        ldr     r1, = SSCOQM
        str     r0, [r1]
-       ldr     r0, = (CONFIG_SPL_STACK - BOOT_RAM_SIZE)        @ base address
+       ldr     r0, = BOOT_RAM_BASE
        ldr     r1, = SSCOQAD
        str     r0, [r1]
        ldr     r0, = BOOT_RAM_SIZE
@@ -119,3 +122,86 @@ ENTRY(setup_init_ram)
 
        mov     pc, lr
 ENDPROC(setup_init_ram)
+
+#define DEVICE 0x00002002 /* Non-shareable Device */
+#define NORMAL 0x0000000e /* Normal Memory Write-Back, No Write-Allocate */
+
+ENTRY(create_page_table)
+       ldr     r0, = DEVICE
+       ldr     r1, = BOOT_RAM_BASE
+       mov     r12, r1                 @ r12 is preserved during D-cache flush
+0:     str     r0, [r1], #4            @ specify all the sections as Device
+       adds    r0, r0, #0x00100000
+       bcc     0b
+
+       ldr     r0, = NORMAL
+       str     r0, [r12]               @ mark the first section as Normal
+       add     r0, r0, #0x00100000
+       str     r0, [r12, #4]           @ mark the second section as Normal
+       mov     pc, lr
+ENDPROC(create_page_table)
+
+/* We don't use Thumb instructions for now */
+#define ARM(x...)      x
+#define THUMB(x...)
+
+/*
+ *     v7_flush_dcache_all()
+ *
+ *     Flush the whole D-cache.
+ *
+ *     Corrupted registers: r0-r7, r9-r11 (r6 only in Thumb mode)
+ *
+ *     - mm    - mm_struct describing address space
+ *
+ *     Note: copied from arch/arm/mm/cache-v7.S of Linux 4.4
+ */
+ENTRY(v7_flush_dcache_all)
+       dmb                                     @ ensure ordering with previous memory accesses
+       mrc     p15, 1, r0, c0, c0, 1           @ read clidr
+       mov     r3, r0, lsr #23                 @ move LoC into position
+       ands    r3, r3, #7 << 1                 @ extract LoC*2 from clidr
+       beq     finished                        @ if loc is 0, then no need to clean
+start_flush_levels:
+       mov     r10, #0                         @ start clean at cache level 0
+flush_levels:
+       add     r2, r10, r10, lsr #1            @ work out 3x current cache level
+       mov     r1, r0, lsr r2                  @ extract cache type bits from clidr
+       and     r1, r1, #7                      @ mask of the bits for current cache only
+       cmp     r1, #2                          @ see what cache we have at this level
+       blt     skip                            @ skip if no cache, or just i-cache
+       mcr     p15, 2, r10, c0, c0, 0          @ select current cache level in cssr
+       isb                                     @ isb to sych the new cssr&csidr
+       mrc     p15, 1, r1, c0, c0, 0           @ read the new csidr
+       and     r2, r1, #7                      @ extract the length of the cache lines
+       add     r2, r2, #4                      @ add 4 (line length offset)
+       movw    r4, #0x3ff
+       ands    r4, r4, r1, lsr #3              @ find maximum number on the way size
+       clz     r5, r4                          @ find bit position of way size increment
+       movw    r7, #0x7fff
+       ands    r7, r7, r1, lsr #13             @ extract max number of the index size
+loop1:
+       mov     r9, r7                          @ create working copy of max index
+loop2:
+ ARM(  orr     r11, r10, r4, lsl r5    )       @ factor way and cache number into r11
+ THUMB(        lsl     r6, r4, r5              )
+ THUMB(        orr     r11, r10, r6            )       @ factor way and cache number into r11
+ ARM(  orr     r11, r11, r9, lsl r2    )       @ factor index number into r11
+ THUMB(        lsl     r6, r9, r2              )
+ THUMB(        orr     r11, r11, r6            )       @ factor index number into r11
+       mcr     p15, 0, r11, c7, c14, 2         @ clean & invalidate by set/way
+       subs    r9, r9, #1                      @ decrement the index
+       bge     loop2
+       subs    r4, r4, #1                      @ decrement the way
+       bge     loop1
+skip:
+       add     r10, r10, #2                    @ increment cache number
+       cmp     r3, r10
+       bgt     flush_levels
+finished:
+       mov     r10, #0                         @ swith back to cache level 0
+       mcr     p15, 2, r10, c0, c0, 0          @ select current cache level in cssr
+       dsb     st
+       isb
+       mov     pc, lr
+ENDPROC(v7_flush_dcache_all)