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arm: Replace v7_maint_dcache_all(ARMV7_DCACHE_CLEAN_INVAL_ALL) with asm code
authorHans de Goede <hdegoede@redhat.com>
Sat, 9 Apr 2016 11:53:48 +0000 (13:53 +0200)
committerTom Rini <trini@konsulko.com>
Tue, 12 Apr 2016 00:48:26 +0000 (20:48 -0400)
v7_maint_dcache_all() does not work reliable when build with gcc6,
see: https://bugzilla.redhat.com/show_bug.cgi?id=1318788

While debugging this I learned that v7_maint_dcache_all() is unreliable
when build with gcc5 too when it is marked as noinline.

This commit fixes the reliability issues by replacing the C-code with
the ready to use asm implementation from the kernel.

Given that this code when written as C-code clearly is quite fragile
(also see the existing comments about the C-code being the way it is
 to get optimal assembly) and that we have a proven asm alternative,
I believe that this is the best solution.

Note that we actually already had a copy of the kernel's
v7_flush_dcache_all() before this commit in
arch/arm/mach-uniphier/arm32/lowlevel_init.S.

This commit moves that code arch/arm/cpu/armv7/cache_v7_asm.S, renames
it to __v7_flush_dcache_all(), and adds a v7_flush_dcache_all() wrapper
which saves / restores the clobbered registers for use from C-code.

Signed-off-by: Hans de Goede <hdegoede@redhat.com>
Acked-by: Masahiro Yamada <yamada.masahiro@socionext.com>
arch/arm/cpu/armv7/Makefile
arch/arm/cpu/armv7/cache_v7.c
arch/arm/cpu/armv7/cache_v7_asm.S [new file with mode: 0644]
arch/arm/mach-uniphier/arm32/lowlevel_init.S

index 45f346c9497e409ed74100a1248619faf25a0d0e..328c4b10e9768f67724f0ded8b1382f8dbafdcd5 100644 (file)
@@ -7,7 +7,7 @@
 
 extra-y        := start.o
 
-obj-y  += cache_v7.o
+obj-y  += cache_v7.o cache_v7_asm.o
 
 obj-y  += cpu.o cp15.o
 obj-y  += syslib.o
index 94ff48859eaeeca3455f9baeaf9386b4e4196a1a..dd07ba17687a9e5507a4e98308a112dfb7e43a8b 100644 (file)
 #define ARMV7_DCACHE_CLEAN_INVAL_RANGE 4
 
 #ifndef CONFIG_SYS_DCACHE_OFF
+
+/* Asm functions from cache_v7_asm.S */
+void v7_flush_dcache_all(void);
+
 static int check_cache_range(unsigned long start, unsigned long stop)
 {
        int ok = 1;
@@ -88,34 +92,6 @@ static void v7_inval_dcache_level_setway(u32 level, u32 num_sets,
        DSB;
 }
 
-static void v7_clean_inval_dcache_level_setway(u32 level, u32 num_sets,
-                                              u32 num_ways, u32 way_shift,
-                                              u32 log2_line_len)
-{
-       int way, set;
-       u32 setway;
-
-       /*
-        * For optimal assembly code:
-        *      a. count down
-        *      b. have bigger loop inside
-        */
-       for (way = num_ways - 1; way >= 0 ; way--) {
-               for (set = num_sets - 1; set >= 0; set--) {
-                       setway = (level << 1) | (set << log2_line_len) |
-                                (way << way_shift);
-                       /*
-                        * Clean & Invalidate data/unified
-                        * cache line by set/way
-                        */
-                       asm volatile (" mcr p15, 0, %0, c7, c14, 2"
-                                       : : "r" (setway));
-               }
-       }
-       /* DSB to make sure the operation is complete */
-       DSB;
-}
-
 static void v7_maint_dcache_level_setway(u32 level, u32 operation)
 {
        u32 ccsidr;
@@ -142,13 +118,8 @@ static void v7_maint_dcache_level_setway(u32 level, u32 operation)
        log2_num_ways = log_2_n_round_up(num_ways);
 
        way_shift = (32 - log2_num_ways);
-       if (operation == ARMV7_DCACHE_INVAL_ALL) {
-               v7_inval_dcache_level_setway(level, num_sets, num_ways,
+       v7_inval_dcache_level_setway(level, num_sets, num_ways,
                                      way_shift, log2_line_len);
-       } else if (operation == ARMV7_DCACHE_CLEAN_INVAL_ALL) {
-               v7_clean_inval_dcache_level_setway(level, num_sets, num_ways,
-                                                  way_shift, log2_line_len);
-       }
 }
 
 static void v7_maint_dcache_all(u32 operation)
@@ -263,7 +234,7 @@ void invalidate_dcache_all(void)
  */
 void flush_dcache_all(void)
 {
-       v7_maint_dcache_all(ARMV7_DCACHE_CLEAN_INVAL_ALL);
+       v7_flush_dcache_all();
 
        v7_outer_cache_flush_all();
 }
diff --git a/arch/arm/cpu/armv7/cache_v7_asm.S b/arch/arm/cpu/armv7/cache_v7_asm.S
new file mode 100644 (file)
index 0000000..2e4629f
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,84 @@
+/*
+ * SPDX-License-Identifier:    GPL-2.0+
+ */
+
+#include <config.h>
+#include <linux/linkage.h>
+#include <linux/sizes.h>
+#include <asm/system.h>
+
+#ifdef CONFIG_SYS_THUMB_BUILD
+#define ARM(x...)
+#define THUMB(x...)    x
+#else
+#define ARM(x...)      x
+#define THUMB(x...)
+#endif
+
+/*
+ *     v7_flush_dcache_all()
+ *
+ *     Flush the whole D-cache.
+ *
+ *     Corrupted registers: r0-r7, r9-r11 (r6 only in Thumb mode)
+ *
+ *     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
+       bx      lr
+ENDPROC(__v7_flush_dcache_all)
+
+ENTRY(v7_flush_dcache_all)
+ ARM(  stmfd   sp!, {r4-r5, r7, r9-r11, lr}    )
+ THUMB(        stmfd   sp!, {r4-r7, r9-r11, lr}        )
+       bl      __v7_flush_dcache_all
+ ARM(  ldmfd   sp!, {r4-r5, r7, r9-r11, lr}    )
+ THUMB(        ldmfd   sp!, {r4-r7, r9-r11, lr}        )
+       bx      lr
+ENDPROC(v7_flush_dcache_all)
index dd03ad8143d984bc93382f4390628f45bb92402d..e2bb1fcb4428ef285d2766bd0faab27d5889c4d2 100644 (file)
@@ -38,7 +38,7 @@ ENTRY(lowlevel_init)
         * to do next is to create a page table and switch over to it.
         */
        bl      create_page_table
-       bl      v7_flush_dcache_all
+       bl      __v7_flush_dcache_all
 
        /* Disable MMU and Dcache before switching Page Table */
        mrc     p15, 0, r0, c1, c0, 0   @ SCTLR (System Control Register)
@@ -140,68 +140,3 @@ ENTRY(create_page_table)
        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)