arch/arm/mm/flush.c

   1 /*
   2  *  linux/arch/arm/mm/flush.c
   3  *
   4  *  Copyright (C) 1995-2002 Russell King
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   8  * published by the Free Software Foundation.
   9  */
  10 #include <linux/module.h>
  11 #include <linux/mm.h>
  12 #include <linux/pagemap.h>
  13 #include <linux/highmem.h>
  14
  15 #include <asm/cacheflush.h>
  16 #include <asm/cachetype.h>
  17 #include <asm/highmem.h>
  18 #include <asm/smp_plat.h>
  19 #include <asm/system.h>
  20 #include <asm/tlbflush.h>
  21 #include <linux/hugetlb.h>
  22
  23 #include "mm.h"
  24
  25 #ifdef CONFIG_CPU_CACHE_VIPT
  26
  27 #define ALIAS_FLUSH_START       0xffff4000
  28
  29 static void flush_pfn_alias(unsigned long pfn, unsigned long vaddr)
  30 {
  31         unsigned long to = ALIAS_FLUSH_START + (CACHE_COLOUR(vaddr) << PAGE_SHIFT);
  32         const int zero = 0;
  33
  34         set_pte_ext(TOP_PTE(to), pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL), 0);
  35         flush_tlb_kernel_page(to);
  36
  37         asm(    "mcrr   p15, 0, %1, %0, c14\n"
  38         "       mcr     p15, 0, %2, c7, c10, 4"
  39             :
  40             : "r" (to), "r" (to + PAGE_SIZE - L1_CACHE_BYTES), "r" (zero)
  41             : "cc");
  42 }
  43
  44 static void flush_icache_alias(unsigned long pfn, unsigned long vaddr, unsigned long len)
  45 {
  46         unsigned long colour = CACHE_COLOUR(vaddr);
  47         unsigned long offset = vaddr & (PAGE_SIZE - 1);
  48         unsigned long to;
  49
  50         set_pte_ext(TOP_PTE(ALIAS_FLUSH_START) + colour, pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL), 0);
  51         to = ALIAS_FLUSH_START + (colour << PAGE_SHIFT) + offset;
  52         flush_tlb_kernel_page(to);
  53         flush_icache_range(to, to + len);
  54 }
  55
  56 void flush_cache_mm(struct mm_struct *mm)
  57 {
  58         if (cache_is_vivt()) {
  59                 vivt_flush_cache_mm(mm);
  60                 return;
  61         }
  62
  63         if (cache_is_vipt_aliasing()) {
  64                 asm(    "mcr    p15, 0, %0, c7, c14, 0\n"
  65                 "       mcr     p15, 0, %0, c7, c10, 4"
  66                     :
  67                     : "r" (0)
  68                     : "cc");
  69         }
  70 }
  71
  72 void flush_cache_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start, unsigned long end)
  73 {
  74         if (cache_is_vivt()) {
  75                 vivt_flush_cache_range(vma, start, end);
  76                 return;
  77         }
  78
  79         if (cache_is_vipt_aliasing()) {
  80                 asm(    "mcr    p15, 0, %0, c7, c14, 0\n"
  81                 "       mcr     p15, 0, %0, c7, c10, 4"
  82                     :
  83                     : "r" (0)
  84                     : "cc");
  85         }
  86
  87         if (vma->vm_flags & VM_EXEC)
  88                 __flush_icache_all();
  89 }
  90
  91 void flush_cache_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long user_addr, unsigned long pfn)
  92 {
  93         if (cache_is_vivt()) {
  94                 vivt_flush_cache_page(vma, user_addr, pfn);
  95                 return;
  96         }
  97
  98         if (cache_is_vipt_aliasing()) {
  99                 flush_pfn_alias(pfn, user_addr);
 100                 __flush_icache_all();
 101         }
 102
 103         if (vma->vm_flags & VM_EXEC && icache_is_vivt_asid_tagged())
 104                 __flush_icache_all();
 105 }
 106
 107 #else
 108 #define flush_pfn_alias(pfn,vaddr)              do { } while (0)
 109 #define flush_icache_alias(pfn,vaddr,len)       do { } while (0)
 110 #endif
 111
 112 static void flush_ptrace_access_other(void *args)
 113 {
 114         __flush_icache_all();
 115 }
 116
 117 static
 118 void flush_ptrace_access(struct vm_area_struct *vma, struct page *page,
 119                          unsigned long uaddr, void *kaddr, unsigned long len)
 120 {
 121         if (cache_is_vivt()) {
 122                 if (cpumask_test_cpu(smp_processor_id(), mm_cpumask(vma->vm_mm))) {
 123                         unsigned long addr = (unsigned long)kaddr;
 124                         __cpuc_coherent_kern_range(addr, addr + len);
 125                 }
 126                 return;
 127         }
 128
 129         if (cache_is_vipt_aliasing()) {
 130                 flush_pfn_alias(page_to_pfn(page), uaddr);
 131                 __flush_icache_all();
 132                 return;
 133         }
 134
 135         /* VIPT non-aliasing D-cache */
 136         if (vma->vm_flags & VM_EXEC) {
 137                 unsigned long addr = (unsigned long)kaddr;
 138                 if (icache_is_vipt_aliasing())
 139                         flush_icache_alias(page_to_pfn(page), uaddr, len);
 140                 else
 141                         __cpuc_coherent_kern_range(addr, addr + len);
 142                 if (cache_ops_need_broadcast())
 143                         smp_call_function(flush_ptrace_access_other,
 144                                           NULL, 1);
 145         }
 146 }
 147
 148 /*
 149  * Copy user data from/to a page which is mapped into a different
 150  * processes address space.  Really, we want to allow our "user
 151  * space" model to handle this.
 152  *
 153  * Note that this code needs to run on the current CPU.
 154  */
 155 void copy_to_user_page(struct vm_area_struct *vma, struct page *page,
 156                        unsigned long uaddr, void *dst, const void *src,
 157                        unsigned long len)
 158 {
 159 #ifdef CONFIG_SMP
 160         preempt_disable();
 161 #endif
 162         memcpy(dst, src, len);
 163         flush_ptrace_access(vma, page, uaddr, dst, len);
 164 #ifdef CONFIG_SMP
 165         preempt_enable();
 166 #endif
 167 }
 168
 169 void __flush_dcache_page(struct address_space *mapping, struct page *page)
 170 {
 171         /*
 172          * Writeback any data associated with the kernel mapping of this
 173          * page.  This ensures that data in the physical page is mutually
 174          * coherent with the kernels mapping.
 175          */
 176         if (!PageHighMem(page)) {
 177                 size_t page_size = PAGE_SIZE << compound_order(page);
 178                 __cpuc_flush_dcache_area(page_address(page), page_size);
 179         } else {
 180                 unsigned long i;
 181                 for(i = 0; i < (1 << compound_order(page)); i++) {
 182                         struct page *cpage = page + i;
 183                         void *addr = kmap_high_get(cpage);
 184                         if (addr) {
 185                                 __cpuc_flush_dcache_area(addr, PAGE_SIZE);
 186                                 kunmap_high(cpage);
 187                         } else if (cache_is_vipt()) {
 188                                 /* unmapped pages might still be cached */
 189                                 addr = kmap_atomic(cpage);
 190                                 __cpuc_flush_dcache_area(addr, PAGE_SIZE);
 191                                 kunmap_atomic(addr);
 192                         }
 193                 }
 194         }
 195
 196         /*
 197          * If this is a page cache page, and we have an aliasing VIPT cache,
 198          * we only need to do one flush - which would be at the relevant
 199          * userspace colour, which is congruent with page->index.
 200          */
 201         if (mapping && cache_is_vipt_aliasing())
 202                 flush_pfn_alias(page_to_pfn(page),
 203                                 page->index << PAGE_CACHE_SHIFT);
 204 }
 205
 206 static void __flush_dcache_aliases(struct address_space *mapping, struct page *page)
 207 {
 208         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
 209         struct vm_area_struct *mpnt;
 210         struct prio_tree_iter iter;
 211         pgoff_t pgoff;
 212
 213         /*
 214          * There are possible user space mappings of this page:
 215          * - VIVT cache: we need to also write back and invalidate all user
 216          *   data in the current VM view associated with this page.
 217          * - aliasing VIPT: we only need to find one mapping of this page.
 218          */
 219         pgoff = page->index << (PAGE_CACHE_SHIFT - PAGE_SHIFT);
 220
 221         flush_dcache_mmap_lock(mapping);
 222         vma_prio_tree_foreach(mpnt, &iter, &mapping->i_mmap, pgoff, pgoff) {
 223                 unsigned long offset;
 224
 225                 /*
 226                  * If this VMA is not in our MM, we can ignore it.
 227                  */
 228                 if (mpnt->vm_mm != mm)
 229                         continue;
 230                 if (!(mpnt->vm_flags & VM_MAYSHARE))
 231                         continue;
 232                 offset = (pgoff - mpnt->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT;
 233                 flush_cache_page(mpnt, mpnt->vm_start + offset, page_to_pfn(page));
 234         }
 235         flush_dcache_mmap_unlock(mapping);
 236 }
 237
 238 #if __LINUX_ARM_ARCH__ >= 6
 239 void __sync_icache_dcache(pte_t pteval)
 240 {
 241         unsigned long pfn;
 242         struct page *page;
 243         struct address_space *mapping;
 244
 245         if (cache_is_vipt_nonaliasing() && !pte_exec(pteval))
 246                 /* only flush non-aliasing VIPT caches for exec mappings */
 247                 return;
 248         pfn = pte_pfn(pteval);
 249         if (!pfn_valid(pfn))
 250                 return;
 251
 252         page = pfn_to_page(pfn);
 253         if (cache_is_vipt_aliasing())
 254                 mapping = page_mapping(page);
 255         else
 256                 mapping = NULL;
 257
 258         if (!test_and_set_bit(PG_dcache_clean, &page->flags))
 259                 __flush_dcache_page(mapping, page);
 260
 261         if (pte_exec(pteval))
 262                 __flush_icache_all();
 263 }
 264 #endif
 265
 266 /*
 267  * Ensure cache coherency between kernel mapping and userspace mapping
 268  * of this page.
 269  *
 270  * We have three cases to consider:
 271  *  - VIPT non-aliasing cache: fully coherent so nothing required.
 272  *  - VIVT: fully aliasing, so we need to handle every alias in our
 273  *          current VM view.
 274  *  - VIPT aliasing: need to handle one alias in our current VM view.
 275  *
 276  * If we need to handle aliasing:
 277  *  If the page only exists in the page cache and there are no user
 278  *  space mappings, we can be lazy and remember that we may have dirty
 279  *  kernel cache lines for later.  Otherwise, we assume we have
 280  *  aliasing mappings.
 281  *
 282  * Note that we disable the lazy flush for SMP configurations where
 283  * the cache maintenance operations are not automatically broadcasted.
 284  */
 285 void flush_dcache_page(struct page *page)
 286 {
 287         struct address_space *mapping;
 288
 289         /*
 290          * The zero page is never written to, so never has any dirty
 291          * cache lines, and therefore never needs to be flushed.
 292          */
 293         if (page == ZERO_PAGE(0))
 294                 return;
 295
 296         mapping = page_mapping(page);
 297
 298         if (!cache_ops_need_broadcast() &&
 299             mapping && !page_mapped(page))
 300                 clear_bit(PG_dcache_clean, &page->flags);
 301         else {
 302                 __flush_dcache_page(mapping, page);
 303                 if (mapping && cache_is_vivt())
 304                         __flush_dcache_aliases(mapping, page);
 305                 else if (mapping)
 306                         __flush_icache_all();
 307                 set_bit(PG_dcache_clean, &page->flags);
 308         }
 309 }
 310 EXPORT_SYMBOL(flush_dcache_page);
 311
 312 /*
 313  * Ensure cache coherency for the kernel mapping of this page. We can
 314  * assume that the page is pinned via kmap.
 315  *
 316  * If the page only exists in the page cache and there are no user
 317  * space mappings, this is a no-op since the page was already marked
 318  * dirty at creation.  Otherwise, we need to flush the dirty kernel
 319  * cache lines directly.
 320  */
 321 void flush_kernel_dcache_page(struct page *page)
 322 {
 323         if (cache_is_vivt() || cache_is_vipt_aliasing()) {
 324                 struct address_space *mapping;
 325
 326                 mapping = page_mapping(page);
 327
 328                 if (!mapping || mapping_mapped(mapping)) {
 329                         void *addr;
 330
 331                         addr = page_address(page);
 332                         /*
 333                          * kmap_atomic() doesn't set the page virtual
 334                          * address for highmem pages, and
 335                          * kunmap_atomic() takes care of cache
 336                          * flushing already.
 337                          */
 338                         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HIGHMEM) || addr)
 339                                 __cpuc_flush_dcache_area(addr, PAGE_SIZE);
 340                 }
 341         }
 342 }
 343 EXPORT_SYMBOL(flush_kernel_dcache_page);
 344
 345 /*
 346  * Flush an anonymous page so that users of get_user_pages()
 347  * can safely access the data.  The expected sequence is:
 348  *
 349  *  get_user_pages()
 350  *    -> flush_anon_page
 351  *  memcpy() to/from page
 352  *  if written to page, flush_dcache_page()
 353  */
 354 void __flush_anon_page(struct vm_area_struct *vma, struct page *page, unsigned long vmaddr)
 355 {
 356         unsigned long pfn;
 357
 358         /* VIPT non-aliasing caches need do nothing */
 359         if (cache_is_vipt_nonaliasing())
 360                 return;
 361
 362         /*
 363          * Write back and invalidate userspace mapping.
 364          */
 365         pfn = page_to_pfn(page);
 366         if (cache_is_vivt()) {
 367                 flush_cache_page(vma, vmaddr, pfn);
 368         } else {
 369                 /*
 370                  * For aliasing VIPT, we can flush an alias of the
 371                  * userspace address only.
 372                  */
 373                 flush_pfn_alias(pfn, vmaddr);
 374                 __flush_icache_all();
 375         }
 376
 377         /*
 378          * Invalidate kernel mapping.  No data should be contained
 379          * in this mapping of the page.  FIXME: this is overkill
 380          * since we actually ask for a write-back and invalidate.
 381          */
 382         __cpuc_flush_dcache_area(page_address(page), PAGE_SIZE);
 383 }