arch/powerpc/mm/hugetlbpage.c

   1 /*
   2  * PPC Huge TLB Page Support for Kernel.
   3  *
   4  * Copyright (C) 2003 David Gibson, IBM Corporation.
   5  * Copyright (C) 2011 Becky Bruce, Freescale Semiconductor
   6  *
   7  * Based on the IA-32 version:
   8  * Copyright (C) 2002, Rohit Seth <rohit.seth@intel.com>
   9  */
  10
  11 #include <linux/mm.h>
  12 #include <linux/io.h>
  13 #include <linux/slab.h>
  14 #include <linux/hugetlb.h>
  15 #include <linux/export.h>
  16 #include <linux/of_fdt.h>
  17 #include <linux/memblock.h>
  18 #include <linux/bootmem.h>
  19 #include <linux/moduleparam.h>
  20 #include <asm/pgtable.h>
  21 #include <asm/pgalloc.h>
  22 #include <asm/tlb.h>
  23 #include <asm/setup.h>
  24
  25 #define PAGE_SHIFT_64K  16
  26 #define PAGE_SHIFT_16M  24
  27 #define PAGE_SHIFT_16G  34
  28
  29 unsigned int HPAGE_SHIFT;
  30
  31 /*
  32  * Tracks gpages after the device tree is scanned and before the
  33  * huge_boot_pages list is ready.  On non-Freescale implementations, this is
  34  * just used to track 16G pages and so is a single array.  FSL-based
  35  * implementations may have more than one gpage size, so we need multiple
  36  * arrays
  37  */
  38 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
  39 #define MAX_NUMBER_GPAGES       128
  40 struct psize_gpages {
  41         u64 gpage_list[MAX_NUMBER_GPAGES];
  42         unsigned int nr_gpages;
  43 };
  44 static struct psize_gpages gpage_freearray[MMU_PAGE_COUNT];
  45 #else
  46 #define MAX_NUMBER_GPAGES       1024
  47 static u64 gpage_freearray[MAX_NUMBER_GPAGES];
  48 static unsigned nr_gpages;
  49 #endif
  50
  51 static inline int shift_to_mmu_psize(unsigned int shift)
  52 {
  53         int psize;
  54
  55         for (psize = 0; psize < MMU_PAGE_COUNT; ++psize)
  56                 if (mmu_psize_defs[psize].shift == shift)
  57                         return psize;
  58         return -1;
  59 }
  60
  61 static inline unsigned int mmu_psize_to_shift(unsigned int mmu_psize)
  62 {
  63         if (mmu_psize_defs[mmu_psize].shift)
  64                 return mmu_psize_defs[mmu_psize].shift;
  65         BUG();
  66 }
  67
  68 #define hugepd_none(hpd)        ((hpd).pd == 0)
  69
  70 pte_t *find_linux_pte_or_hugepte(pgd_t *pgdir, unsigned long ea, unsigned *shift)
  71 {
  72         pgd_t *pg;
  73         pud_t *pu;
  74         pmd_t *pm;
  75         hugepd_t *hpdp = NULL;
  76         unsigned pdshift = PGDIR_SHIFT;
  77
  78         if (shift)
  79                 *shift = 0;
  80
  81         pg = pgdir + pgd_index(ea);
  82         if (is_hugepd(pg)) {
  83                 hpdp = (hugepd_t *)pg;
  84         } else if (!pgd_none(*pg)) {
  85                 pdshift = PUD_SHIFT;
  86                 pu = pud_offset(pg, ea);
  87                 if (is_hugepd(pu))
  88                         hpdp = (hugepd_t *)pu;
  89                 else if (!pud_none(*pu)) {
  90                         pdshift = PMD_SHIFT;
  91                         pm = pmd_offset(pu, ea);
  92                         if (is_hugepd(pm))
  93                                 hpdp = (hugepd_t *)pm;
  94                         else if (!pmd_none(*pm)) {
  95                                 return pte_offset_kernel(pm, ea);
  96                         }
  97                 }
  98         }
  99
 100         if (!hpdp)
 101                 return NULL;
 102
 103         if (shift)
 104                 *shift = hugepd_shift(*hpdp);
 105         return hugepte_offset(hpdp, ea, pdshift);
 106 }
 107 EXPORT_SYMBOL_GPL(find_linux_pte_or_hugepte);
 108
 109 pte_t *huge_pte_offset(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
 110 {
 111         return find_linux_pte_or_hugepte(mm->pgd, addr, NULL);
 112 }
 113
 114 static int __hugepte_alloc(struct mm_struct *mm, hugepd_t *hpdp,
 115                            unsigned long address, unsigned pdshift, unsigned pshift)
 116 {
 117         struct kmem_cache *cachep;
 118         pte_t *new;
 119
 120 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 121         int i;
 122         int num_hugepd = 1 << (pshift - pdshift);
 123         cachep = hugepte_cache;
 124 #else
 125         cachep = PGT_CACHE(pdshift - pshift);
 126 #endif
 127
 128         new = kmem_cache_zalloc(cachep, GFP_KERNEL|__GFP_REPEAT);
 129
 130         BUG_ON(pshift > HUGEPD_SHIFT_MASK);
 131         BUG_ON((unsigned long)new & HUGEPD_SHIFT_MASK);
 132
 133         if (! new)
 134                 return -ENOMEM;
 135
 136         spin_lock(&mm->page_table_lock);
 137 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 138         /*
 139          * We have multiple higher-level entries that point to the same
 140          * actual pte location.  Fill in each as we go and backtrack on error.
 141          * We need all of these so the DTLB pgtable walk code can find the
 142          * right higher-level entry without knowing if it's a hugepage or not.
 143          */
 144         for (i = 0; i < num_hugepd; i++, hpdp++) {
 145                 if (unlikely(!hugepd_none(*hpdp)))
 146                         break;
 147                 else
 148                         hpdp->pd = ((unsigned long)new & ~PD_HUGE) | pshift;
 149         }
 150         /* If we bailed from the for loop early, an error occurred, clean up */
 151         if (i < num_hugepd) {
 152                 for (i = i - 1 ; i >= 0; i--, hpdp--)
 153                         hpdp->pd = 0;
 154                 kmem_cache_free(cachep, new);
 155         }
 156 #else
 157         if (!hugepd_none(*hpdp))
 158                 kmem_cache_free(cachep, new);
 159         else
 160                 hpdp->pd = ((unsigned long)new & ~PD_HUGE) | pshift;
 161 #endif
 162         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 163         return 0;
 164 }
 165
 166 /*
 167  * These macros define how to determine which level of the page table holds
 168  * the hpdp.
 169  */
 170 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 171 #define HUGEPD_PGD_SHIFT PGDIR_SHIFT
 172 #define HUGEPD_PUD_SHIFT PUD_SHIFT
 173 #else
 174 #define HUGEPD_PGD_SHIFT PUD_SHIFT
 175 #define HUGEPD_PUD_SHIFT PMD_SHIFT
 176 #endif
 177
 178 pte_t *huge_pte_alloc(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, unsigned long sz)
 179 {
 180         pgd_t *pg;
 181         pud_t *pu;
 182         pmd_t *pm;
 183         hugepd_t *hpdp = NULL;
 184         unsigned pshift = __ffs(sz);
 185         unsigned pdshift = PGDIR_SHIFT;
 186
 187         addr &= ~(sz-1);
 188
 189         pg = pgd_offset(mm, addr);
 190
 191         if (pshift >= HUGEPD_PGD_SHIFT) {
 192                 hpdp = (hugepd_t *)pg;
 193         } else {
 194                 pdshift = PUD_SHIFT;
 195                 pu = pud_alloc(mm, pg, addr);
 196                 if (pshift >= HUGEPD_PUD_SHIFT) {
 197                         hpdp = (hugepd_t *)pu;
 198                 } else {
 199                         pdshift = PMD_SHIFT;
 200                         pm = pmd_alloc(mm, pu, addr);
 201                         hpdp = (hugepd_t *)pm;
 202                 }
 203         }
 204
 205         if (!hpdp)
 206                 return NULL;
 207
 208         BUG_ON(!hugepd_none(*hpdp) && !hugepd_ok(*hpdp));
 209
 210         if (hugepd_none(*hpdp) && __hugepte_alloc(mm, hpdp, addr, pdshift, pshift))
 211                 return NULL;
 212
 213         return hugepte_offset(hpdp, addr, pdshift);
 214 }
 215
 216 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 217 /* Build list of addresses of gigantic pages.  This function is used in early
 218  * boot before the buddy or bootmem allocator is setup.
 219  */
 220 void add_gpage(u64 addr, u64 page_size, unsigned long number_of_pages)
 221 {
 222         unsigned int idx = shift_to_mmu_psize(__ffs(page_size));
 223         int i;
 224
 225         if (addr == 0)
 226                 return;
 227
 228         gpage_freearray[idx].nr_gpages = number_of_pages;
 229
 230         for (i = 0; i < number_of_pages; i++) {
 231                 gpage_freearray[idx].gpage_list[i] = addr;
 232                 addr += page_size;
 233         }
 234 }
 235
 236 /*
 237  * Moves the gigantic page addresses from the temporary list to the
 238  * huge_boot_pages list.
 239  */
 240 int alloc_bootmem_huge_page(struct hstate *hstate)
 241 {
 242         struct huge_bootmem_page *m;
 243         int idx = shift_to_mmu_psize(hstate->order + PAGE_SHIFT);
 244         int nr_gpages = gpage_freearray[idx].nr_gpages;
 245
 246         if (nr_gpages == 0)
 247                 return 0;
 248
 249 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 250         /*
 251          * If gpages can be in highmem we can't use the trick of storing the
 252          * data structure in the page; allocate space for this
 253          */
 254         m = alloc_bootmem(sizeof(struct huge_bootmem_page));
 255         m->phys = gpage_freearray[idx].gpage_list[--nr_gpages];
 256 #else
 257         m = phys_to_virt(gpage_freearray[idx].gpage_list[--nr_gpages]);
 258 #endif
 259
 260         list_add(&m->list, &huge_boot_pages);
 261         gpage_freearray[idx].nr_gpages = nr_gpages;
 262         gpage_freearray[idx].gpage_list[nr_gpages] = 0;
 263         m->hstate = hstate;
 264
 265         return 1;
 266 }
 267 /*
 268  * Scan the command line hugepagesz= options for gigantic pages; store those in
 269  * a list that we use to allocate the memory once all options are parsed.
 270  */
 271
 272 unsigned long gpage_npages[MMU_PAGE_COUNT];
 273
 274 static int __init do_gpage_early_setup(char *param, char *val,
 275                                        const char *unused)
 276 {
 277         static phys_addr_t size;
 278         unsigned long npages;
 279
 280         /*
 281          * The hugepagesz and hugepages cmdline options are interleaved.  We
 282          * use the size variable to keep track of whether or not this was done
 283          * properly and skip over instances where it is incorrect.  Other
 284          * command-line parsing code will issue warnings, so we don't need to.
 285          *
 286          */
 287         if ((strcmp(param, "default_hugepagesz") == 0) ||
 288             (strcmp(param, "hugepagesz") == 0)) {
 289                 size = memparse(val, NULL);
 290         } else if (strcmp(param, "hugepages") == 0) {
 291                 if (size != 0) {
 292                         if (sscanf(val, "%lu", &npages) <= 0)
 293                                 npages = 0;
 294                         gpage_npages[shift_to_mmu_psize(__ffs(size))] = npages;
 295                         size = 0;
 296                 }
 297         }
 298         return 0;
 299 }
 300
 301
 302 /*
 303  * This function allocates physical space for pages that are larger than the
 304  * buddy allocator can handle.  We want to allocate these in highmem because
 305  * the amount of lowmem is limited.  This means that this function MUST be
 306  * called before lowmem_end_addr is set up in MMU_init() in order for the lmb
 307  * allocate to grab highmem.
 308  */
 309 void __init reserve_hugetlb_gpages(void)
 310 {
 311         static __initdata char cmdline[COMMAND_LINE_SIZE];
 312         phys_addr_t size, base;
 313         int i;
 314
 315         strlcpy(cmdline, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 316         parse_args("hugetlb gpages", cmdline, NULL, 0, 0, 0,
 317                         &do_gpage_early_setup);
 318
 319         /*
 320          * Walk gpage list in reverse, allocating larger page sizes first.
 321          * Skip over unsupported sizes, or sizes that have 0 gpages allocated.
 322          * When we reach the point in the list where pages are no longer
 323          * considered gpages, we're done.
 324          */
 325         for (i = MMU_PAGE_COUNT-1; i >= 0; i--) {
 326                 if (mmu_psize_defs[i].shift == 0 || gpage_npages[i] == 0)
 327                         continue;
 328                 else if (mmu_psize_to_shift(i) < (MAX_ORDER + PAGE_SHIFT))
 329                         break;
 330
 331                 size = (phys_addr_t)(1ULL << mmu_psize_to_shift(i));
 332                 base = memblock_alloc_base(size * gpage_npages[i], size,
 333                                            MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE);
 334                 add_gpage(base, size, gpage_npages[i]);
 335         }
 336 }
 337
 338 #else /* !PPC_FSL_BOOK3E */
 339
 340 /* Build list of addresses of gigantic pages.  This function is used in early
 341  * boot before the buddy or bootmem allocator is setup.
 342  */
 343 void add_gpage(u64 addr, u64 page_size, unsigned long number_of_pages)
 344 {
 345         if (!addr)
 346                 return;
 347         while (number_of_pages > 0) {
 348                 gpage_freearray[nr_gpages] = addr;
 349                 nr_gpages++;
 350                 number_of_pages--;
 351                 addr += page_size;
 352         }
 353 }
 354
 355 /* Moves the gigantic page addresses from the temporary list to the
 356  * huge_boot_pages list.
 357  */
 358 int alloc_bootmem_huge_page(struct hstate *hstate)
 359 {
 360         struct huge_bootmem_page *m;
 361         if (nr_gpages == 0)
 362                 return 0;
 363         m = phys_to_virt(gpage_freearray[--nr_gpages]);
 364         gpage_freearray[nr_gpages] = 0;
 365         list_add(&m->list, &huge_boot_pages);
 366         m->hstate = hstate;
 367         return 1;
 368 }
 369 #endif
 370
 371 int huge_pmd_unshare(struct mm_struct *mm, unsigned long *addr, pte_t *ptep)
 372 {
 373         return 0;
 374 }
 375
 376 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 377 #define HUGEPD_FREELIST_SIZE \
 378         ((PAGE_SIZE - sizeof(struct hugepd_freelist)) / sizeof(pte_t))
 379
 380 struct hugepd_freelist {
 381         struct rcu_head rcu;
 382         unsigned int index;
 383         void *ptes[0];
 384 };
 385
 386 static DEFINE_PER_CPU(struct hugepd_freelist *, hugepd_freelist_cur);
 387
 388 static void hugepd_free_rcu_callback(struct rcu_head *head)
 389 {
 390         struct hugepd_freelist *batch =
 391                 container_of(head, struct hugepd_freelist, rcu);
 392         unsigned int i;
 393
 394         for (i = 0; i < batch->index; i++)
 395                 kmem_cache_free(hugepte_cache, batch->ptes[i]);
 396
 397         free_page((unsigned long)batch);
 398 }
 399
 400 static void hugepd_free(struct mmu_gather *tlb, void *hugepte)
 401 {
 402         struct hugepd_freelist **batchp;
 403
 404         batchp = &__get_cpu_var(hugepd_freelist_cur);
 405
 406         if (atomic_read(&tlb->mm->mm_users) < 2 ||
 407             cpumask_equal(mm_cpumask(tlb->mm),
 408                           cpumask_of(smp_processor_id()))) {
 409                 kmem_cache_free(hugepte_cache, hugepte);
 410                 return;
 411         }
 412
 413         if (*batchp == NULL) {
 414                 *batchp = (struct hugepd_freelist *)__get_free_page(GFP_ATOMIC);
 415                 (*batchp)->index = 0;
 416         }
 417
 418         (*batchp)->ptes[(*batchp)->index++] = hugepte;
 419         if ((*batchp)->index == HUGEPD_FREELIST_SIZE) {
 420                 call_rcu_sched(&(*batchp)->rcu, hugepd_free_rcu_callback);
 421                 *batchp = NULL;
 422         }
 423 }
 424 #endif
 425
 426 static void free_hugepd_range(struct mmu_gather *tlb, hugepd_t *hpdp, int pdshift,
 427                               unsigned long start, unsigned long end,
 428                               unsigned long floor, unsigned long ceiling)
 429 {
 430         pte_t *hugepte = hugepd_page(*hpdp);
 431         int i;
 432
 433         unsigned long pdmask = ~((1UL << pdshift) - 1);
 434         unsigned int num_hugepd = 1;
 435
 436 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 437         /* Note: On fsl the hpdp may be the first of several */
 438         num_hugepd = (1 << (hugepd_shift(*hpdp) - pdshift));
 439 #else
 440         unsigned int shift = hugepd_shift(*hpdp);
 441 #endif
 442
 443         start &= pdmask;
 444         if (start < floor)
 445                 return;
 446         if (ceiling) {
 447                 ceiling &= pdmask;
 448                 if (! ceiling)
 449                         return;
 450         }
 451         if (end - 1 > ceiling - 1)
 452                 return;
 453
 454         for (i = 0; i < num_hugepd; i++, hpdp++)
 455                 hpdp->pd = 0;
 456
 457         tlb->need_flush = 1;
 458
 459 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 460         hugepd_free(tlb, hugepte);
 461 #else
 462         pgtable_free_tlb(tlb, hugepte, pdshift - shift);
 463 #endif
 464 }
 465
 466 static void hugetlb_free_pmd_range(struct mmu_gather *tlb, pud_t *pud,
 467                                    unsigned long addr, unsigned long end,
 468                                    unsigned long floor, unsigned long ceiling)
 469 {
 470         pmd_t *pmd;
 471         unsigned long next;
 472         unsigned long start;
 473
 474         start = addr;
 475         do {
 476                 pmd = pmd_offset(pud, addr);
 477                 next = pmd_addr_end(addr, end);
 478                 if (pmd_none(*pmd))
 479                         continue;
 480 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 481                 /*
 482                  * Increment next by the size of the huge mapping since
 483                  * there may be more than one entry at this level for a
 484                  * single hugepage, but all of them point to
 485                  * the same kmem cache that holds the hugepte.
 486                  */
 487                 next = addr + (1 << hugepd_shift(*(hugepd_t *)pmd));
 488 #endif
 489                 free_hugepd_range(tlb, (hugepd_t *)pmd, PMD_SHIFT,
 490                                   addr, next, floor, ceiling);
 491         } while (addr = next, addr != end);
 492
 493         start &= PUD_MASK;
 494         if (start < floor)
 495                 return;
 496         if (ceiling) {
 497                 ceiling &= PUD_MASK;
 498                 if (!ceiling)
 499                         return;
 500         }
 501         if (end - 1 > ceiling - 1)
 502                 return;
 503
 504         pmd = pmd_offset(pud, start);
 505         pud_clear(pud);
 506         pmd_free_tlb(tlb, pmd, start);
 507 }
 508
 509 static void hugetlb_free_pud_range(struct mmu_gather *tlb, pgd_t *pgd,
 510                                    unsigned long addr, unsigned long end,
 511                                    unsigned long floor, unsigned long ceiling)
 512 {
 513         pud_t *pud;
 514         unsigned long next;
 515         unsigned long start;
 516
 517         start = addr;
 518         do {
 519                 pud = pud_offset(pgd, addr);
 520                 next = pud_addr_end(addr, end);
 521                 if (!is_hugepd(pud)) {
 522                         if (pud_none_or_clear_bad(pud))
 523                                 continue;
 524                         hugetlb_free_pmd_range(tlb, pud, addr, next, floor,
 525                                                ceiling);
 526                 } else {
 527 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 528                         /*
 529                          * Increment next by the size of the huge mapping since
 530                          * there may be more than one entry at this level for a
 531                          * single hugepage, but all of them point to
 532                          * the same kmem cache that holds the hugepte.
 533                          */
 534                         next = addr + (1 << hugepd_shift(*(hugepd_t *)pud));
 535 #endif
 536                         free_hugepd_range(tlb, (hugepd_t *)pud, PUD_SHIFT,
 537                                           addr, next, floor, ceiling);
 538                 }
 539         } while (addr = next, addr != end);
 540
 541         start &= PGDIR_MASK;
 542         if (start < floor)
 543                 return;
 544         if (ceiling) {
 545                 ceiling &= PGDIR_MASK;
 546                 if (!ceiling)
 547                         return;
 548         }
 549         if (end - 1 > ceiling - 1)
 550                 return;
 551
 552         pud = pud_offset(pgd, start);
 553         pgd_clear(pgd);
 554         pud_free_tlb(tlb, pud, start);
 555 }
 556
 557 /*
 558  * This function frees user-level page tables of a process.
 559  *
 560  * Must be called with pagetable lock held.
 561  */
 562 void hugetlb_free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb,
 563                             unsigned long addr, unsigned long end,
 564                             unsigned long floor, unsigned long ceiling)
 565 {
 566         pgd_t *pgd;
 567         unsigned long next;
 568
 569         /*
 570          * Because there are a number of different possible pagetable
 571          * layouts for hugepage ranges, we limit knowledge of how
 572          * things should be laid out to the allocation path
 573          * (huge_pte_alloc(), above).  Everything else works out the
 574          * structure as it goes from information in the hugepd
 575          * pointers.  That means that we can't here use the
 576          * optimization used in the normal page free_pgd_range(), of
 577          * checking whether we're actually covering a large enough
 578          * range to have to do anything at the top level of the walk
 579          * instead of at the bottom.
 580          *
 581          * To make sense of this, you should probably go read the big
 582          * block comment at the top of the normal free_pgd_range(),
 583          * too.
 584          */
 585
 586         do {
 587                 next = pgd_addr_end(addr, end);
 588                 pgd = pgd_offset(tlb->mm, addr);
 589                 if (!is_hugepd(pgd)) {
 590                         if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
 591                                 continue;
 592                         hugetlb_free_pud_range(tlb, pgd, addr, next, floor, ceiling);
 593                 } else {
 594 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 595                         /*
 596                          * Increment next by the size of the huge mapping since
 597                          * there may be more than one entry at the pgd level
 598                          * for a single hugepage, but all of them point to the
 599                          * same kmem cache that holds the hugepte.
 600                          */
 601                         next = addr + (1 << hugepd_shift(*(hugepd_t *)pgd));
 602 #endif
 603                         free_hugepd_range(tlb, (hugepd_t *)pgd, PGDIR_SHIFT,
 604                                           addr, next, floor, ceiling);
 605                 }
 606         } while (addr = next, addr != end);
 607 }
 608
 609 struct page *
 610 follow_huge_addr(struct mm_struct *mm, unsigned long address, int write)
 611 {
 612         pte_t *ptep;
 613         struct page *page;
 614         unsigned shift;
 615         unsigned long mask;
 616
 617         ptep = find_linux_pte_or_hugepte(mm->pgd, address, &shift);
 618
 619         /* Verify it is a huge page else bail. */
 620         if (!ptep || !shift)
 621                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 622
 623         mask = (1UL << shift) - 1;
 624         page = pte_page(*ptep);
 625         if (page)
 626                 page += (address & mask) / PAGE_SIZE;
 627
 628         return page;
 629 }
 630
 631 int pmd_huge(pmd_t pmd)
 632 {
 633         return 0;
 634 }
 635
 636 int pud_huge(pud_t pud)
 637 {
 638         return 0;
 639 }
 640
 641 struct page *
 642 follow_huge_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
 643                 pmd_t *pmd, int write)
 644 {
 645         BUG();
 646         return NULL;
 647 }
 648
 649 static noinline int gup_hugepte(pte_t *ptep, unsigned long sz, unsigned long addr,
 650                        unsigned long end, int write, struct page **pages, int *nr)
 651 {
 652         unsigned long mask;
 653         unsigned long pte_end;
 654         struct page *head, *page, *tail;
 655         pte_t pte;
 656         int refs;
 657
 658         pte_end = (addr + sz) & ~(sz-1);
 659         if (pte_end < end)
 660                 end = pte_end;
 661
 662         pte = *ptep;
 663         mask = _PAGE_PRESENT | _PAGE_USER;
 664         if (write)
 665                 mask |= _PAGE_RW;
 666
 667         if ((pte_val(pte) & mask) != mask)
 668                 return 0;
 669
 670         /* hugepages are never "special" */
 671         VM_BUG_ON(!pfn_valid(pte_pfn(pte)));
 672
 673         refs = 0;
 674         head = pte_page(pte);
 675
 676         page = head + ((addr & (sz-1)) >> PAGE_SHIFT);
 677         tail = page;
 678         do {
 679                 VM_BUG_ON(compound_head(page) != head);
 680                 pages[*nr] = page;
 681                 (*nr)++;
 682                 page++;
 683                 refs++;
 684         } while (addr += PAGE_SIZE, addr != end);
 685
 686         if (!page_cache_add_speculative(head, refs)) {
 687                 *nr -= refs;
 688                 return 0;
 689         }
 690
 691         if (unlikely(pte_val(pte) != pte_val(*ptep))) {
 692                 /* Could be optimized better */
 693                 *nr -= refs;
 694                 while (refs--)
 695                         put_page(head);
 696                 return 0;
 697         }
 698
 699         /*
 700          * Any tail page need their mapcount reference taken before we
 701          * return.
 702          */
 703         while (refs--) {
 704                 if (PageTail(tail))
 705                         get_huge_page_tail(tail);
 706                 tail++;
 707         }
 708
 709         return 1;
 710 }
 711
 712 static unsigned long hugepte_addr_end(unsigned long addr, unsigned long end,
 713                                       unsigned long sz)
 714 {
 715         unsigned long __boundary = (addr + sz) & ~(sz-1);
 716         return (__boundary - 1 < end - 1) ? __boundary : end;
 717 }
 718
 719 int gup_hugepd(hugepd_t *hugepd, unsigned pdshift,
 720                unsigned long addr, unsigned long end,
 721                int write, struct page **pages, int *nr)
 722 {
 723         pte_t *ptep;
 724         unsigned long sz = 1UL << hugepd_shift(*hugepd);
 725         unsigned long next;
 726
 727         ptep = hugepte_offset(hugepd, addr, pdshift);
 728         do {
 729                 next = hugepte_addr_end(addr, end, sz);
 730                 if (!gup_hugepte(ptep, sz, addr, end, write, pages, nr))
 731                         return 0;
 732         } while (ptep++, addr = next, addr != end);
 733
 734         return 1;
 735 }
 736
 737 #ifdef CONFIG_PPC_MM_SLICES
 738 unsigned long hugetlb_get_unmapped_area(struct file *file, unsigned long addr,
 739                                         unsigned long len, unsigned long pgoff,
 740                                         unsigned long flags)
 741 {
 742         struct hstate *hstate = hstate_file(file);
 743         int mmu_psize = shift_to_mmu_psize(huge_page_shift(hstate));
 744
 745         return slice_get_unmapped_area(addr, len, flags, mmu_psize, 1);
 746 }
 747 #endif
 748
 749 unsigned long vma_mmu_pagesize(struct vm_area_struct *vma)
 750 {
 751 #ifdef CONFIG_PPC_MM_SLICES
 752         unsigned int psize = get_slice_psize(vma->vm_mm, vma->vm_start);
 753
 754         return 1UL << mmu_psize_to_shift(psize);
 755 #else
 756         if (!is_vm_hugetlb_page(vma))
 757                 return PAGE_SIZE;
 758
 759         return huge_page_size(hstate_vma(vma));
 760 #endif
 761 }
 762
 763 static inline bool is_power_of_4(unsigned long x)
 764 {
 765         if (is_power_of_2(x))
 766                 return (__ilog2(x) % 2) ? false : true;
 767         return false;
 768 }
 769
 770 static int __init add_huge_page_size(unsigned long long size)
 771 {
 772         int shift = __ffs(size);
 773         int mmu_psize;
 774
 775         /* Check that it is a page size supported by the hardware and
 776          * that it fits within pagetable and slice limits. */
 777 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 778         if ((size < PAGE_SIZE) || !is_power_of_4(size))
 779                 return -EINVAL;
 780 #else
 781         if (!is_power_of_2(size)
 782             || (shift > SLICE_HIGH_SHIFT) || (shift <= PAGE_SHIFT))
 783                 return -EINVAL;
 784 #endif
 785
 786         if ((mmu_psize = shift_to_mmu_psize(shift)) < 0)
 787                 return -EINVAL;
 788
 789 #ifdef CONFIG_SPU_FS_64K_LS
 790         /* Disable support for 64K huge pages when 64K SPU local store
 791          * support is enabled as the current implementation conflicts.
 792          */
 793         if (shift == PAGE_SHIFT_64K)
 794                 return -EINVAL;
 795 #endif /* CONFIG_SPU_FS_64K_LS */
 796
 797         BUG_ON(mmu_psize_defs[mmu_psize].shift != shift);
 798
 799         /* Return if huge page size has already been setup */
 800         if (size_to_hstate(size))
 801                 return 0;
 802
 803         hugetlb_add_hstate(shift - PAGE_SHIFT);
 804
 805         return 0;
 806 }
 807
 808 static int __init hugepage_setup_sz(char *str)
 809 {
 810         unsigned long long size;
 811
 812         size = memparse(str, &str);
 813
 814         if (add_huge_page_size(size) != 0)
 815                 printk(KERN_WARNING "Invalid huge page size specified(%llu)\n", size);
 816
 817         return 1;
 818 }
 819 __setup("hugepagesz=", hugepage_setup_sz);
 820
 821 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 822 struct kmem_cache *hugepte_cache;
 823 static int __init hugetlbpage_init(void)
 824 {
 825         int psize;
 826
 827         for (psize = 0; psize < MMU_PAGE_COUNT; ++psize) {
 828                 unsigned shift;
 829
 830                 if (!mmu_psize_defs[psize].shift)
 831                         continue;
 832
 833                 shift = mmu_psize_to_shift(psize);
 834
 835                 /* Don't treat normal page sizes as huge... */
 836                 if (shift != PAGE_SHIFT)
 837                         if (add_huge_page_size(1ULL << shift) < 0)
 838                                 continue;
 839         }
 840
 841         /*
 842          * Create a kmem cache for hugeptes.  The bottom bits in the pte have
 843          * size information encoded in them, so align them to allow this
 844          */
 845         hugepte_cache =  kmem_cache_create("hugepte-cache", sizeof(pte_t),
 846                                            HUGEPD_SHIFT_MASK + 1, 0, NULL);
 847         if (hugepte_cache == NULL)
 848                 panic("%s: Unable to create kmem cache for hugeptes\n",
 849                       __func__);
 850
 851         /* Default hpage size = 4M */
 852         if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_4M].shift)
 853                 HPAGE_SHIFT = mmu_psize_defs[MMU_PAGE_4M].shift;
 854         else
 855                 panic("%s: Unable to set default huge page size\n", __func__);
 856
 857
 858         return 0;
 859 }
 860 #else
 861 static int __init hugetlbpage_init(void)
 862 {
 863         int psize;
 864
 865         if (!mmu_has_feature(MMU_FTR_16M_PAGE))
 866                 return -ENODEV;
 867
 868         for (psize = 0; psize < MMU_PAGE_COUNT; ++psize) {
 869                 unsigned shift;
 870                 unsigned pdshift;
 871
 872                 if (!mmu_psize_defs[psize].shift)
 873                         continue;
 874
 875                 shift = mmu_psize_to_shift(psize);
 876
 877                 if (add_huge_page_size(1ULL << shift) < 0)
 878                         continue;
 879
 880                 if (shift < PMD_SHIFT)
 881                         pdshift = PMD_SHIFT;
 882                 else if (shift < PUD_SHIFT)
 883                         pdshift = PUD_SHIFT;
 884                 else
 885                         pdshift = PGDIR_SHIFT;
 886
 887                 pgtable_cache_add(pdshift - shift, NULL);
 888                 if (!PGT_CACHE(pdshift - shift))
 889                         panic("hugetlbpage_init(): could not create "
 890                               "pgtable cache for %d bit pagesize\n", shift);
 891         }
 892
 893         /* Set default large page size. Currently, we pick 16M or 1M
 894          * depending on what is available
 895          */
 896         if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_16M].shift)
 897                 HPAGE_SHIFT = mmu_psize_defs[MMU_PAGE_16M].shift;
 898         else if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_1M].shift)
 899                 HPAGE_SHIFT = mmu_psize_defs[MMU_PAGE_1M].shift;
 900
 901         return 0;
 902 }
 903 #endif
 904 module_init(hugetlbpage_init);
 905
 906 void flush_dcache_icache_hugepage(struct page *page)
 907 {
 908         int i;
 909         void *start;
 910
 911         BUG_ON(!PageCompound(page));
 912
 913         for (i = 0; i < (1UL << compound_order(page)); i++) {
 914                 if (!PageHighMem(page)) {
 915                         __flush_dcache_icache(page_address(page+i));
 916                 } else {
 917                         start = kmap_atomic(page+i);
 918                         __flush_dcache_icache(start);
 919                         kunmap_atomic(start);
 920                 }
 921         }
 922 }