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 {
 276         static phys_addr_t size;
 277         unsigned long npages;
 278
 279         /*
 280          * The hugepagesz and hugepages cmdline options are interleaved.  We
 281          * use the size variable to keep track of whether or not this was done
 282          * properly and skip over instances where it is incorrect.  Other
 283          * command-line parsing code will issue warnings, so we don't need to.
 284          *
 285          */
 286         if ((strcmp(param, "default_hugepagesz") == 0) ||
 287             (strcmp(param, "hugepagesz") == 0)) {
 288                 size = memparse(val, NULL);
 289         } else if (strcmp(param, "hugepages") == 0) {
 290                 if (size != 0) {
 291                         if (sscanf(val, "%lu", &npages) <= 0)
 292                                 npages = 0;
 293                         gpage_npages[shift_to_mmu_psize(__ffs(size))] = npages;
 294                         size = 0;
 295                 }
 296         }
 297         return 0;
 298 }
 299
 300
 301 /*
 302  * This function allocates physical space for pages that are larger than the
 303  * buddy allocator can handle.  We want to allocate these in highmem because
 304  * the amount of lowmem is limited.  This means that this function MUST be
 305  * called before lowmem_end_addr is set up in MMU_init() in order for the lmb
 306  * allocate to grab highmem.
 307  */
 308 void __init reserve_hugetlb_gpages(void)
 309 {
 310         static __initdata char cmdline[COMMAND_LINE_SIZE];
 311         phys_addr_t size, base;
 312         int i;
 313
 314         strlcpy(cmdline, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 315         parse_args("hugetlb gpages", cmdline, NULL, 0, 0, 0,
 316                         &do_gpage_early_setup);
 317
 318         /*
 319          * Walk gpage list in reverse, allocating larger page sizes first.
 320          * Skip over unsupported sizes, or sizes that have 0 gpages allocated.
 321          * When we reach the point in the list where pages are no longer
 322          * considered gpages, we're done.
 323          */
 324         for (i = MMU_PAGE_COUNT-1; i >= 0; i--) {
 325                 if (mmu_psize_defs[i].shift == 0 || gpage_npages[i] == 0)
 326                         continue;
 327                 else if (mmu_psize_to_shift(i) < (MAX_ORDER + PAGE_SHIFT))
 328                         break;
 329
 330                 size = (phys_addr_t)(1ULL << mmu_psize_to_shift(i));
 331                 base = memblock_alloc_base(size * gpage_npages[i], size,
 332                                            MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE);
 333                 add_gpage(base, size, gpage_npages[i]);
 334         }
 335 }
 336
 337 #else /* !PPC_FSL_BOOK3E */
 338
 339 /* Build list of addresses of gigantic pages.  This function is used in early
 340  * boot before the buddy or bootmem allocator is setup.
 341  */
 342 void add_gpage(u64 addr, u64 page_size, unsigned long number_of_pages)
 343 {
 344         if (!addr)
 345                 return;
 346         while (number_of_pages > 0) {
 347                 gpage_freearray[nr_gpages] = addr;
 348                 nr_gpages++;
 349                 number_of_pages--;
 350                 addr += page_size;
 351         }
 352 }
 353
 354 /* Moves the gigantic page addresses from the temporary list to the
 355  * huge_boot_pages list.
 356  */
 357 int alloc_bootmem_huge_page(struct hstate *hstate)
 358 {
 359         struct huge_bootmem_page *m;
 360         if (nr_gpages == 0)
 361                 return 0;
 362         m = phys_to_virt(gpage_freearray[--nr_gpages]);
 363         gpage_freearray[nr_gpages] = 0;
 364         list_add(&m->list, &huge_boot_pages);
 365         m->hstate = hstate;
 366         return 1;
 367 }
 368 #endif
 369
 370 int huge_pmd_unshare(struct mm_struct *mm, unsigned long *addr, pte_t *ptep)
 371 {
 372         return 0;
 373 }
 374
 375 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 376 #define HUGEPD_FREELIST_SIZE \
 377         ((PAGE_SIZE - sizeof(struct hugepd_freelist)) / sizeof(pte_t))
 378
 379 struct hugepd_freelist {
 380         struct rcu_head rcu;
 381         unsigned int index;
 382         void *ptes[0];
 383 };
 384
 385 static DEFINE_PER_CPU(struct hugepd_freelist *, hugepd_freelist_cur);
 386
 387 static void hugepd_free_rcu_callback(struct rcu_head *head)
 388 {
 389         struct hugepd_freelist *batch =
 390                 container_of(head, struct hugepd_freelist, rcu);
 391         unsigned int i;
 392
 393         for (i = 0; i < batch->index; i++)
 394                 kmem_cache_free(hugepte_cache, batch->ptes[i]);
 395
 396         free_page((unsigned long)batch);
 397 }
 398
 399 static void hugepd_free(struct mmu_gather *tlb, void *hugepte)
 400 {
 401         struct hugepd_freelist **batchp;
 402
 403         batchp = &__get_cpu_var(hugepd_freelist_cur);
 404
 405         if (atomic_read(&tlb->mm->mm_users) < 2 ||
 406             cpumask_equal(mm_cpumask(tlb->mm),
 407                           cpumask_of(smp_processor_id()))) {
 408                 kmem_cache_free(hugepte_cache, hugepte);
 409                 return;
 410         }
 411
 412         if (*batchp == NULL) {
 413                 *batchp = (struct hugepd_freelist *)__get_free_page(GFP_ATOMIC);
 414                 (*batchp)->index = 0;
 415         }
 416
 417         (*batchp)->ptes[(*batchp)->index++] = hugepte;
 418         if ((*batchp)->index == HUGEPD_FREELIST_SIZE) {
 419                 call_rcu_sched(&(*batchp)->rcu, hugepd_free_rcu_callback);
 420                 *batchp = NULL;
 421         }
 422 }
 423 #endif
 424
 425 static void free_hugepd_range(struct mmu_gather *tlb, hugepd_t *hpdp, int pdshift,
 426                               unsigned long start, unsigned long end,
 427                               unsigned long floor, unsigned long ceiling)
 428 {
 429         pte_t *hugepte = hugepd_page(*hpdp);
 430         int i;
 431
 432         unsigned long pdmask = ~((1UL << pdshift) - 1);
 433         unsigned int num_hugepd = 1;
 434
 435 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 436         /* Note: On fsl the hpdp may be the first of several */
 437         num_hugepd = (1 << (hugepd_shift(*hpdp) - pdshift));
 438 #else
 439         unsigned int shift = hugepd_shift(*hpdp);
 440 #endif
 441
 442         start &= pdmask;
 443         if (start < floor)
 444                 return;
 445         if (ceiling) {
 446                 ceiling &= pdmask;
 447                 if (! ceiling)
 448                         return;
 449         }
 450         if (end - 1 > ceiling - 1)
 451                 return;
 452
 453         for (i = 0; i < num_hugepd; i++, hpdp++)
 454                 hpdp->pd = 0;
 455
 456         tlb->need_flush = 1;
 457
 458 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 459         hugepd_free(tlb, hugepte);
 460 #else
 461         pgtable_free_tlb(tlb, hugepte, pdshift - shift);
 462 #endif
 463 }
 464
 465 static void hugetlb_free_pmd_range(struct mmu_gather *tlb, pud_t *pud,
 466                                    unsigned long addr, unsigned long end,
 467                                    unsigned long floor, unsigned long ceiling)
 468 {
 469         pmd_t *pmd;
 470         unsigned long next;
 471         unsigned long start;
 472
 473         start = addr;
 474         do {
 475                 pmd = pmd_offset(pud, addr);
 476                 next = pmd_addr_end(addr, end);
 477                 if (pmd_none(*pmd))
 478                         continue;
 479 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 480                 /*
 481                  * Increment next by the size of the huge mapping since
 482                  * there may be more than one entry at this level for a
 483                  * single hugepage, but all of them point to
 484                  * the same kmem cache that holds the hugepte.
 485                  */
 486                 next = addr + (1 << hugepd_shift(*(hugepd_t *)pmd));
 487 #endif
 488                 free_hugepd_range(tlb, (hugepd_t *)pmd, PMD_SHIFT,
 489                                   addr, next, floor, ceiling);
 490         } while (addr = next, addr != end);
 491
 492         start &= PUD_MASK;
 493         if (start < floor)
 494                 return;
 495         if (ceiling) {
 496                 ceiling &= PUD_MASK;
 497                 if (!ceiling)
 498                         return;
 499         }
 500         if (end - 1 > ceiling - 1)
 501                 return;
 502
 503         pmd = pmd_offset(pud, start);
 504         pud_clear(pud);
 505         pmd_free_tlb(tlb, pmd, start);
 506 }
 507
 508 static void hugetlb_free_pud_range(struct mmu_gather *tlb, pgd_t *pgd,
 509                                    unsigned long addr, unsigned long end,
 510                                    unsigned long floor, unsigned long ceiling)
 511 {
 512         pud_t *pud;
 513         unsigned long next;
 514         unsigned long start;
 515
 516         start = addr;
 517         do {
 518                 pud = pud_offset(pgd, addr);
 519                 next = pud_addr_end(addr, end);
 520                 if (!is_hugepd(pud)) {
 521                         if (pud_none_or_clear_bad(pud))
 522                                 continue;
 523                         hugetlb_free_pmd_range(tlb, pud, addr, next, floor,
 524                                                ceiling);
 525                 } else {
 526 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 527                         /*
 528                          * Increment next by the size of the huge mapping since
 529                          * there may be more than one entry at this level for a
 530                          * single hugepage, but all of them point to
 531                          * the same kmem cache that holds the hugepte.
 532                          */
 533                         next = addr + (1 << hugepd_shift(*(hugepd_t *)pud));
 534 #endif
 535                         free_hugepd_range(tlb, (hugepd_t *)pud, PUD_SHIFT,
 536                                           addr, next, floor, ceiling);
 537                 }
 538         } while (addr = next, addr != end);
 539
 540         start &= PGDIR_MASK;
 541         if (start < floor)
 542                 return;
 543         if (ceiling) {
 544                 ceiling &= PGDIR_MASK;
 545                 if (!ceiling)
 546                         return;
 547         }
 548         if (end - 1 > ceiling - 1)
 549                 return;
 550
 551         pud = pud_offset(pgd, start);
 552         pgd_clear(pgd);
 553         pud_free_tlb(tlb, pud, start);
 554 }
 555
 556 /*
 557  * This function frees user-level page tables of a process.
 558  *
 559  * Must be called with pagetable lock held.
 560  */
 561 void hugetlb_free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb,
 562                             unsigned long addr, unsigned long end,
 563                             unsigned long floor, unsigned long ceiling)
 564 {
 565         pgd_t *pgd;
 566         unsigned long next;
 567
 568         /*
 569          * Because there are a number of different possible pagetable
 570          * layouts for hugepage ranges, we limit knowledge of how
 571          * things should be laid out to the allocation path
 572          * (huge_pte_alloc(), above).  Everything else works out the
 573          * structure as it goes from information in the hugepd
 574          * pointers.  That means that we can't here use the
 575          * optimization used in the normal page free_pgd_range(), of
 576          * checking whether we're actually covering a large enough
 577          * range to have to do anything at the top level of the walk
 578          * instead of at the bottom.
 579          *
 580          * To make sense of this, you should probably go read the big
 581          * block comment at the top of the normal free_pgd_range(),
 582          * too.
 583          */
 584
 585         do {
 586                 next = pgd_addr_end(addr, end);
 587                 pgd = pgd_offset(tlb->mm, addr);
 588                 if (!is_hugepd(pgd)) {
 589                         if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
 590                                 continue;
 591                         hugetlb_free_pud_range(tlb, pgd, addr, next, floor, ceiling);
 592                 } else {
 593 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 594                         /*
 595                          * Increment next by the size of the huge mapping since
 596                          * there may be more than one entry at the pgd level
 597                          * for a single hugepage, but all of them point to the
 598                          * same kmem cache that holds the hugepte.
 599                          */
 600                         next = addr + (1 << hugepd_shift(*(hugepd_t *)pgd));
 601 #endif
 602                         free_hugepd_range(tlb, (hugepd_t *)pgd, PGDIR_SHIFT,
 603                                           addr, next, floor, ceiling);
 604                 }
 605         } while (addr = next, addr != end);
 606 }
 607
 608 struct page *
 609 follow_huge_addr(struct mm_struct *mm, unsigned long address, int write)
 610 {
 611         pte_t *ptep;
 612         struct page *page;
 613         unsigned shift;
 614         unsigned long mask;
 615
 616         ptep = find_linux_pte_or_hugepte(mm->pgd, address, &shift);
 617
 618         /* Verify it is a huge page else bail. */
 619         if (!ptep || !shift)
 620                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 621
 622         mask = (1UL << shift) - 1;
 623         page = pte_page(*ptep);
 624         if (page)
 625                 page += (address & mask) / PAGE_SIZE;
 626
 627         return page;
 628 }
 629
 630 int pmd_huge(pmd_t pmd)
 631 {
 632         return 0;
 633 }
 634
 635 int pud_huge(pud_t pud)
 636 {
 637         return 0;
 638 }
 639
 640 struct page *
 641 follow_huge_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
 642                 pmd_t *pmd, int write)
 643 {
 644         BUG();
 645         return NULL;
 646 }
 647
 648 static noinline int gup_hugepte(pte_t *ptep, unsigned long sz, unsigned long addr,
 649                        unsigned long end, int write, struct page **pages, int *nr)
 650 {
 651         unsigned long mask;
 652         unsigned long pte_end;
 653         struct page *head, *page, *tail;
 654         pte_t pte;
 655         int refs;
 656
 657         pte_end = (addr + sz) & ~(sz-1);
 658         if (pte_end < end)
 659                 end = pte_end;
 660
 661         pte = *ptep;
 662         mask = _PAGE_PRESENT | _PAGE_USER;
 663         if (write)
 664                 mask |= _PAGE_RW;
 665
 666         if ((pte_val(pte) & mask) != mask)
 667                 return 0;
 668
 669         /* hugepages are never "special" */
 670         VM_BUG_ON(!pfn_valid(pte_pfn(pte)));
 671
 672         refs = 0;
 673         head = pte_page(pte);
 674
 675         page = head + ((addr & (sz-1)) >> PAGE_SHIFT);
 676         tail = page;
 677         do {
 678                 VM_BUG_ON(compound_head(page) != head);
 679                 pages[*nr] = page;
 680                 (*nr)++;
 681                 page++;
 682                 refs++;
 683         } while (addr += PAGE_SIZE, addr != end);
 684
 685         if (!page_cache_add_speculative(head, refs)) {
 686                 *nr -= refs;
 687                 return 0;
 688         }
 689
 690         if (unlikely(pte_val(pte) != pte_val(*ptep))) {
 691                 /* Could be optimized better */
 692                 *nr -= refs;
 693                 while (refs--)
 694                         put_page(head);
 695                 return 0;
 696         }
 697
 698         /*
 699          * Any tail page need their mapcount reference taken before we
 700          * return.
 701          */
 702         while (refs--) {
 703                 if (PageTail(tail))
 704                         get_huge_page_tail(tail);
 705                 tail++;
 706         }
 707
 708         return 1;
 709 }
 710
 711 static unsigned long hugepte_addr_end(unsigned long addr, unsigned long end,
 712                                       unsigned long sz)
 713 {
 714         unsigned long __boundary = (addr + sz) & ~(sz-1);
 715         return (__boundary - 1 < end - 1) ? __boundary : end;
 716 }
 717
 718 int gup_hugepd(hugepd_t *hugepd, unsigned pdshift,
 719                unsigned long addr, unsigned long end,
 720                int write, struct page **pages, int *nr)
 721 {
 722         pte_t *ptep;
 723         unsigned long sz = 1UL << hugepd_shift(*hugepd);
 724         unsigned long next;
 725
 726         ptep = hugepte_offset(hugepd, addr, pdshift);
 727         do {
 728                 next = hugepte_addr_end(addr, end, sz);
 729                 if (!gup_hugepte(ptep, sz, addr, end, write, pages, nr))
 730                         return 0;
 731         } while (ptep++, addr = next, addr != end);
 732
 733         return 1;
 734 }
 735
 736 #ifdef CONFIG_PPC_MM_SLICES
 737 unsigned long hugetlb_get_unmapped_area(struct file *file, unsigned long addr,
 738                                         unsigned long len, unsigned long pgoff,
 739                                         unsigned long flags)
 740 {
 741         struct hstate *hstate = hstate_file(file);
 742         int mmu_psize = shift_to_mmu_psize(huge_page_shift(hstate));
 743
 744         return slice_get_unmapped_area(addr, len, flags, mmu_psize, 1, 0);
 745 }
 746 #endif
 747
 748 unsigned long vma_mmu_pagesize(struct vm_area_struct *vma)
 749 {
 750 #ifdef CONFIG_PPC_MM_SLICES
 751         unsigned int psize = get_slice_psize(vma->vm_mm, vma->vm_start);
 752
 753         return 1UL << mmu_psize_to_shift(psize);
 754 #else
 755         if (!is_vm_hugetlb_page(vma))
 756                 return PAGE_SIZE;
 757
 758         return huge_page_size(hstate_vma(vma));
 759 #endif
 760 }
 761
 762 static inline bool is_power_of_4(unsigned long x)
 763 {
 764         if (is_power_of_2(x))
 765                 return (__ilog2(x) % 2) ? false : true;
 766         return false;
 767 }
 768
 769 static int __init add_huge_page_size(unsigned long long size)
 770 {
 771         int shift = __ffs(size);
 772         int mmu_psize;
 773
 774         /* Check that it is a page size supported by the hardware and
 775          * that it fits within pagetable and slice limits. */
 776 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 777         if ((size < PAGE_SIZE) || !is_power_of_4(size))
 778                 return -EINVAL;
 779 #else
 780         if (!is_power_of_2(size)
 781             || (shift > SLICE_HIGH_SHIFT) || (shift <= PAGE_SHIFT))
 782                 return -EINVAL;
 783 #endif
 784
 785         if ((mmu_psize = shift_to_mmu_psize(shift)) < 0)
 786                 return -EINVAL;
 787
 788 #ifdef CONFIG_SPU_FS_64K_LS
 789         /* Disable support for 64K huge pages when 64K SPU local store
 790          * support is enabled as the current implementation conflicts.
 791          */
 792         if (shift == PAGE_SHIFT_64K)
 793                 return -EINVAL;
 794 #endif /* CONFIG_SPU_FS_64K_LS */
 795
 796         BUG_ON(mmu_psize_defs[mmu_psize].shift != shift);
 797
 798         /* Return if huge page size has already been setup */
 799         if (size_to_hstate(size))
 800                 return 0;
 801
 802         hugetlb_add_hstate(shift - PAGE_SHIFT);
 803
 804         return 0;
 805 }
 806
 807 static int __init hugepage_setup_sz(char *str)
 808 {
 809         unsigned long long size;
 810
 811         size = memparse(str, &str);
 812
 813         if (add_huge_page_size(size) != 0)
 814                 printk(KERN_WARNING "Invalid huge page size specified(%llu)\n", size);
 815
 816         return 1;
 817 }
 818 __setup("hugepagesz=", hugepage_setup_sz);
 819
 820 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 821 struct kmem_cache *hugepte_cache;
 822 static int __init hugetlbpage_init(void)
 823 {
 824         int psize;
 825
 826         for (psize = 0; psize < MMU_PAGE_COUNT; ++psize) {
 827                 unsigned shift;
 828
 829                 if (!mmu_psize_defs[psize].shift)
 830                         continue;
 831
 832                 shift = mmu_psize_to_shift(psize);
 833
 834                 /* Don't treat normal page sizes as huge... */
 835                 if (shift != PAGE_SHIFT)
 836                         if (add_huge_page_size(1ULL << shift) < 0)
 837                                 continue;
 838         }
 839
 840         /*
 841          * Create a kmem cache for hugeptes.  The bottom bits in the pte have
 842          * size information encoded in them, so align them to allow this
 843          */
 844         hugepte_cache =  kmem_cache_create("hugepte-cache", sizeof(pte_t),
 845                                            HUGEPD_SHIFT_MASK + 1, 0, NULL);
 846         if (hugepte_cache == NULL)
 847                 panic("%s: Unable to create kmem cache for hugeptes\n",
 848                       __func__);
 849
 850         /* Default hpage size = 4M */
 851         if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_4M].shift)
 852                 HPAGE_SHIFT = mmu_psize_defs[MMU_PAGE_4M].shift;
 853         else
 854                 panic("%s: Unable to set default huge page size\n", __func__);
 855
 856
 857         return 0;
 858 }
 859 #else
 860 static int __init hugetlbpage_init(void)
 861 {
 862         int psize;
 863
 864         if (!mmu_has_feature(MMU_FTR_16M_PAGE))
 865                 return -ENODEV;
 866
 867         for (psize = 0; psize < MMU_PAGE_COUNT; ++psize) {
 868                 unsigned shift;
 869                 unsigned pdshift;
 870
 871                 if (!mmu_psize_defs[psize].shift)
 872                         continue;
 873
 874                 shift = mmu_psize_to_shift(psize);
 875
 876                 if (add_huge_page_size(1ULL << shift) < 0)
 877                         continue;
 878
 879                 if (shift < PMD_SHIFT)
 880                         pdshift = PMD_SHIFT;
 881                 else if (shift < PUD_SHIFT)
 882                         pdshift = PUD_SHIFT;
 883                 else
 884                         pdshift = PGDIR_SHIFT;
 885
 886                 pgtable_cache_add(pdshift - shift, NULL);
 887                 if (!PGT_CACHE(pdshift - shift))
 888                         panic("hugetlbpage_init(): could not create "
 889                               "pgtable cache for %d bit pagesize\n", shift);
 890         }
 891
 892         /* Set default large page size. Currently, we pick 16M or 1M
 893          * depending on what is available
 894          */
 895         if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_16M].shift)
 896                 HPAGE_SHIFT = mmu_psize_defs[MMU_PAGE_16M].shift;
 897         else if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_1M].shift)
 898                 HPAGE_SHIFT = mmu_psize_defs[MMU_PAGE_1M].shift;
 899
 900         return 0;
 901 }
 902 #endif
 903 module_init(hugetlbpage_init);
 904
 905 void flush_dcache_icache_hugepage(struct page *page)
 906 {
 907         int i;
 908         void *start;
 909
 910         BUG_ON(!PageCompound(page));
 911
 912         for (i = 0; i < (1UL << compound_order(page)); i++) {
 913                 if (!PageHighMem(page)) {
 914                         __flush_dcache_icache(page_address(page+i));
 915                 } else {
 916                         start = kmap_atomic(page+i);
 917                         __flush_dcache_icache(start);
 918                         kunmap_atomic(start);
 919                 }
 920         }
 921 }