arch/powerpc/mm/pgtable_64.c

   1 /*
   2  *  This file contains ioremap and related functions for 64-bit machines.
   3  *
   4  *  Derived from arch/ppc64/mm/init.c
   5  *    Copyright (C) 1995-1996 Gary Thomas (gdt@linuxppc.org)
   6  *
   7  *  Modifications by Paul Mackerras (PowerMac) (paulus@samba.org)
   8  *  and Cort Dougan (PReP) (cort@cs.nmt.edu)
   9  *    Copyright (C) 1996 Paul Mackerras
  10  *
  11  *  Derived from "arch/i386/mm/init.c"
  12  *    Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
  13  *
  14  *  Dave Engebretsen <engebret@us.ibm.com>
  15  *      Rework for PPC64 port.
  16  *
  17  *  This program is free software; you can redistribute it and/or
  18  *  modify it under the terms of the GNU General Public License
  19  *  as published by the Free Software Foundation; either version
  20  *  2 of the License, or (at your option) any later version.
  21  *
  22  */
  23
  24 #include <linux/signal.h>
  25 #include <linux/sched.h>
  26 #include <linux/kernel.h>
  27 #include <linux/errno.h>
  28 #include <linux/string.h>
  29 #include <linux/export.h>
  30 #include <linux/types.h>
  31 #include <linux/mman.h>
  32 #include <linux/mm.h>
  33 #include <linux/swap.h>
  34 #include <linux/stddef.h>
  35 #include <linux/vmalloc.h>
  36 #include <linux/memblock.h>
  37 #include <linux/slab.h>
  38 #include <linux/hugetlb.h>
  39
  40 #include <asm/pgalloc.h>
  41 #include <asm/page.h>
  42 #include <asm/prom.h>
  43 #include <asm/io.h>
  44 #include <asm/mmu_context.h>
  45 #include <asm/pgtable.h>
  46 #include <asm/mmu.h>
  47 #include <asm/smp.h>
  48 #include <asm/machdep.h>
  49 #include <asm/tlb.h>
  50 #include <asm/processor.h>
  51 #include <asm/cputable.h>
  52 #include <asm/sections.h>
  53 #include <asm/firmware.h>
  54 #include <asm/dma.h>
  55
  56 #include "mmu_decl.h"
  57
  58 #define CREATE_TRACE_POINTS
  59 #include <trace/events/thp.h>
  60
  61 /* Some sanity checking */
  62 #if TASK_SIZE_USER64 > PGTABLE_RANGE
  63 #error TASK_SIZE_USER64 exceeds pagetable range
  64 #endif
  65
  66 #ifdef CONFIG_PPC_STD_MMU_64
  67 #if TASK_SIZE_USER64 > (1UL << (ESID_BITS + SID_SHIFT))
  68 #error TASK_SIZE_USER64 exceeds user VSID range
  69 #endif
  70 #endif
  71
  72 unsigned long ioremap_bot = IOREMAP_BASE;
  73
  74 #ifdef CONFIG_PPC_MMU_NOHASH
  75 static __ref void *early_alloc_pgtable(unsigned long size)
  76 {
  77         void *pt;
  78
  79         pt = __va(memblock_alloc_base(size, size, __pa(MAX_DMA_ADDRESS)));
  80         memset(pt, 0, size);
  81
  82         return pt;
  83 }
  84 #endif /* CONFIG_PPC_MMU_NOHASH */
  85
  86 /*
  87  * map_kernel_page currently only called by __ioremap
  88  * map_kernel_page adds an entry to the ioremap page table
  89  * and adds an entry to the HPT, possibly bolting it
  90  */
  91 int map_kernel_page(unsigned long ea, unsigned long pa, int flags)
  92 {
  93         pgd_t *pgdp;
  94         pud_t *pudp;
  95         pmd_t *pmdp;
  96         pte_t *ptep;
  97
  98         if (slab_is_available()) {
  99                 pgdp = pgd_offset_k(ea);
 100                 pudp = pud_alloc(&init_mm, pgdp, ea);
 101                 if (!pudp)
 102                         return -ENOMEM;
 103                 pmdp = pmd_alloc(&init_mm, pudp, ea);
 104                 if (!pmdp)
 105                         return -ENOMEM;
 106                 ptep = pte_alloc_kernel(pmdp, ea);
 107                 if (!ptep)
 108                         return -ENOMEM;
 109                 set_pte_at(&init_mm, ea, ptep, pfn_pte(pa >> PAGE_SHIFT,
 110                                                           __pgprot(flags)));
 111         } else {
 112 #ifdef CONFIG_PPC_MMU_NOHASH
 113                 pgdp = pgd_offset_k(ea);
 114 #ifdef PUD_TABLE_SIZE
 115                 if (pgd_none(*pgdp)) {
 116                         pudp = early_alloc_pgtable(PUD_TABLE_SIZE);
 117                         BUG_ON(pudp == NULL);
 118                         pgd_populate(&init_mm, pgdp, pudp);
 119                 }
 120 #endif /* PUD_TABLE_SIZE */
 121                 pudp = pud_offset(pgdp, ea);
 122                 if (pud_none(*pudp)) {
 123                         pmdp = early_alloc_pgtable(PMD_TABLE_SIZE);
 124                         BUG_ON(pmdp == NULL);
 125                         pud_populate(&init_mm, pudp, pmdp);
 126                 }
 127                 pmdp = pmd_offset(pudp, ea);
 128                 if (!pmd_present(*pmdp)) {
 129                         ptep = early_alloc_pgtable(PAGE_SIZE);
 130                         BUG_ON(ptep == NULL);
 131                         pmd_populate_kernel(&init_mm, pmdp, ptep);
 132                 }
 133                 ptep = pte_offset_kernel(pmdp, ea);
 134                 set_pte_at(&init_mm, ea, ptep, pfn_pte(pa >> PAGE_SHIFT,
 135                                                           __pgprot(flags)));
 136 #else /* CONFIG_PPC_MMU_NOHASH */
 137                 /*
 138                  * If the mm subsystem is not fully up, we cannot create a
 139                  * linux page table entry for this mapping.  Simply bolt an
 140                  * entry in the hardware page table.
 141                  *
 142                  */
 143                 if (htab_bolt_mapping(ea, ea + PAGE_SIZE, pa, flags,
 144                                       mmu_io_psize, mmu_kernel_ssize)) {
 145                         printk(KERN_ERR "Failed to do bolted mapping IO "
 146                                "memory at %016lx !\n", pa);
 147                         return -ENOMEM;
 148                 }
 149 #endif /* !CONFIG_PPC_MMU_NOHASH */
 150         }
 151
 152         smp_wmb();
 153         return 0;
 154 }
 155
 156
 157 /**
 158  * __ioremap_at - Low level function to establish the page tables
 159  *                for an IO mapping
 160  */
 161 void __iomem * __ioremap_at(phys_addr_t pa, void *ea, unsigned long size,
 162                             unsigned long flags)
 163 {
 164         unsigned long i;
 165
 166         /* Make sure we have the base flags */
 167         if ((flags & _PAGE_PRESENT) == 0)
 168                 flags |= pgprot_val(PAGE_KERNEL);
 169
 170         /* Non-cacheable page cannot be coherent */
 171         if (flags & _PAGE_NO_CACHE)
 172                 flags &= ~_PAGE_COHERENT;
 173
 174         /* We don't support the 4K PFN hack with ioremap */
 175         if (flags & _PAGE_4K_PFN)
 176                 return NULL;
 177
 178         WARN_ON(pa & ~PAGE_MASK);
 179         WARN_ON(((unsigned long)ea) & ~PAGE_MASK);
 180         WARN_ON(size & ~PAGE_MASK);
 181
 182         for (i = 0; i < size; i += PAGE_SIZE)
 183                 if (map_kernel_page((unsigned long)ea+i, pa+i, flags))
 184                         return NULL;
 185
 186         return (void __iomem *)ea;
 187 }
 188
 189 /**
 190  * __iounmap_from - Low level function to tear down the page tables
 191  *                  for an IO mapping. This is used for mappings that
 192  *                  are manipulated manually, like partial unmapping of
 193  *                  PCI IOs or ISA space.
 194  */
 195 void __iounmap_at(void *ea, unsigned long size)
 196 {
 197         WARN_ON(((unsigned long)ea) & ~PAGE_MASK);
 198         WARN_ON(size & ~PAGE_MASK);
 199
 200         unmap_kernel_range((unsigned long)ea, size);
 201 }
 202
 203 void __iomem * __ioremap_caller(phys_addr_t addr, unsigned long size,
 204                                 unsigned long flags, void *caller)
 205 {
 206         phys_addr_t paligned;
 207         void __iomem *ret;
 208
 209         /*
 210          * Choose an address to map it to.
 211          * Once the imalloc system is running, we use it.
 212          * Before that, we map using addresses going
 213          * up from ioremap_bot.  imalloc will use
 214          * the addresses from ioremap_bot through
 215          * IMALLOC_END
 216          *
 217          */
 218         paligned = addr & PAGE_MASK;
 219         size = PAGE_ALIGN(addr + size) - paligned;
 220
 221         if ((size == 0) || (paligned == 0))
 222                 return NULL;
 223
 224         if (slab_is_available()) {
 225                 struct vm_struct *area;
 226
 227                 area = __get_vm_area_caller(size, VM_IOREMAP,
 228                                             ioremap_bot, IOREMAP_END,
 229                                             caller);
 230                 if (area == NULL)
 231                         return NULL;
 232
 233                 area->phys_addr = paligned;
 234                 ret = __ioremap_at(paligned, area->addr, size, flags);
 235                 if (!ret)
 236                         vunmap(area->addr);
 237         } else {
 238                 ret = __ioremap_at(paligned, (void *)ioremap_bot, size, flags);
 239                 if (ret)
 240                         ioremap_bot += size;
 241         }
 242
 243         if (ret)
 244                 ret += addr & ~PAGE_MASK;
 245         return ret;
 246 }
 247
 248 void __iomem * __ioremap(phys_addr_t addr, unsigned long size,
 249                          unsigned long flags)
 250 {
 251         return __ioremap_caller(addr, size, flags, __builtin_return_address(0));
 252 }
 253
 254 void __iomem * ioremap(phys_addr_t addr, unsigned long size)
 255 {
 256         unsigned long flags = _PAGE_NO_CACHE | _PAGE_GUARDED;
 257         void *caller = __builtin_return_address(0);
 258
 259         if (ppc_md.ioremap)
 260                 return ppc_md.ioremap(addr, size, flags, caller);
 261         return __ioremap_caller(addr, size, flags, caller);
 262 }
 263
 264 void __iomem * ioremap_wc(phys_addr_t addr, unsigned long size)
 265 {
 266         unsigned long flags = _PAGE_NO_CACHE;
 267         void *caller = __builtin_return_address(0);
 268
 269         if (ppc_md.ioremap)
 270                 return ppc_md.ioremap(addr, size, flags, caller);
 271         return __ioremap_caller(addr, size, flags, caller);
 272 }
 273
 274 void __iomem * ioremap_prot(phys_addr_t addr, unsigned long size,
 275                              unsigned long flags)
 276 {
 277         void *caller = __builtin_return_address(0);
 278
 279         /* writeable implies dirty for kernel addresses */
 280         if (flags & _PAGE_RW)
 281                 flags |= _PAGE_DIRTY;
 282
 283         /* we don't want to let _PAGE_USER and _PAGE_EXEC leak out */
 284         flags &= ~(_PAGE_USER | _PAGE_EXEC);
 285
 286 #ifdef _PAGE_BAP_SR
 287         /* _PAGE_USER contains _PAGE_BAP_SR on BookE using the new PTE format
 288          * which means that we just cleared supervisor access... oops ;-) This
 289          * restores it
 290          */
 291         flags |= _PAGE_BAP_SR;
 292 #endif
 293
 294         if (ppc_md.ioremap)
 295                 return ppc_md.ioremap(addr, size, flags, caller);
 296         return __ioremap_caller(addr, size, flags, caller);
 297 }
 298
 299
 300 /*
 301  * Unmap an IO region and remove it from imalloc'd list.
 302  * Access to IO memory should be serialized by driver.
 303  */
 304 void __iounmap(volatile void __iomem *token)
 305 {
 306         void *addr;
 307
 308         if (!slab_is_available())
 309                 return;
 310
 311         addr = (void *) ((unsigned long __force)
 312                          PCI_FIX_ADDR(token) & PAGE_MASK);
 313         if ((unsigned long)addr < ioremap_bot) {
 314                 printk(KERN_WARNING "Attempt to iounmap early bolted mapping"
 315                        " at 0x%p\n", addr);
 316                 return;
 317         }
 318         vunmap(addr);
 319 }
 320
 321 void iounmap(volatile void __iomem *token)
 322 {
 323         if (ppc_md.iounmap)
 324                 ppc_md.iounmap(token);
 325         else
 326                 __iounmap(token);
 327 }
 328
 329 EXPORT_SYMBOL(ioremap);
 330 EXPORT_SYMBOL(ioremap_wc);
 331 EXPORT_SYMBOL(ioremap_prot);
 332 EXPORT_SYMBOL(__ioremap);
 333 EXPORT_SYMBOL(__ioremap_at);
 334 EXPORT_SYMBOL(iounmap);
 335 EXPORT_SYMBOL(__iounmap);
 336 EXPORT_SYMBOL(__iounmap_at);
 337
 338 #ifndef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
 339 /* 4 level page table */
 340 struct page *pgd_page(pgd_t pgd)
 341 {
 342         if (pgd_huge(pgd))
 343                 return pte_page(pgd_pte(pgd));
 344         return virt_to_page(pgd_page_vaddr(pgd));
 345 }
 346 #endif
 347
 348 struct page *pud_page(pud_t pud)
 349 {
 350         if (pud_huge(pud))
 351                 return pte_page(pud_pte(pud));
 352         return virt_to_page(pud_page_vaddr(pud));
 353 }
 354
 355 /*
 356  * For hugepage we have pfn in the pmd, we use PTE_RPN_SHIFT bits for flags
 357  * For PTE page, we have a PTE_FRAG_SIZE (4K) aligned virtual address.
 358  */
 359 struct page *pmd_page(pmd_t pmd)
 360 {
 361         if (pmd_trans_huge(pmd) || pmd_huge(pmd))
 362                 return pte_page(pmd_pte(pmd));
 363         return virt_to_page(pmd_page_vaddr(pmd));
 364 }
 365
 366 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
 367 static pte_t *get_from_cache(struct mm_struct *mm)
 368 {
 369         void *pte_frag, *ret;
 370
 371         spin_lock(&mm->page_table_lock);
 372         ret = mm->context.pte_frag;
 373         if (ret) {
 374                 pte_frag = ret + PTE_FRAG_SIZE;
 375                 /*
 376                  * If we have taken up all the fragments mark PTE page NULL
 377                  */
 378                 if (((unsigned long)pte_frag & ~PAGE_MASK) == 0)
 379                         pte_frag = NULL;
 380                 mm->context.pte_frag = pte_frag;
 381         }
 382         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 383         return (pte_t *)ret;
 384 }
 385
 386 static pte_t *__alloc_for_cache(struct mm_struct *mm, int kernel)
 387 {
 388         void *ret = NULL;
 389         struct page *page = alloc_page(GFP_KERNEL | __GFP_NOTRACK |
 390                                        __GFP_REPEAT | __GFP_ZERO);
 391         if (!page)
 392                 return NULL;
 393         if (!kernel && !pgtable_page_ctor(page)) {
 394                 __free_page(page);
 395                 return NULL;
 396         }
 397
 398         ret = page_address(page);
 399         spin_lock(&mm->page_table_lock);
 400         /*
 401          * If we find pgtable_page set, we return
 402          * the allocated page with single fragement
 403          * count.
 404          */
 405         if (likely(!mm->context.pte_frag)) {
 406                 atomic_set(&page->_count, PTE_FRAG_NR);
 407                 mm->context.pte_frag = ret + PTE_FRAG_SIZE;
 408         }
 409         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 410
 411         return (pte_t *)ret;
 412 }
 413
 414 pte_t *page_table_alloc(struct mm_struct *mm, unsigned long vmaddr, int kernel)
 415 {
 416         pte_t *pte;
 417
 418         pte = get_from_cache(mm);
 419         if (pte)
 420                 return pte;
 421
 422         return __alloc_for_cache(mm, kernel);
 423 }
 424
 425 void page_table_free(struct mm_struct *mm, unsigned long *table, int kernel)
 426 {
 427         struct page *page = virt_to_page(table);
 428         if (put_page_testzero(page)) {
 429                 if (!kernel)
 430                         pgtable_page_dtor(page);
 431                 free_hot_cold_page(page, 0);
 432         }
 433 }
 434
 435 #ifdef CONFIG_SMP
 436 static void page_table_free_rcu(void *table)
 437 {
 438         struct page *page = virt_to_page(table);
 439         if (put_page_testzero(page)) {
 440                 pgtable_page_dtor(page);
 441                 free_hot_cold_page(page, 0);
 442         }
 443 }
 444
 445 void pgtable_free_tlb(struct mmu_gather *tlb, void *table, int shift)
 446 {
 447         unsigned long pgf = (unsigned long)table;
 448
 449         BUG_ON(shift > MAX_PGTABLE_INDEX_SIZE);
 450         pgf |= shift;
 451         tlb_remove_table(tlb, (void *)pgf);
 452 }
 453
 454 void __tlb_remove_table(void *_table)
 455 {
 456         void *table = (void *)((unsigned long)_table & ~MAX_PGTABLE_INDEX_SIZE);
 457         unsigned shift = (unsigned long)_table & MAX_PGTABLE_INDEX_SIZE;
 458
 459         if (!shift)
 460                 /* PTE page needs special handling */
 461                 page_table_free_rcu(table);
 462         else {
 463                 BUG_ON(shift > MAX_PGTABLE_INDEX_SIZE);
 464                 kmem_cache_free(PGT_CACHE(shift), table);
 465         }
 466 }
 467 #else
 468 void pgtable_free_tlb(struct mmu_gather *tlb, void *table, int shift)
 469 {
 470         if (!shift) {
 471                 /* PTE page needs special handling */
 472                 struct page *page = virt_to_page(table);
 473                 if (put_page_testzero(page)) {
 474                         pgtable_page_dtor(page);
 475                         free_hot_cold_page(page, 0);
 476                 }
 477         } else {
 478                 BUG_ON(shift > MAX_PGTABLE_INDEX_SIZE);
 479                 kmem_cache_free(PGT_CACHE(shift), table);
 480         }
 481 }
 482 #endif
 483 #endif /* CONFIG_PPC_64K_PAGES */
 484
 485 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
 486
 487 /*
 488  * This is called when relaxing access to a hugepage. It's also called in the page
 489  * fault path when we don't hit any of the major fault cases, ie, a minor
 490  * update of _PAGE_ACCESSED, _PAGE_DIRTY, etc... The generic code will have
 491  * handled those two for us, we additionally deal with missing execute
 492  * permission here on some processors
 493  */
 494 int pmdp_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
 495                           pmd_t *pmdp, pmd_t entry, int dirty)
 496 {
 497         int changed;
 498 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
 499         WARN_ON(!pmd_trans_huge(*pmdp));
 500         assert_spin_locked(&vma->vm_mm->page_table_lock);
 501 #endif
 502         changed = !pmd_same(*(pmdp), entry);
 503         if (changed) {
 504                 __ptep_set_access_flags(pmdp_ptep(pmdp), pmd_pte(entry));
 505                 /*
 506                  * Since we are not supporting SW TLB systems, we don't
 507                  * have any thing similar to flush_tlb_page_nohash()
 508                  */
 509         }
 510         return changed;
 511 }
 512
 513 unsigned long pmd_hugepage_update(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
 514                                   pmd_t *pmdp, unsigned long clr,
 515                                   unsigned long set)
 516 {
 517
 518         unsigned long old, tmp;
 519
 520 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
 521         WARN_ON(!pmd_trans_huge(*pmdp));
 522         assert_spin_locked(&mm->page_table_lock);
 523 #endif
 524
 525 #ifdef PTE_ATOMIC_UPDATES
 526         __asm__ __volatile__(
 527         "1:     ldarx   %0,0,%3\n\
 528                 andi.   %1,%0,%6\n\
 529                 bne-    1b \n\
 530                 andc    %1,%0,%4 \n\
 531                 or      %1,%1,%7\n\
 532                 stdcx.  %1,0,%3 \n\
 533                 bne-    1b"
 534         : "=&r" (old), "=&r" (tmp), "=m" (*pmdp)
 535         : "r" (pmdp), "r" (clr), "m" (*pmdp), "i" (_PAGE_BUSY), "r" (set)
 536         : "cc" );
 537 #else
 538         old = pmd_val(*pmdp);
 539         *pmdp = __pmd((old & ~clr) | set);
 540 #endif
 541         trace_hugepage_update(addr, old, clr, set);
 542         if (old & _PAGE_HASHPTE)
 543                 hpte_do_hugepage_flush(mm, addr, pmdp, old);
 544         return old;
 545 }
 546
 547 pmd_t pmdp_collapse_flush(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
 548                           pmd_t *pmdp)
 549 {
 550         pmd_t pmd;
 551
 552         VM_BUG_ON(address & ~HPAGE_PMD_MASK);
 553         VM_BUG_ON(pmd_trans_huge(*pmdp));
 554
 555         pmd = *pmdp;
 556         pmd_clear(pmdp);
 557         /*
 558          * Wait for all pending hash_page to finish. This is needed
 559          * in case of subpage collapse. When we collapse normal pages
 560          * to hugepage, we first clear the pmd, then invalidate all
 561          * the PTE entries. The assumption here is that any low level
 562          * page fault will see a none pmd and take the slow path that
 563          * will wait on mmap_sem. But we could very well be in a
 564          * hash_page with local ptep pointer value. Such a hash page
 565          * can result in adding new HPTE entries for normal subpages.
 566          * That means we could be modifying the page content as we
 567          * copy them to a huge page. So wait for parallel hash_page
 568          * to finish before invalidating HPTE entries. We can do this
 569          * by sending an IPI to all the cpus and executing a dummy
 570          * function there.
 571          */
 572         kick_all_cpus_sync();
 573         /*
 574          * Now invalidate the hpte entries in the range
 575          * covered by pmd. This make sure we take a
 576          * fault and will find the pmd as none, which will
 577          * result in a major fault which takes mmap_sem and
 578          * hence wait for collapse to complete. Without this
 579          * the __collapse_huge_page_copy can result in copying
 580          * the old content.
 581          */
 582         flush_tlb_pmd_range(vma->vm_mm, &pmd, address);
 583         return pmd;
 584 }
 585
 586 int pmdp_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
 587                               unsigned long address, pmd_t *pmdp)
 588 {
 589         return __pmdp_test_and_clear_young(vma->vm_mm, address, pmdp);
 590 }
 591
 592 /*
 593  * We currently remove entries from the hashtable regardless of whether
 594  * the entry was young or dirty. The generic routines only flush if the
 595  * entry was young or dirty which is not good enough.
 596  *
 597  * We should be more intelligent about this but for the moment we override
 598  * these functions and force a tlb flush unconditionally
 599  */
 600 int pmdp_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
 601                                   unsigned long address, pmd_t *pmdp)
 602 {
 603         return __pmdp_test_and_clear_young(vma->vm_mm, address, pmdp);
 604 }
 605
 606 /*
 607  * We want to put the pgtable in pmd and use pgtable for tracking
 608  * the base page size hptes
 609  */
 610 void pgtable_trans_huge_deposit(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmdp,
 611                                 pgtable_t pgtable)
 612 {
 613         pgtable_t *pgtable_slot;
 614         assert_spin_locked(&mm->page_table_lock);
 615         /*
 616          * we store the pgtable in the second half of PMD
 617          */
 618         pgtable_slot = (pgtable_t *)pmdp + PTRS_PER_PMD;
 619         *pgtable_slot = pgtable;
 620         /*
 621          * expose the deposited pgtable to other cpus.
 622          * before we set the hugepage PTE at pmd level
 623          * hash fault code looks at the deposted pgtable
 624          * to store hash index values.
 625          */
 626         smp_wmb();
 627 }
 628
 629 pgtable_t pgtable_trans_huge_withdraw(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmdp)
 630 {
 631         pgtable_t pgtable;
 632         pgtable_t *pgtable_slot;
 633
 634         assert_spin_locked(&mm->page_table_lock);
 635         pgtable_slot = (pgtable_t *)pmdp + PTRS_PER_PMD;
 636         pgtable = *pgtable_slot;
 637         /*
 638          * Once we withdraw, mark the entry NULL.
 639          */
 640         *pgtable_slot = NULL;
 641         /*
 642          * We store HPTE information in the deposited PTE fragment.
 643          * zero out the content on withdraw.
 644          */
 645         memset(pgtable, 0, PTE_FRAG_SIZE);
 646         return pgtable;
 647 }
 648
 649 void pmdp_huge_split_prepare(struct vm_area_struct *vma,
 650                              unsigned long address, pmd_t *pmdp)
 651 {
 652         VM_BUG_ON(address & ~HPAGE_PMD_MASK);
 653         VM_BUG_ON(REGION_ID(address) != USER_REGION_ID);
 654
 655         /*
 656          * We can't mark the pmd none here, because that will cause a race
 657          * against exit_mmap. We need to continue mark pmd TRANS HUGE, while
 658          * we spilt, but at the same time we wan't rest of the ppc64 code
 659          * not to insert hash pte on this, because we will be modifying
 660          * the deposited pgtable in the caller of this function. Hence
 661          * clear the _PAGE_USER so that we move the fault handling to
 662          * higher level function and that will serialize against ptl.
 663          * We need to flush existing hash pte entries here even though,
 664          * the translation is still valid, because we will withdraw
 665          * pgtable_t after this.
 666          */
 667         pmd_hugepage_update(vma->vm_mm, address, pmdp, _PAGE_USER, 0);
 668 }
 669
 670
 671 /*
 672  * set a new huge pmd. We should not be called for updating
 673  * an existing pmd entry. That should go via pmd_hugepage_update.
 674  */
 675 void set_pmd_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
 676                 pmd_t *pmdp, pmd_t pmd)
 677 {
 678 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
 679         WARN_ON((pmd_val(*pmdp) & (_PAGE_PRESENT | _PAGE_USER)) ==
 680                 (_PAGE_PRESENT | _PAGE_USER));
 681         assert_spin_locked(&mm->page_table_lock);
 682         WARN_ON(!pmd_trans_huge(pmd));
 683 #endif
 684         trace_hugepage_set_pmd(addr, pmd_val(pmd));
 685         return set_pte_at(mm, addr, pmdp_ptep(pmdp), pmd_pte(pmd));
 686 }
 687
 688 /*
 689  * We use this to invalidate a pmdp entry before switching from a
 690  * hugepte to regular pmd entry.
 691  */
 692 void pmdp_invalidate(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
 693                      pmd_t *pmdp)
 694 {
 695         pmd_hugepage_update(vma->vm_mm, address, pmdp, ~0UL, 0);
 696         /*
 697          * This ensures that generic code that rely on IRQ disabling
 698          * to prevent a parallel THP split work as expected.
 699          */
 700         kick_all_cpus_sync();
 701 }
 702
 703 /*
 704  * A linux hugepage PMD was changed and the corresponding hash table entries
 705  * neesd to be flushed.
 706  */
 707 void hpte_do_hugepage_flush(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
 708                             pmd_t *pmdp, unsigned long old_pmd)
 709 {
 710         int ssize;
 711         unsigned int psize;
 712         unsigned long vsid;
 713         unsigned long flags = 0;
 714         const struct cpumask *tmp;
 715
 716         /* get the base page size,vsid and segment size */
 717 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
 718         psize = get_slice_psize(mm, addr);
 719         BUG_ON(psize == MMU_PAGE_16M);
 720 #endif
 721         if (old_pmd & _PAGE_COMBO)
 722                 psize = MMU_PAGE_4K;
 723         else
 724                 psize = MMU_PAGE_64K;
 725
 726         if (!is_kernel_addr(addr)) {
 727                 ssize = user_segment_size(addr);
 728                 vsid = get_vsid(mm->context.id, addr, ssize);
 729                 WARN_ON(vsid == 0);
 730         } else {
 731                 vsid = get_kernel_vsid(addr, mmu_kernel_ssize);
 732                 ssize = mmu_kernel_ssize;
 733         }
 734
 735         tmp = cpumask_of(smp_processor_id());
 736         if (cpumask_equal(mm_cpumask(mm), tmp))
 737                 flags |= HPTE_LOCAL_UPDATE;
 738
 739         return flush_hash_hugepage(vsid, addr, pmdp, psize, ssize, flags);
 740 }
 741
 742 static pmd_t pmd_set_protbits(pmd_t pmd, pgprot_t pgprot)
 743 {
 744         return __pmd(pmd_val(pmd) | pgprot_val(pgprot));
 745 }
 746
 747 pmd_t pfn_pmd(unsigned long pfn, pgprot_t pgprot)
 748 {
 749         unsigned long pmdv;
 750
 751         pmdv = pfn << PTE_RPN_SHIFT;
 752         return pmd_set_protbits(__pmd(pmdv), pgprot);
 753 }
 754
 755 pmd_t mk_pmd(struct page *page, pgprot_t pgprot)
 756 {
 757         return pfn_pmd(page_to_pfn(page), pgprot);
 758 }
 759
 760 pmd_t pmd_modify(pmd_t pmd, pgprot_t newprot)
 761 {
 762         unsigned long pmdv;
 763
 764         pmdv = pmd_val(pmd);
 765         pmdv &= _HPAGE_CHG_MASK;
 766         return pmd_set_protbits(__pmd(pmdv), newprot);
 767 }
 768
 769 /*
 770  * This is called at the end of handling a user page fault, when the
 771  * fault has been handled by updating a HUGE PMD entry in the linux page tables.
 772  * We use it to preload an HPTE into the hash table corresponding to
 773  * the updated linux HUGE PMD entry.
 774  */
 775 void update_mmu_cache_pmd(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
 776                           pmd_t *pmd)
 777 {
 778         return;
 779 }
 780
 781 pmd_t pmdp_huge_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
 782                               unsigned long addr, pmd_t *pmdp)
 783 {
 784         pmd_t old_pmd;
 785         pgtable_t pgtable;
 786         unsigned long old;
 787         pgtable_t *pgtable_slot;
 788
 789         old = pmd_hugepage_update(mm, addr, pmdp, ~0UL, 0);
 790         old_pmd = __pmd(old);
 791         /*
 792          * We have pmd == none and we are holding page_table_lock.
 793          * So we can safely go and clear the pgtable hash
 794          * index info.
 795          */
 796         pgtable_slot = (pgtable_t *)pmdp + PTRS_PER_PMD;
 797         pgtable = *pgtable_slot;
 798         /*
 799          * Let's zero out old valid and hash index details
 800          * hash fault look at them.
 801          */
 802         memset(pgtable, 0, PTE_FRAG_SIZE);
 803         /*
 804          * Serialize against find_linux_pte_or_hugepte which does lock-less
 805          * lookup in page tables with local interrupts disabled. For huge pages
 806          * it casts pmd_t to pte_t. Since format of pte_t is different from
 807          * pmd_t we want to prevent transit from pmd pointing to page table
 808          * to pmd pointing to huge page (and back) while interrupts are disabled.
 809          * We clear pmd to possibly replace it with page table pointer in
 810          * different code paths. So make sure we wait for the parallel
 811          * find_linux_pte_or_hugepage to finish.
 812          */
 813         kick_all_cpus_sync();
 814         return old_pmd;
 815 }
 816
 817 int has_transparent_hugepage(void)
 818 {
 819         if (!mmu_has_feature(MMU_FTR_16M_PAGE))
 820                 return 0;
 821         /*
 822          * We support THP only if PMD_SIZE is 16MB.
 823          */
 824         if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_16M].shift != PMD_SHIFT)
 825                 return 0;
 826         /*
 827          * We need to make sure that we support 16MB hugepage in a segement
 828          * with base page size 64K or 4K. We only enable THP with a PAGE_SIZE
 829          * of 64K.
 830          */
 831         /*
 832          * If we have 64K HPTE, we will be using that by default
 833          */
 834         if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_64K].shift &&
 835             (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_64K].penc[MMU_PAGE_16M] == -1))
 836                 return 0;
 837         /*
 838          * Ok we only have 4K HPTE
 839          */
 840         if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_4K].penc[MMU_PAGE_16M] == -1)
 841                 return 0;
 842
 843         return 1;
 844 }
 845 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */