arch/powerpc/include/asm/mmu.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
   2 #ifndef _ASM_POWERPC_MMU_H_
   3 #define _ASM_POWERPC_MMU_H_
   4 #ifdef __KERNEL__
   5
   6 #include <linux/types.h>
   7
   8 #include <asm/asm-const.h>
   9
  10 /*
  11  * MMU features bit definitions
  12  */
  13
  14 /*
  15  * MMU families
  16  */
  17 #define MMU_FTR_HPTE_TABLE              ASM_CONST(0x00000001)
  18 #define MMU_FTR_TYPE_8xx                ASM_CONST(0x00000002)
  19 #define MMU_FTR_TYPE_40x                ASM_CONST(0x00000004)
  20 #define MMU_FTR_TYPE_44x                ASM_CONST(0x00000008)
  21 #define MMU_FTR_TYPE_FSL_E              ASM_CONST(0x00000010)
  22 #define MMU_FTR_TYPE_47x                ASM_CONST(0x00000020)
  23
  24 /* Radix page table supported and enabled */
  25 #define MMU_FTR_TYPE_RADIX              ASM_CONST(0x00000040)
  26
  27 /*
  28  * Individual features below.
  29  */
  30
  31 /*
  32  * Support for 68 bit VA space. We added that from ISA 2.05
  33  */
  34 #define MMU_FTR_68_BIT_VA               ASM_CONST(0x00002000)
  35 /*
  36  * Kernel read only support.
  37  * We added the ppp value 0b110 in ISA 2.04.
  38  */
  39 #define MMU_FTR_KERNEL_RO               ASM_CONST(0x00004000)
  40
  41 /*
  42  * We need to clear top 16bits of va (from the remaining 64 bits )in
  43  * tlbie* instructions
  44  */
  45 #define MMU_FTR_TLBIE_CROP_VA           ASM_CONST(0x00008000)
  46
  47 /* Enable use of high BAT registers */
  48 #define MMU_FTR_USE_HIGH_BATS           ASM_CONST(0x00010000)
  49
  50 /* Enable >32-bit physical addresses on 32-bit processor, only used
  51  * by CONFIG_PPC_BOOK3S_32 currently as BookE supports that from day 1
  52  */
  53 #define MMU_FTR_BIG_PHYS                ASM_CONST(0x00020000)
  54
  55 /* Enable use of broadcast TLB invalidations. We don't always set it
  56  * on processors that support it due to other constraints with the
  57  * use of such invalidations
  58  */
  59 #define MMU_FTR_USE_TLBIVAX_BCAST       ASM_CONST(0x00040000)
  60
  61 /* Enable use of tlbilx invalidate instructions.
  62  */
  63 #define MMU_FTR_USE_TLBILX              ASM_CONST(0x00080000)
  64
  65 /* This indicates that the processor cannot handle multiple outstanding
  66  * broadcast tlbivax or tlbsync. This makes the code use a spinlock
  67  * around such invalidate forms.
  68  */
  69 #define MMU_FTR_LOCK_BCAST_INVAL        ASM_CONST(0x00100000)
  70
  71 /* This indicates that the processor doesn't handle way selection
  72  * properly and needs SW to track and update the LRU state.  This
  73  * is specific to an errata on e300c2/c3/c4 class parts
  74  */
  75 #define MMU_FTR_NEED_DTLB_SW_LRU        ASM_CONST(0x00200000)
  76
  77 /* Enable use of TLB reservation.  Processor should support tlbsrx.
  78  * instruction and MAS0[WQ].
  79  */
  80 #define MMU_FTR_USE_TLBRSRV             ASM_CONST(0x00800000)
  81
  82 /* Use paired MAS registers (MAS7||MAS3, etc.)
  83  */
  84 #define MMU_FTR_USE_PAIRED_MAS          ASM_CONST(0x01000000)
  85
  86 /* Doesn't support the B bit (1T segment) in SLBIE
  87  */
  88 #define MMU_FTR_NO_SLBIE_B              ASM_CONST(0x02000000)
  89
  90 /* Support 16M large pages
  91  */
  92 #define MMU_FTR_16M_PAGE                ASM_CONST(0x04000000)
  93
  94 /* Supports TLBIEL variant
  95  */
  96 #define MMU_FTR_TLBIEL                  ASM_CONST(0x08000000)
  97
  98 /* Supports tlbies w/o locking
  99  */
 100 #define MMU_FTR_LOCKLESS_TLBIE          ASM_CONST(0x10000000)
 101
 102 /* Large pages can be marked CI
 103  */
 104 #define MMU_FTR_CI_LARGE_PAGE           ASM_CONST(0x20000000)
 105
 106 /* 1T segments available
 107  */
 108 #define MMU_FTR_1T_SEGMENT              ASM_CONST(0x40000000)
 109
 110 /*
 111  * Supports KUAP (key 0 controlling userspace addresses) on radix
 112  */
 113 #define MMU_FTR_RADIX_KUAP              ASM_CONST(0x80000000)
 114
 115 /* MMU feature bit sets for various CPUs */
 116 #define MMU_FTRS_DEFAULT_HPTE_ARCH_V2   \
 117         MMU_FTR_HPTE_TABLE | MMU_FTR_PPCAS_ARCH_V2
 118 #define MMU_FTRS_POWER          MMU_FTRS_DEFAULT_HPTE_ARCH_V2
 119 #define MMU_FTRS_PPC970         MMU_FTRS_POWER | MMU_FTR_TLBIE_CROP_VA
 120 #define MMU_FTRS_POWER5         MMU_FTRS_POWER | MMU_FTR_LOCKLESS_TLBIE
 121 #define MMU_FTRS_POWER6         MMU_FTRS_POWER5 | MMU_FTR_KERNEL_RO | MMU_FTR_68_BIT_VA
 122 #define MMU_FTRS_POWER7         MMU_FTRS_POWER6
 123 #define MMU_FTRS_POWER8         MMU_FTRS_POWER6
 124 #define MMU_FTRS_POWER9         MMU_FTRS_POWER6
 125 #define MMU_FTRS_CELL           MMU_FTRS_DEFAULT_HPTE_ARCH_V2 | \
 126                                 MMU_FTR_CI_LARGE_PAGE
 127 #define MMU_FTRS_PA6T           MMU_FTRS_DEFAULT_HPTE_ARCH_V2 | \
 128                                 MMU_FTR_CI_LARGE_PAGE | MMU_FTR_NO_SLBIE_B
 129 #ifndef __ASSEMBLY__
 130 #include <linux/bug.h>
 131 #include <asm/cputable.h>
 132
 133 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 134 #include <asm/percpu.h>
 135 DECLARE_PER_CPU(int, next_tlbcam_idx);
 136 #endif
 137
 138 enum {
 139         MMU_FTRS_POSSIBLE =
 140 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S
 141                 MMU_FTR_HPTE_TABLE |
 142 #endif
 143 #ifdef CONFIG_PPC_8xx
 144                 MMU_FTR_TYPE_8xx |
 145 #endif
 146 #ifdef CONFIG_40x
 147                 MMU_FTR_TYPE_40x |
 148 #endif
 149 #ifdef CONFIG_44x
 150                 MMU_FTR_TYPE_44x |
 151 #endif
 152 #if defined(CONFIG_E200) || defined(CONFIG_E500)
 153                 MMU_FTR_TYPE_FSL_E | MMU_FTR_BIG_PHYS | MMU_FTR_USE_TLBILX |
 154 #endif
 155 #ifdef CONFIG_PPC_47x
 156                 MMU_FTR_TYPE_47x | MMU_FTR_USE_TLBIVAX_BCAST | MMU_FTR_LOCK_BCAST_INVAL |
 157 #endif
 158 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_32
 159                 MMU_FTR_USE_HIGH_BATS | MMU_FTR_NEED_DTLB_SW_LRU |
 160 #endif
 161 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3E_64
 162                 MMU_FTR_USE_TLBRSRV | MMU_FTR_USE_PAIRED_MAS |
 163 #endif
 164 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_64
 165                 MMU_FTR_NO_SLBIE_B | MMU_FTR_16M_PAGE | MMU_FTR_TLBIEL |
 166                 MMU_FTR_LOCKLESS_TLBIE | MMU_FTR_CI_LARGE_PAGE |
 167                 MMU_FTR_1T_SEGMENT | MMU_FTR_TLBIE_CROP_VA |
 168                 MMU_FTR_KERNEL_RO | MMU_FTR_68_BIT_VA |
 169 #endif
 170 #ifdef CONFIG_PPC_RADIX_MMU
 171                 MMU_FTR_TYPE_RADIX |
 172 #ifdef CONFIG_PPC_KUAP
 173                 MMU_FTR_RADIX_KUAP |
 174 #endif /* CONFIG_PPC_KUAP */
 175 #endif /* CONFIG_PPC_RADIX_MMU */
 176                 0,
 177 };
 178
 179 static inline bool early_mmu_has_feature(unsigned long feature)
 180 {
 181         return !!(MMU_FTRS_POSSIBLE & cur_cpu_spec->mmu_features & feature);
 182 }
 183
 184 #ifdef CONFIG_JUMP_LABEL_FEATURE_CHECKS
 185 #include <linux/jump_label.h>
 186
 187 #define NUM_MMU_FTR_KEYS        32
 188
 189 extern struct static_key_true mmu_feature_keys[NUM_MMU_FTR_KEYS];
 190
 191 extern void mmu_feature_keys_init(void);
 192
 193 static __always_inline bool mmu_has_feature(unsigned long feature)
 194 {
 195         int i;
 196
 197 #ifndef __clang__ /* clang can't cope with this */
 198         BUILD_BUG_ON(!__builtin_constant_p(feature));
 199 #endif
 200
 201 #ifdef CONFIG_JUMP_LABEL_FEATURE_CHECK_DEBUG
 202         if (!static_key_initialized) {
 203                 printk("Warning! mmu_has_feature() used prior to jump label init!\n");
 204                 dump_stack();
 205                 return early_mmu_has_feature(feature);
 206         }
 207 #endif
 208
 209         if (!(MMU_FTRS_POSSIBLE & feature))
 210                 return false;
 211
 212         i = __builtin_ctzl(feature);
 213         return static_branch_likely(&mmu_feature_keys[i]);
 214 }
 215
 216 static inline void mmu_clear_feature(unsigned long feature)
 217 {
 218         int i;
 219
 220         i = __builtin_ctzl(feature);
 221         cur_cpu_spec->mmu_features &= ~feature;
 222         static_branch_disable(&mmu_feature_keys[i]);
 223 }
 224 #else
 225
 226 static inline void mmu_feature_keys_init(void)
 227 {
 228
 229 }
 230
 231 static inline bool mmu_has_feature(unsigned long feature)
 232 {
 233         return early_mmu_has_feature(feature);
 234 }
 235
 236 static inline void mmu_clear_feature(unsigned long feature)
 237 {
 238         cur_cpu_spec->mmu_features &= ~feature;
 239 }
 240 #endif /* CONFIG_JUMP_LABEL */
 241
 242 extern unsigned int __start___mmu_ftr_fixup, __stop___mmu_ftr_fixup;
 243
 244 #ifdef CONFIG_PPC64
 245 /* This is our real memory area size on ppc64 server, on embedded, we
 246  * make it match the size our of bolted TLB area
 247  */
 248 extern u64 ppc64_rma_size;
 249
 250 /* Cleanup function used by kexec */
 251 extern void mmu_cleanup_all(void);
 252 extern void radix__mmu_cleanup_all(void);
 253
 254 /* Functions for creating and updating partition table on POWER9 */
 255 extern void mmu_partition_table_init(void);
 256 extern void mmu_partition_table_set_entry(unsigned int lpid, unsigned long dw0,
 257                                           unsigned long dw1);
 258 #endif /* CONFIG_PPC64 */
 259
 260 struct mm_struct;
 261 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
 262 extern void assert_pte_locked(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
 263 #else /* CONFIG_DEBUG_VM */
 264 static inline void assert_pte_locked(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
 265 {
 266 }
 267 #endif /* !CONFIG_DEBUG_VM */
 268
 269 #ifdef CONFIG_PPC_RADIX_MMU
 270 static inline bool radix_enabled(void)
 271 {
 272         return mmu_has_feature(MMU_FTR_TYPE_RADIX);
 273 }
 274
 275 static inline bool early_radix_enabled(void)
 276 {
 277         return early_mmu_has_feature(MMU_FTR_TYPE_RADIX);
 278 }
 279 #else
 280 static inline bool radix_enabled(void)
 281 {
 282         return false;
 283 }
 284
 285 static inline bool early_radix_enabled(void)
 286 {
 287         return false;
 288 }
 289 #endif
 290
 291 #ifdef CONFIG_PPC_MEM_KEYS
 292 extern u16 get_mm_addr_key(struct mm_struct *mm, unsigned long address);
 293 #else
 294 static inline u16 get_mm_addr_key(struct mm_struct *mm, unsigned long address)
 295 {
 296         return 0;
 297 }
 298 #endif /* CONFIG_PPC_MEM_KEYS */
 299
 300 #ifdef CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX
 301 static inline bool strict_kernel_rwx_enabled(void)
 302 {
 303         return rodata_enabled;
 304 }
 305 #else
 306 static inline bool strict_kernel_rwx_enabled(void)
 307 {
 308         return false;
 309 }
 310 #endif
 311 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
 312
 313 /* The kernel use the constants below to index in the page sizes array.
 314  * The use of fixed constants for this purpose is better for performances
 315  * of the low level hash refill handlers.
 316  *
 317  * A non supported page size has a "shift" field set to 0
 318  *
 319  * Any new page size being implemented can get a new entry in here. Whether
 320  * the kernel will use it or not is a different matter though. The actual page
 321  * size used by hugetlbfs is not defined here and may be made variable
 322  *
 323  * Note: This array ended up being a false good idea as it's growing to the
 324  * point where I wonder if we should replace it with something different,
 325  * to think about, feedback welcome. --BenH.
 326  */
 327
 328 /* These are #defines as they have to be used in assembly */
 329 #define MMU_PAGE_4K     0
 330 #define MMU_PAGE_16K    1
 331 #define MMU_PAGE_64K    2
 332 #define MMU_PAGE_64K_AP 3       /* "Admixed pages" (hash64 only) */
 333 #define MMU_PAGE_256K   4
 334 #define MMU_PAGE_512K   5
 335 #define MMU_PAGE_1M     6
 336 #define MMU_PAGE_2M     7
 337 #define MMU_PAGE_4M     8
 338 #define MMU_PAGE_8M     9
 339 #define MMU_PAGE_16M    10
 340 #define MMU_PAGE_64M    11
 341 #define MMU_PAGE_256M   12
 342 #define MMU_PAGE_1G     13
 343 #define MMU_PAGE_16G    14
 344 #define MMU_PAGE_64G    15
 345
 346 /*
 347  * N.B. we need to change the type of hpte_page_sizes if this gets to be > 16
 348  * Also we need to change he type of mm_context.low/high_slices_psize.
 349  */
 350 #define MMU_PAGE_COUNT  16
 351
 352 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_64
 353 #include <asm/book3s/64/mmu.h>
 354 #else /* CONFIG_PPC_BOOK3S_64 */
 355
 356 #ifndef __ASSEMBLY__
 357 /* MMU initialization */
 358 extern void early_init_mmu(void);
 359 extern void early_init_mmu_secondary(void);
 360 extern void setup_initial_memory_limit(phys_addr_t first_memblock_base,
 361                                        phys_addr_t first_memblock_size);
 362 static inline void mmu_early_init_devtree(void) { }
 363
 364 extern void *abatron_pteptrs[2];
 365 #endif /* __ASSEMBLY__ */
 366 #endif
 367
 368 #if defined(CONFIG_PPC_BOOK3S_32)
 369 /* 32-bit classic hash table MMU */
 370 #include <asm/book3s/32/mmu-hash.h>
 371 #elif defined(CONFIG_PPC_MMU_NOHASH)
 372 #include <asm/nohash/mmu.h>
 373 #endif
 374
 375 #endif /* __KERNEL__ */
 376 #endif /* _ASM_POWERPC_MMU_H_ */