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  * Supports KUAP feature
  33  * key 0 controlling userspace addresses on radix
  34  * Key 3 on hash
  35  */
  36 #define MMU_FTR_KUAP            ASM_CONST(0x00000200)
  37
  38 /*
  39  * Supports KUEP feature
  40  * key 0 controlling userspace addresses on radix
  41  * Key 3 on hash
  42  */
  43 #define MMU_FTR_BOOK3S_KUEP             ASM_CONST(0x00000400)
  44
  45 /*
  46  * Support for memory protection keys.
  47  */
  48 #define MMU_FTR_PKEY                    ASM_CONST(0x00000800)
  49
  50 /* Guest Translation Shootdown Enable */
  51 #define MMU_FTR_GTSE                    ASM_CONST(0x00001000)
  52
  53 /*
  54  * Support for 68 bit VA space. We added that from ISA 2.05
  55  */
  56 #define MMU_FTR_68_BIT_VA               ASM_CONST(0x00002000)
  57 /*
  58  * Kernel read only support.
  59  * We added the ppp value 0b110 in ISA 2.04.
  60  */
  61 #define MMU_FTR_KERNEL_RO               ASM_CONST(0x00004000)
  62
  63 /*
  64  * We need to clear top 16bits of va (from the remaining 64 bits )in
  65  * tlbie* instructions
  66  */
  67 #define MMU_FTR_TLBIE_CROP_VA           ASM_CONST(0x00008000)
  68
  69 /* Enable use of high BAT registers */
  70 #define MMU_FTR_USE_HIGH_BATS           ASM_CONST(0x00010000)
  71
  72 /* Enable >32-bit physical addresses on 32-bit processor, only used
  73  * by CONFIG_PPC_BOOK3S_32 currently as BookE supports that from day 1
  74  */
  75 #define MMU_FTR_BIG_PHYS                ASM_CONST(0x00020000)
  76
  77 /* Enable use of broadcast TLB invalidations. We don't always set it
  78  * on processors that support it due to other constraints with the
  79  * use of such invalidations
  80  */
  81 #define MMU_FTR_USE_TLBIVAX_BCAST       ASM_CONST(0x00040000)
  82
  83 /* Enable use of tlbilx invalidate instructions.
  84  */
  85 #define MMU_FTR_USE_TLBILX              ASM_CONST(0x00080000)
  86
  87 /* This indicates that the processor cannot handle multiple outstanding
  88  * broadcast tlbivax or tlbsync. This makes the code use a spinlock
  89  * around such invalidate forms.
  90  */
  91 #define MMU_FTR_LOCK_BCAST_INVAL        ASM_CONST(0x00100000)
  92
  93 /* This indicates that the processor doesn't handle way selection
  94  * properly and needs SW to track and update the LRU state.  This
  95  * is specific to an errata on e300c2/c3/c4 class parts
  96  */
  97 #define MMU_FTR_NEED_DTLB_SW_LRU        ASM_CONST(0x00200000)
  98
  99 /* Doesn't support the B bit (1T segment) in SLBIE
 100  */
 101 #define MMU_FTR_NO_SLBIE_B              ASM_CONST(0x02000000)
 102
 103 /* Support 16M large pages
 104  */
 105 #define MMU_FTR_16M_PAGE                ASM_CONST(0x04000000)
 106
 107 /* Supports TLBIEL variant
 108  */
 109 #define MMU_FTR_TLBIEL                  ASM_CONST(0x08000000)
 110
 111 /* Supports tlbies w/o locking
 112  */
 113 #define MMU_FTR_LOCKLESS_TLBIE          ASM_CONST(0x10000000)
 114
 115 /* Large pages can be marked CI
 116  */
 117 #define MMU_FTR_CI_LARGE_PAGE           ASM_CONST(0x20000000)
 118
 119 /* 1T segments available
 120  */
 121 #define MMU_FTR_1T_SEGMENT              ASM_CONST(0x40000000)
 122
 123 // NX paste RMA reject in DSI
 124 #define MMU_FTR_NX_DSI                  ASM_CONST(0x80000000)
 125
 126 /* MMU feature bit sets for various CPUs */
 127 #define MMU_FTRS_DEFAULT_HPTE_ARCH_V2   (MMU_FTR_HPTE_TABLE | MMU_FTR_TLBIEL | MMU_FTR_16M_PAGE)
 128 #define MMU_FTRS_POWER          MMU_FTRS_DEFAULT_HPTE_ARCH_V2
 129 #define MMU_FTRS_PPC970         MMU_FTRS_POWER | MMU_FTR_TLBIE_CROP_VA
 130 #define MMU_FTRS_POWER5         MMU_FTRS_POWER | MMU_FTR_LOCKLESS_TLBIE
 131 #define MMU_FTRS_POWER6         MMU_FTRS_POWER5 | MMU_FTR_KERNEL_RO | MMU_FTR_68_BIT_VA
 132 #define MMU_FTRS_POWER7         MMU_FTRS_POWER6
 133 #define MMU_FTRS_POWER8         MMU_FTRS_POWER6
 134 #define MMU_FTRS_POWER9         MMU_FTRS_POWER6
 135 #define MMU_FTRS_POWER10        MMU_FTRS_POWER6
 136 #define MMU_FTRS_CELL           MMU_FTRS_DEFAULT_HPTE_ARCH_V2 | \
 137                                 MMU_FTR_CI_LARGE_PAGE
 138 #define MMU_FTRS_PA6T           MMU_FTRS_DEFAULT_HPTE_ARCH_V2 | \
 139                                 MMU_FTR_CI_LARGE_PAGE | MMU_FTR_NO_SLBIE_B
 140 #ifndef __ASSEMBLY__
 141 #include <linux/bug.h>
 142 #include <asm/cputable.h>
 143 #include <asm/page.h>
 144
 145 typedef pte_t *pgtable_t;
 146
 147 enum {
 148         MMU_FTRS_POSSIBLE =
 149 #if defined(CONFIG_PPC_BOOK3S_604)
 150                 MMU_FTR_HPTE_TABLE |
 151 #endif
 152 #ifdef CONFIG_PPC_8xx
 153                 MMU_FTR_TYPE_8xx |
 154 #endif
 155 #ifdef CONFIG_40x
 156                 MMU_FTR_TYPE_40x |
 157 #endif
 158 #ifdef CONFIG_PPC_47x
 159                 MMU_FTR_TYPE_47x | MMU_FTR_USE_TLBIVAX_BCAST | MMU_FTR_LOCK_BCAST_INVAL |
 160 #elif defined(CONFIG_44x)
 161                 MMU_FTR_TYPE_44x |
 162 #endif
 163 #ifdef CONFIG_PPC_E500
 164                 MMU_FTR_TYPE_FSL_E | MMU_FTR_BIG_PHYS | MMU_FTR_USE_TLBILX |
 165 #endif
 166 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_32
 167                 MMU_FTR_USE_HIGH_BATS |
 168 #endif
 169 #ifdef CONFIG_PPC_83xx
 170                 MMU_FTR_NEED_DTLB_SW_LRU |
 171 #endif
 172 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_64
 173                 MMU_FTR_KERNEL_RO |
 174 #ifdef CONFIG_PPC_64S_HASH_MMU
 175                 MMU_FTR_NO_SLBIE_B | MMU_FTR_16M_PAGE | MMU_FTR_TLBIEL |
 176                 MMU_FTR_LOCKLESS_TLBIE | MMU_FTR_CI_LARGE_PAGE |
 177                 MMU_FTR_1T_SEGMENT | MMU_FTR_TLBIE_CROP_VA |
 178                 MMU_FTR_68_BIT_VA | MMU_FTR_HPTE_TABLE |
 179 #endif
 180 #ifdef CONFIG_PPC_RADIX_MMU
 181                 MMU_FTR_TYPE_RADIX |
 182                 MMU_FTR_GTSE | MMU_FTR_NX_DSI |
 183 #endif /* CONFIG_PPC_RADIX_MMU */
 184 #endif
 185 #ifdef CONFIG_PPC_KUAP
 186         MMU_FTR_KUAP |
 187 #endif /* CONFIG_PPC_KUAP */
 188 #ifdef CONFIG_PPC_MEM_KEYS
 189         MMU_FTR_PKEY |
 190 #endif
 191 #ifdef CONFIG_PPC_KUEP
 192         MMU_FTR_BOOK3S_KUEP |
 193 #endif /* CONFIG_PPC_KUAP */
 194
 195                 0,
 196 };
 197
 198 #if defined(CONFIG_PPC_BOOK3S_604) && !defined(CONFIG_PPC_BOOK3S_603)
 199 #define MMU_FTRS_ALWAYS         MMU_FTR_HPTE_TABLE
 200 #endif
 201 #ifdef CONFIG_PPC_8xx
 202 #define MMU_FTRS_ALWAYS         MMU_FTR_TYPE_8xx
 203 #endif
 204 #ifdef CONFIG_40x
 205 #define MMU_FTRS_ALWAYS         MMU_FTR_TYPE_40x
 206 #endif
 207 #ifdef CONFIG_PPC_47x
 208 #define MMU_FTRS_ALWAYS         MMU_FTR_TYPE_47x
 209 #elif defined(CONFIG_44x)
 210 #define MMU_FTRS_ALWAYS         MMU_FTR_TYPE_44x
 211 #endif
 212 #ifdef CONFIG_PPC_E500
 213 #define MMU_FTRS_ALWAYS         MMU_FTR_TYPE_FSL_E
 214 #endif
 215
 216 /* BOOK3S_64 options */
 217 #if defined(CONFIG_PPC_RADIX_MMU) && !defined(CONFIG_PPC_64S_HASH_MMU)
 218 #define MMU_FTRS_ALWAYS         MMU_FTR_TYPE_RADIX
 219 #elif !defined(CONFIG_PPC_RADIX_MMU) && defined(CONFIG_PPC_64S_HASH_MMU)
 220 #define MMU_FTRS_ALWAYS         MMU_FTR_HPTE_TABLE
 221 #endif
 222
 223 #ifndef MMU_FTRS_ALWAYS
 224 #define MMU_FTRS_ALWAYS         0
 225 #endif
 226
 227 static __always_inline bool early_mmu_has_feature(unsigned long feature)
 228 {
 229         if (MMU_FTRS_ALWAYS & feature)
 230                 return true;
 231
 232         return !!(MMU_FTRS_POSSIBLE & cur_cpu_spec->mmu_features & feature);
 233 }
 234
 235 #ifdef CONFIG_JUMP_LABEL_FEATURE_CHECKS
 236 #include <linux/jump_label.h>
 237
 238 #define NUM_MMU_FTR_KEYS        32
 239
 240 extern struct static_key_true mmu_feature_keys[NUM_MMU_FTR_KEYS];
 241
 242 extern void mmu_feature_keys_init(void);
 243
 244 static __always_inline bool mmu_has_feature(unsigned long feature)
 245 {
 246         int i;
 247
 248 #ifndef __clang__ /* clang can't cope with this */
 249         BUILD_BUG_ON(!__builtin_constant_p(feature));
 250 #endif
 251
 252 #ifdef CONFIG_JUMP_LABEL_FEATURE_CHECK_DEBUG
 253         if (!static_key_initialized) {
 254                 printk("Warning! mmu_has_feature() used prior to jump label init!\n");
 255                 dump_stack();
 256                 return early_mmu_has_feature(feature);
 257         }
 258 #endif
 259
 260         if (MMU_FTRS_ALWAYS & feature)
 261                 return true;
 262
 263         if (!(MMU_FTRS_POSSIBLE & feature))
 264                 return false;
 265
 266         i = __builtin_ctzl(feature);
 267         return static_branch_likely(&mmu_feature_keys[i]);
 268 }
 269
 270 static inline void mmu_clear_feature(unsigned long feature)
 271 {
 272         int i;
 273
 274         i = __builtin_ctzl(feature);
 275         cur_cpu_spec->mmu_features &= ~feature;
 276         static_branch_disable(&mmu_feature_keys[i]);
 277 }
 278 #else
 279
 280 static inline void mmu_feature_keys_init(void)
 281 {
 282
 283 }
 284
 285 static __always_inline bool mmu_has_feature(unsigned long feature)
 286 {
 287         return early_mmu_has_feature(feature);
 288 }
 289
 290 static inline void mmu_clear_feature(unsigned long feature)
 291 {
 292         cur_cpu_spec->mmu_features &= ~feature;
 293 }
 294 #endif /* CONFIG_JUMP_LABEL */
 295
 296 extern unsigned int __start___mmu_ftr_fixup, __stop___mmu_ftr_fixup;
 297
 298 #ifdef CONFIG_PPC64
 299 /* This is our real memory area size on ppc64 server, on embedded, we
 300  * make it match the size our of bolted TLB area
 301  */
 302 extern u64 ppc64_rma_size;
 303
 304 /* Cleanup function used by kexec */
 305 extern void mmu_cleanup_all(void);
 306 extern void radix__mmu_cleanup_all(void);
 307
 308 /* Functions for creating and updating partition table on POWER9 */
 309 extern void mmu_partition_table_init(void);
 310 extern void mmu_partition_table_set_entry(unsigned int lpid, unsigned long dw0,
 311                                           unsigned long dw1, bool flush);
 312 #endif /* CONFIG_PPC64 */
 313
 314 struct mm_struct;
 315 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
 316 extern void assert_pte_locked(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
 317 #else /* CONFIG_DEBUG_VM */
 318 static inline void assert_pte_locked(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
 319 {
 320 }
 321 #endif /* !CONFIG_DEBUG_VM */
 322
 323 static __always_inline bool radix_enabled(void)
 324 {
 325         return mmu_has_feature(MMU_FTR_TYPE_RADIX);
 326 }
 327
 328 static __always_inline bool early_radix_enabled(void)
 329 {
 330         return early_mmu_has_feature(MMU_FTR_TYPE_RADIX);
 331 }
 332
 333 #ifdef CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX
 334 static inline bool strict_kernel_rwx_enabled(void)
 335 {
 336         return rodata_enabled;
 337 }
 338 #else
 339 static inline bool strict_kernel_rwx_enabled(void)
 340 {
 341         return false;
 342 }
 343 #endif
 344
 345 static inline bool strict_module_rwx_enabled(void)
 346 {
 347         return IS_ENABLED(CONFIG_STRICT_MODULE_RWX) && strict_kernel_rwx_enabled();
 348 }
 349 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
 350
 351 /* The kernel use the constants below to index in the page sizes array.
 352  * The use of fixed constants for this purpose is better for performances
 353  * of the low level hash refill handlers.
 354  *
 355  * A non supported page size has a "shift" field set to 0
 356  *
 357  * Any new page size being implemented can get a new entry in here. Whether
 358  * the kernel will use it or not is a different matter though. The actual page
 359  * size used by hugetlbfs is not defined here and may be made variable
 360  *
 361  * Note: This array ended up being a false good idea as it's growing to the
 362  * point where I wonder if we should replace it with something different,
 363  * to think about, feedback welcome. --BenH.
 364  */
 365
 366 /* These are #defines as they have to be used in assembly */
 367 #define MMU_PAGE_4K     0
 368 #define MMU_PAGE_16K    1
 369 #define MMU_PAGE_64K    2
 370 #define MMU_PAGE_64K_AP 3       /* "Admixed pages" (hash64 only) */
 371 #define MMU_PAGE_256K   4
 372 #define MMU_PAGE_512K   5
 373 #define MMU_PAGE_1M     6
 374 #define MMU_PAGE_2M     7
 375 #define MMU_PAGE_4M     8
 376 #define MMU_PAGE_8M     9
 377 #define MMU_PAGE_16M    10
 378 #define MMU_PAGE_64M    11
 379 #define MMU_PAGE_256M   12
 380 #define MMU_PAGE_1G     13
 381 #define MMU_PAGE_16G    14
 382 #define MMU_PAGE_64G    15
 383
 384 /*
 385  * N.B. we need to change the type of hpte_page_sizes if this gets to be > 16
 386  * Also we need to change he type of mm_context.low/high_slices_psize.
 387  */
 388 #define MMU_PAGE_COUNT  16
 389
 390 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_64
 391 #include <asm/book3s/64/mmu.h>
 392 #else /* CONFIG_PPC_BOOK3S_64 */
 393
 394 #ifndef __ASSEMBLY__
 395 /* MMU initialization */
 396 extern void early_init_mmu(void);
 397 extern void early_init_mmu_secondary(void);
 398 extern void setup_initial_memory_limit(phys_addr_t first_memblock_base,
 399                                        phys_addr_t first_memblock_size);
 400 static inline void mmu_early_init_devtree(void) { }
 401
 402 static inline void pkey_early_init_devtree(void) {}
 403
 404 extern void *abatron_pteptrs[2];
 405 #endif /* __ASSEMBLY__ */
 406 #endif
 407
 408 #if defined(CONFIG_PPC_BOOK3S_32)
 409 /* 32-bit classic hash table MMU */
 410 #include <asm/book3s/32/mmu-hash.h>
 411 #elif defined(CONFIG_PPC_MMU_NOHASH)
 412 #include <asm/nohash/mmu.h>
 413 #endif
 414
 415 #if defined(CONFIG_FA_DUMP) || defined(CONFIG_PRESERVE_FA_DUMP)
 416 #define __HAVE_ARCH_RESERVED_KERNEL_PAGES
 417 #endif
 418
 419 #endif /* __KERNEL__ */
 420 #endif /* _ASM_POWERPC_MMU_H_ */