arch/powerpc/mm/mmu_context_book3s64.c

   1 /*
   2  *  MMU context allocation for 64-bit kernels.
   3  *
   4  *  Copyright (C) 2004 Anton Blanchard, IBM Corp. <anton@samba.org>
   5  *
   6  *  This program is free software; you can redistribute it and/or
   7  *  modify it under the terms of the GNU General Public License
   8  *  as published by the Free Software Foundation; either version
   9  *  2 of the License, or (at your option) any later version.
  10  *
  11  */
  12
  13 #include <linux/sched.h>
  14 #include <linux/kernel.h>
  15 #include <linux/errno.h>
  16 #include <linux/string.h>
  17 #include <linux/types.h>
  18 #include <linux/mm.h>
  19 #include <linux/pkeys.h>
  20 #include <linux/spinlock.h>
  21 #include <linux/idr.h>
  22 #include <linux/export.h>
  23 #include <linux/gfp.h>
  24 #include <linux/slab.h>
  25
  26 #include <asm/mmu_context.h>
  27 #include <asm/pgalloc.h>
  28
  29 static DEFINE_SPINLOCK(mmu_context_lock);
  30 static DEFINE_IDA(mmu_context_ida);
  31
  32 static int alloc_context_id(int min_id, int max_id)
  33 {
  34         int index, err;
  35
  36 again:
  37         if (!ida_pre_get(&mmu_context_ida, GFP_KERNEL))
  38                 return -ENOMEM;
  39
  40         spin_lock(&mmu_context_lock);
  41         err = ida_get_new_above(&mmu_context_ida, min_id, &index);
  42         spin_unlock(&mmu_context_lock);
  43
  44         if (err == -EAGAIN)
  45                 goto again;
  46         else if (err)
  47                 return err;
  48
  49         if (index > max_id) {
  50                 spin_lock(&mmu_context_lock);
  51                 ida_remove(&mmu_context_ida, index);
  52                 spin_unlock(&mmu_context_lock);
  53                 return -ENOMEM;
  54         }
  55
  56         return index;
  57 }
  58
  59 void hash__reserve_context_id(int id)
  60 {
  61         int rc, result = 0;
  62
  63         do {
  64                 if (!ida_pre_get(&mmu_context_ida, GFP_KERNEL))
  65                         break;
  66
  67                 spin_lock(&mmu_context_lock);
  68                 rc = ida_get_new_above(&mmu_context_ida, id, &result);
  69                 spin_unlock(&mmu_context_lock);
  70         } while (rc == -EAGAIN);
  71
  72         WARN(result != id, "mmu: Failed to reserve context id %d (rc %d)\n", id, result);
  73 }
  74
  75 int hash__alloc_context_id(void)
  76 {
  77         unsigned long max;
  78
  79         if (mmu_has_feature(MMU_FTR_68_BIT_VA))
  80                 max = MAX_USER_CONTEXT;
  81         else
  82                 max = MAX_USER_CONTEXT_65BIT_VA;
  83
  84         return alloc_context_id(MIN_USER_CONTEXT, max);
  85 }
  86 EXPORT_SYMBOL_GPL(hash__alloc_context_id);
  87
  88 static int hash__init_new_context(struct mm_struct *mm)
  89 {
  90         int index;
  91
  92         index = hash__alloc_context_id();
  93         if (index < 0)
  94                 return index;
  95
  96         /*
  97          * The old code would re-promote on fork, we don't do that when using
  98          * slices as it could cause problem promoting slices that have been
  99          * forced down to 4K.
 100          *
 101          * For book3s we have MMU_NO_CONTEXT set to be ~0. Hence check
 102          * explicitly against context.id == 0. This ensures that we properly
 103          * initialize context slice details for newly allocated mm's (which will
 104          * have id == 0) and don't alter context slice inherited via fork (which
 105          * will have id != 0).
 106          *
 107          * We should not be calling init_new_context() on init_mm. Hence a
 108          * check against 0 is OK.
 109          */
 110         if (mm->context.id == 0)
 111                 slice_init_new_context_exec(mm);
 112
 113         subpage_prot_init_new_context(mm);
 114
 115         pkey_mm_init(mm);
 116         return index;
 117 }
 118
 119 static int radix__init_new_context(struct mm_struct *mm)
 120 {
 121         unsigned long rts_field;
 122         int index, max_id;
 123
 124         max_id = (1 << mmu_pid_bits) - 1;
 125         index = alloc_context_id(mmu_base_pid, max_id);
 126         if (index < 0)
 127                 return index;
 128
 129         /*
 130          * set the process table entry,
 131          */
 132         rts_field = radix__get_tree_size();
 133         process_tb[index].prtb0 = cpu_to_be64(rts_field | __pa(mm->pgd) | RADIX_PGD_INDEX_SIZE);
 134
 135         /*
 136          * Order the above store with subsequent update of the PID
 137          * register (at which point HW can start loading/caching
 138          * the entry) and the corresponding load by the MMU from
 139          * the L2 cache.
 140          */
 141         asm volatile("ptesync;isync" : : : "memory");
 142
 143         mm->context.npu_context = NULL;
 144
 145         return index;
 146 }
 147
 148 int init_new_context(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm)
 149 {
 150         int index;
 151
 152         if (radix_enabled())
 153                 index = radix__init_new_context(mm);
 154         else
 155                 index = hash__init_new_context(mm);
 156
 157         if (index < 0)
 158                 return index;
 159
 160         mm->context.id = index;
 161
 162         mm->context.pte_frag = NULL;
 163 #ifdef CONFIG_SPAPR_TCE_IOMMU
 164         mm_iommu_init(mm);
 165 #endif
 166         atomic_set(&mm->context.active_cpus, 0);
 167         atomic_set(&mm->context.copros, 0);
 168
 169         return 0;
 170 }
 171
 172 void __destroy_context(int context_id)
 173 {
 174         spin_lock(&mmu_context_lock);
 175         ida_remove(&mmu_context_ida, context_id);
 176         spin_unlock(&mmu_context_lock);
 177 }
 178 EXPORT_SYMBOL_GPL(__destroy_context);
 179
 180 static void destroy_contexts(mm_context_t *ctx)
 181 {
 182         int index, context_id;
 183
 184         spin_lock(&mmu_context_lock);
 185         for (index = 0; index < ARRAY_SIZE(ctx->extended_id); index++) {
 186                 context_id = ctx->extended_id[index];
 187                 if (context_id)
 188                         ida_remove(&mmu_context_ida, context_id);
 189         }
 190         spin_unlock(&mmu_context_lock);
 191 }
 192
 193 static void destroy_pagetable_page(struct mm_struct *mm)
 194 {
 195         int count;
 196         void *pte_frag;
 197         struct page *page;
 198
 199         pte_frag = mm->context.pte_frag;
 200         if (!pte_frag)
 201                 return;
 202
 203         page = virt_to_page(pte_frag);
 204         /* drop all the pending references */
 205         count = ((unsigned long)pte_frag & ~PAGE_MASK) >> PTE_FRAG_SIZE_SHIFT;
 206         /* We allow PTE_FRAG_NR fragments from a PTE page */
 207         if (page_ref_sub_and_test(page, PTE_FRAG_NR - count)) {
 208                 pgtable_page_dtor(page);
 209                 free_unref_page(page);
 210         }
 211 }
 212
 213 void destroy_context(struct mm_struct *mm)
 214 {
 215 #ifdef CONFIG_SPAPR_TCE_IOMMU
 216         WARN_ON_ONCE(!list_empty(&mm->context.iommu_group_mem_list));
 217 #endif
 218         if (radix_enabled())
 219                 WARN_ON(process_tb[mm->context.id].prtb0 != 0);
 220         else
 221                 subpage_prot_free(mm);
 222         destroy_pagetable_page(mm);
 223         destroy_contexts(&mm->context);
 224         mm->context.id = MMU_NO_CONTEXT;
 225 }
 226
 227 void arch_exit_mmap(struct mm_struct *mm)
 228 {
 229         if (radix_enabled()) {
 230                 /*
 231                  * Radix doesn't have a valid bit in the process table
 232                  * entries. However we know that at least P9 implementation
 233                  * will avoid caching an entry with an invalid RTS field,
 234                  * and 0 is invalid. So this will do.
 235                  *
 236                  * This runs before the "fullmm" tlb flush in exit_mmap,
 237                  * which does a RIC=2 tlbie to clear the process table
 238                  * entry. See the "fullmm" comments in tlb-radix.c.
 239                  *
 240                  * No barrier required here after the store because
 241                  * this process will do the invalidate, which starts with
 242                  * ptesync.
 243                  */
 244                 process_tb[mm->context.id].prtb0 = 0;
 245         }
 246 }
 247
 248 #ifdef CONFIG_PPC_RADIX_MMU
 249 void radix__switch_mmu_context(struct mm_struct *prev, struct mm_struct *next)
 250 {
 251
 252         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_POWER9_DD1)) {
 253                 isync();
 254                 mtspr(SPRN_PID, next->context.id);
 255                 isync();
 256                 asm volatile(PPC_INVALIDATE_ERAT : : :"memory");
 257         } else {
 258                 mtspr(SPRN_PID, next->context.id);
 259                 isync();
 260         }
 261 }
 262 #endif