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/init.h>
  37 #include <linux/bootmem.h>
  38 #include <linux/memblock.h>
  39 #include <linux/slab.h>
  40
  41 #include <asm/pgalloc.h>
  42 #include <asm/page.h>
  43 #include <asm/prom.h>
  44 #include <asm/io.h>
  45 #include <asm/mmu_context.h>
  46 #include <asm/pgtable.h>
  47 #include <asm/mmu.h>
  48 #include <asm/smp.h>
  49 #include <asm/machdep.h>
  50 #include <asm/tlb.h>
  51 #include <asm/processor.h>
  52 #include <asm/cputable.h>
  53 #include <asm/sections.h>
  54 #include <asm/firmware.h>
  55
  56 #include "mmu_decl.h"
  57
  58 /* Some sanity checking */
  59 #if TASK_SIZE_USER64 > PGTABLE_RANGE
  60 #error TASK_SIZE_USER64 exceeds pagetable range
  61 #endif
  62
  63 #ifdef CONFIG_PPC_STD_MMU_64
  64 #if TASK_SIZE_USER64 > (1UL << (ESID_BITS + SID_SHIFT))
  65 #error TASK_SIZE_USER64 exceeds user VSID range
  66 #endif
  67 #endif
  68
  69 unsigned long ioremap_bot = IOREMAP_BASE;
  70
  71 #ifdef CONFIG_PPC_MMU_NOHASH
  72 static void *early_alloc_pgtable(unsigned long size)
  73 {
  74         void *pt;
  75
  76         if (init_bootmem_done)
  77                 pt = __alloc_bootmem(size, size, __pa(MAX_DMA_ADDRESS));
  78         else
  79                 pt = __va(memblock_alloc_base(size, size,
  80                                          __pa(MAX_DMA_ADDRESS)));
  81         memset(pt, 0, size);
  82
  83         return pt;
  84 }
  85 #endif /* CONFIG_PPC_MMU_NOHASH */
  86
  87 /*
  88  * map_kernel_page currently only called by __ioremap
  89  * map_kernel_page adds an entry to the ioremap page table
  90  * and adds an entry to the HPT, possibly bolting it
  91  */
  92 int map_kernel_page(unsigned long ea, unsigned long pa, int flags)
  93 {
  94         pgd_t *pgdp;
  95         pud_t *pudp;
  96         pmd_t *pmdp;
  97         pte_t *ptep;
  98
  99         if (slab_is_available()) {
 100                 pgdp = pgd_offset_k(ea);
 101                 pudp = pud_alloc(&init_mm, pgdp, ea);
 102                 if (!pudp)
 103                         return -ENOMEM;
 104                 pmdp = pmd_alloc(&init_mm, pudp, ea);
 105                 if (!pmdp)
 106                         return -ENOMEM;
 107                 ptep = pte_alloc_kernel(pmdp, ea);
 108                 if (!ptep)
 109                         return -ENOMEM;
 110                 set_pte_at(&init_mm, ea, ptep, pfn_pte(pa >> PAGE_SHIFT,
 111                                                           __pgprot(flags)));
 112         } else {
 113 #ifdef CONFIG_PPC_MMU_NOHASH
 114                 /* Warning ! This will blow up if bootmem is not initialized
 115                  * which our ppc64 code is keen to do that, we'll need to
 116                  * fix it and/or be more careful
 117                  */
 118                 pgdp = pgd_offset_k(ea);
 119 #ifdef PUD_TABLE_SIZE
 120                 if (pgd_none(*pgdp)) {
 121                         pudp = early_alloc_pgtable(PUD_TABLE_SIZE);
 122                         BUG_ON(pudp == NULL);
 123                         pgd_populate(&init_mm, pgdp, pudp);
 124                 }
 125 #endif /* PUD_TABLE_SIZE */
 126                 pudp = pud_offset(pgdp, ea);
 127                 if (pud_none(*pudp)) {
 128                         pmdp = early_alloc_pgtable(PMD_TABLE_SIZE);
 129                         BUG_ON(pmdp == NULL);
 130                         pud_populate(&init_mm, pudp, pmdp);
 131                 }
 132                 pmdp = pmd_offset(pudp, ea);
 133                 if (!pmd_present(*pmdp)) {
 134                         ptep = early_alloc_pgtable(PAGE_SIZE);
 135                         BUG_ON(ptep == NULL);
 136                         pmd_populate_kernel(&init_mm, pmdp, ptep);
 137                 }
 138                 ptep = pte_offset_kernel(pmdp, ea);
 139                 set_pte_at(&init_mm, ea, ptep, pfn_pte(pa >> PAGE_SHIFT,
 140                                                           __pgprot(flags)));
 141 #else /* CONFIG_PPC_MMU_NOHASH */
 142                 /*
 143                  * If the mm subsystem is not fully up, we cannot create a
 144                  * linux page table entry for this mapping.  Simply bolt an
 145                  * entry in the hardware page table.
 146                  *
 147                  */
 148                 if (htab_bolt_mapping(ea, ea + PAGE_SIZE, pa, flags,
 149                                       mmu_io_psize, mmu_kernel_ssize)) {
 150                         printk(KERN_ERR "Failed to do bolted mapping IO "
 151                                "memory at %016lx !\n", pa);
 152                         return -ENOMEM;
 153                 }
 154 #endif /* !CONFIG_PPC_MMU_NOHASH */
 155         }
 156         return 0;
 157 }
 158
 159
 160 /**
 161  * __ioremap_at - Low level function to establish the page tables
 162  *                for an IO mapping
 163  */
 164 void __iomem * __ioremap_at(phys_addr_t pa, void *ea, unsigned long size,
 165                             unsigned long flags)
 166 {
 167         unsigned long i;
 168
 169         /* Make sure we have the base flags */
 170         if ((flags & _PAGE_PRESENT) == 0)
 171                 flags |= pgprot_val(PAGE_KERNEL);
 172
 173         /* Non-cacheable page cannot be coherent */
 174         if (flags & _PAGE_NO_CACHE)
 175                 flags &= ~_PAGE_COHERENT;
 176
 177         /* We don't support the 4K PFN hack with ioremap */
 178         if (flags & _PAGE_4K_PFN)
 179                 return NULL;
 180
 181         WARN_ON(pa & ~PAGE_MASK);
 182         WARN_ON(((unsigned long)ea) & ~PAGE_MASK);
 183         WARN_ON(size & ~PAGE_MASK);
 184
 185         for (i = 0; i < size; i += PAGE_SIZE)
 186                 if (map_kernel_page((unsigned long)ea+i, pa+i, flags))
 187                         return NULL;
 188
 189         return (void __iomem *)ea;
 190 }
 191
 192 /**
 193  * __iounmap_from - Low level function to tear down the page tables
 194  *                  for an IO mapping. This is used for mappings that
 195  *                  are manipulated manually, like partial unmapping of
 196  *                  PCI IOs or ISA space.
 197  */
 198 void __iounmap_at(void *ea, unsigned long size)
 199 {
 200         WARN_ON(((unsigned long)ea) & ~PAGE_MASK);
 201         WARN_ON(size & ~PAGE_MASK);
 202
 203         unmap_kernel_range((unsigned long)ea, size);
 204 }
 205
 206 void __iomem * __ioremap_caller(phys_addr_t addr, unsigned long size,
 207                                 unsigned long flags, void *caller)
 208 {
 209         phys_addr_t paligned;
 210         void __iomem *ret;
 211
 212         /*
 213          * Choose an address to map it to.
 214          * Once the imalloc system is running, we use it.
 215          * Before that, we map using addresses going
 216          * up from ioremap_bot.  imalloc will use
 217          * the addresses from ioremap_bot through
 218          * IMALLOC_END
 219          *
 220          */
 221         paligned = addr & PAGE_MASK;
 222         size = PAGE_ALIGN(addr + size) - paligned;
 223
 224         if ((size == 0) || (paligned == 0))
 225                 return NULL;
 226
 227         if (mem_init_done) {
 228                 struct vm_struct *area;
 229
 230                 area = __get_vm_area_caller(size, VM_IOREMAP,
 231                                             ioremap_bot, IOREMAP_END,
 232                                             caller);
 233                 if (area == NULL)
 234                         return NULL;
 235
 236                 area->phys_addr = paligned;
 237                 ret = __ioremap_at(paligned, area->addr, size, flags);
 238                 if (!ret)
 239                         vunmap(area->addr);
 240         } else {
 241                 ret = __ioremap_at(paligned, (void *)ioremap_bot, size, flags);
 242                 if (ret)
 243                         ioremap_bot += size;
 244         }
 245
 246         if (ret)
 247                 ret += addr & ~PAGE_MASK;
 248         return ret;
 249 }
 250
 251 void __iomem * __ioremap(phys_addr_t addr, unsigned long size,
 252                          unsigned long flags)
 253 {
 254         return __ioremap_caller(addr, size, flags, __builtin_return_address(0));
 255 }
 256
 257 void __iomem * ioremap(phys_addr_t addr, unsigned long size)
 258 {
 259         unsigned long flags = _PAGE_NO_CACHE | _PAGE_GUARDED;
 260         void *caller = __builtin_return_address(0);
 261
 262         if (ppc_md.ioremap)
 263                 return ppc_md.ioremap(addr, size, flags, caller);
 264         return __ioremap_caller(addr, size, flags, caller);
 265 }
 266
 267 void __iomem * ioremap_wc(phys_addr_t addr, unsigned long size)
 268 {
 269         unsigned long flags = _PAGE_NO_CACHE;
 270         void *caller = __builtin_return_address(0);
 271
 272         if (ppc_md.ioremap)
 273                 return ppc_md.ioremap(addr, size, flags, caller);
 274         return __ioremap_caller(addr, size, flags, caller);
 275 }
 276
 277 void __iomem * ioremap_prot(phys_addr_t addr, unsigned long size,
 278                              unsigned long flags)
 279 {
 280         void *caller = __builtin_return_address(0);
 281
 282         /* writeable implies dirty for kernel addresses */
 283         if (flags & _PAGE_RW)
 284                 flags |= _PAGE_DIRTY;
 285
 286         /* we don't want to let _PAGE_USER and _PAGE_EXEC leak out */
 287         flags &= ~(_PAGE_USER | _PAGE_EXEC);
 288
 289 #ifdef _PAGE_BAP_SR
 290         /* _PAGE_USER contains _PAGE_BAP_SR on BookE using the new PTE format
 291          * which means that we just cleared supervisor access... oops ;-) This
 292          * restores it
 293          */
 294         flags |= _PAGE_BAP_SR;
 295 #endif
 296
 297         if (ppc_md.ioremap)
 298                 return ppc_md.ioremap(addr, size, flags, caller);
 299         return __ioremap_caller(addr, size, flags, caller);
 300 }
 301
 302
 303 /*
 304  * Unmap an IO region and remove it from imalloc'd list.
 305  * Access to IO memory should be serialized by driver.
 306  */
 307 void __iounmap(volatile void __iomem *token)
 308 {
 309         void *addr;
 310
 311         if (!mem_init_done)
 312                 return;
 313
 314         addr = (void *) ((unsigned long __force)
 315                          PCI_FIX_ADDR(token) & PAGE_MASK);
 316         if ((unsigned long)addr < ioremap_bot) {
 317                 printk(KERN_WARNING "Attempt to iounmap early bolted mapping"
 318                        " at 0x%p\n", addr);
 319                 return;
 320         }
 321         vunmap(addr);
 322 }
 323
 324 void iounmap(volatile void __iomem *token)
 325 {
 326         if (ppc_md.iounmap)
 327                 ppc_md.iounmap(token);
 328         else
 329                 __iounmap(token);
 330 }
 331
 332 EXPORT_SYMBOL(ioremap);
 333 EXPORT_SYMBOL(ioremap_wc);
 334 EXPORT_SYMBOL(ioremap_prot);
 335 EXPORT_SYMBOL(__ioremap);
 336 EXPORT_SYMBOL(__ioremap_at);
 337 EXPORT_SYMBOL(iounmap);
 338 EXPORT_SYMBOL(__iounmap);
 339 EXPORT_SYMBOL(__iounmap_at);
 340
 341 /*
 342  * For hugepage we have pfn in the pmd, we use PTE_RPN_SHIFT bits for flags
 343  * For PTE page, we have a PTE_FRAG_SIZE (4K) aligned virtual address.
 344  */
 345 struct page *pmd_page(pmd_t pmd)
 346 {
 347 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
 348         if (pmd_trans_huge(pmd))
 349                 return pfn_to_page(pmd_pfn(pmd));
 350 #endif
 351         return virt_to_page(pmd_page_vaddr(pmd));
 352 }
 353
 354 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
 355 static pte_t *get_from_cache(struct mm_struct *mm)
 356 {
 357         void *pte_frag, *ret;
 358
 359         spin_lock(&mm->page_table_lock);
 360         ret = mm->context.pte_frag;
 361         if (ret) {
 362                 pte_frag = ret + PTE_FRAG_SIZE;
 363                 /*
 364                  * If we have taken up all the fragments mark PTE page NULL
 365                  */
 366                 if (((unsigned long)pte_frag & ~PAGE_MASK) == 0)
 367                         pte_frag = NULL;
 368                 mm->context.pte_frag = pte_frag;
 369         }
 370         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 371         return (pte_t *)ret;
 372 }
 373
 374 static pte_t *__alloc_for_cache(struct mm_struct *mm, int kernel)
 375 {
 376         void *ret = NULL;
 377         struct page *page = alloc_page(GFP_KERNEL | __GFP_NOTRACK |
 378                                        __GFP_REPEAT | __GFP_ZERO);
 379         if (!page)
 380                 return NULL;
 381         if (!kernel && !pgtable_page_ctor(page)) {
 382                 __free_page(page);
 383                 return NULL;
 384         }
 385
 386         ret = page_address(page);
 387         spin_lock(&mm->page_table_lock);
 388         /*
 389          * If we find pgtable_page set, we return
 390          * the allocated page with single fragement
 391          * count.
 392          */
 393         if (likely(!mm->context.pte_frag)) {
 394                 atomic_set(&page->_count, PTE_FRAG_NR);
 395                 mm->context.pte_frag = ret + PTE_FRAG_SIZE;
 396         }
 397         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 398
 399         return (pte_t *)ret;
 400 }
 401
 402 pte_t *page_table_alloc(struct mm_struct *mm, unsigned long vmaddr, int kernel)
 403 {
 404         pte_t *pte;
 405
 406         pte = get_from_cache(mm);
 407         if (pte)
 408                 return pte;
 409
 410         return __alloc_for_cache(mm, kernel);
 411 }
 412
 413 void page_table_free(struct mm_struct *mm, unsigned long *table, int kernel)
 414 {
 415         struct page *page = virt_to_page(table);
 416         if (put_page_testzero(page)) {
 417                 if (!kernel)
 418                         pgtable_page_dtor(page);
 419                 free_hot_cold_page(page, 0);
 420         }
 421 }
 422
 423 #ifdef CONFIG_SMP
 424 static void page_table_free_rcu(void *table)
 425 {
 426         struct page *page = virt_to_page(table);
 427         if (put_page_testzero(page)) {
 428                 pgtable_page_dtor(page);
 429                 free_hot_cold_page(page, 0);
 430         }
 431 }
 432
 433 void pgtable_free_tlb(struct mmu_gather *tlb, void *table, int shift)
 434 {
 435         unsigned long pgf = (unsigned long)table;
 436
 437         BUG_ON(shift > MAX_PGTABLE_INDEX_SIZE);
 438         pgf |= shift;
 439         tlb_remove_table(tlb, (void *)pgf);
 440 }
 441
 442 void __tlb_remove_table(void *_table)
 443 {
 444         void *table = (void *)((unsigned long)_table & ~MAX_PGTABLE_INDEX_SIZE);
 445         unsigned shift = (unsigned long)_table & MAX_PGTABLE_INDEX_SIZE;
 446
 447         if (!shift)
 448                 /* PTE page needs special handling */
 449                 page_table_free_rcu(table);
 450         else {
 451                 BUG_ON(shift > MAX_PGTABLE_INDEX_SIZE);
 452                 kmem_cache_free(PGT_CACHE(shift), table);
 453         }
 454 }
 455 #else
 456 void pgtable_free_tlb(struct mmu_gather *tlb, void *table, int shift)
 457 {
 458         if (!shift) {
 459                 /* PTE page needs special handling */
 460                 struct page *page = virt_to_page(table);
 461                 if (put_page_testzero(page)) {
 462                         pgtable_page_dtor(page);
 463                         free_hot_cold_page(page, 0);
 464                 }
 465         } else {
 466                 BUG_ON(shift > MAX_PGTABLE_INDEX_SIZE);
 467                 kmem_cache_free(PGT_CACHE(shift), table);
 468         }
 469 }
 470 #endif
 471 #endif /* CONFIG_PPC_64K_PAGES */
 472
 473 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
 474
 475 /*
 476  * This is called when relaxing access to a hugepage. It's also called in the page
 477  * fault path when we don't hit any of the major fault cases, ie, a minor
 478  * update of _PAGE_ACCESSED, _PAGE_DIRTY, etc... The generic code will have
 479  * handled those two for us, we additionally deal with missing execute
 480  * permission here on some processors
 481  */
 482 int pmdp_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
 483                           pmd_t *pmdp, pmd_t entry, int dirty)
 484 {
 485         int changed;
 486 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
 487         WARN_ON(!pmd_trans_huge(*pmdp));
 488         assert_spin_locked(&vma->vm_mm->page_table_lock);
 489 #endif
 490         changed = !pmd_same(*(pmdp), entry);
 491         if (changed) {
 492                 __ptep_set_access_flags(pmdp_ptep(pmdp), pmd_pte(entry));
 493                 /*
 494                  * Since we are not supporting SW TLB systems, we don't
 495                  * have any thing similar to flush_tlb_page_nohash()
 496                  */
 497         }
 498         return changed;
 499 }
 500
 501 unsigned long pmd_hugepage_update(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
 502                                   pmd_t *pmdp, unsigned long clr)
 503 {
 504
 505         unsigned long old, tmp;
 506
 507 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
 508         WARN_ON(!pmd_trans_huge(*pmdp));
 509         assert_spin_locked(&mm->page_table_lock);
 510 #endif
 511
 512 #ifdef PTE_ATOMIC_UPDATES
 513         __asm__ __volatile__(
 514         "1:     ldarx   %0,0,%3\n\
 515                 andi.   %1,%0,%6\n\
 516                 bne-    1b \n\
 517                 andc    %1,%0,%4 \n\
 518                 stdcx.  %1,0,%3 \n\
 519                 bne-    1b"
 520         : "=&r" (old), "=&r" (tmp), "=m" (*pmdp)
 521         : "r" (pmdp), "r" (clr), "m" (*pmdp), "i" (_PAGE_BUSY)
 522         : "cc" );
 523 #else
 524         old = pmd_val(*pmdp);
 525         *pmdp = __pmd(old & ~clr);
 526 #endif
 527         if (old & _PAGE_HASHPTE)
 528                 hpte_do_hugepage_flush(mm, addr, pmdp);
 529         return old;
 530 }
 531
 532 pmd_t pmdp_clear_flush(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
 533                        pmd_t *pmdp)
 534 {
 535         pmd_t pmd;
 536
 537         VM_BUG_ON(address & ~HPAGE_PMD_MASK);
 538         if (pmd_trans_huge(*pmdp)) {
 539                 pmd = pmdp_get_and_clear(vma->vm_mm, address, pmdp);
 540         } else {
 541                 /*
 542                  * khugepaged calls this for normal pmd
 543                  */
 544                 pmd = *pmdp;
 545                 pmd_clear(pmdp);
 546                 /*
 547                  * Wait for all pending hash_page to finish. This is needed
 548                  * in case of subpage collapse. When we collapse normal pages
 549                  * to hugepage, we first clear the pmd, then invalidate all
 550                  * the PTE entries. The assumption here is that any low level
 551                  * page fault will see a none pmd and take the slow path that
 552                  * will wait on mmap_sem. But we could very well be in a
 553                  * hash_page with local ptep pointer value. Such a hash page
 554                  * can result in adding new HPTE entries for normal subpages.
 555                  * That means we could be modifying the page content as we
 556                  * copy them to a huge page. So wait for parallel hash_page
 557                  * to finish before invalidating HPTE entries. We can do this
 558                  * by sending an IPI to all the cpus and executing a dummy
 559                  * function there.
 560                  */
 561                 kick_all_cpus_sync();
 562                 /*
 563                  * Now invalidate the hpte entries in the range
 564                  * covered by pmd. This make sure we take a
 565                  * fault and will find the pmd as none, which will
 566                  * result in a major fault which takes mmap_sem and
 567                  * hence wait for collapse to complete. Without this
 568                  * the __collapse_huge_page_copy can result in copying
 569                  * the old content.
 570                  */
 571                 flush_tlb_pmd_range(vma->vm_mm, &pmd, address);
 572         }
 573         return pmd;
 574 }
 575
 576 int pmdp_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
 577                               unsigned long address, pmd_t *pmdp)
 578 {
 579         return __pmdp_test_and_clear_young(vma->vm_mm, address, pmdp);
 580 }
 581
 582 /*
 583  * We currently remove entries from the hashtable regardless of whether
 584  * the entry was young or dirty. The generic routines only flush if the
 585  * entry was young or dirty which is not good enough.
 586  *
 587  * We should be more intelligent about this but for the moment we override
 588  * these functions and force a tlb flush unconditionally
 589  */
 590 int pmdp_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
 591                                   unsigned long address, pmd_t *pmdp)
 592 {
 593         return __pmdp_test_and_clear_young(vma->vm_mm, address, pmdp);
 594 }
 595
 596 /*
 597  * We mark the pmd splitting and invalidate all the hpte
 598  * entries for this hugepage.
 599  */
 600 void pmdp_splitting_flush(struct vm_area_struct *vma,
 601                           unsigned long address, pmd_t *pmdp)
 602 {
 603         unsigned long old, tmp;
 604
 605         VM_BUG_ON(address & ~HPAGE_PMD_MASK);
 606
 607 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
 608         WARN_ON(!pmd_trans_huge(*pmdp));
 609         assert_spin_locked(&vma->vm_mm->page_table_lock);
 610 #endif
 611
 612 #ifdef PTE_ATOMIC_UPDATES
 613
 614         __asm__ __volatile__(
 615         "1:     ldarx   %0,0,%3\n\
 616                 andi.   %1,%0,%6\n\
 617                 bne-    1b \n\
 618                 ori     %1,%0,%4 \n\
 619                 stdcx.  %1,0,%3 \n\
 620                 bne-    1b"
 621         : "=&r" (old), "=&r" (tmp), "=m" (*pmdp)
 622         : "r" (pmdp), "i" (_PAGE_SPLITTING), "m" (*pmdp), "i" (_PAGE_BUSY)
 623         : "cc" );
 624 #else
 625         old = pmd_val(*pmdp);
 626         *pmdp = __pmd(old | _PAGE_SPLITTING);
 627 #endif
 628         /*
 629          * If we didn't had the splitting flag set, go and flush the
 630          * HPTE entries.
 631          */
 632         if (!(old & _PAGE_SPLITTING)) {
 633                 /* We need to flush the hpte */
 634                 if (old & _PAGE_HASHPTE)
 635                         hpte_do_hugepage_flush(vma->vm_mm, address, pmdp);
 636         }
 637 }
 638
 639 /*
 640  * We want to put the pgtable in pmd and use pgtable for tracking
 641  * the base page size hptes
 642  */
 643 void pgtable_trans_huge_deposit(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmdp,
 644                                 pgtable_t pgtable)
 645 {
 646         pgtable_t *pgtable_slot;
 647         assert_spin_locked(&mm->page_table_lock);
 648         /*
 649          * we store the pgtable in the second half of PMD
 650          */
 651         pgtable_slot = (pgtable_t *)pmdp + PTRS_PER_PMD;
 652         *pgtable_slot = pgtable;
 653         /*
 654          * expose the deposited pgtable to other cpus.
 655          * before we set the hugepage PTE at pmd level
 656          * hash fault code looks at the deposted pgtable
 657          * to store hash index values.
 658          */
 659         smp_wmb();
 660 }
 661
 662 pgtable_t pgtable_trans_huge_withdraw(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmdp)
 663 {
 664         pgtable_t pgtable;
 665         pgtable_t *pgtable_slot;
 666
 667         assert_spin_locked(&mm->page_table_lock);
 668         pgtable_slot = (pgtable_t *)pmdp + PTRS_PER_PMD;
 669         pgtable = *pgtable_slot;
 670         /*
 671          * Once we withdraw, mark the entry NULL.
 672          */
 673         *pgtable_slot = NULL;
 674         /*
 675          * We store HPTE information in the deposited PTE fragment.
 676          * zero out the content on withdraw.
 677          */
 678         memset(pgtable, 0, PTE_FRAG_SIZE);
 679         return pgtable;
 680 }
 681
 682 /*
 683  * set a new huge pmd. We should not be called for updating
 684  * an existing pmd entry. That should go via pmd_hugepage_update.
 685  */
 686 void set_pmd_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
 687                 pmd_t *pmdp, pmd_t pmd)
 688 {
 689 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
 690         WARN_ON(!pmd_none(*pmdp));
 691         assert_spin_locked(&mm->page_table_lock);
 692         WARN_ON(!pmd_trans_huge(pmd));
 693 #endif
 694         return set_pte_at(mm, addr, pmdp_ptep(pmdp), pmd_pte(pmd));
 695 }
 696
 697 void pmdp_invalidate(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
 698                      pmd_t *pmdp)
 699 {
 700         pmd_hugepage_update(vma->vm_mm, address, pmdp, _PAGE_PRESENT);
 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)
 709 {
 710         int ssize, i;
 711         unsigned long s_addr;
 712         int max_hpte_count;
 713         unsigned int psize, valid;
 714         unsigned char *hpte_slot_array;
 715         unsigned long hidx, vpn, vsid, hash, shift, slot;
 716
 717         /*
 718          * Flush all the hptes mapping this hugepage
 719          */
 720         s_addr = addr & HPAGE_PMD_MASK;
 721         hpte_slot_array = get_hpte_slot_array(pmdp);
 722         /*
 723          * IF we try to do a HUGE PTE update after a withdraw is done.
 724          * we will find the below NULL. This happens when we do
 725          * split_huge_page_pmd
 726          */
 727         if (!hpte_slot_array)
 728                 return;
 729
 730         /* get the base page size */
 731         psize = get_slice_psize(mm, s_addr);
 732
 733         if (ppc_md.hugepage_invalidate)
 734                 return ppc_md.hugepage_invalidate(mm, hpte_slot_array,
 735                                                   s_addr, psize);
 736         /*
 737          * No bluk hpte removal support, invalidate each entry
 738          */
 739         shift = mmu_psize_defs[psize].shift;
 740         max_hpte_count = HPAGE_PMD_SIZE >> shift;
 741         for (i = 0; i < max_hpte_count; i++) {
 742                 /*
 743                  * 8 bits per each hpte entries
 744                  * 000| [ secondary group (one bit) | hidx (3 bits) | valid bit]
 745                  */
 746                 valid = hpte_valid(hpte_slot_array, i);
 747                 if (!valid)
 748                         continue;
 749                 hidx =  hpte_hash_index(hpte_slot_array, i);
 750
 751                 /* get the vpn */
 752                 addr = s_addr + (i * (1ul << shift));
 753                 if (!is_kernel_addr(addr)) {
 754                         ssize = user_segment_size(addr);
 755                         vsid = get_vsid(mm->context.id, addr, ssize);
 756                         WARN_ON(vsid == 0);
 757                 } else {
 758                         vsid = get_kernel_vsid(addr, mmu_kernel_ssize);
 759                         ssize = mmu_kernel_ssize;
 760                 }
 761
 762                 vpn = hpt_vpn(addr, vsid, ssize);
 763                 hash = hpt_hash(vpn, shift, ssize);
 764                 if (hidx & _PTEIDX_SECONDARY)
 765                         hash = ~hash;
 766
 767                 slot = (hash & htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP;
 768                 slot += hidx & _PTEIDX_GROUP_IX;
 769                 ppc_md.hpte_invalidate(slot, vpn, psize,
 770                                        MMU_PAGE_16M, ssize, 0);
 771         }
 772 }
 773
 774 static pmd_t pmd_set_protbits(pmd_t pmd, pgprot_t pgprot)
 775 {
 776         pmd_val(pmd) |= pgprot_val(pgprot);
 777         return pmd;
 778 }
 779
 780 pmd_t pfn_pmd(unsigned long pfn, pgprot_t pgprot)
 781 {
 782         pmd_t pmd;
 783         /*
 784          * For a valid pte, we would have _PAGE_PRESENT or _PAGE_FILE always
 785          * set. We use this to check THP page at pmd level.
 786          * leaf pte for huge page, bottom two bits != 00
 787          */
 788         pmd_val(pmd) = pfn << PTE_RPN_SHIFT;
 789         pmd_val(pmd) |= _PAGE_THP_HUGE;
 790         pmd = pmd_set_protbits(pmd, pgprot);
 791         return pmd;
 792 }
 793
 794 pmd_t mk_pmd(struct page *page, pgprot_t pgprot)
 795 {
 796         return pfn_pmd(page_to_pfn(page), pgprot);
 797 }
 798
 799 pmd_t pmd_modify(pmd_t pmd, pgprot_t newprot)
 800 {
 801
 802         pmd_val(pmd) &= _HPAGE_CHG_MASK;
 803         pmd = pmd_set_protbits(pmd, newprot);
 804         return pmd;
 805 }
 806
 807 /*
 808  * This is called at the end of handling a user page fault, when the
 809  * fault has been handled by updating a HUGE PMD entry in the linux page tables.
 810  * We use it to preload an HPTE into the hash table corresponding to
 811  * the updated linux HUGE PMD entry.
 812  */
 813 void update_mmu_cache_pmd(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
 814                           pmd_t *pmd)
 815 {
 816         return;
 817 }
 818
 819 pmd_t pmdp_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
 820                          unsigned long addr, pmd_t *pmdp)
 821 {
 822         pmd_t old_pmd;
 823         pgtable_t pgtable;
 824         unsigned long old;
 825         pgtable_t *pgtable_slot;
 826
 827         old = pmd_hugepage_update(mm, addr, pmdp, ~0UL);
 828         old_pmd = __pmd(old);
 829         /*
 830          * We have pmd == none and we are holding page_table_lock.
 831          * So we can safely go and clear the pgtable hash
 832          * index info.
 833          */
 834         pgtable_slot = (pgtable_t *)pmdp + PTRS_PER_PMD;
 835         pgtable = *pgtable_slot;
 836         /*
 837          * Let's zero out old valid and hash index details
 838          * hash fault look at them.
 839          */
 840         memset(pgtable, 0, PTE_FRAG_SIZE);
 841         return old_pmd;
 842 }
 843
 844 int has_transparent_hugepage(void)
 845 {
 846         if (!mmu_has_feature(MMU_FTR_16M_PAGE))
 847                 return 0;
 848         /*
 849          * We support THP only if PMD_SIZE is 16MB.
 850          */
 851         if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_16M].shift != PMD_SHIFT)
 852                 return 0;
 853         /*
 854          * We need to make sure that we support 16MB hugepage in a segement
 855          * with base page size 64K or 4K. We only enable THP with a PAGE_SIZE
 856          * of 64K.
 857          */
 858         /*
 859          * If we have 64K HPTE, we will be using that by default
 860          */
 861         if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_64K].shift &&
 862             (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_64K].penc[MMU_PAGE_16M] == -1))
 863                 return 0;
 864         /*
 865          * Ok we only have 4K HPTE
 866          */
 867         if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_4K].penc[MMU_PAGE_16M] == -1)
 868                 return 0;
 869
 870         return 1;
 871 }
 872 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */