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
 382         ret = page_address(page);
 383         spin_lock(&mm->page_table_lock);
 384         /*
 385          * If we find pgtable_page set, we return
 386          * the allocated page with single fragement
 387          * count.
 388          */
 389         if (likely(!mm->context.pte_frag)) {
 390                 atomic_set(&page->_count, PTE_FRAG_NR);
 391                 mm->context.pte_frag = ret + PTE_FRAG_SIZE;
 392         }
 393         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 394
 395         if (!kernel)
 396                 pgtable_page_ctor(page);
 397
 398         return (pte_t *)ret;
 399 }
 400
 401 pte_t *page_table_alloc(struct mm_struct *mm, unsigned long vmaddr, int kernel)
 402 {
 403         pte_t *pte;
 404
 405         pte = get_from_cache(mm);
 406         if (pte)
 407                 return pte;
 408
 409         return __alloc_for_cache(mm, kernel);
 410 }
 411
 412 void page_table_free(struct mm_struct *mm, unsigned long *table, int kernel)
 413 {
 414         struct page *page = virt_to_page(table);
 415         if (put_page_testzero(page)) {
 416                 if (!kernel)
 417                         pgtable_page_dtor(page);
 418                 free_hot_cold_page(page, 0);
 419         }
 420 }
 421
 422 #ifdef CONFIG_SMP
 423 static void page_table_free_rcu(void *table)
 424 {
 425         struct page *page = virt_to_page(table);
 426         if (put_page_testzero(page)) {
 427                 pgtable_page_dtor(page);
 428                 free_hot_cold_page(page, 0);
 429         }
 430 }
 431
 432 void pgtable_free_tlb(struct mmu_gather *tlb, void *table, int shift)
 433 {
 434         unsigned long pgf = (unsigned long)table;
 435
 436         BUG_ON(shift > MAX_PGTABLE_INDEX_SIZE);
 437         pgf |= shift;
 438         tlb_remove_table(tlb, (void *)pgf);
 439 }
 440
 441 void __tlb_remove_table(void *_table)
 442 {
 443         void *table = (void *)((unsigned long)_table & ~MAX_PGTABLE_INDEX_SIZE);
 444         unsigned shift = (unsigned long)_table & MAX_PGTABLE_INDEX_SIZE;
 445
 446         if (!shift)
 447                 /* PTE page needs special handling */
 448                 page_table_free_rcu(table);
 449         else {
 450                 BUG_ON(shift > MAX_PGTABLE_INDEX_SIZE);
 451                 kmem_cache_free(PGT_CACHE(shift), table);
 452         }
 453 }
 454 #else
 455 void pgtable_free_tlb(struct mmu_gather *tlb, void *table, int shift)
 456 {
 457         if (!shift) {
 458                 /* PTE page needs special handling */
 459                 struct page *page = virt_to_page(table);
 460                 if (put_page_testzero(page)) {
 461                         pgtable_page_dtor(page);
 462                         free_hot_cold_page(page, 0);
 463                 }
 464         } else {
 465                 BUG_ON(shift > MAX_PGTABLE_INDEX_SIZE);
 466                 kmem_cache_free(PGT_CACHE(shift), table);
 467         }
 468 }
 469 #endif
 470 #endif /* CONFIG_PPC_64K_PAGES */
 471
 472 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
 473
 474 /*
 475  * This is called when relaxing access to a hugepage. It's also called in the page
 476  * fault path when we don't hit any of the major fault cases, ie, a minor
 477  * update of _PAGE_ACCESSED, _PAGE_DIRTY, etc... The generic code will have
 478  * handled those two for us, we additionally deal with missing execute
 479  * permission here on some processors
 480  */
 481 int pmdp_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
 482                           pmd_t *pmdp, pmd_t entry, int dirty)
 483 {
 484         int changed;
 485 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
 486         WARN_ON(!pmd_trans_huge(*pmdp));
 487         assert_spin_locked(&vma->vm_mm->page_table_lock);
 488 #endif
 489         changed = !pmd_same(*(pmdp), entry);
 490         if (changed) {
 491                 __ptep_set_access_flags(pmdp_ptep(pmdp), pmd_pte(entry));
 492                 /*
 493                  * Since we are not supporting SW TLB systems, we don't
 494                  * have any thing similar to flush_tlb_page_nohash()
 495                  */
 496         }
 497         return changed;
 498 }
 499
 500 unsigned long pmd_hugepage_update(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
 501                                   pmd_t *pmdp, unsigned long clr)
 502 {
 503
 504         unsigned long old, tmp;
 505
 506 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
 507         WARN_ON(!pmd_trans_huge(*pmdp));
 508         assert_spin_locked(&mm->page_table_lock);
 509 #endif
 510
 511 #ifdef PTE_ATOMIC_UPDATES
 512         __asm__ __volatile__(
 513         "1:     ldarx   %0,0,%3\n\
 514                 andi.   %1,%0,%6\n\
 515                 bne-    1b \n\
 516                 andc    %1,%0,%4 \n\
 517                 stdcx.  %1,0,%3 \n\
 518                 bne-    1b"
 519         : "=&r" (old), "=&r" (tmp), "=m" (*pmdp)
 520         : "r" (pmdp), "r" (clr), "m" (*pmdp), "i" (_PAGE_BUSY)
 521         : "cc" );
 522 #else
 523         old = pmd_val(*pmdp);
 524         *pmdp = __pmd(old & ~clr);
 525 #endif
 526         if (old & _PAGE_HASHPTE)
 527                 hpte_do_hugepage_flush(mm, addr, pmdp);
 528         return old;
 529 }
 530
 531 pmd_t pmdp_clear_flush(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
 532                        pmd_t *pmdp)
 533 {
 534         pmd_t pmd;
 535
 536         VM_BUG_ON(address & ~HPAGE_PMD_MASK);
 537         if (pmd_trans_huge(*pmdp)) {
 538                 pmd = pmdp_get_and_clear(vma->vm_mm, address, pmdp);
 539         } else {
 540                 /*
 541                  * khugepaged calls this for normal pmd
 542                  */
 543                 pmd = *pmdp;
 544                 pmd_clear(pmdp);
 545                 /*
 546                  * Wait for all pending hash_page to finish. This is needed
 547                  * in case of subpage collapse. When we collapse normal pages
 548                  * to hugepage, we first clear the pmd, then invalidate all
 549                  * the PTE entries. The assumption here is that any low level
 550                  * page fault will see a none pmd and take the slow path that
 551                  * will wait on mmap_sem. But we could very well be in a
 552                  * hash_page with local ptep pointer value. Such a hash page
 553                  * can result in adding new HPTE entries for normal subpages.
 554                  * That means we could be modifying the page content as we
 555                  * copy them to a huge page. So wait for parallel hash_page
 556                  * to finish before invalidating HPTE entries. We can do this
 557                  * by sending an IPI to all the cpus and executing a dummy
 558                  * function there.
 559                  */
 560                 kick_all_cpus_sync();
 561                 /*
 562                  * Now invalidate the hpte entries in the range
 563                  * covered by pmd. This make sure we take a
 564                  * fault and will find the pmd as none, which will
 565                  * result in a major fault which takes mmap_sem and
 566                  * hence wait for collapse to complete. Without this
 567                  * the __collapse_huge_page_copy can result in copying
 568                  * the old content.
 569                  */
 570                 flush_tlb_pmd_range(vma->vm_mm, &pmd, address);
 571         }
 572         return pmd;
 573 }
 574
 575 int pmdp_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
 576                               unsigned long address, pmd_t *pmdp)
 577 {
 578         return __pmdp_test_and_clear_young(vma->vm_mm, address, pmdp);
 579 }
 580
 581 /*
 582  * We currently remove entries from the hashtable regardless of whether
 583  * the entry was young or dirty. The generic routines only flush if the
 584  * entry was young or dirty which is not good enough.
 585  *
 586  * We should be more intelligent about this but for the moment we override
 587  * these functions and force a tlb flush unconditionally
 588  */
 589 int pmdp_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
 590                                   unsigned long address, pmd_t *pmdp)
 591 {
 592         return __pmdp_test_and_clear_young(vma->vm_mm, address, pmdp);
 593 }
 594
 595 /*
 596  * We mark the pmd splitting and invalidate all the hpte
 597  * entries for this hugepage.
 598  */
 599 void pmdp_splitting_flush(struct vm_area_struct *vma,
 600                           unsigned long address, pmd_t *pmdp)
 601 {
 602         unsigned long old, tmp;
 603
 604         VM_BUG_ON(address & ~HPAGE_PMD_MASK);
 605
 606 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
 607         WARN_ON(!pmd_trans_huge(*pmdp));
 608         assert_spin_locked(&vma->vm_mm->page_table_lock);
 609 #endif
 610
 611 #ifdef PTE_ATOMIC_UPDATES
 612
 613         __asm__ __volatile__(
 614         "1:     ldarx   %0,0,%3\n\
 615                 andi.   %1,%0,%6\n\
 616                 bne-    1b \n\
 617                 ori     %1,%0,%4 \n\
 618                 stdcx.  %1,0,%3 \n\
 619                 bne-    1b"
 620         : "=&r" (old), "=&r" (tmp), "=m" (*pmdp)
 621         : "r" (pmdp), "i" (_PAGE_SPLITTING), "m" (*pmdp), "i" (_PAGE_BUSY)
 622         : "cc" );
 623 #else
 624         old = pmd_val(*pmdp);
 625         *pmdp = __pmd(old | _PAGE_SPLITTING);
 626 #endif
 627         /*
 628          * If we didn't had the splitting flag set, go and flush the
 629          * HPTE entries.
 630          */
 631         if (!(old & _PAGE_SPLITTING)) {
 632                 /* We need to flush the hpte */
 633                 if (old & _PAGE_HASHPTE)
 634                         hpte_do_hugepage_flush(vma->vm_mm, address, pmdp);
 635         }
 636 }
 637
 638 /*
 639  * We want to put the pgtable in pmd and use pgtable for tracking
 640  * the base page size hptes
 641  */
 642 void pgtable_trans_huge_deposit(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmdp,
 643                                 pgtable_t pgtable)
 644 {
 645         pgtable_t *pgtable_slot;
 646         assert_spin_locked(&mm->page_table_lock);
 647         /*
 648          * we store the pgtable in the second half of PMD
 649          */
 650         pgtable_slot = (pgtable_t *)pmdp + PTRS_PER_PMD;
 651         *pgtable_slot = pgtable;
 652         /*
 653          * expose the deposited pgtable to other cpus.
 654          * before we set the hugepage PTE at pmd level
 655          * hash fault code looks at the deposted pgtable
 656          * to store hash index values.
 657          */
 658         smp_wmb();
 659 }
 660
 661 pgtable_t pgtable_trans_huge_withdraw(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmdp)
 662 {
 663         pgtable_t pgtable;
 664         pgtable_t *pgtable_slot;
 665
 666         assert_spin_locked(&mm->page_table_lock);
 667         pgtable_slot = (pgtable_t *)pmdp + PTRS_PER_PMD;
 668         pgtable = *pgtable_slot;
 669         /*
 670          * Once we withdraw, mark the entry NULL.
 671          */
 672         *pgtable_slot = NULL;
 673         /*
 674          * We store HPTE information in the deposited PTE fragment.
 675          * zero out the content on withdraw.
 676          */
 677         memset(pgtable, 0, PTE_FRAG_SIZE);
 678         return pgtable;
 679 }
 680
 681 /*
 682  * set a new huge pmd. We should not be called for updating
 683  * an existing pmd entry. That should go via pmd_hugepage_update.
 684  */
 685 void set_pmd_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
 686                 pmd_t *pmdp, pmd_t pmd)
 687 {
 688 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
 689         WARN_ON(!pmd_none(*pmdp));
 690         assert_spin_locked(&mm->page_table_lock);
 691         WARN_ON(!pmd_trans_huge(pmd));
 692 #endif
 693         return set_pte_at(mm, addr, pmdp_ptep(pmdp), pmd_pte(pmd));
 694 }
 695
 696 void pmdp_invalidate(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
 697                      pmd_t *pmdp)
 698 {
 699         pmd_hugepage_update(vma->vm_mm, address, pmdp, _PAGE_PRESENT);
 700 }
 701
 702 /*
 703  * A linux hugepage PMD was changed and the corresponding hash table entries
 704  * neesd to be flushed.
 705  */
 706 void hpte_do_hugepage_flush(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
 707                             pmd_t *pmdp)
 708 {
 709         int ssize, i;
 710         unsigned long s_addr;
 711         int max_hpte_count;
 712         unsigned int psize, valid;
 713         unsigned char *hpte_slot_array;
 714         unsigned long hidx, vpn, vsid, hash, shift, slot;
 715
 716         /*
 717          * Flush all the hptes mapping this hugepage
 718          */
 719         s_addr = addr & HPAGE_PMD_MASK;
 720         hpte_slot_array = get_hpte_slot_array(pmdp);
 721         /*
 722          * IF we try to do a HUGE PTE update after a withdraw is done.
 723          * we will find the below NULL. This happens when we do
 724          * split_huge_page_pmd
 725          */
 726         if (!hpte_slot_array)
 727                 return;
 728
 729         /* get the base page size */
 730         psize = get_slice_psize(mm, s_addr);
 731
 732         if (ppc_md.hugepage_invalidate)
 733                 return ppc_md.hugepage_invalidate(mm, hpte_slot_array,
 734                                                   s_addr, psize);
 735         /*
 736          * No bluk hpte removal support, invalidate each entry
 737          */
 738         shift = mmu_psize_defs[psize].shift;
 739         max_hpte_count = HPAGE_PMD_SIZE >> shift;
 740         for (i = 0; i < max_hpte_count; i++) {
 741                 /*
 742                  * 8 bits per each hpte entries
 743                  * 000| [ secondary group (one bit) | hidx (3 bits) | valid bit]
 744                  */
 745                 valid = hpte_valid(hpte_slot_array, i);
 746                 if (!valid)
 747                         continue;
 748                 hidx =  hpte_hash_index(hpte_slot_array, i);
 749
 750                 /* get the vpn */
 751                 addr = s_addr + (i * (1ul << shift));
 752                 if (!is_kernel_addr(addr)) {
 753                         ssize = user_segment_size(addr);
 754                         vsid = get_vsid(mm->context.id, addr, ssize);
 755                         WARN_ON(vsid == 0);
 756                 } else {
 757                         vsid = get_kernel_vsid(addr, mmu_kernel_ssize);
 758                         ssize = mmu_kernel_ssize;
 759                 }
 760
 761                 vpn = hpt_vpn(addr, vsid, ssize);
 762                 hash = hpt_hash(vpn, shift, ssize);
 763                 if (hidx & _PTEIDX_SECONDARY)
 764                         hash = ~hash;
 765
 766                 slot = (hash & htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP;
 767                 slot += hidx & _PTEIDX_GROUP_IX;
 768                 ppc_md.hpte_invalidate(slot, vpn, psize,
 769                                        MMU_PAGE_16M, ssize, 0);
 770         }
 771 }
 772
 773 static pmd_t pmd_set_protbits(pmd_t pmd, pgprot_t pgprot)
 774 {
 775         pmd_val(pmd) |= pgprot_val(pgprot);
 776         return pmd;
 777 }
 778
 779 pmd_t pfn_pmd(unsigned long pfn, pgprot_t pgprot)
 780 {
 781         pmd_t pmd;
 782         /*
 783          * For a valid pte, we would have _PAGE_PRESENT or _PAGE_FILE always
 784          * set. We use this to check THP page at pmd level.
 785          * leaf pte for huge page, bottom two bits != 00
 786          */
 787         pmd_val(pmd) = pfn << PTE_RPN_SHIFT;
 788         pmd_val(pmd) |= _PAGE_THP_HUGE;
 789         pmd = pmd_set_protbits(pmd, pgprot);
 790         return pmd;
 791 }
 792
 793 pmd_t mk_pmd(struct page *page, pgprot_t pgprot)
 794 {
 795         return pfn_pmd(page_to_pfn(page), pgprot);
 796 }
 797
 798 pmd_t pmd_modify(pmd_t pmd, pgprot_t newprot)
 799 {
 800
 801         pmd_val(pmd) &= _HPAGE_CHG_MASK;
 802         pmd = pmd_set_protbits(pmd, newprot);
 803         return pmd;
 804 }
 805
 806 /*
 807  * This is called at the end of handling a user page fault, when the
 808  * fault has been handled by updating a HUGE PMD entry in the linux page tables.
 809  * We use it to preload an HPTE into the hash table corresponding to
 810  * the updated linux HUGE PMD entry.
 811  */
 812 void update_mmu_cache_pmd(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
 813                           pmd_t *pmd)
 814 {
 815         return;
 816 }
 817
 818 pmd_t pmdp_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
 819                          unsigned long addr, pmd_t *pmdp)
 820 {
 821         pmd_t old_pmd;
 822         pgtable_t pgtable;
 823         unsigned long old;
 824         pgtable_t *pgtable_slot;
 825
 826         old = pmd_hugepage_update(mm, addr, pmdp, ~0UL);
 827         old_pmd = __pmd(old);
 828         /*
 829          * We have pmd == none and we are holding page_table_lock.
 830          * So we can safely go and clear the pgtable hash
 831          * index info.
 832          */
 833         pgtable_slot = (pgtable_t *)pmdp + PTRS_PER_PMD;
 834         pgtable = *pgtable_slot;
 835         /*
 836          * Let's zero out old valid and hash index details
 837          * hash fault look at them.
 838          */
 839         memset(pgtable, 0, PTE_FRAG_SIZE);
 840         return old_pmd;
 841 }
 842
 843 int has_transparent_hugepage(void)
 844 {
 845         if (!mmu_has_feature(MMU_FTR_16M_PAGE))
 846                 return 0;
 847         /*
 848          * We support THP only if PMD_SIZE is 16MB.
 849          */
 850         if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_16M].shift != PMD_SHIFT)
 851                 return 0;
 852         /*
 853          * We need to make sure that we support 16MB hugepage in a segement
 854          * with base page size 64K or 4K. We only enable THP with a PAGE_SIZE
 855          * of 64K.
 856          */
 857         /*
 858          * If we have 64K HPTE, we will be using that by default
 859          */
 860         if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_64K].shift &&
 861             (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_64K].penc[MMU_PAGE_16M] == -1))
 862                 return 0;
 863         /*
 864          * Ok we only have 4K HPTE
 865          */
 866         if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_4K].penc[MMU_PAGE_16M] == -1)
 867                 return 0;
 868
 869         return 1;
 870 }
 871 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */