4cebc31e53de9bffa1866d1ce9cb38bb344fffeb
[cascardo/linux.git] / arch / powerpc / mm / hash_utils_64.c
1 /*
2  * PowerPC64 port by Mike Corrigan and Dave Engebretsen
3  *   {mikejc|engebret}@us.ibm.com
4  *
5  *    Copyright (c) 2000 Mike Corrigan <mikejc@us.ibm.com>
6  *
7  * SMP scalability work:
8  *    Copyright (C) 2001 Anton Blanchard <anton@au.ibm.com>, IBM
9  * 
10  *    Module name: htab.c
11  *
12  *    Description:
13  *      PowerPC Hashed Page Table functions
14  *
15  * This program is free software; you can redistribute it and/or
16  * modify it under the terms of the GNU General Public License
17  * as published by the Free Software Foundation; either version
18  * 2 of the License, or (at your option) any later version.
19  */
20
21 #undef DEBUG
22 #undef DEBUG_LOW
23
24 #include <linux/spinlock.h>
25 #include <linux/errno.h>
26 #include <linux/sched.h>
27 #include <linux/proc_fs.h>
28 #include <linux/stat.h>
29 #include <linux/sysctl.h>
30 #include <linux/export.h>
31 #include <linux/ctype.h>
32 #include <linux/cache.h>
33 #include <linux/init.h>
34 #include <linux/signal.h>
35 #include <linux/memblock.h>
36 #include <linux/context_tracking.h>
37 #include <linux/libfdt.h>
38
39 #include <asm/processor.h>
40 #include <asm/pgtable.h>
41 #include <asm/mmu.h>
42 #include <asm/mmu_context.h>
43 #include <asm/page.h>
44 #include <asm/types.h>
45 #include <asm/uaccess.h>
46 #include <asm/machdep.h>
47 #include <asm/prom.h>
48 #include <asm/tlbflush.h>
49 #include <asm/io.h>
50 #include <asm/eeh.h>
51 #include <asm/tlb.h>
52 #include <asm/cacheflush.h>
53 #include <asm/cputable.h>
54 #include <asm/sections.h>
55 #include <asm/copro.h>
56 #include <asm/udbg.h>
57 #include <asm/code-patching.h>
58 #include <asm/fadump.h>
59 #include <asm/firmware.h>
60 #include <asm/tm.h>
61 #include <asm/trace.h>
62 #include <asm/ps3.h>
63
64 #ifdef DEBUG
65 #define DBG(fmt...) udbg_printf(fmt)
66 #else
67 #define DBG(fmt...)
68 #endif
69
70 #ifdef DEBUG_LOW
71 #define DBG_LOW(fmt...) udbg_printf(fmt)
72 #else
73 #define DBG_LOW(fmt...)
74 #endif
75
76 #define KB (1024)
77 #define MB (1024*KB)
78 #define GB (1024L*MB)
79
80 /*
81  * Note:  pte   --> Linux PTE
82  *        HPTE  --> PowerPC Hashed Page Table Entry
83  *
84  * Execution context:
85  *   htab_initialize is called with the MMU off (of course), but
86  *   the kernel has been copied down to zero so it can directly
87  *   reference global data.  At this point it is very difficult
88  *   to print debug info.
89  *
90  */
91
92 static unsigned long _SDR1;
93 struct mmu_psize_def mmu_psize_defs[MMU_PAGE_COUNT];
94 EXPORT_SYMBOL_GPL(mmu_psize_defs);
95
96 struct hash_pte *htab_address;
97 unsigned long htab_size_bytes;
98 unsigned long htab_hash_mask;
99 EXPORT_SYMBOL_GPL(htab_hash_mask);
100 int mmu_linear_psize = MMU_PAGE_4K;
101 EXPORT_SYMBOL_GPL(mmu_linear_psize);
102 int mmu_virtual_psize = MMU_PAGE_4K;
103 int mmu_vmalloc_psize = MMU_PAGE_4K;
104 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
105 int mmu_vmemmap_psize = MMU_PAGE_4K;
106 #endif
107 int mmu_io_psize = MMU_PAGE_4K;
108 int mmu_kernel_ssize = MMU_SEGSIZE_256M;
109 EXPORT_SYMBOL_GPL(mmu_kernel_ssize);
110 int mmu_highuser_ssize = MMU_SEGSIZE_256M;
111 u16 mmu_slb_size = 64;
112 EXPORT_SYMBOL_GPL(mmu_slb_size);
113 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
114 int mmu_ci_restrictions;
115 #endif
116 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
117 static u8 *linear_map_hash_slots;
118 static unsigned long linear_map_hash_count;
119 static DEFINE_SPINLOCK(linear_map_hash_lock);
120 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
121 struct mmu_hash_ops mmu_hash_ops;
122 EXPORT_SYMBOL(mmu_hash_ops);
123
124 /* There are definitions of page sizes arrays to be used when none
125  * is provided by the firmware.
126  */
127
128 /* Pre-POWER4 CPUs (4k pages only)
129  */
130 static struct mmu_psize_def mmu_psize_defaults_old[] = {
131         [MMU_PAGE_4K] = {
132                 .shift  = 12,
133                 .sllp   = 0,
134                 .penc   = {[MMU_PAGE_4K] = 0, [1 ... MMU_PAGE_COUNT - 1] = -1},
135                 .avpnm  = 0,
136                 .tlbiel = 0,
137         },
138 };
139
140 /* POWER4, GPUL, POWER5
141  *
142  * Support for 16Mb large pages
143  */
144 static struct mmu_psize_def mmu_psize_defaults_gp[] = {
145         [MMU_PAGE_4K] = {
146                 .shift  = 12,
147                 .sllp   = 0,
148                 .penc   = {[MMU_PAGE_4K] = 0, [1 ... MMU_PAGE_COUNT - 1] = -1},
149                 .avpnm  = 0,
150                 .tlbiel = 1,
151         },
152         [MMU_PAGE_16M] = {
153                 .shift  = 24,
154                 .sllp   = SLB_VSID_L,
155                 .penc   = {[0 ... MMU_PAGE_16M - 1] = -1, [MMU_PAGE_16M] = 0,
156                             [MMU_PAGE_16M + 1 ... MMU_PAGE_COUNT - 1] = -1 },
157                 .avpnm  = 0x1UL,
158                 .tlbiel = 0,
159         },
160 };
161
162 /*
163  * 'R' and 'C' update notes:
164  *  - Under pHyp or KVM, the updatepp path will not set C, thus it *will*
165  *     create writeable HPTEs without C set, because the hcall H_PROTECT
166  *     that we use in that case will not update C
167  *  - The above is however not a problem, because we also don't do that
168  *     fancy "no flush" variant of eviction and we use H_REMOVE which will
169  *     do the right thing and thus we don't have the race I described earlier
170  *
171  *    - Under bare metal,  we do have the race, so we need R and C set
172  *    - We make sure R is always set and never lost
173  *    - C is _PAGE_DIRTY, and *should* always be set for a writeable mapping
174  */
175 unsigned long htab_convert_pte_flags(unsigned long pteflags)
176 {
177         unsigned long rflags = 0;
178
179         /* _PAGE_EXEC -> NOEXEC */
180         if ((pteflags & _PAGE_EXEC) == 0)
181                 rflags |= HPTE_R_N;
182         /*
183          * PPP bits:
184          * Linux uses slb key 0 for kernel and 1 for user.
185          * kernel RW areas are mapped with PPP=0b000
186          * User area is mapped with PPP=0b010 for read/write
187          * or PPP=0b011 for read-only (including writeable but clean pages).
188          */
189         if (pteflags & _PAGE_PRIVILEGED) {
190                 /*
191                  * Kernel read only mapped with ppp bits 0b110
192                  */
193                 if (!(pteflags & _PAGE_WRITE))
194                         rflags |= (HPTE_R_PP0 | 0x2);
195         } else {
196                 if (pteflags & _PAGE_RWX)
197                         rflags |= 0x2;
198                 if (!((pteflags & _PAGE_WRITE) && (pteflags & _PAGE_DIRTY)))
199                         rflags |= 0x1;
200         }
201         /*
202          * We can't allow hardware to update hpte bits. Hence always
203          * set 'R' bit and set 'C' if it is a write fault
204          */
205         rflags |=  HPTE_R_R;
206
207         if (pteflags & _PAGE_DIRTY)
208                 rflags |= HPTE_R_C;
209         /*
210          * Add in WIG bits
211          */
212
213         if ((pteflags & _PAGE_CACHE_CTL) == _PAGE_TOLERANT)
214                 rflags |= HPTE_R_I;
215         else if ((pteflags & _PAGE_CACHE_CTL) == _PAGE_NON_IDEMPOTENT)
216                 rflags |= (HPTE_R_I | HPTE_R_G);
217         else if ((pteflags & _PAGE_CACHE_CTL) == _PAGE_SAO)
218                 rflags |= (HPTE_R_W | HPTE_R_I | HPTE_R_M);
219         else
220                 /*
221                  * Add memory coherence if cache inhibited is not set
222                  */
223                 rflags |= HPTE_R_M;
224
225         return rflags;
226 }
227
228 int htab_bolt_mapping(unsigned long vstart, unsigned long vend,
229                       unsigned long pstart, unsigned long prot,
230                       int psize, int ssize)
231 {
232         unsigned long vaddr, paddr;
233         unsigned int step, shift;
234         int ret = 0;
235
236         shift = mmu_psize_defs[psize].shift;
237         step = 1 << shift;
238
239         prot = htab_convert_pte_flags(prot);
240
241         DBG("htab_bolt_mapping(%lx..%lx -> %lx (%lx,%d,%d)\n",
242             vstart, vend, pstart, prot, psize, ssize);
243
244         for (vaddr = vstart, paddr = pstart; vaddr < vend;
245              vaddr += step, paddr += step) {
246                 unsigned long hash, hpteg;
247                 unsigned long vsid = get_kernel_vsid(vaddr, ssize);
248                 unsigned long vpn  = hpt_vpn(vaddr, vsid, ssize);
249                 unsigned long tprot = prot;
250
251                 /*
252                  * If we hit a bad address return error.
253                  */
254                 if (!vsid)
255                         return -1;
256                 /* Make kernel text executable */
257                 if (overlaps_kernel_text(vaddr, vaddr + step))
258                         tprot &= ~HPTE_R_N;
259
260                 /* Make kvm guest trampolines executable */
261                 if (overlaps_kvm_tmp(vaddr, vaddr + step))
262                         tprot &= ~HPTE_R_N;
263
264                 /*
265                  * If relocatable, check if it overlaps interrupt vectors that
266                  * are copied down to real 0. For relocatable kernel
267                  * (e.g. kdump case) we copy interrupt vectors down to real
268                  * address 0. Mark that region as executable. This is
269                  * because on p8 system with relocation on exception feature
270                  * enabled, exceptions are raised with MMU (IR=DR=1) ON. Hence
271                  * in order to execute the interrupt handlers in virtual
272                  * mode the vector region need to be marked as executable.
273                  */
274                 if ((PHYSICAL_START > MEMORY_START) &&
275                         overlaps_interrupt_vector_text(vaddr, vaddr + step))
276                                 tprot &= ~HPTE_R_N;
277
278                 hash = hpt_hash(vpn, shift, ssize);
279                 hpteg = ((hash & htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP);
280
281                 BUG_ON(!mmu_hash_ops.hpte_insert);
282                 ret = mmu_hash_ops.hpte_insert(hpteg, vpn, paddr, tprot,
283                                                HPTE_V_BOLTED, psize, psize,
284                                                ssize);
285
286                 if (ret < 0)
287                         break;
288
289 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
290                 if (debug_pagealloc_enabled() &&
291                         (paddr >> PAGE_SHIFT) < linear_map_hash_count)
292                         linear_map_hash_slots[paddr >> PAGE_SHIFT] = ret | 0x80;
293 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
294         }
295         return ret < 0 ? ret : 0;
296 }
297
298 int htab_remove_mapping(unsigned long vstart, unsigned long vend,
299                       int psize, int ssize)
300 {
301         unsigned long vaddr;
302         unsigned int step, shift;
303         int rc;
304         int ret = 0;
305
306         shift = mmu_psize_defs[psize].shift;
307         step = 1 << shift;
308
309         if (!mmu_hash_ops.hpte_removebolted)
310                 return -ENODEV;
311
312         for (vaddr = vstart; vaddr < vend; vaddr += step) {
313                 rc = mmu_hash_ops.hpte_removebolted(vaddr, psize, ssize);
314                 if (rc == -ENOENT) {
315                         ret = -ENOENT;
316                         continue;
317                 }
318                 if (rc < 0)
319                         return rc;
320         }
321
322         return ret;
323 }
324
325 static bool disable_1tb_segments = false;
326
327 static int __init parse_disable_1tb_segments(char *p)
328 {
329         disable_1tb_segments = true;
330         return 0;
331 }
332 early_param("disable_1tb_segments", parse_disable_1tb_segments);
333
334 static int __init htab_dt_scan_seg_sizes(unsigned long node,
335                                          const char *uname, int depth,
336                                          void *data)
337 {
338         const char *type = of_get_flat_dt_prop(node, "device_type", NULL);
339         const __be32 *prop;
340         int size = 0;
341
342         /* We are scanning "cpu" nodes only */
343         if (type == NULL || strcmp(type, "cpu") != 0)
344                 return 0;
345
346         prop = of_get_flat_dt_prop(node, "ibm,processor-segment-sizes", &size);
347         if (prop == NULL)
348                 return 0;
349         for (; size >= 4; size -= 4, ++prop) {
350                 if (be32_to_cpu(prop[0]) == 40) {
351                         DBG("1T segment support detected\n");
352
353                         if (disable_1tb_segments) {
354                                 DBG("1T segments disabled by command line\n");
355                                 break;
356                         }
357
358                         cur_cpu_spec->mmu_features |= MMU_FTR_1T_SEGMENT;
359                         return 1;
360                 }
361         }
362         cur_cpu_spec->mmu_features &= ~MMU_FTR_NO_SLBIE_B;
363         return 0;
364 }
365
366 static int __init get_idx_from_shift(unsigned int shift)
367 {
368         int idx = -1;
369
370         switch (shift) {
371         case 0xc:
372                 idx = MMU_PAGE_4K;
373                 break;
374         case 0x10:
375                 idx = MMU_PAGE_64K;
376                 break;
377         case 0x14:
378                 idx = MMU_PAGE_1M;
379                 break;
380         case 0x18:
381                 idx = MMU_PAGE_16M;
382                 break;
383         case 0x22:
384                 idx = MMU_PAGE_16G;
385                 break;
386         }
387         return idx;
388 }
389
390 static int __init htab_dt_scan_page_sizes(unsigned long node,
391                                           const char *uname, int depth,
392                                           void *data)
393 {
394         const char *type = of_get_flat_dt_prop(node, "device_type", NULL);
395         const __be32 *prop;
396         int size = 0;
397
398         /* We are scanning "cpu" nodes only */
399         if (type == NULL || strcmp(type, "cpu") != 0)
400                 return 0;
401
402         prop = of_get_flat_dt_prop(node, "ibm,segment-page-sizes", &size);
403         if (!prop)
404                 return 0;
405
406         pr_info("Page sizes from device-tree:\n");
407         size /= 4;
408         cur_cpu_spec->mmu_features &= ~(MMU_FTR_16M_PAGE);
409         while(size > 0) {
410                 unsigned int base_shift = be32_to_cpu(prop[0]);
411                 unsigned int slbenc = be32_to_cpu(prop[1]);
412                 unsigned int lpnum = be32_to_cpu(prop[2]);
413                 struct mmu_psize_def *def;
414                 int idx, base_idx;
415
416                 size -= 3; prop += 3;
417                 base_idx = get_idx_from_shift(base_shift);
418                 if (base_idx < 0) {
419                         /* skip the pte encoding also */
420                         prop += lpnum * 2; size -= lpnum * 2;
421                         continue;
422                 }
423                 def = &mmu_psize_defs[base_idx];
424                 if (base_idx == MMU_PAGE_16M)
425                         cur_cpu_spec->mmu_features |= MMU_FTR_16M_PAGE;
426
427                 def->shift = base_shift;
428                 if (base_shift <= 23)
429                         def->avpnm = 0;
430                 else
431                         def->avpnm = (1 << (base_shift - 23)) - 1;
432                 def->sllp = slbenc;
433                 /*
434                  * We don't know for sure what's up with tlbiel, so
435                  * for now we only set it for 4K and 64K pages
436                  */
437                 if (base_idx == MMU_PAGE_4K || base_idx == MMU_PAGE_64K)
438                         def->tlbiel = 1;
439                 else
440                         def->tlbiel = 0;
441
442                 while (size > 0 && lpnum) {
443                         unsigned int shift = be32_to_cpu(prop[0]);
444                         int penc  = be32_to_cpu(prop[1]);
445
446                         prop += 2; size -= 2;
447                         lpnum--;
448
449                         idx = get_idx_from_shift(shift);
450                         if (idx < 0)
451                                 continue;
452
453                         if (penc == -1)
454                                 pr_err("Invalid penc for base_shift=%d "
455                                        "shift=%d\n", base_shift, shift);
456
457                         def->penc[idx] = penc;
458                         pr_info("base_shift=%d: shift=%d, sllp=0x%04lx,"
459                                 " avpnm=0x%08lx, tlbiel=%d, penc=%d\n",
460                                 base_shift, shift, def->sllp,
461                                 def->avpnm, def->tlbiel, def->penc[idx]);
462                 }
463         }
464
465         return 1;
466 }
467
468 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
469 /* Scan for 16G memory blocks that have been set aside for huge pages
470  * and reserve those blocks for 16G huge pages.
471  */
472 static int __init htab_dt_scan_hugepage_blocks(unsigned long node,
473                                         const char *uname, int depth,
474                                         void *data) {
475         const char *type = of_get_flat_dt_prop(node, "device_type", NULL);
476         const __be64 *addr_prop;
477         const __be32 *page_count_prop;
478         unsigned int expected_pages;
479         long unsigned int phys_addr;
480         long unsigned int block_size;
481
482         /* We are scanning "memory" nodes only */
483         if (type == NULL || strcmp(type, "memory") != 0)
484                 return 0;
485
486         /* This property is the log base 2 of the number of virtual pages that
487          * will represent this memory block. */
488         page_count_prop = of_get_flat_dt_prop(node, "ibm,expected#pages", NULL);
489         if (page_count_prop == NULL)
490                 return 0;
491         expected_pages = (1 << be32_to_cpu(page_count_prop[0]));
492         addr_prop = of_get_flat_dt_prop(node, "reg", NULL);
493         if (addr_prop == NULL)
494                 return 0;
495         phys_addr = be64_to_cpu(addr_prop[0]);
496         block_size = be64_to_cpu(addr_prop[1]);
497         if (block_size != (16 * GB))
498                 return 0;
499         printk(KERN_INFO "Huge page(16GB) memory: "
500                         "addr = 0x%lX size = 0x%lX pages = %d\n",
501                         phys_addr, block_size, expected_pages);
502         if (phys_addr + (16 * GB) <= memblock_end_of_DRAM()) {
503                 memblock_reserve(phys_addr, block_size * expected_pages);
504                 add_gpage(phys_addr, block_size, expected_pages);
505         }
506         return 0;
507 }
508 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */
509
510 static void mmu_psize_set_default_penc(void)
511 {
512         int bpsize, apsize;
513         for (bpsize = 0; bpsize < MMU_PAGE_COUNT; bpsize++)
514                 for (apsize = 0; apsize < MMU_PAGE_COUNT; apsize++)
515                         mmu_psize_defs[bpsize].penc[apsize] = -1;
516 }
517
518 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
519
520 static bool might_have_hea(void)
521 {
522         /*
523          * The HEA ethernet adapter requires awareness of the
524          * GX bus. Without that awareness we can easily assume
525          * we will never see an HEA ethernet device.
526          */
527 #ifdef CONFIG_IBMEBUS
528         return !cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_207S) &&
529                 !firmware_has_feature(FW_FEATURE_SPLPAR);
530 #else
531         return false;
532 #endif
533 }
534
535 #endif /* #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES */
536
537 static void __init htab_scan_page_sizes(void)
538 {
539         int rc;
540
541         /* se the invalid penc to -1 */
542         mmu_psize_set_default_penc();
543
544         /* Default to 4K pages only */
545         memcpy(mmu_psize_defs, mmu_psize_defaults_old,
546                sizeof(mmu_psize_defaults_old));
547
548         /*
549          * Try to find the available page sizes in the device-tree
550          */
551         rc = of_scan_flat_dt(htab_dt_scan_page_sizes, NULL);
552         if (rc == 0 && early_mmu_has_feature(MMU_FTR_16M_PAGE)) {
553                 /*
554                  * Nothing in the device-tree, but the CPU supports 16M pages,
555                  * so let's fallback on a known size list for 16M capable CPUs.
556                  */
557                 memcpy(mmu_psize_defs, mmu_psize_defaults_gp,
558                        sizeof(mmu_psize_defaults_gp));
559         }
560
561 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
562         /* Reserve 16G huge page memory sections for huge pages */
563         of_scan_flat_dt(htab_dt_scan_hugepage_blocks, NULL);
564 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */
565 }
566
567 static void __init htab_init_page_sizes(void)
568 {
569         if (!debug_pagealloc_enabled()) {
570                 /*
571                  * Pick a size for the linear mapping. Currently, we only
572                  * support 16M, 1M and 4K which is the default
573                  */
574                 if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_16M].shift)
575                         mmu_linear_psize = MMU_PAGE_16M;
576                 else if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_1M].shift)
577                         mmu_linear_psize = MMU_PAGE_1M;
578         }
579
580 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
581         /*
582          * Pick a size for the ordinary pages. Default is 4K, we support
583          * 64K for user mappings and vmalloc if supported by the processor.
584          * We only use 64k for ioremap if the processor
585          * (and firmware) support cache-inhibited large pages.
586          * If not, we use 4k and set mmu_ci_restrictions so that
587          * hash_page knows to switch processes that use cache-inhibited
588          * mappings to 4k pages.
589          */
590         if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_64K].shift) {
591                 mmu_virtual_psize = MMU_PAGE_64K;
592                 mmu_vmalloc_psize = MMU_PAGE_64K;
593                 if (mmu_linear_psize == MMU_PAGE_4K)
594                         mmu_linear_psize = MMU_PAGE_64K;
595                 if (mmu_has_feature(MMU_FTR_CI_LARGE_PAGE)) {
596                         /*
597                          * When running on pSeries using 64k pages for ioremap
598                          * would stop us accessing the HEA ethernet. So if we
599                          * have the chance of ever seeing one, stay at 4k.
600                          */
601                         if (!might_have_hea())
602                                 mmu_io_psize = MMU_PAGE_64K;
603                 } else
604                         mmu_ci_restrictions = 1;
605         }
606 #endif /* CONFIG_PPC_64K_PAGES */
607
608 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
609         /* We try to use 16M pages for vmemmap if that is supported
610          * and we have at least 1G of RAM at boot
611          */
612         if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_16M].shift &&
613             memblock_phys_mem_size() >= 0x40000000)
614                 mmu_vmemmap_psize = MMU_PAGE_16M;
615         else if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_64K].shift)
616                 mmu_vmemmap_psize = MMU_PAGE_64K;
617         else
618                 mmu_vmemmap_psize = MMU_PAGE_4K;
619 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
620
621         printk(KERN_DEBUG "Page orders: linear mapping = %d, "
622                "virtual = %d, io = %d"
623 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
624                ", vmemmap = %d"
625 #endif
626                "\n",
627                mmu_psize_defs[mmu_linear_psize].shift,
628                mmu_psize_defs[mmu_virtual_psize].shift,
629                mmu_psize_defs[mmu_io_psize].shift
630 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
631                ,mmu_psize_defs[mmu_vmemmap_psize].shift
632 #endif
633                );
634 }
635
636 static int __init htab_dt_scan_pftsize(unsigned long node,
637                                        const char *uname, int depth,
638                                        void *data)
639 {
640         const char *type = of_get_flat_dt_prop(node, "device_type", NULL);
641         const __be32 *prop;
642
643         /* We are scanning "cpu" nodes only */
644         if (type == NULL || strcmp(type, "cpu") != 0)
645                 return 0;
646
647         prop = of_get_flat_dt_prop(node, "ibm,pft-size", NULL);
648         if (prop != NULL) {
649                 /* pft_size[0] is the NUMA CEC cookie */
650                 ppc64_pft_size = be32_to_cpu(prop[1]);
651                 return 1;
652         }
653         return 0;
654 }
655
656 unsigned htab_shift_for_mem_size(unsigned long mem_size)
657 {
658         unsigned memshift = __ilog2(mem_size);
659         unsigned pshift = mmu_psize_defs[mmu_virtual_psize].shift;
660         unsigned pteg_shift;
661
662         /* round mem_size up to next power of 2 */
663         if ((1UL << memshift) < mem_size)
664                 memshift += 1;
665
666         /* aim for 2 pages / pteg */
667         pteg_shift = memshift - (pshift + 1);
668
669         /*
670          * 2^11 PTEGS of 128 bytes each, ie. 2^18 bytes is the minimum htab
671          * size permitted by the architecture.
672          */
673         return max(pteg_shift + 7, 18U);
674 }
675
676 static unsigned long __init htab_get_table_size(void)
677 {
678         /* If hash size isn't already provided by the platform, we try to
679          * retrieve it from the device-tree. If it's not there neither, we
680          * calculate it now based on the total RAM size
681          */
682         if (ppc64_pft_size == 0)
683                 of_scan_flat_dt(htab_dt_scan_pftsize, NULL);
684         if (ppc64_pft_size)
685                 return 1UL << ppc64_pft_size;
686
687         return 1UL << htab_shift_for_mem_size(memblock_phys_mem_size());
688 }
689
690 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
691 int create_section_mapping(unsigned long start, unsigned long end)
692 {
693         int rc = htab_bolt_mapping(start, end, __pa(start),
694                                    pgprot_val(PAGE_KERNEL), mmu_linear_psize,
695                                    mmu_kernel_ssize);
696
697         if (rc < 0) {
698                 int rc2 = htab_remove_mapping(start, end, mmu_linear_psize,
699                                               mmu_kernel_ssize);
700                 BUG_ON(rc2 && (rc2 != -ENOENT));
701         }
702         return rc;
703 }
704
705 int remove_section_mapping(unsigned long start, unsigned long end)
706 {
707         int rc = htab_remove_mapping(start, end, mmu_linear_psize,
708                                      mmu_kernel_ssize);
709         WARN_ON(rc < 0);
710         return rc;
711 }
712 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
713
714 static void update_hid_for_hash(void)
715 {
716         unsigned long hid0;
717         unsigned long rb = 3UL << PPC_BITLSHIFT(53); /* IS = 3 */
718
719         asm volatile("ptesync": : :"memory");
720         /* prs = 0, ric = 2, rs = 0, r = 1 is = 3 */
721         asm volatile(PPC_TLBIE_5(%0, %4, %3, %2, %1)
722                      : : "r"(rb), "i"(0), "i"(0), "i"(2), "r"(0) : "memory");
723         asm volatile("eieio; tlbsync; ptesync; isync; slbia": : :"memory");
724         /*
725          * now switch the HID
726          */
727         hid0  = mfspr(SPRN_HID0);
728         hid0 &= ~HID0_POWER9_RADIX;
729         mtspr(SPRN_HID0, hid0);
730         asm volatile("isync": : :"memory");
731
732         /* Wait for it to happen */
733         while ((mfspr(SPRN_HID0) & HID0_POWER9_RADIX))
734                 cpu_relax();
735 }
736
737 static void __init hash_init_partition_table(phys_addr_t hash_table,
738                                              unsigned long htab_size)
739 {
740         unsigned long ps_field;
741         unsigned long patb_size = 1UL << PATB_SIZE_SHIFT;
742
743         /*
744          * slb llp encoding for the page size used in VPM real mode.
745          * We can ignore that for lpid 0
746          */
747         ps_field = 0;
748         htab_size =  __ilog2(htab_size) - 18;
749
750         BUILD_BUG_ON_MSG((PATB_SIZE_SHIFT > 24), "Partition table size too large.");
751         partition_tb = __va(memblock_alloc_base(patb_size, patb_size,
752                                                 MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE));
753
754         /* Initialize the Partition Table with no entries */
755         memset((void *)partition_tb, 0, patb_size);
756         partition_tb->patb0 = cpu_to_be64(ps_field | hash_table | htab_size);
757         /*
758          * FIXME!! This should be done via update_partition table
759          * For now UPRT is 0 for us.
760          */
761         partition_tb->patb1 = 0;
762         pr_info("Partition table %p\n", partition_tb);
763         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_POWER9_DD1))
764                 update_hid_for_hash();
765         /*
766          * update partition table control register,
767          * 64 K size.
768          */
769         mtspr(SPRN_PTCR, __pa(partition_tb) | (PATB_SIZE_SHIFT - 12));
770
771 }
772
773 static void __init htab_initialize(void)
774 {
775         unsigned long table;
776         unsigned long pteg_count;
777         unsigned long prot;
778         unsigned long base = 0, size = 0;
779         struct memblock_region *reg;
780
781         DBG(" -> htab_initialize()\n");
782
783         if (mmu_has_feature(MMU_FTR_1T_SEGMENT)) {
784                 mmu_kernel_ssize = MMU_SEGSIZE_1T;
785                 mmu_highuser_ssize = MMU_SEGSIZE_1T;
786                 printk(KERN_INFO "Using 1TB segments\n");
787         }
788
789         /*
790          * Calculate the required size of the htab.  We want the number of
791          * PTEGs to equal one half the number of real pages.
792          */ 
793         htab_size_bytes = htab_get_table_size();
794         pteg_count = htab_size_bytes >> 7;
795
796         htab_hash_mask = pteg_count - 1;
797
798         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR) ||
799             firmware_has_feature(FW_FEATURE_PS3_LV1)) {
800                 /* Using a hypervisor which owns the htab */
801                 htab_address = NULL;
802                 _SDR1 = 0; 
803 #ifdef CONFIG_FA_DUMP
804                 /*
805                  * If firmware assisted dump is active firmware preserves
806                  * the contents of htab along with entire partition memory.
807                  * Clear the htab if firmware assisted dump is active so
808                  * that we dont end up using old mappings.
809                  */
810                 if (is_fadump_active() && mmu_hash_ops.hpte_clear_all)
811                         mmu_hash_ops.hpte_clear_all();
812 #endif
813         } else {
814                 unsigned long limit = MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE;
815
816 #ifdef CONFIG_PPC_CELL
817                 /*
818                  * Cell may require the hash table down low when using the
819                  * Axon IOMMU in order to fit the dynamic region over it, see
820                  * comments in cell/iommu.c
821                  */
822                 if (fdt_subnode_offset(initial_boot_params, 0, "axon") > 0) {
823                         limit = 0x80000000;
824                         pr_info("Hash table forced below 2G for Axon IOMMU\n");
825                 }
826 #endif /* CONFIG_PPC_CELL */
827
828                 table = memblock_alloc_base(htab_size_bytes, htab_size_bytes,
829                                             limit);
830
831                 DBG("Hash table allocated at %lx, size: %lx\n", table,
832                     htab_size_bytes);
833
834                 htab_address = __va(table);
835
836                 /* htab absolute addr + encoded htabsize */
837                 _SDR1 = table + __ilog2(htab_size_bytes) - 18;
838
839                 /* Initialize the HPT with no entries */
840                 memset((void *)table, 0, htab_size_bytes);
841
842                 if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
843                         /* Set SDR1 */
844                         mtspr(SPRN_SDR1, _SDR1);
845                 else
846                         hash_init_partition_table(table, htab_size_bytes);
847         }
848
849         prot = pgprot_val(PAGE_KERNEL);
850
851 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
852         if (debug_pagealloc_enabled()) {
853                 linear_map_hash_count = memblock_end_of_DRAM() >> PAGE_SHIFT;
854                 linear_map_hash_slots = __va(memblock_alloc_base(
855                                 linear_map_hash_count, 1, ppc64_rma_size));
856                 memset(linear_map_hash_slots, 0, linear_map_hash_count);
857         }
858 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
859
860         /* On U3 based machines, we need to reserve the DART area and
861          * _NOT_ map it to avoid cache paradoxes as it's remapped non
862          * cacheable later on
863          */
864
865         /* create bolted the linear mapping in the hash table */
866         for_each_memblock(memory, reg) {
867                 base = (unsigned long)__va(reg->base);
868                 size = reg->size;
869
870                 DBG("creating mapping for region: %lx..%lx (prot: %lx)\n",
871                     base, size, prot);
872
873                 BUG_ON(htab_bolt_mapping(base, base + size, __pa(base),
874                                 prot, mmu_linear_psize, mmu_kernel_ssize));
875         }
876         memblock_set_current_limit(MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE);
877
878         /*
879          * If we have a memory_limit and we've allocated TCEs then we need to
880          * explicitly map the TCE area at the top of RAM. We also cope with the
881          * case that the TCEs start below memory_limit.
882          * tce_alloc_start/end are 16MB aligned so the mapping should work
883          * for either 4K or 16MB pages.
884          */
885         if (tce_alloc_start) {
886                 tce_alloc_start = (unsigned long)__va(tce_alloc_start);
887                 tce_alloc_end = (unsigned long)__va(tce_alloc_end);
888
889                 if (base + size >= tce_alloc_start)
890                         tce_alloc_start = base + size + 1;
891
892                 BUG_ON(htab_bolt_mapping(tce_alloc_start, tce_alloc_end,
893                                          __pa(tce_alloc_start), prot,
894                                          mmu_linear_psize, mmu_kernel_ssize));
895         }
896
897
898         DBG(" <- htab_initialize()\n");
899 }
900 #undef KB
901 #undef MB
902
903 void __init hash__early_init_devtree(void)
904 {
905         /* Initialize segment sizes */
906         of_scan_flat_dt(htab_dt_scan_seg_sizes, NULL);
907
908         /* Initialize page sizes */
909         htab_scan_page_sizes();
910 }
911
912 void __init hash__early_init_mmu(void)
913 {
914         htab_init_page_sizes();
915
916         /*
917          * initialize page table size
918          */
919         __pte_frag_nr = H_PTE_FRAG_NR;
920         __pte_frag_size_shift = H_PTE_FRAG_SIZE_SHIFT;
921
922         __pte_index_size = H_PTE_INDEX_SIZE;
923         __pmd_index_size = H_PMD_INDEX_SIZE;
924         __pud_index_size = H_PUD_INDEX_SIZE;
925         __pgd_index_size = H_PGD_INDEX_SIZE;
926         __pmd_cache_index = H_PMD_CACHE_INDEX;
927         __pte_table_size = H_PTE_TABLE_SIZE;
928         __pmd_table_size = H_PMD_TABLE_SIZE;
929         __pud_table_size = H_PUD_TABLE_SIZE;
930         __pgd_table_size = H_PGD_TABLE_SIZE;
931         /*
932          * 4k use hugepd format, so for hash set then to
933          * zero
934          */
935         __pmd_val_bits = 0;
936         __pud_val_bits = 0;
937         __pgd_val_bits = 0;
938
939         __kernel_virt_start = H_KERN_VIRT_START;
940         __kernel_virt_size = H_KERN_VIRT_SIZE;
941         __vmalloc_start = H_VMALLOC_START;
942         __vmalloc_end = H_VMALLOC_END;
943         vmemmap = (struct page *)H_VMEMMAP_BASE;
944         ioremap_bot = IOREMAP_BASE;
945
946 #ifdef CONFIG_PCI
947         pci_io_base = ISA_IO_BASE;
948 #endif
949
950         /* Select appropriate backend */
951         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_PS3_LV1))
952                 ps3_early_mm_init();
953         else if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR))
954                 hpte_init_pseries();
955         else if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_NATIVE))
956                 hpte_init_native();
957
958         if (!mmu_hash_ops.hpte_insert)
959                 panic("hash__early_init_mmu: No MMU hash ops defined!\n");
960
961         /* Initialize the MMU Hash table and create the linear mapping
962          * of memory. Has to be done before SLB initialization as this is
963          * currently where the page size encoding is obtained.
964          */
965         htab_initialize();
966
967         pr_info("Initializing hash mmu with SLB\n");
968         /* Initialize SLB management */
969         slb_initialize();
970 }
971
972 #ifdef CONFIG_SMP
973 void hash__early_init_mmu_secondary(void)
974 {
975         /* Initialize hash table for that CPU */
976         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR)) {
977                 if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
978                         mtspr(SPRN_SDR1, _SDR1);
979                 else
980                         mtspr(SPRN_PTCR,
981                               __pa(partition_tb) | (PATB_SIZE_SHIFT - 12));
982         }
983         /* Initialize SLB */
984         slb_initialize();
985 }
986 #endif /* CONFIG_SMP */
987
988 /*
989  * Called by asm hashtable.S for doing lazy icache flush
990  */
991 unsigned int hash_page_do_lazy_icache(unsigned int pp, pte_t pte, int trap)
992 {
993         struct page *page;
994
995         if (!pfn_valid(pte_pfn(pte)))
996                 return pp;
997
998         page = pte_page(pte);
999
1000         /* page is dirty */
1001         if (!test_bit(PG_arch_1, &page->flags) && !PageReserved(page)) {
1002                 if (trap == 0x400) {
1003                         flush_dcache_icache_page(page);
1004                         set_bit(PG_arch_1, &page->flags);
1005                 } else
1006                         pp |= HPTE_R_N;
1007         }
1008         return pp;
1009 }
1010
1011 #ifdef CONFIG_PPC_MM_SLICES
1012 static unsigned int get_paca_psize(unsigned long addr)
1013 {
1014         u64 lpsizes;
1015         unsigned char *hpsizes;
1016         unsigned long index, mask_index;
1017
1018         if (addr < SLICE_LOW_TOP) {
1019                 lpsizes = get_paca()->mm_ctx_low_slices_psize;
1020                 index = GET_LOW_SLICE_INDEX(addr);
1021                 return (lpsizes >> (index * 4)) & 0xF;
1022         }
1023         hpsizes = get_paca()->mm_ctx_high_slices_psize;
1024         index = GET_HIGH_SLICE_INDEX(addr);
1025         mask_index = index & 0x1;
1026         return (hpsizes[index >> 1] >> (mask_index * 4)) & 0xF;
1027 }
1028
1029 #else
1030 unsigned int get_paca_psize(unsigned long addr)
1031 {
1032         return get_paca()->mm_ctx_user_psize;
1033 }
1034 #endif
1035
1036 /*
1037  * Demote a segment to using 4k pages.
1038  * For now this makes the whole process use 4k pages.
1039  */
1040 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
1041 void demote_segment_4k(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
1042 {
1043         if (get_slice_psize(mm, addr) == MMU_PAGE_4K)
1044                 return;
1045         slice_set_range_psize(mm, addr, 1, MMU_PAGE_4K);
1046         copro_flush_all_slbs(mm);
1047         if ((get_paca_psize(addr) != MMU_PAGE_4K) && (current->mm == mm)) {
1048
1049                 copy_mm_to_paca(&mm->context);
1050                 slb_flush_and_rebolt();
1051         }
1052 }
1053 #endif /* CONFIG_PPC_64K_PAGES */
1054
1055 #ifdef CONFIG_PPC_SUBPAGE_PROT
1056 /*
1057  * This looks up a 2-bit protection code for a 4k subpage of a 64k page.
1058  * Userspace sets the subpage permissions using the subpage_prot system call.
1059  *
1060  * Result is 0: full permissions, _PAGE_RW: read-only,
1061  * _PAGE_RWX: no access.
1062  */
1063 static int subpage_protection(struct mm_struct *mm, unsigned long ea)
1064 {
1065         struct subpage_prot_table *spt = &mm->context.spt;
1066         u32 spp = 0;
1067         u32 **sbpm, *sbpp;
1068
1069         if (ea >= spt->maxaddr)
1070                 return 0;
1071         if (ea < 0x100000000UL) {
1072                 /* addresses below 4GB use spt->low_prot */
1073                 sbpm = spt->low_prot;
1074         } else {
1075                 sbpm = spt->protptrs[ea >> SBP_L3_SHIFT];
1076                 if (!sbpm)
1077                         return 0;
1078         }
1079         sbpp = sbpm[(ea >> SBP_L2_SHIFT) & (SBP_L2_COUNT - 1)];
1080         if (!sbpp)
1081                 return 0;
1082         spp = sbpp[(ea >> PAGE_SHIFT) & (SBP_L1_COUNT - 1)];
1083
1084         /* extract 2-bit bitfield for this 4k subpage */
1085         spp >>= 30 - 2 * ((ea >> 12) & 0xf);
1086
1087         /*
1088          * 0 -> full premission
1089          * 1 -> Read only
1090          * 2 -> no access.
1091          * We return the flag that need to be cleared.
1092          */
1093         spp = ((spp & 2) ? _PAGE_RWX : 0) | ((spp & 1) ? _PAGE_WRITE : 0);
1094         return spp;
1095 }
1096
1097 #else /* CONFIG_PPC_SUBPAGE_PROT */
1098 static inline int subpage_protection(struct mm_struct *mm, unsigned long ea)
1099 {
1100         return 0;
1101 }
1102 #endif
1103
1104 void hash_failure_debug(unsigned long ea, unsigned long access,
1105                         unsigned long vsid, unsigned long trap,
1106                         int ssize, int psize, int lpsize, unsigned long pte)
1107 {
1108         if (!printk_ratelimit())
1109                 return;
1110         pr_info("mm: Hashing failure ! EA=0x%lx access=0x%lx current=%s\n",
1111                 ea, access, current->comm);
1112         pr_info("    trap=0x%lx vsid=0x%lx ssize=%d base psize=%d psize %d pte=0x%lx\n",
1113                 trap, vsid, ssize, psize, lpsize, pte);
1114 }
1115
1116 static void check_paca_psize(unsigned long ea, struct mm_struct *mm,
1117                              int psize, bool user_region)
1118 {
1119         if (user_region) {
1120                 if (psize != get_paca_psize(ea)) {
1121                         copy_mm_to_paca(&mm->context);
1122                         slb_flush_and_rebolt();
1123                 }
1124         } else if (get_paca()->vmalloc_sllp !=
1125                    mmu_psize_defs[mmu_vmalloc_psize].sllp) {
1126                 get_paca()->vmalloc_sllp =
1127                         mmu_psize_defs[mmu_vmalloc_psize].sllp;
1128                 slb_vmalloc_update();
1129         }
1130 }
1131
1132 /* Result code is:
1133  *  0 - handled
1134  *  1 - normal page fault
1135  * -1 - critical hash insertion error
1136  * -2 - access not permitted by subpage protection mechanism
1137  */
1138 int hash_page_mm(struct mm_struct *mm, unsigned long ea,
1139                  unsigned long access, unsigned long trap,
1140                  unsigned long flags)
1141 {
1142         bool is_thp;
1143         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
1144         pgd_t *pgdir;
1145         unsigned long vsid;
1146         pte_t *ptep;
1147         unsigned hugeshift;
1148         const struct cpumask *tmp;
1149         int rc, user_region = 0;
1150         int psize, ssize;
1151
1152         DBG_LOW("hash_page(ea=%016lx, access=%lx, trap=%lx\n",
1153                 ea, access, trap);
1154         trace_hash_fault(ea, access, trap);
1155
1156         /* Get region & vsid */
1157         switch (REGION_ID(ea)) {
1158         case USER_REGION_ID:
1159                 user_region = 1;
1160                 if (! mm) {
1161                         DBG_LOW(" user region with no mm !\n");
1162                         rc = 1;
1163                         goto bail;
1164                 }
1165                 psize = get_slice_psize(mm, ea);
1166                 ssize = user_segment_size(ea);
1167                 vsid = get_vsid(mm->context.id, ea, ssize);
1168                 break;
1169         case VMALLOC_REGION_ID:
1170                 vsid = get_kernel_vsid(ea, mmu_kernel_ssize);
1171                 if (ea < VMALLOC_END)
1172                         psize = mmu_vmalloc_psize;
1173                 else
1174                         psize = mmu_io_psize;
1175                 ssize = mmu_kernel_ssize;
1176                 break;
1177         default:
1178                 /* Not a valid range
1179                  * Send the problem up to do_page_fault 
1180                  */
1181                 rc = 1;
1182                 goto bail;
1183         }
1184         DBG_LOW(" mm=%p, mm->pgdir=%p, vsid=%016lx\n", mm, mm->pgd, vsid);
1185
1186         /* Bad address. */
1187         if (!vsid) {
1188                 DBG_LOW("Bad address!\n");
1189                 rc = 1;
1190                 goto bail;
1191         }
1192         /* Get pgdir */
1193         pgdir = mm->pgd;
1194         if (pgdir == NULL) {
1195                 rc = 1;
1196                 goto bail;
1197         }
1198
1199         /* Check CPU locality */
1200         tmp = cpumask_of(smp_processor_id());
1201         if (user_region && cpumask_equal(mm_cpumask(mm), tmp))
1202                 flags |= HPTE_LOCAL_UPDATE;
1203
1204 #ifndef CONFIG_PPC_64K_PAGES
1205         /* If we use 4K pages and our psize is not 4K, then we might
1206          * be hitting a special driver mapping, and need to align the
1207          * address before we fetch the PTE.
1208          *
1209          * It could also be a hugepage mapping, in which case this is
1210          * not necessary, but it's not harmful, either.
1211          */
1212         if (psize != MMU_PAGE_4K)
1213                 ea &= ~((1ul << mmu_psize_defs[psize].shift) - 1);
1214 #endif /* CONFIG_PPC_64K_PAGES */
1215
1216         /* Get PTE and page size from page tables */
1217         ptep = __find_linux_pte_or_hugepte(pgdir, ea, &is_thp, &hugeshift);
1218         if (ptep == NULL || !pte_present(*ptep)) {
1219                 DBG_LOW(" no PTE !\n");
1220                 rc = 1;
1221                 goto bail;
1222         }
1223
1224         /* Add _PAGE_PRESENT to the required access perm */
1225         access |= _PAGE_PRESENT;
1226
1227         /* Pre-check access permissions (will be re-checked atomically
1228          * in __hash_page_XX but this pre-check is a fast path
1229          */
1230         if (!check_pte_access(access, pte_val(*ptep))) {
1231                 DBG_LOW(" no access !\n");
1232                 rc = 1;
1233                 goto bail;
1234         }
1235
1236         if (hugeshift) {
1237                 if (is_thp)
1238                         rc = __hash_page_thp(ea, access, vsid, (pmd_t *)ptep,
1239                                              trap, flags, ssize, psize);
1240 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
1241                 else
1242                         rc = __hash_page_huge(ea, access, vsid, ptep, trap,
1243                                               flags, ssize, hugeshift, psize);
1244 #else
1245                 else {
1246                         /*
1247                          * if we have hugeshift, and is not transhuge with
1248                          * hugetlb disabled, something is really wrong.
1249                          */
1250                         rc = 1;
1251                         WARN_ON(1);
1252                 }
1253 #endif
1254                 if (current->mm == mm)
1255                         check_paca_psize(ea, mm, psize, user_region);
1256
1257                 goto bail;
1258         }
1259
1260 #ifndef CONFIG_PPC_64K_PAGES
1261         DBG_LOW(" i-pte: %016lx\n", pte_val(*ptep));
1262 #else
1263         DBG_LOW(" i-pte: %016lx %016lx\n", pte_val(*ptep),
1264                 pte_val(*(ptep + PTRS_PER_PTE)));
1265 #endif
1266         /* Do actual hashing */
1267 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
1268         /* If H_PAGE_4K_PFN is set, make sure this is a 4k segment */
1269         if ((pte_val(*ptep) & H_PAGE_4K_PFN) && psize == MMU_PAGE_64K) {
1270                 demote_segment_4k(mm, ea);
1271                 psize = MMU_PAGE_4K;
1272         }
1273
1274         /* If this PTE is non-cacheable and we have restrictions on
1275          * using non cacheable large pages, then we switch to 4k
1276          */
1277         if (mmu_ci_restrictions && psize == MMU_PAGE_64K && pte_ci(*ptep)) {
1278                 if (user_region) {
1279                         demote_segment_4k(mm, ea);
1280                         psize = MMU_PAGE_4K;
1281                 } else if (ea < VMALLOC_END) {
1282                         /*
1283                          * some driver did a non-cacheable mapping
1284                          * in vmalloc space, so switch vmalloc
1285                          * to 4k pages
1286                          */
1287                         printk(KERN_ALERT "Reducing vmalloc segment "
1288                                "to 4kB pages because of "
1289                                "non-cacheable mapping\n");
1290                         psize = mmu_vmalloc_psize = MMU_PAGE_4K;
1291                         copro_flush_all_slbs(mm);
1292                 }
1293         }
1294
1295 #endif /* CONFIG_PPC_64K_PAGES */
1296
1297         if (current->mm == mm)
1298                 check_paca_psize(ea, mm, psize, user_region);
1299
1300 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
1301         if (psize == MMU_PAGE_64K)
1302                 rc = __hash_page_64K(ea, access, vsid, ptep, trap,
1303                                      flags, ssize);
1304         else
1305 #endif /* CONFIG_PPC_64K_PAGES */
1306         {
1307                 int spp = subpage_protection(mm, ea);
1308                 if (access & spp)
1309                         rc = -2;
1310                 else
1311                         rc = __hash_page_4K(ea, access, vsid, ptep, trap,
1312                                             flags, ssize, spp);
1313         }
1314
1315         /* Dump some info in case of hash insertion failure, they should
1316          * never happen so it is really useful to know if/when they do
1317          */
1318         if (rc == -1)
1319                 hash_failure_debug(ea, access, vsid, trap, ssize, psize,
1320                                    psize, pte_val(*ptep));
1321 #ifndef CONFIG_PPC_64K_PAGES
1322         DBG_LOW(" o-pte: %016lx\n", pte_val(*ptep));
1323 #else
1324         DBG_LOW(" o-pte: %016lx %016lx\n", pte_val(*ptep),
1325                 pte_val(*(ptep + PTRS_PER_PTE)));
1326 #endif
1327         DBG_LOW(" -> rc=%d\n", rc);
1328
1329 bail:
1330         exception_exit(prev_state);
1331         return rc;
1332 }
1333 EXPORT_SYMBOL_GPL(hash_page_mm);
1334
1335 int hash_page(unsigned long ea, unsigned long access, unsigned long trap,
1336               unsigned long dsisr)
1337 {
1338         unsigned long flags = 0;
1339         struct mm_struct *mm = current->mm;
1340
1341         if (REGION_ID(ea) == VMALLOC_REGION_ID)
1342                 mm = &init_mm;
1343
1344         if (dsisr & DSISR_NOHPTE)
1345                 flags |= HPTE_NOHPTE_UPDATE;
1346
1347         return hash_page_mm(mm, ea, access, trap, flags);
1348 }
1349 EXPORT_SYMBOL_GPL(hash_page);
1350
1351 int __hash_page(unsigned long ea, unsigned long msr, unsigned long trap,
1352                 unsigned long dsisr)
1353 {
1354         unsigned long access = _PAGE_PRESENT | _PAGE_READ;
1355         unsigned long flags = 0;
1356         struct mm_struct *mm = current->mm;
1357
1358         if (REGION_ID(ea) == VMALLOC_REGION_ID)
1359                 mm = &init_mm;
1360
1361         if (dsisr & DSISR_NOHPTE)
1362                 flags |= HPTE_NOHPTE_UPDATE;
1363
1364         if (dsisr & DSISR_ISSTORE)
1365                 access |= _PAGE_WRITE;
1366         /*
1367          * We set _PAGE_PRIVILEGED only when
1368          * kernel mode access kernel space.
1369          *
1370          * _PAGE_PRIVILEGED is NOT set
1371          * 1) when kernel mode access user space
1372          * 2) user space access kernel space.
1373          */
1374         access |= _PAGE_PRIVILEGED;
1375         if ((msr & MSR_PR) || (REGION_ID(ea) == USER_REGION_ID))
1376                 access &= ~_PAGE_PRIVILEGED;
1377
1378         if (trap == 0x400)
1379                 access |= _PAGE_EXEC;
1380
1381         return hash_page_mm(mm, ea, access, trap, flags);
1382 }
1383
1384 #ifdef CONFIG_PPC_MM_SLICES
1385 static bool should_hash_preload(struct mm_struct *mm, unsigned long ea)
1386 {
1387         int psize = get_slice_psize(mm, ea);
1388
1389         /* We only prefault standard pages for now */
1390         if (unlikely(psize != mm->context.user_psize))
1391                 return false;
1392
1393         /*
1394          * Don't prefault if subpage protection is enabled for the EA.
1395          */
1396         if (unlikely((psize == MMU_PAGE_4K) && subpage_protection(mm, ea)))
1397                 return false;
1398
1399         return true;
1400 }
1401 #else
1402 static bool should_hash_preload(struct mm_struct *mm, unsigned long ea)
1403 {
1404         return true;
1405 }
1406 #endif
1407
1408 void hash_preload(struct mm_struct *mm, unsigned long ea,
1409                   unsigned long access, unsigned long trap)
1410 {
1411         int hugepage_shift;
1412         unsigned long vsid;
1413         pgd_t *pgdir;
1414         pte_t *ptep;
1415         unsigned long flags;
1416         int rc, ssize, update_flags = 0;
1417
1418         BUG_ON(REGION_ID(ea) != USER_REGION_ID);
1419
1420         if (!should_hash_preload(mm, ea))
1421                 return;
1422
1423         DBG_LOW("hash_preload(mm=%p, mm->pgdir=%p, ea=%016lx, access=%lx,"
1424                 " trap=%lx\n", mm, mm->pgd, ea, access, trap);
1425
1426         /* Get Linux PTE if available */
1427         pgdir = mm->pgd;
1428         if (pgdir == NULL)
1429                 return;
1430
1431         /* Get VSID */
1432         ssize = user_segment_size(ea);
1433         vsid = get_vsid(mm->context.id, ea, ssize);
1434         if (!vsid)
1435                 return;
1436         /*
1437          * Hash doesn't like irqs. Walking linux page table with irq disabled
1438          * saves us from holding multiple locks.
1439          */
1440         local_irq_save(flags);
1441
1442         /*
1443          * THP pages use update_mmu_cache_pmd. We don't do
1444          * hash preload there. Hence can ignore THP here
1445          */
1446         ptep = find_linux_pte_or_hugepte(pgdir, ea, NULL, &hugepage_shift);
1447         if (!ptep)
1448                 goto out_exit;
1449
1450         WARN_ON(hugepage_shift);
1451 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
1452         /* If either H_PAGE_4K_PFN or cache inhibited is set (and we are on
1453          * a 64K kernel), then we don't preload, hash_page() will take
1454          * care of it once we actually try to access the page.
1455          * That way we don't have to duplicate all of the logic for segment
1456          * page size demotion here
1457          */
1458         if ((pte_val(*ptep) & H_PAGE_4K_PFN) || pte_ci(*ptep))
1459                 goto out_exit;
1460 #endif /* CONFIG_PPC_64K_PAGES */
1461
1462         /* Is that local to this CPU ? */
1463         if (cpumask_equal(mm_cpumask(mm), cpumask_of(smp_processor_id())))
1464                 update_flags |= HPTE_LOCAL_UPDATE;
1465
1466         /* Hash it in */
1467 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
1468         if (mm->context.user_psize == MMU_PAGE_64K)
1469                 rc = __hash_page_64K(ea, access, vsid, ptep, trap,
1470                                      update_flags, ssize);
1471         else
1472 #endif /* CONFIG_PPC_64K_PAGES */
1473                 rc = __hash_page_4K(ea, access, vsid, ptep, trap, update_flags,
1474                                     ssize, subpage_protection(mm, ea));
1475
1476         /* Dump some info in case of hash insertion failure, they should
1477          * never happen so it is really useful to know if/when they do
1478          */
1479         if (rc == -1)
1480                 hash_failure_debug(ea, access, vsid, trap, ssize,
1481                                    mm->context.user_psize,
1482                                    mm->context.user_psize,
1483                                    pte_val(*ptep));
1484 out_exit:
1485         local_irq_restore(flags);
1486 }
1487
1488 #ifdef CONFIG_PPC_TRANSACTIONAL_MEM
1489 static inline void tm_flush_hash_page(int local)
1490 {
1491         /*
1492          * Transactions are not aborted by tlbiel, only tlbie. Without, syncing a
1493          * page back to a block device w/PIO could pick up transactional data
1494          * (bad!) so we force an abort here. Before the sync the page will be
1495          * made read-only, which will flush_hash_page. BIG ISSUE here: if the
1496          * kernel uses a page from userspace without unmapping it first, it may
1497          * see the speculated version.
1498          */
1499         if (local && cpu_has_feature(CPU_FTR_TM) && current->thread.regs &&
1500             MSR_TM_ACTIVE(current->thread.regs->msr)) {
1501                 tm_enable();
1502                 tm_abort(TM_CAUSE_TLBI);
1503         }
1504 }
1505 #else
1506 static inline void tm_flush_hash_page(int local)
1507 {
1508 }
1509 #endif
1510
1511 /* WARNING: This is called from hash_low_64.S, if you change this prototype,
1512  *          do not forget to update the assembly call site !
1513  */
1514 void flush_hash_page(unsigned long vpn, real_pte_t pte, int psize, int ssize,
1515                      unsigned long flags)
1516 {
1517         unsigned long hash, index, shift, hidx, slot;
1518         int local = flags & HPTE_LOCAL_UPDATE;
1519
1520         DBG_LOW("flush_hash_page(vpn=%016lx)\n", vpn);
1521         pte_iterate_hashed_subpages(pte, psize, vpn, index, shift) {
1522                 hash = hpt_hash(vpn, shift, ssize);
1523                 hidx = __rpte_to_hidx(pte, index);
1524                 if (hidx & _PTEIDX_SECONDARY)
1525                         hash = ~hash;
1526                 slot = (hash & htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP;
1527                 slot += hidx & _PTEIDX_GROUP_IX;
1528                 DBG_LOW(" sub %ld: hash=%lx, hidx=%lx\n", index, slot, hidx);
1529                 /*
1530                  * We use same base page size and actual psize, because we don't
1531                  * use these functions for hugepage
1532                  */
1533                 mmu_hash_ops.hpte_invalidate(slot, vpn, psize, psize,
1534                                              ssize, local);
1535         } pte_iterate_hashed_end();
1536
1537         tm_flush_hash_page(local);
1538 }
1539
1540 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1541 void flush_hash_hugepage(unsigned long vsid, unsigned long addr,
1542                          pmd_t *pmdp, unsigned int psize, int ssize,
1543                          unsigned long flags)
1544 {
1545         int i, max_hpte_count, valid;
1546         unsigned long s_addr;
1547         unsigned char *hpte_slot_array;
1548         unsigned long hidx, shift, vpn, hash, slot;
1549         int local = flags & HPTE_LOCAL_UPDATE;
1550
1551         s_addr = addr & HPAGE_PMD_MASK;
1552         hpte_slot_array = get_hpte_slot_array(pmdp);
1553         /*
1554          * IF we try to do a HUGE PTE update after a withdraw is done.
1555          * we will find the below NULL. This happens when we do
1556          * split_huge_page_pmd
1557          */
1558         if (!hpte_slot_array)
1559                 return;
1560
1561         if (mmu_hash_ops.hugepage_invalidate) {
1562                 mmu_hash_ops.hugepage_invalidate(vsid, s_addr, hpte_slot_array,
1563                                                  psize, ssize, local);
1564                 goto tm_abort;
1565         }
1566         /*
1567          * No bluk hpte removal support, invalidate each entry
1568          */
1569         shift = mmu_psize_defs[psize].shift;
1570         max_hpte_count = HPAGE_PMD_SIZE >> shift;
1571         for (i = 0; i < max_hpte_count; i++) {
1572                 /*
1573                  * 8 bits per each hpte entries
1574                  * 000| [ secondary group (one bit) | hidx (3 bits) | valid bit]
1575                  */
1576                 valid = hpte_valid(hpte_slot_array, i);
1577                 if (!valid)
1578                         continue;
1579                 hidx =  hpte_hash_index(hpte_slot_array, i);
1580
1581                 /* get the vpn */
1582                 addr = s_addr + (i * (1ul << shift));
1583                 vpn = hpt_vpn(addr, vsid, ssize);
1584                 hash = hpt_hash(vpn, shift, ssize);
1585                 if (hidx & _PTEIDX_SECONDARY)
1586                         hash = ~hash;
1587
1588                 slot = (hash & htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP;
1589                 slot += hidx & _PTEIDX_GROUP_IX;
1590                 mmu_hash_ops.hpte_invalidate(slot, vpn, psize,
1591                                              MMU_PAGE_16M, ssize, local);
1592         }
1593 tm_abort:
1594         tm_flush_hash_page(local);
1595 }
1596 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1597
1598 void flush_hash_range(unsigned long number, int local)
1599 {
1600         if (mmu_hash_ops.flush_hash_range)
1601                 mmu_hash_ops.flush_hash_range(number, local);
1602         else {
1603                 int i;
1604                 struct ppc64_tlb_batch *batch =
1605                         this_cpu_ptr(&ppc64_tlb_batch);
1606
1607                 for (i = 0; i < number; i++)
1608                         flush_hash_page(batch->vpn[i], batch->pte[i],
1609                                         batch->psize, batch->ssize, local);
1610         }
1611 }
1612
1613 /*
1614  * low_hash_fault is called when we the low level hash code failed
1615  * to instert a PTE due to an hypervisor error
1616  */
1617 void low_hash_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long address, int rc)
1618 {
1619         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
1620
1621         if (user_mode(regs)) {
1622 #ifdef CONFIG_PPC_SUBPAGE_PROT
1623                 if (rc == -2)
1624                         _exception(SIGSEGV, regs, SEGV_ACCERR, address);
1625                 else
1626 #endif
1627                         _exception(SIGBUS, regs, BUS_ADRERR, address);
1628         } else
1629                 bad_page_fault(regs, address, SIGBUS);
1630
1631         exception_exit(prev_state);
1632 }
1633
1634 long hpte_insert_repeating(unsigned long hash, unsigned long vpn,
1635                            unsigned long pa, unsigned long rflags,
1636                            unsigned long vflags, int psize, int ssize)
1637 {
1638         unsigned long hpte_group;
1639         long slot;
1640
1641 repeat:
1642         hpte_group = ((hash & htab_hash_mask) *
1643                        HPTES_PER_GROUP) & ~0x7UL;
1644
1645         /* Insert into the hash table, primary slot */
1646         slot = mmu_hash_ops.hpte_insert(hpte_group, vpn, pa, rflags, vflags,
1647                                         psize, psize, ssize);
1648
1649         /* Primary is full, try the secondary */
1650         if (unlikely(slot == -1)) {
1651                 hpte_group = ((~hash & htab_hash_mask) *
1652                               HPTES_PER_GROUP) & ~0x7UL;
1653                 slot = mmu_hash_ops.hpte_insert(hpte_group, vpn, pa, rflags,
1654                                                 vflags | HPTE_V_SECONDARY,
1655                                                 psize, psize, ssize);
1656                 if (slot == -1) {
1657                         if (mftb() & 0x1)
1658                                 hpte_group = ((hash & htab_hash_mask) *
1659                                               HPTES_PER_GROUP)&~0x7UL;
1660
1661                         mmu_hash_ops.hpte_remove(hpte_group);
1662                         goto repeat;
1663                 }
1664         }
1665
1666         return slot;
1667 }
1668
1669 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1670 static void kernel_map_linear_page(unsigned long vaddr, unsigned long lmi)
1671 {
1672         unsigned long hash;
1673         unsigned long vsid = get_kernel_vsid(vaddr, mmu_kernel_ssize);
1674         unsigned long vpn = hpt_vpn(vaddr, vsid, mmu_kernel_ssize);
1675         unsigned long mode = htab_convert_pte_flags(pgprot_val(PAGE_KERNEL));
1676         long ret;
1677
1678         hash = hpt_hash(vpn, PAGE_SHIFT, mmu_kernel_ssize);
1679
1680         /* Don't create HPTE entries for bad address */
1681         if (!vsid)
1682                 return;
1683
1684         ret = hpte_insert_repeating(hash, vpn, __pa(vaddr), mode,
1685                                     HPTE_V_BOLTED,
1686                                     mmu_linear_psize, mmu_kernel_ssize);
1687
1688         BUG_ON (ret < 0);
1689         spin_lock(&linear_map_hash_lock);
1690         BUG_ON(linear_map_hash_slots[lmi] & 0x80);
1691         linear_map_hash_slots[lmi] = ret | 0x80;
1692         spin_unlock(&linear_map_hash_lock);
1693 }
1694
1695 static void kernel_unmap_linear_page(unsigned long vaddr, unsigned long lmi)
1696 {
1697         unsigned long hash, hidx, slot;
1698         unsigned long vsid = get_kernel_vsid(vaddr, mmu_kernel_ssize);
1699         unsigned long vpn = hpt_vpn(vaddr, vsid, mmu_kernel_ssize);
1700
1701         hash = hpt_hash(vpn, PAGE_SHIFT, mmu_kernel_ssize);
1702         spin_lock(&linear_map_hash_lock);
1703         BUG_ON(!(linear_map_hash_slots[lmi] & 0x80));
1704         hidx = linear_map_hash_slots[lmi] & 0x7f;
1705         linear_map_hash_slots[lmi] = 0;
1706         spin_unlock(&linear_map_hash_lock);
1707         if (hidx & _PTEIDX_SECONDARY)
1708                 hash = ~hash;
1709         slot = (hash & htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP;
1710         slot += hidx & _PTEIDX_GROUP_IX;
1711         mmu_hash_ops.hpte_invalidate(slot, vpn, mmu_linear_psize,
1712                                      mmu_linear_psize,
1713                                      mmu_kernel_ssize, 0);
1714 }
1715
1716 void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
1717 {
1718         unsigned long flags, vaddr, lmi;
1719         int i;
1720
1721         local_irq_save(flags);
1722         for (i = 0; i < numpages; i++, page++) {
1723                 vaddr = (unsigned long)page_address(page);
1724                 lmi = __pa(vaddr) >> PAGE_SHIFT;
1725                 if (lmi >= linear_map_hash_count)
1726                         continue;
1727                 if (enable)
1728                         kernel_map_linear_page(vaddr, lmi);
1729                 else
1730                         kernel_unmap_linear_page(vaddr, lmi);
1731         }
1732         local_irq_restore(flags);
1733 }
1734 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
1735
1736 void hash__setup_initial_memory_limit(phys_addr_t first_memblock_base,
1737                                 phys_addr_t first_memblock_size)
1738 {
1739         /* We don't currently support the first MEMBLOCK not mapping 0
1740          * physical on those processors
1741          */
1742         BUG_ON(first_memblock_base != 0);
1743
1744         /* On LPAR systems, the first entry is our RMA region,
1745          * non-LPAR 64-bit hash MMU systems don't have a limitation
1746          * on real mode access, but using the first entry works well
1747          * enough. We also clamp it to 1G to avoid some funky things
1748          * such as RTAS bugs etc...
1749          */
1750         ppc64_rma_size = min_t(u64, first_memblock_size, 0x40000000);
1751
1752         /* Finally limit subsequent allocations */
1753         memblock_set_current_limit(ppc64_rma_size);
1754 }