eab3074a6a3761695ddb7efe9079be5878936182
[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
122 /* There are definitions of page sizes arrays to be used when none
123  * is provided by the firmware.
124  */
125
126 /* Pre-POWER4 CPUs (4k pages only)
127  */
128 static struct mmu_psize_def mmu_psize_defaults_old[] = {
129         [MMU_PAGE_4K] = {
130                 .shift  = 12,
131                 .sllp   = 0,
132                 .penc   = {[MMU_PAGE_4K] = 0, [1 ... MMU_PAGE_COUNT - 1] = -1},
133                 .avpnm  = 0,
134                 .tlbiel = 0,
135         },
136 };
137
138 /* POWER4, GPUL, POWER5
139  *
140  * Support for 16Mb large pages
141  */
142 static struct mmu_psize_def mmu_psize_defaults_gp[] = {
143         [MMU_PAGE_4K] = {
144                 .shift  = 12,
145                 .sllp   = 0,
146                 .penc   = {[MMU_PAGE_4K] = 0, [1 ... MMU_PAGE_COUNT - 1] = -1},
147                 .avpnm  = 0,
148                 .tlbiel = 1,
149         },
150         [MMU_PAGE_16M] = {
151                 .shift  = 24,
152                 .sllp   = SLB_VSID_L,
153                 .penc   = {[0 ... MMU_PAGE_16M - 1] = -1, [MMU_PAGE_16M] = 0,
154                             [MMU_PAGE_16M + 1 ... MMU_PAGE_COUNT - 1] = -1 },
155                 .avpnm  = 0x1UL,
156                 .tlbiel = 0,
157         },
158 };
159
160 /*
161  * 'R' and 'C' update notes:
162  *  - Under pHyp or KVM, the updatepp path will not set C, thus it *will*
163  *     create writeable HPTEs without C set, because the hcall H_PROTECT
164  *     that we use in that case will not update C
165  *  - The above is however not a problem, because we also don't do that
166  *     fancy "no flush" variant of eviction and we use H_REMOVE which will
167  *     do the right thing and thus we don't have the race I described earlier
168  *
169  *    - Under bare metal,  we do have the race, so we need R and C set
170  *    - We make sure R is always set and never lost
171  *    - C is _PAGE_DIRTY, and *should* always be set for a writeable mapping
172  */
173 unsigned long htab_convert_pte_flags(unsigned long pteflags)
174 {
175         unsigned long rflags = 0;
176
177         /* _PAGE_EXEC -> NOEXEC */
178         if ((pteflags & _PAGE_EXEC) == 0)
179                 rflags |= HPTE_R_N;
180         /*
181          * PPP bits:
182          * Linux uses slb key 0 for kernel and 1 for user.
183          * kernel RW areas are mapped with PPP=0b000
184          * User area is mapped with PPP=0b010 for read/write
185          * or PPP=0b011 for read-only (including writeable but clean pages).
186          */
187         if (pteflags & _PAGE_PRIVILEGED) {
188                 /*
189                  * Kernel read only mapped with ppp bits 0b110
190                  */
191                 if (!(pteflags & _PAGE_WRITE))
192                         rflags |= (HPTE_R_PP0 | 0x2);
193         } else {
194                 if (pteflags & _PAGE_RWX)
195                         rflags |= 0x2;
196                 if (!((pteflags & _PAGE_WRITE) && (pteflags & _PAGE_DIRTY)))
197                         rflags |= 0x1;
198         }
199         /*
200          * We can't allow hardware to update hpte bits. Hence always
201          * set 'R' bit and set 'C' if it is a write fault
202          */
203         rflags |=  HPTE_R_R;
204
205         if (pteflags & _PAGE_DIRTY)
206                 rflags |= HPTE_R_C;
207         /*
208          * Add in WIG bits
209          */
210
211         if ((pteflags & _PAGE_CACHE_CTL) == _PAGE_TOLERANT)
212                 rflags |= HPTE_R_I;
213         else if ((pteflags & _PAGE_CACHE_CTL) == _PAGE_NON_IDEMPOTENT)
214                 rflags |= (HPTE_R_I | HPTE_R_G);
215         else if ((pteflags & _PAGE_CACHE_CTL) == _PAGE_SAO)
216                 rflags |= (HPTE_R_W | HPTE_R_I | HPTE_R_M);
217         else
218                 /*
219                  * Add memory coherence if cache inhibited is not set
220                  */
221                 rflags |= HPTE_R_M;
222
223         return rflags;
224 }
225
226 int htab_bolt_mapping(unsigned long vstart, unsigned long vend,
227                       unsigned long pstart, unsigned long prot,
228                       int psize, int ssize)
229 {
230         unsigned long vaddr, paddr;
231         unsigned int step, shift;
232         int ret = 0;
233
234         shift = mmu_psize_defs[psize].shift;
235         step = 1 << shift;
236
237         prot = htab_convert_pte_flags(prot);
238
239         DBG("htab_bolt_mapping(%lx..%lx -> %lx (%lx,%d,%d)\n",
240             vstart, vend, pstart, prot, psize, ssize);
241
242         for (vaddr = vstart, paddr = pstart; vaddr < vend;
243              vaddr += step, paddr += step) {
244                 unsigned long hash, hpteg;
245                 unsigned long vsid = get_kernel_vsid(vaddr, ssize);
246                 unsigned long vpn  = hpt_vpn(vaddr, vsid, ssize);
247                 unsigned long tprot = prot;
248
249                 /*
250                  * If we hit a bad address return error.
251                  */
252                 if (!vsid)
253                         return -1;
254                 /* Make kernel text executable */
255                 if (overlaps_kernel_text(vaddr, vaddr + step))
256                         tprot &= ~HPTE_R_N;
257
258                 /* Make kvm guest trampolines executable */
259                 if (overlaps_kvm_tmp(vaddr, vaddr + step))
260                         tprot &= ~HPTE_R_N;
261
262                 /*
263                  * If relocatable, check if it overlaps interrupt vectors that
264                  * are copied down to real 0. For relocatable kernel
265                  * (e.g. kdump case) we copy interrupt vectors down to real
266                  * address 0. Mark that region as executable. This is
267                  * because on p8 system with relocation on exception feature
268                  * enabled, exceptions are raised with MMU (IR=DR=1) ON. Hence
269                  * in order to execute the interrupt handlers in virtual
270                  * mode the vector region need to be marked as executable.
271                  */
272                 if ((PHYSICAL_START > MEMORY_START) &&
273                         overlaps_interrupt_vector_text(vaddr, vaddr + step))
274                                 tprot &= ~HPTE_R_N;
275
276                 hash = hpt_hash(vpn, shift, ssize);
277                 hpteg = ((hash & htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP);
278
279                 BUG_ON(!ppc_md.hpte_insert);
280                 ret = ppc_md.hpte_insert(hpteg, vpn, paddr, tprot,
281                                          HPTE_V_BOLTED, psize, psize, ssize);
282
283                 if (ret < 0)
284                         break;
285
286 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
287                 if (debug_pagealloc_enabled() &&
288                         (paddr >> PAGE_SHIFT) < linear_map_hash_count)
289                         linear_map_hash_slots[paddr >> PAGE_SHIFT] = ret | 0x80;
290 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
291         }
292         return ret < 0 ? ret : 0;
293 }
294
295 int htab_remove_mapping(unsigned long vstart, unsigned long vend,
296                       int psize, int ssize)
297 {
298         unsigned long vaddr;
299         unsigned int step, shift;
300         int rc;
301         int ret = 0;
302
303         shift = mmu_psize_defs[psize].shift;
304         step = 1 << shift;
305
306         if (!ppc_md.hpte_removebolted)
307                 return -ENODEV;
308
309         for (vaddr = vstart; vaddr < vend; vaddr += step) {
310                 rc = ppc_md.hpte_removebolted(vaddr, psize, ssize);
311                 if (rc == -ENOENT) {
312                         ret = -ENOENT;
313                         continue;
314                 }
315                 if (rc < 0)
316                         return rc;
317         }
318
319         return ret;
320 }
321
322 static bool disable_1tb_segments = false;
323
324 static int __init parse_disable_1tb_segments(char *p)
325 {
326         disable_1tb_segments = true;
327         return 0;
328 }
329 early_param("disable_1tb_segments", parse_disable_1tb_segments);
330
331 static int __init htab_dt_scan_seg_sizes(unsigned long node,
332                                          const char *uname, int depth,
333                                          void *data)
334 {
335         const char *type = of_get_flat_dt_prop(node, "device_type", NULL);
336         const __be32 *prop;
337         int size = 0;
338
339         /* We are scanning "cpu" nodes only */
340         if (type == NULL || strcmp(type, "cpu") != 0)
341                 return 0;
342
343         prop = of_get_flat_dt_prop(node, "ibm,processor-segment-sizes", &size);
344         if (prop == NULL)
345                 return 0;
346         for (; size >= 4; size -= 4, ++prop) {
347                 if (be32_to_cpu(prop[0]) == 40) {
348                         DBG("1T segment support detected\n");
349
350                         if (disable_1tb_segments) {
351                                 DBG("1T segments disabled by command line\n");
352                                 break;
353                         }
354
355                         cur_cpu_spec->mmu_features |= MMU_FTR_1T_SEGMENT;
356                         return 1;
357                 }
358         }
359         cur_cpu_spec->mmu_features &= ~MMU_FTR_NO_SLBIE_B;
360         return 0;
361 }
362
363 static void __init htab_init_seg_sizes(void)
364 {
365         of_scan_flat_dt(htab_dt_scan_seg_sizes, NULL);
366 }
367
368 static int __init get_idx_from_shift(unsigned int shift)
369 {
370         int idx = -1;
371
372         switch (shift) {
373         case 0xc:
374                 idx = MMU_PAGE_4K;
375                 break;
376         case 0x10:
377                 idx = MMU_PAGE_64K;
378                 break;
379         case 0x14:
380                 idx = MMU_PAGE_1M;
381                 break;
382         case 0x18:
383                 idx = MMU_PAGE_16M;
384                 break;
385         case 0x22:
386                 idx = MMU_PAGE_16G;
387                 break;
388         }
389         return idx;
390 }
391
392 static int __init htab_dt_scan_page_sizes(unsigned long node,
393                                           const char *uname, int depth,
394                                           void *data)
395 {
396         const char *type = of_get_flat_dt_prop(node, "device_type", NULL);
397         const __be32 *prop;
398         int size = 0;
399
400         /* We are scanning "cpu" nodes only */
401         if (type == NULL || strcmp(type, "cpu") != 0)
402                 return 0;
403
404         prop = of_get_flat_dt_prop(node, "ibm,segment-page-sizes", &size);
405         if (!prop)
406                 return 0;
407
408         pr_info("Page sizes from device-tree:\n");
409         size /= 4;
410         cur_cpu_spec->mmu_features &= ~(MMU_FTR_16M_PAGE);
411         while(size > 0) {
412                 unsigned int base_shift = be32_to_cpu(prop[0]);
413                 unsigned int slbenc = be32_to_cpu(prop[1]);
414                 unsigned int lpnum = be32_to_cpu(prop[2]);
415                 struct mmu_psize_def *def;
416                 int idx, base_idx;
417
418                 size -= 3; prop += 3;
419                 base_idx = get_idx_from_shift(base_shift);
420                 if (base_idx < 0) {
421                         /* skip the pte encoding also */
422                         prop += lpnum * 2; size -= lpnum * 2;
423                         continue;
424                 }
425                 def = &mmu_psize_defs[base_idx];
426                 if (base_idx == MMU_PAGE_16M)
427                         cur_cpu_spec->mmu_features |= MMU_FTR_16M_PAGE;
428
429                 def->shift = base_shift;
430                 if (base_shift <= 23)
431                         def->avpnm = 0;
432                 else
433                         def->avpnm = (1 << (base_shift - 23)) - 1;
434                 def->sllp = slbenc;
435                 /*
436                  * We don't know for sure what's up with tlbiel, so
437                  * for now we only set it for 4K and 64K pages
438                  */
439                 if (base_idx == MMU_PAGE_4K || base_idx == MMU_PAGE_64K)
440                         def->tlbiel = 1;
441                 else
442                         def->tlbiel = 0;
443
444                 while (size > 0 && lpnum) {
445                         unsigned int shift = be32_to_cpu(prop[0]);
446                         int penc  = be32_to_cpu(prop[1]);
447
448                         prop += 2; size -= 2;
449                         lpnum--;
450
451                         idx = get_idx_from_shift(shift);
452                         if (idx < 0)
453                                 continue;
454
455                         if (penc == -1)
456                                 pr_err("Invalid penc for base_shift=%d "
457                                        "shift=%d\n", base_shift, shift);
458
459                         def->penc[idx] = penc;
460                         pr_info("base_shift=%d: shift=%d, sllp=0x%04lx,"
461                                 " avpnm=0x%08lx, tlbiel=%d, penc=%d\n",
462                                 base_shift, shift, def->sllp,
463                                 def->avpnm, def->tlbiel, def->penc[idx]);
464                 }
465         }
466
467         return 1;
468 }
469
470 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
471 /* Scan for 16G memory blocks that have been set aside for huge pages
472  * and reserve those blocks for 16G huge pages.
473  */
474 static int __init htab_dt_scan_hugepage_blocks(unsigned long node,
475                                         const char *uname, int depth,
476                                         void *data) {
477         const char *type = of_get_flat_dt_prop(node, "device_type", NULL);
478         const __be64 *addr_prop;
479         const __be32 *page_count_prop;
480         unsigned int expected_pages;
481         long unsigned int phys_addr;
482         long unsigned int block_size;
483
484         /* We are scanning "memory" nodes only */
485         if (type == NULL || strcmp(type, "memory") != 0)
486                 return 0;
487
488         /* This property is the log base 2 of the number of virtual pages that
489          * will represent this memory block. */
490         page_count_prop = of_get_flat_dt_prop(node, "ibm,expected#pages", NULL);
491         if (page_count_prop == NULL)
492                 return 0;
493         expected_pages = (1 << be32_to_cpu(page_count_prop[0]));
494         addr_prop = of_get_flat_dt_prop(node, "reg", NULL);
495         if (addr_prop == NULL)
496                 return 0;
497         phys_addr = be64_to_cpu(addr_prop[0]);
498         block_size = be64_to_cpu(addr_prop[1]);
499         if (block_size != (16 * GB))
500                 return 0;
501         printk(KERN_INFO "Huge page(16GB) memory: "
502                         "addr = 0x%lX size = 0x%lX pages = %d\n",
503                         phys_addr, block_size, expected_pages);
504         if (phys_addr + (16 * GB) <= memblock_end_of_DRAM()) {
505                 memblock_reserve(phys_addr, block_size * expected_pages);
506                 add_gpage(phys_addr, block_size, expected_pages);
507         }
508         return 0;
509 }
510 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */
511
512 static void mmu_psize_set_default_penc(void)
513 {
514         int bpsize, apsize;
515         for (bpsize = 0; bpsize < MMU_PAGE_COUNT; bpsize++)
516                 for (apsize = 0; apsize < MMU_PAGE_COUNT; apsize++)
517                         mmu_psize_defs[bpsize].penc[apsize] = -1;
518 }
519
520 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
521
522 static bool might_have_hea(void)
523 {
524         /*
525          * The HEA ethernet adapter requires awareness of the
526          * GX bus. Without that awareness we can easily assume
527          * we will never see an HEA ethernet device.
528          */
529 #ifdef CONFIG_IBMEBUS
530         return !cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_207S) &&
531                 !firmware_has_feature(FW_FEATURE_SPLPAR);
532 #else
533         return false;
534 #endif
535 }
536
537 #endif /* #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES */
538
539 static void __init htab_init_page_sizes(void)
540 {
541         int rc;
542
543         /* se the invalid penc to -1 */
544         mmu_psize_set_default_penc();
545
546         /* Default to 4K pages only */
547         memcpy(mmu_psize_defs, mmu_psize_defaults_old,
548                sizeof(mmu_psize_defaults_old));
549
550         /*
551          * Try to find the available page sizes in the device-tree
552          */
553         rc = of_scan_flat_dt(htab_dt_scan_page_sizes, NULL);
554         if (rc != 0)  /* Found */
555                 goto found;
556
557         /*
558          * Not in the device-tree, let's fallback on known size
559          * list for 16M capable GP & GR
560          */
561         if (mmu_has_feature(MMU_FTR_16M_PAGE))
562                 memcpy(mmu_psize_defs, mmu_psize_defaults_gp,
563                        sizeof(mmu_psize_defaults_gp));
564 found:
565         if (!debug_pagealloc_enabled()) {
566                 /*
567                  * Pick a size for the linear mapping. Currently, we only
568                  * support 16M, 1M and 4K which is the default
569                  */
570                 if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_16M].shift)
571                         mmu_linear_psize = MMU_PAGE_16M;
572                 else if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_1M].shift)
573                         mmu_linear_psize = MMU_PAGE_1M;
574         }
575
576 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
577         /*
578          * Pick a size for the ordinary pages. Default is 4K, we support
579          * 64K for user mappings and vmalloc if supported by the processor.
580          * We only use 64k for ioremap if the processor
581          * (and firmware) support cache-inhibited large pages.
582          * If not, we use 4k and set mmu_ci_restrictions so that
583          * hash_page knows to switch processes that use cache-inhibited
584          * mappings to 4k pages.
585          */
586         if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_64K].shift) {
587                 mmu_virtual_psize = MMU_PAGE_64K;
588                 mmu_vmalloc_psize = MMU_PAGE_64K;
589                 if (mmu_linear_psize == MMU_PAGE_4K)
590                         mmu_linear_psize = MMU_PAGE_64K;
591                 if (mmu_has_feature(MMU_FTR_CI_LARGE_PAGE)) {
592                         /*
593                          * When running on pSeries using 64k pages for ioremap
594                          * would stop us accessing the HEA ethernet. So if we
595                          * have the chance of ever seeing one, stay at 4k.
596                          */
597                         if (!might_have_hea())
598                                 mmu_io_psize = MMU_PAGE_64K;
599                 } else
600                         mmu_ci_restrictions = 1;
601         }
602 #endif /* CONFIG_PPC_64K_PAGES */
603
604 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
605         /* We try to use 16M pages for vmemmap if that is supported
606          * and we have at least 1G of RAM at boot
607          */
608         if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_16M].shift &&
609             memblock_phys_mem_size() >= 0x40000000)
610                 mmu_vmemmap_psize = MMU_PAGE_16M;
611         else if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_64K].shift)
612                 mmu_vmemmap_psize = MMU_PAGE_64K;
613         else
614                 mmu_vmemmap_psize = MMU_PAGE_4K;
615 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
616
617         printk(KERN_DEBUG "Page orders: linear mapping = %d, "
618                "virtual = %d, io = %d"
619 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
620                ", vmemmap = %d"
621 #endif
622                "\n",
623                mmu_psize_defs[mmu_linear_psize].shift,
624                mmu_psize_defs[mmu_virtual_psize].shift,
625                mmu_psize_defs[mmu_io_psize].shift
626 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
627                ,mmu_psize_defs[mmu_vmemmap_psize].shift
628 #endif
629                );
630
631 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
632         /* Reserve 16G huge page memory sections for huge pages */
633         of_scan_flat_dt(htab_dt_scan_hugepage_blocks, NULL);
634 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */
635 }
636
637 static int __init htab_dt_scan_pftsize(unsigned long node,
638                                        const char *uname, int depth,
639                                        void *data)
640 {
641         const char *type = of_get_flat_dt_prop(node, "device_type", NULL);
642         const __be32 *prop;
643
644         /* We are scanning "cpu" nodes only */
645         if (type == NULL || strcmp(type, "cpu") != 0)
646                 return 0;
647
648         prop = of_get_flat_dt_prop(node, "ibm,pft-size", NULL);
649         if (prop != NULL) {
650                 /* pft_size[0] is the NUMA CEC cookie */
651                 ppc64_pft_size = be32_to_cpu(prop[1]);
652                 return 1;
653         }
654         return 0;
655 }
656
657 unsigned htab_shift_for_mem_size(unsigned long mem_size)
658 {
659         unsigned memshift = __ilog2(mem_size);
660         unsigned pshift = mmu_psize_defs[mmu_virtual_psize].shift;
661         unsigned pteg_shift;
662
663         /* round mem_size up to next power of 2 */
664         if ((1UL << memshift) < mem_size)
665                 memshift += 1;
666
667         /* aim for 2 pages / pteg */
668         pteg_shift = memshift - (pshift + 1);
669
670         /*
671          * 2^11 PTEGS of 128 bytes each, ie. 2^18 bytes is the minimum htab
672          * size permitted by the architecture.
673          */
674         return max(pteg_shift + 7, 18U);
675 }
676
677 static unsigned long __init htab_get_table_size(void)
678 {
679         /* If hash size isn't already provided by the platform, we try to
680          * retrieve it from the device-tree. If it's not there neither, we
681          * calculate it now based on the total RAM size
682          */
683         if (ppc64_pft_size == 0)
684                 of_scan_flat_dt(htab_dt_scan_pftsize, NULL);
685         if (ppc64_pft_size)
686                 return 1UL << ppc64_pft_size;
687
688         return 1UL << htab_shift_for_mem_size(memblock_phys_mem_size());
689 }
690
691 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
692 int create_section_mapping(unsigned long start, unsigned long end)
693 {
694         int rc = htab_bolt_mapping(start, end, __pa(start),
695                                    pgprot_val(PAGE_KERNEL), mmu_linear_psize,
696                                    mmu_kernel_ssize);
697
698         if (rc < 0) {
699                 int rc2 = htab_remove_mapping(start, end, mmu_linear_psize,
700                                               mmu_kernel_ssize);
701                 BUG_ON(rc2 && (rc2 != -ENOENT));
702         }
703         return rc;
704 }
705
706 int remove_section_mapping(unsigned long start, unsigned long end)
707 {
708         int rc = htab_remove_mapping(start, end, mmu_linear_psize,
709                                      mmu_kernel_ssize);
710         WARN_ON(rc < 0);
711         return rc;
712 }
713 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
714
715 static void __init hash_init_partition_table(phys_addr_t hash_table,
716                                              unsigned long htab_size)
717 {
718         unsigned long ps_field;
719         unsigned long patb_size = 1UL << PATB_SIZE_SHIFT;
720
721         /*
722          * slb llp encoding for the page size used in VPM real mode.
723          * We can ignore that for lpid 0
724          */
725         ps_field = 0;
726         htab_size =  __ilog2(htab_size) - 18;
727
728         BUILD_BUG_ON_MSG((PATB_SIZE_SHIFT > 24), "Partition table size too large.");
729         partition_tb = __va(memblock_alloc_base(patb_size, patb_size,
730                                                 MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE));
731
732         /* Initialize the Partition Table with no entries */
733         memset((void *)partition_tb, 0, patb_size);
734         partition_tb->patb0 = cpu_to_be64(ps_field | hash_table | htab_size);
735         /*
736          * FIXME!! This should be done via update_partition table
737          * For now UPRT is 0 for us.
738          */
739         partition_tb->patb1 = 0;
740         pr_info("Partition table %p\n", partition_tb);
741         /*
742          * update partition table control register,
743          * 64 K size.
744          */
745         mtspr(SPRN_PTCR, __pa(partition_tb) | (PATB_SIZE_SHIFT - 12));
746
747 }
748
749 static void __init htab_initialize(void)
750 {
751         unsigned long table;
752         unsigned long pteg_count;
753         unsigned long prot;
754         unsigned long base = 0, size = 0;
755         struct memblock_region *reg;
756
757         DBG(" -> htab_initialize()\n");
758
759         /* Initialize segment sizes */
760         htab_init_seg_sizes();
761
762         /* Initialize page sizes */
763         htab_init_page_sizes();
764
765         if (mmu_has_feature(MMU_FTR_1T_SEGMENT)) {
766                 mmu_kernel_ssize = MMU_SEGSIZE_1T;
767                 mmu_highuser_ssize = MMU_SEGSIZE_1T;
768                 printk(KERN_INFO "Using 1TB segments\n");
769         }
770
771         /*
772          * Calculate the required size of the htab.  We want the number of
773          * PTEGs to equal one half the number of real pages.
774          */ 
775         htab_size_bytes = htab_get_table_size();
776         pteg_count = htab_size_bytes >> 7;
777
778         htab_hash_mask = pteg_count - 1;
779
780         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR) ||
781             firmware_has_feature(FW_FEATURE_PS3_LV1)) {
782                 /* Using a hypervisor which owns the htab */
783                 htab_address = NULL;
784                 _SDR1 = 0; 
785 #ifdef CONFIG_FA_DUMP
786                 /*
787                  * If firmware assisted dump is active firmware preserves
788                  * the contents of htab along with entire partition memory.
789                  * Clear the htab if firmware assisted dump is active so
790                  * that we dont end up using old mappings.
791                  */
792                 if (is_fadump_active() && ppc_md.hpte_clear_all)
793                         ppc_md.hpte_clear_all();
794 #endif
795         } else {
796                 unsigned long limit = MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE;
797
798 #ifdef CONFIG_PPC_CELL
799                 /*
800                  * Cell may require the hash table down low when using the
801                  * Axon IOMMU in order to fit the dynamic region over it, see
802                  * comments in cell/iommu.c
803                  */
804                 if (fdt_subnode_offset(initial_boot_params, 0, "axon") > 0) {
805                         limit = 0x80000000;
806                         pr_info("Hash table forced below 2G for Axon IOMMU\n");
807                 }
808 #endif /* CONFIG_PPC_CELL */
809
810                 table = memblock_alloc_base(htab_size_bytes, htab_size_bytes,
811                                             limit);
812
813                 DBG("Hash table allocated at %lx, size: %lx\n", table,
814                     htab_size_bytes);
815
816                 htab_address = __va(table);
817
818                 /* htab absolute addr + encoded htabsize */
819                 _SDR1 = table + __ilog2(htab_size_bytes) - 18;
820
821                 /* Initialize the HPT with no entries */
822                 memset((void *)table, 0, htab_size_bytes);
823
824                 if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
825                         /* Set SDR1 */
826                         mtspr(SPRN_SDR1, _SDR1);
827                 else
828                         hash_init_partition_table(table, htab_size_bytes);
829         }
830
831         prot = pgprot_val(PAGE_KERNEL);
832
833 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
834         if (debug_pagealloc_enabled()) {
835                 linear_map_hash_count = memblock_end_of_DRAM() >> PAGE_SHIFT;
836                 linear_map_hash_slots = __va(memblock_alloc_base(
837                                 linear_map_hash_count, 1, ppc64_rma_size));
838                 memset(linear_map_hash_slots, 0, linear_map_hash_count);
839         }
840 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
841
842         /* On U3 based machines, we need to reserve the DART area and
843          * _NOT_ map it to avoid cache paradoxes as it's remapped non
844          * cacheable later on
845          */
846
847         /* create bolted the linear mapping in the hash table */
848         for_each_memblock(memory, reg) {
849                 base = (unsigned long)__va(reg->base);
850                 size = reg->size;
851
852                 DBG("creating mapping for region: %lx..%lx (prot: %lx)\n",
853                     base, size, prot);
854
855                 BUG_ON(htab_bolt_mapping(base, base + size, __pa(base),
856                                 prot, mmu_linear_psize, mmu_kernel_ssize));
857         }
858         memblock_set_current_limit(MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE);
859
860         /*
861          * If we have a memory_limit and we've allocated TCEs then we need to
862          * explicitly map the TCE area at the top of RAM. We also cope with the
863          * case that the TCEs start below memory_limit.
864          * tce_alloc_start/end are 16MB aligned so the mapping should work
865          * for either 4K or 16MB pages.
866          */
867         if (tce_alloc_start) {
868                 tce_alloc_start = (unsigned long)__va(tce_alloc_start);
869                 tce_alloc_end = (unsigned long)__va(tce_alloc_end);
870
871                 if (base + size >= tce_alloc_start)
872                         tce_alloc_start = base + size + 1;
873
874                 BUG_ON(htab_bolt_mapping(tce_alloc_start, tce_alloc_end,
875                                          __pa(tce_alloc_start), prot,
876                                          mmu_linear_psize, mmu_kernel_ssize));
877         }
878
879
880         DBG(" <- htab_initialize()\n");
881 }
882 #undef KB
883 #undef MB
884
885 void __init __weak hpte_init_lpar(void)
886 {
887         panic("FW_FEATURE_LPAR set but no LPAR support compiled\n");
888 }
889
890 void __init hash__early_init_mmu(void)
891 {
892         /*
893          * initialize page table size
894          */
895         __pte_frag_nr = H_PTE_FRAG_NR;
896         __pte_frag_size_shift = H_PTE_FRAG_SIZE_SHIFT;
897
898         __pte_index_size = H_PTE_INDEX_SIZE;
899         __pmd_index_size = H_PMD_INDEX_SIZE;
900         __pud_index_size = H_PUD_INDEX_SIZE;
901         __pgd_index_size = H_PGD_INDEX_SIZE;
902         __pmd_cache_index = H_PMD_CACHE_INDEX;
903         __pte_table_size = H_PTE_TABLE_SIZE;
904         __pmd_table_size = H_PMD_TABLE_SIZE;
905         __pud_table_size = H_PUD_TABLE_SIZE;
906         __pgd_table_size = H_PGD_TABLE_SIZE;
907         /*
908          * 4k use hugepd format, so for hash set then to
909          * zero
910          */
911         __pmd_val_bits = 0;
912         __pud_val_bits = 0;
913         __pgd_val_bits = 0;
914
915         __kernel_virt_start = H_KERN_VIRT_START;
916         __kernel_virt_size = H_KERN_VIRT_SIZE;
917         __vmalloc_start = H_VMALLOC_START;
918         __vmalloc_end = H_VMALLOC_END;
919         vmemmap = (struct page *)H_VMEMMAP_BASE;
920         ioremap_bot = IOREMAP_BASE;
921
922 #ifdef CONFIG_PCI
923         pci_io_base = ISA_IO_BASE;
924 #endif
925
926         /* Select appropriate backend */
927         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_PS3_LV1))
928                 ps3_early_mm_init();
929         else if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR))
930                 hpte_init_lpar();
931         else
932                 hpte_init_native();
933
934         /* Initialize the MMU Hash table and create the linear mapping
935          * of memory. Has to be done before SLB initialization as this is
936          * currently where the page size encoding is obtained.
937          */
938         htab_initialize();
939
940         pr_info("Initializing hash mmu with SLB\n");
941         /* Initialize SLB management */
942         slb_initialize();
943 }
944
945 #ifdef CONFIG_SMP
946 void hash__early_init_mmu_secondary(void)
947 {
948         /* Initialize hash table for that CPU */
949         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR)) {
950                 if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
951                         mtspr(SPRN_SDR1, _SDR1);
952                 else
953                         mtspr(SPRN_PTCR,
954                               __pa(partition_tb) | (PATB_SIZE_SHIFT - 12));
955         }
956         /* Initialize SLB */
957         slb_initialize();
958 }
959 #endif /* CONFIG_SMP */
960
961 /*
962  * Called by asm hashtable.S for doing lazy icache flush
963  */
964 unsigned int hash_page_do_lazy_icache(unsigned int pp, pte_t pte, int trap)
965 {
966         struct page *page;
967
968         if (!pfn_valid(pte_pfn(pte)))
969                 return pp;
970
971         page = pte_page(pte);
972
973         /* page is dirty */
974         if (!test_bit(PG_arch_1, &page->flags) && !PageReserved(page)) {
975                 if (trap == 0x400) {
976                         flush_dcache_icache_page(page);
977                         set_bit(PG_arch_1, &page->flags);
978                 } else
979                         pp |= HPTE_R_N;
980         }
981         return pp;
982 }
983
984 #ifdef CONFIG_PPC_MM_SLICES
985 static unsigned int get_paca_psize(unsigned long addr)
986 {
987         u64 lpsizes;
988         unsigned char *hpsizes;
989         unsigned long index, mask_index;
990
991         if (addr < SLICE_LOW_TOP) {
992                 lpsizes = get_paca()->mm_ctx_low_slices_psize;
993                 index = GET_LOW_SLICE_INDEX(addr);
994                 return (lpsizes >> (index * 4)) & 0xF;
995         }
996         hpsizes = get_paca()->mm_ctx_high_slices_psize;
997         index = GET_HIGH_SLICE_INDEX(addr);
998         mask_index = index & 0x1;
999         return (hpsizes[index >> 1] >> (mask_index * 4)) & 0xF;
1000 }
1001
1002 #else
1003 unsigned int get_paca_psize(unsigned long addr)
1004 {
1005         return get_paca()->mm_ctx_user_psize;
1006 }
1007 #endif
1008
1009 /*
1010  * Demote a segment to using 4k pages.
1011  * For now this makes the whole process use 4k pages.
1012  */
1013 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
1014 void demote_segment_4k(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
1015 {
1016         if (get_slice_psize(mm, addr) == MMU_PAGE_4K)
1017                 return;
1018         slice_set_range_psize(mm, addr, 1, MMU_PAGE_4K);
1019         copro_flush_all_slbs(mm);
1020         if ((get_paca_psize(addr) != MMU_PAGE_4K) && (current->mm == mm)) {
1021
1022                 copy_mm_to_paca(&mm->context);
1023                 slb_flush_and_rebolt();
1024         }
1025 }
1026 #endif /* CONFIG_PPC_64K_PAGES */
1027
1028 #ifdef CONFIG_PPC_SUBPAGE_PROT
1029 /*
1030  * This looks up a 2-bit protection code for a 4k subpage of a 64k page.
1031  * Userspace sets the subpage permissions using the subpage_prot system call.
1032  *
1033  * Result is 0: full permissions, _PAGE_RW: read-only,
1034  * _PAGE_RWX: no access.
1035  */
1036 static int subpage_protection(struct mm_struct *mm, unsigned long ea)
1037 {
1038         struct subpage_prot_table *spt = &mm->context.spt;
1039         u32 spp = 0;
1040         u32 **sbpm, *sbpp;
1041
1042         if (ea >= spt->maxaddr)
1043                 return 0;
1044         if (ea < 0x100000000UL) {
1045                 /* addresses below 4GB use spt->low_prot */
1046                 sbpm = spt->low_prot;
1047         } else {
1048                 sbpm = spt->protptrs[ea >> SBP_L3_SHIFT];
1049                 if (!sbpm)
1050                         return 0;
1051         }
1052         sbpp = sbpm[(ea >> SBP_L2_SHIFT) & (SBP_L2_COUNT - 1)];
1053         if (!sbpp)
1054                 return 0;
1055         spp = sbpp[(ea >> PAGE_SHIFT) & (SBP_L1_COUNT - 1)];
1056
1057         /* extract 2-bit bitfield for this 4k subpage */
1058         spp >>= 30 - 2 * ((ea >> 12) & 0xf);
1059
1060         /*
1061          * 0 -> full premission
1062          * 1 -> Read only
1063          * 2 -> no access.
1064          * We return the flag that need to be cleared.
1065          */
1066         spp = ((spp & 2) ? _PAGE_RWX : 0) | ((spp & 1) ? _PAGE_WRITE : 0);
1067         return spp;
1068 }
1069
1070 #else /* CONFIG_PPC_SUBPAGE_PROT */
1071 static inline int subpage_protection(struct mm_struct *mm, unsigned long ea)
1072 {
1073         return 0;
1074 }
1075 #endif
1076
1077 void hash_failure_debug(unsigned long ea, unsigned long access,
1078                         unsigned long vsid, unsigned long trap,
1079                         int ssize, int psize, int lpsize, unsigned long pte)
1080 {
1081         if (!printk_ratelimit())
1082                 return;
1083         pr_info("mm: Hashing failure ! EA=0x%lx access=0x%lx current=%s\n",
1084                 ea, access, current->comm);
1085         pr_info("    trap=0x%lx vsid=0x%lx ssize=%d base psize=%d psize %d pte=0x%lx\n",
1086                 trap, vsid, ssize, psize, lpsize, pte);
1087 }
1088
1089 static void check_paca_psize(unsigned long ea, struct mm_struct *mm,
1090                              int psize, bool user_region)
1091 {
1092         if (user_region) {
1093                 if (psize != get_paca_psize(ea)) {
1094                         copy_mm_to_paca(&mm->context);
1095                         slb_flush_and_rebolt();
1096                 }
1097         } else if (get_paca()->vmalloc_sllp !=
1098                    mmu_psize_defs[mmu_vmalloc_psize].sllp) {
1099                 get_paca()->vmalloc_sllp =
1100                         mmu_psize_defs[mmu_vmalloc_psize].sllp;
1101                 slb_vmalloc_update();
1102         }
1103 }
1104
1105 /* Result code is:
1106  *  0 - handled
1107  *  1 - normal page fault
1108  * -1 - critical hash insertion error
1109  * -2 - access not permitted by subpage protection mechanism
1110  */
1111 int hash_page_mm(struct mm_struct *mm, unsigned long ea,
1112                  unsigned long access, unsigned long trap,
1113                  unsigned long flags)
1114 {
1115         bool is_thp;
1116         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
1117         pgd_t *pgdir;
1118         unsigned long vsid;
1119         pte_t *ptep;
1120         unsigned hugeshift;
1121         const struct cpumask *tmp;
1122         int rc, user_region = 0;
1123         int psize, ssize;
1124
1125         DBG_LOW("hash_page(ea=%016lx, access=%lx, trap=%lx\n",
1126                 ea, access, trap);
1127         trace_hash_fault(ea, access, trap);
1128
1129         /* Get region & vsid */
1130         switch (REGION_ID(ea)) {
1131         case USER_REGION_ID:
1132                 user_region = 1;
1133                 if (! mm) {
1134                         DBG_LOW(" user region with no mm !\n");
1135                         rc = 1;
1136                         goto bail;
1137                 }
1138                 psize = get_slice_psize(mm, ea);
1139                 ssize = user_segment_size(ea);
1140                 vsid = get_vsid(mm->context.id, ea, ssize);
1141                 break;
1142         case VMALLOC_REGION_ID:
1143                 vsid = get_kernel_vsid(ea, mmu_kernel_ssize);
1144                 if (ea < VMALLOC_END)
1145                         psize = mmu_vmalloc_psize;
1146                 else
1147                         psize = mmu_io_psize;
1148                 ssize = mmu_kernel_ssize;
1149                 break;
1150         default:
1151                 /* Not a valid range
1152                  * Send the problem up to do_page_fault 
1153                  */
1154                 rc = 1;
1155                 goto bail;
1156         }
1157         DBG_LOW(" mm=%p, mm->pgdir=%p, vsid=%016lx\n", mm, mm->pgd, vsid);
1158
1159         /* Bad address. */
1160         if (!vsid) {
1161                 DBG_LOW("Bad address!\n");
1162                 rc = 1;
1163                 goto bail;
1164         }
1165         /* Get pgdir */
1166         pgdir = mm->pgd;
1167         if (pgdir == NULL) {
1168                 rc = 1;
1169                 goto bail;
1170         }
1171
1172         /* Check CPU locality */
1173         tmp = cpumask_of(smp_processor_id());
1174         if (user_region && cpumask_equal(mm_cpumask(mm), tmp))
1175                 flags |= HPTE_LOCAL_UPDATE;
1176
1177 #ifndef CONFIG_PPC_64K_PAGES
1178         /* If we use 4K pages and our psize is not 4K, then we might
1179          * be hitting a special driver mapping, and need to align the
1180          * address before we fetch the PTE.
1181          *
1182          * It could also be a hugepage mapping, in which case this is
1183          * not necessary, but it's not harmful, either.
1184          */
1185         if (psize != MMU_PAGE_4K)
1186                 ea &= ~((1ul << mmu_psize_defs[psize].shift) - 1);
1187 #endif /* CONFIG_PPC_64K_PAGES */
1188
1189         /* Get PTE and page size from page tables */
1190         ptep = __find_linux_pte_or_hugepte(pgdir, ea, &is_thp, &hugeshift);
1191         if (ptep == NULL || !pte_present(*ptep)) {
1192                 DBG_LOW(" no PTE !\n");
1193                 rc = 1;
1194                 goto bail;
1195         }
1196
1197         /* Add _PAGE_PRESENT to the required access perm */
1198         access |= _PAGE_PRESENT;
1199
1200         /* Pre-check access permissions (will be re-checked atomically
1201          * in __hash_page_XX but this pre-check is a fast path
1202          */
1203         if (!check_pte_access(access, pte_val(*ptep))) {
1204                 DBG_LOW(" no access !\n");
1205                 rc = 1;
1206                 goto bail;
1207         }
1208
1209         if (hugeshift) {
1210                 if (is_thp)
1211                         rc = __hash_page_thp(ea, access, vsid, (pmd_t *)ptep,
1212                                              trap, flags, ssize, psize);
1213 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
1214                 else
1215                         rc = __hash_page_huge(ea, access, vsid, ptep, trap,
1216                                               flags, ssize, hugeshift, psize);
1217 #else
1218                 else {
1219                         /*
1220                          * if we have hugeshift, and is not transhuge with
1221                          * hugetlb disabled, something is really wrong.
1222                          */
1223                         rc = 1;
1224                         WARN_ON(1);
1225                 }
1226 #endif
1227                 if (current->mm == mm)
1228                         check_paca_psize(ea, mm, psize, user_region);
1229
1230                 goto bail;
1231         }
1232
1233 #ifndef CONFIG_PPC_64K_PAGES
1234         DBG_LOW(" i-pte: %016lx\n", pte_val(*ptep));
1235 #else
1236         DBG_LOW(" i-pte: %016lx %016lx\n", pte_val(*ptep),
1237                 pte_val(*(ptep + PTRS_PER_PTE)));
1238 #endif
1239         /* Do actual hashing */
1240 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
1241         /* If H_PAGE_4K_PFN is set, make sure this is a 4k segment */
1242         if ((pte_val(*ptep) & H_PAGE_4K_PFN) && psize == MMU_PAGE_64K) {
1243                 demote_segment_4k(mm, ea);
1244                 psize = MMU_PAGE_4K;
1245         }
1246
1247         /* If this PTE is non-cacheable and we have restrictions on
1248          * using non cacheable large pages, then we switch to 4k
1249          */
1250         if (mmu_ci_restrictions && psize == MMU_PAGE_64K && pte_ci(*ptep)) {
1251                 if (user_region) {
1252                         demote_segment_4k(mm, ea);
1253                         psize = MMU_PAGE_4K;
1254                 } else if (ea < VMALLOC_END) {
1255                         /*
1256                          * some driver did a non-cacheable mapping
1257                          * in vmalloc space, so switch vmalloc
1258                          * to 4k pages
1259                          */
1260                         printk(KERN_ALERT "Reducing vmalloc segment "
1261                                "to 4kB pages because of "
1262                                "non-cacheable mapping\n");
1263                         psize = mmu_vmalloc_psize = MMU_PAGE_4K;
1264                         copro_flush_all_slbs(mm);
1265                 }
1266         }
1267
1268 #endif /* CONFIG_PPC_64K_PAGES */
1269
1270         if (current->mm == mm)
1271                 check_paca_psize(ea, mm, psize, user_region);
1272
1273 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
1274         if (psize == MMU_PAGE_64K)
1275                 rc = __hash_page_64K(ea, access, vsid, ptep, trap,
1276                                      flags, ssize);
1277         else
1278 #endif /* CONFIG_PPC_64K_PAGES */
1279         {
1280                 int spp = subpage_protection(mm, ea);
1281                 if (access & spp)
1282                         rc = -2;
1283                 else
1284                         rc = __hash_page_4K(ea, access, vsid, ptep, trap,
1285                                             flags, ssize, spp);
1286         }
1287
1288         /* Dump some info in case of hash insertion failure, they should
1289          * never happen so it is really useful to know if/when they do
1290          */
1291         if (rc == -1)
1292                 hash_failure_debug(ea, access, vsid, trap, ssize, psize,
1293                                    psize, pte_val(*ptep));
1294 #ifndef CONFIG_PPC_64K_PAGES
1295         DBG_LOW(" o-pte: %016lx\n", pte_val(*ptep));
1296 #else
1297         DBG_LOW(" o-pte: %016lx %016lx\n", pte_val(*ptep),
1298                 pte_val(*(ptep + PTRS_PER_PTE)));
1299 #endif
1300         DBG_LOW(" -> rc=%d\n", rc);
1301
1302 bail:
1303         exception_exit(prev_state);
1304         return rc;
1305 }
1306 EXPORT_SYMBOL_GPL(hash_page_mm);
1307
1308 int hash_page(unsigned long ea, unsigned long access, unsigned long trap,
1309               unsigned long dsisr)
1310 {
1311         unsigned long flags = 0;
1312         struct mm_struct *mm = current->mm;
1313
1314         if (REGION_ID(ea) == VMALLOC_REGION_ID)
1315                 mm = &init_mm;
1316
1317         if (dsisr & DSISR_NOHPTE)
1318                 flags |= HPTE_NOHPTE_UPDATE;
1319
1320         return hash_page_mm(mm, ea, access, trap, flags);
1321 }
1322 EXPORT_SYMBOL_GPL(hash_page);
1323
1324 int __hash_page(unsigned long ea, unsigned long msr, unsigned long trap,
1325                 unsigned long dsisr)
1326 {
1327         unsigned long access = _PAGE_PRESENT | _PAGE_READ;
1328         unsigned long flags = 0;
1329         struct mm_struct *mm = current->mm;
1330
1331         if (REGION_ID(ea) == VMALLOC_REGION_ID)
1332                 mm = &init_mm;
1333
1334         if (dsisr & DSISR_NOHPTE)
1335                 flags |= HPTE_NOHPTE_UPDATE;
1336
1337         if (dsisr & DSISR_ISSTORE)
1338                 access |= _PAGE_WRITE;
1339         /*
1340          * We set _PAGE_PRIVILEGED only when
1341          * kernel mode access kernel space.
1342          *
1343          * _PAGE_PRIVILEGED is NOT set
1344          * 1) when kernel mode access user space
1345          * 2) user space access kernel space.
1346          */
1347         access |= _PAGE_PRIVILEGED;
1348         if ((msr & MSR_PR) || (REGION_ID(ea) == USER_REGION_ID))
1349                 access &= ~_PAGE_PRIVILEGED;
1350
1351         if (trap == 0x400)
1352                 access |= _PAGE_EXEC;
1353
1354         return hash_page_mm(mm, ea, access, trap, flags);
1355 }
1356
1357 #ifdef CONFIG_PPC_MM_SLICES
1358 static bool should_hash_preload(struct mm_struct *mm, unsigned long ea)
1359 {
1360         int psize = get_slice_psize(mm, ea);
1361
1362         /* We only prefault standard pages for now */
1363         if (unlikely(psize != mm->context.user_psize))
1364                 return false;
1365
1366         /*
1367          * Don't prefault if subpage protection is enabled for the EA.
1368          */
1369         if (unlikely((psize == MMU_PAGE_4K) && subpage_protection(mm, ea)))
1370                 return false;
1371
1372         return true;
1373 }
1374 #else
1375 static bool should_hash_preload(struct mm_struct *mm, unsigned long ea)
1376 {
1377         return true;
1378 }
1379 #endif
1380
1381 void hash_preload(struct mm_struct *mm, unsigned long ea,
1382                   unsigned long access, unsigned long trap)
1383 {
1384         int hugepage_shift;
1385         unsigned long vsid;
1386         pgd_t *pgdir;
1387         pte_t *ptep;
1388         unsigned long flags;
1389         int rc, ssize, update_flags = 0;
1390
1391         BUG_ON(REGION_ID(ea) != USER_REGION_ID);
1392
1393         if (!should_hash_preload(mm, ea))
1394                 return;
1395
1396         DBG_LOW("hash_preload(mm=%p, mm->pgdir=%p, ea=%016lx, access=%lx,"
1397                 " trap=%lx\n", mm, mm->pgd, ea, access, trap);
1398
1399         /* Get Linux PTE if available */
1400         pgdir = mm->pgd;
1401         if (pgdir == NULL)
1402                 return;
1403
1404         /* Get VSID */
1405         ssize = user_segment_size(ea);
1406         vsid = get_vsid(mm->context.id, ea, ssize);
1407         if (!vsid)
1408                 return;
1409         /*
1410          * Hash doesn't like irqs. Walking linux page table with irq disabled
1411          * saves us from holding multiple locks.
1412          */
1413         local_irq_save(flags);
1414
1415         /*
1416          * THP pages use update_mmu_cache_pmd. We don't do
1417          * hash preload there. Hence can ignore THP here
1418          */
1419         ptep = find_linux_pte_or_hugepte(pgdir, ea, NULL, &hugepage_shift);
1420         if (!ptep)
1421                 goto out_exit;
1422
1423         WARN_ON(hugepage_shift);
1424 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
1425         /* If either H_PAGE_4K_PFN or cache inhibited is set (and we are on
1426          * a 64K kernel), then we don't preload, hash_page() will take
1427          * care of it once we actually try to access the page.
1428          * That way we don't have to duplicate all of the logic for segment
1429          * page size demotion here
1430          */
1431         if ((pte_val(*ptep) & H_PAGE_4K_PFN) || pte_ci(*ptep))
1432                 goto out_exit;
1433 #endif /* CONFIG_PPC_64K_PAGES */
1434
1435         /* Is that local to this CPU ? */
1436         if (cpumask_equal(mm_cpumask(mm), cpumask_of(smp_processor_id())))
1437                 update_flags |= HPTE_LOCAL_UPDATE;
1438
1439         /* Hash it in */
1440 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
1441         if (mm->context.user_psize == MMU_PAGE_64K)
1442                 rc = __hash_page_64K(ea, access, vsid, ptep, trap,
1443                                      update_flags, ssize);
1444         else
1445 #endif /* CONFIG_PPC_64K_PAGES */
1446                 rc = __hash_page_4K(ea, access, vsid, ptep, trap, update_flags,
1447                                     ssize, subpage_protection(mm, ea));
1448
1449         /* Dump some info in case of hash insertion failure, they should
1450          * never happen so it is really useful to know if/when they do
1451          */
1452         if (rc == -1)
1453                 hash_failure_debug(ea, access, vsid, trap, ssize,
1454                                    mm->context.user_psize,
1455                                    mm->context.user_psize,
1456                                    pte_val(*ptep));
1457 out_exit:
1458         local_irq_restore(flags);
1459 }
1460
1461 /* WARNING: This is called from hash_low_64.S, if you change this prototype,
1462  *          do not forget to update the assembly call site !
1463  */
1464 void flush_hash_page(unsigned long vpn, real_pte_t pte, int psize, int ssize,
1465                      unsigned long flags)
1466 {
1467         unsigned long hash, index, shift, hidx, slot;
1468         int local = flags & HPTE_LOCAL_UPDATE;
1469
1470         DBG_LOW("flush_hash_page(vpn=%016lx)\n", vpn);
1471         pte_iterate_hashed_subpages(pte, psize, vpn, index, shift) {
1472                 hash = hpt_hash(vpn, shift, ssize);
1473                 hidx = __rpte_to_hidx(pte, index);
1474                 if (hidx & _PTEIDX_SECONDARY)
1475                         hash = ~hash;
1476                 slot = (hash & htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP;
1477                 slot += hidx & _PTEIDX_GROUP_IX;
1478                 DBG_LOW(" sub %ld: hash=%lx, hidx=%lx\n", index, slot, hidx);
1479                 /*
1480                  * We use same base page size and actual psize, because we don't
1481                  * use these functions for hugepage
1482                  */
1483                 ppc_md.hpte_invalidate(slot, vpn, psize, psize, ssize, local);
1484         } pte_iterate_hashed_end();
1485
1486 #ifdef CONFIG_PPC_TRANSACTIONAL_MEM
1487         /* Transactions are not aborted by tlbiel, only tlbie.
1488          * Without, syncing a page back to a block device w/ PIO could pick up
1489          * transactional data (bad!) so we force an abort here.  Before the
1490          * sync the page will be made read-only, which will flush_hash_page.
1491          * BIG ISSUE here: if the kernel uses a page from userspace without
1492          * unmapping it first, it may see the speculated version.
1493          */
1494         if (local && cpu_has_feature(CPU_FTR_TM) &&
1495             current->thread.regs &&
1496             MSR_TM_ACTIVE(current->thread.regs->msr)) {
1497                 tm_enable();
1498                 tm_abort(TM_CAUSE_TLBI);
1499         }
1500 #endif
1501 }
1502
1503 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1504 void flush_hash_hugepage(unsigned long vsid, unsigned long addr,
1505                          pmd_t *pmdp, unsigned int psize, int ssize,
1506                          unsigned long flags)
1507 {
1508         int i, max_hpte_count, valid;
1509         unsigned long s_addr;
1510         unsigned char *hpte_slot_array;
1511         unsigned long hidx, shift, vpn, hash, slot;
1512         int local = flags & HPTE_LOCAL_UPDATE;
1513
1514         s_addr = addr & HPAGE_PMD_MASK;
1515         hpte_slot_array = get_hpte_slot_array(pmdp);
1516         /*
1517          * IF we try to do a HUGE PTE update after a withdraw is done.
1518          * we will find the below NULL. This happens when we do
1519          * split_huge_page_pmd
1520          */
1521         if (!hpte_slot_array)
1522                 return;
1523
1524         if (ppc_md.hugepage_invalidate) {
1525                 ppc_md.hugepage_invalidate(vsid, s_addr, hpte_slot_array,
1526                                            psize, ssize, local);
1527                 goto tm_abort;
1528         }
1529         /*
1530          * No bluk hpte removal support, invalidate each entry
1531          */
1532         shift = mmu_psize_defs[psize].shift;
1533         max_hpte_count = HPAGE_PMD_SIZE >> shift;
1534         for (i = 0; i < max_hpte_count; i++) {
1535                 /*
1536                  * 8 bits per each hpte entries
1537                  * 000| [ secondary group (one bit) | hidx (3 bits) | valid bit]
1538                  */
1539                 valid = hpte_valid(hpte_slot_array, i);
1540                 if (!valid)
1541                         continue;
1542                 hidx =  hpte_hash_index(hpte_slot_array, i);
1543
1544                 /* get the vpn */
1545                 addr = s_addr + (i * (1ul << shift));
1546                 vpn = hpt_vpn(addr, vsid, ssize);
1547                 hash = hpt_hash(vpn, shift, ssize);
1548                 if (hidx & _PTEIDX_SECONDARY)
1549                         hash = ~hash;
1550
1551                 slot = (hash & htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP;
1552                 slot += hidx & _PTEIDX_GROUP_IX;
1553                 ppc_md.hpte_invalidate(slot, vpn, psize,
1554                                        MMU_PAGE_16M, ssize, local);
1555         }
1556 tm_abort:
1557 #ifdef CONFIG_PPC_TRANSACTIONAL_MEM
1558         /* Transactions are not aborted by tlbiel, only tlbie.
1559          * Without, syncing a page back to a block device w/ PIO could pick up
1560          * transactional data (bad!) so we force an abort here.  Before the
1561          * sync the page will be made read-only, which will flush_hash_page.
1562          * BIG ISSUE here: if the kernel uses a page from userspace without
1563          * unmapping it first, it may see the speculated version.
1564          */
1565         if (local && cpu_has_feature(CPU_FTR_TM) &&
1566             current->thread.regs &&
1567             MSR_TM_ACTIVE(current->thread.regs->msr)) {
1568                 tm_enable();
1569                 tm_abort(TM_CAUSE_TLBI);
1570         }
1571 #endif
1572         return;
1573 }
1574 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1575
1576 void flush_hash_range(unsigned long number, int local)
1577 {
1578         if (ppc_md.flush_hash_range)
1579                 ppc_md.flush_hash_range(number, local);
1580         else {
1581                 int i;
1582                 struct ppc64_tlb_batch *batch =
1583                         this_cpu_ptr(&ppc64_tlb_batch);
1584
1585                 for (i = 0; i < number; i++)
1586                         flush_hash_page(batch->vpn[i], batch->pte[i],
1587                                         batch->psize, batch->ssize, local);
1588         }
1589 }
1590
1591 /*
1592  * low_hash_fault is called when we the low level hash code failed
1593  * to instert a PTE due to an hypervisor error
1594  */
1595 void low_hash_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long address, int rc)
1596 {
1597         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
1598
1599         if (user_mode(regs)) {
1600 #ifdef CONFIG_PPC_SUBPAGE_PROT
1601                 if (rc == -2)
1602                         _exception(SIGSEGV, regs, SEGV_ACCERR, address);
1603                 else
1604 #endif
1605                         _exception(SIGBUS, regs, BUS_ADRERR, address);
1606         } else
1607                 bad_page_fault(regs, address, SIGBUS);
1608
1609         exception_exit(prev_state);
1610 }
1611
1612 long hpte_insert_repeating(unsigned long hash, unsigned long vpn,
1613                            unsigned long pa, unsigned long rflags,
1614                            unsigned long vflags, int psize, int ssize)
1615 {
1616         unsigned long hpte_group;
1617         long slot;
1618
1619 repeat:
1620         hpte_group = ((hash & htab_hash_mask) *
1621                        HPTES_PER_GROUP) & ~0x7UL;
1622
1623         /* Insert into the hash table, primary slot */
1624         slot = ppc_md.hpte_insert(hpte_group, vpn, pa, rflags, vflags,
1625                                   psize, psize, ssize);
1626
1627         /* Primary is full, try the secondary */
1628         if (unlikely(slot == -1)) {
1629                 hpte_group = ((~hash & htab_hash_mask) *
1630                               HPTES_PER_GROUP) & ~0x7UL;
1631                 slot = ppc_md.hpte_insert(hpte_group, vpn, pa, rflags,
1632                                           vflags | HPTE_V_SECONDARY,
1633                                           psize, psize, ssize);
1634                 if (slot == -1) {
1635                         if (mftb() & 0x1)
1636                                 hpte_group = ((hash & htab_hash_mask) *
1637                                               HPTES_PER_GROUP)&~0x7UL;
1638
1639                         ppc_md.hpte_remove(hpte_group);
1640                         goto repeat;
1641                 }
1642         }
1643
1644         return slot;
1645 }
1646
1647 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1648 static void kernel_map_linear_page(unsigned long vaddr, unsigned long lmi)
1649 {
1650         unsigned long hash;
1651         unsigned long vsid = get_kernel_vsid(vaddr, mmu_kernel_ssize);
1652         unsigned long vpn = hpt_vpn(vaddr, vsid, mmu_kernel_ssize);
1653         unsigned long mode = htab_convert_pte_flags(pgprot_val(PAGE_KERNEL));
1654         long ret;
1655
1656         hash = hpt_hash(vpn, PAGE_SHIFT, mmu_kernel_ssize);
1657
1658         /* Don't create HPTE entries for bad address */
1659         if (!vsid)
1660                 return;
1661
1662         ret = hpte_insert_repeating(hash, vpn, __pa(vaddr), mode,
1663                                     HPTE_V_BOLTED,
1664                                     mmu_linear_psize, mmu_kernel_ssize);
1665
1666         BUG_ON (ret < 0);
1667         spin_lock(&linear_map_hash_lock);
1668         BUG_ON(linear_map_hash_slots[lmi] & 0x80);
1669         linear_map_hash_slots[lmi] = ret | 0x80;
1670         spin_unlock(&linear_map_hash_lock);
1671 }
1672
1673 static void kernel_unmap_linear_page(unsigned long vaddr, unsigned long lmi)
1674 {
1675         unsigned long hash, hidx, slot;
1676         unsigned long vsid = get_kernel_vsid(vaddr, mmu_kernel_ssize);
1677         unsigned long vpn = hpt_vpn(vaddr, vsid, mmu_kernel_ssize);
1678
1679         hash = hpt_hash(vpn, PAGE_SHIFT, mmu_kernel_ssize);
1680         spin_lock(&linear_map_hash_lock);
1681         BUG_ON(!(linear_map_hash_slots[lmi] & 0x80));
1682         hidx = linear_map_hash_slots[lmi] & 0x7f;
1683         linear_map_hash_slots[lmi] = 0;
1684         spin_unlock(&linear_map_hash_lock);
1685         if (hidx & _PTEIDX_SECONDARY)
1686                 hash = ~hash;
1687         slot = (hash & htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP;
1688         slot += hidx & _PTEIDX_GROUP_IX;
1689         ppc_md.hpte_invalidate(slot, vpn, mmu_linear_psize, mmu_linear_psize,
1690                                mmu_kernel_ssize, 0);
1691 }
1692
1693 void __kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
1694 {
1695         unsigned long flags, vaddr, lmi;
1696         int i;
1697
1698         local_irq_save(flags);
1699         for (i = 0; i < numpages; i++, page++) {
1700                 vaddr = (unsigned long)page_address(page);
1701                 lmi = __pa(vaddr) >> PAGE_SHIFT;
1702                 if (lmi >= linear_map_hash_count)
1703                         continue;
1704                 if (enable)
1705                         kernel_map_linear_page(vaddr, lmi);
1706                 else
1707                         kernel_unmap_linear_page(vaddr, lmi);
1708         }
1709         local_irq_restore(flags);
1710 }
1711 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
1712
1713 void hash__setup_initial_memory_limit(phys_addr_t first_memblock_base,
1714                                 phys_addr_t first_memblock_size)
1715 {
1716         /* We don't currently support the first MEMBLOCK not mapping 0
1717          * physical on those processors
1718          */
1719         BUG_ON(first_memblock_base != 0);
1720
1721         /* On LPAR systems, the first entry is our RMA region,
1722          * non-LPAR 64-bit hash MMU systems don't have a limitation
1723          * on real mode access, but using the first entry works well
1724          * enough. We also clamp it to 1G to avoid some funky things
1725          * such as RTAS bugs etc...
1726          */
1727         ppc64_rma_size = min_t(u64, first_memblock_size, 0x40000000);
1728
1729         /* Finally limit subsequent allocations */
1730         memblock_set_current_limit(ppc64_rma_size);
1731 }