arch/powerpc/mm/hugetlbpage.c

   1 /*
   2  * PPC Huge TLB Page Support for Kernel.
   3  *
   4  * Copyright (C) 2003 David Gibson, IBM Corporation.
   5  * Copyright (C) 2011 Becky Bruce, Freescale Semiconductor
   6  *
   7  * Based on the IA-32 version:
   8  * Copyright (C) 2002, Rohit Seth <rohit.seth@intel.com>
   9  */
  10
  11 #include <linux/mm.h>
  12 #include <linux/io.h>
  13 #include <linux/slab.h>
  14 #include <linux/hugetlb.h>
  15 #include <linux/export.h>
  16 #include <linux/of_fdt.h>
  17 #include <linux/memblock.h>
  18 #include <linux/bootmem.h>
  19 #include <linux/moduleparam.h>
  20 #include <asm/pgtable.h>
  21 #include <asm/pgalloc.h>
  22 #include <asm/tlb.h>
  23 #include <asm/setup.h>
  24
  25 #define PAGE_SHIFT_64K  16
  26 #define PAGE_SHIFT_16M  24
  27 #define PAGE_SHIFT_16G  34
  28
  29 unsigned int HPAGE_SHIFT;
  30
  31 /*
  32  * Tracks gpages after the device tree is scanned and before the
  33  * huge_boot_pages list is ready.  On non-Freescale implementations, this is
  34  * just used to track 16G pages and so is a single array.  FSL-based
  35  * implementations may have more than one gpage size, so we need multiple
  36  * arrays
  37  */
  38 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
  39 #define MAX_NUMBER_GPAGES       128
  40 struct psize_gpages {
  41         u64 gpage_list[MAX_NUMBER_GPAGES];
  42         unsigned int nr_gpages;
  43 };
  44 static struct psize_gpages gpage_freearray[MMU_PAGE_COUNT];
  45 #else
  46 #define MAX_NUMBER_GPAGES       1024
  47 static u64 gpage_freearray[MAX_NUMBER_GPAGES];
  48 static unsigned nr_gpages;
  49 #endif
  50
  51 #define hugepd_none(hpd)        ((hpd).pd == 0)
  52
  53 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_64
  54 /*
  55  * At this point we do the placement change only for BOOK3S 64. This would
  56  * possibly work on other subarchs.
  57  */
  58
  59 /*
  60  * We have PGD_INDEX_SIZ = 12 and PTE_INDEX_SIZE = 8, so that we can have
  61  * 16GB hugepage pte in PGD and 16MB hugepage pte at PMD;
  62  */
  63 int pmd_huge(pmd_t pmd)
  64 {
  65         /*
  66          * leaf pte for huge page, bottom two bits != 00
  67          */
  68         return ((pmd_val(pmd) & 0x3) != 0x0);
  69 }
  70
  71 int pud_huge(pud_t pud)
  72 {
  73         /*
  74          * leaf pte for huge page, bottom two bits != 00
  75          */
  76         return ((pud_val(pud) & 0x3) != 0x0);
  77 }
  78
  79 int pgd_huge(pgd_t pgd)
  80 {
  81         /*
  82          * leaf pte for huge page, bottom two bits != 00
  83          */
  84         return ((pgd_val(pgd) & 0x3) != 0x0);
  85 }
  86 #else
  87 int pmd_huge(pmd_t pmd)
  88 {
  89         return 0;
  90 }
  91
  92 int pud_huge(pud_t pud)
  93 {
  94         return 0;
  95 }
  96
  97 int pgd_huge(pgd_t pgd)
  98 {
  99         return 0;
 100 }
 101 #endif
 102
 103 /*
 104  * We have 4 cases for pgds and pmds:
 105  * (1) invalid (all zeroes)
 106  * (2) pointer to next table, as normal; bottom 6 bits == 0
 107  * (3) leaf pte for huge page, bottom two bits != 00
 108  * (4) hugepd pointer, bottom two bits == 00, next 4 bits indicate size of table
 109  */
 110 pte_t *find_linux_pte_or_hugepte(pgd_t *pgdir, unsigned long ea, unsigned *shift)
 111 {
 112         pgd_t *pg;
 113         pud_t *pu;
 114         pmd_t *pm;
 115         pte_t *ret_pte;
 116         hugepd_t *hpdp = NULL;
 117         unsigned pdshift = PGDIR_SHIFT;
 118
 119         if (shift)
 120                 *shift = 0;
 121
 122         pg = pgdir + pgd_index(ea);
 123
 124         if (pgd_huge(*pg)) {
 125                 ret_pte = (pte_t *) pg;
 126                 goto out;
 127         } else if (is_hugepd(pg))
 128                 hpdp = (hugepd_t *)pg;
 129         else if (!pgd_none(*pg)) {
 130                 pdshift = PUD_SHIFT;
 131                 pu = pud_offset(pg, ea);
 132
 133                 if (pud_huge(*pu)) {
 134                         ret_pte = (pte_t *) pu;
 135                         goto out;
 136                 } else if (is_hugepd(pu))
 137                         hpdp = (hugepd_t *)pu;
 138                 else if (!pud_none(*pu)) {
 139                         pdshift = PMD_SHIFT;
 140                         pm = pmd_offset(pu, ea);
 141
 142                         if (pmd_huge(*pm)) {
 143                                 ret_pte = (pte_t *) pm;
 144                                 goto out;
 145                         } else if (is_hugepd(pm))
 146                                 hpdp = (hugepd_t *)pm;
 147                         else if (!pmd_none(*pm))
 148                                 return pte_offset_kernel(pm, ea);
 149                 }
 150         }
 151         if (!hpdp)
 152                 return NULL;
 153
 154         ret_pte = hugepte_offset(hpdp, ea, pdshift);
 155         pdshift = hugepd_shift(*hpdp);
 156 out:
 157         if (shift)
 158                 *shift = pdshift;
 159         return ret_pte;
 160 }
 161 EXPORT_SYMBOL_GPL(find_linux_pte_or_hugepte);
 162
 163 pte_t *huge_pte_offset(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
 164 {
 165         return find_linux_pte_or_hugepte(mm->pgd, addr, NULL);
 166 }
 167
 168 static int __hugepte_alloc(struct mm_struct *mm, hugepd_t *hpdp,
 169                            unsigned long address, unsigned pdshift, unsigned pshift)
 170 {
 171         struct kmem_cache *cachep;
 172         pte_t *new;
 173
 174 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 175         int i;
 176         int num_hugepd = 1 << (pshift - pdshift);
 177         cachep = hugepte_cache;
 178 #else
 179         cachep = PGT_CACHE(pdshift - pshift);
 180 #endif
 181
 182         new = kmem_cache_zalloc(cachep, GFP_KERNEL|__GFP_REPEAT);
 183
 184         BUG_ON(pshift > HUGEPD_SHIFT_MASK);
 185         BUG_ON((unsigned long)new & HUGEPD_SHIFT_MASK);
 186
 187         if (! new)
 188                 return -ENOMEM;
 189
 190         spin_lock(&mm->page_table_lock);
 191 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 192         /*
 193          * We have multiple higher-level entries that point to the same
 194          * actual pte location.  Fill in each as we go and backtrack on error.
 195          * We need all of these so the DTLB pgtable walk code can find the
 196          * right higher-level entry without knowing if it's a hugepage or not.
 197          */
 198         for (i = 0; i < num_hugepd; i++, hpdp++) {
 199                 if (unlikely(!hugepd_none(*hpdp)))
 200                         break;
 201                 else
 202                         /* We use the old format for PPC_FSL_BOOK3E */
 203                         hpdp->pd = ((unsigned long)new & ~PD_HUGE) | pshift;
 204         }
 205         /* If we bailed from the for loop early, an error occurred, clean up */
 206         if (i < num_hugepd) {
 207                 for (i = i - 1 ; i >= 0; i--, hpdp--)
 208                         hpdp->pd = 0;
 209                 kmem_cache_free(cachep, new);
 210         }
 211 #else
 212         if (!hugepd_none(*hpdp))
 213                 kmem_cache_free(cachep, new);
 214         else {
 215 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_64
 216                 hpdp->pd = (unsigned long)new |
 217                             (shift_to_mmu_psize(pshift) << 2);
 218 #else
 219                 hpdp->pd = ((unsigned long)new & ~PD_HUGE) | pshift;
 220 #endif
 221         }
 222 #endif
 223         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 224         return 0;
 225 }
 226
 227 /*
 228  * These macros define how to determine which level of the page table holds
 229  * the hpdp.
 230  */
 231 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 232 #define HUGEPD_PGD_SHIFT PGDIR_SHIFT
 233 #define HUGEPD_PUD_SHIFT PUD_SHIFT
 234 #else
 235 #define HUGEPD_PGD_SHIFT PUD_SHIFT
 236 #define HUGEPD_PUD_SHIFT PMD_SHIFT
 237 #endif
 238
 239 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_64
 240 /*
 241  * At this point we do the placement change only for BOOK3S 64. This would
 242  * possibly work on other subarchs.
 243  */
 244 pte_t *huge_pte_alloc(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, unsigned long sz)
 245 {
 246         pgd_t *pg;
 247         pud_t *pu;
 248         pmd_t *pm;
 249         hugepd_t *hpdp = NULL;
 250         unsigned pshift = __ffs(sz);
 251         unsigned pdshift = PGDIR_SHIFT;
 252
 253         addr &= ~(sz-1);
 254         pg = pgd_offset(mm, addr);
 255
 256         if (pshift == PGDIR_SHIFT)
 257                 /* 16GB huge page */
 258                 return (pte_t *) pg;
 259         else if (pshift > PUD_SHIFT)
 260                 /*
 261                  * We need to use hugepd table
 262                  */
 263                 hpdp = (hugepd_t *)pg;
 264         else {
 265                 pdshift = PUD_SHIFT;
 266                 pu = pud_alloc(mm, pg, addr);
 267                 if (pshift == PUD_SHIFT)
 268                         return (pte_t *)pu;
 269                 else if (pshift > PMD_SHIFT)
 270                         hpdp = (hugepd_t *)pu;
 271                 else {
 272                         pdshift = PMD_SHIFT;
 273                         pm = pmd_alloc(mm, pu, addr);
 274                         if (pshift == PMD_SHIFT)
 275                                 /* 16MB hugepage */
 276                                 return (pte_t *)pm;
 277                         else
 278                                 hpdp = (hugepd_t *)pm;
 279                 }
 280         }
 281         if (!hpdp)
 282                 return NULL;
 283
 284         BUG_ON(!hugepd_none(*hpdp) && !hugepd_ok(*hpdp));
 285
 286         if (hugepd_none(*hpdp) && __hugepte_alloc(mm, hpdp, addr, pdshift, pshift))
 287                 return NULL;
 288
 289         return hugepte_offset(hpdp, addr, pdshift);
 290 }
 291
 292 #else
 293
 294 pte_t *huge_pte_alloc(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, unsigned long sz)
 295 {
 296         pgd_t *pg;
 297         pud_t *pu;
 298         pmd_t *pm;
 299         hugepd_t *hpdp = NULL;
 300         unsigned pshift = __ffs(sz);
 301         unsigned pdshift = PGDIR_SHIFT;
 302
 303         addr &= ~(sz-1);
 304
 305         pg = pgd_offset(mm, addr);
 306
 307         if (pshift >= HUGEPD_PGD_SHIFT) {
 308                 hpdp = (hugepd_t *)pg;
 309         } else {
 310                 pdshift = PUD_SHIFT;
 311                 pu = pud_alloc(mm, pg, addr);
 312                 if (pshift >= HUGEPD_PUD_SHIFT) {
 313                         hpdp = (hugepd_t *)pu;
 314                 } else {
 315                         pdshift = PMD_SHIFT;
 316                         pm = pmd_alloc(mm, pu, addr);
 317                         hpdp = (hugepd_t *)pm;
 318                 }
 319         }
 320
 321         if (!hpdp)
 322                 return NULL;
 323
 324         BUG_ON(!hugepd_none(*hpdp) && !hugepd_ok(*hpdp));
 325
 326         if (hugepd_none(*hpdp) && __hugepte_alloc(mm, hpdp, addr, pdshift, pshift))
 327                 return NULL;
 328
 329         return hugepte_offset(hpdp, addr, pdshift);
 330 }
 331 #endif
 332
 333 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 334 /* Build list of addresses of gigantic pages.  This function is used in early
 335  * boot before the buddy or bootmem allocator is setup.
 336  */
 337 void add_gpage(u64 addr, u64 page_size, unsigned long number_of_pages)
 338 {
 339         unsigned int idx = shift_to_mmu_psize(__ffs(page_size));
 340         int i;
 341
 342         if (addr == 0)
 343                 return;
 344
 345         gpage_freearray[idx].nr_gpages = number_of_pages;
 346
 347         for (i = 0; i < number_of_pages; i++) {
 348                 gpage_freearray[idx].gpage_list[i] = addr;
 349                 addr += page_size;
 350         }
 351 }
 352
 353 /*
 354  * Moves the gigantic page addresses from the temporary list to the
 355  * huge_boot_pages list.
 356  */
 357 int alloc_bootmem_huge_page(struct hstate *hstate)
 358 {
 359         struct huge_bootmem_page *m;
 360         int idx = shift_to_mmu_psize(hstate->order + PAGE_SHIFT);
 361         int nr_gpages = gpage_freearray[idx].nr_gpages;
 362
 363         if (nr_gpages == 0)
 364                 return 0;
 365
 366 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 367         /*
 368          * If gpages can be in highmem we can't use the trick of storing the
 369          * data structure in the page; allocate space for this
 370          */
 371         m = alloc_bootmem(sizeof(struct huge_bootmem_page));
 372         m->phys = gpage_freearray[idx].gpage_list[--nr_gpages];
 373 #else
 374         m = phys_to_virt(gpage_freearray[idx].gpage_list[--nr_gpages]);
 375 #endif
 376
 377         list_add(&m->list, &huge_boot_pages);
 378         gpage_freearray[idx].nr_gpages = nr_gpages;
 379         gpage_freearray[idx].gpage_list[nr_gpages] = 0;
 380         m->hstate = hstate;
 381
 382         return 1;
 383 }
 384 /*
 385  * Scan the command line hugepagesz= options for gigantic pages; store those in
 386  * a list that we use to allocate the memory once all options are parsed.
 387  */
 388
 389 unsigned long gpage_npages[MMU_PAGE_COUNT];
 390
 391 static int __init do_gpage_early_setup(char *param, char *val,
 392                                        const char *unused)
 393 {
 394         static phys_addr_t size;
 395         unsigned long npages;
 396
 397         /*
 398          * The hugepagesz and hugepages cmdline options are interleaved.  We
 399          * use the size variable to keep track of whether or not this was done
 400          * properly and skip over instances where it is incorrect.  Other
 401          * command-line parsing code will issue warnings, so we don't need to.
 402          *
 403          */
 404         if ((strcmp(param, "default_hugepagesz") == 0) ||
 405             (strcmp(param, "hugepagesz") == 0)) {
 406                 size = memparse(val, NULL);
 407         } else if (strcmp(param, "hugepages") == 0) {
 408                 if (size != 0) {
 409                         if (sscanf(val, "%lu", &npages) <= 0)
 410                                 npages = 0;
 411                         gpage_npages[shift_to_mmu_psize(__ffs(size))] = npages;
 412                         size = 0;
 413                 }
 414         }
 415         return 0;
 416 }
 417
 418
 419 /*
 420  * This function allocates physical space for pages that are larger than the
 421  * buddy allocator can handle.  We want to allocate these in highmem because
 422  * the amount of lowmem is limited.  This means that this function MUST be
 423  * called before lowmem_end_addr is set up in MMU_init() in order for the lmb
 424  * allocate to grab highmem.
 425  */
 426 void __init reserve_hugetlb_gpages(void)
 427 {
 428         static __initdata char cmdline[COMMAND_LINE_SIZE];
 429         phys_addr_t size, base;
 430         int i;
 431
 432         strlcpy(cmdline, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 433         parse_args("hugetlb gpages", cmdline, NULL, 0, 0, 0,
 434                         &do_gpage_early_setup);
 435
 436         /*
 437          * Walk gpage list in reverse, allocating larger page sizes first.
 438          * Skip over unsupported sizes, or sizes that have 0 gpages allocated.
 439          * When we reach the point in the list where pages are no longer
 440          * considered gpages, we're done.
 441          */
 442         for (i = MMU_PAGE_COUNT-1; i >= 0; i--) {
 443                 if (mmu_psize_defs[i].shift == 0 || gpage_npages[i] == 0)
 444                         continue;
 445                 else if (mmu_psize_to_shift(i) < (MAX_ORDER + PAGE_SHIFT))
 446                         break;
 447
 448                 size = (phys_addr_t)(1ULL << mmu_psize_to_shift(i));
 449                 base = memblock_alloc_base(size * gpage_npages[i], size,
 450                                            MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE);
 451                 add_gpage(base, size, gpage_npages[i]);
 452         }
 453 }
 454
 455 #else /* !PPC_FSL_BOOK3E */
 456
 457 /* Build list of addresses of gigantic pages.  This function is used in early
 458  * boot before the buddy or bootmem allocator is setup.
 459  */
 460 void add_gpage(u64 addr, u64 page_size, unsigned long number_of_pages)
 461 {
 462         if (!addr)
 463                 return;
 464         while (number_of_pages > 0) {
 465                 gpage_freearray[nr_gpages] = addr;
 466                 nr_gpages++;
 467                 number_of_pages--;
 468                 addr += page_size;
 469         }
 470 }
 471
 472 /* Moves the gigantic page addresses from the temporary list to the
 473  * huge_boot_pages list.
 474  */
 475 int alloc_bootmem_huge_page(struct hstate *hstate)
 476 {
 477         struct huge_bootmem_page *m;
 478         if (nr_gpages == 0)
 479                 return 0;
 480         m = phys_to_virt(gpage_freearray[--nr_gpages]);
 481         gpage_freearray[nr_gpages] = 0;
 482         list_add(&m->list, &huge_boot_pages);
 483         m->hstate = hstate;
 484         return 1;
 485 }
 486 #endif
 487
 488 int huge_pmd_unshare(struct mm_struct *mm, unsigned long *addr, pte_t *ptep)
 489 {
 490         return 0;
 491 }
 492
 493 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 494 #define HUGEPD_FREELIST_SIZE \
 495         ((PAGE_SIZE - sizeof(struct hugepd_freelist)) / sizeof(pte_t))
 496
 497 struct hugepd_freelist {
 498         struct rcu_head rcu;
 499         unsigned int index;
 500         void *ptes[0];
 501 };
 502
 503 static DEFINE_PER_CPU(struct hugepd_freelist *, hugepd_freelist_cur);
 504
 505 static void hugepd_free_rcu_callback(struct rcu_head *head)
 506 {
 507         struct hugepd_freelist *batch =
 508                 container_of(head, struct hugepd_freelist, rcu);
 509         unsigned int i;
 510
 511         for (i = 0; i < batch->index; i++)
 512                 kmem_cache_free(hugepte_cache, batch->ptes[i]);
 513
 514         free_page((unsigned long)batch);
 515 }
 516
 517 static void hugepd_free(struct mmu_gather *tlb, void *hugepte)
 518 {
 519         struct hugepd_freelist **batchp;
 520
 521         batchp = &__get_cpu_var(hugepd_freelist_cur);
 522
 523         if (atomic_read(&tlb->mm->mm_users) < 2 ||
 524             cpumask_equal(mm_cpumask(tlb->mm),
 525                           cpumask_of(smp_processor_id()))) {
 526                 kmem_cache_free(hugepte_cache, hugepte);
 527                 return;
 528         }
 529
 530         if (*batchp == NULL) {
 531                 *batchp = (struct hugepd_freelist *)__get_free_page(GFP_ATOMIC);
 532                 (*batchp)->index = 0;
 533         }
 534
 535         (*batchp)->ptes[(*batchp)->index++] = hugepte;
 536         if ((*batchp)->index == HUGEPD_FREELIST_SIZE) {
 537                 call_rcu_sched(&(*batchp)->rcu, hugepd_free_rcu_callback);
 538                 *batchp = NULL;
 539         }
 540 }
 541 #endif
 542
 543 static void free_hugepd_range(struct mmu_gather *tlb, hugepd_t *hpdp, int pdshift,
 544                               unsigned long start, unsigned long end,
 545                               unsigned long floor, unsigned long ceiling)
 546 {
 547         pte_t *hugepte = hugepd_page(*hpdp);
 548         int i;
 549
 550         unsigned long pdmask = ~((1UL << pdshift) - 1);
 551         unsigned int num_hugepd = 1;
 552
 553 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 554         /* Note: On fsl the hpdp may be the first of several */
 555         num_hugepd = (1 << (hugepd_shift(*hpdp) - pdshift));
 556 #else
 557         unsigned int shift = hugepd_shift(*hpdp);
 558 #endif
 559
 560         start &= pdmask;
 561         if (start < floor)
 562                 return;
 563         if (ceiling) {
 564                 ceiling &= pdmask;
 565                 if (! ceiling)
 566                         return;
 567         }
 568         if (end - 1 > ceiling - 1)
 569                 return;
 570
 571         for (i = 0; i < num_hugepd; i++, hpdp++)
 572                 hpdp->pd = 0;
 573
 574         tlb->need_flush = 1;
 575
 576 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 577         hugepd_free(tlb, hugepte);
 578 #else
 579         pgtable_free_tlb(tlb, hugepte, pdshift - shift);
 580 #endif
 581 }
 582
 583 static void hugetlb_free_pmd_range(struct mmu_gather *tlb, pud_t *pud,
 584                                    unsigned long addr, unsigned long end,
 585                                    unsigned long floor, unsigned long ceiling)
 586 {
 587         pmd_t *pmd;
 588         unsigned long next;
 589         unsigned long start;
 590
 591         start = addr;
 592         do {
 593                 pmd = pmd_offset(pud, addr);
 594                 next = pmd_addr_end(addr, end);
 595                 if (pmd_none_or_clear_bad(pmd))
 596                         continue;
 597 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 598                 /*
 599                  * Increment next by the size of the huge mapping since
 600                  * there may be more than one entry at this level for a
 601                  * single hugepage, but all of them point to
 602                  * the same kmem cache that holds the hugepte.
 603                  */
 604                 next = addr + (1 << hugepd_shift(*(hugepd_t *)pmd));
 605 #endif
 606                 free_hugepd_range(tlb, (hugepd_t *)pmd, PMD_SHIFT,
 607                                   addr, next, floor, ceiling);
 608         } while (addr = next, addr != end);
 609
 610         start &= PUD_MASK;
 611         if (start < floor)
 612                 return;
 613         if (ceiling) {
 614                 ceiling &= PUD_MASK;
 615                 if (!ceiling)
 616                         return;
 617         }
 618         if (end - 1 > ceiling - 1)
 619                 return;
 620
 621         pmd = pmd_offset(pud, start);
 622         pud_clear(pud);
 623         pmd_free_tlb(tlb, pmd, start);
 624 }
 625
 626 static void hugetlb_free_pud_range(struct mmu_gather *tlb, pgd_t *pgd,
 627                                    unsigned long addr, unsigned long end,
 628                                    unsigned long floor, unsigned long ceiling)
 629 {
 630         pud_t *pud;
 631         unsigned long next;
 632         unsigned long start;
 633
 634         start = addr;
 635         do {
 636                 pud = pud_offset(pgd, addr);
 637                 next = pud_addr_end(addr, end);
 638                 if (!is_hugepd(pud)) {
 639                         if (pud_none_or_clear_bad(pud))
 640                                 continue;
 641                         hugetlb_free_pmd_range(tlb, pud, addr, next, floor,
 642                                                ceiling);
 643                 } else {
 644 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 645                         /*
 646                          * Increment next by the size of the huge mapping since
 647                          * there may be more than one entry at this level for a
 648                          * single hugepage, but all of them point to
 649                          * the same kmem cache that holds the hugepte.
 650                          */
 651                         next = addr + (1 << hugepd_shift(*(hugepd_t *)pud));
 652 #endif
 653                         free_hugepd_range(tlb, (hugepd_t *)pud, PUD_SHIFT,
 654                                           addr, next, floor, ceiling);
 655                 }
 656         } while (addr = next, addr != end);
 657
 658         start &= PGDIR_MASK;
 659         if (start < floor)
 660                 return;
 661         if (ceiling) {
 662                 ceiling &= PGDIR_MASK;
 663                 if (!ceiling)
 664                         return;
 665         }
 666         if (end - 1 > ceiling - 1)
 667                 return;
 668
 669         pud = pud_offset(pgd, start);
 670         pgd_clear(pgd);
 671         pud_free_tlb(tlb, pud, start);
 672 }
 673
 674 /*
 675  * This function frees user-level page tables of a process.
 676  *
 677  * Must be called with pagetable lock held.
 678  */
 679 void hugetlb_free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb,
 680                             unsigned long addr, unsigned long end,
 681                             unsigned long floor, unsigned long ceiling)
 682 {
 683         pgd_t *pgd;
 684         unsigned long next;
 685
 686         /*
 687          * Because there are a number of different possible pagetable
 688          * layouts for hugepage ranges, we limit knowledge of how
 689          * things should be laid out to the allocation path
 690          * (huge_pte_alloc(), above).  Everything else works out the
 691          * structure as it goes from information in the hugepd
 692          * pointers.  That means that we can't here use the
 693          * optimization used in the normal page free_pgd_range(), of
 694          * checking whether we're actually covering a large enough
 695          * range to have to do anything at the top level of the walk
 696          * instead of at the bottom.
 697          *
 698          * To make sense of this, you should probably go read the big
 699          * block comment at the top of the normal free_pgd_range(),
 700          * too.
 701          */
 702
 703         do {
 704                 next = pgd_addr_end(addr, end);
 705                 pgd = pgd_offset(tlb->mm, addr);
 706                 if (!is_hugepd(pgd)) {
 707                         if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
 708                                 continue;
 709                         hugetlb_free_pud_range(tlb, pgd, addr, next, floor, ceiling);
 710                 } else {
 711 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 712                         /*
 713                          * Increment next by the size of the huge mapping since
 714                          * there may be more than one entry at the pgd level
 715                          * for a single hugepage, but all of them point to the
 716                          * same kmem cache that holds the hugepte.
 717                          */
 718                         next = addr + (1 << hugepd_shift(*(hugepd_t *)pgd));
 719 #endif
 720                         free_hugepd_range(tlb, (hugepd_t *)pgd, PGDIR_SHIFT,
 721                                           addr, next, floor, ceiling);
 722                 }
 723         } while (addr = next, addr != end);
 724 }
 725
 726 struct page *
 727 follow_huge_addr(struct mm_struct *mm, unsigned long address, int write)
 728 {
 729         pte_t *ptep;
 730         struct page *page;
 731         unsigned shift;
 732         unsigned long mask;
 733
 734         ptep = find_linux_pte_or_hugepte(mm->pgd, address, &shift);
 735
 736         /* Verify it is a huge page else bail. */
 737         if (!ptep || !shift)
 738                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 739
 740         mask = (1UL << shift) - 1;
 741         page = pte_page(*ptep);
 742         if (page)
 743                 page += (address & mask) / PAGE_SIZE;
 744
 745         return page;
 746 }
 747
 748 struct page *
 749 follow_huge_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
 750                 pmd_t *pmd, int write)
 751 {
 752         BUG();
 753         return NULL;
 754 }
 755
 756 int gup_hugepte(pte_t *ptep, unsigned long sz, unsigned long addr,
 757                 unsigned long end, int write, struct page **pages, int *nr)
 758 {
 759         unsigned long mask;
 760         unsigned long pte_end;
 761         struct page *head, *page, *tail;
 762         pte_t pte;
 763         int refs;
 764
 765         pte_end = (addr + sz) & ~(sz-1);
 766         if (pte_end < end)
 767                 end = pte_end;
 768
 769         pte = *ptep;
 770         mask = _PAGE_PRESENT | _PAGE_USER;
 771         if (write)
 772                 mask |= _PAGE_RW;
 773
 774         if ((pte_val(pte) & mask) != mask)
 775                 return 0;
 776
 777         /* hugepages are never "special" */
 778         VM_BUG_ON(!pfn_valid(pte_pfn(pte)));
 779
 780         refs = 0;
 781         head = pte_page(pte);
 782
 783         page = head + ((addr & (sz-1)) >> PAGE_SHIFT);
 784         tail = page;
 785         do {
 786                 VM_BUG_ON(compound_head(page) != head);
 787                 pages[*nr] = page;
 788                 (*nr)++;
 789                 page++;
 790                 refs++;
 791         } while (addr += PAGE_SIZE, addr != end);
 792
 793         if (!page_cache_add_speculative(head, refs)) {
 794                 *nr -= refs;
 795                 return 0;
 796         }
 797
 798         if (unlikely(pte_val(pte) != pte_val(*ptep))) {
 799                 /* Could be optimized better */
 800                 *nr -= refs;
 801                 while (refs--)
 802                         put_page(head);
 803                 return 0;
 804         }
 805
 806         /*
 807          * Any tail page need their mapcount reference taken before we
 808          * return.
 809          */
 810         while (refs--) {
 811                 if (PageTail(tail))
 812                         get_huge_page_tail(tail);
 813                 tail++;
 814         }
 815
 816         return 1;
 817 }
 818
 819 static unsigned long hugepte_addr_end(unsigned long addr, unsigned long end,
 820                                       unsigned long sz)
 821 {
 822         unsigned long __boundary = (addr + sz) & ~(sz-1);
 823         return (__boundary - 1 < end - 1) ? __boundary : end;
 824 }
 825
 826 int gup_hugepd(hugepd_t *hugepd, unsigned pdshift,
 827                unsigned long addr, unsigned long end,
 828                int write, struct page **pages, int *nr)
 829 {
 830         pte_t *ptep;
 831         unsigned long sz = 1UL << hugepd_shift(*hugepd);
 832         unsigned long next;
 833
 834         ptep = hugepte_offset(hugepd, addr, pdshift);
 835         do {
 836                 next = hugepte_addr_end(addr, end, sz);
 837                 if (!gup_hugepte(ptep, sz, addr, end, write, pages, nr))
 838                         return 0;
 839         } while (ptep++, addr = next, addr != end);
 840
 841         return 1;
 842 }
 843
 844 #ifdef CONFIG_PPC_MM_SLICES
 845 unsigned long hugetlb_get_unmapped_area(struct file *file, unsigned long addr,
 846                                         unsigned long len, unsigned long pgoff,
 847                                         unsigned long flags)
 848 {
 849         struct hstate *hstate = hstate_file(file);
 850         int mmu_psize = shift_to_mmu_psize(huge_page_shift(hstate));
 851
 852         return slice_get_unmapped_area(addr, len, flags, mmu_psize, 1);
 853 }
 854 #endif
 855
 856 unsigned long vma_mmu_pagesize(struct vm_area_struct *vma)
 857 {
 858 #ifdef CONFIG_PPC_MM_SLICES
 859         unsigned int psize = get_slice_psize(vma->vm_mm, vma->vm_start);
 860
 861         return 1UL << mmu_psize_to_shift(psize);
 862 #else
 863         if (!is_vm_hugetlb_page(vma))
 864                 return PAGE_SIZE;
 865
 866         return huge_page_size(hstate_vma(vma));
 867 #endif
 868 }
 869
 870 static inline bool is_power_of_4(unsigned long x)
 871 {
 872         if (is_power_of_2(x))
 873                 return (__ilog2(x) % 2) ? false : true;
 874         return false;
 875 }
 876
 877 static int __init add_huge_page_size(unsigned long long size)
 878 {
 879         int shift = __ffs(size);
 880         int mmu_psize;
 881
 882         /* Check that it is a page size supported by the hardware and
 883          * that it fits within pagetable and slice limits. */
 884 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 885         if ((size < PAGE_SIZE) || !is_power_of_4(size))
 886                 return -EINVAL;
 887 #else
 888         if (!is_power_of_2(size)
 889             || (shift > SLICE_HIGH_SHIFT) || (shift <= PAGE_SHIFT))
 890                 return -EINVAL;
 891 #endif
 892
 893         if ((mmu_psize = shift_to_mmu_psize(shift)) < 0)
 894                 return -EINVAL;
 895
 896 #ifdef CONFIG_SPU_FS_64K_LS
 897         /* Disable support for 64K huge pages when 64K SPU local store
 898          * support is enabled as the current implementation conflicts.
 899          */
 900         if (shift == PAGE_SHIFT_64K)
 901                 return -EINVAL;
 902 #endif /* CONFIG_SPU_FS_64K_LS */
 903
 904         BUG_ON(mmu_psize_defs[mmu_psize].shift != shift);
 905
 906         /* Return if huge page size has already been setup */
 907         if (size_to_hstate(size))
 908                 return 0;
 909
 910         hugetlb_add_hstate(shift - PAGE_SHIFT);
 911
 912         return 0;
 913 }
 914
 915 static int __init hugepage_setup_sz(char *str)
 916 {
 917         unsigned long long size;
 918
 919         size = memparse(str, &str);
 920
 921         if (add_huge_page_size(size) != 0)
 922                 printk(KERN_WARNING "Invalid huge page size specified(%llu)\n", size);
 923
 924         return 1;
 925 }
 926 __setup("hugepagesz=", hugepage_setup_sz);
 927
 928 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 929 struct kmem_cache *hugepte_cache;
 930 static int __init hugetlbpage_init(void)
 931 {
 932         int psize;
 933
 934         for (psize = 0; psize < MMU_PAGE_COUNT; ++psize) {
 935                 unsigned shift;
 936
 937                 if (!mmu_psize_defs[psize].shift)
 938                         continue;
 939
 940                 shift = mmu_psize_to_shift(psize);
 941
 942                 /* Don't treat normal page sizes as huge... */
 943                 if (shift != PAGE_SHIFT)
 944                         if (add_huge_page_size(1ULL << shift) < 0)
 945                                 continue;
 946         }
 947
 948         /*
 949          * Create a kmem cache for hugeptes.  The bottom bits in the pte have
 950          * size information encoded in them, so align them to allow this
 951          */
 952         hugepte_cache =  kmem_cache_create("hugepte-cache", sizeof(pte_t),
 953                                            HUGEPD_SHIFT_MASK + 1, 0, NULL);
 954         if (hugepte_cache == NULL)
 955                 panic("%s: Unable to create kmem cache for hugeptes\n",
 956                       __func__);
 957
 958         /* Default hpage size = 4M */
 959         if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_4M].shift)
 960                 HPAGE_SHIFT = mmu_psize_defs[MMU_PAGE_4M].shift;
 961         else
 962                 panic("%s: Unable to set default huge page size\n", __func__);
 963
 964
 965         return 0;
 966 }
 967 #else
 968 static int __init hugetlbpage_init(void)
 969 {
 970         int psize;
 971
 972         if (!mmu_has_feature(MMU_FTR_16M_PAGE))
 973                 return -ENODEV;
 974
 975         for (psize = 0; psize < MMU_PAGE_COUNT; ++psize) {
 976                 unsigned shift;
 977                 unsigned pdshift;
 978
 979                 if (!mmu_psize_defs[psize].shift)
 980                         continue;
 981
 982                 shift = mmu_psize_to_shift(psize);
 983
 984                 if (add_huge_page_size(1ULL << shift) < 0)
 985                         continue;
 986
 987                 if (shift < PMD_SHIFT)
 988                         pdshift = PMD_SHIFT;
 989                 else if (shift < PUD_SHIFT)
 990                         pdshift = PUD_SHIFT;
 991                 else
 992                         pdshift = PGDIR_SHIFT;
 993                 /*
 994                  * if we have pdshift and shift value same, we don't
 995                  * use pgt cache for hugepd.
 996                  */
 997                 if (pdshift != shift) {
 998                         pgtable_cache_add(pdshift - shift, NULL);
 999                         if (!PGT_CACHE(pdshift - shift))
1000                                 panic("hugetlbpage_init(): could not create "
1001                                       "pgtable cache for %d bit pagesize\n", shift);
1002                 }
1003         }
1004
1005         /* Set default large page size. Currently, we pick 16M or 1M
1006          * depending on what is available
1007          */
1008         if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_16M].shift)
1009                 HPAGE_SHIFT = mmu_psize_defs[MMU_PAGE_16M].shift;
1010         else if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_1M].shift)
1011                 HPAGE_SHIFT = mmu_psize_defs[MMU_PAGE_1M].shift;
1012
1013         return 0;
1014 }
1015 #endif
1016 module_init(hugetlbpage_init);
1017
1018 void flush_dcache_icache_hugepage(struct page *page)
1019 {
1020         int i;
1021         void *start;
1022
1023         BUG_ON(!PageCompound(page));
1024
1025         for (i = 0; i < (1UL << compound_order(page)); i++) {
1026                 if (!PageHighMem(page)) {
1027                         __flush_dcache_icache(page_address(page+i));
1028                 } else {
1029                         start = kmap_atomic(page+i);
1030                         __flush_dcache_icache(start);
1031                         kunmap_atomic(start);
1032                 }
1033         }
1034 }