arch/powerpc/mm/book3s64/hash_native.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /*
   3  * native hashtable management.
   4  *
   5  * SMP scalability work:
   6  *    Copyright (C) 2001 Anton Blanchard <anton@au.ibm.com>, IBM
   7  */
   8
   9 #undef DEBUG_LOW
  10
  11 #include <linux/spinlock.h>
  12 #include <linux/bitops.h>
  13 #include <linux/of.h>
  14 #include <linux/processor.h>
  15 #include <linux/threads.h>
  16 #include <linux/smp.h>
  17 #include <linux/pgtable.h>
  18
  19 #include <asm/machdep.h>
  20 #include <asm/mmu.h>
  21 #include <asm/mmu_context.h>
  22 #include <asm/trace.h>
  23 #include <asm/tlb.h>
  24 #include <asm/cputable.h>
  25 #include <asm/udbg.h>
  26 #include <asm/kexec.h>
  27 #include <asm/ppc-opcode.h>
  28 #include <asm/feature-fixups.h>
  29
  30 #include <misc/cxl-base.h>
  31
  32 #ifdef DEBUG_LOW
  33 #define DBG_LOW(fmt...) udbg_printf(fmt)
  34 #else
  35 #define DBG_LOW(fmt...)
  36 #endif
  37
  38 #ifdef __BIG_ENDIAN__
  39 #define HPTE_LOCK_BIT 3
  40 #else
  41 #define HPTE_LOCK_BIT (56+3)
  42 #endif
  43
  44 static DEFINE_RAW_SPINLOCK(native_tlbie_lock);
  45
  46 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
  47 static struct lockdep_map hpte_lock_map =
  48         STATIC_LOCKDEP_MAP_INIT("hpte_lock", &hpte_lock_map);
  49
  50 static void acquire_hpte_lock(void)
  51 {
  52         lock_map_acquire(&hpte_lock_map);
  53 }
  54
  55 static void release_hpte_lock(void)
  56 {
  57         lock_map_release(&hpte_lock_map);
  58 }
  59 #else
  60 static void acquire_hpte_lock(void)
  61 {
  62 }
  63
  64 static void release_hpte_lock(void)
  65 {
  66 }
  67 #endif
  68
  69 static inline unsigned long  ___tlbie(unsigned long vpn, int psize,
  70                                                 int apsize, int ssize)
  71 {
  72         unsigned long va;
  73         unsigned int penc;
  74         unsigned long sllp;
  75
  76         /*
  77          * We need 14 to 65 bits of va for a tlibe of 4K page
  78          * With vpn we ignore the lower VPN_SHIFT bits already.
  79          * And top two bits are already ignored because we can
  80          * only accomodate 76 bits in a 64 bit vpn with a VPN_SHIFT
  81          * of 12.
  82          */
  83         va = vpn << VPN_SHIFT;
  84         /*
  85          * clear top 16 bits of 64bit va, non SLS segment
  86          * Older versions of the architecture (2.02 and earler) require the
  87          * masking of the top 16 bits.
  88          */
  89         if (mmu_has_feature(MMU_FTR_TLBIE_CROP_VA))
  90                 va &= ~(0xffffULL << 48);
  91
  92         switch (psize) {
  93         case MMU_PAGE_4K:
  94                 /* clear out bits after (52) [0....52.....63] */
  95                 va &= ~((1ul << (64 - 52)) - 1);
  96                 va |= ssize << 8;
  97                 sllp = get_sllp_encoding(apsize);
  98                 va |= sllp << 5;
  99                 asm volatile(ASM_FTR_IFCLR("tlbie %0,0", PPC_TLBIE(%1,%0), %2)
 100                              : : "r" (va), "r"(0), "i" (CPU_FTR_ARCH_206)
 101                              : "memory");
 102                 break;
 103         default:
 104                 /* We need 14 to 14 + i bits of va */
 105                 penc = mmu_psize_defs[psize].penc[apsize];
 106                 va &= ~((1ul << mmu_psize_defs[apsize].shift) - 1);
 107                 va |= penc << 12;
 108                 va |= ssize << 8;
 109                 /*
 110                  * AVAL bits:
 111                  * We don't need all the bits, but rest of the bits
 112                  * must be ignored by the processor.
 113                  * vpn cover upto 65 bits of va. (0...65) and we need
 114                  * 58..64 bits of va.
 115                  */
 116                 va |= (vpn & 0xfe); /* AVAL */
 117                 va |= 1; /* L */
 118                 asm volatile(ASM_FTR_IFCLR("tlbie %0,1", PPC_TLBIE(%1,%0), %2)
 119                              : : "r" (va), "r"(0), "i" (CPU_FTR_ARCH_206)
 120                              : "memory");
 121                 break;
 122         }
 123         return va;
 124 }
 125
 126 static inline void fixup_tlbie_vpn(unsigned long vpn, int psize,
 127                                    int apsize, int ssize)
 128 {
 129         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_P9_TLBIE_ERAT_BUG)) {
 130                 /* Radix flush for a hash guest */
 131
 132                 unsigned long rb,rs,prs,r,ric;
 133
 134                 rb = PPC_BIT(52); /* IS = 2 */
 135                 rs = 0;  /* lpid = 0 */
 136                 prs = 0; /* partition scoped */
 137                 r = 1;   /* radix format */
 138                 ric = 0; /* RIC_FLSUH_TLB */
 139
 140                 /*
 141                  * Need the extra ptesync to make sure we don't
 142                  * re-order the tlbie
 143                  */
 144                 asm volatile("ptesync": : :"memory");
 145                 asm volatile(PPC_TLBIE_5(%0, %4, %3, %2, %1)
 146                              : : "r"(rb), "i"(r), "i"(prs),
 147                                "i"(ric), "r"(rs) : "memory");
 148         }
 149
 150
 151         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_P9_TLBIE_STQ_BUG)) {
 152                 /* Need the extra ptesync to ensure we don't reorder tlbie*/
 153                 asm volatile("ptesync": : :"memory");
 154                 ___tlbie(vpn, psize, apsize, ssize);
 155         }
 156 }
 157
 158 static inline void __tlbie(unsigned long vpn, int psize, int apsize, int ssize)
 159 {
 160         unsigned long rb;
 161
 162         rb = ___tlbie(vpn, psize, apsize, ssize);
 163         trace_tlbie(0, 0, rb, 0, 0, 0, 0);
 164 }
 165
 166 static inline void __tlbiel(unsigned long vpn, int psize, int apsize, int ssize)
 167 {
 168         unsigned long va;
 169         unsigned int penc;
 170         unsigned long sllp;
 171
 172         /* VPN_SHIFT can be atmost 12 */
 173         va = vpn << VPN_SHIFT;
 174         /*
 175          * clear top 16 bits of 64 bit va, non SLS segment
 176          * Older versions of the architecture (2.02 and earler) require the
 177          * masking of the top 16 bits.
 178          */
 179         if (mmu_has_feature(MMU_FTR_TLBIE_CROP_VA))
 180                 va &= ~(0xffffULL << 48);
 181
 182         switch (psize) {
 183         case MMU_PAGE_4K:
 184                 /* clear out bits after(52) [0....52.....63] */
 185                 va &= ~((1ul << (64 - 52)) - 1);
 186                 va |= ssize << 8;
 187                 sllp = get_sllp_encoding(apsize);
 188                 va |= sllp << 5;
 189                 asm volatile(ASM_FTR_IFSET("tlbiel %0", PPC_TLBIEL_v205(%0, 0), %1)
 190                              : : "r" (va), "i" (CPU_FTR_ARCH_206)
 191                              : "memory");
 192                 break;
 193         default:
 194                 /* We need 14 to 14 + i bits of va */
 195                 penc = mmu_psize_defs[psize].penc[apsize];
 196                 va &= ~((1ul << mmu_psize_defs[apsize].shift) - 1);
 197                 va |= penc << 12;
 198                 va |= ssize << 8;
 199                 /*
 200                  * AVAL bits:
 201                  * We don't need all the bits, but rest of the bits
 202                  * must be ignored by the processor.
 203                  * vpn cover upto 65 bits of va. (0...65) and we need
 204                  * 58..64 bits of va.
 205                  */
 206                 va |= (vpn & 0xfe);
 207                 va |= 1; /* L */
 208                 asm volatile(ASM_FTR_IFSET("tlbiel %0", PPC_TLBIEL_v205(%0, 1), %1)
 209                              : : "r" (va), "i" (CPU_FTR_ARCH_206)
 210                              : "memory");
 211                 break;
 212         }
 213         trace_tlbie(0, 1, va, 0, 0, 0, 0);
 214
 215 }
 216
 217 static inline void tlbie(unsigned long vpn, int psize, int apsize,
 218                          int ssize, int local)
 219 {
 220         unsigned int use_local;
 221         int lock_tlbie = !mmu_has_feature(MMU_FTR_LOCKLESS_TLBIE);
 222
 223         use_local = local && mmu_has_feature(MMU_FTR_TLBIEL) && !cxl_ctx_in_use();
 224
 225         if (use_local)
 226                 use_local = mmu_psize_defs[psize].tlbiel;
 227         if (lock_tlbie && !use_local)
 228                 raw_spin_lock(&native_tlbie_lock);
 229         asm volatile("ptesync": : :"memory");
 230         if (use_local) {
 231                 __tlbiel(vpn, psize, apsize, ssize);
 232                 ppc_after_tlbiel_barrier();
 233         } else {
 234                 __tlbie(vpn, psize, apsize, ssize);
 235                 fixup_tlbie_vpn(vpn, psize, apsize, ssize);
 236                 asm volatile("eieio; tlbsync; ptesync": : :"memory");
 237         }
 238         if (lock_tlbie && !use_local)
 239                 raw_spin_unlock(&native_tlbie_lock);
 240 }
 241
 242 static inline void native_lock_hpte(struct hash_pte *hptep)
 243 {
 244         unsigned long *word = (unsigned long *)&hptep->v;
 245
 246         acquire_hpte_lock();
 247         while (1) {
 248                 if (!test_and_set_bit_lock(HPTE_LOCK_BIT, word))
 249                         break;
 250                 spin_begin();
 251                 while(test_bit(HPTE_LOCK_BIT, word))
 252                         spin_cpu_relax();
 253                 spin_end();
 254         }
 255 }
 256
 257 static inline void native_unlock_hpte(struct hash_pte *hptep)
 258 {
 259         unsigned long *word = (unsigned long *)&hptep->v;
 260
 261         release_hpte_lock();
 262         clear_bit_unlock(HPTE_LOCK_BIT, word);
 263 }
 264
 265 static long native_hpte_insert(unsigned long hpte_group, unsigned long vpn,
 266                         unsigned long pa, unsigned long rflags,
 267                         unsigned long vflags, int psize, int apsize, int ssize)
 268 {
 269         struct hash_pte *hptep = htab_address + hpte_group;
 270         unsigned long hpte_v, hpte_r;
 271         unsigned long flags;
 272         int i;
 273
 274         local_irq_save(flags);
 275
 276         if (!(vflags & HPTE_V_BOLTED)) {
 277                 DBG_LOW("    insert(group=%lx, vpn=%016lx, pa=%016lx,"
 278                         " rflags=%lx, vflags=%lx, psize=%d)\n",
 279                         hpte_group, vpn, pa, rflags, vflags, psize);
 280         }
 281
 282         for (i = 0; i < HPTES_PER_GROUP; i++) {
 283                 if (! (be64_to_cpu(hptep->v) & HPTE_V_VALID)) {
 284                         /* retry with lock held */
 285                         native_lock_hpte(hptep);
 286                         if (! (be64_to_cpu(hptep->v) & HPTE_V_VALID))
 287                                 break;
 288                         native_unlock_hpte(hptep);
 289                 }
 290
 291                 hptep++;
 292         }
 293
 294         if (i == HPTES_PER_GROUP) {
 295                 local_irq_restore(flags);
 296                 return -1;
 297         }
 298
 299         hpte_v = hpte_encode_v(vpn, psize, apsize, ssize) | vflags | HPTE_V_VALID;
 300         hpte_r = hpte_encode_r(pa, psize, apsize) | rflags;
 301
 302         if (!(vflags & HPTE_V_BOLTED)) {
 303                 DBG_LOW(" i=%x hpte_v=%016lx, hpte_r=%016lx\n",
 304                         i, hpte_v, hpte_r);
 305         }
 306
 307         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300)) {
 308                 hpte_r = hpte_old_to_new_r(hpte_v, hpte_r);
 309                 hpte_v = hpte_old_to_new_v(hpte_v);
 310         }
 311
 312         hptep->r = cpu_to_be64(hpte_r);
 313         /* Guarantee the second dword is visible before the valid bit */
 314         eieio();
 315         /*
 316          * Now set the first dword including the valid bit
 317          * NOTE: this also unlocks the hpte
 318          */
 319         release_hpte_lock();
 320         hptep->v = cpu_to_be64(hpte_v);
 321
 322         __asm__ __volatile__ ("ptesync" : : : "memory");
 323
 324         local_irq_restore(flags);
 325
 326         return i | (!!(vflags & HPTE_V_SECONDARY) << 3);
 327 }
 328
 329 static long native_hpte_remove(unsigned long hpte_group)
 330 {
 331         unsigned long hpte_v, flags;
 332         struct hash_pte *hptep;
 333         int i;
 334         int slot_offset;
 335
 336         local_irq_save(flags);
 337
 338         DBG_LOW("    remove(group=%lx)\n", hpte_group);
 339
 340         /* pick a random entry to start at */
 341         slot_offset = mftb() & 0x7;
 342
 343         for (i = 0; i < HPTES_PER_GROUP; i++) {
 344                 hptep = htab_address + hpte_group + slot_offset;
 345                 hpte_v = be64_to_cpu(hptep->v);
 346
 347                 if ((hpte_v & HPTE_V_VALID) && !(hpte_v & HPTE_V_BOLTED)) {
 348                         /* retry with lock held */
 349                         native_lock_hpte(hptep);
 350                         hpte_v = be64_to_cpu(hptep->v);
 351                         if ((hpte_v & HPTE_V_VALID)
 352                             && !(hpte_v & HPTE_V_BOLTED))
 353                                 break;
 354                         native_unlock_hpte(hptep);
 355                 }
 356
 357                 slot_offset++;
 358                 slot_offset &= 0x7;
 359         }
 360
 361         if (i == HPTES_PER_GROUP) {
 362                 i = -1;
 363                 goto out;
 364         }
 365
 366         /* Invalidate the hpte. NOTE: this also unlocks it */
 367         release_hpte_lock();
 368         hptep->v = 0;
 369 out:
 370         local_irq_restore(flags);
 371         return i;
 372 }
 373
 374 static long native_hpte_updatepp(unsigned long slot, unsigned long newpp,
 375                                  unsigned long vpn, int bpsize,
 376                                  int apsize, int ssize, unsigned long flags)
 377 {
 378         struct hash_pte *hptep = htab_address + slot;
 379         unsigned long hpte_v, want_v;
 380         int ret = 0, local = 0;
 381         unsigned long irqflags;
 382
 383         local_irq_save(irqflags);
 384
 385         want_v = hpte_encode_avpn(vpn, bpsize, ssize);
 386
 387         DBG_LOW("    update(vpn=%016lx, avpnv=%016lx, group=%lx, newpp=%lx)",
 388                 vpn, want_v & HPTE_V_AVPN, slot, newpp);
 389
 390         hpte_v = hpte_get_old_v(hptep);
 391         /*
 392          * We need to invalidate the TLB always because hpte_remove doesn't do
 393          * a tlb invalidate. If a hash bucket gets full, we "evict" a more/less
 394          * random entry from it. When we do that we don't invalidate the TLB
 395          * (hpte_remove) because we assume the old translation is still
 396          * technically "valid".
 397          */
 398         if (!HPTE_V_COMPARE(hpte_v, want_v) || !(hpte_v & HPTE_V_VALID)) {
 399                 DBG_LOW(" -> miss\n");
 400                 ret = -1;
 401         } else {
 402                 native_lock_hpte(hptep);
 403                 /* recheck with locks held */
 404                 hpte_v = hpte_get_old_v(hptep);
 405                 if (unlikely(!HPTE_V_COMPARE(hpte_v, want_v) ||
 406                              !(hpte_v & HPTE_V_VALID))) {
 407                         ret = -1;
 408                 } else {
 409                         DBG_LOW(" -> hit\n");
 410                         /* Update the HPTE */
 411                         hptep->r = cpu_to_be64((be64_to_cpu(hptep->r) &
 412                                                 ~(HPTE_R_PPP | HPTE_R_N)) |
 413                                                (newpp & (HPTE_R_PPP | HPTE_R_N |
 414                                                          HPTE_R_C)));
 415                 }
 416                 native_unlock_hpte(hptep);
 417         }
 418
 419         if (flags & HPTE_LOCAL_UPDATE)
 420                 local = 1;
 421         /*
 422          * Ensure it is out of the tlb too if it is not a nohpte fault
 423          */
 424         if (!(flags & HPTE_NOHPTE_UPDATE))
 425                 tlbie(vpn, bpsize, apsize, ssize, local);
 426
 427         local_irq_restore(irqflags);
 428
 429         return ret;
 430 }
 431
 432 static long __native_hpte_find(unsigned long want_v, unsigned long slot)
 433 {
 434         struct hash_pte *hptep;
 435         unsigned long hpte_v;
 436         unsigned long i;
 437
 438         for (i = 0; i < HPTES_PER_GROUP; i++) {
 439
 440                 hptep = htab_address + slot;
 441                 hpte_v = hpte_get_old_v(hptep);
 442                 if (HPTE_V_COMPARE(hpte_v, want_v) && (hpte_v & HPTE_V_VALID))
 443                         /* HPTE matches */
 444                         return slot;
 445                 ++slot;
 446         }
 447
 448         return -1;
 449 }
 450
 451 static long native_hpte_find(unsigned long vpn, int psize, int ssize)
 452 {
 453         unsigned long hpte_group;
 454         unsigned long want_v;
 455         unsigned long hash;
 456         long slot;
 457
 458         hash = hpt_hash(vpn, mmu_psize_defs[psize].shift, ssize);
 459         want_v = hpte_encode_avpn(vpn, psize, ssize);
 460
 461         /*
 462          * We try to keep bolted entries always in primary hash
 463          * But in some case we can find them in secondary too.
 464          */
 465         hpte_group = (hash & htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP;
 466         slot = __native_hpte_find(want_v, hpte_group);
 467         if (slot < 0) {
 468                 /* Try in secondary */
 469                 hpte_group = (~hash & htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP;
 470                 slot = __native_hpte_find(want_v, hpte_group);
 471                 if (slot < 0)
 472                         return -1;
 473         }
 474
 475         return slot;
 476 }
 477
 478 /*
 479  * Update the page protection bits. Intended to be used to create
 480  * guard pages for kernel data structures on pages which are bolted
 481  * in the HPT. Assumes pages being operated on will not be stolen.
 482  *
 483  * No need to lock here because we should be the only user.
 484  */
 485 static void native_hpte_updateboltedpp(unsigned long newpp, unsigned long ea,
 486                                        int psize, int ssize)
 487 {
 488         unsigned long vpn;
 489         unsigned long vsid;
 490         long slot;
 491         struct hash_pte *hptep;
 492         unsigned long flags;
 493
 494         local_irq_save(flags);
 495
 496         vsid = get_kernel_vsid(ea, ssize);
 497         vpn = hpt_vpn(ea, vsid, ssize);
 498
 499         slot = native_hpte_find(vpn, psize, ssize);
 500         if (slot == -1)
 501                 panic("could not find page to bolt\n");
 502         hptep = htab_address + slot;
 503
 504         /* Update the HPTE */
 505         hptep->r = cpu_to_be64((be64_to_cpu(hptep->r) &
 506                                 ~(HPTE_R_PPP | HPTE_R_N)) |
 507                                (newpp & (HPTE_R_PPP | HPTE_R_N)));
 508         /*
 509          * Ensure it is out of the tlb too. Bolted entries base and
 510          * actual page size will be same.
 511          */
 512         tlbie(vpn, psize, psize, ssize, 0);
 513
 514         local_irq_restore(flags);
 515 }
 516
 517 /*
 518  * Remove a bolted kernel entry. Memory hotplug uses this.
 519  *
 520  * No need to lock here because we should be the only user.
 521  */
 522 static int native_hpte_removebolted(unsigned long ea, int psize, int ssize)
 523 {
 524         unsigned long vpn;
 525         unsigned long vsid;
 526         long slot;
 527         struct hash_pte *hptep;
 528         unsigned long flags;
 529
 530         local_irq_save(flags);
 531
 532         vsid = get_kernel_vsid(ea, ssize);
 533         vpn = hpt_vpn(ea, vsid, ssize);
 534
 535         slot = native_hpte_find(vpn, psize, ssize);
 536         if (slot == -1)
 537                 return -ENOENT;
 538
 539         hptep = htab_address + slot;
 540
 541         VM_WARN_ON(!(be64_to_cpu(hptep->v) & HPTE_V_BOLTED));
 542
 543         /* Invalidate the hpte */
 544         hptep->v = 0;
 545
 546         /* Invalidate the TLB */
 547         tlbie(vpn, psize, psize, ssize, 0);
 548
 549         local_irq_restore(flags);
 550
 551         return 0;
 552 }
 553
 554
 555 static void native_hpte_invalidate(unsigned long slot, unsigned long vpn,
 556                                    int bpsize, int apsize, int ssize, int local)
 557 {
 558         struct hash_pte *hptep = htab_address + slot;
 559         unsigned long hpte_v;
 560         unsigned long want_v;
 561         unsigned long flags;
 562
 563         local_irq_save(flags);
 564
 565         DBG_LOW("    invalidate(vpn=%016lx, hash: %lx)\n", vpn, slot);
 566
 567         want_v = hpte_encode_avpn(vpn, bpsize, ssize);
 568         hpte_v = hpte_get_old_v(hptep);
 569
 570         if (HPTE_V_COMPARE(hpte_v, want_v) && (hpte_v & HPTE_V_VALID)) {
 571                 native_lock_hpte(hptep);
 572                 /* recheck with locks held */
 573                 hpte_v = hpte_get_old_v(hptep);
 574
 575                 if (HPTE_V_COMPARE(hpte_v, want_v) && (hpte_v & HPTE_V_VALID)) {
 576                         /* Invalidate the hpte. NOTE: this also unlocks it */
 577                         release_hpte_lock();
 578                         hptep->v = 0;
 579                 } else
 580                         native_unlock_hpte(hptep);
 581         }
 582         /*
 583          * We need to invalidate the TLB always because hpte_remove doesn't do
 584          * a tlb invalidate. If a hash bucket gets full, we "evict" a more/less
 585          * random entry from it. When we do that we don't invalidate the TLB
 586          * (hpte_remove) because we assume the old translation is still
 587          * technically "valid".
 588          */
 589         tlbie(vpn, bpsize, apsize, ssize, local);
 590
 591         local_irq_restore(flags);
 592 }
 593
 594 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
 595 static void native_hugepage_invalidate(unsigned long vsid,
 596                                        unsigned long addr,
 597                                        unsigned char *hpte_slot_array,
 598                                        int psize, int ssize, int local)
 599 {
 600         int i;
 601         struct hash_pte *hptep;
 602         int actual_psize = MMU_PAGE_16M;
 603         unsigned int max_hpte_count, valid;
 604         unsigned long flags, s_addr = addr;
 605         unsigned long hpte_v, want_v, shift;
 606         unsigned long hidx, vpn = 0, hash, slot;
 607
 608         shift = mmu_psize_defs[psize].shift;
 609         max_hpte_count = 1U << (PMD_SHIFT - shift);
 610
 611         local_irq_save(flags);
 612         for (i = 0; i < max_hpte_count; i++) {
 613                 valid = hpte_valid(hpte_slot_array, i);
 614                 if (!valid)
 615                         continue;
 616                 hidx =  hpte_hash_index(hpte_slot_array, i);
 617
 618                 /* get the vpn */
 619                 addr = s_addr + (i * (1ul << shift));
 620                 vpn = hpt_vpn(addr, vsid, ssize);
 621                 hash = hpt_hash(vpn, shift, ssize);
 622                 if (hidx & _PTEIDX_SECONDARY)
 623                         hash = ~hash;
 624
 625                 slot = (hash & htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP;
 626                 slot += hidx & _PTEIDX_GROUP_IX;
 627
 628                 hptep = htab_address + slot;
 629                 want_v = hpte_encode_avpn(vpn, psize, ssize);
 630                 hpte_v = hpte_get_old_v(hptep);
 631
 632                 /* Even if we miss, we need to invalidate the TLB */
 633                 if (HPTE_V_COMPARE(hpte_v, want_v) && (hpte_v & HPTE_V_VALID)) {
 634                         /* recheck with locks held */
 635                         native_lock_hpte(hptep);
 636                         hpte_v = hpte_get_old_v(hptep);
 637
 638                         if (HPTE_V_COMPARE(hpte_v, want_v) && (hpte_v & HPTE_V_VALID)) {
 639                                 /* Invalidate the hpte. NOTE: this also unlocks it */
 640                                 release_hpte_lock();
 641                                 hptep->v = 0;
 642                         } else
 643                                 native_unlock_hpte(hptep);
 644                 }
 645                 /*
 646                  * We need to do tlb invalidate for all the address, tlbie
 647                  * instruction compares entry_VA in tlb with the VA specified
 648                  * here
 649                  */
 650                 tlbie(vpn, psize, actual_psize, ssize, local);
 651         }
 652         local_irq_restore(flags);
 653 }
 654 #else
 655 static void native_hugepage_invalidate(unsigned long vsid,
 656                                        unsigned long addr,
 657                                        unsigned char *hpte_slot_array,
 658                                        int psize, int ssize, int local)
 659 {
 660         WARN(1, "%s called without THP support\n", __func__);
 661 }
 662 #endif
 663
 664 static void hpte_decode(struct hash_pte *hpte, unsigned long slot,
 665                         int *psize, int *apsize, int *ssize, unsigned long *vpn)
 666 {
 667         unsigned long avpn, pteg, vpi;
 668         unsigned long hpte_v = be64_to_cpu(hpte->v);
 669         unsigned long hpte_r = be64_to_cpu(hpte->r);
 670         unsigned long vsid, seg_off;
 671         int size, a_size, shift;
 672         /* Look at the 8 bit LP value */
 673         unsigned int lp = (hpte_r >> LP_SHIFT) & ((1 << LP_BITS) - 1);
 674
 675         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300)) {
 676                 hpte_v = hpte_new_to_old_v(hpte_v, hpte_r);
 677                 hpte_r = hpte_new_to_old_r(hpte_r);
 678         }
 679         if (!(hpte_v & HPTE_V_LARGE)) {
 680                 size   = MMU_PAGE_4K;
 681                 a_size = MMU_PAGE_4K;
 682         } else {
 683                 size = hpte_page_sizes[lp] & 0xf;
 684                 a_size = hpte_page_sizes[lp] >> 4;
 685         }
 686         /* This works for all page sizes, and for 256M and 1T segments */
 687         *ssize = hpte_v >> HPTE_V_SSIZE_SHIFT;
 688         shift = mmu_psize_defs[size].shift;
 689
 690         avpn = (HPTE_V_AVPN_VAL(hpte_v) & ~mmu_psize_defs[size].avpnm);
 691         pteg = slot / HPTES_PER_GROUP;
 692         if (hpte_v & HPTE_V_SECONDARY)
 693                 pteg = ~pteg;
 694
 695         switch (*ssize) {
 696         case MMU_SEGSIZE_256M:
 697                 /* We only have 28 - 23 bits of seg_off in avpn */
 698                 seg_off = (avpn & 0x1f) << 23;
 699                 vsid    =  avpn >> 5;
 700                 /* We can find more bits from the pteg value */
 701                 if (shift < 23) {
 702                         vpi = (vsid ^ pteg) & htab_hash_mask;
 703                         seg_off |= vpi << shift;
 704                 }
 705                 *vpn = vsid << (SID_SHIFT - VPN_SHIFT) | seg_off >> VPN_SHIFT;
 706                 break;
 707         case MMU_SEGSIZE_1T:
 708                 /* We only have 40 - 23 bits of seg_off in avpn */
 709                 seg_off = (avpn & 0x1ffff) << 23;
 710                 vsid    = avpn >> 17;
 711                 if (shift < 23) {
 712                         vpi = (vsid ^ (vsid << 25) ^ pteg) & htab_hash_mask;
 713                         seg_off |= vpi << shift;
 714                 }
 715                 *vpn = vsid << (SID_SHIFT_1T - VPN_SHIFT) | seg_off >> VPN_SHIFT;
 716                 break;
 717         default:
 718                 *vpn = size = 0;
 719         }
 720         *psize  = size;
 721         *apsize = a_size;
 722 }
 723
 724 /*
 725  * clear all mappings on kexec.  All cpus are in real mode (or they will
 726  * be when they isi), and we are the only one left.  We rely on our kernel
 727  * mapping being 0xC0's and the hardware ignoring those two real bits.
 728  *
 729  * This must be called with interrupts disabled.
 730  *
 731  * Taking the native_tlbie_lock is unsafe here due to the possibility of
 732  * lockdep being on. On pre POWER5 hardware, not taking the lock could
 733  * cause deadlock. POWER5 and newer not taking the lock is fine. This only
 734  * gets called during boot before secondary CPUs have come up and during
 735  * crashdump and all bets are off anyway.
 736  *
 737  * TODO: add batching support when enabled.  remember, no dynamic memory here,
 738  * although there is the control page available...
 739  */
 740 static notrace void native_hpte_clear(void)
 741 {
 742         unsigned long vpn = 0;
 743         unsigned long slot, slots;
 744         struct hash_pte *hptep = htab_address;
 745         unsigned long hpte_v;
 746         unsigned long pteg_count;
 747         int psize, apsize, ssize;
 748
 749         pteg_count = htab_hash_mask + 1;
 750
 751         slots = pteg_count * HPTES_PER_GROUP;
 752
 753         for (slot = 0; slot < slots; slot++, hptep++) {
 754                 /*
 755                  * we could lock the pte here, but we are the only cpu
 756                  * running,  right?  and for crash dump, we probably
 757                  * don't want to wait for a maybe bad cpu.
 758                  */
 759                 hpte_v = be64_to_cpu(hptep->v);
 760
 761                 /*
 762                  * Call __tlbie() here rather than tlbie() since we can't take the
 763                  * native_tlbie_lock.
 764                  */
 765                 if (hpte_v & HPTE_V_VALID) {
 766                         hpte_decode(hptep, slot, &psize, &apsize, &ssize, &vpn);
 767                         hptep->v = 0;
 768                         ___tlbie(vpn, psize, apsize, ssize);
 769                 }
 770         }
 771
 772         asm volatile("eieio; tlbsync; ptesync":::"memory");
 773 }
 774
 775 /*
 776  * Batched hash table flush, we batch the tlbie's to avoid taking/releasing
 777  * the lock all the time
 778  */
 779 static void native_flush_hash_range(unsigned long number, int local)
 780 {
 781         unsigned long vpn = 0;
 782         unsigned long hash, index, hidx, shift, slot;
 783         struct hash_pte *hptep;
 784         unsigned long hpte_v;
 785         unsigned long want_v;
 786         unsigned long flags;
 787         real_pte_t pte;
 788         struct ppc64_tlb_batch *batch = this_cpu_ptr(&ppc64_tlb_batch);
 789         unsigned long psize = batch->psize;
 790         int ssize = batch->ssize;
 791         int i;
 792         unsigned int use_local;
 793
 794         use_local = local && mmu_has_feature(MMU_FTR_TLBIEL) &&
 795                 mmu_psize_defs[psize].tlbiel && !cxl_ctx_in_use();
 796
 797         local_irq_save(flags);
 798
 799         for (i = 0; i < number; i++) {
 800                 vpn = batch->vpn[i];
 801                 pte = batch->pte[i];
 802
 803                 pte_iterate_hashed_subpages(pte, psize, vpn, index, shift) {
 804                         hash = hpt_hash(vpn, shift, ssize);
 805                         hidx = __rpte_to_hidx(pte, index);
 806                         if (hidx & _PTEIDX_SECONDARY)
 807                                 hash = ~hash;
 808                         slot = (hash & htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP;
 809                         slot += hidx & _PTEIDX_GROUP_IX;
 810                         hptep = htab_address + slot;
 811                         want_v = hpte_encode_avpn(vpn, psize, ssize);
 812                         hpte_v = hpte_get_old_v(hptep);
 813
 814                         if (!HPTE_V_COMPARE(hpte_v, want_v) || !(hpte_v & HPTE_V_VALID))
 815                                 continue;
 816                         /* lock and try again */
 817                         native_lock_hpte(hptep);
 818                         hpte_v = hpte_get_old_v(hptep);
 819
 820                         if (!HPTE_V_COMPARE(hpte_v, want_v) || !(hpte_v & HPTE_V_VALID))
 821                                 native_unlock_hpte(hptep);
 822                         else {
 823                                 release_hpte_lock();
 824                                 hptep->v = 0;
 825                         }
 826
 827                 } pte_iterate_hashed_end();
 828         }
 829
 830         if (use_local) {
 831                 asm volatile("ptesync":::"memory");
 832                 for (i = 0; i < number; i++) {
 833                         vpn = batch->vpn[i];
 834                         pte = batch->pte[i];
 835
 836                         pte_iterate_hashed_subpages(pte, psize,
 837                                                     vpn, index, shift) {
 838                                 __tlbiel(vpn, psize, psize, ssize);
 839                         } pte_iterate_hashed_end();
 840                 }
 841                 ppc_after_tlbiel_barrier();
 842         } else {
 843                 int lock_tlbie = !mmu_has_feature(MMU_FTR_LOCKLESS_TLBIE);
 844
 845                 if (lock_tlbie)
 846                         raw_spin_lock(&native_tlbie_lock);
 847
 848                 asm volatile("ptesync":::"memory");
 849                 for (i = 0; i < number; i++) {
 850                         vpn = batch->vpn[i];
 851                         pte = batch->pte[i];
 852
 853                         pte_iterate_hashed_subpages(pte, psize,
 854                                                     vpn, index, shift) {
 855                                 __tlbie(vpn, psize, psize, ssize);
 856                         } pte_iterate_hashed_end();
 857                 }
 858                 /*
 859                  * Just do one more with the last used values.
 860                  */
 861                 fixup_tlbie_vpn(vpn, psize, psize, ssize);
 862                 asm volatile("eieio; tlbsync; ptesync":::"memory");
 863
 864                 if (lock_tlbie)
 865                         raw_spin_unlock(&native_tlbie_lock);
 866         }
 867
 868         local_irq_restore(flags);
 869 }
 870
 871 void __init hpte_init_native(void)
 872 {
 873         mmu_hash_ops.hpte_invalidate    = native_hpte_invalidate;
 874         mmu_hash_ops.hpte_updatepp      = native_hpte_updatepp;
 875         mmu_hash_ops.hpte_updateboltedpp = native_hpte_updateboltedpp;
 876         mmu_hash_ops.hpte_removebolted = native_hpte_removebolted;
 877         mmu_hash_ops.hpte_insert        = native_hpte_insert;
 878         mmu_hash_ops.hpte_remove        = native_hpte_remove;
 879         mmu_hash_ops.hpte_clear_all     = native_hpte_clear;
 880         mmu_hash_ops.flush_hash_range = native_flush_hash_range;
 881         mmu_hash_ops.hugepage_invalidate   = native_hugepage_invalidate;
 882 }