arch/powerpc/include/asm/mmu.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
   2 #ifndef _ASM_POWERPC_MMU_H_
   3 #define _ASM_POWERPC_MMU_H_
   4 #ifdef __KERNEL__
   5
   6 #include <linux/types.h>
   7
   8 #include <asm/asm-const.h>
   9
  10 /*
  11  * MMU features bit definitions
  12  */
  13
  14 /*
  15  * MMU families
  16  */
  17 #define MMU_FTR_HPTE_TABLE              ASM_CONST(0x00000001)
  18 #define MMU_FTR_TYPE_8xx                ASM_CONST(0x00000002)
  19 #define MMU_FTR_TYPE_40x                ASM_CONST(0x00000004)
  20 #define MMU_FTR_TYPE_44x                ASM_CONST(0x00000008)
  21 #define MMU_FTR_TYPE_FSL_E              ASM_CONST(0x00000010)
  22 #define MMU_FTR_TYPE_47x                ASM_CONST(0x00000020)
  23
  24 /* Radix page table supported and enabled */
  25 #define MMU_FTR_TYPE_RADIX              ASM_CONST(0x00000040)
  26
  27 /*
  28  * Individual features below.
  29  */
  30
  31 /*
  32  * Support for 68 bit VA space. We added that from ISA 2.05
  33  */
  34 #define MMU_FTR_68_BIT_VA               ASM_CONST(0x00002000)
  35 /*
  36  * Kernel read only support.
  37  * We added the ppp value 0b110 in ISA 2.04.
  38  */
  39 #define MMU_FTR_KERNEL_RO               ASM_CONST(0x00004000)
  40
  41 /*
  42  * We need to clear top 16bits of va (from the remaining 64 bits )in
  43  * tlbie* instructions
  44  */
  45 #define MMU_FTR_TLBIE_CROP_VA           ASM_CONST(0x00008000)
  46
  47 /* Enable use of high BAT registers */
  48 #define MMU_FTR_USE_HIGH_BATS           ASM_CONST(0x00010000)
  49
  50 /* Enable >32-bit physical addresses on 32-bit processor, only used
  51  * by CONFIG_PPC_BOOK3S_32 currently as BookE supports that from day 1
  52  */
  53 #define MMU_FTR_BIG_PHYS                ASM_CONST(0x00020000)
  54
  55 /* Enable use of broadcast TLB invalidations. We don't always set it
  56  * on processors that support it due to other constraints with the
  57  * use of such invalidations
  58  */
  59 #define MMU_FTR_USE_TLBIVAX_BCAST       ASM_CONST(0x00040000)
  60
  61 /* Enable use of tlbilx invalidate instructions.
  62  */
  63 #define MMU_FTR_USE_TLBILX              ASM_CONST(0x00080000)
  64
  65 /* This indicates that the processor cannot handle multiple outstanding
  66  * broadcast tlbivax or tlbsync. This makes the code use a spinlock
  67  * around such invalidate forms.
  68  */
  69 #define MMU_FTR_LOCK_BCAST_INVAL        ASM_CONST(0x00100000)
  70
  71 /* This indicates that the processor doesn't handle way selection
  72  * properly and needs SW to track and update the LRU state.  This
  73  * is specific to an errata on e300c2/c3/c4 class parts
  74  */
  75 #define MMU_FTR_NEED_DTLB_SW_LRU        ASM_CONST(0x00200000)
  76
  77 /* Enable use of TLB reservation.  Processor should support tlbsrx.
  78  * instruction and MAS0[WQ].
  79  */
  80 #define MMU_FTR_USE_TLBRSRV             ASM_CONST(0x00800000)
  81
  82 /* Use paired MAS registers (MAS7||MAS3, etc.)
  83  */
  84 #define MMU_FTR_USE_PAIRED_MAS          ASM_CONST(0x01000000)
  85
  86 /* Doesn't support the B bit (1T segment) in SLBIE
  87  */
  88 #define MMU_FTR_NO_SLBIE_B              ASM_CONST(0x02000000)
  89
  90 /* Support 16M large pages
  91  */
  92 #define MMU_FTR_16M_PAGE                ASM_CONST(0x04000000)
  93
  94 /* Supports TLBIEL variant
  95  */
  96 #define MMU_FTR_TLBIEL                  ASM_CONST(0x08000000)
  97
  98 /* Supports tlbies w/o locking
  99  */
 100 #define MMU_FTR_LOCKLESS_TLBIE          ASM_CONST(0x10000000)
 101
 102 /* Large pages can be marked CI
 103  */
 104 #define MMU_FTR_CI_LARGE_PAGE           ASM_CONST(0x20000000)
 105
 106 /* 1T segments available
 107  */
 108 #define MMU_FTR_1T_SEGMENT              ASM_CONST(0x40000000)
 109
 110 /* MMU feature bit sets for various CPUs */
 111 #define MMU_FTRS_DEFAULT_HPTE_ARCH_V2   \
 112         MMU_FTR_HPTE_TABLE | MMU_FTR_PPCAS_ARCH_V2
 113 #define MMU_FTRS_POWER          MMU_FTRS_DEFAULT_HPTE_ARCH_V2
 114 #define MMU_FTRS_PPC970         MMU_FTRS_POWER | MMU_FTR_TLBIE_CROP_VA
 115 #define MMU_FTRS_POWER5         MMU_FTRS_POWER | MMU_FTR_LOCKLESS_TLBIE
 116 #define MMU_FTRS_POWER6         MMU_FTRS_POWER5 | MMU_FTR_KERNEL_RO | MMU_FTR_68_BIT_VA
 117 #define MMU_FTRS_POWER7         MMU_FTRS_POWER6
 118 #define MMU_FTRS_POWER8         MMU_FTRS_POWER6
 119 #define MMU_FTRS_POWER9         MMU_FTRS_POWER6
 120 #define MMU_FTRS_CELL           MMU_FTRS_DEFAULT_HPTE_ARCH_V2 | \
 121                                 MMU_FTR_CI_LARGE_PAGE
 122 #define MMU_FTRS_PA6T           MMU_FTRS_DEFAULT_HPTE_ARCH_V2 | \
 123                                 MMU_FTR_CI_LARGE_PAGE | MMU_FTR_NO_SLBIE_B
 124 #ifndef __ASSEMBLY__
 125 #include <linux/bug.h>
 126 #include <asm/cputable.h>
 127
 128 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 129 #include <asm/percpu.h>
 130 DECLARE_PER_CPU(int, next_tlbcam_idx);
 131 #endif
 132
 133 enum {
 134         MMU_FTRS_POSSIBLE =
 135 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S
 136                 MMU_FTR_HPTE_TABLE |
 137 #endif
 138 #ifdef CONFIG_PPC_8xx
 139                 MMU_FTR_TYPE_8xx |
 140 #endif
 141 #ifdef CONFIG_40x
 142                 MMU_FTR_TYPE_40x |
 143 #endif
 144 #ifdef CONFIG_44x
 145                 MMU_FTR_TYPE_44x |
 146 #endif
 147 #if defined(CONFIG_E200) || defined(CONFIG_E500)
 148                 MMU_FTR_TYPE_FSL_E | MMU_FTR_BIG_PHYS | MMU_FTR_USE_TLBILX |
 149 #endif
 150 #ifdef CONFIG_PPC_47x
 151                 MMU_FTR_TYPE_47x | MMU_FTR_USE_TLBIVAX_BCAST | MMU_FTR_LOCK_BCAST_INVAL |
 152 #endif
 153 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_32
 154                 MMU_FTR_USE_HIGH_BATS | MMU_FTR_NEED_DTLB_SW_LRU |
 155 #endif
 156 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3E_64
 157                 MMU_FTR_USE_TLBRSRV | MMU_FTR_USE_PAIRED_MAS |
 158 #endif
 159 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_64
 160                 MMU_FTR_NO_SLBIE_B | MMU_FTR_16M_PAGE | MMU_FTR_TLBIEL |
 161                 MMU_FTR_LOCKLESS_TLBIE | MMU_FTR_CI_LARGE_PAGE |
 162                 MMU_FTR_1T_SEGMENT | MMU_FTR_TLBIE_CROP_VA |
 163                 MMU_FTR_KERNEL_RO | MMU_FTR_68_BIT_VA |
 164 #endif
 165 #ifdef CONFIG_PPC_RADIX_MMU
 166                 MMU_FTR_TYPE_RADIX |
 167 #endif
 168                 0,
 169 };
 170
 171 static inline bool early_mmu_has_feature(unsigned long feature)
 172 {
 173         return !!(MMU_FTRS_POSSIBLE & cur_cpu_spec->mmu_features & feature);
 174 }
 175
 176 #ifdef CONFIG_JUMP_LABEL_FEATURE_CHECKS
 177 #include <linux/jump_label.h>
 178
 179 #define NUM_MMU_FTR_KEYS        32
 180
 181 extern struct static_key_true mmu_feature_keys[NUM_MMU_FTR_KEYS];
 182
 183 extern void mmu_feature_keys_init(void);
 184
 185 static __always_inline bool mmu_has_feature(unsigned long feature)
 186 {
 187         int i;
 188
 189 #ifndef __clang__ /* clang can't cope with this */
 190         BUILD_BUG_ON(!__builtin_constant_p(feature));
 191 #endif
 192
 193 #ifdef CONFIG_JUMP_LABEL_FEATURE_CHECK_DEBUG
 194         if (!static_key_initialized) {
 195                 printk("Warning! mmu_has_feature() used prior to jump label init!\n");
 196                 dump_stack();
 197                 return early_mmu_has_feature(feature);
 198         }
 199 #endif
 200
 201         if (!(MMU_FTRS_POSSIBLE & feature))
 202                 return false;
 203
 204         i = __builtin_ctzl(feature);
 205         return static_branch_likely(&mmu_feature_keys[i]);
 206 }
 207
 208 static inline void mmu_clear_feature(unsigned long feature)
 209 {
 210         int i;
 211
 212         i = __builtin_ctzl(feature);
 213         cur_cpu_spec->mmu_features &= ~feature;
 214         static_branch_disable(&mmu_feature_keys[i]);
 215 }
 216 #else
 217
 218 static inline void mmu_feature_keys_init(void)
 219 {
 220
 221 }
 222
 223 static inline bool mmu_has_feature(unsigned long feature)
 224 {
 225         return early_mmu_has_feature(feature);
 226 }
 227
 228 static inline void mmu_clear_feature(unsigned long feature)
 229 {
 230         cur_cpu_spec->mmu_features &= ~feature;
 231 }
 232 #endif /* CONFIG_JUMP_LABEL */
 233
 234 extern unsigned int __start___mmu_ftr_fixup, __stop___mmu_ftr_fixup;
 235
 236 #ifdef CONFIG_PPC64
 237 /* This is our real memory area size on ppc64 server, on embedded, we
 238  * make it match the size our of bolted TLB area
 239  */
 240 extern u64 ppc64_rma_size;
 241
 242 /* Cleanup function used by kexec */
 243 extern void mmu_cleanup_all(void);
 244 extern void radix__mmu_cleanup_all(void);
 245
 246 /* Functions for creating and updating partition table on POWER9 */
 247 extern void mmu_partition_table_init(void);
 248 extern void mmu_partition_table_set_entry(unsigned int lpid, unsigned long dw0,
 249                                           unsigned long dw1);
 250 #endif /* CONFIG_PPC64 */
 251
 252 struct mm_struct;
 253 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
 254 extern void assert_pte_locked(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
 255 #else /* CONFIG_DEBUG_VM */
 256 static inline void assert_pte_locked(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
 257 {
 258 }
 259 #endif /* !CONFIG_DEBUG_VM */
 260
 261 #ifdef CONFIG_PPC_RADIX_MMU
 262 static inline bool radix_enabled(void)
 263 {
 264         return mmu_has_feature(MMU_FTR_TYPE_RADIX);
 265 }
 266
 267 static inline bool early_radix_enabled(void)
 268 {
 269         return early_mmu_has_feature(MMU_FTR_TYPE_RADIX);
 270 }
 271 #else
 272 static inline bool radix_enabled(void)
 273 {
 274         return false;
 275 }
 276
 277 static inline bool early_radix_enabled(void)
 278 {
 279         return false;
 280 }
 281 #endif
 282
 283 #ifdef CONFIG_PPC_MEM_KEYS
 284 extern u16 get_mm_addr_key(struct mm_struct *mm, unsigned long address);
 285 #else
 286 static inline u16 get_mm_addr_key(struct mm_struct *mm, unsigned long address)
 287 {
 288         return 0;
 289 }
 290 #endif /* CONFIG_PPC_MEM_KEYS */
 291
 292 #ifdef CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX
 293 static inline bool strict_kernel_rwx_enabled(void)
 294 {
 295         return rodata_enabled;
 296 }
 297 #else
 298 static inline bool strict_kernel_rwx_enabled(void)
 299 {
 300         return false;
 301 }
 302 #endif
 303 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
 304
 305 /* The kernel use the constants below to index in the page sizes array.
 306  * The use of fixed constants for this purpose is better for performances
 307  * of the low level hash refill handlers.
 308  *
 309  * A non supported page size has a "shift" field set to 0
 310  *
 311  * Any new page size being implemented can get a new entry in here. Whether
 312  * the kernel will use it or not is a different matter though. The actual page
 313  * size used by hugetlbfs is not defined here and may be made variable
 314  *
 315  * Note: This array ended up being a false good idea as it's growing to the
 316  * point where I wonder if we should replace it with something different,
 317  * to think about, feedback welcome. --BenH.
 318  */
 319
 320 /* These are #defines as they have to be used in assembly */
 321 #define MMU_PAGE_4K     0
 322 #define MMU_PAGE_16K    1
 323 #define MMU_PAGE_64K    2
 324 #define MMU_PAGE_64K_AP 3       /* "Admixed pages" (hash64 only) */
 325 #define MMU_PAGE_256K   4
 326 #define MMU_PAGE_512K   5
 327 #define MMU_PAGE_1M     6
 328 #define MMU_PAGE_2M     7
 329 #define MMU_PAGE_4M     8
 330 #define MMU_PAGE_8M     9
 331 #define MMU_PAGE_16M    10
 332 #define MMU_PAGE_64M    11
 333 #define MMU_PAGE_256M   12
 334 #define MMU_PAGE_1G     13
 335 #define MMU_PAGE_16G    14
 336 #define MMU_PAGE_64G    15
 337
 338 /*
 339  * N.B. we need to change the type of hpte_page_sizes if this gets to be > 16
 340  * Also we need to change he type of mm_context.low/high_slices_psize.
 341  */
 342 #define MMU_PAGE_COUNT  16
 343
 344 /*
 345  * If we store section details in page->flags we can't increase the MAX_PHYSMEM_BITS
 346  * if we increase SECTIONS_WIDTH we will not store node details in page->flags and
 347  * page_to_nid does a page->section->node lookup
 348  * Hence only increase for VMEMMAP. Further depending on SPARSEMEM_EXTREME reduce
 349  * memory requirements with large number of sections.
 350  * 51 bits is the max physical real address on POWER9
 351  */
 352 #if defined(CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP) && defined(CONFIG_SPARSEMEM_EXTREME) &&   \
 353         defined (CONFIG_PPC_64K_PAGES)
 354 #define MAX_PHYSMEM_BITS        51
 355 #else
 356 #define MAX_PHYSMEM_BITS        46
 357 #endif
 358
 359 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_64
 360 #include <asm/book3s/64/mmu.h>
 361 #else /* CONFIG_PPC_BOOK3S_64 */
 362
 363 #ifndef __ASSEMBLY__
 364 /* MMU initialization */
 365 extern void early_init_mmu(void);
 366 extern void early_init_mmu_secondary(void);
 367 extern void setup_initial_memory_limit(phys_addr_t first_memblock_base,
 368                                        phys_addr_t first_memblock_size);
 369 static inline void mmu_early_init_devtree(void) { }
 370
 371 extern void *abatron_pteptrs[2];
 372 #endif /* __ASSEMBLY__ */
 373 #endif
 374
 375 #if defined(CONFIG_PPC_BOOK3S_32)
 376 /* 32-bit classic hash table MMU */
 377 #include <asm/book3s/32/mmu-hash.h>
 378 #elif defined(CONFIG_PPC_MMU_NOHASH)
 379 #include <asm/nohash/mmu.h>
 380 #endif
 381
 382 #endif /* __KERNEL__ */
 383 #endif /* _ASM_POWERPC_MMU_H_ */