mm: remove cold parameter from free_hot_cold_page*
[sfrench/cifs-2.6.git] / arch / powerpc / mm / pgtable_64.c
1 /*
2  *  This file contains ioremap and related functions for 64-bit machines.
3  *
4  *  Derived from arch/ppc64/mm/init.c
5  *    Copyright (C) 1995-1996 Gary Thomas (gdt@linuxppc.org)
6  *
7  *  Modifications by Paul Mackerras (PowerMac) (paulus@samba.org)
8  *  and Cort Dougan (PReP) (cort@cs.nmt.edu)
9  *    Copyright (C) 1996 Paul Mackerras
10  *
11  *  Derived from "arch/i386/mm/init.c"
12  *    Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
13  *
14  *  Dave Engebretsen <engebret@us.ibm.com>
15  *      Rework for PPC64 port.
16  *
17  *  This program is free software; you can redistribute it and/or
18  *  modify it under the terms of the GNU General Public License
19  *  as published by the Free Software Foundation; either version
20  *  2 of the License, or (at your option) any later version.
21  *
22  */
23
24 #include <linux/signal.h>
25 #include <linux/sched.h>
26 #include <linux/kernel.h>
27 #include <linux/errno.h>
28 #include <linux/string.h>
29 #include <linux/export.h>
30 #include <linux/types.h>
31 #include <linux/mman.h>
32 #include <linux/mm.h>
33 #include <linux/swap.h>
34 #include <linux/stddef.h>
35 #include <linux/vmalloc.h>
36 #include <linux/memblock.h>
37 #include <linux/slab.h>
38 #include <linux/hugetlb.h>
39
40 #include <asm/pgalloc.h>
41 #include <asm/page.h>
42 #include <asm/prom.h>
43 #include <asm/io.h>
44 #include <asm/mmu_context.h>
45 #include <asm/pgtable.h>
46 #include <asm/mmu.h>
47 #include <asm/smp.h>
48 #include <asm/machdep.h>
49 #include <asm/tlb.h>
50 #include <asm/trace.h>
51 #include <asm/processor.h>
52 #include <asm/cputable.h>
53 #include <asm/sections.h>
54 #include <asm/firmware.h>
55 #include <asm/dma.h>
56 #include <asm/powernv.h>
57
58 #include "mmu_decl.h"
59
60 #ifdef CONFIG_PPC_STD_MMU_64
61 #if TASK_SIZE_USER64 > (1UL << (ESID_BITS + SID_SHIFT))
62 #error TASK_SIZE_USER64 exceeds user VSID range
63 #endif
64 #endif
65
66 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_64
67 /*
68  * partition table and process table for ISA 3.0
69  */
70 struct prtb_entry *process_tb;
71 struct patb_entry *partition_tb;
72 /*
73  * page table size
74  */
75 unsigned long __pte_index_size;
76 EXPORT_SYMBOL(__pte_index_size);
77 unsigned long __pmd_index_size;
78 EXPORT_SYMBOL(__pmd_index_size);
79 unsigned long __pud_index_size;
80 EXPORT_SYMBOL(__pud_index_size);
81 unsigned long __pgd_index_size;
82 EXPORT_SYMBOL(__pgd_index_size);
83 unsigned long __pmd_cache_index;
84 EXPORT_SYMBOL(__pmd_cache_index);
85 unsigned long __pte_table_size;
86 EXPORT_SYMBOL(__pte_table_size);
87 unsigned long __pmd_table_size;
88 EXPORT_SYMBOL(__pmd_table_size);
89 unsigned long __pud_table_size;
90 EXPORT_SYMBOL(__pud_table_size);
91 unsigned long __pgd_table_size;
92 EXPORT_SYMBOL(__pgd_table_size);
93 unsigned long __pmd_val_bits;
94 EXPORT_SYMBOL(__pmd_val_bits);
95 unsigned long __pud_val_bits;
96 EXPORT_SYMBOL(__pud_val_bits);
97 unsigned long __pgd_val_bits;
98 EXPORT_SYMBOL(__pgd_val_bits);
99 unsigned long __kernel_virt_start;
100 EXPORT_SYMBOL(__kernel_virt_start);
101 unsigned long __kernel_virt_size;
102 EXPORT_SYMBOL(__kernel_virt_size);
103 unsigned long __vmalloc_start;
104 EXPORT_SYMBOL(__vmalloc_start);
105 unsigned long __vmalloc_end;
106 EXPORT_SYMBOL(__vmalloc_end);
107 unsigned long __kernel_io_start;
108 EXPORT_SYMBOL(__kernel_io_start);
109 struct page *vmemmap;
110 EXPORT_SYMBOL(vmemmap);
111 unsigned long __pte_frag_nr;
112 EXPORT_SYMBOL(__pte_frag_nr);
113 unsigned long __pte_frag_size_shift;
114 EXPORT_SYMBOL(__pte_frag_size_shift);
115 unsigned long ioremap_bot;
116 #else /* !CONFIG_PPC_BOOK3S_64 */
117 unsigned long ioremap_bot = IOREMAP_BASE;
118 #endif
119
120 /**
121  * __ioremap_at - Low level function to establish the page tables
122  *                for an IO mapping
123  */
124 void __iomem * __ioremap_at(phys_addr_t pa, void *ea, unsigned long size,
125                             unsigned long flags)
126 {
127         unsigned long i;
128
129         /* Make sure we have the base flags */
130         if ((flags & _PAGE_PRESENT) == 0)
131                 flags |= pgprot_val(PAGE_KERNEL);
132
133         /* We don't support the 4K PFN hack with ioremap */
134         if (flags & H_PAGE_4K_PFN)
135                 return NULL;
136
137         WARN_ON(pa & ~PAGE_MASK);
138         WARN_ON(((unsigned long)ea) & ~PAGE_MASK);
139         WARN_ON(size & ~PAGE_MASK);
140
141         for (i = 0; i < size; i += PAGE_SIZE)
142                 if (map_kernel_page((unsigned long)ea+i, pa+i, flags))
143                         return NULL;
144
145         return (void __iomem *)ea;
146 }
147
148 /**
149  * __iounmap_from - Low level function to tear down the page tables
150  *                  for an IO mapping. This is used for mappings that
151  *                  are manipulated manually, like partial unmapping of
152  *                  PCI IOs or ISA space.
153  */
154 void __iounmap_at(void *ea, unsigned long size)
155 {
156         WARN_ON(((unsigned long)ea) & ~PAGE_MASK);
157         WARN_ON(size & ~PAGE_MASK);
158
159         unmap_kernel_range((unsigned long)ea, size);
160 }
161
162 void __iomem * __ioremap_caller(phys_addr_t addr, unsigned long size,
163                                 unsigned long flags, void *caller)
164 {
165         phys_addr_t paligned;
166         void __iomem *ret;
167
168         /*
169          * Choose an address to map it to.
170          * Once the imalloc system is running, we use it.
171          * Before that, we map using addresses going
172          * up from ioremap_bot.  imalloc will use
173          * the addresses from ioremap_bot through
174          * IMALLOC_END
175          * 
176          */
177         paligned = addr & PAGE_MASK;
178         size = PAGE_ALIGN(addr + size) - paligned;
179
180         if ((size == 0) || (paligned == 0))
181                 return NULL;
182
183         if (slab_is_available()) {
184                 struct vm_struct *area;
185
186                 area = __get_vm_area_caller(size, VM_IOREMAP,
187                                             ioremap_bot, IOREMAP_END,
188                                             caller);
189                 if (area == NULL)
190                         return NULL;
191
192                 area->phys_addr = paligned;
193                 ret = __ioremap_at(paligned, area->addr, size, flags);
194                 if (!ret)
195                         vunmap(area->addr);
196         } else {
197                 ret = __ioremap_at(paligned, (void *)ioremap_bot, size, flags);
198                 if (ret)
199                         ioremap_bot += size;
200         }
201
202         if (ret)
203                 ret += addr & ~PAGE_MASK;
204         return ret;
205 }
206
207 void __iomem * __ioremap(phys_addr_t addr, unsigned long size,
208                          unsigned long flags)
209 {
210         return __ioremap_caller(addr, size, flags, __builtin_return_address(0));
211 }
212
213 void __iomem * ioremap(phys_addr_t addr, unsigned long size)
214 {
215         unsigned long flags = pgprot_val(pgprot_noncached(__pgprot(0)));
216         void *caller = __builtin_return_address(0);
217
218         if (ppc_md.ioremap)
219                 return ppc_md.ioremap(addr, size, flags, caller);
220         return __ioremap_caller(addr, size, flags, caller);
221 }
222
223 void __iomem * ioremap_wc(phys_addr_t addr, unsigned long size)
224 {
225         unsigned long flags = pgprot_val(pgprot_noncached_wc(__pgprot(0)));
226         void *caller = __builtin_return_address(0);
227
228         if (ppc_md.ioremap)
229                 return ppc_md.ioremap(addr, size, flags, caller);
230         return __ioremap_caller(addr, size, flags, caller);
231 }
232
233 void __iomem * ioremap_prot(phys_addr_t addr, unsigned long size,
234                              unsigned long flags)
235 {
236         void *caller = __builtin_return_address(0);
237
238         /* writeable implies dirty for kernel addresses */
239         if (flags & _PAGE_WRITE)
240                 flags |= _PAGE_DIRTY;
241
242         /* we don't want to let _PAGE_EXEC leak out */
243         flags &= ~_PAGE_EXEC;
244         /*
245          * Force kernel mapping.
246          */
247 #if defined(CONFIG_PPC_BOOK3S_64)
248         flags |= _PAGE_PRIVILEGED;
249 #else
250         flags &= ~_PAGE_USER;
251 #endif
252
253
254 #ifdef _PAGE_BAP_SR
255         /* _PAGE_USER contains _PAGE_BAP_SR on BookE using the new PTE format
256          * which means that we just cleared supervisor access... oops ;-) This
257          * restores it
258          */
259         flags |= _PAGE_BAP_SR;
260 #endif
261
262         if (ppc_md.ioremap)
263                 return ppc_md.ioremap(addr, size, flags, caller);
264         return __ioremap_caller(addr, size, flags, caller);
265 }
266
267
268 /*  
269  * Unmap an IO region and remove it from imalloc'd list.
270  * Access to IO memory should be serialized by driver.
271  */
272 void __iounmap(volatile void __iomem *token)
273 {
274         void *addr;
275
276         if (!slab_is_available())
277                 return;
278         
279         addr = (void *) ((unsigned long __force)
280                          PCI_FIX_ADDR(token) & PAGE_MASK);
281         if ((unsigned long)addr < ioremap_bot) {
282                 printk(KERN_WARNING "Attempt to iounmap early bolted mapping"
283                        " at 0x%p\n", addr);
284                 return;
285         }
286         vunmap(addr);
287 }
288
289 void iounmap(volatile void __iomem *token)
290 {
291         if (ppc_md.iounmap)
292                 ppc_md.iounmap(token);
293         else
294                 __iounmap(token);
295 }
296
297 EXPORT_SYMBOL(ioremap);
298 EXPORT_SYMBOL(ioremap_wc);
299 EXPORT_SYMBOL(ioremap_prot);
300 EXPORT_SYMBOL(__ioremap);
301 EXPORT_SYMBOL(__ioremap_at);
302 EXPORT_SYMBOL(iounmap);
303 EXPORT_SYMBOL(__iounmap);
304 EXPORT_SYMBOL(__iounmap_at);
305
306 #ifndef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
307 /* 4 level page table */
308 struct page *pgd_page(pgd_t pgd)
309 {
310         if (pgd_huge(pgd))
311                 return pte_page(pgd_pte(pgd));
312         return virt_to_page(pgd_page_vaddr(pgd));
313 }
314 #endif
315
316 struct page *pud_page(pud_t pud)
317 {
318         if (pud_huge(pud))
319                 return pte_page(pud_pte(pud));
320         return virt_to_page(pud_page_vaddr(pud));
321 }
322
323 /*
324  * For hugepage we have pfn in the pmd, we use PTE_RPN_SHIFT bits for flags
325  * For PTE page, we have a PTE_FRAG_SIZE (4K) aligned virtual address.
326  */
327 struct page *pmd_page(pmd_t pmd)
328 {
329         if (pmd_trans_huge(pmd) || pmd_huge(pmd) || pmd_devmap(pmd))
330                 return pte_page(pmd_pte(pmd));
331         return virt_to_page(pmd_page_vaddr(pmd));
332 }
333
334 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
335 static pte_t *get_from_cache(struct mm_struct *mm)
336 {
337         void *pte_frag, *ret;
338
339         spin_lock(&mm->page_table_lock);
340         ret = mm->context.pte_frag;
341         if (ret) {
342                 pte_frag = ret + PTE_FRAG_SIZE;
343                 /*
344                  * If we have taken up all the fragments mark PTE page NULL
345                  */
346                 if (((unsigned long)pte_frag & ~PAGE_MASK) == 0)
347                         pte_frag = NULL;
348                 mm->context.pte_frag = pte_frag;
349         }
350         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
351         return (pte_t *)ret;
352 }
353
354 static pte_t *__alloc_for_cache(struct mm_struct *mm, int kernel)
355 {
356         void *ret = NULL;
357         struct page *page;
358
359         if (!kernel) {
360                 page = alloc_page(PGALLOC_GFP | __GFP_ACCOUNT);
361                 if (!page)
362                         return NULL;
363                 if (!pgtable_page_ctor(page)) {
364                         __free_page(page);
365                         return NULL;
366                 }
367         } else {
368                 page = alloc_page(PGALLOC_GFP);
369                 if (!page)
370                         return NULL;
371         }
372
373         ret = page_address(page);
374         spin_lock(&mm->page_table_lock);
375         /*
376          * If we find pgtable_page set, we return
377          * the allocated page with single fragement
378          * count.
379          */
380         if (likely(!mm->context.pte_frag)) {
381                 set_page_count(page, PTE_FRAG_NR);
382                 mm->context.pte_frag = ret + PTE_FRAG_SIZE;
383         }
384         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
385
386         return (pte_t *)ret;
387 }
388
389 pte_t *pte_fragment_alloc(struct mm_struct *mm, unsigned long vmaddr, int kernel)
390 {
391         pte_t *pte;
392
393         pte = get_from_cache(mm);
394         if (pte)
395                 return pte;
396
397         return __alloc_for_cache(mm, kernel);
398 }
399 #endif /* CONFIG_PPC_64K_PAGES */
400
401 void pte_fragment_free(unsigned long *table, int kernel)
402 {
403         struct page *page = virt_to_page(table);
404         if (put_page_testzero(page)) {
405                 if (!kernel)
406                         pgtable_page_dtor(page);
407                 free_unref_page(page);
408         }
409 }
410
411 #ifdef CONFIG_SMP
412 void pgtable_free_tlb(struct mmu_gather *tlb, void *table, int shift)
413 {
414         unsigned long pgf = (unsigned long)table;
415
416         BUG_ON(shift > MAX_PGTABLE_INDEX_SIZE);
417         pgf |= shift;
418         tlb_remove_table(tlb, (void *)pgf);
419 }
420
421 void __tlb_remove_table(void *_table)
422 {
423         void *table = (void *)((unsigned long)_table & ~MAX_PGTABLE_INDEX_SIZE);
424         unsigned shift = (unsigned long)_table & MAX_PGTABLE_INDEX_SIZE;
425
426         if (!shift)
427                 /* PTE page needs special handling */
428                 pte_fragment_free(table, 0);
429         else {
430                 BUG_ON(shift > MAX_PGTABLE_INDEX_SIZE);
431                 kmem_cache_free(PGT_CACHE(shift), table);
432         }
433 }
434 #else
435 void pgtable_free_tlb(struct mmu_gather *tlb, void *table, int shift)
436 {
437         if (!shift) {
438                 /* PTE page needs special handling */
439                 pte_fragment_free(table, 0);
440         } else {
441                 BUG_ON(shift > MAX_PGTABLE_INDEX_SIZE);
442                 kmem_cache_free(PGT_CACHE(shift), table);
443         }
444 }
445 #endif
446
447 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_64
448 void __init mmu_partition_table_init(void)
449 {
450         unsigned long patb_size = 1UL << PATB_SIZE_SHIFT;
451         unsigned long ptcr;
452
453         BUILD_BUG_ON_MSG((PATB_SIZE_SHIFT > 36), "Partition table size too large.");
454         partition_tb = __va(memblock_alloc_base(patb_size, patb_size,
455                                                 MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE));
456
457         /* Initialize the Partition Table with no entries */
458         memset((void *)partition_tb, 0, patb_size);
459
460         /*
461          * update partition table control register,
462          * 64 K size.
463          */
464         ptcr = __pa(partition_tb) | (PATB_SIZE_SHIFT - 12);
465         mtspr(SPRN_PTCR, ptcr);
466         powernv_set_nmmu_ptcr(ptcr);
467 }
468
469 void mmu_partition_table_set_entry(unsigned int lpid, unsigned long dw0,
470                                    unsigned long dw1)
471 {
472         unsigned long old = be64_to_cpu(partition_tb[lpid].patb0);
473
474         partition_tb[lpid].patb0 = cpu_to_be64(dw0);
475         partition_tb[lpid].patb1 = cpu_to_be64(dw1);
476
477         /*
478          * Global flush of TLBs and partition table caches for this lpid.
479          * The type of flush (hash or radix) depends on what the previous
480          * use of this partition ID was, not the new use.
481          */
482         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
483         if (old & PATB_HR) {
484                 asm volatile(PPC_TLBIE_5(%0,%1,2,0,1) : :
485                              "r" (TLBIEL_INVAL_SET_LPID), "r" (lpid));
486                 trace_tlbie(lpid, 0, TLBIEL_INVAL_SET_LPID, lpid, 2, 0, 1);
487         } else {
488                 asm volatile(PPC_TLBIE_5(%0,%1,2,0,0) : :
489                              "r" (TLBIEL_INVAL_SET_LPID), "r" (lpid));
490                 trace_tlbie(lpid, 0, TLBIEL_INVAL_SET_LPID, lpid, 2, 0, 0);
491         }
492         asm volatile("eieio; tlbsync; ptesync" : : : "memory");
493 }
494 EXPORT_SYMBOL_GPL(mmu_partition_table_set_entry);
495 #endif /* CONFIG_PPC_BOOK3S_64 */
496
497 #ifdef CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX
498 void mark_rodata_ro(void)
499 {
500         if (!mmu_has_feature(MMU_FTR_KERNEL_RO)) {
501                 pr_warn("Warning: Unable to mark rodata read only on this CPU.\n");
502                 return;
503         }
504
505         if (radix_enabled())
506                 radix__mark_rodata_ro();
507         else
508                 hash__mark_rodata_ro();
509 }
510
511 void mark_initmem_nx(void)
512 {
513         if (radix_enabled())
514                 radix__mark_initmem_nx();
515         else
516                 hash__mark_initmem_nx();
517 }
518 #endif