Merge branches 'arm/rockchip', 'arm/exynos', 'arm/smmu', 'x86/vt-d', 'x86/amd', ...
[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/processor.h>
51 #include <asm/cputable.h>
52 #include <asm/sections.h>
53 #include <asm/firmware.h>
54 #include <asm/dma.h>
55
56 #include "mmu_decl.h"
57
58 #define CREATE_TRACE_POINTS
59 #include <trace/events/thp.h>
60
61 /* Some sanity checking */
62 #if TASK_SIZE_USER64 > PGTABLE_RANGE
63 #error TASK_SIZE_USER64 exceeds pagetable range
64 #endif
65
66 #ifdef CONFIG_PPC_STD_MMU_64
67 #if TASK_SIZE_USER64 > (1UL << (ESID_BITS + SID_SHIFT))
68 #error TASK_SIZE_USER64 exceeds user VSID range
69 #endif
70 #endif
71
72 unsigned long ioremap_bot = IOREMAP_BASE;
73
74 #ifdef CONFIG_PPC_MMU_NOHASH
75 static __ref void *early_alloc_pgtable(unsigned long size)
76 {
77         void *pt;
78
79         pt = __va(memblock_alloc_base(size, size, __pa(MAX_DMA_ADDRESS)));
80         memset(pt, 0, size);
81
82         return pt;
83 }
84 #endif /* CONFIG_PPC_MMU_NOHASH */
85
86 /*
87  * map_kernel_page currently only called by __ioremap
88  * map_kernel_page adds an entry to the ioremap page table
89  * and adds an entry to the HPT, possibly bolting it
90  */
91 int map_kernel_page(unsigned long ea, unsigned long pa, int flags)
92 {
93         pgd_t *pgdp;
94         pud_t *pudp;
95         pmd_t *pmdp;
96         pte_t *ptep;
97
98         if (slab_is_available()) {
99                 pgdp = pgd_offset_k(ea);
100                 pudp = pud_alloc(&init_mm, pgdp, ea);
101                 if (!pudp)
102                         return -ENOMEM;
103                 pmdp = pmd_alloc(&init_mm, pudp, ea);
104                 if (!pmdp)
105                         return -ENOMEM;
106                 ptep = pte_alloc_kernel(pmdp, ea);
107                 if (!ptep)
108                         return -ENOMEM;
109                 set_pte_at(&init_mm, ea, ptep, pfn_pte(pa >> PAGE_SHIFT,
110                                                           __pgprot(flags)));
111         } else {
112 #ifdef CONFIG_PPC_MMU_NOHASH
113                 pgdp = pgd_offset_k(ea);
114 #ifdef PUD_TABLE_SIZE
115                 if (pgd_none(*pgdp)) {
116                         pudp = early_alloc_pgtable(PUD_TABLE_SIZE);
117                         BUG_ON(pudp == NULL);
118                         pgd_populate(&init_mm, pgdp, pudp);
119                 }
120 #endif /* PUD_TABLE_SIZE */
121                 pudp = pud_offset(pgdp, ea);
122                 if (pud_none(*pudp)) {
123                         pmdp = early_alloc_pgtable(PMD_TABLE_SIZE);
124                         BUG_ON(pmdp == NULL);
125                         pud_populate(&init_mm, pudp, pmdp);
126                 }
127                 pmdp = pmd_offset(pudp, ea);
128                 if (!pmd_present(*pmdp)) {
129                         ptep = early_alloc_pgtable(PAGE_SIZE);
130                         BUG_ON(ptep == NULL);
131                         pmd_populate_kernel(&init_mm, pmdp, ptep);
132                 }
133                 ptep = pte_offset_kernel(pmdp, ea);
134                 set_pte_at(&init_mm, ea, ptep, pfn_pte(pa >> PAGE_SHIFT,
135                                                           __pgprot(flags)));
136 #else /* CONFIG_PPC_MMU_NOHASH */
137                 /*
138                  * If the mm subsystem is not fully up, we cannot create a
139                  * linux page table entry for this mapping.  Simply bolt an
140                  * entry in the hardware page table.
141                  *
142                  */
143                 if (htab_bolt_mapping(ea, ea + PAGE_SIZE, pa, flags,
144                                       mmu_io_psize, mmu_kernel_ssize)) {
145                         printk(KERN_ERR "Failed to do bolted mapping IO "
146                                "memory at %016lx !\n", pa);
147                         return -ENOMEM;
148                 }
149 #endif /* !CONFIG_PPC_MMU_NOHASH */
150         }
151
152 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3E_64
153         /*
154          * With hardware tablewalk, a sync is needed to ensure that
155          * subsequent accesses see the PTE we just wrote.  Unlike userspace
156          * mappings, we can't tolerate spurious faults, so make sure
157          * the new PTE will be seen the first time.
158          */
159         mb();
160 #else
161         smp_wmb();
162 #endif
163         return 0;
164 }
165
166
167 /**
168  * __ioremap_at - Low level function to establish the page tables
169  *                for an IO mapping
170  */
171 void __iomem * __ioremap_at(phys_addr_t pa, void *ea, unsigned long size,
172                             unsigned long flags)
173 {
174         unsigned long i;
175
176         /* Make sure we have the base flags */
177         if ((flags & _PAGE_PRESENT) == 0)
178                 flags |= pgprot_val(PAGE_KERNEL);
179
180         /* Non-cacheable page cannot be coherent */
181         if (flags & _PAGE_NO_CACHE)
182                 flags &= ~_PAGE_COHERENT;
183
184         /* We don't support the 4K PFN hack with ioremap */
185         if (flags & _PAGE_4K_PFN)
186                 return NULL;
187
188         WARN_ON(pa & ~PAGE_MASK);
189         WARN_ON(((unsigned long)ea) & ~PAGE_MASK);
190         WARN_ON(size & ~PAGE_MASK);
191
192         for (i = 0; i < size; i += PAGE_SIZE)
193                 if (map_kernel_page((unsigned long)ea+i, pa+i, flags))
194                         return NULL;
195
196         return (void __iomem *)ea;
197 }
198
199 /**
200  * __iounmap_from - Low level function to tear down the page tables
201  *                  for an IO mapping. This is used for mappings that
202  *                  are manipulated manually, like partial unmapping of
203  *                  PCI IOs or ISA space.
204  */
205 void __iounmap_at(void *ea, unsigned long size)
206 {
207         WARN_ON(((unsigned long)ea) & ~PAGE_MASK);
208         WARN_ON(size & ~PAGE_MASK);
209
210         unmap_kernel_range((unsigned long)ea, size);
211 }
212
213 void __iomem * __ioremap_caller(phys_addr_t addr, unsigned long size,
214                                 unsigned long flags, void *caller)
215 {
216         phys_addr_t paligned;
217         void __iomem *ret;
218
219         /*
220          * Choose an address to map it to.
221          * Once the imalloc system is running, we use it.
222          * Before that, we map using addresses going
223          * up from ioremap_bot.  imalloc will use
224          * the addresses from ioremap_bot through
225          * IMALLOC_END
226          * 
227          */
228         paligned = addr & PAGE_MASK;
229         size = PAGE_ALIGN(addr + size) - paligned;
230
231         if ((size == 0) || (paligned == 0))
232                 return NULL;
233
234         if (slab_is_available()) {
235                 struct vm_struct *area;
236
237                 area = __get_vm_area_caller(size, VM_IOREMAP,
238                                             ioremap_bot, IOREMAP_END,
239                                             caller);
240                 if (area == NULL)
241                         return NULL;
242
243                 area->phys_addr = paligned;
244                 ret = __ioremap_at(paligned, area->addr, size, flags);
245                 if (!ret)
246                         vunmap(area->addr);
247         } else {
248                 ret = __ioremap_at(paligned, (void *)ioremap_bot, size, flags);
249                 if (ret)
250                         ioremap_bot += size;
251         }
252
253         if (ret)
254                 ret += addr & ~PAGE_MASK;
255         return ret;
256 }
257
258 void __iomem * __ioremap(phys_addr_t addr, unsigned long size,
259                          unsigned long flags)
260 {
261         return __ioremap_caller(addr, size, flags, __builtin_return_address(0));
262 }
263
264 void __iomem * ioremap(phys_addr_t addr, unsigned long size)
265 {
266         unsigned long flags = _PAGE_NO_CACHE | _PAGE_GUARDED;
267         void *caller = __builtin_return_address(0);
268
269         if (ppc_md.ioremap)
270                 return ppc_md.ioremap(addr, size, flags, caller);
271         return __ioremap_caller(addr, size, flags, caller);
272 }
273
274 void __iomem * ioremap_wc(phys_addr_t addr, unsigned long size)
275 {
276         unsigned long flags = _PAGE_NO_CACHE;
277         void *caller = __builtin_return_address(0);
278
279         if (ppc_md.ioremap)
280                 return ppc_md.ioremap(addr, size, flags, caller);
281         return __ioremap_caller(addr, size, flags, caller);
282 }
283
284 void __iomem * ioremap_prot(phys_addr_t addr, unsigned long size,
285                              unsigned long flags)
286 {
287         void *caller = __builtin_return_address(0);
288
289         /* writeable implies dirty for kernel addresses */
290         if (flags & _PAGE_RW)
291                 flags |= _PAGE_DIRTY;
292
293         /* we don't want to let _PAGE_USER and _PAGE_EXEC leak out */
294         flags &= ~(_PAGE_USER | _PAGE_EXEC);
295
296 #ifdef _PAGE_BAP_SR
297         /* _PAGE_USER contains _PAGE_BAP_SR on BookE using the new PTE format
298          * which means that we just cleared supervisor access... oops ;-) This
299          * restores it
300          */
301         flags |= _PAGE_BAP_SR;
302 #endif
303
304         if (ppc_md.ioremap)
305                 return ppc_md.ioremap(addr, size, flags, caller);
306         return __ioremap_caller(addr, size, flags, caller);
307 }
308
309
310 /*  
311  * Unmap an IO region and remove it from imalloc'd list.
312  * Access to IO memory should be serialized by driver.
313  */
314 void __iounmap(volatile void __iomem *token)
315 {
316         void *addr;
317
318         if (!slab_is_available())
319                 return;
320         
321         addr = (void *) ((unsigned long __force)
322                          PCI_FIX_ADDR(token) & PAGE_MASK);
323         if ((unsigned long)addr < ioremap_bot) {
324                 printk(KERN_WARNING "Attempt to iounmap early bolted mapping"
325                        " at 0x%p\n", addr);
326                 return;
327         }
328         vunmap(addr);
329 }
330
331 void iounmap(volatile void __iomem *token)
332 {
333         if (ppc_md.iounmap)
334                 ppc_md.iounmap(token);
335         else
336                 __iounmap(token);
337 }
338
339 EXPORT_SYMBOL(ioremap);
340 EXPORT_SYMBOL(ioremap_wc);
341 EXPORT_SYMBOL(ioremap_prot);
342 EXPORT_SYMBOL(__ioremap);
343 EXPORT_SYMBOL(__ioremap_at);
344 EXPORT_SYMBOL(iounmap);
345 EXPORT_SYMBOL(__iounmap);
346 EXPORT_SYMBOL(__iounmap_at);
347
348 #ifndef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
349 /* 4 level page table */
350 struct page *pgd_page(pgd_t pgd)
351 {
352         if (pgd_huge(pgd))
353                 return pte_page(pgd_pte(pgd));
354         return virt_to_page(pgd_page_vaddr(pgd));
355 }
356 #endif
357
358 struct page *pud_page(pud_t pud)
359 {
360         if (pud_huge(pud))
361                 return pte_page(pud_pte(pud));
362         return virt_to_page(pud_page_vaddr(pud));
363 }
364
365 /*
366  * For hugepage we have pfn in the pmd, we use PTE_RPN_SHIFT bits for flags
367  * For PTE page, we have a PTE_FRAG_SIZE (4K) aligned virtual address.
368  */
369 struct page *pmd_page(pmd_t pmd)
370 {
371         if (pmd_trans_huge(pmd) || pmd_huge(pmd))
372                 return pfn_to_page(pmd_pfn(pmd));
373         return virt_to_page(pmd_page_vaddr(pmd));
374 }
375
376 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
377 static pte_t *get_from_cache(struct mm_struct *mm)
378 {
379         void *pte_frag, *ret;
380
381         spin_lock(&mm->page_table_lock);
382         ret = mm->context.pte_frag;
383         if (ret) {
384                 pte_frag = ret + PTE_FRAG_SIZE;
385                 /*
386                  * If we have taken up all the fragments mark PTE page NULL
387                  */
388                 if (((unsigned long)pte_frag & ~PAGE_MASK) == 0)
389                         pte_frag = NULL;
390                 mm->context.pte_frag = pte_frag;
391         }
392         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
393         return (pte_t *)ret;
394 }
395
396 static pte_t *__alloc_for_cache(struct mm_struct *mm, int kernel)
397 {
398         void *ret = NULL;
399         struct page *page = alloc_page(GFP_KERNEL | __GFP_NOTRACK |
400                                        __GFP_REPEAT | __GFP_ZERO);
401         if (!page)
402                 return NULL;
403         if (!kernel && !pgtable_page_ctor(page)) {
404                 __free_page(page);
405                 return NULL;
406         }
407
408         ret = page_address(page);
409         spin_lock(&mm->page_table_lock);
410         /*
411          * If we find pgtable_page set, we return
412          * the allocated page with single fragement
413          * count.
414          */
415         if (likely(!mm->context.pte_frag)) {
416                 atomic_set(&page->_count, PTE_FRAG_NR);
417                 mm->context.pte_frag = ret + PTE_FRAG_SIZE;
418         }
419         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
420
421         return (pte_t *)ret;
422 }
423
424 pte_t *page_table_alloc(struct mm_struct *mm, unsigned long vmaddr, int kernel)
425 {
426         pte_t *pte;
427
428         pte = get_from_cache(mm);
429         if (pte)
430                 return pte;
431
432         return __alloc_for_cache(mm, kernel);
433 }
434
435 void page_table_free(struct mm_struct *mm, unsigned long *table, int kernel)
436 {
437         struct page *page = virt_to_page(table);
438         if (put_page_testzero(page)) {
439                 if (!kernel)
440                         pgtable_page_dtor(page);
441                 free_hot_cold_page(page, 0);
442         }
443 }
444
445 #ifdef CONFIG_SMP
446 static void page_table_free_rcu(void *table)
447 {
448         struct page *page = virt_to_page(table);
449         if (put_page_testzero(page)) {
450                 pgtable_page_dtor(page);
451                 free_hot_cold_page(page, 0);
452         }
453 }
454
455 void pgtable_free_tlb(struct mmu_gather *tlb, void *table, int shift)
456 {
457         unsigned long pgf = (unsigned long)table;
458
459         BUG_ON(shift > MAX_PGTABLE_INDEX_SIZE);
460         pgf |= shift;
461         tlb_remove_table(tlb, (void *)pgf);
462 }
463
464 void __tlb_remove_table(void *_table)
465 {
466         void *table = (void *)((unsigned long)_table & ~MAX_PGTABLE_INDEX_SIZE);
467         unsigned shift = (unsigned long)_table & MAX_PGTABLE_INDEX_SIZE;
468
469         if (!shift)
470                 /* PTE page needs special handling */
471                 page_table_free_rcu(table);
472         else {
473                 BUG_ON(shift > MAX_PGTABLE_INDEX_SIZE);
474                 kmem_cache_free(PGT_CACHE(shift), table);
475         }
476 }
477 #else
478 void pgtable_free_tlb(struct mmu_gather *tlb, void *table, int shift)
479 {
480         if (!shift) {
481                 /* PTE page needs special handling */
482                 struct page *page = virt_to_page(table);
483                 if (put_page_testzero(page)) {
484                         pgtable_page_dtor(page);
485                         free_hot_cold_page(page, 0);
486                 }
487         } else {
488                 BUG_ON(shift > MAX_PGTABLE_INDEX_SIZE);
489                 kmem_cache_free(PGT_CACHE(shift), table);
490         }
491 }
492 #endif
493 #endif /* CONFIG_PPC_64K_PAGES */
494
495 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
496
497 /*
498  * This is called when relaxing access to a hugepage. It's also called in the page
499  * fault path when we don't hit any of the major fault cases, ie, a minor
500  * update of _PAGE_ACCESSED, _PAGE_DIRTY, etc... The generic code will have
501  * handled those two for us, we additionally deal with missing execute
502  * permission here on some processors
503  */
504 int pmdp_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
505                           pmd_t *pmdp, pmd_t entry, int dirty)
506 {
507         int changed;
508 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
509         WARN_ON(!pmd_trans_huge(*pmdp));
510         assert_spin_locked(&vma->vm_mm->page_table_lock);
511 #endif
512         changed = !pmd_same(*(pmdp), entry);
513         if (changed) {
514                 __ptep_set_access_flags(pmdp_ptep(pmdp), pmd_pte(entry));
515                 /*
516                  * Since we are not supporting SW TLB systems, we don't
517                  * have any thing similar to flush_tlb_page_nohash()
518                  */
519         }
520         return changed;
521 }
522
523 unsigned long pmd_hugepage_update(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
524                                   pmd_t *pmdp, unsigned long clr,
525                                   unsigned long set)
526 {
527
528         unsigned long old, tmp;
529
530 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
531         WARN_ON(!pmd_trans_huge(*pmdp));
532         assert_spin_locked(&mm->page_table_lock);
533 #endif
534
535 #ifdef PTE_ATOMIC_UPDATES
536         __asm__ __volatile__(
537         "1:     ldarx   %0,0,%3\n\
538                 andi.   %1,%0,%6\n\
539                 bne-    1b \n\
540                 andc    %1,%0,%4 \n\
541                 or      %1,%1,%7\n\
542                 stdcx.  %1,0,%3 \n\
543                 bne-    1b"
544         : "=&r" (old), "=&r" (tmp), "=m" (*pmdp)
545         : "r" (pmdp), "r" (clr), "m" (*pmdp), "i" (_PAGE_BUSY), "r" (set)
546         : "cc" );
547 #else
548         old = pmd_val(*pmdp);
549         *pmdp = __pmd((old & ~clr) | set);
550 #endif
551         trace_hugepage_update(addr, old, clr, set);
552         if (old & _PAGE_HASHPTE)
553                 hpte_do_hugepage_flush(mm, addr, pmdp, old);
554         return old;
555 }
556
557 pmd_t pmdp_clear_flush(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
558                        pmd_t *pmdp)
559 {
560         pmd_t pmd;
561
562         VM_BUG_ON(address & ~HPAGE_PMD_MASK);
563         if (pmd_trans_huge(*pmdp)) {
564                 pmd = pmdp_get_and_clear(vma->vm_mm, address, pmdp);
565         } else {
566                 /*
567                  * khugepaged calls this for normal pmd
568                  */
569                 pmd = *pmdp;
570                 pmd_clear(pmdp);
571                 /*
572                  * Wait for all pending hash_page to finish. This is needed
573                  * in case of subpage collapse. When we collapse normal pages
574                  * to hugepage, we first clear the pmd, then invalidate all
575                  * the PTE entries. The assumption here is that any low level
576                  * page fault will see a none pmd and take the slow path that
577                  * will wait on mmap_sem. But we could very well be in a
578                  * hash_page with local ptep pointer value. Such a hash page
579                  * can result in adding new HPTE entries for normal subpages.
580                  * That means we could be modifying the page content as we
581                  * copy them to a huge page. So wait for parallel hash_page
582                  * to finish before invalidating HPTE entries. We can do this
583                  * by sending an IPI to all the cpus and executing a dummy
584                  * function there.
585                  */
586                 kick_all_cpus_sync();
587                 /*
588                  * Now invalidate the hpte entries in the range
589                  * covered by pmd. This make sure we take a
590                  * fault and will find the pmd as none, which will
591                  * result in a major fault which takes mmap_sem and
592                  * hence wait for collapse to complete. Without this
593                  * the __collapse_huge_page_copy can result in copying
594                  * the old content.
595                  */
596                 flush_tlb_pmd_range(vma->vm_mm, &pmd, address);
597         }
598         return pmd;
599 }
600
601 int pmdp_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
602                               unsigned long address, pmd_t *pmdp)
603 {
604         return __pmdp_test_and_clear_young(vma->vm_mm, address, pmdp);
605 }
606
607 /*
608  * We currently remove entries from the hashtable regardless of whether
609  * the entry was young or dirty. The generic routines only flush if the
610  * entry was young or dirty which is not good enough.
611  *
612  * We should be more intelligent about this but for the moment we override
613  * these functions and force a tlb flush unconditionally
614  */
615 int pmdp_clear_flush_young(struct vm_area_struct *vma,
616                                   unsigned long address, pmd_t *pmdp)
617 {
618         return __pmdp_test_and_clear_young(vma->vm_mm, address, pmdp);
619 }
620
621 /*
622  * We mark the pmd splitting and invalidate all the hpte
623  * entries for this hugepage.
624  */
625 void pmdp_splitting_flush(struct vm_area_struct *vma,
626                           unsigned long address, pmd_t *pmdp)
627 {
628         unsigned long old, tmp;
629
630         VM_BUG_ON(address & ~HPAGE_PMD_MASK);
631
632 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
633         WARN_ON(!pmd_trans_huge(*pmdp));
634         assert_spin_locked(&vma->vm_mm->page_table_lock);
635 #endif
636
637 #ifdef PTE_ATOMIC_UPDATES
638
639         __asm__ __volatile__(
640         "1:     ldarx   %0,0,%3\n\
641                 andi.   %1,%0,%6\n\
642                 bne-    1b \n\
643                 ori     %1,%0,%4 \n\
644                 stdcx.  %1,0,%3 \n\
645                 bne-    1b"
646         : "=&r" (old), "=&r" (tmp), "=m" (*pmdp)
647         : "r" (pmdp), "i" (_PAGE_SPLITTING), "m" (*pmdp), "i" (_PAGE_BUSY)
648         : "cc" );
649 #else
650         old = pmd_val(*pmdp);
651         *pmdp = __pmd(old | _PAGE_SPLITTING);
652 #endif
653         /*
654          * If we didn't had the splitting flag set, go and flush the
655          * HPTE entries.
656          */
657         trace_hugepage_splitting(address, old);
658         if (!(old & _PAGE_SPLITTING)) {
659                 /* We need to flush the hpte */
660                 if (old & _PAGE_HASHPTE)
661                         hpte_do_hugepage_flush(vma->vm_mm, address, pmdp, old);
662         }
663         /*
664          * This ensures that generic code that rely on IRQ disabling
665          * to prevent a parallel THP split work as expected.
666          */
667         kick_all_cpus_sync();
668 }
669
670 /*
671  * We want to put the pgtable in pmd and use pgtable for tracking
672  * the base page size hptes
673  */
674 void pgtable_trans_huge_deposit(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmdp,
675                                 pgtable_t pgtable)
676 {
677         pgtable_t *pgtable_slot;
678         assert_spin_locked(&mm->page_table_lock);
679         /*
680          * we store the pgtable in the second half of PMD
681          */
682         pgtable_slot = (pgtable_t *)pmdp + PTRS_PER_PMD;
683         *pgtable_slot = pgtable;
684         /*
685          * expose the deposited pgtable to other cpus.
686          * before we set the hugepage PTE at pmd level
687          * hash fault code looks at the deposted pgtable
688          * to store hash index values.
689          */
690         smp_wmb();
691 }
692
693 pgtable_t pgtable_trans_huge_withdraw(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmdp)
694 {
695         pgtable_t pgtable;
696         pgtable_t *pgtable_slot;
697
698         assert_spin_locked(&mm->page_table_lock);
699         pgtable_slot = (pgtable_t *)pmdp + PTRS_PER_PMD;
700         pgtable = *pgtable_slot;
701         /*
702          * Once we withdraw, mark the entry NULL.
703          */
704         *pgtable_slot = NULL;
705         /*
706          * We store HPTE information in the deposited PTE fragment.
707          * zero out the content on withdraw.
708          */
709         memset(pgtable, 0, PTE_FRAG_SIZE);
710         return pgtable;
711 }
712
713 /*
714  * set a new huge pmd. We should not be called for updating
715  * an existing pmd entry. That should go via pmd_hugepage_update.
716  */
717 void set_pmd_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
718                 pmd_t *pmdp, pmd_t pmd)
719 {
720 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
721         WARN_ON((pmd_val(*pmdp) & (_PAGE_PRESENT | _PAGE_USER)) ==
722                 (_PAGE_PRESENT | _PAGE_USER));
723         assert_spin_locked(&mm->page_table_lock);
724         WARN_ON(!pmd_trans_huge(pmd));
725 #endif
726         trace_hugepage_set_pmd(addr, pmd_val(pmd));
727         return set_pte_at(mm, addr, pmdp_ptep(pmdp), pmd_pte(pmd));
728 }
729
730 void pmdp_invalidate(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
731                      pmd_t *pmdp)
732 {
733         pmd_hugepage_update(vma->vm_mm, address, pmdp, _PAGE_PRESENT, 0);
734 }
735
736 /*
737  * A linux hugepage PMD was changed and the corresponding hash table entries
738  * neesd to be flushed.
739  */
740 void hpte_do_hugepage_flush(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
741                             pmd_t *pmdp, unsigned long old_pmd)
742 {
743         int ssize;
744         unsigned int psize;
745         unsigned long vsid;
746         unsigned long flags = 0;
747         const struct cpumask *tmp;
748
749         /* get the base page size,vsid and segment size */
750 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
751         psize = get_slice_psize(mm, addr);
752         BUG_ON(psize == MMU_PAGE_16M);
753 #endif
754         if (old_pmd & _PAGE_COMBO)
755                 psize = MMU_PAGE_4K;
756         else
757                 psize = MMU_PAGE_64K;
758
759         if (!is_kernel_addr(addr)) {
760                 ssize = user_segment_size(addr);
761                 vsid = get_vsid(mm->context.id, addr, ssize);
762                 WARN_ON(vsid == 0);
763         } else {
764                 vsid = get_kernel_vsid(addr, mmu_kernel_ssize);
765                 ssize = mmu_kernel_ssize;
766         }
767
768         tmp = cpumask_of(smp_processor_id());
769         if (cpumask_equal(mm_cpumask(mm), tmp))
770                 flags |= HPTE_LOCAL_UPDATE;
771
772         return flush_hash_hugepage(vsid, addr, pmdp, psize, ssize, flags);
773 }
774
775 static pmd_t pmd_set_protbits(pmd_t pmd, pgprot_t pgprot)
776 {
777         pmd_val(pmd) |= pgprot_val(pgprot);
778         return pmd;
779 }
780
781 pmd_t pfn_pmd(unsigned long pfn, pgprot_t pgprot)
782 {
783         pmd_t pmd;
784         /*
785          * For a valid pte, we would have _PAGE_PRESENT always
786          * set. We use this to check THP page at pmd level.
787          * leaf pte for huge page, bottom two bits != 00
788          */
789         pmd_val(pmd) = pfn << PTE_RPN_SHIFT;
790         pmd_val(pmd) |= _PAGE_THP_HUGE;
791         pmd = pmd_set_protbits(pmd, pgprot);
792         return pmd;
793 }
794
795 pmd_t mk_pmd(struct page *page, pgprot_t pgprot)
796 {
797         return pfn_pmd(page_to_pfn(page), pgprot);
798 }
799
800 pmd_t pmd_modify(pmd_t pmd, pgprot_t newprot)
801 {
802
803         pmd_val(pmd) &= _HPAGE_CHG_MASK;
804         pmd = pmd_set_protbits(pmd, newprot);
805         return pmd;
806 }
807
808 /*
809  * This is called at the end of handling a user page fault, when the
810  * fault has been handled by updating a HUGE PMD entry in the linux page tables.
811  * We use it to preload an HPTE into the hash table corresponding to
812  * the updated linux HUGE PMD entry.
813  */
814 void update_mmu_cache_pmd(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
815                           pmd_t *pmd)
816 {
817         return;
818 }
819
820 pmd_t pmdp_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
821                          unsigned long addr, pmd_t *pmdp)
822 {
823         pmd_t old_pmd;
824         pgtable_t pgtable;
825         unsigned long old;
826         pgtable_t *pgtable_slot;
827
828         old = pmd_hugepage_update(mm, addr, pmdp, ~0UL, 0);
829         old_pmd = __pmd(old);
830         /*
831          * We have pmd == none and we are holding page_table_lock.
832          * So we can safely go and clear the pgtable hash
833          * index info.
834          */
835         pgtable_slot = (pgtable_t *)pmdp + PTRS_PER_PMD;
836         pgtable = *pgtable_slot;
837         /*
838          * Let's zero out old valid and hash index details
839          * hash fault look at them.
840          */
841         memset(pgtable, 0, PTE_FRAG_SIZE);
842         /*
843          * Serialize against find_linux_pte_or_hugepte which does lock-less
844          * lookup in page tables with local interrupts disabled. For huge pages
845          * it casts pmd_t to pte_t. Since format of pte_t is different from
846          * pmd_t we want to prevent transit from pmd pointing to page table
847          * to pmd pointing to huge page (and back) while interrupts are disabled.
848          * We clear pmd to possibly replace it with page table pointer in
849          * different code paths. So make sure we wait for the parallel
850          * find_linux_pte_or_hugepage to finish.
851          */
852         kick_all_cpus_sync();
853         return old_pmd;
854 }
855
856 int has_transparent_hugepage(void)
857 {
858         if (!mmu_has_feature(MMU_FTR_16M_PAGE))
859                 return 0;
860         /*
861          * We support THP only if PMD_SIZE is 16MB.
862          */
863         if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_16M].shift != PMD_SHIFT)
864                 return 0;
865         /*
866          * We need to make sure that we support 16MB hugepage in a segement
867          * with base page size 64K or 4K. We only enable THP with a PAGE_SIZE
868          * of 64K.
869          */
870         /*
871          * If we have 64K HPTE, we will be using that by default
872          */
873         if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_64K].shift &&
874             (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_64K].penc[MMU_PAGE_16M] == -1))
875                 return 0;
876         /*
877          * Ok we only have 4K HPTE
878          */
879         if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_4K].penc[MMU_PAGE_16M] == -1)
880                 return 0;
881
882         return 1;
883 }
884 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */