arch/powerpc/mm/hash_utils_64.c

   1 /*
   2  * PowerPC64 port by Mike Corrigan and Dave Engebretsen
   3  *   {mikejc|engebret}@us.ibm.com
   4  *
   5  *    Copyright (c) 2000 Mike Corrigan <mikejc@us.ibm.com>
   6  *
   7  * SMP scalability work:
   8  *    Copyright (C) 2001 Anton Blanchard <anton@au.ibm.com>, IBM
   9  *
  10  *    Module name: htab.c
  11  *
  12  *    Description:
  13  *      PowerPC Hashed Page Table functions
  14  *
  15  * This program is free software; you can redistribute it and/or
  16  * modify it under the terms of the GNU General Public License
  17  * as published by the Free Software Foundation; either version
  18  * 2 of the License, or (at your option) any later version.
  19  */
  20
  21 #undef DEBUG
  22 #undef DEBUG_LOW
  23
  24 #include <linux/spinlock.h>
  25 #include <linux/errno.h>
  26 #include <linux/sched.h>
  27 #include <linux/proc_fs.h>
  28 #include <linux/stat.h>
  29 #include <linux/sysctl.h>
  30 #include <linux/ctype.h>
  31 #include <linux/cache.h>
  32 #include <linux/init.h>
  33 #include <linux/signal.h>
  34
  35 #include <asm/processor.h>
  36 #include <asm/pgtable.h>
  37 #include <asm/mmu.h>
  38 #include <asm/mmu_context.h>
  39 #include <asm/page.h>
  40 #include <asm/types.h>
  41 #include <asm/system.h>
  42 #include <asm/uaccess.h>
  43 #include <asm/machdep.h>
  44 #include <asm/lmb.h>
  45 #include <asm/abs_addr.h>
  46 #include <asm/tlbflush.h>
  47 #include <asm/io.h>
  48 #include <asm/eeh.h>
  49 #include <asm/tlb.h>
  50 #include <asm/cacheflush.h>
  51 #include <asm/cputable.h>
  52 #include <asm/sections.h>
  53 #include <asm/spu.h>
  54 #include <asm/udbg.h>
  55
  56 #ifdef DEBUG
  57 #define DBG(fmt...) udbg_printf(fmt)
  58 #else
  59 #define DBG(fmt...)
  60 #endif
  61
  62 #ifdef DEBUG_LOW
  63 #define DBG_LOW(fmt...) udbg_printf(fmt)
  64 #else
  65 #define DBG_LOW(fmt...)
  66 #endif
  67
  68 #define KB (1024)
  69 #define MB (1024*KB)
  70
  71 /*
  72  * Note:  pte   --> Linux PTE
  73  *        HPTE  --> PowerPC Hashed Page Table Entry
  74  *
  75  * Execution context:
  76  *   htab_initialize is called with the MMU off (of course), but
  77  *   the kernel has been copied down to zero so it can directly
  78  *   reference global data.  At this point it is very difficult
  79  *   to print debug info.
  80  *
  81  */
  82
  83 #ifdef CONFIG_U3_DART
  84 extern unsigned long dart_tablebase;
  85 #endif /* CONFIG_U3_DART */
  86
  87 static unsigned long _SDR1;
  88 struct mmu_psize_def mmu_psize_defs[MMU_PAGE_COUNT];
  89
  90 struct hash_pte *htab_address;
  91 unsigned long htab_size_bytes;
  92 unsigned long htab_hash_mask;
  93 int mmu_linear_psize = MMU_PAGE_4K;
  94 int mmu_virtual_psize = MMU_PAGE_4K;
  95 int mmu_vmalloc_psize = MMU_PAGE_4K;
  96 int mmu_io_psize = MMU_PAGE_4K;
  97 int mmu_kernel_ssize = MMU_SEGSIZE_256M;
  98 int mmu_highuser_ssize = MMU_SEGSIZE_256M;
  99 u16 mmu_slb_size = 64;
 100 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 101 int mmu_huge_psize = MMU_PAGE_16M;
 102 unsigned int HPAGE_SHIFT;
 103 #endif
 104 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
 105 int mmu_ci_restrictions;
 106 #endif
 107 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
 108 static u8 *linear_map_hash_slots;
 109 static unsigned long linear_map_hash_count;
 110 static DEFINE_SPINLOCK(linear_map_hash_lock);
 111 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
 112
 113 /* There are definitions of page sizes arrays to be used when none
 114  * is provided by the firmware.
 115  */
 116
 117 /* Pre-POWER4 CPUs (4k pages only)
 118  */
 119 struct mmu_psize_def mmu_psize_defaults_old[] = {
 120         [MMU_PAGE_4K] = {
 121                 .shift  = 12,
 122                 .sllp   = 0,
 123                 .penc   = 0,
 124                 .avpnm  = 0,
 125                 .tlbiel = 0,
 126         },
 127 };
 128
 129 /* POWER4, GPUL, POWER5
 130  *
 131  * Support for 16Mb large pages
 132  */
 133 struct mmu_psize_def mmu_psize_defaults_gp[] = {
 134         [MMU_PAGE_4K] = {
 135                 .shift  = 12,
 136                 .sllp   = 0,
 137                 .penc   = 0,
 138                 .avpnm  = 0,
 139                 .tlbiel = 1,
 140         },
 141         [MMU_PAGE_16M] = {
 142                 .shift  = 24,
 143                 .sllp   = SLB_VSID_L,
 144                 .penc   = 0,
 145                 .avpnm  = 0x1UL,
 146                 .tlbiel = 0,
 147         },
 148 };
 149
 150
 151 int htab_bolt_mapping(unsigned long vstart, unsigned long vend,
 152                       unsigned long pstart, unsigned long mode,
 153                       int psize, int ssize)
 154 {
 155         unsigned long vaddr, paddr;
 156         unsigned int step, shift;
 157         unsigned long tmp_mode;
 158         int ret = 0;
 159
 160         shift = mmu_psize_defs[psize].shift;
 161         step = 1 << shift;
 162
 163         for (vaddr = vstart, paddr = pstart; vaddr < vend;
 164              vaddr += step, paddr += step) {
 165                 unsigned long hash, hpteg;
 166                 unsigned long vsid = get_kernel_vsid(vaddr, ssize);
 167                 unsigned long va = hpt_va(vaddr, vsid, ssize);
 168
 169                 tmp_mode = mode;
 170
 171                 /* Make non-kernel text non-executable */
 172                 if (!in_kernel_text(vaddr))
 173                         tmp_mode = mode | HPTE_R_N;
 174
 175                 hash = hpt_hash(va, shift, ssize);
 176                 hpteg = ((hash & htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP);
 177
 178                 DBG("htab_bolt_mapping: calling %p\n", ppc_md.hpte_insert);
 179
 180                 BUG_ON(!ppc_md.hpte_insert);
 181                 ret = ppc_md.hpte_insert(hpteg, va, paddr,
 182                                 tmp_mode, HPTE_V_BOLTED, psize, ssize);
 183
 184                 if (ret < 0)
 185                         break;
 186 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
 187                 if ((paddr >> PAGE_SHIFT) < linear_map_hash_count)
 188                         linear_map_hash_slots[paddr >> PAGE_SHIFT] = ret | 0x80;
 189 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
 190         }
 191         return ret < 0 ? ret : 0;
 192 }
 193
 194 static int __init htab_dt_scan_seg_sizes(unsigned long node,
 195                                          const char *uname, int depth,
 196                                          void *data)
 197 {
 198         char *type = of_get_flat_dt_prop(node, "device_type", NULL);
 199         u32 *prop;
 200         unsigned long size = 0;
 201
 202         /* We are scanning "cpu" nodes only */
 203         if (type == NULL || strcmp(type, "cpu") != 0)
 204                 return 0;
 205
 206         prop = (u32 *)of_get_flat_dt_prop(node, "ibm,processor-segment-sizes",
 207                                           &size);
 208         if (prop == NULL)
 209                 return 0;
 210         for (; size >= 4; size -= 4, ++prop) {
 211                 if (prop[0] == 40) {
 212                         DBG("1T segment support detected\n");
 213                         cur_cpu_spec->cpu_features |= CPU_FTR_1T_SEGMENT;
 214                         return 1;
 215                 }
 216         }
 217         cur_cpu_spec->cpu_features &= ~CPU_FTR_NO_SLBIE_B;
 218         return 0;
 219 }
 220
 221 static void __init htab_init_seg_sizes(void)
 222 {
 223         of_scan_flat_dt(htab_dt_scan_seg_sizes, NULL);
 224 }
 225
 226 static int __init htab_dt_scan_page_sizes(unsigned long node,
 227                                           const char *uname, int depth,
 228                                           void *data)
 229 {
 230         char *type = of_get_flat_dt_prop(node, "device_type", NULL);
 231         u32 *prop;
 232         unsigned long size = 0;
 233
 234         /* We are scanning "cpu" nodes only */
 235         if (type == NULL || strcmp(type, "cpu") != 0)
 236                 return 0;
 237
 238         prop = (u32 *)of_get_flat_dt_prop(node,
 239                                           "ibm,segment-page-sizes", &size);
 240         if (prop != NULL) {
 241                 DBG("Page sizes from device-tree:\n");
 242                 size /= 4;
 243                 cur_cpu_spec->cpu_features &= ~(CPU_FTR_16M_PAGE);
 244                 while(size > 0) {
 245                         unsigned int shift = prop[0];
 246                         unsigned int slbenc = prop[1];
 247                         unsigned int lpnum = prop[2];
 248                         unsigned int lpenc = 0;
 249                         struct mmu_psize_def *def;
 250                         int idx = -1;
 251
 252                         size -= 3; prop += 3;
 253                         while(size > 0 && lpnum) {
 254                                 if (prop[0] == shift)
 255                                         lpenc = prop[1];
 256                                 prop += 2; size -= 2;
 257                                 lpnum--;
 258                         }
 259                         switch(shift) {
 260                         case 0xc:
 261                                 idx = MMU_PAGE_4K;
 262                                 break;
 263                         case 0x10:
 264                                 idx = MMU_PAGE_64K;
 265                                 break;
 266                         case 0x14:
 267                                 idx = MMU_PAGE_1M;
 268                                 break;
 269                         case 0x18:
 270                                 idx = MMU_PAGE_16M;
 271                                 cur_cpu_spec->cpu_features |= CPU_FTR_16M_PAGE;
 272                                 break;
 273                         case 0x22:
 274                                 idx = MMU_PAGE_16G;
 275                                 break;
 276                         }
 277                         if (idx < 0)
 278                                 continue;
 279                         def = &mmu_psize_defs[idx];
 280                         def->shift = shift;
 281                         if (shift <= 23)
 282                                 def->avpnm = 0;
 283                         else
 284                                 def->avpnm = (1 << (shift - 23)) - 1;
 285                         def->sllp = slbenc;
 286                         def->penc = lpenc;
 287                         /* We don't know for sure what's up with tlbiel, so
 288                          * for now we only set it for 4K and 64K pages
 289                          */
 290                         if (idx == MMU_PAGE_4K || idx == MMU_PAGE_64K)
 291                                 def->tlbiel = 1;
 292                         else
 293                                 def->tlbiel = 0;
 294
 295                         DBG(" %d: shift=%02x, sllp=%04x, avpnm=%08x, "
 296                             "tlbiel=%d, penc=%d\n",
 297                             idx, shift, def->sllp, def->avpnm, def->tlbiel,
 298                             def->penc);
 299                 }
 300                 return 1;
 301         }
 302         return 0;
 303 }
 304
 305 static void __init htab_init_page_sizes(void)
 306 {
 307         int rc;
 308
 309         /* Default to 4K pages only */
 310         memcpy(mmu_psize_defs, mmu_psize_defaults_old,
 311                sizeof(mmu_psize_defaults_old));
 312
 313         /*
 314          * Try to find the available page sizes in the device-tree
 315          */
 316         rc = of_scan_flat_dt(htab_dt_scan_page_sizes, NULL);
 317         if (rc != 0)  /* Found */
 318                 goto found;
 319
 320         /*
 321          * Not in the device-tree, let's fallback on known size
 322          * list for 16M capable GP & GR
 323          */
 324         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_16M_PAGE))
 325                 memcpy(mmu_psize_defs, mmu_psize_defaults_gp,
 326                        sizeof(mmu_psize_defaults_gp));
 327  found:
 328 #ifndef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
 329         /*
 330          * Pick a size for the linear mapping. Currently, we only support
 331          * 16M, 1M and 4K which is the default
 332          */
 333         if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_16M].shift)
 334                 mmu_linear_psize = MMU_PAGE_16M;
 335         else if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_1M].shift)
 336                 mmu_linear_psize = MMU_PAGE_1M;
 337 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
 338
 339 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
 340         /*
 341          * Pick a size for the ordinary pages. Default is 4K, we support
 342          * 64K for user mappings and vmalloc if supported by the processor.
 343          * We only use 64k for ioremap if the processor
 344          * (and firmware) support cache-inhibited large pages.
 345          * If not, we use 4k and set mmu_ci_restrictions so that
 346          * hash_page knows to switch processes that use cache-inhibited
 347          * mappings to 4k pages.
 348          */
 349         if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_64K].shift) {
 350                 mmu_virtual_psize = MMU_PAGE_64K;
 351                 mmu_vmalloc_psize = MMU_PAGE_64K;
 352                 if (mmu_linear_psize == MMU_PAGE_4K)
 353                         mmu_linear_psize = MMU_PAGE_64K;
 354                 if (cpu_has_feature(CPU_FTR_CI_LARGE_PAGE))
 355                         mmu_io_psize = MMU_PAGE_64K;
 356                 else
 357                         mmu_ci_restrictions = 1;
 358         }
 359 #endif /* CONFIG_PPC_64K_PAGES */
 360
 361         printk(KERN_DEBUG "Page orders: linear mapping = %d, "
 362                "virtual = %d, io = %d\n",
 363                mmu_psize_defs[mmu_linear_psize].shift,
 364                mmu_psize_defs[mmu_virtual_psize].shift,
 365                mmu_psize_defs[mmu_io_psize].shift);
 366
 367 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 368         /* Init large page size. Currently, we pick 16M or 1M depending
 369          * on what is available
 370          */
 371         if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_16M].shift)
 372                 set_huge_psize(MMU_PAGE_16M);
 373         /* With 4k/4level pagetables, we can't (for now) cope with a
 374          * huge page size < PMD_SIZE */
 375         else if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_1M].shift)
 376                 set_huge_psize(MMU_PAGE_1M);
 377 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */
 378 }
 379
 380 static int __init htab_dt_scan_pftsize(unsigned long node,
 381                                        const char *uname, int depth,
 382                                        void *data)
 383 {
 384         char *type = of_get_flat_dt_prop(node, "device_type", NULL);
 385         u32 *prop;
 386
 387         /* We are scanning "cpu" nodes only */
 388         if (type == NULL || strcmp(type, "cpu") != 0)
 389                 return 0;
 390
 391         prop = (u32 *)of_get_flat_dt_prop(node, "ibm,pft-size", NULL);
 392         if (prop != NULL) {
 393                 /* pft_size[0] is the NUMA CEC cookie */
 394                 ppc64_pft_size = prop[1];
 395                 return 1;
 396         }
 397         return 0;
 398 }
 399
 400 static unsigned long __init htab_get_table_size(void)
 401 {
 402         unsigned long mem_size, rnd_mem_size, pteg_count;
 403
 404         /* If hash size isn't already provided by the platform, we try to
 405          * retrieve it from the device-tree. If it's not there neither, we
 406          * calculate it now based on the total RAM size
 407          */
 408         if (ppc64_pft_size == 0)
 409                 of_scan_flat_dt(htab_dt_scan_pftsize, NULL);
 410         if (ppc64_pft_size)
 411                 return 1UL << ppc64_pft_size;
 412
 413         /* round mem_size up to next power of 2 */
 414         mem_size = lmb_phys_mem_size();
 415         rnd_mem_size = 1UL << __ilog2(mem_size);
 416         if (rnd_mem_size < mem_size)
 417                 rnd_mem_size <<= 1;
 418
 419         /* # pages / 2 */
 420         pteg_count = max(rnd_mem_size >> (12 + 1), 1UL << 11);
 421
 422         return pteg_count << 7;
 423 }
 424
 425 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
 426 void create_section_mapping(unsigned long start, unsigned long end)
 427 {
 428                 BUG_ON(htab_bolt_mapping(start, end, __pa(start),
 429                         _PAGE_ACCESSED | _PAGE_DIRTY | _PAGE_COHERENT | PP_RWXX,
 430                         mmu_linear_psize, mmu_kernel_ssize));
 431 }
 432 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
 433
 434 static inline void make_bl(unsigned int *insn_addr, void *func)
 435 {
 436         unsigned long funcp = *((unsigned long *)func);
 437         int offset = funcp - (unsigned long)insn_addr;
 438
 439         *insn_addr = (unsigned int)(0x48000001 | (offset & 0x03fffffc));
 440         flush_icache_range((unsigned long)insn_addr, 4+
 441                            (unsigned long)insn_addr);
 442 }
 443
 444 static void __init htab_finish_init(void)
 445 {
 446         extern unsigned int *htab_call_hpte_insert1;
 447         extern unsigned int *htab_call_hpte_insert2;
 448         extern unsigned int *htab_call_hpte_remove;
 449         extern unsigned int *htab_call_hpte_updatepp;
 450
 451 #ifdef CONFIG_PPC_HAS_HASH_64K
 452         extern unsigned int *ht64_call_hpte_insert1;
 453         extern unsigned int *ht64_call_hpte_insert2;
 454         extern unsigned int *ht64_call_hpte_remove;
 455         extern unsigned int *ht64_call_hpte_updatepp;
 456
 457         make_bl(ht64_call_hpte_insert1, ppc_md.hpte_insert);
 458         make_bl(ht64_call_hpte_insert2, ppc_md.hpte_insert);
 459         make_bl(ht64_call_hpte_remove, ppc_md.hpte_remove);
 460         make_bl(ht64_call_hpte_updatepp, ppc_md.hpte_updatepp);
 461 #endif /* CONFIG_PPC_HAS_HASH_64K */
 462
 463         make_bl(htab_call_hpte_insert1, ppc_md.hpte_insert);
 464         make_bl(htab_call_hpte_insert2, ppc_md.hpte_insert);
 465         make_bl(htab_call_hpte_remove, ppc_md.hpte_remove);
 466         make_bl(htab_call_hpte_updatepp, ppc_md.hpte_updatepp);
 467 }
 468
 469 void __init htab_initialize(void)
 470 {
 471         unsigned long table;
 472         unsigned long pteg_count;
 473         unsigned long mode_rw;
 474         unsigned long base = 0, size = 0, limit;
 475         int i;
 476
 477         extern unsigned long tce_alloc_start, tce_alloc_end;
 478
 479         DBG(" -> htab_initialize()\n");
 480
 481         /* Initialize segment sizes */
 482         htab_init_seg_sizes();
 483
 484         /* Initialize page sizes */
 485         htab_init_page_sizes();
 486
 487         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_1T_SEGMENT)) {
 488                 mmu_kernel_ssize = MMU_SEGSIZE_1T;
 489                 mmu_highuser_ssize = MMU_SEGSIZE_1T;
 490                 printk(KERN_INFO "Using 1TB segments\n");
 491         }
 492
 493         /*
 494          * Calculate the required size of the htab.  We want the number of
 495          * PTEGs to equal one half the number of real pages.
 496          */
 497         htab_size_bytes = htab_get_table_size();
 498         pteg_count = htab_size_bytes >> 7;
 499
 500         htab_hash_mask = pteg_count - 1;
 501
 502         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR)) {
 503                 /* Using a hypervisor which owns the htab */
 504                 htab_address = NULL;
 505                 _SDR1 = 0;
 506         } else {
 507                 /* Find storage for the HPT.  Must be contiguous in
 508                  * the absolute address space. On cell we want it to be
 509                  * in the first 1 Gig.
 510                  */
 511                 if (machine_is(cell))
 512                         limit = 0x40000000;
 513                 else
 514                         limit = 0;
 515
 516                 table = lmb_alloc_base(htab_size_bytes, htab_size_bytes, limit);
 517
 518                 DBG("Hash table allocated at %lx, size: %lx\n", table,
 519                     htab_size_bytes);
 520
 521                 htab_address = abs_to_virt(table);
 522
 523                 /* htab absolute addr + encoded htabsize */
 524                 _SDR1 = table + __ilog2(pteg_count) - 11;
 525
 526                 /* Initialize the HPT with no entries */
 527                 memset((void *)table, 0, htab_size_bytes);
 528
 529                 /* Set SDR1 */
 530                 mtspr(SPRN_SDR1, _SDR1);
 531         }
 532
 533         mode_rw = _PAGE_ACCESSED | _PAGE_DIRTY | _PAGE_COHERENT | PP_RWXX;
 534
 535 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
 536         linear_map_hash_count = lmb_end_of_DRAM() >> PAGE_SHIFT;
 537         linear_map_hash_slots = __va(lmb_alloc_base(linear_map_hash_count,
 538                                                     1, lmb.rmo_size));
 539         memset(linear_map_hash_slots, 0, linear_map_hash_count);
 540 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */
 541
 542         /* On U3 based machines, we need to reserve the DART area and
 543          * _NOT_ map it to avoid cache paradoxes as it's remapped non
 544          * cacheable later on
 545          */
 546
 547         /* create bolted the linear mapping in the hash table */
 548         for (i=0; i < lmb.memory.cnt; i++) {
 549                 base = (unsigned long)__va(lmb.memory.region[i].base);
 550                 size = lmb.memory.region[i].size;
 551
 552                 DBG("creating mapping for region: %lx : %lx\n", base, size);
 553
 554 #ifdef CONFIG_U3_DART
 555                 /* Do not map the DART space. Fortunately, it will be aligned
 556                  * in such a way that it will not cross two lmb regions and
 557                  * will fit within a single 16Mb page.
 558                  * The DART space is assumed to be a full 16Mb region even if
 559                  * we only use 2Mb of that space. We will use more of it later
 560                  * for AGP GART. We have to use a full 16Mb large page.
 561                  */
 562                 DBG("DART base: %lx\n", dart_tablebase);
 563
 564                 if (dart_tablebase != 0 && dart_tablebase >= base
 565                     && dart_tablebase < (base + size)) {
 566                         unsigned long dart_table_end = dart_tablebase + 16 * MB;
 567                         if (base != dart_tablebase)
 568                                 BUG_ON(htab_bolt_mapping(base, dart_tablebase,
 569                                                         __pa(base), mode_rw,
 570                                                         mmu_linear_psize,
 571                                                         mmu_kernel_ssize));
 572                         if ((base + size) > dart_table_end)
 573                                 BUG_ON(htab_bolt_mapping(dart_tablebase+16*MB,
 574                                                         base + size,
 575                                                         __pa(dart_table_end),
 576                                                          mode_rw,
 577                                                          mmu_linear_psize,
 578                                                          mmu_kernel_ssize));
 579                         continue;
 580                 }
 581 #endif /* CONFIG_U3_DART */
 582                 BUG_ON(htab_bolt_mapping(base, base + size, __pa(base),
 583                                 mode_rw, mmu_linear_psize, mmu_kernel_ssize));
 584        }
 585
 586         /*
 587          * If we have a memory_limit and we've allocated TCEs then we need to
 588          * explicitly map the TCE area at the top of RAM. We also cope with the
 589          * case that the TCEs start below memory_limit.
 590          * tce_alloc_start/end are 16MB aligned so the mapping should work
 591          * for either 4K or 16MB pages.
 592          */
 593         if (tce_alloc_start) {
 594                 tce_alloc_start = (unsigned long)__va(tce_alloc_start);
 595                 tce_alloc_end = (unsigned long)__va(tce_alloc_end);
 596
 597                 if (base + size >= tce_alloc_start)
 598                         tce_alloc_start = base + size + 1;
 599
 600                 BUG_ON(htab_bolt_mapping(tce_alloc_start, tce_alloc_end,
 601                                          __pa(tce_alloc_start), mode_rw,
 602                                          mmu_linear_psize, mmu_kernel_ssize));
 603         }
 604
 605         htab_finish_init();
 606
 607         DBG(" <- htab_initialize()\n");
 608 }
 609 #undef KB
 610 #undef MB
 611
 612 void htab_initialize_secondary(void)
 613 {
 614         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR))
 615                 mtspr(SPRN_SDR1, _SDR1);
 616 }
 617
 618 /*
 619  * Called by asm hashtable.S for doing lazy icache flush
 620  */
 621 unsigned int hash_page_do_lazy_icache(unsigned int pp, pte_t pte, int trap)
 622 {
 623         struct page *page;
 624
 625         if (!pfn_valid(pte_pfn(pte)))
 626                 return pp;
 627
 628         page = pte_page(pte);
 629
 630         /* page is dirty */
 631         if (!test_bit(PG_arch_1, &page->flags) && !PageReserved(page)) {
 632                 if (trap == 0x400) {
 633                         __flush_dcache_icache(page_address(page));
 634                         set_bit(PG_arch_1, &page->flags);
 635                 } else
 636                         pp |= HPTE_R_N;
 637         }
 638         return pp;
 639 }
 640
 641 /*
 642  * Demote a segment to using 4k pages.
 643  * For now this makes the whole process use 4k pages.
 644  */
 645 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
 646 void demote_segment_4k(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
 647 {
 648         if (mm->context.user_psize == MMU_PAGE_4K)
 649                 return;
 650         slice_set_user_psize(mm, MMU_PAGE_4K);
 651 #ifdef CONFIG_SPU_BASE
 652         spu_flush_all_slbs(mm);
 653 #endif
 654         if (get_paca()->context.user_psize != MMU_PAGE_4K) {
 655                 get_paca()->context = mm->context;
 656                 slb_flush_and_rebolt();
 657         }
 658 }
 659 #endif /* CONFIG_PPC_64K_PAGES */
 660
 661 #ifdef CONFIG_PPC_SUBPAGE_PROT
 662 /*
 663  * This looks up a 2-bit protection code for a 4k subpage of a 64k page.
 664  * Userspace sets the subpage permissions using the subpage_prot system call.
 665  *
 666  * Result is 0: full permissions, _PAGE_RW: read-only,
 667  * _PAGE_USER or _PAGE_USER|_PAGE_RW: no access.
 668  */
 669 static int subpage_protection(pgd_t *pgdir, unsigned long ea)
 670 {
 671         struct subpage_prot_table *spt = pgd_subpage_prot(pgdir);
 672         u32 spp = 0;
 673         u32 **sbpm, *sbpp;
 674
 675         if (ea >= spt->maxaddr)
 676                 return 0;
 677         if (ea < 0x100000000) {
 678                 /* addresses below 4GB use spt->low_prot */
 679                 sbpm = spt->low_prot;
 680         } else {
 681                 sbpm = spt->protptrs[ea >> SBP_L3_SHIFT];
 682                 if (!sbpm)
 683                         return 0;
 684         }
 685         sbpp = sbpm[(ea >> SBP_L2_SHIFT) & (SBP_L2_COUNT - 1)];
 686         if (!sbpp)
 687                 return 0;
 688         spp = sbpp[(ea >> PAGE_SHIFT) & (SBP_L1_COUNT - 1)];
 689
 690         /* extract 2-bit bitfield for this 4k subpage */
 691         spp >>= 30 - 2 * ((ea >> 12) & 0xf);
 692
 693         /* turn 0,1,2,3 into combination of _PAGE_USER and _PAGE_RW */
 694         spp = ((spp & 2) ? _PAGE_USER : 0) | ((spp & 1) ? _PAGE_RW : 0);
 695         return spp;
 696 }
 697
 698 #else /* CONFIG_PPC_SUBPAGE_PROT */
 699 static inline int subpage_protection(pgd_t *pgdir, unsigned long ea)
 700 {
 701         return 0;
 702 }
 703 #endif
 704
 705 /* Result code is:
 706  *  0 - handled
 707  *  1 - normal page fault
 708  * -1 - critical hash insertion error
 709  * -2 - access not permitted by subpage protection mechanism
 710  */
 711 int hash_page(unsigned long ea, unsigned long access, unsigned long trap)
 712 {
 713         void *pgdir;
 714         unsigned long vsid;
 715         struct mm_struct *mm;
 716         pte_t *ptep;
 717         cpumask_t tmp;
 718         int rc, user_region = 0, local = 0;
 719         int psize, ssize;
 720
 721         DBG_LOW("hash_page(ea=%016lx, access=%lx, trap=%lx\n",
 722                 ea, access, trap);
 723
 724         if ((ea & ~REGION_MASK) >= PGTABLE_RANGE) {
 725                 DBG_LOW(" out of pgtable range !\n");
 726                 return 1;
 727         }
 728
 729         /* Get region & vsid */
 730         switch (REGION_ID(ea)) {
 731         case USER_REGION_ID:
 732                 user_region = 1;
 733                 mm = current->mm;
 734                 if (! mm) {
 735                         DBG_LOW(" user region with no mm !\n");
 736                         return 1;
 737                 }
 738 #ifdef CONFIG_PPC_MM_SLICES
 739                 psize = get_slice_psize(mm, ea);
 740 #else
 741                 psize = mm->context.user_psize;
 742 #endif
 743                 ssize = user_segment_size(ea);
 744                 vsid = get_vsid(mm->context.id, ea, ssize);
 745                 break;
 746         case VMALLOC_REGION_ID:
 747                 mm = &init_mm;
 748                 vsid = get_kernel_vsid(ea, mmu_kernel_ssize);
 749                 if (ea < VMALLOC_END)
 750                         psize = mmu_vmalloc_psize;
 751                 else
 752                         psize = mmu_io_psize;
 753                 ssize = mmu_kernel_ssize;
 754                 break;
 755         default:
 756                 /* Not a valid range
 757                  * Send the problem up to do_page_fault
 758                  */
 759                 return 1;
 760         }
 761         DBG_LOW(" mm=%p, mm->pgdir=%p, vsid=%016lx\n", mm, mm->pgd, vsid);
 762
 763         /* Get pgdir */
 764         pgdir = mm->pgd;
 765         if (pgdir == NULL)
 766                 return 1;
 767
 768         /* Check CPU locality */
 769         tmp = cpumask_of_cpu(smp_processor_id());
 770         if (user_region && cpus_equal(mm->cpu_vm_mask, tmp))
 771                 local = 1;
 772
 773 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 774         /* Handle hugepage regions */
 775         if (HPAGE_SHIFT && psize == mmu_huge_psize) {
 776                 DBG_LOW(" -> huge page !\n");
 777                 return hash_huge_page(mm, access, ea, vsid, local, trap);
 778         }
 779 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */
 780
 781 #ifndef CONFIG_PPC_64K_PAGES
 782         /* If we use 4K pages and our psize is not 4K, then we are hitting
 783          * a special driver mapping, we need to align the address before
 784          * we fetch the PTE
 785          */
 786         if (psize != MMU_PAGE_4K)
 787                 ea &= ~((1ul << mmu_psize_defs[psize].shift) - 1);
 788 #endif /* CONFIG_PPC_64K_PAGES */
 789
 790         /* Get PTE and page size from page tables */
 791         ptep = find_linux_pte(pgdir, ea);
 792         if (ptep == NULL || !pte_present(*ptep)) {
 793                 DBG_LOW(" no PTE !\n");
 794                 return 1;
 795         }
 796
 797 #ifndef CONFIG_PPC_64K_PAGES
 798         DBG_LOW(" i-pte: %016lx\n", pte_val(*ptep));
 799 #else
 800         DBG_LOW(" i-pte: %016lx %016lx\n", pte_val(*ptep),
 801                 pte_val(*(ptep + PTRS_PER_PTE)));
 802 #endif
 803         /* Pre-check access permissions (will be re-checked atomically
 804          * in __hash_page_XX but this pre-check is a fast path
 805          */
 806         if (access & ~pte_val(*ptep)) {
 807                 DBG_LOW(" no access !\n");
 808                 return 1;
 809         }
 810
 811         /* Do actual hashing */
 812 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
 813         /* If _PAGE_4K_PFN is set, make sure this is a 4k segment */
 814         if (pte_val(*ptep) & _PAGE_4K_PFN) {
 815                 demote_segment_4k(mm, ea);
 816                 psize = MMU_PAGE_4K;
 817         }
 818
 819         /* If this PTE is non-cacheable and we have restrictions on
 820          * using non cacheable large pages, then we switch to 4k
 821          */
 822         if (mmu_ci_restrictions && psize == MMU_PAGE_64K &&
 823             (pte_val(*ptep) & _PAGE_NO_CACHE)) {
 824                 if (user_region) {
 825                         demote_segment_4k(mm, ea);
 826                         psize = MMU_PAGE_4K;
 827                 } else if (ea < VMALLOC_END) {
 828                         /*
 829                          * some driver did a non-cacheable mapping
 830                          * in vmalloc space, so switch vmalloc
 831                          * to 4k pages
 832                          */
 833                         printk(KERN_ALERT "Reducing vmalloc segment "
 834                                "to 4kB pages because of "
 835                                "non-cacheable mapping\n");
 836                         psize = mmu_vmalloc_psize = MMU_PAGE_4K;
 837 #ifdef CONFIG_SPU_BASE
 838                         spu_flush_all_slbs(mm);
 839 #endif
 840                 }
 841         }
 842         if (user_region) {
 843                 if (psize != get_paca()->context.user_psize) {
 844                         get_paca()->context = mm->context;
 845                         slb_flush_and_rebolt();
 846                 }
 847         } else if (get_paca()->vmalloc_sllp !=
 848                    mmu_psize_defs[mmu_vmalloc_psize].sllp) {
 849                 get_paca()->vmalloc_sllp =
 850                         mmu_psize_defs[mmu_vmalloc_psize].sllp;
 851                 slb_vmalloc_update();
 852         }
 853 #endif /* CONFIG_PPC_64K_PAGES */
 854
 855 #ifdef CONFIG_PPC_HAS_HASH_64K
 856         if (psize == MMU_PAGE_64K)
 857                 rc = __hash_page_64K(ea, access, vsid, ptep, trap, local, ssize);
 858         else
 859 #endif /* CONFIG_PPC_HAS_HASH_64K */
 860         {
 861                 int spp = subpage_protection(pgdir, ea);
 862                 if (access & spp)
 863                         rc = -2;
 864                 else
 865                         rc = __hash_page_4K(ea, access, vsid, ptep, trap,
 866                                             local, ssize, spp);
 867         }
 868
 869 #ifndef CONFIG_PPC_64K_PAGES
 870         DBG_LOW(" o-pte: %016lx\n", pte_val(*ptep));
 871 #else
 872         DBG_LOW(" o-pte: %016lx %016lx\n", pte_val(*ptep),
 873                 pte_val(*(ptep + PTRS_PER_PTE)));
 874 #endif
 875         DBG_LOW(" -> rc=%d\n", rc);
 876         return rc;
 877 }
 878 EXPORT_SYMBOL_GPL(hash_page);
 879
 880 void hash_preload(struct mm_struct *mm, unsigned long ea,
 881                   unsigned long access, unsigned long trap)
 882 {
 883         unsigned long vsid;
 884         void *pgdir;
 885         pte_t *ptep;
 886         cpumask_t mask;
 887         unsigned long flags;
 888         int local = 0;
 889         int ssize;
 890
 891         BUG_ON(REGION_ID(ea) != USER_REGION_ID);
 892
 893 #ifdef CONFIG_PPC_MM_SLICES
 894         /* We only prefault standard pages for now */
 895         if (unlikely(get_slice_psize(mm, ea) != mm->context.user_psize))
 896                 return;
 897 #endif
 898
 899         DBG_LOW("hash_preload(mm=%p, mm->pgdir=%p, ea=%016lx, access=%lx,"
 900                 " trap=%lx\n", mm, mm->pgd, ea, access, trap);
 901
 902         /* Get Linux PTE if available */
 903         pgdir = mm->pgd;
 904         if (pgdir == NULL)
 905                 return;
 906         ptep = find_linux_pte(pgdir, ea);
 907         if (!ptep)
 908                 return;
 909
 910 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
 911         /* If either _PAGE_4K_PFN or _PAGE_NO_CACHE is set (and we are on
 912          * a 64K kernel), then we don't preload, hash_page() will take
 913          * care of it once we actually try to access the page.
 914          * That way we don't have to duplicate all of the logic for segment
 915          * page size demotion here
 916          */
 917         if (pte_val(*ptep) & (_PAGE_4K_PFN | _PAGE_NO_CACHE))
 918                 return;
 919 #endif /* CONFIG_PPC_64K_PAGES */
 920
 921         /* Get VSID */
 922         ssize = user_segment_size(ea);
 923         vsid = get_vsid(mm->context.id, ea, ssize);
 924
 925         /* Hash doesn't like irqs */
 926         local_irq_save(flags);
 927
 928         /* Is that local to this CPU ? */
 929         mask = cpumask_of_cpu(smp_processor_id());
 930         if (cpus_equal(mm->cpu_vm_mask, mask))
 931                 local = 1;
 932
 933         /* Hash it in */
 934 #ifdef CONFIG_PPC_HAS_HASH_64K
 935         if (mm->context.user_psize == MMU_PAGE_64K)
 936                 __hash_page_64K(ea, access, vsid, ptep, trap, local, ssize);
 937         else
 938 #endif /* CONFIG_PPC_HAS_HASH_64K */
 939                 __hash_page_4K(ea, access, vsid, ptep, trap, local, ssize,
 940                                subpage_protection(pgdir, ea));
 941
 942         local_irq_restore(flags);
 943 }
 944
 945 /* WARNING: This is called from hash_low_64.S, if you change this prototype,
 946  *          do not forget to update the assembly call site !
 947  */
 948 void flush_hash_page(unsigned long va, real_pte_t pte, int psize, int ssize,
 949                      int local)
 950 {
 951         unsigned long hash, index, shift, hidx, slot;
 952
 953         DBG_LOW("flush_hash_page(va=%016x)\n", va);
 954         pte_iterate_hashed_subpages(pte, psize, va, index, shift) {
 955                 hash = hpt_hash(va, shift, ssize);
 956                 hidx = __rpte_to_hidx(pte, index);
 957                 if (hidx & _PTEIDX_SECONDARY)
 958                         hash = ~hash;
 959                 slot = (hash & htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP;
 960                 slot += hidx & _PTEIDX_GROUP_IX;
 961                 DBG_LOW(" sub %d: hash=%x, hidx=%x\n", index, slot, hidx);
 962                 ppc_md.hpte_invalidate(slot, va, psize, ssize, local);
 963         } pte_iterate_hashed_end();
 964 }
 965
 966 void flush_hash_range(unsigned long number, int local)
 967 {
 968         if (ppc_md.flush_hash_range)
 969                 ppc_md.flush_hash_range(number, local);
 970         else {
 971                 int i;
 972                 struct ppc64_tlb_batch *batch =
 973                         &__get_cpu_var(ppc64_tlb_batch);
 974
 975                 for (i = 0; i < number; i++)
 976                         flush_hash_page(batch->vaddr[i], batch->pte[i],
 977                                         batch->psize, batch->ssize, local);
 978         }
 979 }
 980
 981 /*
 982  * low_hash_fault is called when we the low level hash code failed
 983  * to instert a PTE due to an hypervisor error
 984  */
 985 void low_hash_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long address, int rc)
 986 {
 987         if (user_mode(regs)) {
 988 #ifdef CONFIG_PPC_SUBPAGE_PROT
 989                 if (rc == -2)
 990                         _exception(SIGSEGV, regs, SEGV_ACCERR, address);
 991                 else
 992 #endif
 993                         _exception(SIGBUS, regs, BUS_ADRERR, address);
 994         } else
 995                 bad_page_fault(regs, address, SIGBUS);
 996 }
 997
 998 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
 999 static void kernel_map_linear_page(unsigned long vaddr, unsigned long lmi)
1000 {
1001         unsigned long hash, hpteg;
1002         unsigned long vsid = get_kernel_vsid(vaddr, mmu_kernel_ssize);
1003         unsigned long va = hpt_va(vaddr, vsid, mmu_kernel_ssize);
1004         unsigned long mode = _PAGE_ACCESSED | _PAGE_DIRTY |
1005                 _PAGE_COHERENT | PP_RWXX | HPTE_R_N;
1006         int ret;
1007
1008         hash = hpt_hash(va, PAGE_SHIFT, mmu_kernel_ssize);
1009         hpteg = ((hash & htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP);
1010
1011         ret = ppc_md.hpte_insert(hpteg, va, __pa(vaddr),
1012                                  mode, HPTE_V_BOLTED,
1013                                  mmu_linear_psize, mmu_kernel_ssize);
1014         BUG_ON (ret < 0);
1015         spin_lock(&linear_map_hash_lock);
1016         BUG_ON(linear_map_hash_slots[lmi] & 0x80);
1017         linear_map_hash_slots[lmi] = ret | 0x80;
1018         spin_unlock(&linear_map_hash_lock);
1019 }
1020
1021 static void kernel_unmap_linear_page(unsigned long vaddr, unsigned long lmi)
1022 {
1023         unsigned long hash, hidx, slot;
1024         unsigned long vsid = get_kernel_vsid(vaddr, mmu_kernel_ssize);
1025         unsigned long va = hpt_va(vaddr, vsid, mmu_kernel_ssize);
1026
1027         hash = hpt_hash(va, PAGE_SHIFT, mmu_kernel_ssize);
1028         spin_lock(&linear_map_hash_lock);
1029         BUG_ON(!(linear_map_hash_slots[lmi] & 0x80));
1030         hidx = linear_map_hash_slots[lmi] & 0x7f;
1031         linear_map_hash_slots[lmi] = 0;
1032         spin_unlock(&linear_map_hash_lock);
1033         if (hidx & _PTEIDX_SECONDARY)
1034                 hash = ~hash;
1035         slot = (hash & htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP;
1036         slot += hidx & _PTEIDX_GROUP_IX;
1037         ppc_md.hpte_invalidate(slot, va, mmu_linear_psize, mmu_kernel_ssize, 0);
1038 }
1039
1040 void kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
1041 {
1042         unsigned long flags, vaddr, lmi;
1043         int i;
1044
1045         local_irq_save(flags);
1046         for (i = 0; i < numpages; i++, page++) {
1047                 vaddr = (unsigned long)page_address(page);
1048                 lmi = __pa(vaddr) >> PAGE_SHIFT;
1049                 if (lmi >= linear_map_hash_count)
1050                         continue;
1051                 if (enable)
1052                         kernel_map_linear_page(vaddr, lmi);
1053                 else
1054                         kernel_unmap_linear_page(vaddr, lmi);
1055         }
1056         local_irq_restore(flags);
1057 }
1058 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC */