// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later 
 | 
/* 
 | 
 * Copyright 2005, Paul Mackerras, IBM Corporation. 
 | 
 * Copyright 2009, Benjamin Herrenschmidt, IBM Corporation. 
 | 
 * Copyright 2015-2016, Aneesh Kumar K.V, IBM Corporation. 
 | 
 */ 
 | 
  
 | 
#include <linux/sched.h> 
 | 
#include <linux/mm_types.h> 
 | 
#include <linux/mm.h> 
 | 
  
 | 
#include <asm/sections.h> 
 | 
#include <asm/mmu.h> 
 | 
#include <asm/tlb.h> 
 | 
  
 | 
#include <mm/mmu_decl.h> 
 | 
  
 | 
#define CREATE_TRACE_POINTS 
 | 
#include <trace/events/thp.h> 
 | 
  
 | 
#if H_PGTABLE_RANGE > (USER_VSID_RANGE * (TASK_SIZE_USER64 / TASK_CONTEXT_SIZE)) 
 | 
#warning Limited user VSID range means pagetable space is wasted 
 | 
#endif 
 | 
  
 | 
#ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP 
 | 
/* 
 | 
 * vmemmap is the starting address of the virtual address space where 
 | 
 * struct pages are allocated for all possible PFNs present on the system 
 | 
 * including holes and bad memory (hence sparse). These virtual struct 
 | 
 * pages are stored in sequence in this virtual address space irrespective 
 | 
 * of the fact whether the corresponding PFN is valid or not. This achieves 
 | 
 * constant relationship between address of struct page and its PFN. 
 | 
 * 
 | 
 * During boot or memory hotplug operation when a new memory section is 
 | 
 * added, physical memory allocation (including hash table bolting) will 
 | 
 * be performed for the set of struct pages which are part of the memory 
 | 
 * section. This saves memory by not allocating struct pages for PFNs 
 | 
 * which are not valid. 
 | 
 * 
 | 
 *        ---------------------------------------------- 
 | 
 *        | PHYSICAL ALLOCATION OF VIRTUAL STRUCT PAGES| 
 | 
 *        ---------------------------------------------- 
 | 
 * 
 | 
 *       f000000000000000                  c000000000000000 
 | 
 * vmemmap +--------------+                  +--------------+ 
 | 
 *  +      |  page struct | +--------------> |  page struct | 
 | 
 *  |      +--------------+                  +--------------+ 
 | 
 *  |      |  page struct | +--------------> |  page struct | 
 | 
 *  |      +--------------+ |                +--------------+ 
 | 
 *  |      |  page struct | +       +------> |  page struct | 
 | 
 *  |      +--------------+         |        +--------------+ 
 | 
 *  |      |  page struct |         |   +--> |  page struct | 
 | 
 *  |      +--------------+         |   |    +--------------+ 
 | 
 *  |      |  page struct |         |   | 
 | 
 *  |      +--------------+         |   | 
 | 
 *  |      |  page struct |         |   | 
 | 
 *  |      +--------------+         |   | 
 | 
 *  |      |  page struct |         |   | 
 | 
 *  |      +--------------+         |   | 
 | 
 *  |      |  page struct |         |   | 
 | 
 *  |      +--------------+         |   | 
 | 
 *  |      |  page struct | +-------+   | 
 | 
 *  |      +--------------+             | 
 | 
 *  |      |  page struct | +-----------+ 
 | 
 *  |      +--------------+ 
 | 
 *  |      |  page struct | No mapping 
 | 
 *  |      +--------------+ 
 | 
 *  |      |  page struct | No mapping 
 | 
 *  v      +--------------+ 
 | 
 * 
 | 
 *        ----------------------------------------- 
 | 
 *        | RELATION BETWEEN STRUCT PAGES AND PFNS| 
 | 
 *        ----------------------------------------- 
 | 
 * 
 | 
 * vmemmap +--------------+                 +---------------+ 
 | 
 *  +      |  page struct | +-------------> |      PFN      | 
 | 
 *  |      +--------------+                 +---------------+ 
 | 
 *  |      |  page struct | +-------------> |      PFN      | 
 | 
 *  |      +--------------+                 +---------------+ 
 | 
 *  |      |  page struct | +-------------> |      PFN      | 
 | 
 *  |      +--------------+                 +---------------+ 
 | 
 *  |      |  page struct | +-------------> |      PFN      | 
 | 
 *  |      +--------------+                 +---------------+ 
 | 
 *  |      |              | 
 | 
 *  |      +--------------+ 
 | 
 *  |      |              | 
 | 
 *  |      +--------------+ 
 | 
 *  |      |              | 
 | 
 *  |      +--------------+                 +---------------+ 
 | 
 *  |      |  page struct | +-------------> |      PFN      | 
 | 
 *  |      +--------------+                 +---------------+ 
 | 
 *  |      |              | 
 | 
 *  |      +--------------+ 
 | 
 *  |      |              | 
 | 
 *  |      +--------------+                 +---------------+ 
 | 
 *  |      |  page struct | +-------------> |      PFN      | 
 | 
 *  |      +--------------+                 +---------------+ 
 | 
 *  |      |  page struct | +-------------> |      PFN      | 
 | 
 *  v      +--------------+                 +---------------+ 
 | 
 */ 
 | 
/* 
 | 
 * On hash-based CPUs, the vmemmap is bolted in the hash table. 
 | 
 * 
 | 
 */ 
 | 
int __meminit hash__vmemmap_create_mapping(unsigned long start, 
 | 
                       unsigned long page_size, 
 | 
                       unsigned long phys) 
 | 
{ 
 | 
    int rc; 
 | 
  
 | 
    if ((start + page_size) >= H_VMEMMAP_END) { 
 | 
        pr_warn("Outside the supported range\n"); 
 | 
        return -1; 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    rc = htab_bolt_mapping(start, start + page_size, phys, 
 | 
                   pgprot_val(PAGE_KERNEL), 
 | 
                   mmu_vmemmap_psize, mmu_kernel_ssize); 
 | 
    if (rc < 0) { 
 | 
        int rc2 = htab_remove_mapping(start, start + page_size, 
 | 
                          mmu_vmemmap_psize, 
 | 
                          mmu_kernel_ssize); 
 | 
        BUG_ON(rc2 && (rc2 != -ENOENT)); 
 | 
    } 
 | 
    return rc; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
#ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG 
 | 
void hash__vmemmap_remove_mapping(unsigned long start, 
 | 
                  unsigned long page_size) 
 | 
{ 
 | 
    int rc = htab_remove_mapping(start, start + page_size, 
 | 
                     mmu_vmemmap_psize, 
 | 
                     mmu_kernel_ssize); 
 | 
    BUG_ON((rc < 0) && (rc != -ENOENT)); 
 | 
    WARN_ON(rc == -ENOENT); 
 | 
} 
 | 
#endif 
 | 
#endif /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */ 
 | 
  
 | 
/* 
 | 
 * map_kernel_page currently only called by __ioremap 
 | 
 * map_kernel_page adds an entry to the ioremap page table 
 | 
 * and adds an entry to the HPT, possibly bolting it 
 | 
 */ 
 | 
int hash__map_kernel_page(unsigned long ea, unsigned long pa, pgprot_t prot) 
 | 
{ 
 | 
    pgd_t *pgdp; 
 | 
    p4d_t *p4dp; 
 | 
    pud_t *pudp; 
 | 
    pmd_t *pmdp; 
 | 
    pte_t *ptep; 
 | 
  
 | 
    BUILD_BUG_ON(TASK_SIZE_USER64 > H_PGTABLE_RANGE); 
 | 
    if (slab_is_available()) { 
 | 
        pgdp = pgd_offset_k(ea); 
 | 
        p4dp = p4d_offset(pgdp, ea); 
 | 
        pudp = pud_alloc(&init_mm, p4dp, ea); 
 | 
        if (!pudp) 
 | 
            return -ENOMEM; 
 | 
        pmdp = pmd_alloc(&init_mm, pudp, ea); 
 | 
        if (!pmdp) 
 | 
            return -ENOMEM; 
 | 
        ptep = pte_alloc_kernel(pmdp, ea); 
 | 
        if (!ptep) 
 | 
            return -ENOMEM; 
 | 
        set_pte_at(&init_mm, ea, ptep, pfn_pte(pa >> PAGE_SHIFT, prot)); 
 | 
    } else { 
 | 
        /* 
 | 
         * If the mm subsystem is not fully up, we cannot create a 
 | 
         * linux page table entry for this mapping.  Simply bolt an 
 | 
         * entry in the hardware page table. 
 | 
         * 
 | 
         */ 
 | 
        if (htab_bolt_mapping(ea, ea + PAGE_SIZE, pa, pgprot_val(prot), 
 | 
                      mmu_io_psize, mmu_kernel_ssize)) { 
 | 
            printk(KERN_ERR "Failed to do bolted mapping IO " 
 | 
                   "memory at %016lx !\n", pa); 
 | 
            return -ENOMEM; 
 | 
        } 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    smp_wmb(); 
 | 
    return 0; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
#ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE 
 | 
  
 | 
unsigned long hash__pmd_hugepage_update(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, 
 | 
                    pmd_t *pmdp, unsigned long clr, 
 | 
                    unsigned long set) 
 | 
{ 
 | 
    __be64 old_be, tmp; 
 | 
    unsigned long old; 
 | 
  
 | 
#ifdef CONFIG_DEBUG_VM 
 | 
    WARN_ON(!hash__pmd_trans_huge(*pmdp) && !pmd_devmap(*pmdp)); 
 | 
    assert_spin_locked(pmd_lockptr(mm, pmdp)); 
 | 
#endif 
 | 
  
 | 
    __asm__ __volatile__( 
 | 
    "1:    ldarx    %0,0,%3\n\ 
 | 
        and.    %1,%0,%6\n\ 
 | 
        bne-    1b \n\ 
 | 
        andc    %1,%0,%4 \n\ 
 | 
        or    %1,%1,%7\n\ 
 | 
        stdcx.    %1,0,%3 \n\ 
 | 
        bne-    1b" 
 | 
    : "=&r" (old_be), "=&r" (tmp), "=m" (*pmdp) 
 | 
    : "r" (pmdp), "r" (cpu_to_be64(clr)), "m" (*pmdp), 
 | 
      "r" (cpu_to_be64(H_PAGE_BUSY)), "r" (cpu_to_be64(set)) 
 | 
    : "cc" ); 
 | 
  
 | 
    old = be64_to_cpu(old_be); 
 | 
  
 | 
    trace_hugepage_update(addr, old, clr, set); 
 | 
    if (old & H_PAGE_HASHPTE) 
 | 
        hpte_do_hugepage_flush(mm, addr, pmdp, old); 
 | 
    return old; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
pmd_t hash__pmdp_collapse_flush(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, 
 | 
                pmd_t *pmdp) 
 | 
{ 
 | 
    pmd_t pmd; 
 | 
  
 | 
    VM_BUG_ON(address & ~HPAGE_PMD_MASK); 
 | 
    VM_BUG_ON(pmd_trans_huge(*pmdp)); 
 | 
    VM_BUG_ON(pmd_devmap(*pmdp)); 
 | 
  
 | 
    pmd = *pmdp; 
 | 
    pmd_clear(pmdp); 
 | 
    /* 
 | 
     * Wait for all pending hash_page to finish. This is needed 
 | 
     * in case of subpage collapse. When we collapse normal pages 
 | 
     * to hugepage, we first clear the pmd, then invalidate all 
 | 
     * the PTE entries. The assumption here is that any low level 
 | 
     * page fault will see a none pmd and take the slow path that 
 | 
     * will wait on mmap_lock. But we could very well be in a 
 | 
     * hash_page with local ptep pointer value. Such a hash page 
 | 
     * can result in adding new HPTE entries for normal subpages. 
 | 
     * That means we could be modifying the page content as we 
 | 
     * copy them to a huge page. So wait for parallel hash_page 
 | 
     * to finish before invalidating HPTE entries. We can do this 
 | 
     * by sending an IPI to all the cpus and executing a dummy 
 | 
     * function there. 
 | 
     */ 
 | 
    serialize_against_pte_lookup(vma->vm_mm); 
 | 
    /* 
 | 
     * Now invalidate the hpte entries in the range 
 | 
     * covered by pmd. This make sure we take a 
 | 
     * fault and will find the pmd as none, which will 
 | 
     * result in a major fault which takes mmap_lock and 
 | 
     * hence wait for collapse to complete. Without this 
 | 
     * the __collapse_huge_page_copy can result in copying 
 | 
     * the old content. 
 | 
     */ 
 | 
    flush_tlb_pmd_range(vma->vm_mm, &pmd, address); 
 | 
    return pmd; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
/* 
 | 
 * We want to put the pgtable in pmd and use pgtable for tracking 
 | 
 * the base page size hptes 
 | 
 */ 
 | 
void hash__pgtable_trans_huge_deposit(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmdp, 
 | 
                  pgtable_t pgtable) 
 | 
{ 
 | 
    pgtable_t *pgtable_slot; 
 | 
  
 | 
    assert_spin_locked(pmd_lockptr(mm, pmdp)); 
 | 
    /* 
 | 
     * we store the pgtable in the second half of PMD 
 | 
     */ 
 | 
    pgtable_slot = (pgtable_t *)pmdp + PTRS_PER_PMD; 
 | 
    *pgtable_slot = pgtable; 
 | 
    /* 
 | 
     * expose the deposited pgtable to other cpus. 
 | 
     * before we set the hugepage PTE at pmd level 
 | 
     * hash fault code looks at the deposted pgtable 
 | 
     * to store hash index values. 
 | 
     */ 
 | 
    smp_wmb(); 
 | 
} 
 | 
  
 | 
pgtable_t hash__pgtable_trans_huge_withdraw(struct mm_struct *mm, pmd_t *pmdp) 
 | 
{ 
 | 
    pgtable_t pgtable; 
 | 
    pgtable_t *pgtable_slot; 
 | 
  
 | 
    assert_spin_locked(pmd_lockptr(mm, pmdp)); 
 | 
  
 | 
    pgtable_slot = (pgtable_t *)pmdp + PTRS_PER_PMD; 
 | 
    pgtable = *pgtable_slot; 
 | 
    /* 
 | 
     * Once we withdraw, mark the entry NULL. 
 | 
     */ 
 | 
    *pgtable_slot = NULL; 
 | 
    /* 
 | 
     * We store HPTE information in the deposited PTE fragment. 
 | 
     * zero out the content on withdraw. 
 | 
     */ 
 | 
    memset(pgtable, 0, PTE_FRAG_SIZE); 
 | 
    return pgtable; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
/* 
 | 
 * A linux hugepage PMD was changed and the corresponding hash table entries 
 | 
 * neesd to be flushed. 
 | 
 */ 
 | 
void hpte_do_hugepage_flush(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, 
 | 
                pmd_t *pmdp, unsigned long old_pmd) 
 | 
{ 
 | 
    int ssize; 
 | 
    unsigned int psize; 
 | 
    unsigned long vsid; 
 | 
    unsigned long flags = 0; 
 | 
  
 | 
    /* get the base page size,vsid and segment size */ 
 | 
#ifdef CONFIG_DEBUG_VM 
 | 
    psize = get_slice_psize(mm, addr); 
 | 
    BUG_ON(psize == MMU_PAGE_16M); 
 | 
#endif 
 | 
    if (old_pmd & H_PAGE_COMBO) 
 | 
        psize = MMU_PAGE_4K; 
 | 
    else 
 | 
        psize = MMU_PAGE_64K; 
 | 
  
 | 
    if (!is_kernel_addr(addr)) { 
 | 
        ssize = user_segment_size(addr); 
 | 
        vsid = get_user_vsid(&mm->context, addr, ssize); 
 | 
        WARN_ON(vsid == 0); 
 | 
    } else { 
 | 
        vsid = get_kernel_vsid(addr, mmu_kernel_ssize); 
 | 
        ssize = mmu_kernel_ssize; 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    if (mm_is_thread_local(mm)) 
 | 
        flags |= HPTE_LOCAL_UPDATE; 
 | 
  
 | 
    return flush_hash_hugepage(vsid, addr, pmdp, psize, ssize, flags); 
 | 
} 
 | 
  
 | 
pmd_t hash__pmdp_huge_get_and_clear(struct mm_struct *mm, 
 | 
                unsigned long addr, pmd_t *pmdp) 
 | 
{ 
 | 
    pmd_t old_pmd; 
 | 
    pgtable_t pgtable; 
 | 
    unsigned long old; 
 | 
    pgtable_t *pgtable_slot; 
 | 
  
 | 
    old = pmd_hugepage_update(mm, addr, pmdp, ~0UL, 0); 
 | 
    old_pmd = __pmd(old); 
 | 
    /* 
 | 
     * We have pmd == none and we are holding page_table_lock. 
 | 
     * So we can safely go and clear the pgtable hash 
 | 
     * index info. 
 | 
     */ 
 | 
    pgtable_slot = (pgtable_t *)pmdp + PTRS_PER_PMD; 
 | 
    pgtable = *pgtable_slot; 
 | 
    /* 
 | 
     * Let's zero out old valid and hash index details 
 | 
     * hash fault look at them. 
 | 
     */ 
 | 
    memset(pgtable, 0, PTE_FRAG_SIZE); 
 | 
    return old_pmd; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
int hash__has_transparent_hugepage(void) 
 | 
{ 
 | 
  
 | 
    if (!mmu_has_feature(MMU_FTR_16M_PAGE)) 
 | 
        return 0; 
 | 
    /* 
 | 
     * We support THP only if PMD_SIZE is 16MB. 
 | 
     */ 
 | 
    if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_16M].shift != PMD_SHIFT) 
 | 
        return 0; 
 | 
    /* 
 | 
     * We need to make sure that we support 16MB hugepage in a segement 
 | 
     * with base page size 64K or 4K. We only enable THP with a PAGE_SIZE 
 | 
     * of 64K. 
 | 
     */ 
 | 
    /* 
 | 
     * If we have 64K HPTE, we will be using that by default 
 | 
     */ 
 | 
    if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_64K].shift && 
 | 
        (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_64K].penc[MMU_PAGE_16M] == -1)) 
 | 
        return 0; 
 | 
    /* 
 | 
     * Ok we only have 4K HPTE 
 | 
     */ 
 | 
    if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_4K].penc[MMU_PAGE_16M] == -1) 
 | 
        return 0; 
 | 
  
 | 
    return 1; 
 | 
} 
 | 
EXPORT_SYMBOL_GPL(hash__has_transparent_hugepage); 
 | 
  
 | 
#endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */ 
 | 
  
 | 
#ifdef CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX 
 | 
static bool hash__change_memory_range(unsigned long start, unsigned long end, 
 | 
                      unsigned long newpp) 
 | 
{ 
 | 
    unsigned long idx; 
 | 
    unsigned int step, shift; 
 | 
  
 | 
    shift = mmu_psize_defs[mmu_linear_psize].shift; 
 | 
    step = 1 << shift; 
 | 
  
 | 
    start = ALIGN_DOWN(start, step); 
 | 
    end = ALIGN(end, step); // aligns up 
 | 
  
 | 
    if (start >= end) 
 | 
        return false; 
 | 
  
 | 
    pr_debug("Changing page protection on range 0x%lx-0x%lx, to 0x%lx, step 0x%x\n", 
 | 
         start, end, newpp, step); 
 | 
  
 | 
    for (idx = start; idx < end; idx += step) 
 | 
        /* Not sure if we can do much with the return value */ 
 | 
        mmu_hash_ops.hpte_updateboltedpp(newpp, idx, mmu_linear_psize, 
 | 
                            mmu_kernel_ssize); 
 | 
  
 | 
    return true; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
void hash__mark_rodata_ro(void) 
 | 
{ 
 | 
    unsigned long start, end; 
 | 
  
 | 
    start = (unsigned long)_stext; 
 | 
    end = (unsigned long)__init_begin; 
 | 
  
 | 
    WARN_ON(!hash__change_memory_range(start, end, PP_RXXX)); 
 | 
} 
 | 
  
 | 
void hash__mark_initmem_nx(void) 
 | 
{ 
 | 
    unsigned long start, end, pp; 
 | 
  
 | 
    start = (unsigned long)__init_begin; 
 | 
    end = (unsigned long)__init_end; 
 | 
  
 | 
    pp = htab_convert_pte_flags(pgprot_val(PAGE_KERNEL)); 
 | 
  
 | 
    WARN_ON(!hash__change_memory_range(start, end, pp)); 
 | 
} 
 | 
#endif 
 |