// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later 
 | 
/* 
 | 
 *  MMU context allocation for 64-bit kernels. 
 | 
 * 
 | 
 *  Copyright (C) 2004 Anton Blanchard, IBM Corp. <anton@samba.org> 
 | 
 */ 
 | 
  
 | 
#include <linux/sched.h> 
 | 
#include <linux/kernel.h> 
 | 
#include <linux/errno.h> 
 | 
#include <linux/string.h> 
 | 
#include <linux/types.h> 
 | 
#include <linux/mm.h> 
 | 
#include <linux/pkeys.h> 
 | 
#include <linux/spinlock.h> 
 | 
#include <linux/idr.h> 
 | 
#include <linux/export.h> 
 | 
#include <linux/gfp.h> 
 | 
#include <linux/slab.h> 
 | 
#include <linux/cpu.h> 
 | 
  
 | 
#include <asm/mmu_context.h> 
 | 
#include <asm/pgalloc.h> 
 | 
  
 | 
#include "internal.h" 
 | 
  
 | 
static DEFINE_IDA(mmu_context_ida); 
 | 
  
 | 
static int alloc_context_id(int min_id, int max_id) 
 | 
{ 
 | 
    return ida_alloc_range(&mmu_context_ida, min_id, max_id, GFP_KERNEL); 
 | 
} 
 | 
  
 | 
void hash__reserve_context_id(int id) 
 | 
{ 
 | 
    int result = ida_alloc_range(&mmu_context_ida, id, id, GFP_KERNEL); 
 | 
  
 | 
    WARN(result != id, "mmu: Failed to reserve context id %d (rc %d)\n", id, result); 
 | 
} 
 | 
  
 | 
int hash__alloc_context_id(void) 
 | 
{ 
 | 
    unsigned long max; 
 | 
  
 | 
    if (mmu_has_feature(MMU_FTR_68_BIT_VA)) 
 | 
        max = MAX_USER_CONTEXT; 
 | 
    else 
 | 
        max = MAX_USER_CONTEXT_65BIT_VA; 
 | 
  
 | 
    return alloc_context_id(MIN_USER_CONTEXT, max); 
 | 
} 
 | 
EXPORT_SYMBOL_GPL(hash__alloc_context_id); 
 | 
  
 | 
static int realloc_context_ids(mm_context_t *ctx) 
 | 
{ 
 | 
    int i, id; 
 | 
  
 | 
    /* 
 | 
     * id 0 (aka. ctx->id) is special, we always allocate a new one, even if 
 | 
     * there wasn't one allocated previously (which happens in the exec 
 | 
     * case where ctx is newly allocated). 
 | 
     * 
 | 
     * We have to be a bit careful here. We must keep the existing ids in 
 | 
     * the array, so that we can test if they're non-zero to decide if we 
 | 
     * need to allocate a new one. However in case of error we must free the 
 | 
     * ids we've allocated but *not* any of the existing ones (or risk a 
 | 
     * UAF). That's why we decrement i at the start of the error handling 
 | 
     * loop, to skip the id that we just tested but couldn't reallocate. 
 | 
     */ 
 | 
    for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(ctx->extended_id); i++) { 
 | 
        if (i == 0 || ctx->extended_id[i]) { 
 | 
            id = hash__alloc_context_id(); 
 | 
            if (id < 0) 
 | 
                goto error; 
 | 
  
 | 
            ctx->extended_id[i] = id; 
 | 
        } 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    /* The caller expects us to return id */ 
 | 
    return ctx->id; 
 | 
  
 | 
error: 
 | 
    for (i--; i >= 0; i--) { 
 | 
        if (ctx->extended_id[i]) 
 | 
            ida_free(&mmu_context_ida, ctx->extended_id[i]); 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    return id; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
static int hash__init_new_context(struct mm_struct *mm) 
 | 
{ 
 | 
    int index; 
 | 
  
 | 
    mm->context.hash_context = kmalloc(sizeof(struct hash_mm_context), 
 | 
                       GFP_KERNEL); 
 | 
    if (!mm->context.hash_context) 
 | 
        return -ENOMEM; 
 | 
  
 | 
    /* 
 | 
     * The old code would re-promote on fork, we don't do that when using 
 | 
     * slices as it could cause problem promoting slices that have been 
 | 
     * forced down to 4K. 
 | 
     * 
 | 
     * For book3s we have MMU_NO_CONTEXT set to be ~0. Hence check 
 | 
     * explicitly against context.id == 0. This ensures that we properly 
 | 
     * initialize context slice details for newly allocated mm's (which will 
 | 
     * have id == 0) and don't alter context slice inherited via fork (which 
 | 
     * will have id != 0). 
 | 
     * 
 | 
     * We should not be calling init_new_context() on init_mm. Hence a 
 | 
     * check against 0 is OK. 
 | 
     */ 
 | 
    if (mm->context.id == 0) { 
 | 
        memset(mm->context.hash_context, 0, sizeof(struct hash_mm_context)); 
 | 
        slice_init_new_context_exec(mm); 
 | 
    } else { 
 | 
        /* This is fork. Copy hash_context details from current->mm */ 
 | 
        memcpy(mm->context.hash_context, current->mm->context.hash_context, sizeof(struct hash_mm_context)); 
 | 
#ifdef CONFIG_PPC_SUBPAGE_PROT 
 | 
        /* inherit subpage prot detalis if we have one. */ 
 | 
        if (current->mm->context.hash_context->spt) { 
 | 
            mm->context.hash_context->spt = kmalloc(sizeof(struct subpage_prot_table), 
 | 
                                GFP_KERNEL); 
 | 
            if (!mm->context.hash_context->spt) { 
 | 
                kfree(mm->context.hash_context); 
 | 
                return -ENOMEM; 
 | 
            } 
 | 
        } 
 | 
#endif 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    index = realloc_context_ids(&mm->context); 
 | 
    if (index < 0) { 
 | 
#ifdef CONFIG_PPC_SUBPAGE_PROT 
 | 
        kfree(mm->context.hash_context->spt); 
 | 
#endif 
 | 
        kfree(mm->context.hash_context); 
 | 
        return index; 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    pkey_mm_init(mm); 
 | 
    return index; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
void hash__setup_new_exec(void) 
 | 
{ 
 | 
    slice_setup_new_exec(); 
 | 
  
 | 
    slb_setup_new_exec(); 
 | 
} 
 | 
  
 | 
static int radix__init_new_context(struct mm_struct *mm) 
 | 
{ 
 | 
    unsigned long rts_field; 
 | 
    int index, max_id; 
 | 
  
 | 
    max_id = (1 << mmu_pid_bits) - 1; 
 | 
    index = alloc_context_id(mmu_base_pid, max_id); 
 | 
    if (index < 0) 
 | 
        return index; 
 | 
  
 | 
    /* 
 | 
     * set the process table entry, 
 | 
     */ 
 | 
    rts_field = radix__get_tree_size(); 
 | 
    process_tb[index].prtb0 = cpu_to_be64(rts_field | __pa(mm->pgd) | RADIX_PGD_INDEX_SIZE); 
 | 
  
 | 
    /* 
 | 
     * Order the above store with subsequent update of the PID 
 | 
     * register (at which point HW can start loading/caching 
 | 
     * the entry) and the corresponding load by the MMU from 
 | 
     * the L2 cache. 
 | 
     */ 
 | 
    asm volatile("ptesync;isync" : : : "memory"); 
 | 
  
 | 
    mm->context.hash_context = NULL; 
 | 
  
 | 
    return index; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
int init_new_context(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm) 
 | 
{ 
 | 
    int index; 
 | 
  
 | 
    if (radix_enabled()) 
 | 
        index = radix__init_new_context(mm); 
 | 
    else 
 | 
        index = hash__init_new_context(mm); 
 | 
  
 | 
    if (index < 0) 
 | 
        return index; 
 | 
  
 | 
    mm->context.id = index; 
 | 
  
 | 
    mm->context.pte_frag = NULL; 
 | 
    mm->context.pmd_frag = NULL; 
 | 
#ifdef CONFIG_SPAPR_TCE_IOMMU 
 | 
    mm_iommu_init(mm); 
 | 
#endif 
 | 
    atomic_set(&mm->context.active_cpus, 0); 
 | 
    atomic_set(&mm->context.copros, 0); 
 | 
  
 | 
    return 0; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
void __destroy_context(int context_id) 
 | 
{ 
 | 
    ida_free(&mmu_context_ida, context_id); 
 | 
} 
 | 
EXPORT_SYMBOL_GPL(__destroy_context); 
 | 
  
 | 
static void destroy_contexts(mm_context_t *ctx) 
 | 
{ 
 | 
    int index, context_id; 
 | 
  
 | 
    for (index = 0; index < ARRAY_SIZE(ctx->extended_id); index++) { 
 | 
        context_id = ctx->extended_id[index]; 
 | 
        if (context_id) 
 | 
            ida_free(&mmu_context_ida, context_id); 
 | 
    } 
 | 
    kfree(ctx->hash_context); 
 | 
} 
 | 
  
 | 
static void pmd_frag_destroy(void *pmd_frag) 
 | 
{ 
 | 
    int count; 
 | 
    struct page *page; 
 | 
  
 | 
    page = virt_to_page(pmd_frag); 
 | 
    /* drop all the pending references */ 
 | 
    count = ((unsigned long)pmd_frag & ~PAGE_MASK) >> PMD_FRAG_SIZE_SHIFT; 
 | 
    /* We allow PTE_FRAG_NR fragments from a PTE page */ 
 | 
    if (atomic_sub_and_test(PMD_FRAG_NR - count, &page->pt_frag_refcount)) { 
 | 
        pgtable_pmd_page_dtor(page); 
 | 
        __free_page(page); 
 | 
    } 
 | 
} 
 | 
  
 | 
static void destroy_pagetable_cache(struct mm_struct *mm) 
 | 
{ 
 | 
    void *frag; 
 | 
  
 | 
    frag = mm->context.pte_frag; 
 | 
    if (frag) 
 | 
        pte_frag_destroy(frag); 
 | 
  
 | 
    frag = mm->context.pmd_frag; 
 | 
    if (frag) 
 | 
        pmd_frag_destroy(frag); 
 | 
    return; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
void destroy_context(struct mm_struct *mm) 
 | 
{ 
 | 
#ifdef CONFIG_SPAPR_TCE_IOMMU 
 | 
    WARN_ON_ONCE(!list_empty(&mm->context.iommu_group_mem_list)); 
 | 
#endif 
 | 
    /* 
 | 
     * For tasks which were successfully initialized we end up calling 
 | 
     * arch_exit_mmap() which clears the process table entry. And 
 | 
     * arch_exit_mmap() is called before the required fullmm TLB flush 
 | 
     * which does a RIC=2 flush. Hence for an initialized task, we do clear 
 | 
     * any cached process table entries. 
 | 
     * 
 | 
     * The condition below handles the error case during task init. We have 
 | 
     * set the process table entry early and if we fail a task 
 | 
     * initialization, we need to ensure the process table entry is zeroed. 
 | 
     * We need not worry about process table entry caches because the task 
 | 
     * never ran with the PID value. 
 | 
     */ 
 | 
    if (radix_enabled()) 
 | 
        process_tb[mm->context.id].prtb0 = 0; 
 | 
    else 
 | 
        subpage_prot_free(mm); 
 | 
    destroy_contexts(&mm->context); 
 | 
    mm->context.id = MMU_NO_CONTEXT; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
void arch_exit_mmap(struct mm_struct *mm) 
 | 
{ 
 | 
    destroy_pagetable_cache(mm); 
 | 
  
 | 
    if (radix_enabled()) { 
 | 
        /* 
 | 
         * Radix doesn't have a valid bit in the process table 
 | 
         * entries. However we know that at least P9 implementation 
 | 
         * will avoid caching an entry with an invalid RTS field, 
 | 
         * and 0 is invalid. So this will do. 
 | 
         * 
 | 
         * This runs before the "fullmm" tlb flush in exit_mmap, 
 | 
         * which does a RIC=2 tlbie to clear the process table 
 | 
         * entry. See the "fullmm" comments in tlb-radix.c. 
 | 
         * 
 | 
         * No barrier required here after the store because 
 | 
         * this process will do the invalidate, which starts with 
 | 
         * ptesync. 
 | 
         */ 
 | 
        process_tb[mm->context.id].prtb0 = 0; 
 | 
    } 
 | 
} 
 | 
  
 | 
#ifdef CONFIG_PPC_RADIX_MMU 
 | 
void radix__switch_mmu_context(struct mm_struct *prev, struct mm_struct *next) 
 | 
{ 
 | 
    mtspr(SPRN_PID, next->context.id); 
 | 
    isync(); 
 | 
} 
 | 
#endif 
 | 
  
 | 
/** 
 | 
 * cleanup_cpu_mmu_context - Clean up MMU details for this CPU (newly offlined) 
 | 
 * 
 | 
 * This clears the CPU from mm_cpumask for all processes, and then flushes the 
 | 
 * local TLB to ensure TLB coherency in case the CPU is onlined again. 
 | 
 * 
 | 
 * KVM guest translations are not necessarily flushed here. If KVM started 
 | 
 * using mm_cpumask or the Linux APIs which do, this would have to be resolved. 
 | 
 */ 
 | 
#ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU 
 | 
void cleanup_cpu_mmu_context(void) 
 | 
{ 
 | 
    int cpu = smp_processor_id(); 
 | 
  
 | 
    clear_tasks_mm_cpumask(cpu); 
 | 
    tlbiel_all(); 
 | 
} 
 | 
#endif 
 |