// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later 
 | 
/* 
 | 
 * Copyright 2015-2016, Aneesh Kumar K.V, IBM Corporation. 
 | 
 */ 
 | 
  
 | 
#include <linux/sched.h> 
 | 
#include <linux/mm_types.h> 
 | 
#include <linux/memblock.h> 
 | 
#include <misc/cxl-base.h> 
 | 
  
 | 
#include <asm/debugfs.h> 
 | 
#include <asm/pgalloc.h> 
 | 
#include <asm/tlb.h> 
 | 
#include <asm/trace.h> 
 | 
#include <asm/powernv.h> 
 | 
#include <asm/firmware.h> 
 | 
#include <asm/ultravisor.h> 
 | 
#include <asm/kexec.h> 
 | 
  
 | 
#include <mm/mmu_decl.h> 
 | 
#include <trace/events/thp.h> 
 | 
  
 | 
unsigned long __pmd_frag_nr; 
 | 
EXPORT_SYMBOL(__pmd_frag_nr); 
 | 
unsigned long __pmd_frag_size_shift; 
 | 
EXPORT_SYMBOL(__pmd_frag_size_shift); 
 | 
  
 | 
#ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE 
 | 
/* 
 | 
 * This is called when relaxing access to a hugepage. It's also called in the page 
 | 
 * fault path when we don't hit any of the major fault cases, ie, a minor 
 | 
 * update of _PAGE_ACCESSED, _PAGE_DIRTY, etc... The generic code will have 
 | 
 * handled those two for us, we additionally deal with missing execute 
 | 
 * permission here on some processors 
 | 
 */ 
 | 
int pmdp_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, 
 | 
              pmd_t *pmdp, pmd_t entry, int dirty) 
 | 
{ 
 | 
    int changed; 
 | 
#ifdef CONFIG_DEBUG_VM 
 | 
    WARN_ON(!pmd_trans_huge(*pmdp) && !pmd_devmap(*pmdp)); 
 | 
    assert_spin_locked(pmd_lockptr(vma->vm_mm, pmdp)); 
 | 
#endif 
 | 
    changed = !pmd_same(*(pmdp), entry); 
 | 
    if (changed) { 
 | 
        /* 
 | 
         * We can use MMU_PAGE_2M here, because only radix 
 | 
         * path look at the psize. 
 | 
         */ 
 | 
        __ptep_set_access_flags(vma, pmdp_ptep(pmdp), 
 | 
                    pmd_pte(entry), address, MMU_PAGE_2M); 
 | 
    } 
 | 
    return changed; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
int pmdp_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma, 
 | 
                  unsigned long address, pmd_t *pmdp) 
 | 
{ 
 | 
    return __pmdp_test_and_clear_young(vma->vm_mm, address, pmdp); 
 | 
} 
 | 
/* 
 | 
 * set a new huge pmd. We should not be called for updating 
 | 
 * an existing pmd entry. That should go via pmd_hugepage_update. 
 | 
 */ 
 | 
void set_pmd_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, 
 | 
        pmd_t *pmdp, pmd_t pmd) 
 | 
{ 
 | 
#ifdef CONFIG_DEBUG_VM 
 | 
    /* 
 | 
     * Make sure hardware valid bit is not set. We don't do 
 | 
     * tlb flush for this update. 
 | 
     */ 
 | 
  
 | 
    WARN_ON(pte_hw_valid(pmd_pte(*pmdp)) && !pte_protnone(pmd_pte(*pmdp))); 
 | 
    assert_spin_locked(pmd_lockptr(mm, pmdp)); 
 | 
    WARN_ON(!(pmd_large(pmd))); 
 | 
#endif 
 | 
    trace_hugepage_set_pmd(addr, pmd_val(pmd)); 
 | 
    return set_pte_at(mm, addr, pmdp_ptep(pmdp), pmd_pte(pmd)); 
 | 
} 
 | 
  
 | 
static void do_nothing(void *unused) 
 | 
{ 
 | 
  
 | 
} 
 | 
/* 
 | 
 * Serialize against find_current_mm_pte which does lock-less 
 | 
 * lookup in page tables with local interrupts disabled. For huge pages 
 | 
 * it casts pmd_t to pte_t. Since format of pte_t is different from 
 | 
 * pmd_t we want to prevent transit from pmd pointing to page table 
 | 
 * to pmd pointing to huge page (and back) while interrupts are disabled. 
 | 
 * We clear pmd to possibly replace it with page table pointer in 
 | 
 * different code paths. So make sure we wait for the parallel 
 | 
 * find_current_mm_pte to finish. 
 | 
 */ 
 | 
void serialize_against_pte_lookup(struct mm_struct *mm) 
 | 
{ 
 | 
    smp_mb(); 
 | 
    smp_call_function_many(mm_cpumask(mm), do_nothing, NULL, 1); 
 | 
} 
 | 
  
 | 
/* 
 | 
 * We use this to invalidate a pmdp entry before switching from a 
 | 
 * hugepte to regular pmd entry. 
 | 
 */ 
 | 
pmd_t pmdp_invalidate(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address, 
 | 
             pmd_t *pmdp) 
 | 
{ 
 | 
    unsigned long old_pmd; 
 | 
  
 | 
    old_pmd = pmd_hugepage_update(vma->vm_mm, address, pmdp, _PAGE_PRESENT, _PAGE_INVALID); 
 | 
    flush_pmd_tlb_range(vma, address, address + HPAGE_PMD_SIZE); 
 | 
    return __pmd(old_pmd); 
 | 
} 
 | 
  
 | 
pmd_t pmdp_huge_get_and_clear_full(struct vm_area_struct *vma, 
 | 
                   unsigned long addr, pmd_t *pmdp, int full) 
 | 
{ 
 | 
    pmd_t pmd; 
 | 
    VM_BUG_ON(addr & ~HPAGE_PMD_MASK); 
 | 
    VM_BUG_ON((pmd_present(*pmdp) && !pmd_trans_huge(*pmdp) && 
 | 
           !pmd_devmap(*pmdp)) || !pmd_present(*pmdp)); 
 | 
    pmd = pmdp_huge_get_and_clear(vma->vm_mm, addr, pmdp); 
 | 
    /* 
 | 
     * if it not a fullmm flush, then we can possibly end up converting 
 | 
     * this PMD pte entry to a regular level 0 PTE by a parallel page fault. 
 | 
     * Make sure we flush the tlb in this case. 
 | 
     */ 
 | 
    if (!full) 
 | 
        flush_pmd_tlb_range(vma, addr, addr + HPAGE_PMD_SIZE); 
 | 
    return pmd; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
static pmd_t pmd_set_protbits(pmd_t pmd, pgprot_t pgprot) 
 | 
{ 
 | 
    return __pmd(pmd_val(pmd) | pgprot_val(pgprot)); 
 | 
} 
 | 
  
 | 
pmd_t pfn_pmd(unsigned long pfn, pgprot_t pgprot) 
 | 
{ 
 | 
    unsigned long pmdv; 
 | 
  
 | 
    pmdv = (pfn << PAGE_SHIFT) & PTE_RPN_MASK; 
 | 
    return pmd_set_protbits(__pmd(pmdv), pgprot); 
 | 
} 
 | 
  
 | 
pmd_t mk_pmd(struct page *page, pgprot_t pgprot) 
 | 
{ 
 | 
    return pfn_pmd(page_to_pfn(page), pgprot); 
 | 
} 
 | 
  
 | 
pmd_t pmd_modify(pmd_t pmd, pgprot_t newprot) 
 | 
{ 
 | 
    unsigned long pmdv; 
 | 
  
 | 
    pmdv = pmd_val(pmd); 
 | 
    pmdv &= _HPAGE_CHG_MASK; 
 | 
    return pmd_set_protbits(__pmd(pmdv), newprot); 
 | 
} 
 | 
#endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */ 
 | 
  
 | 
/* For use by kexec */ 
 | 
void mmu_cleanup_all(void) 
 | 
{ 
 | 
    if (radix_enabled()) 
 | 
        radix__mmu_cleanup_all(); 
 | 
    else if (mmu_hash_ops.hpte_clear_all) 
 | 
        mmu_hash_ops.hpte_clear_all(); 
 | 
  
 | 
    reset_sprs(); 
 | 
} 
 | 
  
 | 
#ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG 
 | 
int __meminit create_section_mapping(unsigned long start, unsigned long end, 
 | 
                     int nid, pgprot_t prot) 
 | 
{ 
 | 
    if (radix_enabled()) 
 | 
        return radix__create_section_mapping(start, end, nid, prot); 
 | 
  
 | 
    return hash__create_section_mapping(start, end, nid, prot); 
 | 
} 
 | 
  
 | 
int __meminit remove_section_mapping(unsigned long start, unsigned long end) 
 | 
{ 
 | 
    if (radix_enabled()) 
 | 
        return radix__remove_section_mapping(start, end); 
 | 
  
 | 
    return hash__remove_section_mapping(start, end); 
 | 
} 
 | 
#endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */ 
 | 
  
 | 
void __init mmu_partition_table_init(void) 
 | 
{ 
 | 
    unsigned long patb_size = 1UL << PATB_SIZE_SHIFT; 
 | 
    unsigned long ptcr; 
 | 
  
 | 
    BUILD_BUG_ON_MSG((PATB_SIZE_SHIFT > 36), "Partition table size too large."); 
 | 
    /* Initialize the Partition Table with no entries */ 
 | 
    partition_tb = memblock_alloc(patb_size, patb_size); 
 | 
    if (!partition_tb) 
 | 
        panic("%s: Failed to allocate %lu bytes align=0x%lx\n", 
 | 
              __func__, patb_size, patb_size); 
 | 
  
 | 
    /* 
 | 
     * update partition table control register, 
 | 
     * 64 K size. 
 | 
     */ 
 | 
    ptcr = __pa(partition_tb) | (PATB_SIZE_SHIFT - 12); 
 | 
    set_ptcr_when_no_uv(ptcr); 
 | 
    powernv_set_nmmu_ptcr(ptcr); 
 | 
} 
 | 
  
 | 
static void flush_partition(unsigned int lpid, bool radix) 
 | 
{ 
 | 
    if (radix) { 
 | 
        radix__flush_all_lpid(lpid); 
 | 
        radix__flush_all_lpid_guest(lpid); 
 | 
    } else { 
 | 
        asm volatile("ptesync" : : : "memory"); 
 | 
        asm volatile(PPC_TLBIE_5(%0,%1,2,0,0) : : 
 | 
                 "r" (TLBIEL_INVAL_SET_LPID), "r" (lpid)); 
 | 
        /* do we need fixup here ?*/ 
 | 
        asm volatile("eieio; tlbsync; ptesync" : : : "memory"); 
 | 
        trace_tlbie(lpid, 0, TLBIEL_INVAL_SET_LPID, lpid, 2, 0, 0); 
 | 
    } 
 | 
} 
 | 
  
 | 
void mmu_partition_table_set_entry(unsigned int lpid, unsigned long dw0, 
 | 
                  unsigned long dw1, bool flush) 
 | 
{ 
 | 
    unsigned long old = be64_to_cpu(partition_tb[lpid].patb0); 
 | 
  
 | 
    /* 
 | 
     * When ultravisor is enabled, the partition table is stored in secure 
 | 
     * memory and can only be accessed doing an ultravisor call. However, we 
 | 
     * maintain a copy of the partition table in normal memory to allow Nest 
 | 
     * MMU translations to occur (for normal VMs). 
 | 
     * 
 | 
     * Therefore, here we always update partition_tb, regardless of whether 
 | 
     * we are running under an ultravisor or not. 
 | 
     */ 
 | 
    partition_tb[lpid].patb0 = cpu_to_be64(dw0); 
 | 
    partition_tb[lpid].patb1 = cpu_to_be64(dw1); 
 | 
  
 | 
    /* 
 | 
     * If ultravisor is enabled, we do an ultravisor call to register the 
 | 
     * partition table entry (PATE), which also do a global flush of TLBs 
 | 
     * and partition table caches for the lpid. Otherwise, just do the 
 | 
     * flush. The type of flush (hash or radix) depends on what the previous 
 | 
     * use of the partition ID was, not the new use. 
 | 
     */ 
 | 
    if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_ULTRAVISOR)) { 
 | 
        uv_register_pate(lpid, dw0, dw1); 
 | 
        pr_info("PATE registered by ultravisor: dw0 = 0x%lx, dw1 = 0x%lx\n", 
 | 
            dw0, dw1); 
 | 
    } else if (flush) { 
 | 
        /* 
 | 
         * Boot does not need to flush, because MMU is off and each 
 | 
         * CPU does a tlbiel_all() before switching them on, which 
 | 
         * flushes everything. 
 | 
         */ 
 | 
        flush_partition(lpid, (old & PATB_HR)); 
 | 
    } 
 | 
} 
 | 
EXPORT_SYMBOL_GPL(mmu_partition_table_set_entry); 
 | 
  
 | 
static pmd_t *get_pmd_from_cache(struct mm_struct *mm) 
 | 
{ 
 | 
    void *pmd_frag, *ret; 
 | 
  
 | 
    if (PMD_FRAG_NR == 1) 
 | 
        return NULL; 
 | 
  
 | 
    spin_lock(&mm->page_table_lock); 
 | 
    ret = mm->context.pmd_frag; 
 | 
    if (ret) { 
 | 
        pmd_frag = ret + PMD_FRAG_SIZE; 
 | 
        /* 
 | 
         * If we have taken up all the fragments mark PTE page NULL 
 | 
         */ 
 | 
        if (((unsigned long)pmd_frag & ~PAGE_MASK) == 0) 
 | 
            pmd_frag = NULL; 
 | 
        mm->context.pmd_frag = pmd_frag; 
 | 
    } 
 | 
    spin_unlock(&mm->page_table_lock); 
 | 
    return (pmd_t *)ret; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
static pmd_t *__alloc_for_pmdcache(struct mm_struct *mm) 
 | 
{ 
 | 
    void *ret = NULL; 
 | 
    struct page *page; 
 | 
    gfp_t gfp = GFP_KERNEL_ACCOUNT | __GFP_ZERO; 
 | 
  
 | 
    if (mm == &init_mm) 
 | 
        gfp &= ~__GFP_ACCOUNT; 
 | 
    page = alloc_page(gfp); 
 | 
    if (!page) 
 | 
        return NULL; 
 | 
    if (!pgtable_pmd_page_ctor(page)) { 
 | 
        __free_pages(page, 0); 
 | 
        return NULL; 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    atomic_set(&page->pt_frag_refcount, 1); 
 | 
  
 | 
    ret = page_address(page); 
 | 
    /* 
 | 
     * if we support only one fragment just return the 
 | 
     * allocated page. 
 | 
     */ 
 | 
    if (PMD_FRAG_NR == 1) 
 | 
        return ret; 
 | 
  
 | 
    spin_lock(&mm->page_table_lock); 
 | 
    /* 
 | 
     * If we find pgtable_page set, we return 
 | 
     * the allocated page with single fragement 
 | 
     * count. 
 | 
     */ 
 | 
    if (likely(!mm->context.pmd_frag)) { 
 | 
        atomic_set(&page->pt_frag_refcount, PMD_FRAG_NR); 
 | 
        mm->context.pmd_frag = ret + PMD_FRAG_SIZE; 
 | 
    } 
 | 
    spin_unlock(&mm->page_table_lock); 
 | 
  
 | 
    return (pmd_t *)ret; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
pmd_t *pmd_fragment_alloc(struct mm_struct *mm, unsigned long vmaddr) 
 | 
{ 
 | 
    pmd_t *pmd; 
 | 
  
 | 
    pmd = get_pmd_from_cache(mm); 
 | 
    if (pmd) 
 | 
        return pmd; 
 | 
  
 | 
    return __alloc_for_pmdcache(mm); 
 | 
} 
 | 
  
 | 
void pmd_fragment_free(unsigned long *pmd) 
 | 
{ 
 | 
    struct page *page = virt_to_page(pmd); 
 | 
  
 | 
    if (PageReserved(page)) 
 | 
        return free_reserved_page(page); 
 | 
  
 | 
    BUG_ON(atomic_read(&page->pt_frag_refcount) <= 0); 
 | 
    if (atomic_dec_and_test(&page->pt_frag_refcount)) { 
 | 
        pgtable_pmd_page_dtor(page); 
 | 
        __free_page(page); 
 | 
    } 
 | 
} 
 | 
  
 | 
static inline void pgtable_free(void *table, int index) 
 | 
{ 
 | 
    switch (index) { 
 | 
    case PTE_INDEX: 
 | 
        pte_fragment_free(table, 0); 
 | 
        break; 
 | 
    case PMD_INDEX: 
 | 
        pmd_fragment_free(table); 
 | 
        break; 
 | 
    case PUD_INDEX: 
 | 
        __pud_free(table); 
 | 
        break; 
 | 
#if defined(CONFIG_PPC_4K_PAGES) && defined(CONFIG_HUGETLB_PAGE) 
 | 
        /* 16M hugepd directory at pud level */ 
 | 
    case HTLB_16M_INDEX: 
 | 
        BUILD_BUG_ON(H_16M_CACHE_INDEX <= 0); 
 | 
        kmem_cache_free(PGT_CACHE(H_16M_CACHE_INDEX), table); 
 | 
        break; 
 | 
        /* 16G hugepd directory at the pgd level */ 
 | 
    case HTLB_16G_INDEX: 
 | 
        BUILD_BUG_ON(H_16G_CACHE_INDEX <= 0); 
 | 
        kmem_cache_free(PGT_CACHE(H_16G_CACHE_INDEX), table); 
 | 
        break; 
 | 
#endif 
 | 
        /* We don't free pgd table via RCU callback */ 
 | 
    default: 
 | 
        BUG(); 
 | 
    } 
 | 
} 
 | 
  
 | 
void pgtable_free_tlb(struct mmu_gather *tlb, void *table, int index) 
 | 
{ 
 | 
    unsigned long pgf = (unsigned long)table; 
 | 
  
 | 
    BUG_ON(index > MAX_PGTABLE_INDEX_SIZE); 
 | 
    pgf |= index; 
 | 
    tlb_remove_table(tlb, (void *)pgf); 
 | 
} 
 | 
  
 | 
void __tlb_remove_table(void *_table) 
 | 
{ 
 | 
    void *table = (void *)((unsigned long)_table & ~MAX_PGTABLE_INDEX_SIZE); 
 | 
    unsigned int index = (unsigned long)_table & MAX_PGTABLE_INDEX_SIZE; 
 | 
  
 | 
    return pgtable_free(table, index); 
 | 
} 
 | 
  
 | 
#ifdef CONFIG_PROC_FS 
 | 
atomic_long_t direct_pages_count[MMU_PAGE_COUNT]; 
 | 
  
 | 
void arch_report_meminfo(struct seq_file *m) 
 | 
{ 
 | 
    /* 
 | 
     * Hash maps the memory with one size mmu_linear_psize. 
 | 
     * So don't bother to print these on hash 
 | 
     */ 
 | 
    if (!radix_enabled()) 
 | 
        return; 
 | 
    seq_printf(m, "DirectMap4k:    %8lu kB\n", 
 | 
           atomic_long_read(&direct_pages_count[MMU_PAGE_4K]) << 2); 
 | 
    seq_printf(m, "DirectMap64k:    %8lu kB\n", 
 | 
           atomic_long_read(&direct_pages_count[MMU_PAGE_64K]) << 6); 
 | 
    seq_printf(m, "DirectMap2M:    %8lu kB\n", 
 | 
           atomic_long_read(&direct_pages_count[MMU_PAGE_2M]) << 11); 
 | 
    seq_printf(m, "DirectMap1G:    %8lu kB\n", 
 | 
           atomic_long_read(&direct_pages_count[MMU_PAGE_1G]) << 20); 
 | 
} 
 | 
#endif /* CONFIG_PROC_FS */ 
 | 
  
 | 
pte_t ptep_modify_prot_start(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, 
 | 
                 pte_t *ptep) 
 | 
{ 
 | 
    unsigned long pte_val; 
 | 
  
 | 
    /* 
 | 
     * Clear the _PAGE_PRESENT so that no hardware parallel update is 
 | 
     * possible. Also keep the pte_present true so that we don't take 
 | 
     * wrong fault. 
 | 
     */ 
 | 
    pte_val = pte_update(vma->vm_mm, addr, ptep, _PAGE_PRESENT, _PAGE_INVALID, 0); 
 | 
  
 | 
    return __pte(pte_val); 
 | 
  
 | 
} 
 | 
  
 | 
void ptep_modify_prot_commit(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr, 
 | 
                 pte_t *ptep, pte_t old_pte, pte_t pte) 
 | 
{ 
 | 
    if (radix_enabled()) 
 | 
        return radix__ptep_modify_prot_commit(vma, addr, 
 | 
                              ptep, old_pte, pte); 
 | 
    set_pte_at(vma->vm_mm, addr, ptep, pte); 
 | 
} 
 | 
  
 | 
/* 
 | 
 * For hash translation mode, we use the deposited table to store hash slot 
 | 
 * information and they are stored at PTRS_PER_PMD offset from related pmd 
 | 
 * location. Hence a pmd move requires deposit and withdraw. 
 | 
 * 
 | 
 * For radix translation with split pmd ptl, we store the deposited table in the 
 | 
 * pmd page. Hence if we have different pmd page we need to withdraw during pmd 
 | 
 * move. 
 | 
 * 
 | 
 * With hash we use deposited table always irrespective of anon or not. 
 | 
 * With radix we use deposited table only for anonymous mapping. 
 | 
 */ 
 | 
int pmd_move_must_withdraw(struct spinlock *new_pmd_ptl, 
 | 
               struct spinlock *old_pmd_ptl, 
 | 
               struct vm_area_struct *vma) 
 | 
{ 
 | 
    if (radix_enabled()) 
 | 
        return (new_pmd_ptl != old_pmd_ptl) && vma_is_anonymous(vma); 
 | 
  
 | 
    return true; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
/* 
 | 
 * Does the CPU support tlbie? 
 | 
 */ 
 | 
bool tlbie_capable __read_mostly = true; 
 | 
EXPORT_SYMBOL(tlbie_capable); 
 | 
  
 | 
/* 
 | 
 * Should tlbie be used for management of CPU TLBs, for kernel and process 
 | 
 * address spaces? tlbie may still be used for nMMU accelerators, and for KVM 
 | 
 * guest address spaces. 
 | 
 */ 
 | 
bool tlbie_enabled __read_mostly = true; 
 | 
  
 | 
static int __init setup_disable_tlbie(char *str) 
 | 
{ 
 | 
    if (!radix_enabled()) { 
 | 
        pr_err("disable_tlbie: Unable to disable TLBIE with Hash MMU.\n"); 
 | 
        return 1; 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    tlbie_capable = false; 
 | 
    tlbie_enabled = false; 
 | 
  
 | 
        return 1; 
 | 
} 
 | 
__setup("disable_tlbie", setup_disable_tlbie); 
 | 
  
 | 
static int __init pgtable_debugfs_setup(void) 
 | 
{ 
 | 
    if (!tlbie_capable) 
 | 
        return 0; 
 | 
  
 | 
    /* 
 | 
     * There is no locking vs tlb flushing when changing this value. 
 | 
     * The tlb flushers will see one value or another, and use either 
 | 
     * tlbie or tlbiel with IPIs. In both cases the TLBs will be 
 | 
     * invalidated as expected. 
 | 
     */ 
 | 
    debugfs_create_bool("tlbie_enabled", 0600, 
 | 
            powerpc_debugfs_root, 
 | 
            &tlbie_enabled); 
 | 
  
 | 
    return 0; 
 | 
} 
 | 
arch_initcall(pgtable_debugfs_setup); 
 |