arch/ppc64/mm/hash_utils.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 #include <linux/config.h>
  22 #include <linux/spinlock.h>
  23 #include <linux/errno.h>
  24 #include <linux/sched.h>
  25 #include <linux/proc_fs.h>
  26 #include <linux/stat.h>
  27 #include <linux/sysctl.h>
  28 #include <linux/ctype.h>
  29 #include <linux/cache.h>
  30 #include <linux/init.h>
  31
  32 #include <asm/ppcdebug.h>
  33 #include <asm/processor.h>
  34 #include <asm/pgtable.h>
  35 #include <asm/mmu.h>
  36 #include <asm/mmu_context.h>
  37 #include <asm/page.h>
  38 #include <asm/types.h>
  39 #include <asm/system.h>
  40 #include <asm/uaccess.h>
  41 #include <asm/naca.h>
  42 #include <asm/machdep.h>
  43 #include <asm/lmb.h>
  44 #include <asm/abs_addr.h>
  45 #include <asm/tlbflush.h>
  46 #include <asm/io.h>
  47 #include <asm/eeh.h>
  48 #include <asm/tlb.h>
  49 #include <asm/cacheflush.h>
  50 #include <asm/cputable.h>
  51 #include <asm/abs_addr.h>
  52
  53 /*
  54  * Note:  pte   --> Linux PTE
  55  *        HPTE  --> PowerPC Hashed Page Table Entry
  56  *
  57  * Execution context:
  58  *   htab_initialize is called with the MMU off (of course), but
  59  *   the kernel has been copied down to zero so it can directly
  60  *   reference global data.  At this point it is very difficult
  61  *   to print debug info.
  62  *
  63  */
  64
  65 #ifdef CONFIG_PMAC_DART
  66 extern unsigned long dart_tablebase;
  67 #endif /* CONFIG_PMAC_DART */
  68
  69 HTAB htab_data = {NULL, 0, 0, 0, 0};
  70
  71 extern unsigned long _SDR1;
  72
  73 #define KB (1024)
  74 #define MB (1024*KB)
  75
  76 static inline void loop_forever(void)
  77 {
  78         volatile unsigned long x = 1;
  79         for(;x;x|=1)
  80                 ;
  81 }
  82
  83 #ifdef CONFIG_PPC_PSERIES
  84 static inline void create_pte_mapping(unsigned long start, unsigned long end,
  85                                       unsigned long mode, int large)
  86 {
  87         unsigned long addr;
  88         unsigned int step;
  89
  90         if (large)
  91                 step = 16*MB;
  92         else
  93                 step = 4*KB;
  94
  95         for (addr = start; addr < end; addr += step) {
  96                 unsigned long vpn, hash, hpteg;
  97                 unsigned long vsid = get_kernel_vsid(addr);
  98                 unsigned long va = (vsid << 28) | (addr & 0xfffffff);
  99                 int ret;
 100
 101                 if (large)
 102                         vpn = va >> LARGE_PAGE_SHIFT;
 103                 else
 104                         vpn = va >> PAGE_SHIFT;
 105
 106                 hash = hpt_hash(vpn, large);
 107
 108                 hpteg = ((hash & htab_data.htab_hash_mask)*HPTES_PER_GROUP);
 109
 110                 if (systemcfg->platform == PLATFORM_PSERIES_LPAR)
 111                         ret = pSeries_lpar_hpte_insert(hpteg, va,
 112                                 virt_to_abs(addr) >> PAGE_SHIFT,
 113                                 0, mode, 1, large);
 114                 else
 115                         ret = pSeries_hpte_insert(hpteg, va,
 116                                 virt_to_abs(addr) >> PAGE_SHIFT,
 117                                 0, mode, 1, large);
 118
 119                 if (ret == -1) {
 120                         ppc64_terminate_msg(0x20, "create_pte_mapping");
 121                         loop_forever();
 122                 }
 123         }
 124 }
 125
 126 void __init htab_initialize(void)
 127 {
 128         unsigned long table, htab_size_bytes;
 129         unsigned long pteg_count;
 130         unsigned long mode_rw;
 131         int i, use_largepages = 0;
 132
 133         /*
 134          * Calculate the required size of the htab.  We want the number of
 135          * PTEGs to equal one half the number of real pages.
 136          */
 137         htab_size_bytes = 1UL << naca->pftSize;
 138         pteg_count = htab_size_bytes >> 7;
 139
 140         /* For debug, make the HTAB 1/8 as big as it normally would be. */
 141         ifppcdebug(PPCDBG_HTABSIZE) {
 142                 pteg_count >>= 3;
 143                 htab_size_bytes = pteg_count << 7;
 144         }
 145
 146         htab_data.htab_num_ptegs = pteg_count;
 147         htab_data.htab_hash_mask = pteg_count - 1;
 148
 149         if (systemcfg->platform == PLATFORM_PSERIES ||
 150             systemcfg->platform == PLATFORM_POWERMAC) {
 151                 /* Find storage for the HPT.  Must be contiguous in
 152                  * the absolute address space.
 153                  */
 154                 table = lmb_alloc(htab_size_bytes, htab_size_bytes);
 155                 if ( !table ) {
 156                         ppc64_terminate_msg(0x20, "hpt space");
 157                         loop_forever();
 158                 }
 159                 htab_data.htab = abs_to_virt(table);
 160
 161                 /* htab absolute addr + encoded htabsize */
 162                 _SDR1 = table + __ilog2(pteg_count) - 11;
 163
 164                 /* Initialize the HPT with no entries */
 165                 memset((void *)table, 0, htab_size_bytes);
 166         } else {
 167                 /* Using a hypervisor which owns the htab */
 168                 htab_data.htab = NULL;
 169                 _SDR1 = 0;
 170         }
 171
 172         mode_rw = _PAGE_ACCESSED | _PAGE_COHERENT | PP_RWXX;
 173
 174         /* On U3 based machines, we need to reserve the DART area and
 175          * _NOT_ map it to avoid cache paradoxes as it's remapped non
 176          * cacheable later on
 177          */
 178         if (cur_cpu_spec->cpu_features & CPU_FTR_16M_PAGE)
 179                 use_largepages = 1;
 180
 181         /* add all physical memory to the bootmem map */
 182         for (i=0; i < lmb.memory.cnt; i++) {
 183                 unsigned long base, size;
 184
 185                 base = lmb.memory.region[i].physbase + KERNELBASE;
 186                 size = lmb.memory.region[i].size;
 187
 188 #ifdef CONFIG_PMAC_DART
 189                 /* Do not map the DART space. Fortunately, it will be aligned
 190                  * in such a way that it will not cross two lmb regions and will
 191                  * fit within a single 16Mb page.
 192                  * The DART space is assumed to be a full 16Mb region even if we
 193                  * only use 2Mb of that space. We will use more of it later for
 194                  * AGP GART. We have to use a full 16Mb large page.
 195                  */
 196                 if (dart_tablebase != 0 && dart_tablebase >= base
 197                     && dart_tablebase < (base + size)) {
 198                         if (base != dart_tablebase)
 199                                 create_pte_mapping(base, dart_tablebase, mode_rw,
 200                                                    use_largepages);
 201                         if ((base + size) > (dart_tablebase + 16*MB))
 202                                 create_pte_mapping(dart_tablebase + 16*MB, base + size,
 203                                                    mode_rw, use_largepages);
 204                         continue;
 205                 }
 206 #endif /* CONFIG_PMAC_DART */
 207                 create_pte_mapping(base, base + size, mode_rw, use_largepages);
 208         }
 209 }
 210 #undef KB
 211 #undef MB
 212 #endif
 213
 214 /*
 215  * Called by asm hashtable.S for doing lazy icache flush
 216  */
 217 unsigned int hash_page_do_lazy_icache(unsigned int pp, pte_t pte, int trap)
 218 {
 219         struct page *page;
 220
 221 #define PPC64_HWNOEXEC (1 << 2)
 222
 223         if (!pfn_valid(pte_pfn(pte)))
 224                 return pp;
 225
 226         page = pte_page(pte);
 227
 228         /* page is dirty */
 229         if (!test_bit(PG_arch_1, &page->flags) && !PageReserved(page)) {
 230                 if (trap == 0x400) {
 231                         __flush_dcache_icache(page_address(page));
 232                         set_bit(PG_arch_1, &page->flags);
 233                 } else
 234                         pp |= PPC64_HWNOEXEC;
 235         }
 236         return pp;
 237 }
 238
 239 /*
 240  * Called by asm hashtable.S in case of critical insert failure
 241  */
 242 void htab_insert_failure(void)
 243 {
 244         panic("hash_page: pte_insert failed\n");
 245 }
 246
 247 int hash_page(unsigned long ea, unsigned long access, unsigned long trap)
 248 {
 249         void *pgdir;
 250         unsigned long vsid;
 251         struct mm_struct *mm;
 252         pte_t *ptep;
 253         int ret;
 254         int user_region = 0;
 255         int local = 0;
 256         cpumask_t tmp;
 257
 258         /* Check for invalid addresses. */
 259         if (!IS_VALID_EA(ea))
 260                 return 1;
 261
 262         switch (REGION_ID(ea)) {
 263         case USER_REGION_ID:
 264                 user_region = 1;
 265                 mm = current->mm;
 266                 if (mm == NULL)
 267                         return 1;
 268
 269                 vsid = get_vsid(mm->context.id, ea);
 270                 break;
 271         case IO_REGION_ID:
 272                 mm = &ioremap_mm;
 273                 vsid = get_kernel_vsid(ea);
 274                 break;
 275         case VMALLOC_REGION_ID:
 276                 mm = &init_mm;
 277                 vsid = get_kernel_vsid(ea);
 278                 break;
 279 #if 0
 280         case EEH_REGION_ID:
 281                 /*
 282                  * Should only be hit if there is an access to MMIO space
 283                  * which is protected by EEH.
 284                  * Send the problem up to do_page_fault
 285                  */
 286         case KERNEL_REGION_ID:
 287                 /*
 288                  * Should never get here - entire 0xC0... region is bolted.
 289                  * Send the problem up to do_page_fault
 290                  */
 291 #endif
 292         default:
 293                 /* Not a valid range
 294                  * Send the problem up to do_page_fault
 295                  */
 296                 return 1;
 297                 break;
 298         }
 299
 300         pgdir = mm->pgd;
 301
 302         if (pgdir == NULL)
 303                 return 1;
 304
 305         tmp = cpumask_of_cpu(smp_processor_id());
 306         if (user_region && cpus_equal(mm->cpu_vm_mask, tmp))
 307                 local = 1;
 308
 309         /* Is this a huge page ? */
 310         if (unlikely(in_hugepage_area(mm->context, ea)))
 311                 ret = hash_huge_page(mm, access, ea, vsid, local);
 312         else {
 313                 ptep = find_linux_pte(pgdir, ea);
 314                 if (ptep == NULL)
 315                         return 1;
 316                 ret = __hash_page(ea, access, vsid, ptep, trap, local);
 317         }
 318
 319
 320         return ret;
 321 }
 322
 323 void flush_hash_page(unsigned long context, unsigned long ea, pte_t pte,
 324                      int local)
 325 {
 326         unsigned long vsid, vpn, va, hash, secondary, slot;
 327
 328         /* XXX fix for large ptes */
 329         unsigned long large = 0;
 330
 331         if ((ea >= USER_START) && (ea <= USER_END))
 332                 vsid = get_vsid(context, ea);
 333         else
 334                 vsid = get_kernel_vsid(ea);
 335
 336         va = (vsid << 28) | (ea & 0x0fffffff);
 337         if (large)
 338                 vpn = va >> LARGE_PAGE_SHIFT;
 339         else
 340                 vpn = va >> PAGE_SHIFT;
 341         hash = hpt_hash(vpn, large);
 342         secondary = (pte_val(pte) & _PAGE_SECONDARY) >> 15;
 343         if (secondary)
 344                 hash = ~hash;
 345         slot = (hash & htab_data.htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP;
 346         slot += (pte_val(pte) & _PAGE_GROUP_IX) >> 12;
 347
 348         ppc_md.hpte_invalidate(slot, va, large, local);
 349 }
 350
 351 void flush_hash_range(unsigned long context, unsigned long number, int local)
 352 {
 353         if (ppc_md.flush_hash_range) {
 354                 ppc_md.flush_hash_range(context, number, local);
 355         } else {
 356                 int i;
 357                 struct ppc64_tlb_batch *batch = &__get_cpu_var(ppc64_tlb_batch);
 358
 359                 for (i = 0; i < number; i++)
 360                         flush_hash_page(context, batch->addr[i], batch->pte[i],
 361                                         local);
 362         }
 363 }
 364
 365 static inline void make_bl(unsigned int *insn_addr, void *func)
 366 {
 367         unsigned long funcp = *((unsigned long *)func);
 368         int offset = funcp - (unsigned long)insn_addr;
 369
 370         *insn_addr = (unsigned int)(0x48000001 | (offset & 0x03fffffc));
 371         flush_icache_range((unsigned long)insn_addr, 4+
 372                            (unsigned long)insn_addr);
 373 }
 374
 375 void __init htab_finish_init(void)
 376 {
 377         extern unsigned int *htab_call_hpte_insert1;
 378         extern unsigned int *htab_call_hpte_insert2;
 379         extern unsigned int *htab_call_hpte_remove;
 380         extern unsigned int *htab_call_hpte_updatepp;
 381
 382         make_bl(htab_call_hpte_insert1, ppc_md.hpte_insert);
 383         make_bl(htab_call_hpte_insert2, ppc_md.hpte_insert);
 384         make_bl(htab_call_hpte_remove, ppc_md.hpte_remove);
 385         make_bl(htab_call_hpte_updatepp, ppc_md.hpte_updatepp);
 386 }