GNU Linux-libre 4.14.319-gnu1
[releases.git] / include / asm-generic / tlb.h
1 /* include/asm-generic/tlb.h
2  *
3  *      Generic TLB shootdown code
4  *
5  * Copyright 2001 Red Hat, Inc.
6  * Based on code from mm/memory.c Copyright Linus Torvalds and others.
7  *
8  * Copyright 2011 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra
9  *
10  * This program is free software; you can redistribute it and/or
11  * modify it under the terms of the GNU General Public License
12  * as published by the Free Software Foundation; either version
13  * 2 of the License, or (at your option) any later version.
14  */
15 #ifndef _ASM_GENERIC__TLB_H
16 #define _ASM_GENERIC__TLB_H
17
18 #include <linux/swap.h>
19 #include <asm/pgalloc.h>
20 #include <asm/tlbflush.h>
21
22 #ifdef CONFIG_HAVE_RCU_TABLE_FREE
23 /*
24  * Semi RCU freeing of the page directories.
25  *
26  * This is needed by some architectures to implement software pagetable walkers.
27  *
28  * gup_fast() and other software pagetable walkers do a lockless page-table
29  * walk and therefore needs some synchronization with the freeing of the page
30  * directories. The chosen means to accomplish that is by disabling IRQs over
31  * the walk.
32  *
33  * Architectures that use IPIs to flush TLBs will then automagically DTRT,
34  * since we unlink the page, flush TLBs, free the page. Since the disabling of
35  * IRQs delays the completion of the TLB flush we can never observe an already
36  * freed page.
37  *
38  * Architectures that do not have this (PPC) need to delay the freeing by some
39  * other means, this is that means.
40  *
41  * What we do is batch the freed directory pages (tables) and RCU free them.
42  * We use the sched RCU variant, as that guarantees that IRQ/preempt disabling
43  * holds off grace periods.
44  *
45  * However, in order to batch these pages we need to allocate storage, this
46  * allocation is deep inside the MM code and can thus easily fail on memory
47  * pressure. To guarantee progress we fall back to single table freeing, see
48  * the implementation of tlb_remove_table_one().
49  *
50  */
51 struct mmu_table_batch {
52         struct rcu_head         rcu;
53         unsigned int            nr;
54         void                    *tables[0];
55 };
56
57 #define MAX_TABLE_BATCH         \
58         ((PAGE_SIZE - sizeof(struct mmu_table_batch)) / sizeof(void *))
59
60 extern void tlb_table_flush(struct mmu_gather *tlb);
61 extern void tlb_remove_table(struct mmu_gather *tlb, void *table);
62
63 void tlb_remove_table_sync_one(void);
64
65 #else
66
67 static inline void tlb_remove_table_sync_one(void) { }
68
69 #endif
70
71 /*
72  * If we can't allocate a page to make a big batch of page pointers
73  * to work on, then just handle a few from the on-stack structure.
74  */
75 #define MMU_GATHER_BUNDLE       8
76
77 struct mmu_gather_batch {
78         struct mmu_gather_batch *next;
79         unsigned int            nr;
80         unsigned int            max;
81         struct page             *pages[0];
82 };
83
84 #define MAX_GATHER_BATCH        \
85         ((PAGE_SIZE - sizeof(struct mmu_gather_batch)) / sizeof(void *))
86
87 /*
88  * Limit the maximum number of mmu_gather batches to reduce a risk of soft
89  * lockups for non-preemptible kernels on huge machines when a lot of memory
90  * is zapped during unmapping.
91  * 10K pages freed at once should be safe even without a preemption point.
92  */
93 #define MAX_GATHER_BATCH_COUNT  (10000UL/MAX_GATHER_BATCH)
94
95 /* struct mmu_gather is an opaque type used by the mm code for passing around
96  * any data needed by arch specific code for tlb_remove_page.
97  */
98 struct mmu_gather {
99         struct mm_struct        *mm;
100 #ifdef CONFIG_HAVE_RCU_TABLE_FREE
101         struct mmu_table_batch  *batch;
102 #endif
103         unsigned long           start;
104         unsigned long           end;
105         /* we are in the middle of an operation to clear
106          * a full mm and can make some optimizations */
107         unsigned int            fullmm : 1,
108         /* we have performed an operation which
109          * requires a complete flush of the tlb */
110                                 need_flush_all : 1;
111
112         struct mmu_gather_batch *active;
113         struct mmu_gather_batch local;
114         struct page             *__pages[MMU_GATHER_BUNDLE];
115         unsigned int            batch_count;
116         int page_size;
117 };
118
119 #define HAVE_GENERIC_MMU_GATHER
120
121 void arch_tlb_gather_mmu(struct mmu_gather *tlb,
122         struct mm_struct *mm, unsigned long start, unsigned long end);
123 void tlb_flush_mmu(struct mmu_gather *tlb);
124 void arch_tlb_finish_mmu(struct mmu_gather *tlb,
125                          unsigned long start, unsigned long end, bool force);
126 void tlb_flush_pmd_range(struct mmu_gather *tlb, unsigned long address,
127                          unsigned long size);
128 extern bool __tlb_remove_page_size(struct mmu_gather *tlb, struct page *page,
129                                    int page_size);
130
131 static inline void __tlb_adjust_range(struct mmu_gather *tlb,
132                                       unsigned long address,
133                                       unsigned int range_size)
134 {
135         tlb->start = min(tlb->start, address);
136         tlb->end = max(tlb->end, address + range_size);
137 }
138
139 static inline void __tlb_reset_range(struct mmu_gather *tlb)
140 {
141         if (tlb->fullmm) {
142                 tlb->start = tlb->end = ~0;
143         } else {
144                 tlb->start = TASK_SIZE;
145                 tlb->end = 0;
146         }
147 }
148
149 static inline void tlb_remove_page_size(struct mmu_gather *tlb,
150                                         struct page *page, int page_size)
151 {
152         if (__tlb_remove_page_size(tlb, page, page_size))
153                 tlb_flush_mmu(tlb);
154 }
155
156 static inline bool __tlb_remove_page(struct mmu_gather *tlb, struct page *page)
157 {
158         return __tlb_remove_page_size(tlb, page, PAGE_SIZE);
159 }
160
161 /* tlb_remove_page
162  *      Similar to __tlb_remove_page but will call tlb_flush_mmu() itself when
163  *      required.
164  */
165 static inline void tlb_remove_page(struct mmu_gather *tlb, struct page *page)
166 {
167         return tlb_remove_page_size(tlb, page, PAGE_SIZE);
168 }
169
170 #ifndef tlb_remove_check_page_size_change
171 #define tlb_remove_check_page_size_change tlb_remove_check_page_size_change
172 static inline void tlb_remove_check_page_size_change(struct mmu_gather *tlb,
173                                                      unsigned int page_size)
174 {
175         /*
176          * We don't care about page size change, just update
177          * mmu_gather page size here so that debug checks
178          * doesn't throw false warning.
179          */
180 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
181         tlb->page_size = page_size;
182 #endif
183 }
184 #endif
185
186 /*
187  * In the case of tlb vma handling, we can optimise these away in the
188  * case where we're doing a full MM flush.  When we're doing a munmap,
189  * the vmas are adjusted to only cover the region to be torn down.
190  */
191 #ifndef tlb_start_vma
192 #define tlb_start_vma(tlb, vma) do { } while (0)
193 #endif
194
195 #define __tlb_end_vma(tlb, vma)                                 \
196         do {                                                    \
197                 if (!tlb->fullmm && tlb->end) {                 \
198                         tlb_flush(tlb);                         \
199                         __tlb_reset_range(tlb);                 \
200                 }                                               \
201         } while (0)
202
203 #ifndef tlb_end_vma
204 #define tlb_end_vma     __tlb_end_vma
205 #endif
206
207 #ifndef __tlb_remove_tlb_entry
208 #define __tlb_remove_tlb_entry(tlb, ptep, address) do { } while (0)
209 #endif
210
211 /**
212  * tlb_remove_tlb_entry - remember a pte unmapping for later tlb invalidation.
213  *
214  * Record the fact that pte's were really unmapped by updating the range,
215  * so we can later optimise away the tlb invalidate.   This helps when
216  * userspace is unmapping already-unmapped pages, which happens quite a lot.
217  */
218 #define tlb_remove_tlb_entry(tlb, ptep, address)                \
219         do {                                                    \
220                 __tlb_adjust_range(tlb, address, PAGE_SIZE);    \
221                 __tlb_remove_tlb_entry(tlb, ptep, address);     \
222         } while (0)
223
224 #define tlb_remove_huge_tlb_entry(h, tlb, ptep, address)             \
225         do {                                                         \
226                 __tlb_adjust_range(tlb, address, huge_page_size(h)); \
227                 __tlb_remove_tlb_entry(tlb, ptep, address);          \
228         } while (0)
229
230 /**
231  * tlb_remove_pmd_tlb_entry - remember a pmd mapping for later tlb invalidation
232  * This is a nop so far, because only x86 needs it.
233  */
234 #ifndef __tlb_remove_pmd_tlb_entry
235 #define __tlb_remove_pmd_tlb_entry(tlb, pmdp, address) do {} while (0)
236 #endif
237
238 #define tlb_remove_pmd_tlb_entry(tlb, pmdp, address)                    \
239         do {                                                            \
240                 __tlb_adjust_range(tlb, address, HPAGE_PMD_SIZE);       \
241                 __tlb_remove_pmd_tlb_entry(tlb, pmdp, address);         \
242         } while (0)
243
244 /**
245  * tlb_remove_pud_tlb_entry - remember a pud mapping for later tlb
246  * invalidation. This is a nop so far, because only x86 needs it.
247  */
248 #ifndef __tlb_remove_pud_tlb_entry
249 #define __tlb_remove_pud_tlb_entry(tlb, pudp, address) do {} while (0)
250 #endif
251
252 #define tlb_remove_pud_tlb_entry(tlb, pudp, address)                    \
253         do {                                                            \
254                 __tlb_adjust_range(tlb, address, HPAGE_PUD_SIZE);       \
255                 __tlb_remove_pud_tlb_entry(tlb, pudp, address);         \
256         } while (0)
257
258 /*
259  * For things like page tables caches (ie caching addresses "inside" the
260  * page tables, like x86 does), for legacy reasons, flushing an
261  * individual page had better flush the page table caches behind it. This
262  * is definitely how x86 works, for example. And if you have an
263  * architected non-legacy page table cache (which I'm not aware of
264  * anybody actually doing), you're going to have some architecturally
265  * explicit flushing for that, likely *separate* from a regular TLB entry
266  * flush, and thus you'd need more than just some range expansion..
267  *
268  * So if we ever find an architecture
269  * that would want something that odd, I think it is up to that
270  * architecture to do its own odd thing, not cause pain for others
271  * http://lkml.kernel.org/r/CA+55aFzBggoXtNXQeng5d_mRoDnaMBE5Y+URs+PHR67nUpMtaw@mail.gmail.com
272  *
273  * For now w.r.t page table cache, mark the range_size as PAGE_SIZE
274  */
275
276 #define pte_free_tlb(tlb, ptep, address)                        \
277         do {                                                    \
278                 __tlb_adjust_range(tlb, address, PAGE_SIZE);    \
279                 __pte_free_tlb(tlb, ptep, address);             \
280         } while (0)
281
282 #define pmd_free_tlb(tlb, pmdp, address)                        \
283         do {                                                    \
284                 __tlb_adjust_range(tlb, address, PAGE_SIZE);            \
285                 __pmd_free_tlb(tlb, pmdp, address);             \
286         } while (0)
287
288 #ifndef __ARCH_HAS_4LEVEL_HACK
289 #define pud_free_tlb(tlb, pudp, address)                        \
290         do {                                                    \
291                 __tlb_adjust_range(tlb, address, PAGE_SIZE);    \
292                 __pud_free_tlb(tlb, pudp, address);             \
293         } while (0)
294 #endif
295
296 #ifndef __ARCH_HAS_5LEVEL_HACK
297 #define p4d_free_tlb(tlb, pudp, address)                        \
298         do {                                                    \
299                 __tlb_adjust_range(tlb, address, PAGE_SIZE);            \
300                 __p4d_free_tlb(tlb, pudp, address);             \
301         } while (0)
302 #endif
303
304 #define tlb_migrate_finish(mm) do {} while (0)
305
306 #endif /* _ASM_GENERIC__TLB_H */