Mention branches and keyring.
[releases.git] / powerpc / mm / book3s64 / hash_utils.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /*
3  * PowerPC64 port by Mike Corrigan and Dave Engebretsen
4  *   {mikejc|engebret}@us.ibm.com
5  *
6  *    Copyright (c) 2000 Mike Corrigan <mikejc@us.ibm.com>
7  *
8  * SMP scalability work:
9  *    Copyright (C) 2001 Anton Blanchard <anton@au.ibm.com>, IBM
10  *
11  *    Module name: htab.c
12  *
13  *    Description:
14  *      PowerPC Hashed Page Table functions
15  */
16
17 #undef DEBUG
18 #undef DEBUG_LOW
19
20 #define pr_fmt(fmt) "hash-mmu: " fmt
21 #include <linux/spinlock.h>
22 #include <linux/errno.h>
23 #include <linux/sched/mm.h>
24 #include <linux/proc_fs.h>
25 #include <linux/stat.h>
26 #include <linux/sysctl.h>
27 #include <linux/export.h>
28 #include <linux/ctype.h>
29 #include <linux/cache.h>
30 #include <linux/init.h>
31 #include <linux/signal.h>
32 #include <linux/memblock.h>
33 #include <linux/context_tracking.h>
34 #include <linux/libfdt.h>
35 #include <linux/pkeys.h>
36 #include <linux/hugetlb.h>
37 #include <linux/cpu.h>
38 #include <linux/pgtable.h>
39 #include <linux/debugfs.h>
40 #include <linux/random.h>
41 #include <linux/elf-randomize.h>
42 #include <linux/of_fdt.h>
43
44 #include <asm/interrupt.h>
45 #include <asm/processor.h>
46 #include <asm/mmu.h>
47 #include <asm/mmu_context.h>
48 #include <asm/page.h>
49 #include <asm/types.h>
50 #include <linux/uaccess.h>
51 #include <asm/machdep.h>
52 #include <asm/io.h>
53 #include <asm/eeh.h>
54 #include <asm/tlb.h>
55 #include <asm/cacheflush.h>
56 #include <asm/cputable.h>
57 #include <asm/sections.h>
58 #include <asm/copro.h>
59 #include <asm/udbg.h>
60 #include <asm/code-patching.h>
61 #include <asm/fadump.h>
62 #include <asm/firmware.h>
63 #include <asm/tm.h>
64 #include <asm/trace.h>
65 #include <asm/ps3.h>
66 #include <asm/pte-walk.h>
67 #include <asm/asm-prototypes.h>
68 #include <asm/ultravisor.h>
69
70 #include <mm/mmu_decl.h>
71
72 #include "internal.h"
73
74
75 #ifdef DEBUG
76 #define DBG(fmt...) udbg_printf(fmt)
77 #else
78 #define DBG(fmt...)
79 #endif
80
81 #ifdef DEBUG_LOW
82 #define DBG_LOW(fmt...) udbg_printf(fmt)
83 #else
84 #define DBG_LOW(fmt...)
85 #endif
86
87 #define KB (1024)
88 #define MB (1024*KB)
89 #define GB (1024L*MB)
90
91 /*
92  * Note:  pte   --> Linux PTE
93  *        HPTE  --> PowerPC Hashed Page Table Entry
94  *
95  * Execution context:
96  *   htab_initialize is called with the MMU off (of course), but
97  *   the kernel has been copied down to zero so it can directly
98  *   reference global data.  At this point it is very difficult
99  *   to print debug info.
100  *
101  */
102
103 static unsigned long _SDR1;
104
105 u8 hpte_page_sizes[1 << LP_BITS];
106 EXPORT_SYMBOL_GPL(hpte_page_sizes);
107
108 struct hash_pte *htab_address;
109 unsigned long htab_size_bytes;
110 unsigned long htab_hash_mask;
111 EXPORT_SYMBOL_GPL(htab_hash_mask);
112 int mmu_linear_psize = MMU_PAGE_4K;
113 EXPORT_SYMBOL_GPL(mmu_linear_psize);
114 int mmu_virtual_psize = MMU_PAGE_4K;
115 int mmu_vmalloc_psize = MMU_PAGE_4K;
116 EXPORT_SYMBOL_GPL(mmu_vmalloc_psize);
117 int mmu_io_psize = MMU_PAGE_4K;
118 int mmu_kernel_ssize = MMU_SEGSIZE_256M;
119 EXPORT_SYMBOL_GPL(mmu_kernel_ssize);
120 int mmu_highuser_ssize = MMU_SEGSIZE_256M;
121 u16 mmu_slb_size = 64;
122 EXPORT_SYMBOL_GPL(mmu_slb_size);
123 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
124 int mmu_ci_restrictions;
125 #endif
126 static u8 *linear_map_hash_slots;
127 static unsigned long linear_map_hash_count;
128 struct mmu_hash_ops mmu_hash_ops;
129 EXPORT_SYMBOL(mmu_hash_ops);
130
131 /*
132  * These are definitions of page sizes arrays to be used when none
133  * is provided by the firmware.
134  */
135
136 /*
137  * Fallback (4k pages only)
138  */
139 static struct mmu_psize_def mmu_psize_defaults[] = {
140         [MMU_PAGE_4K] = {
141                 .shift  = 12,
142                 .sllp   = 0,
143                 .penc   = {[MMU_PAGE_4K] = 0, [1 ... MMU_PAGE_COUNT - 1] = -1},
144                 .avpnm  = 0,
145                 .tlbiel = 0,
146         },
147 };
148
149 /*
150  * POWER4, GPUL, POWER5
151  *
152  * Support for 16Mb large pages
153  */
154 static struct mmu_psize_def mmu_psize_defaults_gp[] = {
155         [MMU_PAGE_4K] = {
156                 .shift  = 12,
157                 .sllp   = 0,
158                 .penc   = {[MMU_PAGE_4K] = 0, [1 ... MMU_PAGE_COUNT - 1] = -1},
159                 .avpnm  = 0,
160                 .tlbiel = 1,
161         },
162         [MMU_PAGE_16M] = {
163                 .shift  = 24,
164                 .sllp   = SLB_VSID_L,
165                 .penc   = {[0 ... MMU_PAGE_16M - 1] = -1, [MMU_PAGE_16M] = 0,
166                             [MMU_PAGE_16M + 1 ... MMU_PAGE_COUNT - 1] = -1 },
167                 .avpnm  = 0x1UL,
168                 .tlbiel = 0,
169         },
170 };
171
172 static inline void tlbiel_hash_set_isa206(unsigned int set, unsigned int is)
173 {
174         unsigned long rb;
175
176         rb = (set << PPC_BITLSHIFT(51)) | (is << PPC_BITLSHIFT(53));
177
178         asm volatile("tlbiel %0" : : "r" (rb));
179 }
180
181 /*
182  * tlbiel instruction for hash, set invalidation
183  * i.e., r=1 and is=01 or is=10 or is=11
184  */
185 static __always_inline void tlbiel_hash_set_isa300(unsigned int set, unsigned int is,
186                                         unsigned int pid,
187                                         unsigned int ric, unsigned int prs)
188 {
189         unsigned long rb;
190         unsigned long rs;
191         unsigned int r = 0; /* hash format */
192
193         rb = (set << PPC_BITLSHIFT(51)) | (is << PPC_BITLSHIFT(53));
194         rs = ((unsigned long)pid << PPC_BITLSHIFT(31));
195
196         asm volatile(PPC_TLBIEL(%0, %1, %2, %3, %4)
197                      : : "r"(rb), "r"(rs), "i"(ric), "i"(prs), "i"(r)
198                      : "memory");
199 }
200
201
202 static void tlbiel_all_isa206(unsigned int num_sets, unsigned int is)
203 {
204         unsigned int set;
205
206         asm volatile("ptesync": : :"memory");
207
208         for (set = 0; set < num_sets; set++)
209                 tlbiel_hash_set_isa206(set, is);
210
211         ppc_after_tlbiel_barrier();
212 }
213
214 static void tlbiel_all_isa300(unsigned int num_sets, unsigned int is)
215 {
216         unsigned int set;
217
218         asm volatile("ptesync": : :"memory");
219
220         /*
221          * Flush the partition table cache if this is HV mode.
222          */
223         if (early_cpu_has_feature(CPU_FTR_HVMODE))
224                 tlbiel_hash_set_isa300(0, is, 0, 2, 0);
225
226         /*
227          * Now invalidate the process table cache. UPRT=0 HPT modes (what
228          * current hardware implements) do not use the process table, but
229          * add the flushes anyway.
230          *
231          * From ISA v3.0B p. 1078:
232          *     The following forms are invalid.
233          *      * PRS=1, R=0, and RIC!=2 (The only process-scoped
234          *        HPT caching is of the Process Table.)
235          */
236         tlbiel_hash_set_isa300(0, is, 0, 2, 1);
237
238         /*
239          * Then flush the sets of the TLB proper. Hash mode uses
240          * partition scoped TLB translations, which may be flushed
241          * in !HV mode.
242          */
243         for (set = 0; set < num_sets; set++)
244                 tlbiel_hash_set_isa300(set, is, 0, 0, 0);
245
246         ppc_after_tlbiel_barrier();
247
248         asm volatile(PPC_ISA_3_0_INVALIDATE_ERAT "; isync" : : :"memory");
249 }
250
251 void hash__tlbiel_all(unsigned int action)
252 {
253         unsigned int is;
254
255         switch (action) {
256         case TLB_INVAL_SCOPE_GLOBAL:
257                 is = 3;
258                 break;
259         case TLB_INVAL_SCOPE_LPID:
260                 is = 2;
261                 break;
262         default:
263                 BUG();
264         }
265
266         if (early_cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
267                 tlbiel_all_isa300(POWER9_TLB_SETS_HASH, is);
268         else if (early_cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_207S))
269                 tlbiel_all_isa206(POWER8_TLB_SETS, is);
270         else if (early_cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_206))
271                 tlbiel_all_isa206(POWER7_TLB_SETS, is);
272         else
273                 WARN(1, "%s called on pre-POWER7 CPU\n", __func__);
274 }
275
276 /*
277  * 'R' and 'C' update notes:
278  *  - Under pHyp or KVM, the updatepp path will not set C, thus it *will*
279  *     create writeable HPTEs without C set, because the hcall H_PROTECT
280  *     that we use in that case will not update C
281  *  - The above is however not a problem, because we also don't do that
282  *     fancy "no flush" variant of eviction and we use H_REMOVE which will
283  *     do the right thing and thus we don't have the race I described earlier
284  *
285  *    - Under bare metal,  we do have the race, so we need R and C set
286  *    - We make sure R is always set and never lost
287  *    - C is _PAGE_DIRTY, and *should* always be set for a writeable mapping
288  */
289 unsigned long htab_convert_pte_flags(unsigned long pteflags, unsigned long flags)
290 {
291         unsigned long rflags = 0;
292
293         /* _PAGE_EXEC -> NOEXEC */
294         if ((pteflags & _PAGE_EXEC) == 0)
295                 rflags |= HPTE_R_N;
296         /*
297          * PPP bits:
298          * Linux uses slb key 0 for kernel and 1 for user.
299          * kernel RW areas are mapped with PPP=0b000
300          * User area is mapped with PPP=0b010 for read/write
301          * or PPP=0b011 for read-only (including writeable but clean pages).
302          */
303         if (pteflags & _PAGE_PRIVILEGED) {
304                 /*
305                  * Kernel read only mapped with ppp bits 0b110
306                  */
307                 if (!(pteflags & _PAGE_WRITE)) {
308                         if (mmu_has_feature(MMU_FTR_KERNEL_RO))
309                                 rflags |= (HPTE_R_PP0 | 0x2);
310                         else
311                                 rflags |= 0x3;
312                 }
313         } else {
314                 if (pteflags & _PAGE_RWX)
315                         rflags |= 0x2;
316                 if (!((pteflags & _PAGE_WRITE) && (pteflags & _PAGE_DIRTY)))
317                         rflags |= 0x1;
318         }
319         /*
320          * We can't allow hardware to update hpte bits. Hence always
321          * set 'R' bit and set 'C' if it is a write fault
322          */
323         rflags |=  HPTE_R_R;
324
325         if (pteflags & _PAGE_DIRTY)
326                 rflags |= HPTE_R_C;
327         /*
328          * Add in WIG bits
329          */
330
331         if ((pteflags & _PAGE_CACHE_CTL) == _PAGE_TOLERANT)
332                 rflags |= HPTE_R_I;
333         else if ((pteflags & _PAGE_CACHE_CTL) == _PAGE_NON_IDEMPOTENT)
334                 rflags |= (HPTE_R_I | HPTE_R_G);
335         else if ((pteflags & _PAGE_CACHE_CTL) == _PAGE_SAO)
336                 rflags |= (HPTE_R_W | HPTE_R_I | HPTE_R_M);
337         else
338                 /*
339                  * Add memory coherence if cache inhibited is not set
340                  */
341                 rflags |= HPTE_R_M;
342
343         rflags |= pte_to_hpte_pkey_bits(pteflags, flags);
344         return rflags;
345 }
346
347 int htab_bolt_mapping(unsigned long vstart, unsigned long vend,
348                       unsigned long pstart, unsigned long prot,
349                       int psize, int ssize)
350 {
351         unsigned long vaddr, paddr;
352         unsigned int step, shift;
353         int ret = 0;
354
355         shift = mmu_psize_defs[psize].shift;
356         step = 1 << shift;
357
358         prot = htab_convert_pte_flags(prot, HPTE_USE_KERNEL_KEY);
359
360         DBG("htab_bolt_mapping(%lx..%lx -> %lx (%lx,%d,%d)\n",
361             vstart, vend, pstart, prot, psize, ssize);
362
363         /* Carefully map only the possible range */
364         vaddr = ALIGN(vstart, step);
365         paddr = ALIGN(pstart, step);
366         vend  = ALIGN_DOWN(vend, step);
367
368         for (; vaddr < vend; vaddr += step, paddr += step) {
369                 unsigned long hash, hpteg;
370                 unsigned long vsid = get_kernel_vsid(vaddr, ssize);
371                 unsigned long vpn  = hpt_vpn(vaddr, vsid, ssize);
372                 unsigned long tprot = prot;
373                 bool secondary_hash = false;
374
375                 /*
376                  * If we hit a bad address return error.
377                  */
378                 if (!vsid)
379                         return -1;
380                 /* Make kernel text executable */
381                 if (overlaps_kernel_text(vaddr, vaddr + step))
382                         tprot &= ~HPTE_R_N;
383
384                 /*
385                  * If relocatable, check if it overlaps interrupt vectors that
386                  * are copied down to real 0. For relocatable kernel
387                  * (e.g. kdump case) we copy interrupt vectors down to real
388                  * address 0. Mark that region as executable. This is
389                  * because on p8 system with relocation on exception feature
390                  * enabled, exceptions are raised with MMU (IR=DR=1) ON. Hence
391                  * in order to execute the interrupt handlers in virtual
392                  * mode the vector region need to be marked as executable.
393                  */
394                 if ((PHYSICAL_START > MEMORY_START) &&
395                         overlaps_interrupt_vector_text(vaddr, vaddr + step))
396                                 tprot &= ~HPTE_R_N;
397
398                 hash = hpt_hash(vpn, shift, ssize);
399                 hpteg = ((hash & htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP);
400
401                 BUG_ON(!mmu_hash_ops.hpte_insert);
402 repeat:
403                 ret = mmu_hash_ops.hpte_insert(hpteg, vpn, paddr, tprot,
404                                                HPTE_V_BOLTED, psize, psize,
405                                                ssize);
406                 if (ret == -1) {
407                         /*
408                          * Try to keep bolted entries in primary.
409                          * Remove non bolted entries and try insert again
410                          */
411                         ret = mmu_hash_ops.hpte_remove(hpteg);
412                         if (ret != -1)
413                                 ret = mmu_hash_ops.hpte_insert(hpteg, vpn, paddr, tprot,
414                                                                HPTE_V_BOLTED, psize, psize,
415                                                                ssize);
416                         if (ret == -1 && !secondary_hash) {
417                                 secondary_hash = true;
418                                 hpteg = ((~hash & htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP);
419                                 goto repeat;
420                         }
421                 }
422
423                 if (ret < 0)
424                         break;
425
426                 cond_resched();
427                 if (debug_pagealloc_enabled_or_kfence() &&
428                         (paddr >> PAGE_SHIFT) < linear_map_hash_count)
429                         linear_map_hash_slots[paddr >> PAGE_SHIFT] = ret | 0x80;
430         }
431         return ret < 0 ? ret : 0;
432 }
433
434 int htab_remove_mapping(unsigned long vstart, unsigned long vend,
435                       int psize, int ssize)
436 {
437         unsigned long vaddr, time_limit;
438         unsigned int step, shift;
439         int rc;
440         int ret = 0;
441
442         shift = mmu_psize_defs[psize].shift;
443         step = 1 << shift;
444
445         if (!mmu_hash_ops.hpte_removebolted)
446                 return -ENODEV;
447
448         /* Unmap the full range specificied */
449         vaddr = ALIGN_DOWN(vstart, step);
450         time_limit = jiffies + HZ;
451
452         for (;vaddr < vend; vaddr += step) {
453                 rc = mmu_hash_ops.hpte_removebolted(vaddr, psize, ssize);
454
455                 /*
456                  * For large number of mappings introduce a cond_resched()
457                  * to prevent softlockup warnings.
458                  */
459                 if (time_after(jiffies, time_limit)) {
460                         cond_resched();
461                         time_limit = jiffies + HZ;
462                 }
463                 if (rc == -ENOENT) {
464                         ret = -ENOENT;
465                         continue;
466                 }
467                 if (rc < 0)
468                         return rc;
469         }
470
471         return ret;
472 }
473
474 static bool disable_1tb_segments = false;
475
476 static int __init parse_disable_1tb_segments(char *p)
477 {
478         disable_1tb_segments = true;
479         return 0;
480 }
481 early_param("disable_1tb_segments", parse_disable_1tb_segments);
482
483 static int __init htab_dt_scan_seg_sizes(unsigned long node,
484                                          const char *uname, int depth,
485                                          void *data)
486 {
487         const char *type = of_get_flat_dt_prop(node, "device_type", NULL);
488         const __be32 *prop;
489         int size = 0;
490
491         /* We are scanning "cpu" nodes only */
492         if (type == NULL || strcmp(type, "cpu") != 0)
493                 return 0;
494
495         prop = of_get_flat_dt_prop(node, "ibm,processor-segment-sizes", &size);
496         if (prop == NULL)
497                 return 0;
498         for (; size >= 4; size -= 4, ++prop) {
499                 if (be32_to_cpu(prop[0]) == 40) {
500                         DBG("1T segment support detected\n");
501
502                         if (disable_1tb_segments) {
503                                 DBG("1T segments disabled by command line\n");
504                                 break;
505                         }
506
507                         cur_cpu_spec->mmu_features |= MMU_FTR_1T_SEGMENT;
508                         return 1;
509                 }
510         }
511         cur_cpu_spec->mmu_features &= ~MMU_FTR_NO_SLBIE_B;
512         return 0;
513 }
514
515 static int __init get_idx_from_shift(unsigned int shift)
516 {
517         int idx = -1;
518
519         switch (shift) {
520         case 0xc:
521                 idx = MMU_PAGE_4K;
522                 break;
523         case 0x10:
524                 idx = MMU_PAGE_64K;
525                 break;
526         case 0x14:
527                 idx = MMU_PAGE_1M;
528                 break;
529         case 0x18:
530                 idx = MMU_PAGE_16M;
531                 break;
532         case 0x22:
533                 idx = MMU_PAGE_16G;
534                 break;
535         }
536         return idx;
537 }
538
539 static int __init htab_dt_scan_page_sizes(unsigned long node,
540                                           const char *uname, int depth,
541                                           void *data)
542 {
543         const char *type = of_get_flat_dt_prop(node, "device_type", NULL);
544         const __be32 *prop;
545         int size = 0;
546
547         /* We are scanning "cpu" nodes only */
548         if (type == NULL || strcmp(type, "cpu") != 0)
549                 return 0;
550
551         prop = of_get_flat_dt_prop(node, "ibm,segment-page-sizes", &size);
552         if (!prop)
553                 return 0;
554
555         pr_info("Page sizes from device-tree:\n");
556         size /= 4;
557         cur_cpu_spec->mmu_features &= ~(MMU_FTR_16M_PAGE);
558         while(size > 0) {
559                 unsigned int base_shift = be32_to_cpu(prop[0]);
560                 unsigned int slbenc = be32_to_cpu(prop[1]);
561                 unsigned int lpnum = be32_to_cpu(prop[2]);
562                 struct mmu_psize_def *def;
563                 int idx, base_idx;
564
565                 size -= 3; prop += 3;
566                 base_idx = get_idx_from_shift(base_shift);
567                 if (base_idx < 0) {
568                         /* skip the pte encoding also */
569                         prop += lpnum * 2; size -= lpnum * 2;
570                         continue;
571                 }
572                 def = &mmu_psize_defs[base_idx];
573                 if (base_idx == MMU_PAGE_16M)
574                         cur_cpu_spec->mmu_features |= MMU_FTR_16M_PAGE;
575
576                 def->shift = base_shift;
577                 if (base_shift <= 23)
578                         def->avpnm = 0;
579                 else
580                         def->avpnm = (1 << (base_shift - 23)) - 1;
581                 def->sllp = slbenc;
582                 /*
583                  * We don't know for sure what's up with tlbiel, so
584                  * for now we only set it for 4K and 64K pages
585                  */
586                 if (base_idx == MMU_PAGE_4K || base_idx == MMU_PAGE_64K)
587                         def->tlbiel = 1;
588                 else
589                         def->tlbiel = 0;
590
591                 while (size > 0 && lpnum) {
592                         unsigned int shift = be32_to_cpu(prop[0]);
593                         int penc  = be32_to_cpu(prop[1]);
594
595                         prop += 2; size -= 2;
596                         lpnum--;
597
598                         idx = get_idx_from_shift(shift);
599                         if (idx < 0)
600                                 continue;
601
602                         if (penc == -1)
603                                 pr_err("Invalid penc for base_shift=%d "
604                                        "shift=%d\n", base_shift, shift);
605
606                         def->penc[idx] = penc;
607                         pr_info("base_shift=%d: shift=%d, sllp=0x%04lx,"
608                                 " avpnm=0x%08lx, tlbiel=%d, penc=%d\n",
609                                 base_shift, shift, def->sllp,
610                                 def->avpnm, def->tlbiel, def->penc[idx]);
611                 }
612         }
613
614         return 1;
615 }
616
617 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
618 /*
619  * Scan for 16G memory blocks that have been set aside for huge pages
620  * and reserve those blocks for 16G huge pages.
621  */
622 static int __init htab_dt_scan_hugepage_blocks(unsigned long node,
623                                         const char *uname, int depth,
624                                         void *data) {
625         const char *type = of_get_flat_dt_prop(node, "device_type", NULL);
626         const __be64 *addr_prop;
627         const __be32 *page_count_prop;
628         unsigned int expected_pages;
629         long unsigned int phys_addr;
630         long unsigned int block_size;
631
632         /* We are scanning "memory" nodes only */
633         if (type == NULL || strcmp(type, "memory") != 0)
634                 return 0;
635
636         /*
637          * This property is the log base 2 of the number of virtual pages that
638          * will represent this memory block.
639          */
640         page_count_prop = of_get_flat_dt_prop(node, "ibm,expected#pages", NULL);
641         if (page_count_prop == NULL)
642                 return 0;
643         expected_pages = (1 << be32_to_cpu(page_count_prop[0]));
644         addr_prop = of_get_flat_dt_prop(node, "reg", NULL);
645         if (addr_prop == NULL)
646                 return 0;
647         phys_addr = be64_to_cpu(addr_prop[0]);
648         block_size = be64_to_cpu(addr_prop[1]);
649         if (block_size != (16 * GB))
650                 return 0;
651         printk(KERN_INFO "Huge page(16GB) memory: "
652                         "addr = 0x%lX size = 0x%lX pages = %d\n",
653                         phys_addr, block_size, expected_pages);
654         if (phys_addr + block_size * expected_pages <= memblock_end_of_DRAM()) {
655                 memblock_reserve(phys_addr, block_size * expected_pages);
656                 pseries_add_gpage(phys_addr, block_size, expected_pages);
657         }
658         return 0;
659 }
660 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */
661
662 static void __init mmu_psize_set_default_penc(void)
663 {
664         int bpsize, apsize;
665         for (bpsize = 0; bpsize < MMU_PAGE_COUNT; bpsize++)
666                 for (apsize = 0; apsize < MMU_PAGE_COUNT; apsize++)
667                         mmu_psize_defs[bpsize].penc[apsize] = -1;
668 }
669
670 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
671
672 static bool __init might_have_hea(void)
673 {
674         /*
675          * The HEA ethernet adapter requires awareness of the
676          * GX bus. Without that awareness we can easily assume
677          * we will never see an HEA ethernet device.
678          */
679 #ifdef CONFIG_IBMEBUS
680         return !cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_207S) &&
681                 firmware_has_feature(FW_FEATURE_SPLPAR);
682 #else
683         return false;
684 #endif
685 }
686
687 #endif /* #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES */
688
689 static void __init htab_scan_page_sizes(void)
690 {
691         int rc;
692
693         /* se the invalid penc to -1 */
694         mmu_psize_set_default_penc();
695
696         /* Default to 4K pages only */
697         memcpy(mmu_psize_defs, mmu_psize_defaults,
698                sizeof(mmu_psize_defaults));
699
700         /*
701          * Try to find the available page sizes in the device-tree
702          */
703         rc = of_scan_flat_dt(htab_dt_scan_page_sizes, NULL);
704         if (rc == 0 && early_mmu_has_feature(MMU_FTR_16M_PAGE)) {
705                 /*
706                  * Nothing in the device-tree, but the CPU supports 16M pages,
707                  * so let's fallback on a known size list for 16M capable CPUs.
708                  */
709                 memcpy(mmu_psize_defs, mmu_psize_defaults_gp,
710                        sizeof(mmu_psize_defaults_gp));
711         }
712
713 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
714         if (!hugetlb_disabled && !early_radix_enabled() ) {
715                 /* Reserve 16G huge page memory sections for huge pages */
716                 of_scan_flat_dt(htab_dt_scan_hugepage_blocks, NULL);
717         }
718 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */
719 }
720
721 /*
722  * Fill in the hpte_page_sizes[] array.
723  * We go through the mmu_psize_defs[] array looking for all the
724  * supported base/actual page size combinations.  Each combination
725  * has a unique pagesize encoding (penc) value in the low bits of
726  * the LP field of the HPTE.  For actual page sizes less than 1MB,
727  * some of the upper LP bits are used for RPN bits, meaning that
728  * we need to fill in several entries in hpte_page_sizes[].
729  *
730  * In diagrammatic form, with r = RPN bits and z = page size bits:
731  *        PTE LP     actual page size
732  *    rrrr rrrz         >=8KB
733  *    rrrr rrzz         >=16KB
734  *    rrrr rzzz         >=32KB
735  *    rrrr zzzz         >=64KB
736  *    ...
737  *
738  * The zzzz bits are implementation-specific but are chosen so that
739  * no encoding for a larger page size uses the same value in its
740  * low-order N bits as the encoding for the 2^(12+N) byte page size
741  * (if it exists).
742  */
743 static void __init init_hpte_page_sizes(void)
744 {
745         long int ap, bp;
746         long int shift, penc;
747
748         for (bp = 0; bp < MMU_PAGE_COUNT; ++bp) {
749                 if (!mmu_psize_defs[bp].shift)
750                         continue;       /* not a supported page size */
751                 for (ap = bp; ap < MMU_PAGE_COUNT; ++ap) {
752                         penc = mmu_psize_defs[bp].penc[ap];
753                         if (penc == -1 || !mmu_psize_defs[ap].shift)
754                                 continue;
755                         shift = mmu_psize_defs[ap].shift - LP_SHIFT;
756                         if (shift <= 0)
757                                 continue;       /* should never happen */
758                         /*
759                          * For page sizes less than 1MB, this loop
760                          * replicates the entry for all possible values
761                          * of the rrrr bits.
762                          */
763                         while (penc < (1 << LP_BITS)) {
764                                 hpte_page_sizes[penc] = (ap << 4) | bp;
765                                 penc += 1 << shift;
766                         }
767                 }
768         }
769 }
770
771 static void __init htab_init_page_sizes(void)
772 {
773         bool aligned = true;
774         init_hpte_page_sizes();
775
776         if (!debug_pagealloc_enabled_or_kfence()) {
777                 /*
778                  * Pick a size for the linear mapping. Currently, we only
779                  * support 16M, 1M and 4K which is the default
780                  */
781                 if (IS_ENABLED(CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX) &&
782                     (unsigned long)_stext % 0x1000000) {
783                         if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_16M].shift)
784                                 pr_warn("Kernel not 16M aligned, disabling 16M linear map alignment\n");
785                         aligned = false;
786                 }
787
788                 if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_16M].shift && aligned)
789                         mmu_linear_psize = MMU_PAGE_16M;
790                 else if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_1M].shift)
791                         mmu_linear_psize = MMU_PAGE_1M;
792         }
793
794 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
795         /*
796          * Pick a size for the ordinary pages. Default is 4K, we support
797          * 64K for user mappings and vmalloc if supported by the processor.
798          * We only use 64k for ioremap if the processor
799          * (and firmware) support cache-inhibited large pages.
800          * If not, we use 4k and set mmu_ci_restrictions so that
801          * hash_page knows to switch processes that use cache-inhibited
802          * mappings to 4k pages.
803          */
804         if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_64K].shift) {
805                 mmu_virtual_psize = MMU_PAGE_64K;
806                 mmu_vmalloc_psize = MMU_PAGE_64K;
807                 if (mmu_linear_psize == MMU_PAGE_4K)
808                         mmu_linear_psize = MMU_PAGE_64K;
809                 if (mmu_has_feature(MMU_FTR_CI_LARGE_PAGE)) {
810                         /*
811                          * When running on pSeries using 64k pages for ioremap
812                          * would stop us accessing the HEA ethernet. So if we
813                          * have the chance of ever seeing one, stay at 4k.
814                          */
815                         if (!might_have_hea())
816                                 mmu_io_psize = MMU_PAGE_64K;
817                 } else
818                         mmu_ci_restrictions = 1;
819         }
820 #endif /* CONFIG_PPC_64K_PAGES */
821
822 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
823         /*
824          * We try to use 16M pages for vmemmap if that is supported
825          * and we have at least 1G of RAM at boot
826          */
827         if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_16M].shift &&
828             memblock_phys_mem_size() >= 0x40000000)
829                 mmu_vmemmap_psize = MMU_PAGE_16M;
830         else
831                 mmu_vmemmap_psize = mmu_virtual_psize;
832 #endif /* CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP */
833
834         printk(KERN_DEBUG "Page orders: linear mapping = %d, "
835                "virtual = %d, io = %d"
836 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
837                ", vmemmap = %d"
838 #endif
839                "\n",
840                mmu_psize_defs[mmu_linear_psize].shift,
841                mmu_psize_defs[mmu_virtual_psize].shift,
842                mmu_psize_defs[mmu_io_psize].shift
843 #ifdef CONFIG_SPARSEMEM_VMEMMAP
844                ,mmu_psize_defs[mmu_vmemmap_psize].shift
845 #endif
846                );
847 }
848
849 static int __init htab_dt_scan_pftsize(unsigned long node,
850                                        const char *uname, int depth,
851                                        void *data)
852 {
853         const char *type = of_get_flat_dt_prop(node, "device_type", NULL);
854         const __be32 *prop;
855
856         /* We are scanning "cpu" nodes only */
857         if (type == NULL || strcmp(type, "cpu") != 0)
858                 return 0;
859
860         prop = of_get_flat_dt_prop(node, "ibm,pft-size", NULL);
861         if (prop != NULL) {
862                 /* pft_size[0] is the NUMA CEC cookie */
863                 ppc64_pft_size = be32_to_cpu(prop[1]);
864                 return 1;
865         }
866         return 0;
867 }
868
869 unsigned htab_shift_for_mem_size(unsigned long mem_size)
870 {
871         unsigned memshift = __ilog2(mem_size);
872         unsigned pshift = mmu_psize_defs[mmu_virtual_psize].shift;
873         unsigned pteg_shift;
874
875         /* round mem_size up to next power of 2 */
876         if ((1UL << memshift) < mem_size)
877                 memshift += 1;
878
879         /* aim for 2 pages / pteg */
880         pteg_shift = memshift - (pshift + 1);
881
882         /*
883          * 2^11 PTEGS of 128 bytes each, ie. 2^18 bytes is the minimum htab
884          * size permitted by the architecture.
885          */
886         return max(pteg_shift + 7, 18U);
887 }
888
889 static unsigned long __init htab_get_table_size(void)
890 {
891         /*
892          * If hash size isn't already provided by the platform, we try to
893          * retrieve it from the device-tree. If it's not there neither, we
894          * calculate it now based on the total RAM size
895          */
896         if (ppc64_pft_size == 0)
897                 of_scan_flat_dt(htab_dt_scan_pftsize, NULL);
898         if (ppc64_pft_size)
899                 return 1UL << ppc64_pft_size;
900
901         return 1UL << htab_shift_for_mem_size(memblock_phys_mem_size());
902 }
903
904 #ifdef CONFIG_MEMORY_HOTPLUG
905 static int resize_hpt_for_hotplug(unsigned long new_mem_size)
906 {
907         unsigned target_hpt_shift;
908
909         if (!mmu_hash_ops.resize_hpt)
910                 return 0;
911
912         target_hpt_shift = htab_shift_for_mem_size(new_mem_size);
913
914         /*
915          * To avoid lots of HPT resizes if memory size is fluctuating
916          * across a boundary, we deliberately have some hysterisis
917          * here: we immediately increase the HPT size if the target
918          * shift exceeds the current shift, but we won't attempt to
919          * reduce unless the target shift is at least 2 below the
920          * current shift
921          */
922         if (target_hpt_shift > ppc64_pft_size ||
923             target_hpt_shift < ppc64_pft_size - 1)
924                 return mmu_hash_ops.resize_hpt(target_hpt_shift);
925
926         return 0;
927 }
928
929 int hash__create_section_mapping(unsigned long start, unsigned long end,
930                                  int nid, pgprot_t prot)
931 {
932         int rc;
933
934         if (end >= H_VMALLOC_START) {
935                 pr_warn("Outside the supported range\n");
936                 return -1;
937         }
938
939         resize_hpt_for_hotplug(memblock_phys_mem_size());
940
941         rc = htab_bolt_mapping(start, end, __pa(start),
942                                pgprot_val(prot), mmu_linear_psize,
943                                mmu_kernel_ssize);
944
945         if (rc < 0) {
946                 int rc2 = htab_remove_mapping(start, end, mmu_linear_psize,
947                                               mmu_kernel_ssize);
948                 BUG_ON(rc2 && (rc2 != -ENOENT));
949         }
950         return rc;
951 }
952
953 int hash__remove_section_mapping(unsigned long start, unsigned long end)
954 {
955         int rc = htab_remove_mapping(start, end, mmu_linear_psize,
956                                      mmu_kernel_ssize);
957
958         if (resize_hpt_for_hotplug(memblock_phys_mem_size()) == -ENOSPC)
959                 pr_warn("Hash collision while resizing HPT\n");
960
961         return rc;
962 }
963 #endif /* CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
964
965 static void __init hash_init_partition_table(phys_addr_t hash_table,
966                                              unsigned long htab_size)
967 {
968         mmu_partition_table_init();
969
970         /*
971          * PS field (VRMA page size) is not used for LPID 0, hence set to 0.
972          * For now, UPRT is 0 and we have no segment table.
973          */
974         htab_size =  __ilog2(htab_size) - 18;
975         mmu_partition_table_set_entry(0, hash_table | htab_size, 0, false);
976         pr_info("Partition table %p\n", partition_tb);
977 }
978
979 static void __init htab_initialize(void)
980 {
981         unsigned long table;
982         unsigned long pteg_count;
983         unsigned long prot;
984         phys_addr_t base = 0, size = 0, end;
985         u64 i;
986
987         DBG(" -> htab_initialize()\n");
988
989         if (mmu_has_feature(MMU_FTR_1T_SEGMENT)) {
990                 mmu_kernel_ssize = MMU_SEGSIZE_1T;
991                 mmu_highuser_ssize = MMU_SEGSIZE_1T;
992                 printk(KERN_INFO "Using 1TB segments\n");
993         }
994
995         if (stress_slb_enabled)
996                 static_branch_enable(&stress_slb_key);
997
998         /*
999          * Calculate the required size of the htab.  We want the number of
1000          * PTEGs to equal one half the number of real pages.
1001          */
1002         htab_size_bytes = htab_get_table_size();
1003         pteg_count = htab_size_bytes >> 7;
1004
1005         htab_hash_mask = pteg_count - 1;
1006
1007         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR) ||
1008             firmware_has_feature(FW_FEATURE_PS3_LV1)) {
1009                 /* Using a hypervisor which owns the htab */
1010                 htab_address = NULL;
1011                 _SDR1 = 0;
1012 #ifdef CONFIG_FA_DUMP
1013                 /*
1014                  * If firmware assisted dump is active firmware preserves
1015                  * the contents of htab along with entire partition memory.
1016                  * Clear the htab if firmware assisted dump is active so
1017                  * that we dont end up using old mappings.
1018                  */
1019                 if (is_fadump_active() && mmu_hash_ops.hpte_clear_all)
1020                         mmu_hash_ops.hpte_clear_all();
1021 #endif
1022         } else {
1023                 unsigned long limit = MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE;
1024
1025 #ifdef CONFIG_PPC_CELL
1026                 /*
1027                  * Cell may require the hash table down low when using the
1028                  * Axon IOMMU in order to fit the dynamic region over it, see
1029                  * comments in cell/iommu.c
1030                  */
1031                 if (fdt_subnode_offset(initial_boot_params, 0, "axon") > 0) {
1032                         limit = 0x80000000;
1033                         pr_info("Hash table forced below 2G for Axon IOMMU\n");
1034                 }
1035 #endif /* CONFIG_PPC_CELL */
1036
1037                 table = memblock_phys_alloc_range(htab_size_bytes,
1038                                                   htab_size_bytes,
1039                                                   0, limit);
1040                 if (!table)
1041                         panic("ERROR: Failed to allocate %pa bytes below %pa\n",
1042                               &htab_size_bytes, &limit);
1043
1044                 DBG("Hash table allocated at %lx, size: %lx\n", table,
1045                     htab_size_bytes);
1046
1047                 htab_address = __va(table);
1048
1049                 /* htab absolute addr + encoded htabsize */
1050                 _SDR1 = table + __ilog2(htab_size_bytes) - 18;
1051
1052                 /* Initialize the HPT with no entries */
1053                 memset((void *)table, 0, htab_size_bytes);
1054
1055                 if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
1056                         /* Set SDR1 */
1057                         mtspr(SPRN_SDR1, _SDR1);
1058                 else
1059                         hash_init_partition_table(table, htab_size_bytes);
1060         }
1061
1062         prot = pgprot_val(PAGE_KERNEL);
1063
1064         if (debug_pagealloc_enabled_or_kfence()) {
1065                 linear_map_hash_count = memblock_end_of_DRAM() >> PAGE_SHIFT;
1066                 linear_map_hash_slots = memblock_alloc_try_nid(
1067                                 linear_map_hash_count, 1, MEMBLOCK_LOW_LIMIT,
1068                                 ppc64_rma_size, NUMA_NO_NODE);
1069                 if (!linear_map_hash_slots)
1070                         panic("%s: Failed to allocate %lu bytes max_addr=%pa\n",
1071                               __func__, linear_map_hash_count, &ppc64_rma_size);
1072         }
1073
1074         /* create bolted the linear mapping in the hash table */
1075         for_each_mem_range(i, &base, &end) {
1076                 size = end - base;
1077                 base = (unsigned long)__va(base);
1078
1079                 DBG("creating mapping for region: %lx..%lx (prot: %lx)\n",
1080                     base, size, prot);
1081
1082                 if ((base + size) >= H_VMALLOC_START) {
1083                         pr_warn("Outside the supported range\n");
1084                         continue;
1085                 }
1086
1087                 BUG_ON(htab_bolt_mapping(base, base + size, __pa(base),
1088                                 prot, mmu_linear_psize, mmu_kernel_ssize));
1089         }
1090         memblock_set_current_limit(MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE);
1091
1092         /*
1093          * If we have a memory_limit and we've allocated TCEs then we need to
1094          * explicitly map the TCE area at the top of RAM. We also cope with the
1095          * case that the TCEs start below memory_limit.
1096          * tce_alloc_start/end are 16MB aligned so the mapping should work
1097          * for either 4K or 16MB pages.
1098          */
1099         if (tce_alloc_start) {
1100                 tce_alloc_start = (unsigned long)__va(tce_alloc_start);
1101                 tce_alloc_end = (unsigned long)__va(tce_alloc_end);
1102
1103                 if (base + size >= tce_alloc_start)
1104                         tce_alloc_start = base + size + 1;
1105
1106                 BUG_ON(htab_bolt_mapping(tce_alloc_start, tce_alloc_end,
1107                                          __pa(tce_alloc_start), prot,
1108                                          mmu_linear_psize, mmu_kernel_ssize));
1109         }
1110
1111
1112         DBG(" <- htab_initialize()\n");
1113 }
1114 #undef KB
1115 #undef MB
1116
1117 void __init hash__early_init_devtree(void)
1118 {
1119         /* Initialize segment sizes */
1120         of_scan_flat_dt(htab_dt_scan_seg_sizes, NULL);
1121
1122         /* Initialize page sizes */
1123         htab_scan_page_sizes();
1124 }
1125
1126 static struct hash_mm_context init_hash_mm_context;
1127 void __init hash__early_init_mmu(void)
1128 {
1129 #ifndef CONFIG_PPC_64K_PAGES
1130         /*
1131          * We have code in __hash_page_4K() and elsewhere, which assumes it can
1132          * do the following:
1133          *   new_pte |= (slot << H_PAGE_F_GIX_SHIFT) & (H_PAGE_F_SECOND | H_PAGE_F_GIX);
1134          *
1135          * Where the slot number is between 0-15, and values of 8-15 indicate
1136          * the secondary bucket. For that code to work H_PAGE_F_SECOND and
1137          * H_PAGE_F_GIX must occupy four contiguous bits in the PTE, and
1138          * H_PAGE_F_SECOND must be placed above H_PAGE_F_GIX. Assert that here
1139          * with a BUILD_BUG_ON().
1140          */
1141         BUILD_BUG_ON(H_PAGE_F_SECOND != (1ul  << (H_PAGE_F_GIX_SHIFT + 3)));
1142 #endif /* CONFIG_PPC_64K_PAGES */
1143
1144         htab_init_page_sizes();
1145
1146         /*
1147          * initialize page table size
1148          */
1149         __pte_frag_nr = H_PTE_FRAG_NR;
1150         __pte_frag_size_shift = H_PTE_FRAG_SIZE_SHIFT;
1151         __pmd_frag_nr = H_PMD_FRAG_NR;
1152         __pmd_frag_size_shift = H_PMD_FRAG_SIZE_SHIFT;
1153
1154         __pte_index_size = H_PTE_INDEX_SIZE;
1155         __pmd_index_size = H_PMD_INDEX_SIZE;
1156         __pud_index_size = H_PUD_INDEX_SIZE;
1157         __pgd_index_size = H_PGD_INDEX_SIZE;
1158         __pud_cache_index = H_PUD_CACHE_INDEX;
1159         __pte_table_size = H_PTE_TABLE_SIZE;
1160         __pmd_table_size = H_PMD_TABLE_SIZE;
1161         __pud_table_size = H_PUD_TABLE_SIZE;
1162         __pgd_table_size = H_PGD_TABLE_SIZE;
1163         /*
1164          * 4k use hugepd format, so for hash set then to
1165          * zero
1166          */
1167         __pmd_val_bits = HASH_PMD_VAL_BITS;
1168         __pud_val_bits = HASH_PUD_VAL_BITS;
1169         __pgd_val_bits = HASH_PGD_VAL_BITS;
1170
1171         __kernel_virt_start = H_KERN_VIRT_START;
1172         __vmalloc_start = H_VMALLOC_START;
1173         __vmalloc_end = H_VMALLOC_END;
1174         __kernel_io_start = H_KERN_IO_START;
1175         __kernel_io_end = H_KERN_IO_END;
1176         vmemmap = (struct page *)H_VMEMMAP_START;
1177         ioremap_bot = IOREMAP_BASE;
1178
1179 #ifdef CONFIG_PCI
1180         pci_io_base = ISA_IO_BASE;
1181 #endif
1182
1183         /* Select appropriate backend */
1184         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_PS3_LV1))
1185                 ps3_early_mm_init();
1186         else if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR))
1187                 hpte_init_pseries();
1188         else if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_HASH_MMU_NATIVE))
1189                 hpte_init_native();
1190
1191         if (!mmu_hash_ops.hpte_insert)
1192                 panic("hash__early_init_mmu: No MMU hash ops defined!\n");
1193
1194         /*
1195          * Initialize the MMU Hash table and create the linear mapping
1196          * of memory. Has to be done before SLB initialization as this is
1197          * currently where the page size encoding is obtained.
1198          */
1199         htab_initialize();
1200
1201         init_mm.context.hash_context = &init_hash_mm_context;
1202         mm_ctx_set_slb_addr_limit(&init_mm.context, SLB_ADDR_LIMIT_DEFAULT);
1203
1204         pr_info("Initializing hash mmu with SLB\n");
1205         /* Initialize SLB management */
1206         slb_initialize();
1207
1208         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_206)
1209                         && cpu_has_feature(CPU_FTR_HVMODE))
1210                 tlbiel_all();
1211 }
1212
1213 #ifdef CONFIG_SMP
1214 void hash__early_init_mmu_secondary(void)
1215 {
1216         /* Initialize hash table for that CPU */
1217         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR)) {
1218
1219                 if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
1220                         mtspr(SPRN_SDR1, _SDR1);
1221                 else
1222                         set_ptcr_when_no_uv(__pa(partition_tb) |
1223                                             (PATB_SIZE_SHIFT - 12));
1224         }
1225         /* Initialize SLB */
1226         slb_initialize();
1227
1228         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_206)
1229                         && cpu_has_feature(CPU_FTR_HVMODE))
1230                 tlbiel_all();
1231
1232 #ifdef CONFIG_PPC_MEM_KEYS
1233         if (mmu_has_feature(MMU_FTR_PKEY))
1234                 mtspr(SPRN_UAMOR, default_uamor);
1235 #endif
1236 }
1237 #endif /* CONFIG_SMP */
1238
1239 /*
1240  * Called by asm hashtable.S for doing lazy icache flush
1241  */
1242 unsigned int hash_page_do_lazy_icache(unsigned int pp, pte_t pte, int trap)
1243 {
1244         struct page *page;
1245
1246         if (!pfn_valid(pte_pfn(pte)))
1247                 return pp;
1248
1249         page = pte_page(pte);
1250
1251         /* page is dirty */
1252         if (!test_bit(PG_dcache_clean, &page->flags) && !PageReserved(page)) {
1253                 if (trap == INTERRUPT_INST_STORAGE) {
1254                         flush_dcache_icache_page(page);
1255                         set_bit(PG_dcache_clean, &page->flags);
1256                 } else
1257                         pp |= HPTE_R_N;
1258         }
1259         return pp;
1260 }
1261
1262 static unsigned int get_paca_psize(unsigned long addr)
1263 {
1264         unsigned char *psizes;
1265         unsigned long index, mask_index;
1266
1267         if (addr < SLICE_LOW_TOP) {
1268                 psizes = get_paca()->mm_ctx_low_slices_psize;
1269                 index = GET_LOW_SLICE_INDEX(addr);
1270         } else {
1271                 psizes = get_paca()->mm_ctx_high_slices_psize;
1272                 index = GET_HIGH_SLICE_INDEX(addr);
1273         }
1274         mask_index = index & 0x1;
1275         return (psizes[index >> 1] >> (mask_index * 4)) & 0xF;
1276 }
1277
1278
1279 /*
1280  * Demote a segment to using 4k pages.
1281  * For now this makes the whole process use 4k pages.
1282  */
1283 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
1284 void demote_segment_4k(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
1285 {
1286         if (get_slice_psize(mm, addr) == MMU_PAGE_4K)
1287                 return;
1288         slice_set_range_psize(mm, addr, 1, MMU_PAGE_4K);
1289         copro_flush_all_slbs(mm);
1290         if ((get_paca_psize(addr) != MMU_PAGE_4K) && (current->mm == mm)) {
1291
1292                 copy_mm_to_paca(mm);
1293                 slb_flush_and_restore_bolted();
1294         }
1295 }
1296 #endif /* CONFIG_PPC_64K_PAGES */
1297
1298 #ifdef CONFIG_PPC_SUBPAGE_PROT
1299 /*
1300  * This looks up a 2-bit protection code for a 4k subpage of a 64k page.
1301  * Userspace sets the subpage permissions using the subpage_prot system call.
1302  *
1303  * Result is 0: full permissions, _PAGE_RW: read-only,
1304  * _PAGE_RWX: no access.
1305  */
1306 static int subpage_protection(struct mm_struct *mm, unsigned long ea)
1307 {
1308         struct subpage_prot_table *spt = mm_ctx_subpage_prot(&mm->context);
1309         u32 spp = 0;
1310         u32 **sbpm, *sbpp;
1311
1312         if (!spt)
1313                 return 0;
1314
1315         if (ea >= spt->maxaddr)
1316                 return 0;
1317         if (ea < 0x100000000UL) {
1318                 /* addresses below 4GB use spt->low_prot */
1319                 sbpm = spt->low_prot;
1320         } else {
1321                 sbpm = spt->protptrs[ea >> SBP_L3_SHIFT];
1322                 if (!sbpm)
1323                         return 0;
1324         }
1325         sbpp = sbpm[(ea >> SBP_L2_SHIFT) & (SBP_L2_COUNT - 1)];
1326         if (!sbpp)
1327                 return 0;
1328         spp = sbpp[(ea >> PAGE_SHIFT) & (SBP_L1_COUNT - 1)];
1329
1330         /* extract 2-bit bitfield for this 4k subpage */
1331         spp >>= 30 - 2 * ((ea >> 12) & 0xf);
1332
1333         /*
1334          * 0 -> full permission
1335          * 1 -> Read only
1336          * 2 -> no access.
1337          * We return the flag that need to be cleared.
1338          */
1339         spp = ((spp & 2) ? _PAGE_RWX : 0) | ((spp & 1) ? _PAGE_WRITE : 0);
1340         return spp;
1341 }
1342
1343 #else /* CONFIG_PPC_SUBPAGE_PROT */
1344 static inline int subpage_protection(struct mm_struct *mm, unsigned long ea)
1345 {
1346         return 0;
1347 }
1348 #endif
1349
1350 void hash_failure_debug(unsigned long ea, unsigned long access,
1351                         unsigned long vsid, unsigned long trap,
1352                         int ssize, int psize, int lpsize, unsigned long pte)
1353 {
1354         if (!printk_ratelimit())
1355                 return;
1356         pr_info("mm: Hashing failure ! EA=0x%lx access=0x%lx current=%s\n",
1357                 ea, access, current->comm);
1358         pr_info("    trap=0x%lx vsid=0x%lx ssize=%d base psize=%d psize %d pte=0x%lx\n",
1359                 trap, vsid, ssize, psize, lpsize, pte);
1360 }
1361
1362 static void check_paca_psize(unsigned long ea, struct mm_struct *mm,
1363                              int psize, bool user_region)
1364 {
1365         if (user_region) {
1366                 if (psize != get_paca_psize(ea)) {
1367                         copy_mm_to_paca(mm);
1368                         slb_flush_and_restore_bolted();
1369                 }
1370         } else if (get_paca()->vmalloc_sllp !=
1371                    mmu_psize_defs[mmu_vmalloc_psize].sllp) {
1372                 get_paca()->vmalloc_sllp =
1373                         mmu_psize_defs[mmu_vmalloc_psize].sllp;
1374                 slb_vmalloc_update();
1375         }
1376 }
1377
1378 /*
1379  * Result code is:
1380  *  0 - handled
1381  *  1 - normal page fault
1382  * -1 - critical hash insertion error
1383  * -2 - access not permitted by subpage protection mechanism
1384  */
1385 int hash_page_mm(struct mm_struct *mm, unsigned long ea,
1386                  unsigned long access, unsigned long trap,
1387                  unsigned long flags)
1388 {
1389         bool is_thp;
1390         pgd_t *pgdir;
1391         unsigned long vsid;
1392         pte_t *ptep;
1393         unsigned hugeshift;
1394         int rc, user_region = 0;
1395         int psize, ssize;
1396
1397         DBG_LOW("hash_page(ea=%016lx, access=%lx, trap=%lx\n",
1398                 ea, access, trap);
1399         trace_hash_fault(ea, access, trap);
1400
1401         /* Get region & vsid */
1402         switch (get_region_id(ea)) {
1403         case USER_REGION_ID:
1404                 user_region = 1;
1405                 if (! mm) {
1406                         DBG_LOW(" user region with no mm !\n");
1407                         rc = 1;
1408                         goto bail;
1409                 }
1410                 psize = get_slice_psize(mm, ea);
1411                 ssize = user_segment_size(ea);
1412                 vsid = get_user_vsid(&mm->context, ea, ssize);
1413                 break;
1414         case VMALLOC_REGION_ID:
1415                 vsid = get_kernel_vsid(ea, mmu_kernel_ssize);
1416                 psize = mmu_vmalloc_psize;
1417                 ssize = mmu_kernel_ssize;
1418                 flags |= HPTE_USE_KERNEL_KEY;
1419                 break;
1420
1421         case IO_REGION_ID:
1422                 vsid = get_kernel_vsid(ea, mmu_kernel_ssize);
1423                 psize = mmu_io_psize;
1424                 ssize = mmu_kernel_ssize;
1425                 flags |= HPTE_USE_KERNEL_KEY;
1426                 break;
1427         default:
1428                 /*
1429                  * Not a valid range
1430                  * Send the problem up to do_page_fault()
1431                  */
1432                 rc = 1;
1433                 goto bail;
1434         }
1435         DBG_LOW(" mm=%p, mm->pgdir=%p, vsid=%016lx\n", mm, mm->pgd, vsid);
1436
1437         /* Bad address. */
1438         if (!vsid) {
1439                 DBG_LOW("Bad address!\n");
1440                 rc = 1;
1441                 goto bail;
1442         }
1443         /* Get pgdir */
1444         pgdir = mm->pgd;
1445         if (pgdir == NULL) {
1446                 rc = 1;
1447                 goto bail;
1448         }
1449
1450         /* Check CPU locality */
1451         if (user_region && mm_is_thread_local(mm))
1452                 flags |= HPTE_LOCAL_UPDATE;
1453
1454 #ifndef CONFIG_PPC_64K_PAGES
1455         /*
1456          * If we use 4K pages and our psize is not 4K, then we might
1457          * be hitting a special driver mapping, and need to align the
1458          * address before we fetch the PTE.
1459          *
1460          * It could also be a hugepage mapping, in which case this is
1461          * not necessary, but it's not harmful, either.
1462          */
1463         if (psize != MMU_PAGE_4K)
1464                 ea &= ~((1ul << mmu_psize_defs[psize].shift) - 1);
1465 #endif /* CONFIG_PPC_64K_PAGES */
1466
1467         /* Get PTE and page size from page tables */
1468         ptep = find_linux_pte(pgdir, ea, &is_thp, &hugeshift);
1469         if (ptep == NULL || !pte_present(*ptep)) {
1470                 DBG_LOW(" no PTE !\n");
1471                 rc = 1;
1472                 goto bail;
1473         }
1474
1475         /*
1476          * Add _PAGE_PRESENT to the required access perm. If there are parallel
1477          * updates to the pte that can possibly clear _PAGE_PTE, catch that too.
1478          *
1479          * We can safely use the return pte address in rest of the function
1480          * because we do set H_PAGE_BUSY which prevents further updates to pte
1481          * from generic code.
1482          */
1483         access |= _PAGE_PRESENT | _PAGE_PTE;
1484
1485         /*
1486          * Pre-check access permissions (will be re-checked atomically
1487          * in __hash_page_XX but this pre-check is a fast path
1488          */
1489         if (!check_pte_access(access, pte_val(*ptep))) {
1490                 DBG_LOW(" no access !\n");
1491                 rc = 1;
1492                 goto bail;
1493         }
1494
1495         if (hugeshift) {
1496                 if (is_thp)
1497                         rc = __hash_page_thp(ea, access, vsid, (pmd_t *)ptep,
1498                                              trap, flags, ssize, psize);
1499 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
1500                 else
1501                         rc = __hash_page_huge(ea, access, vsid, ptep, trap,
1502                                               flags, ssize, hugeshift, psize);
1503 #else
1504                 else {
1505                         /*
1506                          * if we have hugeshift, and is not transhuge with
1507                          * hugetlb disabled, something is really wrong.
1508                          */
1509                         rc = 1;
1510                         WARN_ON(1);
1511                 }
1512 #endif
1513                 if (current->mm == mm)
1514                         check_paca_psize(ea, mm, psize, user_region);
1515
1516                 goto bail;
1517         }
1518
1519 #ifndef CONFIG_PPC_64K_PAGES
1520         DBG_LOW(" i-pte: %016lx\n", pte_val(*ptep));
1521 #else
1522         DBG_LOW(" i-pte: %016lx %016lx\n", pte_val(*ptep),
1523                 pte_val(*(ptep + PTRS_PER_PTE)));
1524 #endif
1525         /* Do actual hashing */
1526 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
1527         /* If H_PAGE_4K_PFN is set, make sure this is a 4k segment */
1528         if ((pte_val(*ptep) & H_PAGE_4K_PFN) && psize == MMU_PAGE_64K) {
1529                 demote_segment_4k(mm, ea);
1530                 psize = MMU_PAGE_4K;
1531         }
1532
1533         /*
1534          * If this PTE is non-cacheable and we have restrictions on
1535          * using non cacheable large pages, then we switch to 4k
1536          */
1537         if (mmu_ci_restrictions && psize == MMU_PAGE_64K && pte_ci(*ptep)) {
1538                 if (user_region) {
1539                         demote_segment_4k(mm, ea);
1540                         psize = MMU_PAGE_4K;
1541                 } else if (ea < VMALLOC_END) {
1542                         /*
1543                          * some driver did a non-cacheable mapping
1544                          * in vmalloc space, so switch vmalloc
1545                          * to 4k pages
1546                          */
1547                         printk(KERN_ALERT "Reducing vmalloc segment "
1548                                "to 4kB pages because of "
1549                                "non-cacheable mapping\n");
1550                         psize = mmu_vmalloc_psize = MMU_PAGE_4K;
1551                         copro_flush_all_slbs(mm);
1552                 }
1553         }
1554
1555 #endif /* CONFIG_PPC_64K_PAGES */
1556
1557         if (current->mm == mm)
1558                 check_paca_psize(ea, mm, psize, user_region);
1559
1560 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
1561         if (psize == MMU_PAGE_64K)
1562                 rc = __hash_page_64K(ea, access, vsid, ptep, trap,
1563                                      flags, ssize);
1564         else
1565 #endif /* CONFIG_PPC_64K_PAGES */
1566         {
1567                 int spp = subpage_protection(mm, ea);
1568                 if (access & spp)
1569                         rc = -2;
1570                 else
1571                         rc = __hash_page_4K(ea, access, vsid, ptep, trap,
1572                                             flags, ssize, spp);
1573         }
1574
1575         /*
1576          * Dump some info in case of hash insertion failure, they should
1577          * never happen so it is really useful to know if/when they do
1578          */
1579         if (rc == -1)
1580                 hash_failure_debug(ea, access, vsid, trap, ssize, psize,
1581                                    psize, pte_val(*ptep));
1582 #ifndef CONFIG_PPC_64K_PAGES
1583         DBG_LOW(" o-pte: %016lx\n", pte_val(*ptep));
1584 #else
1585         DBG_LOW(" o-pte: %016lx %016lx\n", pte_val(*ptep),
1586                 pte_val(*(ptep + PTRS_PER_PTE)));
1587 #endif
1588         DBG_LOW(" -> rc=%d\n", rc);
1589
1590 bail:
1591         return rc;
1592 }
1593 EXPORT_SYMBOL_GPL(hash_page_mm);
1594
1595 int hash_page(unsigned long ea, unsigned long access, unsigned long trap,
1596               unsigned long dsisr)
1597 {
1598         unsigned long flags = 0;
1599         struct mm_struct *mm = current->mm;
1600
1601         if ((get_region_id(ea) == VMALLOC_REGION_ID) ||
1602             (get_region_id(ea) == IO_REGION_ID))
1603                 mm = &init_mm;
1604
1605         if (dsisr & DSISR_NOHPTE)
1606                 flags |= HPTE_NOHPTE_UPDATE;
1607
1608         return hash_page_mm(mm, ea, access, trap, flags);
1609 }
1610 EXPORT_SYMBOL_GPL(hash_page);
1611
1612 DEFINE_INTERRUPT_HANDLER(do_hash_fault)
1613 {
1614         unsigned long ea = regs->dar;
1615         unsigned long dsisr = regs->dsisr;
1616         unsigned long access = _PAGE_PRESENT | _PAGE_READ;
1617         unsigned long flags = 0;
1618         struct mm_struct *mm;
1619         unsigned int region_id;
1620         long err;
1621
1622         if (unlikely(dsisr & (DSISR_BAD_FAULT_64S | DSISR_KEYFAULT))) {
1623                 hash__do_page_fault(regs);
1624                 return;
1625         }
1626
1627         region_id = get_region_id(ea);
1628         if ((region_id == VMALLOC_REGION_ID) || (region_id == IO_REGION_ID))
1629                 mm = &init_mm;
1630         else
1631                 mm = current->mm;
1632
1633         if (dsisr & DSISR_NOHPTE)
1634                 flags |= HPTE_NOHPTE_UPDATE;
1635
1636         if (dsisr & DSISR_ISSTORE)
1637                 access |= _PAGE_WRITE;
1638         /*
1639          * We set _PAGE_PRIVILEGED only when
1640          * kernel mode access kernel space.
1641          *
1642          * _PAGE_PRIVILEGED is NOT set
1643          * 1) when kernel mode access user space
1644          * 2) user space access kernel space.
1645          */
1646         access |= _PAGE_PRIVILEGED;
1647         if (user_mode(regs) || (region_id == USER_REGION_ID))
1648                 access &= ~_PAGE_PRIVILEGED;
1649
1650         if (TRAP(regs) == INTERRUPT_INST_STORAGE)
1651                 access |= _PAGE_EXEC;
1652
1653         err = hash_page_mm(mm, ea, access, TRAP(regs), flags);
1654         if (unlikely(err < 0)) {
1655                 // failed to insert a hash PTE due to an hypervisor error
1656                 if (user_mode(regs)) {
1657                         if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_SUBPAGE_PROT) && err == -2)
1658                                 _exception(SIGSEGV, regs, SEGV_ACCERR, ea);
1659                         else
1660                                 _exception(SIGBUS, regs, BUS_ADRERR, ea);
1661                 } else {
1662                         bad_page_fault(regs, SIGBUS);
1663                 }
1664                 err = 0;
1665
1666         } else if (err) {
1667                 hash__do_page_fault(regs);
1668         }
1669 }
1670
1671 static bool should_hash_preload(struct mm_struct *mm, unsigned long ea)
1672 {
1673         int psize = get_slice_psize(mm, ea);
1674
1675         /* We only prefault standard pages for now */
1676         if (unlikely(psize != mm_ctx_user_psize(&mm->context)))
1677                 return false;
1678
1679         /*
1680          * Don't prefault if subpage protection is enabled for the EA.
1681          */
1682         if (unlikely((psize == MMU_PAGE_4K) && subpage_protection(mm, ea)))
1683                 return false;
1684
1685         return true;
1686 }
1687
1688 static void hash_preload(struct mm_struct *mm, pte_t *ptep, unsigned long ea,
1689                          bool is_exec, unsigned long trap)
1690 {
1691         unsigned long vsid;
1692         pgd_t *pgdir;
1693         int rc, ssize, update_flags = 0;
1694         unsigned long access = _PAGE_PRESENT | _PAGE_READ | (is_exec ? _PAGE_EXEC : 0);
1695         unsigned long flags;
1696
1697         BUG_ON(get_region_id(ea) != USER_REGION_ID);
1698
1699         if (!should_hash_preload(mm, ea))
1700                 return;
1701
1702         DBG_LOW("hash_preload(mm=%p, mm->pgdir=%p, ea=%016lx, access=%lx,"
1703                 " trap=%lx\n", mm, mm->pgd, ea, access, trap);
1704
1705         /* Get Linux PTE if available */
1706         pgdir = mm->pgd;
1707         if (pgdir == NULL)
1708                 return;
1709
1710         /* Get VSID */
1711         ssize = user_segment_size(ea);
1712         vsid = get_user_vsid(&mm->context, ea, ssize);
1713         if (!vsid)
1714                 return;
1715
1716 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
1717         /* If either H_PAGE_4K_PFN or cache inhibited is set (and we are on
1718          * a 64K kernel), then we don't preload, hash_page() will take
1719          * care of it once we actually try to access the page.
1720          * That way we don't have to duplicate all of the logic for segment
1721          * page size demotion here
1722          * Called with  PTL held, hence can be sure the value won't change in
1723          * between.
1724          */
1725         if ((pte_val(*ptep) & H_PAGE_4K_PFN) || pte_ci(*ptep))
1726                 return;
1727 #endif /* CONFIG_PPC_64K_PAGES */
1728
1729         /*
1730          * __hash_page_* must run with interrupts off, including PMI interrupts
1731          * off, as it sets the H_PAGE_BUSY bit.
1732          *
1733          * It's otherwise possible for perf interrupts to hit at any time and
1734          * may take a hash fault reading the user stack, which could take a
1735          * hash miss and deadlock on the same H_PAGE_BUSY bit.
1736          *
1737          * Interrupts must also be off for the duration of the
1738          * mm_is_thread_local test and update, to prevent preempt running the
1739          * mm on another CPU (XXX: this may be racy vs kthread_use_mm).
1740          */
1741         powerpc_local_irq_pmu_save(flags);
1742
1743         /* Is that local to this CPU ? */
1744         if (mm_is_thread_local(mm))
1745                 update_flags |= HPTE_LOCAL_UPDATE;
1746
1747         /* Hash it in */
1748 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
1749         if (mm_ctx_user_psize(&mm->context) == MMU_PAGE_64K)
1750                 rc = __hash_page_64K(ea, access, vsid, ptep, trap,
1751                                      update_flags, ssize);
1752         else
1753 #endif /* CONFIG_PPC_64K_PAGES */
1754                 rc = __hash_page_4K(ea, access, vsid, ptep, trap, update_flags,
1755                                     ssize, subpage_protection(mm, ea));
1756
1757         /* Dump some info in case of hash insertion failure, they should
1758          * never happen so it is really useful to know if/when they do
1759          */
1760         if (rc == -1)
1761                 hash_failure_debug(ea, access, vsid, trap, ssize,
1762                                    mm_ctx_user_psize(&mm->context),
1763                                    mm_ctx_user_psize(&mm->context),
1764                                    pte_val(*ptep));
1765
1766         powerpc_local_irq_pmu_restore(flags);
1767 }
1768
1769 /*
1770  * This is called at the end of handling a user page fault, when the
1771  * fault has been handled by updating a PTE in the linux page tables.
1772  * We use it to preload an HPTE into the hash table corresponding to
1773  * the updated linux PTE.
1774  *
1775  * This must always be called with the pte lock held.
1776  */
1777 void __update_mmu_cache(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
1778                       pte_t *ptep)
1779 {
1780         /*
1781          * We don't need to worry about _PAGE_PRESENT here because we are
1782          * called with either mm->page_table_lock held or ptl lock held
1783          */
1784         unsigned long trap;
1785         bool is_exec;
1786
1787         /* We only want HPTEs for linux PTEs that have _PAGE_ACCESSED set */
1788         if (!pte_young(*ptep) || address >= TASK_SIZE)
1789                 return;
1790
1791         /*
1792          * We try to figure out if we are coming from an instruction
1793          * access fault and pass that down to __hash_page so we avoid
1794          * double-faulting on execution of fresh text. We have to test
1795          * for regs NULL since init will get here first thing at boot.
1796          *
1797          * We also avoid filling the hash if not coming from a fault.
1798          */
1799
1800         trap = current->thread.regs ? TRAP(current->thread.regs) : 0UL;
1801         switch (trap) {
1802         case 0x300:
1803                 is_exec = false;
1804                 break;
1805         case 0x400:
1806                 is_exec = true;
1807                 break;
1808         default:
1809                 return;
1810         }
1811
1812         hash_preload(vma->vm_mm, ptep, address, is_exec, trap);
1813 }
1814
1815 #ifdef CONFIG_PPC_TRANSACTIONAL_MEM
1816 static inline void tm_flush_hash_page(int local)
1817 {
1818         /*
1819          * Transactions are not aborted by tlbiel, only tlbie. Without, syncing a
1820          * page back to a block device w/PIO could pick up transactional data
1821          * (bad!) so we force an abort here. Before the sync the page will be
1822          * made read-only, which will flush_hash_page. BIG ISSUE here: if the
1823          * kernel uses a page from userspace without unmapping it first, it may
1824          * see the speculated version.
1825          */
1826         if (local && cpu_has_feature(CPU_FTR_TM) && current->thread.regs &&
1827             MSR_TM_ACTIVE(current->thread.regs->msr)) {
1828                 tm_enable();
1829                 tm_abort(TM_CAUSE_TLBI);
1830         }
1831 }
1832 #else
1833 static inline void tm_flush_hash_page(int local)
1834 {
1835 }
1836 #endif
1837
1838 /*
1839  * Return the global hash slot, corresponding to the given PTE, which contains
1840  * the HPTE.
1841  */
1842 unsigned long pte_get_hash_gslot(unsigned long vpn, unsigned long shift,
1843                 int ssize, real_pte_t rpte, unsigned int subpg_index)
1844 {
1845         unsigned long hash, gslot, hidx;
1846
1847         hash = hpt_hash(vpn, shift, ssize);
1848         hidx = __rpte_to_hidx(rpte, subpg_index);
1849         if (hidx & _PTEIDX_SECONDARY)
1850                 hash = ~hash;
1851         gslot = (hash & htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP;
1852         gslot += hidx & _PTEIDX_GROUP_IX;
1853         return gslot;
1854 }
1855
1856 void flush_hash_page(unsigned long vpn, real_pte_t pte, int psize, int ssize,
1857                      unsigned long flags)
1858 {
1859         unsigned long index, shift, gslot;
1860         int local = flags & HPTE_LOCAL_UPDATE;
1861
1862         DBG_LOW("flush_hash_page(vpn=%016lx)\n", vpn);
1863         pte_iterate_hashed_subpages(pte, psize, vpn, index, shift) {
1864                 gslot = pte_get_hash_gslot(vpn, shift, ssize, pte, index);
1865                 DBG_LOW(" sub %ld: gslot=%lx\n", index, gslot);
1866                 /*
1867                  * We use same base page size and actual psize, because we don't
1868                  * use these functions for hugepage
1869                  */
1870                 mmu_hash_ops.hpte_invalidate(gslot, vpn, psize, psize,
1871                                              ssize, local);
1872         } pte_iterate_hashed_end();
1873
1874         tm_flush_hash_page(local);
1875 }
1876
1877 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1878 void flush_hash_hugepage(unsigned long vsid, unsigned long addr,
1879                          pmd_t *pmdp, unsigned int psize, int ssize,
1880                          unsigned long flags)
1881 {
1882         int i, max_hpte_count, valid;
1883         unsigned long s_addr;
1884         unsigned char *hpte_slot_array;
1885         unsigned long hidx, shift, vpn, hash, slot;
1886         int local = flags & HPTE_LOCAL_UPDATE;
1887
1888         s_addr = addr & HPAGE_PMD_MASK;
1889         hpte_slot_array = get_hpte_slot_array(pmdp);
1890         /*
1891          * IF we try to do a HUGE PTE update after a withdraw is done.
1892          * we will find the below NULL. This happens when we do
1893          * split_huge_pmd
1894          */
1895         if (!hpte_slot_array)
1896                 return;
1897
1898         if (mmu_hash_ops.hugepage_invalidate) {
1899                 mmu_hash_ops.hugepage_invalidate(vsid, s_addr, hpte_slot_array,
1900                                                  psize, ssize, local);
1901                 goto tm_abort;
1902         }
1903         /*
1904          * No bluk hpte removal support, invalidate each entry
1905          */
1906         shift = mmu_psize_defs[psize].shift;
1907         max_hpte_count = HPAGE_PMD_SIZE >> shift;
1908         for (i = 0; i < max_hpte_count; i++) {
1909                 /*
1910                  * 8 bits per each hpte entries
1911                  * 000| [ secondary group (one bit) | hidx (3 bits) | valid bit]
1912                  */
1913                 valid = hpte_valid(hpte_slot_array, i);
1914                 if (!valid)
1915                         continue;
1916                 hidx =  hpte_hash_index(hpte_slot_array, i);
1917
1918                 /* get the vpn */
1919                 addr = s_addr + (i * (1ul << shift));
1920                 vpn = hpt_vpn(addr, vsid, ssize);
1921                 hash = hpt_hash(vpn, shift, ssize);
1922                 if (hidx & _PTEIDX_SECONDARY)
1923                         hash = ~hash;
1924
1925                 slot = (hash & htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP;
1926                 slot += hidx & _PTEIDX_GROUP_IX;
1927                 mmu_hash_ops.hpte_invalidate(slot, vpn, psize,
1928                                              MMU_PAGE_16M, ssize, local);
1929         }
1930 tm_abort:
1931         tm_flush_hash_page(local);
1932 }
1933 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1934
1935 void flush_hash_range(unsigned long number, int local)
1936 {
1937         if (mmu_hash_ops.flush_hash_range)
1938                 mmu_hash_ops.flush_hash_range(number, local);
1939         else {
1940                 int i;
1941                 struct ppc64_tlb_batch *batch =
1942                         this_cpu_ptr(&ppc64_tlb_batch);
1943
1944                 for (i = 0; i < number; i++)
1945                         flush_hash_page(batch->vpn[i], batch->pte[i],
1946                                         batch->psize, batch->ssize, local);
1947         }
1948 }
1949
1950 long hpte_insert_repeating(unsigned long hash, unsigned long vpn,
1951                            unsigned long pa, unsigned long rflags,
1952                            unsigned long vflags, int psize, int ssize)
1953 {
1954         unsigned long hpte_group;
1955         long slot;
1956
1957 repeat:
1958         hpte_group = (hash & htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP;
1959
1960         /* Insert into the hash table, primary slot */
1961         slot = mmu_hash_ops.hpte_insert(hpte_group, vpn, pa, rflags, vflags,
1962                                         psize, psize, ssize);
1963
1964         /* Primary is full, try the secondary */
1965         if (unlikely(slot == -1)) {
1966                 hpte_group = (~hash & htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP;
1967                 slot = mmu_hash_ops.hpte_insert(hpte_group, vpn, pa, rflags,
1968                                                 vflags | HPTE_V_SECONDARY,
1969                                                 psize, psize, ssize);
1970                 if (slot == -1) {
1971                         if (mftb() & 0x1)
1972                                 hpte_group = (hash & htab_hash_mask) *
1973                                                 HPTES_PER_GROUP;
1974
1975                         mmu_hash_ops.hpte_remove(hpte_group);
1976                         goto repeat;
1977                 }
1978         }
1979
1980         return slot;
1981 }
1982
1983 #if defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC) || defined(CONFIG_KFENCE)
1984 static DEFINE_RAW_SPINLOCK(linear_map_hash_lock);
1985
1986 static void kernel_map_linear_page(unsigned long vaddr, unsigned long lmi)
1987 {
1988         unsigned long hash;
1989         unsigned long vsid = get_kernel_vsid(vaddr, mmu_kernel_ssize);
1990         unsigned long vpn = hpt_vpn(vaddr, vsid, mmu_kernel_ssize);
1991         unsigned long mode = htab_convert_pte_flags(pgprot_val(PAGE_KERNEL), HPTE_USE_KERNEL_KEY);
1992         long ret;
1993
1994         hash = hpt_hash(vpn, PAGE_SHIFT, mmu_kernel_ssize);
1995
1996         /* Don't create HPTE entries for bad address */
1997         if (!vsid)
1998                 return;
1999
2000         if (linear_map_hash_slots[lmi] & 0x80)
2001                 return;
2002
2003         ret = hpte_insert_repeating(hash, vpn, __pa(vaddr), mode,
2004                                     HPTE_V_BOLTED,
2005                                     mmu_linear_psize, mmu_kernel_ssize);
2006
2007         BUG_ON (ret < 0);
2008         raw_spin_lock(&linear_map_hash_lock);
2009         BUG_ON(linear_map_hash_slots[lmi] & 0x80);
2010         linear_map_hash_slots[lmi] = ret | 0x80;
2011         raw_spin_unlock(&linear_map_hash_lock);
2012 }
2013
2014 static void kernel_unmap_linear_page(unsigned long vaddr, unsigned long lmi)
2015 {
2016         unsigned long hash, hidx, slot;
2017         unsigned long vsid = get_kernel_vsid(vaddr, mmu_kernel_ssize);
2018         unsigned long vpn = hpt_vpn(vaddr, vsid, mmu_kernel_ssize);
2019
2020         hash = hpt_hash(vpn, PAGE_SHIFT, mmu_kernel_ssize);
2021         raw_spin_lock(&linear_map_hash_lock);
2022         if (!(linear_map_hash_slots[lmi] & 0x80)) {
2023                 raw_spin_unlock(&linear_map_hash_lock);
2024                 return;
2025         }
2026         hidx = linear_map_hash_slots[lmi] & 0x7f;
2027         linear_map_hash_slots[lmi] = 0;
2028         raw_spin_unlock(&linear_map_hash_lock);
2029         if (hidx & _PTEIDX_SECONDARY)
2030                 hash = ~hash;
2031         slot = (hash & htab_hash_mask) * HPTES_PER_GROUP;
2032         slot += hidx & _PTEIDX_GROUP_IX;
2033         mmu_hash_ops.hpte_invalidate(slot, vpn, mmu_linear_psize,
2034                                      mmu_linear_psize,
2035                                      mmu_kernel_ssize, 0);
2036 }
2037
2038 void hash__kernel_map_pages(struct page *page, int numpages, int enable)
2039 {
2040         unsigned long flags, vaddr, lmi;
2041         int i;
2042
2043         local_irq_save(flags);
2044         for (i = 0; i < numpages; i++, page++) {
2045                 vaddr = (unsigned long)page_address(page);
2046                 lmi = __pa(vaddr) >> PAGE_SHIFT;
2047                 if (lmi >= linear_map_hash_count)
2048                         continue;
2049                 if (enable)
2050                         kernel_map_linear_page(vaddr, lmi);
2051                 else
2052                         kernel_unmap_linear_page(vaddr, lmi);
2053         }
2054         local_irq_restore(flags);
2055 }
2056 #endif /* CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC || CONFIG_KFENCE */
2057
2058 void hash__setup_initial_memory_limit(phys_addr_t first_memblock_base,
2059                                 phys_addr_t first_memblock_size)
2060 {
2061         /*
2062          * We don't currently support the first MEMBLOCK not mapping 0
2063          * physical on those processors
2064          */
2065         BUG_ON(first_memblock_base != 0);
2066
2067         /*
2068          * On virtualized systems the first entry is our RMA region aka VRMA,
2069          * non-virtualized 64-bit hash MMU systems don't have a limitation
2070          * on real mode access.
2071          *
2072          * For guests on platforms before POWER9, we clamp the it limit to 1G
2073          * to avoid some funky things such as RTAS bugs etc...
2074          *
2075          * On POWER9 we limit to 1TB in case the host erroneously told us that
2076          * the RMA was >1TB. Effective address bits 0:23 are treated as zero
2077          * (meaning the access is aliased to zero i.e. addr = addr % 1TB)
2078          * for virtual real mode addressing and so it doesn't make sense to
2079          * have an area larger than 1TB as it can't be addressed.
2080          */
2081         if (!early_cpu_has_feature(CPU_FTR_HVMODE)) {
2082                 ppc64_rma_size = first_memblock_size;
2083                 if (!early_cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
2084                         ppc64_rma_size = min_t(u64, ppc64_rma_size, 0x40000000);
2085                 else
2086                         ppc64_rma_size = min_t(u64, ppc64_rma_size,
2087                                                1UL << SID_SHIFT_1T);
2088
2089                 /* Finally limit subsequent allocations */
2090                 memblock_set_current_limit(ppc64_rma_size);
2091         } else {
2092                 ppc64_rma_size = ULONG_MAX;
2093         }
2094 }
2095
2096 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
2097
2098 static int hpt_order_get(void *data, u64 *val)
2099 {
2100         *val = ppc64_pft_size;
2101         return 0;
2102 }
2103
2104 static int hpt_order_set(void *data, u64 val)
2105 {
2106         int ret;
2107
2108         if (!mmu_hash_ops.resize_hpt)
2109                 return -ENODEV;
2110
2111         cpus_read_lock();
2112         ret = mmu_hash_ops.resize_hpt(val);
2113         cpus_read_unlock();
2114
2115         return ret;
2116 }
2117
2118 DEFINE_DEBUGFS_ATTRIBUTE(fops_hpt_order, hpt_order_get, hpt_order_set, "%llu\n");
2119
2120 static int __init hash64_debugfs(void)
2121 {
2122         debugfs_create_file("hpt_order", 0600, arch_debugfs_dir, NULL,
2123                             &fops_hpt_order);
2124         return 0;
2125 }
2126 machine_device_initcall(pseries, hash64_debugfs);
2127 #endif /* CONFIG_DEBUG_FS */
2128
2129 void __init print_system_hash_info(void)
2130 {
2131         pr_info("ppc64_pft_size    = 0x%llx\n", ppc64_pft_size);
2132
2133         if (htab_hash_mask)
2134                 pr_info("htab_hash_mask    = 0x%lx\n", htab_hash_mask);
2135 }
2136
2137 unsigned long arch_randomize_brk(struct mm_struct *mm)
2138 {
2139         /*
2140          * If we are using 1TB segments and we are allowed to randomise
2141          * the heap, we can put it above 1TB so it is backed by a 1TB
2142          * segment. Otherwise the heap will be in the bottom 1TB
2143          * which always uses 256MB segments and this may result in a
2144          * performance penalty.
2145          */
2146         if (is_32bit_task())
2147                 return randomize_page(mm->brk, SZ_32M);
2148         else if (!radix_enabled() && mmu_highuser_ssize == MMU_SEGSIZE_1T)
2149                 return randomize_page(max_t(unsigned long, mm->brk, SZ_1T), SZ_1G);
2150         else
2151                 return randomize_page(mm->brk, SZ_1G);
2152 }