arch/powerpc/kernel/paca.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /*
   3  * c 2001 PPC 64 Team, IBM Corp
   4  */
   5
   6 #include <linux/smp.h>
   7 #include <linux/export.h>
   8 #include <linux/memblock.h>
   9 #include <linux/sched/task.h>
  10 #include <linux/numa.h>
  11 #include <linux/pgtable.h>
  12
  13 #include <asm/lppaca.h>
  14 #include <asm/paca.h>
  15 #include <asm/sections.h>
  16 #include <asm/kexec.h>
  17 #include <asm/svm.h>
  18 #include <asm/ultravisor.h>
  19 #include <asm/rtas.h>
  20
  21 #include "setup.h"
  22
  23 #ifndef CONFIG_SMP
  24 #define boot_cpuid 0
  25 #endif
  26
  27 static void *__init alloc_paca_data(unsigned long size, unsigned long align,
  28                                 unsigned long limit, int cpu)
  29 {
  30         void *ptr;
  31         int nid;
  32
  33         /*
  34          * boot_cpuid paca is allocated very early before cpu_to_node is up.
  35          * Set bottom-up mode, because the boot CPU should be on node-0,
  36          * which will put its paca in the right place.
  37          */
  38         if (cpu == boot_cpuid) {
  39                 nid = NUMA_NO_NODE;
  40                 memblock_set_bottom_up(true);
  41         } else {
  42                 nid = early_cpu_to_node(cpu);
  43         }
  44
  45         ptr = memblock_alloc_try_nid(size, align, MEMBLOCK_LOW_LIMIT,
  46                                      limit, nid);
  47         if (!ptr)
  48                 panic("cannot allocate paca data");
  49
  50         if (cpu == boot_cpuid)
  51                 memblock_set_bottom_up(false);
  52
  53         return ptr;
  54 }
  55
  56 #ifdef CONFIG_PPC_PSERIES
  57
  58 #define LPPACA_SIZE 0x400
  59
  60 static void *__init alloc_shared_lppaca(unsigned long size, unsigned long align,
  61                                         unsigned long limit, int cpu)
  62 {
  63         size_t shared_lppaca_total_size = PAGE_ALIGN(nr_cpu_ids * LPPACA_SIZE);
  64         static unsigned long shared_lppaca_size;
  65         static void *shared_lppaca;
  66         void *ptr;
  67
  68         if (!shared_lppaca) {
  69                 memblock_set_bottom_up(true);
  70
  71                 shared_lppaca =
  72                         memblock_alloc_try_nid(shared_lppaca_total_size,
  73                                                PAGE_SIZE, MEMBLOCK_LOW_LIMIT,
  74                                                limit, NUMA_NO_NODE);
  75                 if (!shared_lppaca)
  76                         panic("cannot allocate shared data");
  77
  78                 memblock_set_bottom_up(false);
  79                 uv_share_page(PHYS_PFN(__pa(shared_lppaca)),
  80                               shared_lppaca_total_size >> PAGE_SHIFT);
  81         }
  82
  83         ptr = shared_lppaca + shared_lppaca_size;
  84         shared_lppaca_size += size;
  85
  86         /*
  87          * This is very early in boot, so no harm done if the kernel crashes at
  88          * this point.
  89          */
  90         BUG_ON(shared_lppaca_size >= shared_lppaca_total_size);
  91
  92         return ptr;
  93 }
  94
  95 /*
  96  * See asm/lppaca.h for more detail.
  97  *
  98  * lppaca structures must must be 1kB in size, L1 cache line aligned,
  99  * and not cross 4kB boundary. A 1kB size and 1kB alignment will satisfy
 100  * these requirements.
 101  */
 102 static inline void init_lppaca(struct lppaca *lppaca)
 103 {
 104         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct lppaca) != 640);
 105
 106         *lppaca = (struct lppaca) {
 107                 .desc = cpu_to_be32(0xd397d781),        /* "LpPa" */
 108                 .size = cpu_to_be16(LPPACA_SIZE),
 109                 .fpregs_in_use = 1,
 110                 .slb_count = cpu_to_be16(64),
 111                 .vmxregs_in_use = 0,
 112                 .page_ins = 0, };
 113 };
 114
 115 static struct lppaca * __init new_lppaca(int cpu, unsigned long limit)
 116 {
 117         struct lppaca *lp;
 118
 119         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct lppaca) > LPPACA_SIZE);
 120
 121         if (early_cpu_has_feature(CPU_FTR_HVMODE))
 122                 return NULL;
 123
 124         if (is_secure_guest())
 125                 lp = alloc_shared_lppaca(LPPACA_SIZE, 0x400, limit, cpu);
 126         else
 127                 lp = alloc_paca_data(LPPACA_SIZE, 0x400, limit, cpu);
 128
 129         init_lppaca(lp);
 130
 131         return lp;
 132 }
 133 #endif /* CONFIG_PPC_PSERIES */
 134
 135 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_64
 136
 137 /*
 138  * 3 persistent SLBs are allocated here.  The buffer will be zero
 139  * initially, hence will all be invaild until we actually write them.
 140  *
 141  * If you make the number of persistent SLB entries dynamic, please also
 142  * update PR KVM to flush and restore them accordingly.
 143  */
 144 static struct slb_shadow * __init new_slb_shadow(int cpu, unsigned long limit)
 145 {
 146         struct slb_shadow *s;
 147
 148         if (cpu != boot_cpuid) {
 149                 /*
 150                  * Boot CPU comes here before early_radix_enabled
 151                  * is parsed (e.g., for disable_radix). So allocate
 152                  * always and this will be fixed up in free_unused_pacas.
 153                  */
 154                 if (early_radix_enabled())
 155                         return NULL;
 156         }
 157
 158         s = alloc_paca_data(sizeof(*s), L1_CACHE_BYTES, limit, cpu);
 159
 160         s->persistent = cpu_to_be32(SLB_NUM_BOLTED);
 161         s->buffer_length = cpu_to_be32(sizeof(*s));
 162
 163         return s;
 164 }
 165
 166 #endif /* CONFIG_PPC_BOOK3S_64 */
 167
 168 #ifdef CONFIG_PPC_PSERIES
 169 /**
 170  * new_rtas_args() - Allocates rtas args
 171  * @cpu:        CPU number
 172  * @limit:      Memory limit for this allocation
 173  *
 174  * Allocates a struct rtas_args and return it's pointer,
 175  * if not in Hypervisor mode
 176  *
 177  * Return:      Pointer to allocated rtas_args
 178  *              NULL if CPU in Hypervisor Mode
 179  */
 180 static struct rtas_args * __init new_rtas_args(int cpu, unsigned long limit)
 181 {
 182         limit = min_t(unsigned long, limit, RTAS_INSTANTIATE_MAX);
 183
 184         if (early_cpu_has_feature(CPU_FTR_HVMODE))
 185                 return NULL;
 186
 187         return alloc_paca_data(sizeof(struct rtas_args), L1_CACHE_BYTES,
 188                                limit, cpu);
 189 }
 190 #endif /* CONFIG_PPC_PSERIES */
 191
 192 /* The Paca is an array with one entry per processor.  Each contains an
 193  * lppaca, which contains the information shared between the
 194  * hypervisor and Linux.
 195  * On systems with hardware multi-threading, there are two threads
 196  * per processor.  The Paca array must contain an entry for each thread.
 197  * The VPD Areas will give a max logical processors = 2 * max physical
 198  * processors.  The processor VPD array needs one entry per physical
 199  * processor (not thread).
 200  */
 201 struct paca_struct **paca_ptrs __read_mostly;
 202 EXPORT_SYMBOL(paca_ptrs);
 203
 204 void __init __nostackprotector initialise_paca(struct paca_struct *new_paca, int cpu)
 205 {
 206 #ifdef CONFIG_PPC_PSERIES
 207         new_paca->lppaca_ptr = NULL;
 208 #endif
 209 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3E
 210         new_paca->kernel_pgd = swapper_pg_dir;
 211 #endif
 212         new_paca->lock_token = 0x8000;
 213         new_paca->paca_index = cpu;
 214         new_paca->kernel_toc = kernel_toc_addr();
 215         new_paca->kernelbase = (unsigned long) _stext;
 216         /* Only set MSR:IR/DR when MMU is initialized */
 217         new_paca->kernel_msr = MSR_KERNEL & ~(MSR_IR | MSR_DR);
 218         new_paca->hw_cpu_id = 0xffff;
 219         new_paca->kexec_state = KEXEC_STATE_NONE;
 220         new_paca->__current = &init_task;
 221         new_paca->data_offset = 0xfeeeeeeeeeeeeeeeULL;
 222 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_64
 223         new_paca->slb_shadow_ptr = NULL;
 224 #endif
 225
 226 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3E
 227         /* For now -- if we have threads this will be adjusted later */
 228         new_paca->tcd_ptr = &new_paca->tcd;
 229 #endif
 230
 231 #ifdef CONFIG_PPC_PSERIES
 232         new_paca->rtas_args_reentrant = NULL;
 233 #endif
 234 }
 235
 236 /* Put the paca pointer into r13 and SPRG_PACA */
 237 void __nostackprotector setup_paca(struct paca_struct *new_paca)
 238 {
 239         /* Setup r13 */
 240         local_paca = new_paca;
 241
 242 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3E
 243         /* On Book3E, initialize the TLB miss exception frames */
 244         mtspr(SPRN_SPRG_TLB_EXFRAME, local_paca->extlb);
 245 #else
 246         /*
 247          * In HV mode, we setup both HPACA and PACA to avoid problems
 248          * if we do a GET_PACA() before the feature fixups have been
 249          * applied.
 250          *
 251          * Normally you should test against CPU_FTR_HVMODE, but CPU features
 252          * are not yet set up when we first reach here.
 253          */
 254         if (mfmsr() & MSR_HV)
 255                 mtspr(SPRN_SPRG_HPACA, local_paca);
 256 #endif
 257         mtspr(SPRN_SPRG_PACA, local_paca);
 258
 259 }
 260
 261 static int __initdata paca_nr_cpu_ids;
 262 static int __initdata paca_ptrs_size;
 263 static int __initdata paca_struct_size;
 264
 265 void __init allocate_paca_ptrs(void)
 266 {
 267         paca_nr_cpu_ids = nr_cpu_ids;
 268
 269         paca_ptrs_size = sizeof(struct paca_struct *) * nr_cpu_ids;
 270         paca_ptrs = memblock_alloc_raw(paca_ptrs_size, SMP_CACHE_BYTES);
 271         if (!paca_ptrs)
 272                 panic("Failed to allocate %d bytes for paca pointers\n",
 273                       paca_ptrs_size);
 274
 275         memset(paca_ptrs, 0x88, paca_ptrs_size);
 276 }
 277
 278 void __init allocate_paca(int cpu)
 279 {
 280         u64 limit;
 281         struct paca_struct *paca;
 282
 283         BUG_ON(cpu >= paca_nr_cpu_ids);
 284
 285 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_64
 286         /*
 287          * We access pacas in real mode, and cannot take SLB faults
 288          * on them when in virtual mode, so allocate them accordingly.
 289          */
 290         limit = min(ppc64_bolted_size(), ppc64_rma_size);
 291 #else
 292         limit = ppc64_rma_size;
 293 #endif
 294
 295         paca = alloc_paca_data(sizeof(struct paca_struct), L1_CACHE_BYTES,
 296                                 limit, cpu);
 297         paca_ptrs[cpu] = paca;
 298
 299         initialise_paca(paca, cpu);
 300 #ifdef CONFIG_PPC_PSERIES
 301         paca->lppaca_ptr = new_lppaca(cpu, limit);
 302 #endif
 303 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_64
 304         paca->slb_shadow_ptr = new_slb_shadow(cpu, limit);
 305 #endif
 306 #ifdef CONFIG_PPC_PSERIES
 307         paca->rtas_args_reentrant = new_rtas_args(cpu, limit);
 308 #endif
 309         paca_struct_size += sizeof(struct paca_struct);
 310 }
 311
 312 void __init free_unused_pacas(void)
 313 {
 314         int new_ptrs_size;
 315
 316         new_ptrs_size = sizeof(struct paca_struct *) * nr_cpu_ids;
 317         if (new_ptrs_size < paca_ptrs_size)
 318                 memblock_free(__pa(paca_ptrs) + new_ptrs_size,
 319                                         paca_ptrs_size - new_ptrs_size);
 320
 321         paca_nr_cpu_ids = nr_cpu_ids;
 322         paca_ptrs_size = new_ptrs_size;
 323
 324 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_64
 325         if (early_radix_enabled()) {
 326                 /* Ugly fixup, see new_slb_shadow() */
 327                 memblock_free(__pa(paca_ptrs[boot_cpuid]->slb_shadow_ptr),
 328                                 sizeof(struct slb_shadow));
 329                 paca_ptrs[boot_cpuid]->slb_shadow_ptr = NULL;
 330         }
 331 #endif
 332
 333         printk(KERN_DEBUG "Allocated %u bytes for %u pacas\n",
 334                         paca_ptrs_size + paca_struct_size, nr_cpu_ids);
 335 }
 336
 337 void copy_mm_to_paca(struct mm_struct *mm)
 338 {
 339 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S
 340         mm_context_t *context = &mm->context;
 341
 342         get_paca()->mm_ctx_id = context->id;
 343 #ifdef CONFIG_PPC_MM_SLICES
 344         VM_BUG_ON(!mm_ctx_slb_addr_limit(context));
 345         get_paca()->mm_ctx_slb_addr_limit = mm_ctx_slb_addr_limit(context);
 346         memcpy(&get_paca()->mm_ctx_low_slices_psize, mm_ctx_low_slices(context),
 347                LOW_SLICE_ARRAY_SZ);
 348         memcpy(&get_paca()->mm_ctx_high_slices_psize, mm_ctx_high_slices(context),
 349                TASK_SLICE_ARRAY_SZ(context));
 350 #else /* CONFIG_PPC_MM_SLICES */
 351         get_paca()->mm_ctx_user_psize = context->user_psize;
 352         get_paca()->mm_ctx_sllp = context->sllp;
 353 #endif
 354 #else /* !CONFIG_PPC_BOOK3S */
 355         return;
 356 #endif
 357 }