arch/powerpc/mm/hugetlbpage.c

   1 /*
   2  * PPC Huge TLB Page Support for Kernel.
   3  *
   4  * Copyright (C) 2003 David Gibson, IBM Corporation.
   5  * Copyright (C) 2011 Becky Bruce, Freescale Semiconductor
   6  *
   7  * Based on the IA-32 version:
   8  * Copyright (C) 2002, Rohit Seth <rohit.seth@intel.com>
   9  */
  10
  11 #include <linux/mm.h>
  12 #include <linux/io.h>
  13 #include <linux/slab.h>
  14 #include <linux/hugetlb.h>
  15 #include <linux/of_fdt.h>
  16 #include <linux/memblock.h>
  17 #include <linux/bootmem.h>
  18 #include <linux/moduleparam.h>
  19 #include <asm/pgtable.h>
  20 #include <asm/pgalloc.h>
  21 #include <asm/tlb.h>
  22 #include <asm/setup.h>
  23
  24 #define PAGE_SHIFT_64K  16
  25 #define PAGE_SHIFT_16M  24
  26 #define PAGE_SHIFT_16G  34
  27
  28 unsigned int HPAGE_SHIFT;
  29
  30 /*
  31  * Tracks gpages after the device tree is scanned and before the
  32  * huge_boot_pages list is ready.  On non-Freescale implementations, this is
  33  * just used to track 16G pages and so is a single array.  FSL-based
  34  * implementations may have more than one gpage size, so we need multiple
  35  * arrays
  36  */
  37 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
  38 #define MAX_NUMBER_GPAGES       128
  39 struct psize_gpages {
  40         u64 gpage_list[MAX_NUMBER_GPAGES];
  41         unsigned int nr_gpages;
  42 };
  43 static struct psize_gpages gpage_freearray[MMU_PAGE_COUNT];
  44 #else
  45 #define MAX_NUMBER_GPAGES       1024
  46 static u64 gpage_freearray[MAX_NUMBER_GPAGES];
  47 static unsigned nr_gpages;
  48 #endif
  49
  50 static inline int shift_to_mmu_psize(unsigned int shift)
  51 {
  52         int psize;
  53
  54         for (psize = 0; psize < MMU_PAGE_COUNT; ++psize)
  55                 if (mmu_psize_defs[psize].shift == shift)
  56                         return psize;
  57         return -1;
  58 }
  59
  60 static inline unsigned int mmu_psize_to_shift(unsigned int mmu_psize)
  61 {
  62         if (mmu_psize_defs[mmu_psize].shift)
  63                 return mmu_psize_defs[mmu_psize].shift;
  64         BUG();
  65 }
  66
  67 #define hugepd_none(hpd)        ((hpd).pd == 0)
  68
  69 pte_t *find_linux_pte_or_hugepte(pgd_t *pgdir, unsigned long ea, unsigned *shift)
  70 {
  71         pgd_t *pg;
  72         pud_t *pu;
  73         pmd_t *pm;
  74         hugepd_t *hpdp = NULL;
  75         unsigned pdshift = PGDIR_SHIFT;
  76
  77         if (shift)
  78                 *shift = 0;
  79
  80         pg = pgdir + pgd_index(ea);
  81         if (is_hugepd(pg)) {
  82                 hpdp = (hugepd_t *)pg;
  83         } else if (!pgd_none(*pg)) {
  84                 pdshift = PUD_SHIFT;
  85                 pu = pud_offset(pg, ea);
  86                 if (is_hugepd(pu))
  87                         hpdp = (hugepd_t *)pu;
  88                 else if (!pud_none(*pu)) {
  89                         pdshift = PMD_SHIFT;
  90                         pm = pmd_offset(pu, ea);
  91                         if (is_hugepd(pm))
  92                                 hpdp = (hugepd_t *)pm;
  93                         else if (!pmd_none(*pm)) {
  94                                 return pte_offset_kernel(pm, ea);
  95                         }
  96                 }
  97         }
  98
  99         if (!hpdp)
 100                 return NULL;
 101
 102         if (shift)
 103                 *shift = hugepd_shift(*hpdp);
 104         return hugepte_offset(hpdp, ea, pdshift);
 105 }
 106
 107 pte_t *huge_pte_offset(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
 108 {
 109         return find_linux_pte_or_hugepte(mm->pgd, addr, NULL);
 110 }
 111
 112 static int __hugepte_alloc(struct mm_struct *mm, hugepd_t *hpdp,
 113                            unsigned long address, unsigned pdshift, unsigned pshift)
 114 {
 115         struct kmem_cache *cachep;
 116         pte_t *new;
 117
 118 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 119         int i;
 120         int num_hugepd = 1 << (pshift - pdshift);
 121         cachep = hugepte_cache;
 122 #else
 123         cachep = PGT_CACHE(pdshift - pshift);
 124 #endif
 125
 126         new = kmem_cache_zalloc(cachep, GFP_KERNEL|__GFP_REPEAT);
 127
 128         BUG_ON(pshift > HUGEPD_SHIFT_MASK);
 129         BUG_ON((unsigned long)new & HUGEPD_SHIFT_MASK);
 130
 131         if (! new)
 132                 return -ENOMEM;
 133
 134         spin_lock(&mm->page_table_lock);
 135 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 136         /*
 137          * We have multiple higher-level entries that point to the same
 138          * actual pte location.  Fill in each as we go and backtrack on error.
 139          * We need all of these so the DTLB pgtable walk code can find the
 140          * right higher-level entry without knowing if it's a hugepage or not.
 141          */
 142         for (i = 0; i < num_hugepd; i++, hpdp++) {
 143                 if (unlikely(!hugepd_none(*hpdp)))
 144                         break;
 145                 else
 146                         hpdp->pd = ((unsigned long)new & ~PD_HUGE) | pshift;
 147         }
 148         /* If we bailed from the for loop early, an error occurred, clean up */
 149         if (i < num_hugepd) {
 150                 for (i = i - 1 ; i >= 0; i--, hpdp--)
 151                         hpdp->pd = 0;
 152                 kmem_cache_free(cachep, new);
 153         }
 154 #else
 155         if (!hugepd_none(*hpdp))
 156                 kmem_cache_free(cachep, new);
 157         else
 158                 hpdp->pd = ((unsigned long)new & ~PD_HUGE) | pshift;
 159 #endif
 160         spin_unlock(&mm->page_table_lock);
 161         return 0;
 162 }
 163
 164 /*
 165  * These macros define how to determine which level of the page table holds
 166  * the hpdp.
 167  */
 168 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 169 #define HUGEPD_PGD_SHIFT PGDIR_SHIFT
 170 #define HUGEPD_PUD_SHIFT PUD_SHIFT
 171 #else
 172 #define HUGEPD_PGD_SHIFT PUD_SHIFT
 173 #define HUGEPD_PUD_SHIFT PMD_SHIFT
 174 #endif
 175
 176 pte_t *huge_pte_alloc(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, unsigned long sz)
 177 {
 178         pgd_t *pg;
 179         pud_t *pu;
 180         pmd_t *pm;
 181         hugepd_t *hpdp = NULL;
 182         unsigned pshift = __ffs(sz);
 183         unsigned pdshift = PGDIR_SHIFT;
 184
 185         addr &= ~(sz-1);
 186
 187         pg = pgd_offset(mm, addr);
 188
 189         if (pshift >= HUGEPD_PGD_SHIFT) {
 190                 hpdp = (hugepd_t *)pg;
 191         } else {
 192                 pdshift = PUD_SHIFT;
 193                 pu = pud_alloc(mm, pg, addr);
 194                 if (pshift >= HUGEPD_PUD_SHIFT) {
 195                         hpdp = (hugepd_t *)pu;
 196                 } else {
 197                         pdshift = PMD_SHIFT;
 198                         pm = pmd_alloc(mm, pu, addr);
 199                         hpdp = (hugepd_t *)pm;
 200                 }
 201         }
 202
 203         if (!hpdp)
 204                 return NULL;
 205
 206         BUG_ON(!hugepd_none(*hpdp) && !hugepd_ok(*hpdp));
 207
 208         if (hugepd_none(*hpdp) && __hugepte_alloc(mm, hpdp, addr, pdshift, pshift))
 209                 return NULL;
 210
 211         return hugepte_offset(hpdp, addr, pdshift);
 212 }
 213
 214 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 215 /* Build list of addresses of gigantic pages.  This function is used in early
 216  * boot before the buddy or bootmem allocator is setup.
 217  */
 218 void add_gpage(u64 addr, u64 page_size, unsigned long number_of_pages)
 219 {
 220         unsigned int idx = shift_to_mmu_psize(__ffs(page_size));
 221         int i;
 222
 223         if (addr == 0)
 224                 return;
 225
 226         gpage_freearray[idx].nr_gpages = number_of_pages;
 227
 228         for (i = 0; i < number_of_pages; i++) {
 229                 gpage_freearray[idx].gpage_list[i] = addr;
 230                 addr += page_size;
 231         }
 232 }
 233
 234 /*
 235  * Moves the gigantic page addresses from the temporary list to the
 236  * huge_boot_pages list.
 237  */
 238 int alloc_bootmem_huge_page(struct hstate *hstate)
 239 {
 240         struct huge_bootmem_page *m;
 241         int idx = shift_to_mmu_psize(hstate->order + PAGE_SHIFT);
 242         int nr_gpages = gpage_freearray[idx].nr_gpages;
 243
 244         if (nr_gpages == 0)
 245                 return 0;
 246
 247 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
 248         /*
 249          * If gpages can be in highmem we can't use the trick of storing the
 250          * data structure in the page; allocate space for this
 251          */
 252         m = alloc_bootmem(sizeof(struct huge_bootmem_page));
 253         m->phys = gpage_freearray[idx].gpage_list[--nr_gpages];
 254 #else
 255         m = phys_to_virt(gpage_freearray[idx].gpage_list[--nr_gpages]);
 256 #endif
 257
 258         list_add(&m->list, &huge_boot_pages);
 259         gpage_freearray[idx].nr_gpages = nr_gpages;
 260         gpage_freearray[idx].gpage_list[nr_gpages] = 0;
 261         m->hstate = hstate;
 262
 263         return 1;
 264 }
 265 /*
 266  * Scan the command line hugepagesz= options for gigantic pages; store those in
 267  * a list that we use to allocate the memory once all options are parsed.
 268  */
 269
 270 unsigned long gpage_npages[MMU_PAGE_COUNT];
 271
 272 static int __init do_gpage_early_setup(char *param, char *val)
 273 {
 274         static phys_addr_t size;
 275         unsigned long npages;
 276
 277         /*
 278          * The hugepagesz and hugepages cmdline options are interleaved.  We
 279          * use the size variable to keep track of whether or not this was done
 280          * properly and skip over instances where it is incorrect.  Other
 281          * command-line parsing code will issue warnings, so we don't need to.
 282          *
 283          */
 284         if ((strcmp(param, "default_hugepagesz") == 0) ||
 285             (strcmp(param, "hugepagesz") == 0)) {
 286                 size = memparse(val, NULL);
 287         } else if (strcmp(param, "hugepages") == 0) {
 288                 if (size != 0) {
 289                         if (sscanf(val, "%lu", &npages) <= 0)
 290                                 npages = 0;
 291                         gpage_npages[shift_to_mmu_psize(__ffs(size))] = npages;
 292                         size = 0;
 293                 }
 294         }
 295         return 0;
 296 }
 297
 298
 299 /*
 300  * This function allocates physical space for pages that are larger than the
 301  * buddy allocator can handle.  We want to allocate these in highmem because
 302  * the amount of lowmem is limited.  This means that this function MUST be
 303  * called before lowmem_end_addr is set up in MMU_init() in order for the lmb
 304  * allocate to grab highmem.
 305  */
 306 void __init reserve_hugetlb_gpages(void)
 307 {
 308         static __initdata char cmdline[COMMAND_LINE_SIZE];
 309         phys_addr_t size, base;
 310         int i;
 311
 312         strlcpy(cmdline, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 313         parse_args("hugetlb gpages", cmdline, NULL, 0, &do_gpage_early_setup);
 314
 315         /*
 316          * Walk gpage list in reverse, allocating larger page sizes first.
 317          * Skip over unsupported sizes, or sizes that have 0 gpages allocated.
 318          * When we reach the point in the list where pages are no longer
 319          * considered gpages, we're done.
 320          */
 321         for (i = MMU_PAGE_COUNT-1; i >= 0; i--) {
 322                 if (mmu_psize_defs[i].shift == 0 || gpage_npages[i] == 0)
 323                         continue;
 324                 else if (mmu_psize_to_shift(i) < (MAX_ORDER + PAGE_SHIFT))
 325                         break;
 326
 327                 size = (phys_addr_t)(1ULL << mmu_psize_to_shift(i));
 328                 base = memblock_alloc_base(size * gpage_npages[i], size,
 329                                            MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE);
 330                 add_gpage(base, size, gpage_npages[i]);
 331         }
 332 }
 333
 334 #else /* !PPC_FSL_BOOK3E */
 335
 336 /* Build list of addresses of gigantic pages.  This function is used in early
 337  * boot before the buddy or bootmem allocator is setup.
 338  */
 339 void add_gpage(u64 addr, u64 page_size, unsigned long number_of_pages)
 340 {
 341         if (!addr)
 342                 return;
 343         while (number_of_pages > 0) {
 344                 gpage_freearray[nr_gpages] = addr;
 345                 nr_gpages++;
 346                 number_of_pages--;
 347                 addr += page_size;
 348         }
 349 }
 350
 351 /* Moves the gigantic page addresses from the temporary list to the
 352  * huge_boot_pages list.
 353  */
 354 int alloc_bootmem_huge_page(struct hstate *hstate)
 355 {
 356         struct huge_bootmem_page *m;
 357         if (nr_gpages == 0)
 358                 return 0;
 359         m = phys_to_virt(gpage_freearray[--nr_gpages]);
 360         gpage_freearray[nr_gpages] = 0;
 361         list_add(&m->list, &huge_boot_pages);
 362         m->hstate = hstate;
 363         return 1;
 364 }
 365 #endif
 366
 367 int huge_pmd_unshare(struct mm_struct *mm, unsigned long *addr, pte_t *ptep)
 368 {
 369         return 0;
 370 }
 371
 372 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 373 #define HUGEPD_FREELIST_SIZE \
 374         ((PAGE_SIZE - sizeof(struct hugepd_freelist)) / sizeof(pte_t))
 375
 376 struct hugepd_freelist {
 377         struct rcu_head rcu;
 378         unsigned int index;
 379         void *ptes[0];
 380 };
 381
 382 static DEFINE_PER_CPU(struct hugepd_freelist *, hugepd_freelist_cur);
 383
 384 static void hugepd_free_rcu_callback(struct rcu_head *head)
 385 {
 386         struct hugepd_freelist *batch =
 387                 container_of(head, struct hugepd_freelist, rcu);
 388         unsigned int i;
 389
 390         for (i = 0; i < batch->index; i++)
 391                 kmem_cache_free(hugepte_cache, batch->ptes[i]);
 392
 393         free_page((unsigned long)batch);
 394 }
 395
 396 static void hugepd_free(struct mmu_gather *tlb, void *hugepte)
 397 {
 398         struct hugepd_freelist **batchp;
 399
 400         batchp = &__get_cpu_var(hugepd_freelist_cur);
 401
 402         if (atomic_read(&tlb->mm->mm_users) < 2 ||
 403             cpumask_equal(mm_cpumask(tlb->mm),
 404                           cpumask_of(smp_processor_id()))) {
 405                 kmem_cache_free(hugepte_cache, hugepte);
 406                 return;
 407         }
 408
 409         if (*batchp == NULL) {
 410                 *batchp = (struct hugepd_freelist *)__get_free_page(GFP_ATOMIC);
 411                 (*batchp)->index = 0;
 412         }
 413
 414         (*batchp)->ptes[(*batchp)->index++] = hugepte;
 415         if ((*batchp)->index == HUGEPD_FREELIST_SIZE) {
 416                 call_rcu_sched(&(*batchp)->rcu, hugepd_free_rcu_callback);
 417                 *batchp = NULL;
 418         }
 419 }
 420 #endif
 421
 422 static void free_hugepd_range(struct mmu_gather *tlb, hugepd_t *hpdp, int pdshift,
 423                               unsigned long start, unsigned long end,
 424                               unsigned long floor, unsigned long ceiling)
 425 {
 426         pte_t *hugepte = hugepd_page(*hpdp);
 427         int i;
 428
 429         unsigned long pdmask = ~((1UL << pdshift) - 1);
 430         unsigned int num_hugepd = 1;
 431
 432 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 433         /* Note: On fsl the hpdp may be the first of several */
 434         num_hugepd = (1 << (hugepd_shift(*hpdp) - pdshift));
 435 #else
 436         unsigned int shift = hugepd_shift(*hpdp);
 437 #endif
 438
 439         start &= pdmask;
 440         if (start < floor)
 441                 return;
 442         if (ceiling) {
 443                 ceiling &= pdmask;
 444                 if (! ceiling)
 445                         return;
 446         }
 447         if (end - 1 > ceiling - 1)
 448                 return;
 449
 450         for (i = 0; i < num_hugepd; i++, hpdp++)
 451                 hpdp->pd = 0;
 452
 453         tlb->need_flush = 1;
 454
 455 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 456         hugepd_free(tlb, hugepte);
 457 #else
 458         pgtable_free_tlb(tlb, hugepte, pdshift - shift);
 459 #endif
 460 }
 461
 462 static void hugetlb_free_pmd_range(struct mmu_gather *tlb, pud_t *pud,
 463                                    unsigned long addr, unsigned long end,
 464                                    unsigned long floor, unsigned long ceiling)
 465 {
 466         pmd_t *pmd;
 467         unsigned long next;
 468         unsigned long start;
 469
 470         start = addr;
 471         do {
 472                 pmd = pmd_offset(pud, addr);
 473                 next = pmd_addr_end(addr, end);
 474                 if (pmd_none(*pmd))
 475                         continue;
 476 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 477                 /*
 478                  * Increment next by the size of the huge mapping since
 479                  * there may be more than one entry at this level for a
 480                  * single hugepage, but all of them point to
 481                  * the same kmem cache that holds the hugepte.
 482                  */
 483                 next = addr + (1 << hugepd_shift(*(hugepd_t *)pmd));
 484 #endif
 485                 free_hugepd_range(tlb, (hugepd_t *)pmd, PMD_SHIFT,
 486                                   addr, next, floor, ceiling);
 487         } while (addr = next, addr != end);
 488
 489         start &= PUD_MASK;
 490         if (start < floor)
 491                 return;
 492         if (ceiling) {
 493                 ceiling &= PUD_MASK;
 494                 if (!ceiling)
 495                         return;
 496         }
 497         if (end - 1 > ceiling - 1)
 498                 return;
 499
 500         pmd = pmd_offset(pud, start);
 501         pud_clear(pud);
 502         pmd_free_tlb(tlb, pmd, start);
 503 }
 504
 505 static void hugetlb_free_pud_range(struct mmu_gather *tlb, pgd_t *pgd,
 506                                    unsigned long addr, unsigned long end,
 507                                    unsigned long floor, unsigned long ceiling)
 508 {
 509         pud_t *pud;
 510         unsigned long next;
 511         unsigned long start;
 512
 513         start = addr;
 514         do {
 515                 pud = pud_offset(pgd, addr);
 516                 next = pud_addr_end(addr, end);
 517                 if (!is_hugepd(pud)) {
 518                         if (pud_none_or_clear_bad(pud))
 519                                 continue;
 520                         hugetlb_free_pmd_range(tlb, pud, addr, next, floor,
 521                                                ceiling);
 522                 } else {
 523 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 524                         /*
 525                          * Increment next by the size of the huge mapping since
 526                          * there may be more than one entry at this level for a
 527                          * single hugepage, but all of them point to
 528                          * the same kmem cache that holds the hugepte.
 529                          */
 530                         next = addr + (1 << hugepd_shift(*(hugepd_t *)pud));
 531 #endif
 532                         free_hugepd_range(tlb, (hugepd_t *)pud, PUD_SHIFT,
 533                                           addr, next, floor, ceiling);
 534                 }
 535         } while (addr = next, addr != end);
 536
 537         start &= PGDIR_MASK;
 538         if (start < floor)
 539                 return;
 540         if (ceiling) {
 541                 ceiling &= PGDIR_MASK;
 542                 if (!ceiling)
 543                         return;
 544         }
 545         if (end - 1 > ceiling - 1)
 546                 return;
 547
 548         pud = pud_offset(pgd, start);
 549         pgd_clear(pgd);
 550         pud_free_tlb(tlb, pud, start);
 551 }
 552
 553 /*
 554  * This function frees user-level page tables of a process.
 555  *
 556  * Must be called with pagetable lock held.
 557  */
 558 void hugetlb_free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb,
 559                             unsigned long addr, unsigned long end,
 560                             unsigned long floor, unsigned long ceiling)
 561 {
 562         pgd_t *pgd;
 563         unsigned long next;
 564
 565         /*
 566          * Because there are a number of different possible pagetable
 567          * layouts for hugepage ranges, we limit knowledge of how
 568          * things should be laid out to the allocation path
 569          * (huge_pte_alloc(), above).  Everything else works out the
 570          * structure as it goes from information in the hugepd
 571          * pointers.  That means that we can't here use the
 572          * optimization used in the normal page free_pgd_range(), of
 573          * checking whether we're actually covering a large enough
 574          * range to have to do anything at the top level of the walk
 575          * instead of at the bottom.
 576          *
 577          * To make sense of this, you should probably go read the big
 578          * block comment at the top of the normal free_pgd_range(),
 579          * too.
 580          */
 581
 582         do {
 583                 next = pgd_addr_end(addr, end);
 584                 pgd = pgd_offset(tlb->mm, addr);
 585                 if (!is_hugepd(pgd)) {
 586                         if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
 587                                 continue;
 588                         hugetlb_free_pud_range(tlb, pgd, addr, next, floor, ceiling);
 589                 } else {
 590 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 591                         /*
 592                          * Increment next by the size of the huge mapping since
 593                          * there may be more than one entry at the pgd level
 594                          * for a single hugepage, but all of them point to the
 595                          * same kmem cache that holds the hugepte.
 596                          */
 597                         next = addr + (1 << hugepd_shift(*(hugepd_t *)pgd));
 598 #endif
 599                         free_hugepd_range(tlb, (hugepd_t *)pgd, PGDIR_SHIFT,
 600                                           addr, next, floor, ceiling);
 601                 }
 602         } while (addr = next, addr != end);
 603 }
 604
 605 struct page *
 606 follow_huge_addr(struct mm_struct *mm, unsigned long address, int write)
 607 {
 608         pte_t *ptep;
 609         struct page *page;
 610         unsigned shift;
 611         unsigned long mask;
 612
 613         ptep = find_linux_pte_or_hugepte(mm->pgd, address, &shift);
 614
 615         /* Verify it is a huge page else bail. */
 616         if (!ptep || !shift)
 617                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 618
 619         mask = (1UL << shift) - 1;
 620         page = pte_page(*ptep);
 621         if (page)
 622                 page += (address & mask) / PAGE_SIZE;
 623
 624         return page;
 625 }
 626
 627 int pmd_huge(pmd_t pmd)
 628 {
 629         return 0;
 630 }
 631
 632 int pud_huge(pud_t pud)
 633 {
 634         return 0;
 635 }
 636
 637 struct page *
 638 follow_huge_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
 639                 pmd_t *pmd, int write)
 640 {
 641         BUG();
 642         return NULL;
 643 }
 644
 645 static noinline int gup_hugepte(pte_t *ptep, unsigned long sz, unsigned long addr,
 646                        unsigned long end, int write, struct page **pages, int *nr)
 647 {
 648         unsigned long mask;
 649         unsigned long pte_end;
 650         struct page *head, *page, *tail;
 651         pte_t pte;
 652         int refs;
 653
 654         pte_end = (addr + sz) & ~(sz-1);
 655         if (pte_end < end)
 656                 end = pte_end;
 657
 658         pte = *ptep;
 659         mask = _PAGE_PRESENT | _PAGE_USER;
 660         if (write)
 661                 mask |= _PAGE_RW;
 662
 663         if ((pte_val(pte) & mask) != mask)
 664                 return 0;
 665
 666         /* hugepages are never "special" */
 667         VM_BUG_ON(!pfn_valid(pte_pfn(pte)));
 668
 669         refs = 0;
 670         head = pte_page(pte);
 671
 672         page = head + ((addr & (sz-1)) >> PAGE_SHIFT);
 673         tail = page;
 674         do {
 675                 VM_BUG_ON(compound_head(page) != head);
 676                 pages[*nr] = page;
 677                 (*nr)++;
 678                 page++;
 679                 refs++;
 680         } while (addr += PAGE_SIZE, addr != end);
 681
 682         if (!page_cache_add_speculative(head, refs)) {
 683                 *nr -= refs;
 684                 return 0;
 685         }
 686
 687         if (unlikely(pte_val(pte) != pte_val(*ptep))) {
 688                 /* Could be optimized better */
 689                 *nr -= refs;
 690                 while (refs--)
 691                         put_page(head);
 692                 return 0;
 693         }
 694
 695         /*
 696          * Any tail page need their mapcount reference taken before we
 697          * return.
 698          */
 699         while (refs--) {
 700                 if (PageTail(tail))
 701                         get_huge_page_tail(tail);
 702                 tail++;
 703         }
 704
 705         return 1;
 706 }
 707
 708 static unsigned long hugepte_addr_end(unsigned long addr, unsigned long end,
 709                                       unsigned long sz)
 710 {
 711         unsigned long __boundary = (addr + sz) & ~(sz-1);
 712         return (__boundary - 1 < end - 1) ? __boundary : end;
 713 }
 714
 715 int gup_hugepd(hugepd_t *hugepd, unsigned pdshift,
 716                unsigned long addr, unsigned long end,
 717                int write, struct page **pages, int *nr)
 718 {
 719         pte_t *ptep;
 720         unsigned long sz = 1UL << hugepd_shift(*hugepd);
 721         unsigned long next;
 722
 723         ptep = hugepte_offset(hugepd, addr, pdshift);
 724         do {
 725                 next = hugepte_addr_end(addr, end, sz);
 726                 if (!gup_hugepte(ptep, sz, addr, end, write, pages, nr))
 727                         return 0;
 728         } while (ptep++, addr = next, addr != end);
 729
 730         return 1;
 731 }
 732
 733 #ifdef CONFIG_PPC_MM_SLICES
 734 unsigned long hugetlb_get_unmapped_area(struct file *file, unsigned long addr,
 735                                         unsigned long len, unsigned long pgoff,
 736                                         unsigned long flags)
 737 {
 738         struct hstate *hstate = hstate_file(file);
 739         int mmu_psize = shift_to_mmu_psize(huge_page_shift(hstate));
 740
 741         return slice_get_unmapped_area(addr, len, flags, mmu_psize, 1, 0);
 742 }
 743 #endif
 744
 745 unsigned long vma_mmu_pagesize(struct vm_area_struct *vma)
 746 {
 747 #ifdef CONFIG_PPC_MM_SLICES
 748         unsigned int psize = get_slice_psize(vma->vm_mm, vma->vm_start);
 749
 750         return 1UL << mmu_psize_to_shift(psize);
 751 #else
 752         if (!is_vm_hugetlb_page(vma))
 753                 return PAGE_SIZE;
 754
 755         return huge_page_size(hstate_vma(vma));
 756 #endif
 757 }
 758
 759 static inline bool is_power_of_4(unsigned long x)
 760 {
 761         if (is_power_of_2(x))
 762                 return (__ilog2(x) % 2) ? false : true;
 763         return false;
 764 }
 765
 766 static int __init add_huge_page_size(unsigned long long size)
 767 {
 768         int shift = __ffs(size);
 769         int mmu_psize;
 770
 771         /* Check that it is a page size supported by the hardware and
 772          * that it fits within pagetable and slice limits. */
 773 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 774         if ((size < PAGE_SIZE) || !is_power_of_4(size))
 775                 return -EINVAL;
 776 #else
 777         if (!is_power_of_2(size)
 778             || (shift > SLICE_HIGH_SHIFT) || (shift <= PAGE_SHIFT))
 779                 return -EINVAL;
 780 #endif
 781
 782         if ((mmu_psize = shift_to_mmu_psize(shift)) < 0)
 783                 return -EINVAL;
 784
 785 #ifdef CONFIG_SPU_FS_64K_LS
 786         /* Disable support for 64K huge pages when 64K SPU local store
 787          * support is enabled as the current implementation conflicts.
 788          */
 789         if (shift == PAGE_SHIFT_64K)
 790                 return -EINVAL;
 791 #endif /* CONFIG_SPU_FS_64K_LS */
 792
 793         BUG_ON(mmu_psize_defs[mmu_psize].shift != shift);
 794
 795         /* Return if huge page size has already been setup */
 796         if (size_to_hstate(size))
 797                 return 0;
 798
 799         hugetlb_add_hstate(shift - PAGE_SHIFT);
 800
 801         return 0;
 802 }
 803
 804 static int __init hugepage_setup_sz(char *str)
 805 {
 806         unsigned long long size;
 807
 808         size = memparse(str, &str);
 809
 810         if (add_huge_page_size(size) != 0)
 811                 printk(KERN_WARNING "Invalid huge page size specified(%llu)\n", size);
 812
 813         return 1;
 814 }
 815 __setup("hugepagesz=", hugepage_setup_sz);
 816
 817 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 818 struct kmem_cache *hugepte_cache;
 819 static int __init hugetlbpage_init(void)
 820 {
 821         int psize;
 822
 823         for (psize = 0; psize < MMU_PAGE_COUNT; ++psize) {
 824                 unsigned shift;
 825
 826                 if (!mmu_psize_defs[psize].shift)
 827                         continue;
 828
 829                 shift = mmu_psize_to_shift(psize);
 830
 831                 /* Don't treat normal page sizes as huge... */
 832                 if (shift != PAGE_SHIFT)
 833                         if (add_huge_page_size(1ULL << shift) < 0)
 834                                 continue;
 835         }
 836
 837         /*
 838          * Create a kmem cache for hugeptes.  The bottom bits in the pte have
 839          * size information encoded in them, so align them to allow this
 840          */
 841         hugepte_cache =  kmem_cache_create("hugepte-cache", sizeof(pte_t),
 842                                            HUGEPD_SHIFT_MASK + 1, 0, NULL);
 843         if (hugepte_cache == NULL)
 844                 panic("%s: Unable to create kmem cache for hugeptes\n",
 845                       __func__);
 846
 847         /* Default hpage size = 4M */
 848         if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_4M].shift)
 849                 HPAGE_SHIFT = mmu_psize_defs[MMU_PAGE_4M].shift;
 850         else
 851                 panic("%s: Unable to set default huge page size\n", __func__);
 852
 853
 854         return 0;
 855 }
 856 #else
 857 static int __init hugetlbpage_init(void)
 858 {
 859         int psize;
 860
 861         if (!mmu_has_feature(MMU_FTR_16M_PAGE))
 862                 return -ENODEV;
 863
 864         for (psize = 0; psize < MMU_PAGE_COUNT; ++psize) {
 865                 unsigned shift;
 866                 unsigned pdshift;
 867
 868                 if (!mmu_psize_defs[psize].shift)
 869                         continue;
 870
 871                 shift = mmu_psize_to_shift(psize);
 872
 873                 if (add_huge_page_size(1ULL << shift) < 0)
 874                         continue;
 875
 876                 if (shift < PMD_SHIFT)
 877                         pdshift = PMD_SHIFT;
 878                 else if (shift < PUD_SHIFT)
 879                         pdshift = PUD_SHIFT;
 880                 else
 881                         pdshift = PGDIR_SHIFT;
 882
 883                 pgtable_cache_add(pdshift - shift, NULL);
 884                 if (!PGT_CACHE(pdshift - shift))
 885                         panic("hugetlbpage_init(): could not create "
 886                               "pgtable cache for %d bit pagesize\n", shift);
 887         }
 888
 889         /* Set default large page size. Currently, we pick 16M or 1M
 890          * depending on what is available
 891          */
 892         if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_16M].shift)
 893                 HPAGE_SHIFT = mmu_psize_defs[MMU_PAGE_16M].shift;
 894         else if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_1M].shift)
 895                 HPAGE_SHIFT = mmu_psize_defs[MMU_PAGE_1M].shift;
 896
 897         return 0;
 898 }
 899 #endif
 900 module_init(hugetlbpage_init);
 901
 902 void flush_dcache_icache_hugepage(struct page *page)
 903 {
 904         int i;
 905         void *start;
 906
 907         BUG_ON(!PageCompound(page));
 908
 909         for (i = 0; i < (1UL << compound_order(page)); i++) {
 910                 if (!PageHighMem(page)) {
 911                         __flush_dcache_icache(page_address(page+i));
 912                 } else {
 913                         start = kmap_atomic(page+i);
 914                         __flush_dcache_icache(start);
 915                         kunmap_atomic(start);
 916                 }
 917         }
 918 }