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, 0, 0,
 314                         &do_gpage_early_setup);
 315
 316         /*
 317          * Walk gpage list in reverse, allocating larger page sizes first.
 318          * Skip over unsupported sizes, or sizes that have 0 gpages allocated.
 319          * When we reach the point in the list where pages are no longer
 320          * considered gpages, we're done.
 321          */
 322         for (i = MMU_PAGE_COUNT-1; i >= 0; i--) {
 323                 if (mmu_psize_defs[i].shift == 0 || gpage_npages[i] == 0)
 324                         continue;
 325                 else if (mmu_psize_to_shift(i) < (MAX_ORDER + PAGE_SHIFT))
 326                         break;
 327
 328                 size = (phys_addr_t)(1ULL << mmu_psize_to_shift(i));
 329                 base = memblock_alloc_base(size * gpage_npages[i], size,
 330                                            MEMBLOCK_ALLOC_ANYWHERE);
 331                 add_gpage(base, size, gpage_npages[i]);
 332         }
 333 }
 334
 335 #else /* !PPC_FSL_BOOK3E */
 336
 337 /* Build list of addresses of gigantic pages.  This function is used in early
 338  * boot before the buddy or bootmem allocator is setup.
 339  */
 340 void add_gpage(u64 addr, u64 page_size, unsigned long number_of_pages)
 341 {
 342         if (!addr)
 343                 return;
 344         while (number_of_pages > 0) {
 345                 gpage_freearray[nr_gpages] = addr;
 346                 nr_gpages++;
 347                 number_of_pages--;
 348                 addr += page_size;
 349         }
 350 }
 351
 352 /* Moves the gigantic page addresses from the temporary list to the
 353  * huge_boot_pages list.
 354  */
 355 int alloc_bootmem_huge_page(struct hstate *hstate)
 356 {
 357         struct huge_bootmem_page *m;
 358         if (nr_gpages == 0)
 359                 return 0;
 360         m = phys_to_virt(gpage_freearray[--nr_gpages]);
 361         gpage_freearray[nr_gpages] = 0;
 362         list_add(&m->list, &huge_boot_pages);
 363         m->hstate = hstate;
 364         return 1;
 365 }
 366 #endif
 367
 368 int huge_pmd_unshare(struct mm_struct *mm, unsigned long *addr, pte_t *ptep)
 369 {
 370         return 0;
 371 }
 372
 373 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 374 #define HUGEPD_FREELIST_SIZE \
 375         ((PAGE_SIZE - sizeof(struct hugepd_freelist)) / sizeof(pte_t))
 376
 377 struct hugepd_freelist {
 378         struct rcu_head rcu;
 379         unsigned int index;
 380         void *ptes[0];
 381 };
 382
 383 static DEFINE_PER_CPU(struct hugepd_freelist *, hugepd_freelist_cur);
 384
 385 static void hugepd_free_rcu_callback(struct rcu_head *head)
 386 {
 387         struct hugepd_freelist *batch =
 388                 container_of(head, struct hugepd_freelist, rcu);
 389         unsigned int i;
 390
 391         for (i = 0; i < batch->index; i++)
 392                 kmem_cache_free(hugepte_cache, batch->ptes[i]);
 393
 394         free_page((unsigned long)batch);
 395 }
 396
 397 static void hugepd_free(struct mmu_gather *tlb, void *hugepte)
 398 {
 399         struct hugepd_freelist **batchp;
 400
 401         batchp = &__get_cpu_var(hugepd_freelist_cur);
 402
 403         if (atomic_read(&tlb->mm->mm_users) < 2 ||
 404             cpumask_equal(mm_cpumask(tlb->mm),
 405                           cpumask_of(smp_processor_id()))) {
 406                 kmem_cache_free(hugepte_cache, hugepte);
 407                 return;
 408         }
 409
 410         if (*batchp == NULL) {
 411                 *batchp = (struct hugepd_freelist *)__get_free_page(GFP_ATOMIC);
 412                 (*batchp)->index = 0;
 413         }
 414
 415         (*batchp)->ptes[(*batchp)->index++] = hugepte;
 416         if ((*batchp)->index == HUGEPD_FREELIST_SIZE) {
 417                 call_rcu_sched(&(*batchp)->rcu, hugepd_free_rcu_callback);
 418                 *batchp = NULL;
 419         }
 420 }
 421 #endif
 422
 423 static void free_hugepd_range(struct mmu_gather *tlb, hugepd_t *hpdp, int pdshift,
 424                               unsigned long start, unsigned long end,
 425                               unsigned long floor, unsigned long ceiling)
 426 {
 427         pte_t *hugepte = hugepd_page(*hpdp);
 428         int i;
 429
 430         unsigned long pdmask = ~((1UL << pdshift) - 1);
 431         unsigned int num_hugepd = 1;
 432
 433 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 434         /* Note: On fsl the hpdp may be the first of several */
 435         num_hugepd = (1 << (hugepd_shift(*hpdp) - pdshift));
 436 #else
 437         unsigned int shift = hugepd_shift(*hpdp);
 438 #endif
 439
 440         start &= pdmask;
 441         if (start < floor)
 442                 return;
 443         if (ceiling) {
 444                 ceiling &= pdmask;
 445                 if (! ceiling)
 446                         return;
 447         }
 448         if (end - 1 > ceiling - 1)
 449                 return;
 450
 451         for (i = 0; i < num_hugepd; i++, hpdp++)
 452                 hpdp->pd = 0;
 453
 454         tlb->need_flush = 1;
 455
 456 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 457         hugepd_free(tlb, hugepte);
 458 #else
 459         pgtable_free_tlb(tlb, hugepte, pdshift - shift);
 460 #endif
 461 }
 462
 463 static void hugetlb_free_pmd_range(struct mmu_gather *tlb, pud_t *pud,
 464                                    unsigned long addr, unsigned long end,
 465                                    unsigned long floor, unsigned long ceiling)
 466 {
 467         pmd_t *pmd;
 468         unsigned long next;
 469         unsigned long start;
 470
 471         start = addr;
 472         do {
 473                 pmd = pmd_offset(pud, addr);
 474                 next = pmd_addr_end(addr, end);
 475                 if (pmd_none(*pmd))
 476                         continue;
 477 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 478                 /*
 479                  * Increment next by the size of the huge mapping since
 480                  * there may be more than one entry at this level for a
 481                  * single hugepage, but all of them point to
 482                  * the same kmem cache that holds the hugepte.
 483                  */
 484                 next = addr + (1 << hugepd_shift(*(hugepd_t *)pmd));
 485 #endif
 486                 free_hugepd_range(tlb, (hugepd_t *)pmd, PMD_SHIFT,
 487                                   addr, next, floor, ceiling);
 488         } while (addr = next, addr != end);
 489
 490         start &= PUD_MASK;
 491         if (start < floor)
 492                 return;
 493         if (ceiling) {
 494                 ceiling &= PUD_MASK;
 495                 if (!ceiling)
 496                         return;
 497         }
 498         if (end - 1 > ceiling - 1)
 499                 return;
 500
 501         pmd = pmd_offset(pud, start);
 502         pud_clear(pud);
 503         pmd_free_tlb(tlb, pmd, start);
 504 }
 505
 506 static void hugetlb_free_pud_range(struct mmu_gather *tlb, pgd_t *pgd,
 507                                    unsigned long addr, unsigned long end,
 508                                    unsigned long floor, unsigned long ceiling)
 509 {
 510         pud_t *pud;
 511         unsigned long next;
 512         unsigned long start;
 513
 514         start = addr;
 515         do {
 516                 pud = pud_offset(pgd, addr);
 517                 next = pud_addr_end(addr, end);
 518                 if (!is_hugepd(pud)) {
 519                         if (pud_none_or_clear_bad(pud))
 520                                 continue;
 521                         hugetlb_free_pmd_range(tlb, pud, addr, next, floor,
 522                                                ceiling);
 523                 } else {
 524 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 525                         /*
 526                          * Increment next by the size of the huge mapping since
 527                          * there may be more than one entry at this level for a
 528                          * single hugepage, but all of them point to
 529                          * the same kmem cache that holds the hugepte.
 530                          */
 531                         next = addr + (1 << hugepd_shift(*(hugepd_t *)pud));
 532 #endif
 533                         free_hugepd_range(tlb, (hugepd_t *)pud, PUD_SHIFT,
 534                                           addr, next, floor, ceiling);
 535                 }
 536         } while (addr = next, addr != end);
 537
 538         start &= PGDIR_MASK;
 539         if (start < floor)
 540                 return;
 541         if (ceiling) {
 542                 ceiling &= PGDIR_MASK;
 543                 if (!ceiling)
 544                         return;
 545         }
 546         if (end - 1 > ceiling - 1)
 547                 return;
 548
 549         pud = pud_offset(pgd, start);
 550         pgd_clear(pgd);
 551         pud_free_tlb(tlb, pud, start);
 552 }
 553
 554 /*
 555  * This function frees user-level page tables of a process.
 556  *
 557  * Must be called with pagetable lock held.
 558  */
 559 void hugetlb_free_pgd_range(struct mmu_gather *tlb,
 560                             unsigned long addr, unsigned long end,
 561                             unsigned long floor, unsigned long ceiling)
 562 {
 563         pgd_t *pgd;
 564         unsigned long next;
 565
 566         /*
 567          * Because there are a number of different possible pagetable
 568          * layouts for hugepage ranges, we limit knowledge of how
 569          * things should be laid out to the allocation path
 570          * (huge_pte_alloc(), above).  Everything else works out the
 571          * structure as it goes from information in the hugepd
 572          * pointers.  That means that we can't here use the
 573          * optimization used in the normal page free_pgd_range(), of
 574          * checking whether we're actually covering a large enough
 575          * range to have to do anything at the top level of the walk
 576          * instead of at the bottom.
 577          *
 578          * To make sense of this, you should probably go read the big
 579          * block comment at the top of the normal free_pgd_range(),
 580          * too.
 581          */
 582
 583         do {
 584                 next = pgd_addr_end(addr, end);
 585                 pgd = pgd_offset(tlb->mm, addr);
 586                 if (!is_hugepd(pgd)) {
 587                         if (pgd_none_or_clear_bad(pgd))
 588                                 continue;
 589                         hugetlb_free_pud_range(tlb, pgd, addr, next, floor, ceiling);
 590                 } else {
 591 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 592                         /*
 593                          * Increment next by the size of the huge mapping since
 594                          * there may be more than one entry at the pgd level
 595                          * for a single hugepage, but all of them point to the
 596                          * same kmem cache that holds the hugepte.
 597                          */
 598                         next = addr + (1 << hugepd_shift(*(hugepd_t *)pgd));
 599 #endif
 600                         free_hugepd_range(tlb, (hugepd_t *)pgd, PGDIR_SHIFT,
 601                                           addr, next, floor, ceiling);
 602                 }
 603         } while (addr = next, addr != end);
 604 }
 605
 606 struct page *
 607 follow_huge_addr(struct mm_struct *mm, unsigned long address, int write)
 608 {
 609         pte_t *ptep;
 610         struct page *page;
 611         unsigned shift;
 612         unsigned long mask;
 613
 614         ptep = find_linux_pte_or_hugepte(mm->pgd, address, &shift);
 615
 616         /* Verify it is a huge page else bail. */
 617         if (!ptep || !shift)
 618                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 619
 620         mask = (1UL << shift) - 1;
 621         page = pte_page(*ptep);
 622         if (page)
 623                 page += (address & mask) / PAGE_SIZE;
 624
 625         return page;
 626 }
 627
 628 int pmd_huge(pmd_t pmd)
 629 {
 630         return 0;
 631 }
 632
 633 int pud_huge(pud_t pud)
 634 {
 635         return 0;
 636 }
 637
 638 struct page *
 639 follow_huge_pmd(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
 640                 pmd_t *pmd, int write)
 641 {
 642         BUG();
 643         return NULL;
 644 }
 645
 646 static noinline int gup_hugepte(pte_t *ptep, unsigned long sz, unsigned long addr,
 647                        unsigned long end, int write, struct page **pages, int *nr)
 648 {
 649         unsigned long mask;
 650         unsigned long pte_end;
 651         struct page *head, *page, *tail;
 652         pte_t pte;
 653         int refs;
 654
 655         pte_end = (addr + sz) & ~(sz-1);
 656         if (pte_end < end)
 657                 end = pte_end;
 658
 659         pte = *ptep;
 660         mask = _PAGE_PRESENT | _PAGE_USER;
 661         if (write)
 662                 mask |= _PAGE_RW;
 663
 664         if ((pte_val(pte) & mask) != mask)
 665                 return 0;
 666
 667         /* hugepages are never "special" */
 668         VM_BUG_ON(!pfn_valid(pte_pfn(pte)));
 669
 670         refs = 0;
 671         head = pte_page(pte);
 672
 673         page = head + ((addr & (sz-1)) >> PAGE_SHIFT);
 674         tail = page;
 675         do {
 676                 VM_BUG_ON(compound_head(page) != head);
 677                 pages[*nr] = page;
 678                 (*nr)++;
 679                 page++;
 680                 refs++;
 681         } while (addr += PAGE_SIZE, addr != end);
 682
 683         if (!page_cache_add_speculative(head, refs)) {
 684                 *nr -= refs;
 685                 return 0;
 686         }
 687
 688         if (unlikely(pte_val(pte) != pte_val(*ptep))) {
 689                 /* Could be optimized better */
 690                 *nr -= refs;
 691                 while (refs--)
 692                         put_page(head);
 693                 return 0;
 694         }
 695
 696         /*
 697          * Any tail page need their mapcount reference taken before we
 698          * return.
 699          */
 700         while (refs--) {
 701                 if (PageTail(tail))
 702                         get_huge_page_tail(tail);
 703                 tail++;
 704         }
 705
 706         return 1;
 707 }
 708
 709 static unsigned long hugepte_addr_end(unsigned long addr, unsigned long end,
 710                                       unsigned long sz)
 711 {
 712         unsigned long __boundary = (addr + sz) & ~(sz-1);
 713         return (__boundary - 1 < end - 1) ? __boundary : end;
 714 }
 715
 716 int gup_hugepd(hugepd_t *hugepd, unsigned pdshift,
 717                unsigned long addr, unsigned long end,
 718                int write, struct page **pages, int *nr)
 719 {
 720         pte_t *ptep;
 721         unsigned long sz = 1UL << hugepd_shift(*hugepd);
 722         unsigned long next;
 723
 724         ptep = hugepte_offset(hugepd, addr, pdshift);
 725         do {
 726                 next = hugepte_addr_end(addr, end, sz);
 727                 if (!gup_hugepte(ptep, sz, addr, end, write, pages, nr))
 728                         return 0;
 729         } while (ptep++, addr = next, addr != end);
 730
 731         return 1;
 732 }
 733
 734 #ifdef CONFIG_PPC_MM_SLICES
 735 unsigned long hugetlb_get_unmapped_area(struct file *file, unsigned long addr,
 736                                         unsigned long len, unsigned long pgoff,
 737                                         unsigned long flags)
 738 {
 739         struct hstate *hstate = hstate_file(file);
 740         int mmu_psize = shift_to_mmu_psize(huge_page_shift(hstate));
 741
 742         return slice_get_unmapped_area(addr, len, flags, mmu_psize, 1, 0);
 743 }
 744 #endif
 745
 746 unsigned long vma_mmu_pagesize(struct vm_area_struct *vma)
 747 {
 748 #ifdef CONFIG_PPC_MM_SLICES
 749         unsigned int psize = get_slice_psize(vma->vm_mm, vma->vm_start);
 750
 751         return 1UL << mmu_psize_to_shift(psize);
 752 #else
 753         if (!is_vm_hugetlb_page(vma))
 754                 return PAGE_SIZE;
 755
 756         return huge_page_size(hstate_vma(vma));
 757 #endif
 758 }
 759
 760 static inline bool is_power_of_4(unsigned long x)
 761 {
 762         if (is_power_of_2(x))
 763                 return (__ilog2(x) % 2) ? false : true;
 764         return false;
 765 }
 766
 767 static int __init add_huge_page_size(unsigned long long size)
 768 {
 769         int shift = __ffs(size);
 770         int mmu_psize;
 771
 772         /* Check that it is a page size supported by the hardware and
 773          * that it fits within pagetable and slice limits. */
 774 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 775         if ((size < PAGE_SIZE) || !is_power_of_4(size))
 776                 return -EINVAL;
 777 #else
 778         if (!is_power_of_2(size)
 779             || (shift > SLICE_HIGH_SHIFT) || (shift <= PAGE_SHIFT))
 780                 return -EINVAL;
 781 #endif
 782
 783         if ((mmu_psize = shift_to_mmu_psize(shift)) < 0)
 784                 return -EINVAL;
 785
 786 #ifdef CONFIG_SPU_FS_64K_LS
 787         /* Disable support for 64K huge pages when 64K SPU local store
 788          * support is enabled as the current implementation conflicts.
 789          */
 790         if (shift == PAGE_SHIFT_64K)
 791                 return -EINVAL;
 792 #endif /* CONFIG_SPU_FS_64K_LS */
 793
 794         BUG_ON(mmu_psize_defs[mmu_psize].shift != shift);
 795
 796         /* Return if huge page size has already been setup */
 797         if (size_to_hstate(size))
 798                 return 0;
 799
 800         hugetlb_add_hstate(shift - PAGE_SHIFT);
 801
 802         return 0;
 803 }
 804
 805 static int __init hugepage_setup_sz(char *str)
 806 {
 807         unsigned long long size;
 808
 809         size = memparse(str, &str);
 810
 811         if (add_huge_page_size(size) != 0)
 812                 printk(KERN_WARNING "Invalid huge page size specified(%llu)\n", size);
 813
 814         return 1;
 815 }
 816 __setup("hugepagesz=", hugepage_setup_sz);
 817
 818 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 819 struct kmem_cache *hugepte_cache;
 820 static int __init hugetlbpage_init(void)
 821 {
 822         int psize;
 823
 824         for (psize = 0; psize < MMU_PAGE_COUNT; ++psize) {
 825                 unsigned shift;
 826
 827                 if (!mmu_psize_defs[psize].shift)
 828                         continue;
 829
 830                 shift = mmu_psize_to_shift(psize);
 831
 832                 /* Don't treat normal page sizes as huge... */
 833                 if (shift != PAGE_SHIFT)
 834                         if (add_huge_page_size(1ULL << shift) < 0)
 835                                 continue;
 836         }
 837
 838         /*
 839          * Create a kmem cache for hugeptes.  The bottom bits in the pte have
 840          * size information encoded in them, so align them to allow this
 841          */
 842         hugepte_cache =  kmem_cache_create("hugepte-cache", sizeof(pte_t),
 843                                            HUGEPD_SHIFT_MASK + 1, 0, NULL);
 844         if (hugepte_cache == NULL)
 845                 panic("%s: Unable to create kmem cache for hugeptes\n",
 846                       __func__);
 847
 848         /* Default hpage size = 4M */
 849         if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_4M].shift)
 850                 HPAGE_SHIFT = mmu_psize_defs[MMU_PAGE_4M].shift;
 851         else
 852                 panic("%s: Unable to set default huge page size\n", __func__);
 853
 854
 855         return 0;
 856 }
 857 #else
 858 static int __init hugetlbpage_init(void)
 859 {
 860         int psize;
 861
 862         if (!mmu_has_feature(MMU_FTR_16M_PAGE))
 863                 return -ENODEV;
 864
 865         for (psize = 0; psize < MMU_PAGE_COUNT; ++psize) {
 866                 unsigned shift;
 867                 unsigned pdshift;
 868
 869                 if (!mmu_psize_defs[psize].shift)
 870                         continue;
 871
 872                 shift = mmu_psize_to_shift(psize);
 873
 874                 if (add_huge_page_size(1ULL << shift) < 0)
 875                         continue;
 876
 877                 if (shift < PMD_SHIFT)
 878                         pdshift = PMD_SHIFT;
 879                 else if (shift < PUD_SHIFT)
 880                         pdshift = PUD_SHIFT;
 881                 else
 882                         pdshift = PGDIR_SHIFT;
 883
 884                 pgtable_cache_add(pdshift - shift, NULL);
 885                 if (!PGT_CACHE(pdshift - shift))
 886                         panic("hugetlbpage_init(): could not create "
 887                               "pgtable cache for %d bit pagesize\n", shift);
 888         }
 889
 890         /* Set default large page size. Currently, we pick 16M or 1M
 891          * depending on what is available
 892          */
 893         if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_16M].shift)
 894                 HPAGE_SHIFT = mmu_psize_defs[MMU_PAGE_16M].shift;
 895         else if (mmu_psize_defs[MMU_PAGE_1M].shift)
 896                 HPAGE_SHIFT = mmu_psize_defs[MMU_PAGE_1M].shift;
 897
 898         return 0;
 899 }
 900 #endif
 901 module_init(hugetlbpage_init);
 902
 903 void flush_dcache_icache_hugepage(struct page *page)
 904 {
 905         int i;
 906         void *start;
 907
 908         BUG_ON(!PageCompound(page));
 909
 910         for (i = 0; i < (1UL << compound_order(page)); i++) {
 911                 if (!PageHighMem(page)) {
 912                         __flush_dcache_icache(page_address(page+i));
 913                 } else {
 914                         start = kmap_atomic(page+i);
 915                         __flush_dcache_icache(start);
 916                         kunmap_atomic(start);
 917                 }
 918         }
 919 }