drm: virtio_gpu: add support for ARGB8888 primary plane
[platform/kernel/linux-rpi.git] / mm / mmu_gather.c
1 #include <linux/gfp.h>
2 #include <linux/highmem.h>
3 #include <linux/kernel.h>
4 #include <linux/mmdebug.h>
5 #include <linux/mm_types.h>
6 #include <linux/pagemap.h>
7 #include <linux/rcupdate.h>
8 #include <linux/smp.h>
9 #include <linux/swap.h>
10
11 #include <asm/pgalloc.h>
12 #include <asm/tlb.h>
13
14 #ifndef CONFIG_MMU_GATHER_NO_GATHER
15
16 static bool tlb_next_batch(struct mmu_gather *tlb)
17 {
18         struct mmu_gather_batch *batch;
19
20         batch = tlb->active;
21         if (batch->next) {
22                 tlb->active = batch->next;
23                 return true;
24         }
25
26         if (tlb->batch_count == MAX_GATHER_BATCH_COUNT)
27                 return false;
28
29         batch = (void *)__get_free_pages(GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN, 0);
30         if (!batch)
31                 return false;
32
33         tlb->batch_count++;
34         batch->next = NULL;
35         batch->nr   = 0;
36         batch->max  = MAX_GATHER_BATCH;
37
38         tlb->active->next = batch;
39         tlb->active = batch;
40
41         return true;
42 }
43
44 static void tlb_batch_pages_flush(struct mmu_gather *tlb)
45 {
46         struct mmu_gather_batch *batch;
47
48         for (batch = &tlb->local; batch && batch->nr; batch = batch->next) {
49                 free_pages_and_swap_cache(batch->pages, batch->nr);
50                 batch->nr = 0;
51         }
52         tlb->active = &tlb->local;
53 }
54
55 static void tlb_batch_list_free(struct mmu_gather *tlb)
56 {
57         struct mmu_gather_batch *batch, *next;
58
59         for (batch = tlb->local.next; batch; batch = next) {
60                 next = batch->next;
61                 free_pages((unsigned long)batch, 0);
62         }
63         tlb->local.next = NULL;
64 }
65
66 bool __tlb_remove_page_size(struct mmu_gather *tlb, struct page *page, int page_size)
67 {
68         struct mmu_gather_batch *batch;
69
70         VM_BUG_ON(!tlb->end);
71
72 #ifdef CONFIG_MMU_GATHER_PAGE_SIZE
73         VM_WARN_ON(tlb->page_size != page_size);
74 #endif
75
76         batch = tlb->active;
77         /*
78          * Add the page and check if we are full. If so
79          * force a flush.
80          */
81         batch->pages[batch->nr++] = page;
82         if (batch->nr == batch->max) {
83                 if (!tlb_next_batch(tlb))
84                         return true;
85                 batch = tlb->active;
86         }
87         VM_BUG_ON_PAGE(batch->nr > batch->max, page);
88
89         return false;
90 }
91
92 #endif /* MMU_GATHER_NO_GATHER */
93
94 #ifdef CONFIG_MMU_GATHER_TABLE_FREE
95
96 static void __tlb_remove_table_free(struct mmu_table_batch *batch)
97 {
98         int i;
99
100         for (i = 0; i < batch->nr; i++)
101                 __tlb_remove_table(batch->tables[i]);
102
103         free_page((unsigned long)batch);
104 }
105
106 #ifdef CONFIG_MMU_GATHER_RCU_TABLE_FREE
107
108 /*
109  * Semi RCU freeing of the page directories.
110  *
111  * This is needed by some architectures to implement software pagetable walkers.
112  *
113  * gup_fast() and other software pagetable walkers do a lockless page-table
114  * walk and therefore needs some synchronization with the freeing of the page
115  * directories. The chosen means to accomplish that is by disabling IRQs over
116  * the walk.
117  *
118  * Architectures that use IPIs to flush TLBs will then automagically DTRT,
119  * since we unlink the page, flush TLBs, free the page. Since the disabling of
120  * IRQs delays the completion of the TLB flush we can never observe an already
121  * freed page.
122  *
123  * Architectures that do not have this (PPC) need to delay the freeing by some
124  * other means, this is that means.
125  *
126  * What we do is batch the freed directory pages (tables) and RCU free them.
127  * We use the sched RCU variant, as that guarantees that IRQ/preempt disabling
128  * holds off grace periods.
129  *
130  * However, in order to batch these pages we need to allocate storage, this
131  * allocation is deep inside the MM code and can thus easily fail on memory
132  * pressure. To guarantee progress we fall back to single table freeing, see
133  * the implementation of tlb_remove_table_one().
134  *
135  */
136
137 static void tlb_remove_table_smp_sync(void *arg)
138 {
139         /* Simply deliver the interrupt */
140 }
141
142 void tlb_remove_table_sync_one(void)
143 {
144         /*
145          * This isn't an RCU grace period and hence the page-tables cannot be
146          * assumed to be actually RCU-freed.
147          *
148          * It is however sufficient for software page-table walkers that rely on
149          * IRQ disabling.
150          */
151         smp_call_function(tlb_remove_table_smp_sync, NULL, 1);
152 }
153
154 static void tlb_remove_table_rcu(struct rcu_head *head)
155 {
156         __tlb_remove_table_free(container_of(head, struct mmu_table_batch, rcu));
157 }
158
159 static void tlb_remove_table_free(struct mmu_table_batch *batch)
160 {
161         call_rcu(&batch->rcu, tlb_remove_table_rcu);
162 }
163
164 #else /* !CONFIG_MMU_GATHER_RCU_TABLE_FREE */
165
166 static void tlb_remove_table_free(struct mmu_table_batch *batch)
167 {
168         __tlb_remove_table_free(batch);
169 }
170
171 #endif /* CONFIG_MMU_GATHER_RCU_TABLE_FREE */
172
173 /*
174  * If we want tlb_remove_table() to imply TLB invalidates.
175  */
176 static inline void tlb_table_invalidate(struct mmu_gather *tlb)
177 {
178         if (tlb_needs_table_invalidate()) {
179                 /*
180                  * Invalidate page-table caches used by hardware walkers. Then
181                  * we still need to RCU-sched wait while freeing the pages
182                  * because software walkers can still be in-flight.
183                  */
184                 tlb_flush_mmu_tlbonly(tlb);
185         }
186 }
187
188 static void tlb_remove_table_one(void *table)
189 {
190         tlb_remove_table_sync_one();
191         __tlb_remove_table(table);
192 }
193
194 static void tlb_table_flush(struct mmu_gather *tlb)
195 {
196         struct mmu_table_batch **batch = &tlb->batch;
197
198         if (*batch) {
199                 tlb_table_invalidate(tlb);
200                 tlb_remove_table_free(*batch);
201                 *batch = NULL;
202         }
203 }
204
205 void tlb_remove_table(struct mmu_gather *tlb, void *table)
206 {
207         struct mmu_table_batch **batch = &tlb->batch;
208
209         if (*batch == NULL) {
210                 *batch = (struct mmu_table_batch *)__get_free_page(GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
211                 if (*batch == NULL) {
212                         tlb_table_invalidate(tlb);
213                         tlb_remove_table_one(table);
214                         return;
215                 }
216                 (*batch)->nr = 0;
217         }
218
219         (*batch)->tables[(*batch)->nr++] = table;
220         if ((*batch)->nr == MAX_TABLE_BATCH)
221                 tlb_table_flush(tlb);
222 }
223
224 static inline void tlb_table_init(struct mmu_gather *tlb)
225 {
226         tlb->batch = NULL;
227 }
228
229 #else /* !CONFIG_MMU_GATHER_TABLE_FREE */
230
231 static inline void tlb_table_flush(struct mmu_gather *tlb) { }
232 static inline void tlb_table_init(struct mmu_gather *tlb) { }
233
234 #endif /* CONFIG_MMU_GATHER_TABLE_FREE */
235
236 static void tlb_flush_mmu_free(struct mmu_gather *tlb)
237 {
238         tlb_table_flush(tlb);
239 #ifndef CONFIG_MMU_GATHER_NO_GATHER
240         tlb_batch_pages_flush(tlb);
241 #endif
242 }
243
244 void tlb_flush_mmu(struct mmu_gather *tlb)
245 {
246         tlb_flush_mmu_tlbonly(tlb);
247         tlb_flush_mmu_free(tlb);
248 }
249
250 static void __tlb_gather_mmu(struct mmu_gather *tlb, struct mm_struct *mm,
251                              bool fullmm)
252 {
253         tlb->mm = mm;
254         tlb->fullmm = fullmm;
255
256 #ifndef CONFIG_MMU_GATHER_NO_GATHER
257         tlb->need_flush_all = 0;
258         tlb->local.next = NULL;
259         tlb->local.nr   = 0;
260         tlb->local.max  = ARRAY_SIZE(tlb->__pages);
261         tlb->active     = &tlb->local;
262         tlb->batch_count = 0;
263 #endif
264
265         tlb_table_init(tlb);
266 #ifdef CONFIG_MMU_GATHER_PAGE_SIZE
267         tlb->page_size = 0;
268 #endif
269
270         __tlb_reset_range(tlb);
271         inc_tlb_flush_pending(tlb->mm);
272 }
273
274 /**
275  * tlb_gather_mmu - initialize an mmu_gather structure for page-table tear-down
276  * @tlb: the mmu_gather structure to initialize
277  * @mm: the mm_struct of the target address space
278  *
279  * Called to initialize an (on-stack) mmu_gather structure for page-table
280  * tear-down from @mm.
281  */
282 void tlb_gather_mmu(struct mmu_gather *tlb, struct mm_struct *mm)
283 {
284         __tlb_gather_mmu(tlb, mm, false);
285 }
286
287 /**
288  * tlb_gather_mmu_fullmm - initialize an mmu_gather structure for page-table tear-down
289  * @tlb: the mmu_gather structure to initialize
290  * @mm: the mm_struct of the target address space
291  *
292  * In this case, @mm is without users and we're going to destroy the
293  * full address space (exit/execve).
294  *
295  * Called to initialize an (on-stack) mmu_gather structure for page-table
296  * tear-down from @mm.
297  */
298 void tlb_gather_mmu_fullmm(struct mmu_gather *tlb, struct mm_struct *mm)
299 {
300         __tlb_gather_mmu(tlb, mm, true);
301 }
302
303 /**
304  * tlb_finish_mmu - finish an mmu_gather structure
305  * @tlb: the mmu_gather structure to finish
306  *
307  * Called at the end of the shootdown operation to free up any resources that
308  * were required.
309  */
310 void tlb_finish_mmu(struct mmu_gather *tlb)
311 {
312         /*
313          * If there are parallel threads are doing PTE changes on same range
314          * under non-exclusive lock (e.g., mmap_lock read-side) but defer TLB
315          * flush by batching, one thread may end up seeing inconsistent PTEs
316          * and result in having stale TLB entries.  So flush TLB forcefully
317          * if we detect parallel PTE batching threads.
318          *
319          * However, some syscalls, e.g. munmap(), may free page tables, this
320          * needs force flush everything in the given range. Otherwise this
321          * may result in having stale TLB entries for some architectures,
322          * e.g. aarch64, that could specify flush what level TLB.
323          */
324         if (mm_tlb_flush_nested(tlb->mm)) {
325                 /*
326                  * The aarch64 yields better performance with fullmm by
327                  * avoiding multiple CPUs spamming TLBI messages at the
328                  * same time.
329                  *
330                  * On x86 non-fullmm doesn't yield significant difference
331                  * against fullmm.
332                  */
333                 tlb->fullmm = 1;
334                 __tlb_reset_range(tlb);
335                 tlb->freed_tables = 1;
336         }
337
338         tlb_flush_mmu(tlb);
339
340 #ifndef CONFIG_MMU_GATHER_NO_GATHER
341         tlb_batch_list_free(tlb);
342 #endif
343         dec_tlb_flush_pending(tlb->mm);
344 }