arch/ia64/include/asm/tlb.h

   1 #ifndef _ASM_IA64_TLB_H
   2 #define _ASM_IA64_TLB_H
   3 /*
   4  * Based on <asm-generic/tlb.h>.
   5  *
   6  * Copyright (C) 2002-2003 Hewlett-Packard Co
   7  *      David Mosberger-Tang <davidm@hpl.hp.com>
   8  */
   9 /*
  10  * Removing a translation from a page table (including TLB-shootdown) is a four-step
  11  * procedure:
  12  *
  13  *      (1) Flush (virtual) caches --- ensures virtual memory is coherent with kernel memory
  14  *          (this is a no-op on ia64).
  15  *      (2) Clear the relevant portions of the page-table
  16  *      (3) Flush the TLBs --- ensures that stale content is gone from CPU TLBs
  17  *      (4) Release the pages that were freed up in step (2).
  18  *
  19  * Note that the ordering of these steps is crucial to avoid races on MP machines.
  20  *
  21  * The Linux kernel defines several platform-specific hooks for TLB-shootdown.  When
  22  * unmapping a portion of the virtual address space, these hooks are called according to
  23  * the following template:
  24  *
  25  *      tlb <- tlb_gather_mmu(mm, full_mm_flush);       // start unmap for address space MM
  26  *      {
  27  *        for each vma that needs a shootdown do {
  28  *          tlb_start_vma(tlb, vma);
  29  *            for each page-table-entry PTE that needs to be removed do {
  30  *              tlb_remove_tlb_entry(tlb, pte, address);
  31  *              if (pte refers to a normal page) {
  32  *                tlb_remove_page(tlb, page);
  33  *              }
  34  *            }
  35  *          tlb_end_vma(tlb, vma);
  36  *        }
  37  *      }
  38  *      tlb_finish_mmu(tlb, start, end);        // finish unmap for address space MM
  39  */
  40 #include <linux/mm.h>
  41 #include <linux/pagemap.h>
  42 #include <linux/swap.h>
  43
  44 #include <asm/pgalloc.h>
  45 #include <asm/processor.h>
  46 #include <asm/tlbflush.h>
  47 #include <asm/machvec.h>
  48
  49 #ifdef CONFIG_SMP
  50 # define tlb_fast_mode(tlb)     ((tlb)->nr == ~0U)
  51 #else
  52 # define tlb_fast_mode(tlb)     (1)
  53 #endif
  54
  55 /*
  56  * If we can't allocate a page to make a big batch of page pointers
  57  * to work on, then just handle a few from the on-stack structure.
  58  */
  59 #define IA64_GATHER_BUNDLE      8
  60
  61 struct mmu_gather {
  62         struct mm_struct        *mm;
  63         unsigned int            nr;             /* == ~0U => fast mode */
  64         unsigned int            max;
  65         unsigned char           fullmm;         /* non-zero means full mm flush */
  66         unsigned char           need_flush;     /* really unmapped some PTEs? */
  67         unsigned long           start_addr;
  68         unsigned long           end_addr;
  69         struct page             **pages;
  70         struct page             *local[IA64_GATHER_BUNDLE];
  71 };
  72
  73 struct ia64_tr_entry {
  74         u64 ifa;
  75         u64 itir;
  76         u64 pte;
  77         u64 rr;
  78 }; /*Record for tr entry!*/
  79
  80 extern int ia64_itr_entry(u64 target_mask, u64 va, u64 pte, u64 log_size);
  81 extern void ia64_ptr_entry(u64 target_mask, int slot);
  82
  83 extern struct ia64_tr_entry *ia64_idtrs[NR_CPUS];
  84
  85 /*
  86  region register macros
  87 */
  88 #define RR_TO_VE(val)   (((val) >> 0) & 0x0000000000000001)
  89 #define RR_VE(val)      (((val) & 0x0000000000000001) << 0)
  90 #define RR_VE_MASK      0x0000000000000001L
  91 #define RR_VE_SHIFT     0
  92 #define RR_TO_PS(val)   (((val) >> 2) & 0x000000000000003f)
  93 #define RR_PS(val)      (((val) & 0x000000000000003f) << 2)
  94 #define RR_PS_MASK      0x00000000000000fcL
  95 #define RR_PS_SHIFT     2
  96 #define RR_RID_MASK     0x00000000ffffff00L
  97 #define RR_TO_RID(val)  ((val >> 8) & 0xffffff)
  98
  99 /*
 100  * Flush the TLB for address range START to END and, if not in fast mode, release the
 101  * freed pages that where gathered up to this point.
 102  */
 103 static inline void
 104 ia64_tlb_flush_mmu (struct mmu_gather *tlb, unsigned long start, unsigned long end)
 105 {
 106         unsigned int nr;
 107
 108         if (!tlb->need_flush)
 109                 return;
 110         tlb->need_flush = 0;
 111
 112         if (tlb->fullmm) {
 113                 /*
 114                  * Tearing down the entire address space.  This happens both as a result
 115                  * of exit() and execve().  The latter case necessitates the call to
 116                  * flush_tlb_mm() here.
 117                  */
 118                 flush_tlb_mm(tlb->mm);
 119         } else if (unlikely (end - start >= 1024*1024*1024*1024UL
 120                              || REGION_NUMBER(start) != REGION_NUMBER(end - 1)))
 121         {
 122                 /*
 123                  * If we flush more than a tera-byte or across regions, we're probably
 124                  * better off just flushing the entire TLB(s).  This should be very rare
 125                  * and is not worth optimizing for.
 126                  */
 127                 flush_tlb_all();
 128         } else {
 129                 /*
 130                  * XXX fix me: flush_tlb_range() should take an mm pointer instead of a
 131                  * vma pointer.
 132                  */
 133                 struct vm_area_struct vma;
 134
 135                 vma.vm_mm = tlb->mm;
 136                 /* flush the address range from the tlb: */
 137                 flush_tlb_range(&vma, start, end);
 138                 /* now flush the virt. page-table area mapping the address range: */
 139                 flush_tlb_range(&vma, ia64_thash(start), ia64_thash(end));
 140         }
 141
 142         /* lastly, release the freed pages */
 143         nr = tlb->nr;
 144         if (!tlb_fast_mode(tlb)) {
 145                 unsigned long i;
 146                 tlb->nr = 0;
 147                 tlb->start_addr = ~0UL;
 148                 for (i = 0; i < nr; ++i)
 149                         free_page_and_swap_cache(tlb->pages[i]);
 150         }
 151 }
 152
 153 static inline void __tlb_alloc_page(struct mmu_gather *tlb)
 154 {
 155         unsigned long addr = __get_free_pages(GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN, 0);
 156
 157         if (addr) {
 158                 tlb->pages = (void *)addr;
 159                 tlb->max = PAGE_SIZE / sizeof(void *);
 160         }
 161 }
 162
 163
 164 static inline void
 165 tlb_gather_mmu(struct mmu_gather *tlb, struct mm_struct *mm, unsigned int full_mm_flush)
 166 {
 167         tlb->mm = mm;
 168         tlb->max = ARRAY_SIZE(tlb->local);
 169         tlb->pages = tlb->local;
 170         /*
 171          * Use fast mode if only 1 CPU is online.
 172          *
 173          * It would be tempting to turn on fast-mode for full_mm_flush as well.  But this
 174          * doesn't work because of speculative accesses and software prefetching: the page
 175          * table of "mm" may (and usually is) the currently active page table and even
 176          * though the kernel won't do any user-space accesses during the TLB shoot down, a
 177          * compiler might use speculation or lfetch.fault on what happens to be a valid
 178          * user-space address.  This in turn could trigger a TLB miss fault (or a VHPT
 179          * walk) and re-insert a TLB entry we just removed.  Slow mode avoids such
 180          * problems.  (We could make fast-mode work by switching the current task to a
 181          * different "mm" during the shootdown.) --davidm 08/02/2002
 182          */
 183         tlb->nr = (num_online_cpus() == 1) ? ~0U : 0;
 184         tlb->fullmm = full_mm_flush;
 185         tlb->start_addr = ~0UL;
 186 }
 187
 188 /*
 189  * Called at the end of the shootdown operation to free up any resources that were
 190  * collected.
 191  */
 192 static inline void
 193 tlb_finish_mmu(struct mmu_gather *tlb, unsigned long start, unsigned long end)
 194 {
 195         /*
 196          * Note: tlb->nr may be 0 at this point, so we can't rely on tlb->start_addr and
 197          * tlb->end_addr.
 198          */
 199         ia64_tlb_flush_mmu(tlb, start, end);
 200
 201         /* keep the page table cache within bounds */
 202         check_pgt_cache();
 203
 204         if (tlb->pages != tlb->local)
 205                 free_pages((unsigned long)tlb->pages, 0);
 206 }
 207
 208 /*
 209  * Logically, this routine frees PAGE.  On MP machines, the actual freeing of the page
 210  * must be delayed until after the TLB has been flushed (see comments at the beginning of
 211  * this file).
 212  */
 213 static inline int __tlb_remove_page(struct mmu_gather *tlb, struct page *page)
 214 {
 215         tlb->need_flush = 1;
 216
 217         if (tlb_fast_mode(tlb)) {
 218                 free_page_and_swap_cache(page);
 219                 return 1; /* avoid calling tlb_flush_mmu */
 220         }
 221
 222         if (!tlb->nr && tlb->pages == tlb->local)
 223                 __tlb_alloc_page(tlb);
 224
 225         tlb->pages[tlb->nr++] = page;
 226         VM_BUG_ON(tlb->nr > tlb->max);
 227
 228         return tlb->max - tlb->nr;
 229 }
 230
 231 static inline void tlb_flush_mmu(struct mmu_gather *tlb)
 232 {
 233         ia64_tlb_flush_mmu(tlb, tlb->start_addr, tlb->end_addr);
 234 }
 235
 236 static inline void tlb_remove_page(struct mmu_gather *tlb, struct page *page)
 237 {
 238         if (!__tlb_remove_page(tlb, page))
 239                 tlb_flush_mmu(tlb);
 240 }
 241
 242 /*
 243  * Remove TLB entry for PTE mapped at virtual address ADDRESS.  This is called for any
 244  * PTE, not just those pointing to (normal) physical memory.
 245  */
 246 static inline void
 247 __tlb_remove_tlb_entry (struct mmu_gather *tlb, pte_t *ptep, unsigned long address)
 248 {
 249         if (tlb->start_addr == ~0UL)
 250                 tlb->start_addr = address;
 251         tlb->end_addr = address + PAGE_SIZE;
 252 }
 253
 254 #define tlb_migrate_finish(mm)  platform_tlb_migrate_finish(mm)
 255
 256 #define tlb_start_vma(tlb, vma)                 do { } while (0)
 257 #define tlb_end_vma(tlb, vma)                   do { } while (0)
 258
 259 #define tlb_remove_tlb_entry(tlb, ptep, addr)           \
 260 do {                                                    \
 261         tlb->need_flush = 1;                            \
 262         __tlb_remove_tlb_entry(tlb, ptep, addr);        \
 263 } while (0)
 264
 265 #define pte_free_tlb(tlb, ptep, address)                \
 266 do {                                                    \
 267         tlb->need_flush = 1;                            \
 268         __pte_free_tlb(tlb, ptep, address);             \
 269 } while (0)
 270
 271 #define pmd_free_tlb(tlb, ptep, address)                \
 272 do {                                                    \
 273         tlb->need_flush = 1;                            \
 274         __pmd_free_tlb(tlb, ptep, address);             \
 275 } while (0)
 276
 277 #define pud_free_tlb(tlb, pudp, address)                \
 278 do {                                                    \
 279         tlb->need_flush = 1;                            \
 280         __pud_free_tlb(tlb, pudp, address);             \
 281 } while (0)
 282
 283 #endif /* _ASM_IA64_TLB_H */