arch/powerpc/mm/tlb_64.c

   1 /*
   2  * This file contains the routines for flushing entries from the
   3  * TLB and MMU hash table.
   4  *
   5  *  Derived from arch/ppc64/mm/init.c:
   6  *    Copyright (C) 1995-1996 Gary Thomas (gdt@linuxppc.org)
   7  *
   8  *  Modifications by Paul Mackerras (PowerMac) (paulus@cs.anu.edu.au)
   9  *  and Cort Dougan (PReP) (cort@cs.nmt.edu)
  10  *    Copyright (C) 1996 Paul Mackerras
  11  *
  12  *  Derived from "arch/i386/mm/init.c"
  13  *    Copyright (C) 1991, 1992, 1993, 1994  Linus Torvalds
  14  *
  15  *  Dave Engebretsen <engebret@us.ibm.com>
  16  *      Rework for PPC64 port.
  17  *
  18  *  This program is free software; you can redistribute it and/or
  19  *  modify it under the terms of the GNU General Public License
  20  *  as published by the Free Software Foundation; either version
  21  *  2 of the License, or (at your option) any later version.
  22  */
  23
  24 #include <linux/kernel.h>
  25 #include <linux/mm.h>
  26 #include <linux/init.h>
  27 #include <linux/percpu.h>
  28 #include <linux/hardirq.h>
  29 #include <asm/pgalloc.h>
  30 #include <asm/tlbflush.h>
  31 #include <asm/tlb.h>
  32 #include <asm/bug.h>
  33
  34 DEFINE_PER_CPU(struct ppc64_tlb_batch, ppc64_tlb_batch);
  35
  36 /* This is declared as we are using the more or less generic
  37  * include/asm-powerpc/tlb.h file -- tgall
  38  */
  39 DEFINE_PER_CPU(struct mmu_gather, mmu_gathers);
  40 static DEFINE_PER_CPU(struct pte_freelist_batch *, pte_freelist_cur);
  41 static unsigned long pte_freelist_forced_free;
  42
  43 struct pte_freelist_batch
  44 {
  45         struct rcu_head rcu;
  46         unsigned int    index;
  47         pgtable_free_t  tables[0];
  48 };
  49
  50 #define PTE_FREELIST_SIZE \
  51         ((PAGE_SIZE - sizeof(struct pte_freelist_batch)) \
  52           / sizeof(pgtable_free_t))
  53
  54 static void pte_free_smp_sync(void *arg)
  55 {
  56         /* Do nothing, just ensure we sync with all CPUs */
  57 }
  58
  59 /* This is only called when we are critically out of memory
  60  * (and fail to get a page in pte_free_tlb).
  61  */
  62 static void pgtable_free_now(pgtable_free_t pgf)
  63 {
  64         pte_freelist_forced_free++;
  65
  66         smp_call_function(pte_free_smp_sync, NULL, 1);
  67
  68         pgtable_free(pgf);
  69 }
  70
  71 static void pte_free_rcu_callback(struct rcu_head *head)
  72 {
  73         struct pte_freelist_batch *batch =
  74                 container_of(head, struct pte_freelist_batch, rcu);
  75         unsigned int i;
  76
  77         for (i = 0; i < batch->index; i++)
  78                 pgtable_free(batch->tables[i]);
  79
  80         free_page((unsigned long)batch);
  81 }
  82
  83 static void pte_free_submit(struct pte_freelist_batch *batch)
  84 {
  85         INIT_RCU_HEAD(&batch->rcu);
  86         call_rcu(&batch->rcu, pte_free_rcu_callback);
  87 }
  88
  89 void pgtable_free_tlb(struct mmu_gather *tlb, pgtable_free_t pgf)
  90 {
  91         /* This is safe since tlb_gather_mmu has disabled preemption */
  92         cpumask_t local_cpumask = cpumask_of_cpu(smp_processor_id());
  93         struct pte_freelist_batch **batchp = &__get_cpu_var(pte_freelist_cur);
  94
  95         if (atomic_read(&tlb->mm->mm_users) < 2 ||
  96             cpus_equal(tlb->mm->cpu_vm_mask, local_cpumask)) {
  97                 pgtable_free(pgf);
  98                 return;
  99         }
 100
 101         if (*batchp == NULL) {
 102                 *batchp = (struct pte_freelist_batch *)__get_free_page(GFP_ATOMIC);
 103                 if (*batchp == NULL) {
 104                         pgtable_free_now(pgf);
 105                         return;
 106                 }
 107                 (*batchp)->index = 0;
 108         }
 109         (*batchp)->tables[(*batchp)->index++] = pgf;
 110         if ((*batchp)->index == PTE_FREELIST_SIZE) {
 111                 pte_free_submit(*batchp);
 112                 *batchp = NULL;
 113         }
 114 }
 115
 116 /*
 117  * A linux PTE was changed and the corresponding hash table entry
 118  * neesd to be flushed. This function will either perform the flush
 119  * immediately or will batch it up if the current CPU has an active
 120  * batch on it.
 121  *
 122  * Must be called from within some kind of spinlock/non-preempt region...
 123  */
 124 void hpte_need_flush(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
 125                      pte_t *ptep, unsigned long pte, int huge)
 126 {
 127         struct ppc64_tlb_batch *batch = &__get_cpu_var(ppc64_tlb_batch);
 128         unsigned long vsid, vaddr;
 129         unsigned int psize;
 130         int ssize;
 131         real_pte_t rpte;
 132         int i;
 133
 134         i = batch->index;
 135
 136         /* We mask the address for the base page size. Huge pages will
 137          * have applied their own masking already
 138          */
 139         addr &= PAGE_MASK;
 140
 141         /* Get page size (maybe move back to caller).
 142          *
 143          * NOTE: when using special 64K mappings in 4K environment like
 144          * for SPEs, we obtain the page size from the slice, which thus
 145          * must still exist (and thus the VMA not reused) at the time
 146          * of this call
 147          */
 148         if (huge) {
 149 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 150                 psize = mmu_huge_psize;
 151 #else
 152                 BUG();
 153                 psize = pte_pagesize_index(mm, addr, pte); /* shutup gcc */
 154 #endif
 155         } else
 156                 psize = pte_pagesize_index(mm, addr, pte);
 157
 158         /* Build full vaddr */
 159         if (!is_kernel_addr(addr)) {
 160                 ssize = user_segment_size(addr);
 161                 vsid = get_vsid(mm->context.id, addr, ssize);
 162                 WARN_ON(vsid == 0);
 163         } else {
 164                 vsid = get_kernel_vsid(addr, mmu_kernel_ssize);
 165                 ssize = mmu_kernel_ssize;
 166         }
 167         vaddr = hpt_va(addr, vsid, ssize);
 168         rpte = __real_pte(__pte(pte), ptep);
 169
 170         /*
 171          * Check if we have an active batch on this CPU. If not, just
 172          * flush now and return. For now, we don global invalidates
 173          * in that case, might be worth testing the mm cpu mask though
 174          * and decide to use local invalidates instead...
 175          */
 176         if (!batch->active) {
 177                 flush_hash_page(vaddr, rpte, psize, ssize, 0);
 178                 return;
 179         }
 180
 181         /*
 182          * This can happen when we are in the middle of a TLB batch and
 183          * we encounter memory pressure (eg copy_page_range when it tries
 184          * to allocate a new pte). If we have to reclaim memory and end
 185          * up scanning and resetting referenced bits then our batch context
 186          * will change mid stream.
 187          *
 188          * We also need to ensure only one page size is present in a given
 189          * batch
 190          */
 191         if (i != 0 && (mm != batch->mm || batch->psize != psize ||
 192                        batch->ssize != ssize)) {
 193                 __flush_tlb_pending(batch);
 194                 i = 0;
 195         }
 196         if (i == 0) {
 197                 batch->mm = mm;
 198                 batch->psize = psize;
 199                 batch->ssize = ssize;
 200         }
 201         batch->pte[i] = rpte;
 202         batch->vaddr[i] = vaddr;
 203         batch->index = ++i;
 204         if (i >= PPC64_TLB_BATCH_NR)
 205                 __flush_tlb_pending(batch);
 206 }
 207
 208 /*
 209  * This function is called when terminating an mmu batch or when a batch
 210  * is full. It will perform the flush of all the entries currently stored
 211  * in a batch.
 212  *
 213  * Must be called from within some kind of spinlock/non-preempt region...
 214  */
 215 void __flush_tlb_pending(struct ppc64_tlb_batch *batch)
 216 {
 217         cpumask_t tmp;
 218         int i, local = 0;
 219
 220         i = batch->index;
 221         tmp = cpumask_of_cpu(smp_processor_id());
 222         if (cpus_equal(batch->mm->cpu_vm_mask, tmp))
 223                 local = 1;
 224         if (i == 1)
 225                 flush_hash_page(batch->vaddr[0], batch->pte[0],
 226                                 batch->psize, batch->ssize, local);
 227         else
 228                 flush_hash_range(i, local);
 229         batch->index = 0;
 230 }
 231
 232 void pte_free_finish(void)
 233 {
 234         /* This is safe since tlb_gather_mmu has disabled preemption */
 235         struct pte_freelist_batch **batchp = &__get_cpu_var(pte_freelist_cur);
 236
 237         if (*batchp == NULL)
 238                 return;
 239         pte_free_submit(*batchp);
 240         *batchp = NULL;
 241 }
 242
 243 /**
 244  * __flush_hash_table_range - Flush all HPTEs for a given address range
 245  *                            from the hash table (and the TLB). But keeps
 246  *                            the linux PTEs intact.
 247  *
 248  * @mm          : mm_struct of the target address space (generally init_mm)
 249  * @start       : starting address
 250  * @end         : ending address (not included in the flush)
 251  *
 252  * This function is mostly to be used by some IO hotplug code in order
 253  * to remove all hash entries from a given address range used to map IO
 254  * space on a removed PCI-PCI bidge without tearing down the full mapping
 255  * since 64K pages may overlap with other bridges when using 64K pages
 256  * with 4K HW pages on IO space.
 257  *
 258  * Because of that usage pattern, it's only available with CONFIG_HOTPLUG
 259  * and is implemented for small size rather than speed.
 260  */
 261 #ifdef CONFIG_HOTPLUG
 262
 263 void __flush_hash_table_range(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
 264                               unsigned long end)
 265 {
 266         unsigned long flags;
 267
 268         start = _ALIGN_DOWN(start, PAGE_SIZE);
 269         end = _ALIGN_UP(end, PAGE_SIZE);
 270
 271         BUG_ON(!mm->pgd);
 272
 273         /* Note: Normally, we should only ever use a batch within a
 274          * PTE locked section. This violates the rule, but will work
 275          * since we don't actually modify the PTEs, we just flush the
 276          * hash while leaving the PTEs intact (including their reference
 277          * to being hashed). This is not the most performance oriented
 278          * way to do things but is fine for our needs here.
 279          */
 280         local_irq_save(flags);
 281         arch_enter_lazy_mmu_mode();
 282         for (; start < end; start += PAGE_SIZE) {
 283                 pte_t *ptep = find_linux_pte(mm->pgd, start);
 284                 unsigned long pte;
 285
 286                 if (ptep == NULL)
 287                         continue;
 288                 pte = pte_val(*ptep);
 289                 if (!(pte & _PAGE_HASHPTE))
 290                         continue;
 291                 hpte_need_flush(mm, start, ptep, pte, 0);
 292         }
 293         arch_leave_lazy_mmu_mode();
 294         local_irq_restore(flags);
 295 }
 296
 297 #endif /* CONFIG_HOTPLUG */