arch/powerpc/include/asm/mmu.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
   2 #ifndef _ASM_POWERPC_MMU_H_
   3 #define _ASM_POWERPC_MMU_H_
   4 #ifdef __KERNEL__
   5
   6 #include <linux/types.h>
   7
   8 #include <asm/asm-const.h>
   9
  10 /*
  11  * MMU features bit definitions
  12  */
  13
  14 /*
  15  * MMU families
  16  */
  17 #define MMU_FTR_HPTE_TABLE              ASM_CONST(0x00000001)
  18 #define MMU_FTR_TYPE_8xx                ASM_CONST(0x00000002)
  19 #define MMU_FTR_TYPE_40x                ASM_CONST(0x00000004)
  20 #define MMU_FTR_TYPE_44x                ASM_CONST(0x00000008)
  21 #define MMU_FTR_TYPE_FSL_E              ASM_CONST(0x00000010)
  22 #define MMU_FTR_TYPE_47x                ASM_CONST(0x00000020)
  23
  24 /* Radix page table supported and enabled */
  25 #define MMU_FTR_TYPE_RADIX              ASM_CONST(0x00000040)
  26
  27 /*
  28  * Individual features below.
  29  */
  30
  31 /*
  32  * Support for 68 bit VA space. We added that from ISA 2.05
  33  */
  34 #define MMU_FTR_68_BIT_VA               ASM_CONST(0x00002000)
  35 /*
  36  * Kernel read only support.
  37  * We added the ppp value 0b110 in ISA 2.04.
  38  */
  39 #define MMU_FTR_KERNEL_RO               ASM_CONST(0x00004000)
  40
  41 /*
  42  * We need to clear top 16bits of va (from the remaining 64 bits )in
  43  * tlbie* instructions
  44  */
  45 #define MMU_FTR_TLBIE_CROP_VA           ASM_CONST(0x00008000)
  46
  47 /* Enable use of high BAT registers */
  48 #define MMU_FTR_USE_HIGH_BATS           ASM_CONST(0x00010000)
  49
  50 /* Enable >32-bit physical addresses on 32-bit processor, only used
  51  * by CONFIG_PPC_BOOK3S_32 currently as BookE supports that from day 1
  52  */
  53 #define MMU_FTR_BIG_PHYS                ASM_CONST(0x00020000)
  54
  55 /* Enable use of broadcast TLB invalidations. We don't always set it
  56  * on processors that support it due to other constraints with the
  57  * use of such invalidations
  58  */
  59 #define MMU_FTR_USE_TLBIVAX_BCAST       ASM_CONST(0x00040000)
  60
  61 /* Enable use of tlbilx invalidate instructions.
  62  */
  63 #define MMU_FTR_USE_TLBILX              ASM_CONST(0x00080000)
  64
  65 /* This indicates that the processor cannot handle multiple outstanding
  66  * broadcast tlbivax or tlbsync. This makes the code use a spinlock
  67  * around such invalidate forms.
  68  */
  69 #define MMU_FTR_LOCK_BCAST_INVAL        ASM_CONST(0x00100000)
  70
  71 /* This indicates that the processor doesn't handle way selection
  72  * properly and needs SW to track and update the LRU state.  This
  73  * is specific to an errata on e300c2/c3/c4 class parts
  74  */
  75 #define MMU_FTR_NEED_DTLB_SW_LRU        ASM_CONST(0x00200000)
  76
  77 /* Enable use of TLB reservation.  Processor should support tlbsrx.
  78  * instruction and MAS0[WQ].
  79  */
  80 #define MMU_FTR_USE_TLBRSRV             ASM_CONST(0x00800000)
  81
  82 /* Use paired MAS registers (MAS7||MAS3, etc.)
  83  */
  84 #define MMU_FTR_USE_PAIRED_MAS          ASM_CONST(0x01000000)
  85
  86 /* Doesn't support the B bit (1T segment) in SLBIE
  87  */
  88 #define MMU_FTR_NO_SLBIE_B              ASM_CONST(0x02000000)
  89
  90 /* Support 16M large pages
  91  */
  92 #define MMU_FTR_16M_PAGE                ASM_CONST(0x04000000)
  93
  94 /* Supports TLBIEL variant
  95  */
  96 #define MMU_FTR_TLBIEL                  ASM_CONST(0x08000000)
  97
  98 /* Supports tlbies w/o locking
  99  */
 100 #define MMU_FTR_LOCKLESS_TLBIE          ASM_CONST(0x10000000)
 101
 102 /* Large pages can be marked CI
 103  */
 104 #define MMU_FTR_CI_LARGE_PAGE           ASM_CONST(0x20000000)
 105
 106 /* 1T segments available
 107  */
 108 #define MMU_FTR_1T_SEGMENT              ASM_CONST(0x40000000)
 109
 110 /*
 111  * Supports KUAP (key 0 controlling userspace addresses) on radix
 112  */
 113 #define MMU_FTR_RADIX_KUAP              ASM_CONST(0x80000000)
 114
 115 /* MMU feature bit sets for various CPUs */
 116 #define MMU_FTRS_DEFAULT_HPTE_ARCH_V2   \
 117         MMU_FTR_HPTE_TABLE | MMU_FTR_PPCAS_ARCH_V2
 118 #define MMU_FTRS_POWER          MMU_FTRS_DEFAULT_HPTE_ARCH_V2
 119 #define MMU_FTRS_PPC970         MMU_FTRS_POWER | MMU_FTR_TLBIE_CROP_VA
 120 #define MMU_FTRS_POWER5         MMU_FTRS_POWER | MMU_FTR_LOCKLESS_TLBIE
 121 #define MMU_FTRS_POWER6         MMU_FTRS_POWER5 | MMU_FTR_KERNEL_RO | MMU_FTR_68_BIT_VA
 122 #define MMU_FTRS_POWER7         MMU_FTRS_POWER6
 123 #define MMU_FTRS_POWER8         MMU_FTRS_POWER6
 124 #define MMU_FTRS_POWER9         MMU_FTRS_POWER6
 125 #define MMU_FTRS_POWER10        MMU_FTRS_POWER6
 126 #define MMU_FTRS_CELL           MMU_FTRS_DEFAULT_HPTE_ARCH_V2 | \
 127                                 MMU_FTR_CI_LARGE_PAGE
 128 #define MMU_FTRS_PA6T           MMU_FTRS_DEFAULT_HPTE_ARCH_V2 | \
 129                                 MMU_FTR_CI_LARGE_PAGE | MMU_FTR_NO_SLBIE_B
 130 #ifndef __ASSEMBLY__
 131 #include <linux/bug.h>
 132 #include <asm/cputable.h>
 133 #include <asm/page.h>
 134
 135 typedef pte_t *pgtable_t;
 136
 137 #ifdef CONFIG_PPC_FSL_BOOK3E
 138 #include <asm/percpu.h>
 139 DECLARE_PER_CPU(int, next_tlbcam_idx);
 140 #endif
 141
 142 enum {
 143         MMU_FTRS_POSSIBLE =
 144 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S
 145                 MMU_FTR_HPTE_TABLE |
 146 #endif
 147 #ifdef CONFIG_PPC_8xx
 148                 MMU_FTR_TYPE_8xx |
 149 #endif
 150 #ifdef CONFIG_40x
 151                 MMU_FTR_TYPE_40x |
 152 #endif
 153 #ifdef CONFIG_44x
 154                 MMU_FTR_TYPE_44x |
 155 #endif
 156 #if defined(CONFIG_E200) || defined(CONFIG_E500)
 157                 MMU_FTR_TYPE_FSL_E | MMU_FTR_BIG_PHYS | MMU_FTR_USE_TLBILX |
 158 #endif
 159 #ifdef CONFIG_PPC_47x
 160                 MMU_FTR_TYPE_47x | MMU_FTR_USE_TLBIVAX_BCAST | MMU_FTR_LOCK_BCAST_INVAL |
 161 #endif
 162 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_32
 163                 MMU_FTR_USE_HIGH_BATS | MMU_FTR_NEED_DTLB_SW_LRU |
 164 #endif
 165 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3E_64
 166                 MMU_FTR_USE_TLBRSRV | MMU_FTR_USE_PAIRED_MAS |
 167 #endif
 168 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_64
 169                 MMU_FTR_NO_SLBIE_B | MMU_FTR_16M_PAGE | MMU_FTR_TLBIEL |
 170                 MMU_FTR_LOCKLESS_TLBIE | MMU_FTR_CI_LARGE_PAGE |
 171                 MMU_FTR_1T_SEGMENT | MMU_FTR_TLBIE_CROP_VA |
 172                 MMU_FTR_KERNEL_RO | MMU_FTR_68_BIT_VA |
 173 #endif
 174 #ifdef CONFIG_PPC_RADIX_MMU
 175                 MMU_FTR_TYPE_RADIX |
 176 #ifdef CONFIG_PPC_KUAP
 177                 MMU_FTR_RADIX_KUAP |
 178 #endif /* CONFIG_PPC_KUAP */
 179 #endif /* CONFIG_PPC_RADIX_MMU */
 180                 0,
 181 };
 182
 183 static inline bool early_mmu_has_feature(unsigned long feature)
 184 {
 185         return !!(MMU_FTRS_POSSIBLE & cur_cpu_spec->mmu_features & feature);
 186 }
 187
 188 #ifdef CONFIG_JUMP_LABEL_FEATURE_CHECKS
 189 #include <linux/jump_label.h>
 190
 191 #define NUM_MMU_FTR_KEYS        32
 192
 193 extern struct static_key_true mmu_feature_keys[NUM_MMU_FTR_KEYS];
 194
 195 extern void mmu_feature_keys_init(void);
 196
 197 static __always_inline bool mmu_has_feature(unsigned long feature)
 198 {
 199         int i;
 200
 201 #ifndef __clang__ /* clang can't cope with this */
 202         BUILD_BUG_ON(!__builtin_constant_p(feature));
 203 #endif
 204
 205 #ifdef CONFIG_JUMP_LABEL_FEATURE_CHECK_DEBUG
 206         if (!static_key_initialized) {
 207                 printk("Warning! mmu_has_feature() used prior to jump label init!\n");
 208                 dump_stack();
 209                 return early_mmu_has_feature(feature);
 210         }
 211 #endif
 212
 213         if (!(MMU_FTRS_POSSIBLE & feature))
 214                 return false;
 215
 216         i = __builtin_ctzl(feature);
 217         return static_branch_likely(&mmu_feature_keys[i]);
 218 }
 219
 220 static inline void mmu_clear_feature(unsigned long feature)
 221 {
 222         int i;
 223
 224         i = __builtin_ctzl(feature);
 225         cur_cpu_spec->mmu_features &= ~feature;
 226         static_branch_disable(&mmu_feature_keys[i]);
 227 }
 228 #else
 229
 230 static inline void mmu_feature_keys_init(void)
 231 {
 232
 233 }
 234
 235 static inline bool mmu_has_feature(unsigned long feature)
 236 {
 237         return early_mmu_has_feature(feature);
 238 }
 239
 240 static inline void mmu_clear_feature(unsigned long feature)
 241 {
 242         cur_cpu_spec->mmu_features &= ~feature;
 243 }
 244 #endif /* CONFIG_JUMP_LABEL */
 245
 246 extern unsigned int __start___mmu_ftr_fixup, __stop___mmu_ftr_fixup;
 247
 248 #ifdef CONFIG_PPC64
 249 /* This is our real memory area size on ppc64 server, on embedded, we
 250  * make it match the size our of bolted TLB area
 251  */
 252 extern u64 ppc64_rma_size;
 253
 254 /* Cleanup function used by kexec */
 255 extern void mmu_cleanup_all(void);
 256 extern void radix__mmu_cleanup_all(void);
 257
 258 /* Functions for creating and updating partition table on POWER9 */
 259 extern void mmu_partition_table_init(void);
 260 extern void mmu_partition_table_set_entry(unsigned int lpid, unsigned long dw0,
 261                                           unsigned long dw1, bool flush);
 262 #endif /* CONFIG_PPC64 */
 263
 264 struct mm_struct;
 265 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
 266 extern void assert_pte_locked(struct mm_struct *mm, unsigned long addr);
 267 #else /* CONFIG_DEBUG_VM */
 268 static inline void assert_pte_locked(struct mm_struct *mm, unsigned long addr)
 269 {
 270 }
 271 #endif /* !CONFIG_DEBUG_VM */
 272
 273 #ifdef CONFIG_PPC_RADIX_MMU
 274 static inline bool radix_enabled(void)
 275 {
 276         return mmu_has_feature(MMU_FTR_TYPE_RADIX);
 277 }
 278
 279 static inline bool early_radix_enabled(void)
 280 {
 281         return early_mmu_has_feature(MMU_FTR_TYPE_RADIX);
 282 }
 283 #else
 284 static inline bool radix_enabled(void)
 285 {
 286         return false;
 287 }
 288
 289 static inline bool early_radix_enabled(void)
 290 {
 291         return false;
 292 }
 293 #endif
 294
 295 #ifdef CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX
 296 static inline bool strict_kernel_rwx_enabled(void)
 297 {
 298         return rodata_enabled;
 299 }
 300 #else
 301 static inline bool strict_kernel_rwx_enabled(void)
 302 {
 303         return false;
 304 }
 305 #endif
 306 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
 307
 308 /* The kernel use the constants below to index in the page sizes array.
 309  * The use of fixed constants for this purpose is better for performances
 310  * of the low level hash refill handlers.
 311  *
 312  * A non supported page size has a "shift" field set to 0
 313  *
 314  * Any new page size being implemented can get a new entry in here. Whether
 315  * the kernel will use it or not is a different matter though. The actual page
 316  * size used by hugetlbfs is not defined here and may be made variable
 317  *
 318  * Note: This array ended up being a false good idea as it's growing to the
 319  * point where I wonder if we should replace it with something different,
 320  * to think about, feedback welcome. --BenH.
 321  */
 322
 323 /* These are #defines as they have to be used in assembly */
 324 #define MMU_PAGE_4K     0
 325 #define MMU_PAGE_16K    1
 326 #define MMU_PAGE_64K    2
 327 #define MMU_PAGE_64K_AP 3       /* "Admixed pages" (hash64 only) */
 328 #define MMU_PAGE_256K   4
 329 #define MMU_PAGE_512K   5
 330 #define MMU_PAGE_1M     6
 331 #define MMU_PAGE_2M     7
 332 #define MMU_PAGE_4M     8
 333 #define MMU_PAGE_8M     9
 334 #define MMU_PAGE_16M    10
 335 #define MMU_PAGE_64M    11
 336 #define MMU_PAGE_256M   12
 337 #define MMU_PAGE_1G     13
 338 #define MMU_PAGE_16G    14
 339 #define MMU_PAGE_64G    15
 340
 341 /*
 342  * N.B. we need to change the type of hpte_page_sizes if this gets to be > 16
 343  * Also we need to change he type of mm_context.low/high_slices_psize.
 344  */
 345 #define MMU_PAGE_COUNT  16
 346
 347 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_64
 348 #include <asm/book3s/64/mmu.h>
 349 #else /* CONFIG_PPC_BOOK3S_64 */
 350
 351 #ifndef __ASSEMBLY__
 352 /* MMU initialization */
 353 extern void early_init_mmu(void);
 354 extern void early_init_mmu_secondary(void);
 355 extern void setup_initial_memory_limit(phys_addr_t first_memblock_base,
 356                                        phys_addr_t first_memblock_size);
 357 static inline void mmu_early_init_devtree(void) { }
 358
 359 extern void *abatron_pteptrs[2];
 360 #endif /* __ASSEMBLY__ */
 361 #endif
 362
 363 #if defined(CONFIG_PPC_BOOK3S_32)
 364 /* 32-bit classic hash table MMU */
 365 #include <asm/book3s/32/mmu-hash.h>
 366 #elif defined(CONFIG_PPC_MMU_NOHASH)
 367 #include <asm/nohash/mmu.h>
 368 #endif
 369
 370 #endif /* __KERNEL__ */
 371 #endif /* _ASM_POWERPC_MMU_H_ */