Quelle  hugetlbpage.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 *  IBM System z Huge TLB Page Support for Kernel.
 *
 *    Copyright IBM Corp. 2007,2020
 *    Author(s): Gerald Schaefer <gerald.schaefer@de.ibm.com>
 */

#define KMSG_COMPONENT "hugetlb"
#define pr_fmt(fmt) KMSG_COMPONENT ": " fmt

#include <linux/cpufeature.h>
#include <linux/mm.h>
#include <linux/hugetlb.h>
#include <linux/mman.h>
#include <linux/sched/mm.h>
#include <linux/security.h>
#include <asm/pgalloc.h>

/*
 * If the bit selected by single-bit bitmask "a" is set within "x", move
 * it to the position indicated by single-bit bitmask "b".
 */
#define move_set_bit(x, a, b) (((x) & (a)) >> ilog2(a) << ilog2(b))

static inline unsigned long __pte_to_rste(pte_t pte)
{
 swp_entry_t arch_entry;
 unsigned long rste;

 /*
 * Convert encoding   pte bits pmd / pud bits
 * lIR.uswrdy.p dy..R...I...wr
 * empty 010.000000.0 -> 00..0...1...00
 * prot-none, clean, old 111.000000.1 -> 00..1...1...00
 * prot-none, clean, young 111.000001.1 -> 01..1...1...00
 * prot-none, dirty, old 111.000010.1 -> 10..1...1...00
 * prot-none, dirty, young 111.000011.1 -> 11..1...1...00
 * read-only, clean, old 111.000100.1 -> 00..1...1...01
 * read-only, clean, young 101.000101.1 -> 01..1...0...01
 * read-only, dirty, old 111.000110.1 -> 10..1...1...01
 * read-only, dirty, young 101.000111.1 -> 11..1...0...01
 * read-write, clean, old 111.001100.1 -> 00..1...1...11
 * read-write, clean, young 101.001101.1 -> 01..1...0...11
 * read-write, dirty, old 110.001110.1 -> 10..0...1...11
 * read-write, dirty, young 100.001111.1 -> 11..0...0...11
 * HW-bits: R read-only, I invalid
 * SW-bits: p present, y young, d dirty, r read, w write, s special,
 *     u unused, l large
 */
 if (pte_present(pte)) {
  rste = pte_val(pte) & PAGE_MASK;
  rste |= _SEGMENT_ENTRY_PRESENT;
  rste |= move_set_bit(pte_val(pte), _PAGE_READ,
         _SEGMENT_ENTRY_READ);
  rste |= move_set_bit(pte_val(pte), _PAGE_WRITE,
         _SEGMENT_ENTRY_WRITE);
  rste |= move_set_bit(pte_val(pte), _PAGE_INVALID,
         _SEGMENT_ENTRY_INVALID);
  rste |= move_set_bit(pte_val(pte), _PAGE_PROTECT,
         _SEGMENT_ENTRY_PROTECT);
  rste |= move_set_bit(pte_val(pte), _PAGE_DIRTY,
         _SEGMENT_ENTRY_DIRTY);
  rste |= move_set_bit(pte_val(pte), _PAGE_YOUNG,
         _SEGMENT_ENTRY_YOUNG);
#ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
  rste |= move_set_bit(pte_val(pte), _PAGE_SOFT_DIRTY,
         _SEGMENT_ENTRY_SOFT_DIRTY);
#endif
  rste |= move_set_bit(pte_val(pte), _PAGE_NOEXEC,
         _SEGMENT_ENTRY_NOEXEC);
 } else if (!pte_none(pte)) {
  /* swap pte */
  arch_entry = __pte_to_swp_entry(pte);
  rste = mk_swap_rste(__swp_type(arch_entry), __swp_offset(arch_entry));
 } else
  rste = _SEGMENT_ENTRY_EMPTY;
 return rste;
}

static inline pte_t __rste_to_pte(unsigned long rste)
{
 swp_entry_t arch_entry;
 unsigned long pteval;
 int present, none;
 pte_t pte;

 if ((rste & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R3) {
  present = pud_present(__pud(rste));
  none = pud_none(__pud(rste));
 } else {
  present = pmd_present(__pmd(rste));
  none = pmd_none(__pmd(rste));
 }

 /*
 * Convert encoding pmd / pud bits     pte bits
 * dy..R...I...wr   lIR.uswrdy.p
 * empty 00..0...1...00 -> 010.000000.0
 * prot-none, clean, old 00..1...1...00 -> 111.000000.1
 * prot-none, clean, young 01..1...1...00 -> 111.000001.1
 * prot-none, dirty, old 10..1...1...00 -> 111.000010.1
 * prot-none, dirty, young 11..1...1...00 -> 111.000011.1
 * read-only, clean, old 00..1...1...01 -> 111.000100.1
 * read-only, clean, young 01..1...0...01 -> 101.000101.1
 * read-only, dirty, old 10..1...1...01 -> 111.000110.1
 * read-only, dirty, young 11..1...0...01 -> 101.000111.1
 * read-write, clean, old 00..1...1...11 -> 111.001100.1
 * read-write, clean, young 01..1...0...11 -> 101.001101.1
 * read-write, dirty, old 10..0...1...11 -> 110.001110.1
 * read-write, dirty, young 11..0...0...11 -> 100.001111.1
 * HW-bits: R read-only, I invalid
 * SW-bits: p present, y young, d dirty, r read, w write, s special,
 *     u unused, l large
 */
 if (present) {
  pteval = rste & _SEGMENT_ENTRY_ORIGIN_LARGE;
  pteval |= _PAGE_LARGE | _PAGE_PRESENT;
  pteval |= move_set_bit(rste, _SEGMENT_ENTRY_READ, _PAGE_READ);
  pteval |= move_set_bit(rste, _SEGMENT_ENTRY_WRITE, _PAGE_WRITE);
  pteval |= move_set_bit(rste, _SEGMENT_ENTRY_INVALID, _PAGE_INVALID);
  pteval |= move_set_bit(rste, _SEGMENT_ENTRY_PROTECT, _PAGE_PROTECT);
  pteval |= move_set_bit(rste, _SEGMENT_ENTRY_DIRTY, _PAGE_DIRTY);
  pteval |= move_set_bit(rste, _SEGMENT_ENTRY_YOUNG, _PAGE_YOUNG);
#ifdef CONFIG_MEM_SOFT_DIRTY
  pteval |= move_set_bit(rste, _SEGMENT_ENTRY_SOFT_DIRTY, _PAGE_SOFT_DIRTY);
#endif
  pteval |= move_set_bit(rste, _SEGMENT_ENTRY_NOEXEC, _PAGE_NOEXEC);
 } else if (!none) {
  /* swap rste */
  arch_entry = __rste_to_swp_entry(rste);
  pte = mk_swap_pte(__swp_type_rste(arch_entry), __swp_offset_rste(arch_entry));
  pteval = pte_val(pte);
 } else
  pteval = _PAGE_INVALID;
 return __pte(pteval);
}

static void clear_huge_pte_skeys(struct mm_struct *mm, unsigned long rste)
{
 struct folio *folio;
 unsigned long size, paddr;

 if (!mm_uses_skeys(mm) ||
     rste & _SEGMENT_ENTRY_INVALID)
  return;

 if ((rste & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R3) {
  folio = page_folio(pud_page(__pud(rste)));
  size = PUD_SIZE;
  paddr = rste & PUD_MASK;
 } else {
  folio = page_folio(pmd_page(__pmd(rste)));
  size = PMD_SIZE;
  paddr = rste & PMD_MASK;
 }

 if (!test_and_set_bit(PG_arch_1, &folio->flags))
  __storage_key_init_range(paddr, paddr + size);
}

void __set_huge_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
       pte_t *ptep, pte_t pte)
{
 unsigned long rste;

 rste = __pte_to_rste(pte);

 /* Set correct table type for 2G hugepages */
 if ((pte_val(*ptep) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R3) {
  if (likely(pte_present(pte)))
   rste |= _REGION3_ENTRY_LARGE;
  rste |= _REGION_ENTRY_TYPE_R3;
 } else if (likely(pte_present(pte)))
  rste |= _SEGMENT_ENTRY_LARGE;

 clear_huge_pte_skeys(mm, rste);
 set_pte(ptep, __pte(rste));
}

void set_huge_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
       pte_t *ptep, pte_t pte, unsigned long sz)
{
 __set_huge_pte_at(mm, addr, ptep, pte);
}

pte_t huge_ptep_get(struct mm_struct *mm, unsigned long addr, pte_t *ptep)
{
 return __rste_to_pte(pte_val(*ptep));
}

pte_t __huge_ptep_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
    unsigned long addr, pte_t *ptep)
{
 pte_t pte = huge_ptep_get(mm, addr, ptep);
 pmd_t *pmdp = (pmd_t *) ptep;
 pud_t *pudp = (pud_t *) ptep;

 if ((pte_val(*ptep) & _REGION_ENTRY_TYPE_MASK) == _REGION_ENTRY_TYPE_R3)
  pudp_xchg_direct(mm, addr, pudp, __pud(_REGION3_ENTRY_EMPTY));
 else
  pmdp_xchg_direct(mm, addr, pmdp, __pmd(_SEGMENT_ENTRY_EMPTY));
 return pte;
}

pte_t *huge_pte_alloc(struct mm_struct *mm, struct vm_area_struct *vma,
   unsigned long addr, unsigned long sz)
{
 pgd_t *pgdp;
 p4d_t *p4dp;
 pud_t *pudp;
 pmd_t *pmdp = NULL;

 pgdp = pgd_offset(mm, addr);
 p4dp = p4d_alloc(mm, pgdp, addr);
 if (p4dp) {
  pudp = pud_alloc(mm, p4dp, addr);
  if (pudp) {
   if (sz == PUD_SIZE)
    return (pte_t *) pudp;
   else if (sz == PMD_SIZE)
    pmdp = pmd_alloc(mm, pudp, addr);
  }
 }
 return (pte_t *) pmdp;
}

pte_t *huge_pte_offset(struct mm_struct *mm,
         unsigned long addr, unsigned long sz)
{
 pgd_t *pgdp;
 p4d_t *p4dp;
 pud_t *pudp;
 pmd_t *pmdp = NULL;

 pgdp = pgd_offset(mm, addr);
 if (pgd_present(*pgdp)) {
  p4dp = p4d_offset(pgdp, addr);
  if (p4d_present(*p4dp)) {
   pudp = pud_offset(p4dp, addr);
   if (sz == PUD_SIZE)
    return (pte_t *)pudp;
   if (pud_present(*pudp))
    pmdp = pmd_offset(pudp, addr);
  }
 }
 return (pte_t *) pmdp;
}

bool __init arch_hugetlb_valid_size(unsigned long size)
{
 if (cpu_has_edat1() && size == PMD_SIZE)
  return true;
 else if (cpu_has_edat2() && size == PUD_SIZE)
  return true;
 else
  return false;
}