arch/arm64/include/asm/pgtable.h

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2012 ARM Ltd.
   3  *
   4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   5  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   6  * published by the Free Software Foundation.
   7  *
   8  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
   9  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  10  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  11  * GNU General Public License for more details.
  12  *
  13  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  14  * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  15  */
  16 #ifndef __ASM_PGTABLE_H
  17 #define __ASM_PGTABLE_H
  18
  19 #include <asm/bug.h>
  20 #include <asm/proc-fns.h>
  21
  22 #include <asm/memory.h>
  23 #include <asm/pgtable-hwdef.h>
  24
  25 /*
  26  * Software defined PTE bits definition.
  27  */
  28 #define PTE_VALID               (_AT(pteval_t, 1) << 0)
  29 #define PTE_WRITE               (PTE_DBM)                /* same as DBM (51) */
  30 #define PTE_DIRTY               (_AT(pteval_t, 1) << 55)
  31 #define PTE_SPECIAL             (_AT(pteval_t, 1) << 56)
  32 #define PTE_PROT_NONE           (_AT(pteval_t, 1) << 58) /* only when !PTE_VALID */
  33
  34 /*
  35  * VMALLOC and SPARSEMEM_VMEMMAP ranges.
  36  *
  37  * VMEMAP_SIZE: allows the whole VA space to be covered by a struct page array
  38  *      (rounded up to PUD_SIZE).
  39  * VMALLOC_START: beginning of the kernel vmalloc space
  40  * VMALLOC_END: extends to the available space below vmmemmap, PCI I/O space,
  41  *      fixed mappings and modules
  42  */
  43 #define VMEMMAP_SIZE            ALIGN((1UL << (VA_BITS - PAGE_SHIFT)) * sizeof(struct page), PUD_SIZE)
  44
  45 #define VMALLOC_START           (MODULES_END)
  46 #define VMALLOC_END             (PAGE_OFFSET - PUD_SIZE - VMEMMAP_SIZE - SZ_64K)
  47
  48 #define vmemmap                 ((struct page *)(VMALLOC_END + SZ_64K))
  49
  50 #define FIRST_USER_ADDRESS      0UL
  51
  52 #ifndef __ASSEMBLY__
  53
  54 #include <asm/fixmap.h>
  55 #include <linux/mmdebug.h>
  56
  57 extern void __pte_error(const char *file, int line, unsigned long val);
  58 extern void __pmd_error(const char *file, int line, unsigned long val);
  59 extern void __pud_error(const char *file, int line, unsigned long val);
  60 extern void __pgd_error(const char *file, int line, unsigned long val);
  61
  62 #define PROT_DEFAULT            (PTE_TYPE_PAGE | PTE_AF | PTE_SHARED)
  63 #define PROT_SECT_DEFAULT       (PMD_TYPE_SECT | PMD_SECT_AF | PMD_SECT_S)
  64
  65 #define PROT_DEVICE_nGnRnE      (PROT_DEFAULT | PTE_PXN | PTE_UXN | PTE_DIRTY | PTE_WRITE | PTE_ATTRINDX(MT_DEVICE_nGnRnE))
  66 #define PROT_DEVICE_nGnRE       (PROT_DEFAULT | PTE_PXN | PTE_UXN | PTE_DIRTY | PTE_WRITE | PTE_ATTRINDX(MT_DEVICE_nGnRE))
  67 #define PROT_NORMAL_NC          (PROT_DEFAULT | PTE_PXN | PTE_UXN | PTE_DIRTY | PTE_WRITE | PTE_ATTRINDX(MT_NORMAL_NC))
  68 #define PROT_NORMAL_WT          (PROT_DEFAULT | PTE_PXN | PTE_UXN | PTE_DIRTY | PTE_WRITE | PTE_ATTRINDX(MT_NORMAL_WT))
  69 #define PROT_NORMAL             (PROT_DEFAULT | PTE_PXN | PTE_UXN | PTE_DIRTY | PTE_WRITE | PTE_ATTRINDX(MT_NORMAL))
  70
  71 #define PROT_SECT_DEVICE_nGnRE  (PROT_SECT_DEFAULT | PMD_SECT_PXN | PMD_SECT_UXN | PMD_ATTRINDX(MT_DEVICE_nGnRE))
  72 #define PROT_SECT_NORMAL        (PROT_SECT_DEFAULT | PMD_SECT_PXN | PMD_SECT_UXN | PMD_ATTRINDX(MT_NORMAL))
  73 #define PROT_SECT_NORMAL_EXEC   (PROT_SECT_DEFAULT | PMD_SECT_UXN | PMD_ATTRINDX(MT_NORMAL))
  74
  75 #define _PAGE_DEFAULT           (PROT_DEFAULT | PTE_ATTRINDX(MT_NORMAL))
  76
  77 #define PAGE_KERNEL             __pgprot(_PAGE_DEFAULT | PTE_PXN | PTE_UXN | PTE_DIRTY | PTE_WRITE)
  78 #define PAGE_KERNEL_RO          __pgprot(_PAGE_DEFAULT | PTE_PXN | PTE_UXN | PTE_DIRTY | PTE_RDONLY)
  79 #define PAGE_KERNEL_ROX         __pgprot(_PAGE_DEFAULT | PTE_UXN | PTE_DIRTY | PTE_RDONLY)
  80 #define PAGE_KERNEL_EXEC        __pgprot(_PAGE_DEFAULT | PTE_UXN | PTE_DIRTY | PTE_WRITE)
  81 #define PAGE_KERNEL_EXEC_CONT   __pgprot(_PAGE_DEFAULT | PTE_UXN | PTE_DIRTY | PTE_WRITE | PTE_CONT)
  82
  83 #define PAGE_HYP                __pgprot(_PAGE_DEFAULT | PTE_HYP)
  84 #define PAGE_HYP_DEVICE         __pgprot(PROT_DEVICE_nGnRE | PTE_HYP)
  85
  86 #define PAGE_S2                 __pgprot(PROT_DEFAULT | PTE_S2_MEMATTR(MT_S2_NORMAL) | PTE_S2_RDONLY)
  87 #define PAGE_S2_DEVICE          __pgprot(PROT_DEFAULT | PTE_S2_MEMATTR(MT_S2_DEVICE_nGnRE) | PTE_S2_RDONLY | PTE_UXN)
  88
  89 #define PAGE_NONE               __pgprot(((_PAGE_DEFAULT) & ~PTE_VALID) | PTE_PROT_NONE | PTE_PXN | PTE_UXN)
  90 #define PAGE_SHARED             __pgprot(_PAGE_DEFAULT | PTE_USER | PTE_NG | PTE_PXN | PTE_UXN | PTE_WRITE)
  91 #define PAGE_SHARED_EXEC        __pgprot(_PAGE_DEFAULT | PTE_USER | PTE_NG | PTE_PXN | PTE_WRITE)
  92 #define PAGE_COPY               __pgprot(_PAGE_DEFAULT | PTE_USER | PTE_NG | PTE_PXN | PTE_UXN)
  93 #define PAGE_COPY_EXEC          __pgprot(_PAGE_DEFAULT | PTE_USER | PTE_NG | PTE_PXN)
  94 #define PAGE_READONLY           __pgprot(_PAGE_DEFAULT | PTE_USER | PTE_NG | PTE_PXN | PTE_UXN)
  95 #define PAGE_READONLY_EXEC      __pgprot(_PAGE_DEFAULT | PTE_USER | PTE_NG | PTE_PXN)
  96
  97 #define __P000  PAGE_NONE
  98 #define __P001  PAGE_READONLY
  99 #define __P010  PAGE_COPY
 100 #define __P011  PAGE_COPY
 101 #define __P100  PAGE_READONLY_EXEC
 102 #define __P101  PAGE_READONLY_EXEC
 103 #define __P110  PAGE_COPY_EXEC
 104 #define __P111  PAGE_COPY_EXEC
 105
 106 #define __S000  PAGE_NONE
 107 #define __S001  PAGE_READONLY
 108 #define __S010  PAGE_SHARED
 109 #define __S011  PAGE_SHARED
 110 #define __S100  PAGE_READONLY_EXEC
 111 #define __S101  PAGE_READONLY_EXEC
 112 #define __S110  PAGE_SHARED_EXEC
 113 #define __S111  PAGE_SHARED_EXEC
 114
 115 /*
 116  * ZERO_PAGE is a global shared page that is always zero: used
 117  * for zero-mapped memory areas etc..
 118  */
 119 extern unsigned long empty_zero_page[PAGE_SIZE / sizeof(unsigned long)];
 120 #define ZERO_PAGE(vaddr)        virt_to_page(empty_zero_page)
 121
 122 #define pte_ERROR(pte)          __pte_error(__FILE__, __LINE__, pte_val(pte))
 123
 124 #define pte_pfn(pte)            ((pte_val(pte) & PHYS_MASK) >> PAGE_SHIFT)
 125
 126 #define pfn_pte(pfn,prot)       (__pte(((phys_addr_t)(pfn) << PAGE_SHIFT) | pgprot_val(prot)))
 127
 128 #define pte_none(pte)           (!pte_val(pte))
 129 #define pte_clear(mm,addr,ptep) set_pte(ptep, __pte(0))
 130 #define pte_page(pte)           (pfn_to_page(pte_pfn(pte)))
 131
 132 /*
 133  * The following only work if pte_present(). Undefined behaviour otherwise.
 134  */
 135 #define pte_present(pte)        (!!(pte_val(pte) & (PTE_VALID | PTE_PROT_NONE)))
 136 #define pte_young(pte)          (!!(pte_val(pte) & PTE_AF))
 137 #define pte_special(pte)        (!!(pte_val(pte) & PTE_SPECIAL))
 138 #define pte_write(pte)          (!!(pte_val(pte) & PTE_WRITE))
 139 #define pte_exec(pte)           (!(pte_val(pte) & PTE_UXN))
 140 #define pte_cont(pte)           (!!(pte_val(pte) & PTE_CONT))
 141 #define pte_user(pte)           (!!(pte_val(pte) & PTE_USER))
 142
 143 #ifdef CONFIG_ARM64_HW_AFDBM
 144 #define pte_hw_dirty(pte)       (pte_write(pte) && !(pte_val(pte) & PTE_RDONLY))
 145 #else
 146 #define pte_hw_dirty(pte)       (0)
 147 #endif
 148 #define pte_sw_dirty(pte)       (!!(pte_val(pte) & PTE_DIRTY))
 149 #define pte_dirty(pte)          (pte_sw_dirty(pte) || pte_hw_dirty(pte))
 150
 151 #define pte_valid(pte)          (!!(pte_val(pte) & PTE_VALID))
 152 #define pte_valid_not_user(pte) \
 153         ((pte_val(pte) & (PTE_VALID | PTE_USER)) == PTE_VALID)
 154 #define pte_valid_young(pte) \
 155         ((pte_val(pte) & (PTE_VALID | PTE_AF)) == (PTE_VALID | PTE_AF))
 156
 157 /*
 158  * Could the pte be present in the TLB? We must check mm_tlb_flush_pending
 159  * so that we don't erroneously return false for pages that have been
 160  * remapped as PROT_NONE but are yet to be flushed from the TLB.
 161  */
 162 #define pte_accessible(mm, pte) \
 163         (mm_tlb_flush_pending(mm) ? pte_present(pte) : pte_valid_young(pte))
 164
 165 static inline pte_t clear_pte_bit(pte_t pte, pgprot_t prot)
 166 {
 167         pte_val(pte) &= ~pgprot_val(prot);
 168         return pte;
 169 }
 170
 171 static inline pte_t set_pte_bit(pte_t pte, pgprot_t prot)
 172 {
 173         pte_val(pte) |= pgprot_val(prot);
 174         return pte;
 175 }
 176
 177 static inline pte_t pte_wrprotect(pte_t pte)
 178 {
 179         return clear_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_WRITE));
 180 }
 181
 182 static inline pte_t pte_mkwrite(pte_t pte)
 183 {
 184         return set_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_WRITE));
 185 }
 186
 187 static inline pte_t pte_mkclean(pte_t pte)
 188 {
 189         return clear_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_DIRTY));
 190 }
 191
 192 static inline pte_t pte_mkdirty(pte_t pte)
 193 {
 194         return set_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_DIRTY));
 195 }
 196
 197 static inline pte_t pte_mkold(pte_t pte)
 198 {
 199         return clear_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_AF));
 200 }
 201
 202 static inline pte_t pte_mkyoung(pte_t pte)
 203 {
 204         return set_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_AF));
 205 }
 206
 207 static inline pte_t pte_mkspecial(pte_t pte)
 208 {
 209         return set_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_SPECIAL));
 210 }
 211
 212 static inline pte_t pte_mkcont(pte_t pte)
 213 {
 214         pte = set_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_CONT));
 215         return set_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_TYPE_PAGE));
 216 }
 217
 218 static inline pte_t pte_mknoncont(pte_t pte)
 219 {
 220         return clear_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_CONT));
 221 }
 222
 223 static inline pmd_t pmd_mkcont(pmd_t pmd)
 224 {
 225         return __pmd(pmd_val(pmd) | PMD_SECT_CONT);
 226 }
 227
 228 static inline void set_pte(pte_t *ptep, pte_t pte)
 229 {
 230         *ptep = pte;
 231
 232         /*
 233          * Only if the new pte is valid and kernel, otherwise TLB maintenance
 234          * or update_mmu_cache() have the necessary barriers.
 235          */
 236         if (pte_valid_not_user(pte)) {
 237                 dsb(ishst);
 238                 isb();
 239         }
 240 }
 241
 242 struct mm_struct;
 243 struct vm_area_struct;
 244
 245 extern void __sync_icache_dcache(pte_t pteval, unsigned long addr);
 246
 247 /*
 248  * PTE bits configuration in the presence of hardware Dirty Bit Management
 249  * (PTE_WRITE == PTE_DBM):
 250  *
 251  * Dirty  Writable | PTE_RDONLY  PTE_WRITE  PTE_DIRTY (sw)
 252  *   0      0      |   1           0          0
 253  *   0      1      |   1           1          0
 254  *   1      0      |   1           0          1
 255  *   1      1      |   0           1          x
 256  *
 257  * When hardware DBM is not present, the sofware PTE_DIRTY bit is updated via
 258  * the page fault mechanism. Checking the dirty status of a pte becomes:
 259  *
 260  *   PTE_DIRTY || (PTE_WRITE && !PTE_RDONLY)
 261  */
 262 static inline void set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
 263                               pte_t *ptep, pte_t pte)
 264 {
 265         if (pte_valid(pte)) {
 266                 if (pte_sw_dirty(pte) && pte_write(pte))
 267                         pte_val(pte) &= ~PTE_RDONLY;
 268                 else
 269                         pte_val(pte) |= PTE_RDONLY;
 270                 if (pte_user(pte) && pte_exec(pte) && !pte_special(pte))
 271                         __sync_icache_dcache(pte, addr);
 272         }
 273
 274         /*
 275          * If the existing pte is valid, check for potential race with
 276          * hardware updates of the pte (ptep_set_access_flags safely changes
 277          * valid ptes without going through an invalid entry).
 278          */
 279         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARM64_HW_AFDBM) &&
 280             pte_valid(*ptep) && pte_valid(pte)) {
 281                 VM_WARN_ONCE(!pte_young(pte),
 282                              "%s: racy access flag clearing: 0x%016llx -> 0x%016llx",
 283                              __func__, pte_val(*ptep), pte_val(pte));
 284                 VM_WARN_ONCE(pte_write(*ptep) && !pte_dirty(pte),
 285                              "%s: racy dirty state clearing: 0x%016llx -> 0x%016llx",
 286                              __func__, pte_val(*ptep), pte_val(pte));
 287         }
 288
 289         set_pte(ptep, pte);
 290 }
 291
 292 /*
 293  * Huge pte definitions.
 294  */
 295 #define pte_huge(pte)           (!(pte_val(pte) & PTE_TABLE_BIT))
 296 #define pte_mkhuge(pte)         (__pte(pte_val(pte) & ~PTE_TABLE_BIT))
 297
 298 /*
 299  * Hugetlb definitions.
 300  */
 301 #define HUGE_MAX_HSTATE         4
 302 #define HPAGE_SHIFT             PMD_SHIFT
 303 #define HPAGE_SIZE              (_AC(1, UL) << HPAGE_SHIFT)
 304 #define HPAGE_MASK              (~(HPAGE_SIZE - 1))
 305 #define HUGETLB_PAGE_ORDER      (HPAGE_SHIFT - PAGE_SHIFT)
 306
 307 #define __HAVE_ARCH_PTE_SPECIAL
 308
 309 static inline pte_t pud_pte(pud_t pud)
 310 {
 311         return __pte(pud_val(pud));
 312 }
 313
 314 static inline pmd_t pud_pmd(pud_t pud)
 315 {
 316         return __pmd(pud_val(pud));
 317 }
 318
 319 static inline pte_t pmd_pte(pmd_t pmd)
 320 {
 321         return __pte(pmd_val(pmd));
 322 }
 323
 324 static inline pmd_t pte_pmd(pte_t pte)
 325 {
 326         return __pmd(pte_val(pte));
 327 }
 328
 329 static inline pgprot_t mk_sect_prot(pgprot_t prot)
 330 {
 331         return __pgprot(pgprot_val(prot) & ~PTE_TABLE_BIT);
 332 }
 333
 334 /*
 335  * THP definitions.
 336  */
 337
 338 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
 339 #define pmd_trans_huge(pmd)     (pmd_val(pmd) && !(pmd_val(pmd) & PMD_TABLE_BIT))
 340 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
 341
 342 #define pmd_dirty(pmd)          pte_dirty(pmd_pte(pmd))
 343 #define pmd_young(pmd)          pte_young(pmd_pte(pmd))
 344 #define pmd_wrprotect(pmd)      pte_pmd(pte_wrprotect(pmd_pte(pmd)))
 345 #define pmd_mkold(pmd)          pte_pmd(pte_mkold(pmd_pte(pmd)))
 346 #define pmd_mkwrite(pmd)        pte_pmd(pte_mkwrite(pmd_pte(pmd)))
 347 #define pmd_mkclean(pmd)       pte_pmd(pte_mkclean(pmd_pte(pmd)))
 348 #define pmd_mkdirty(pmd)        pte_pmd(pte_mkdirty(pmd_pte(pmd)))
 349 #define pmd_mkyoung(pmd)        pte_pmd(pte_mkyoung(pmd_pte(pmd)))
 350 #define pmd_mknotpresent(pmd)   (__pmd(pmd_val(pmd) & ~PMD_TYPE_MASK))
 351
 352 #define __HAVE_ARCH_PMD_WRITE
 353 #define pmd_write(pmd)          pte_write(pmd_pte(pmd))
 354
 355 #define pmd_mkhuge(pmd)         (__pmd(pmd_val(pmd) & ~PMD_TABLE_BIT))
 356
 357 #define pmd_pfn(pmd)            (((pmd_val(pmd) & PMD_MASK) & PHYS_MASK) >> PAGE_SHIFT)
 358 #define pfn_pmd(pfn,prot)       (__pmd(((phys_addr_t)(pfn) << PAGE_SHIFT) | pgprot_val(prot)))
 359 #define mk_pmd(page,prot)       pfn_pmd(page_to_pfn(page),prot)
 360
 361 #define pud_write(pud)          pte_write(pud_pte(pud))
 362 #define pud_pfn(pud)            (((pud_val(pud) & PUD_MASK) & PHYS_MASK) >> PAGE_SHIFT)
 363
 364 #define set_pmd_at(mm, addr, pmdp, pmd) set_pte_at(mm, addr, (pte_t *)pmdp, pmd_pte(pmd))
 365
 366 static inline int has_transparent_hugepage(void)
 367 {
 368         return 1;
 369 }
 370
 371 #define __pgprot_modify(prot,mask,bits) \
 372         __pgprot((pgprot_val(prot) & ~(mask)) | (bits))
 373
 374 /*
 375  * Mark the prot value as uncacheable and unbufferable.
 376  */
 377 #define pgprot_noncached(prot) \
 378         __pgprot_modify(prot, PTE_ATTRINDX_MASK, PTE_ATTRINDX(MT_DEVICE_nGnRnE) | PTE_PXN | PTE_UXN)
 379 #define pgprot_writecombine(prot) \
 380         __pgprot_modify(prot, PTE_ATTRINDX_MASK, PTE_ATTRINDX(MT_NORMAL_NC) | PTE_PXN | PTE_UXN)
 381 #define pgprot_device(prot) \
 382         __pgprot_modify(prot, PTE_ATTRINDX_MASK, PTE_ATTRINDX(MT_DEVICE_nGnRE) | PTE_PXN | PTE_UXN)
 383 #define __HAVE_PHYS_MEM_ACCESS_PROT
 384 struct file;
 385 extern pgprot_t phys_mem_access_prot(struct file *file, unsigned long pfn,
 386                                      unsigned long size, pgprot_t vma_prot);
 387
 388 #define pmd_none(pmd)           (!pmd_val(pmd))
 389 #define pmd_present(pmd)        (pmd_val(pmd))
 390
 391 #define pmd_bad(pmd)            (!(pmd_val(pmd) & 2))
 392
 393 #define pmd_table(pmd)          ((pmd_val(pmd) & PMD_TYPE_MASK) == \
 394                                  PMD_TYPE_TABLE)
 395 #define pmd_sect(pmd)           ((pmd_val(pmd) & PMD_TYPE_MASK) == \
 396                                  PMD_TYPE_SECT)
 397
 398 #ifdef CONFIG_ARM64_64K_PAGES
 399 #define pud_sect(pud)           (0)
 400 #define pud_table(pud)          (1)
 401 #else
 402 #define pud_sect(pud)           ((pud_val(pud) & PUD_TYPE_MASK) == \
 403                                  PUD_TYPE_SECT)
 404 #define pud_table(pud)          ((pud_val(pud) & PUD_TYPE_MASK) == \
 405                                  PUD_TYPE_TABLE)
 406 #endif
 407
 408 static inline void set_pmd(pmd_t *pmdp, pmd_t pmd)
 409 {
 410         *pmdp = pmd;
 411         dsb(ishst);
 412         isb();
 413 }
 414
 415 static inline void pmd_clear(pmd_t *pmdp)
 416 {
 417         set_pmd(pmdp, __pmd(0));
 418 }
 419
 420 static inline phys_addr_t pmd_page_paddr(pmd_t pmd)
 421 {
 422         return pmd_val(pmd) & PHYS_MASK & (s32)PAGE_MASK;
 423 }
 424
 425 /* Find an entry in the third-level page table. */
 426 #define pte_index(addr)         (((addr) >> PAGE_SHIFT) & (PTRS_PER_PTE - 1))
 427
 428 #define pte_offset_phys(dir,addr)       (pmd_page_paddr(*(dir)) + pte_index(addr) * sizeof(pte_t))
 429 #define pte_offset_kernel(dir,addr)     ((pte_t *)__va(pte_offset_phys((dir), (addr))))
 430
 431 #define pte_offset_map(dir,addr)        pte_offset_kernel((dir), (addr))
 432 #define pte_offset_map_nested(dir,addr) pte_offset_kernel((dir), (addr))
 433 #define pte_unmap(pte)                  do { } while (0)
 434 #define pte_unmap_nested(pte)           do { } while (0)
 435
 436 #define pte_set_fixmap(addr)            ((pte_t *)set_fixmap_offset(FIX_PTE, addr))
 437 #define pte_set_fixmap_offset(pmd, addr)        pte_set_fixmap(pte_offset_phys(pmd, addr))
 438 #define pte_clear_fixmap()              clear_fixmap(FIX_PTE)
 439
 440 #define pmd_page(pmd)           pfn_to_page(__phys_to_pfn(pmd_val(pmd) & PHYS_MASK))
 441
 442 /* use ONLY for statically allocated translation tables */
 443 #define pte_offset_kimg(dir,addr)       ((pte_t *)__phys_to_kimg(pte_offset_phys((dir), (addr))))
 444
 445 /*
 446  * Conversion functions: convert a page and protection to a page entry,
 447  * and a page entry and page directory to the page they refer to.
 448  */
 449 #define mk_pte(page,prot)       pfn_pte(page_to_pfn(page),prot)
 450
 451 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 2
 452
 453 #define pmd_ERROR(pmd)          __pmd_error(__FILE__, __LINE__, pmd_val(pmd))
 454
 455 #define pud_none(pud)           (!pud_val(pud))
 456 #define pud_bad(pud)            (!(pud_val(pud) & 2))
 457 #define pud_present(pud)        (pud_val(pud))
 458
 459 static inline void set_pud(pud_t *pudp, pud_t pud)
 460 {
 461         *pudp = pud;
 462         dsb(ishst);
 463         isb();
 464 }
 465
 466 static inline void pud_clear(pud_t *pudp)
 467 {
 468         set_pud(pudp, __pud(0));
 469 }
 470
 471 static inline phys_addr_t pud_page_paddr(pud_t pud)
 472 {
 473         return pud_val(pud) & PHYS_MASK & (s32)PAGE_MASK;
 474 }
 475
 476 /* Find an entry in the second-level page table. */
 477 #define pmd_index(addr)         (((addr) >> PMD_SHIFT) & (PTRS_PER_PMD - 1))
 478
 479 #define pmd_offset_phys(dir, addr)      (pud_page_paddr(*(dir)) + pmd_index(addr) * sizeof(pmd_t))
 480 #define pmd_offset(dir, addr)           ((pmd_t *)__va(pmd_offset_phys((dir), (addr))))
 481
 482 #define pmd_set_fixmap(addr)            ((pmd_t *)set_fixmap_offset(FIX_PMD, addr))
 483 #define pmd_set_fixmap_offset(pud, addr)        pmd_set_fixmap(pmd_offset_phys(pud, addr))
 484 #define pmd_clear_fixmap()              clear_fixmap(FIX_PMD)
 485
 486 #define pud_page(pud)           pfn_to_page(__phys_to_pfn(pud_val(pud) & PHYS_MASK))
 487
 488 /* use ONLY for statically allocated translation tables */
 489 #define pmd_offset_kimg(dir,addr)       ((pmd_t *)__phys_to_kimg(pmd_offset_phys((dir), (addr))))
 490
 491 #else
 492
 493 #define pud_page_paddr(pud)     ({ BUILD_BUG(); 0; })
 494
 495 /* Match pmd_offset folding in <asm/generic/pgtable-nopmd.h> */
 496 #define pmd_set_fixmap(addr)            NULL
 497 #define pmd_set_fixmap_offset(pudp, addr)       ((pmd_t *)pudp)
 498 #define pmd_clear_fixmap()
 499
 500 #define pmd_offset_kimg(dir,addr)       ((pmd_t *)dir)
 501
 502 #endif  /* CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 2 */
 503
 504 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 3
 505
 506 #define pud_ERROR(pud)          __pud_error(__FILE__, __LINE__, pud_val(pud))
 507
 508 #define pgd_none(pgd)           (!pgd_val(pgd))
 509 #define pgd_bad(pgd)            (!(pgd_val(pgd) & 2))
 510 #define pgd_present(pgd)        (pgd_val(pgd))
 511
 512 static inline void set_pgd(pgd_t *pgdp, pgd_t pgd)
 513 {
 514         *pgdp = pgd;
 515         dsb(ishst);
 516 }
 517
 518 static inline void pgd_clear(pgd_t *pgdp)
 519 {
 520         set_pgd(pgdp, __pgd(0));
 521 }
 522
 523 static inline phys_addr_t pgd_page_paddr(pgd_t pgd)
 524 {
 525         return pgd_val(pgd) & PHYS_MASK & (s32)PAGE_MASK;
 526 }
 527
 528 /* Find an entry in the frst-level page table. */
 529 #define pud_index(addr)         (((addr) >> PUD_SHIFT) & (PTRS_PER_PUD - 1))
 530
 531 #define pud_offset_phys(dir, addr)      (pgd_page_paddr(*(dir)) + pud_index(addr) * sizeof(pud_t))
 532 #define pud_offset(dir, addr)           ((pud_t *)__va(pud_offset_phys((dir), (addr))))
 533
 534 #define pud_set_fixmap(addr)            ((pud_t *)set_fixmap_offset(FIX_PUD, addr))
 535 #define pud_set_fixmap_offset(pgd, addr)        pud_set_fixmap(pud_offset_phys(pgd, addr))
 536 #define pud_clear_fixmap()              clear_fixmap(FIX_PUD)
 537
 538 #define pgd_page(pgd)           pfn_to_page(__phys_to_pfn(pgd_val(pgd) & PHYS_MASK))
 539
 540 /* use ONLY for statically allocated translation tables */
 541 #define pud_offset_kimg(dir,addr)       ((pud_t *)__phys_to_kimg(pud_offset_phys((dir), (addr))))
 542
 543 #else
 544
 545 #define pgd_page_paddr(pgd)     ({ BUILD_BUG(); 0;})
 546
 547 /* Match pud_offset folding in <asm/generic/pgtable-nopud.h> */
 548 #define pud_set_fixmap(addr)            NULL
 549 #define pud_set_fixmap_offset(pgdp, addr)       ((pud_t *)pgdp)
 550 #define pud_clear_fixmap()
 551
 552 #define pud_offset_kimg(dir,addr)       ((pud_t *)dir)
 553
 554 #endif  /* CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 3 */
 555
 556 #define pgd_ERROR(pgd)          __pgd_error(__FILE__, __LINE__, pgd_val(pgd))
 557
 558 /* to find an entry in a page-table-directory */
 559 #define pgd_index(addr)         (((addr) >> PGDIR_SHIFT) & (PTRS_PER_PGD - 1))
 560
 561 #define pgd_offset_raw(pgd, addr)       ((pgd) + pgd_index(addr))
 562
 563 #define pgd_offset(mm, addr)    (pgd_offset_raw((mm)->pgd, (addr)))
 564
 565 /* to find an entry in a kernel page-table-directory */
 566 #define pgd_offset_k(addr)      pgd_offset(&init_mm, addr)
 567
 568 #define pgd_set_fixmap(addr)    ((pgd_t *)set_fixmap_offset(FIX_PGD, addr))
 569 #define pgd_clear_fixmap()      clear_fixmap(FIX_PGD)
 570
 571 static inline pte_t pte_modify(pte_t pte, pgprot_t newprot)
 572 {
 573         const pteval_t mask = PTE_USER | PTE_PXN | PTE_UXN | PTE_RDONLY |
 574                               PTE_PROT_NONE | PTE_VALID | PTE_WRITE;
 575         /* preserve the hardware dirty information */
 576         if (pte_hw_dirty(pte))
 577                 pte = pte_mkdirty(pte);
 578         pte_val(pte) = (pte_val(pte) & ~mask) | (pgprot_val(newprot) & mask);
 579         return pte;
 580 }
 581
 582 static inline pmd_t pmd_modify(pmd_t pmd, pgprot_t newprot)
 583 {
 584         return pte_pmd(pte_modify(pmd_pte(pmd), newprot));
 585 }
 586
 587 #ifdef CONFIG_ARM64_HW_AFDBM
 588 /*
 589  * Atomic pte/pmd modifications.
 590  */
 591 #define __HAVE_ARCH_PTEP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
 592 static inline int ptep_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
 593                                             unsigned long address,
 594                                             pte_t *ptep)
 595 {
 596         pteval_t pteval;
 597         unsigned int tmp, res;
 598
 599         asm volatile("//        ptep_test_and_clear_young\n"
 600         "       prfm    pstl1strm, %2\n"
 601         "1:     ldxr    %0, %2\n"
 602         "       ubfx    %w3, %w0, %5, #1        // extract PTE_AF (young)\n"
 603         "       and     %0, %0, %4              // clear PTE_AF\n"
 604         "       stxr    %w1, %0, %2\n"
 605         "       cbnz    %w1, 1b\n"
 606         : "=&r" (pteval), "=&r" (tmp), "+Q" (pte_val(*ptep)), "=&r" (res)
 607         : "L" (~PTE_AF), "I" (ilog2(PTE_AF)));
 608
 609         return res;
 610 }
 611
 612 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
 613 #define __HAVE_ARCH_PMDP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
 614 static inline int pmdp_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
 615                                             unsigned long address,
 616                                             pmd_t *pmdp)
 617 {
 618         return ptep_test_and_clear_young(vma, address, (pte_t *)pmdp);
 619 }
 620 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
 621
 622 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR
 623 static inline pte_t ptep_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
 624                                        unsigned long address, pte_t *ptep)
 625 {
 626         pteval_t old_pteval;
 627         unsigned int tmp;
 628
 629         asm volatile("//        ptep_get_and_clear\n"
 630         "       prfm    pstl1strm, %2\n"
 631         "1:     ldxr    %0, %2\n"
 632         "       stxr    %w1, xzr, %2\n"
 633         "       cbnz    %w1, 1b\n"
 634         : "=&r" (old_pteval), "=&r" (tmp), "+Q" (pte_val(*ptep)));
 635
 636         return __pte(old_pteval);
 637 }
 638
 639 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
 640 #define __HAVE_ARCH_PMDP_GET_AND_CLEAR
 641 static inline pmd_t pmdp_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
 642                                        unsigned long address, pmd_t *pmdp)
 643 {
 644         return pte_pmd(ptep_get_and_clear(mm, address, (pte_t *)pmdp));
 645 }
 646 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
 647
 648 /*
 649  * ptep_set_wrprotect - mark read-only while trasferring potential hardware
 650  * dirty status (PTE_DBM && !PTE_RDONLY) to the software PTE_DIRTY bit.
 651  */
 652 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_WRPROTECT
 653 static inline void ptep_set_wrprotect(struct mm_struct *mm, unsigned long address, pte_t *ptep)
 654 {
 655         pteval_t pteval;
 656         unsigned long tmp;
 657
 658         asm volatile("//        ptep_set_wrprotect\n"
 659         "       prfm    pstl1strm, %2\n"
 660         "1:     ldxr    %0, %2\n"
 661         "       tst     %0, %4                  // check for hw dirty (!PTE_RDONLY)\n"
 662         "       csel    %1, %3, xzr, eq         // set PTE_DIRTY|PTE_RDONLY if dirty\n"
 663         "       orr     %0, %0, %1              // if !dirty, PTE_RDONLY is already set\n"
 664         "       and     %0, %0, %5              // clear PTE_WRITE/PTE_DBM\n"
 665         "       stxr    %w1, %0, %2\n"
 666         "       cbnz    %w1, 1b\n"
 667         : "=&r" (pteval), "=&r" (tmp), "+Q" (pte_val(*ptep))
 668         : "r" (PTE_DIRTY|PTE_RDONLY), "L" (PTE_RDONLY), "L" (~PTE_WRITE)
 669         : "cc");
 670 }
 671
 672 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
 673 #define __HAVE_ARCH_PMDP_SET_WRPROTECT
 674 static inline void pmdp_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
 675                                       unsigned long address, pmd_t *pmdp)
 676 {
 677         ptep_set_wrprotect(mm, address, (pte_t *)pmdp);
 678 }
 679 #endif
 680 #endif  /* CONFIG_ARM64_HW_AFDBM */
 681
 682 extern pgd_t swapper_pg_dir[PTRS_PER_PGD];
 683 extern pgd_t idmap_pg_dir[PTRS_PER_PGD];
 684
 685 /*
 686  * Encode and decode a swap entry:
 687  *      bits 0-1:       present (must be zero)
 688  *      bits 2-7:       swap type
 689  *      bits 8-57:      swap offset
 690  */
 691 #define __SWP_TYPE_SHIFT        2
 692 #define __SWP_TYPE_BITS         6
 693 #define __SWP_OFFSET_BITS       50
 694 #define __SWP_TYPE_MASK         ((1 << __SWP_TYPE_BITS) - 1)
 695 #define __SWP_OFFSET_SHIFT      (__SWP_TYPE_BITS + __SWP_TYPE_SHIFT)
 696 #define __SWP_OFFSET_MASK       ((1UL << __SWP_OFFSET_BITS) - 1)
 697
 698 #define __swp_type(x)           (((x).val >> __SWP_TYPE_SHIFT) & __SWP_TYPE_MASK)
 699 #define __swp_offset(x)         (((x).val >> __SWP_OFFSET_SHIFT) & __SWP_OFFSET_MASK)
 700 #define __swp_entry(type,offset) ((swp_entry_t) { ((type) << __SWP_TYPE_SHIFT) | ((offset) << __SWP_OFFSET_SHIFT) })
 701
 702 #define __pte_to_swp_entry(pte) ((swp_entry_t) { pte_val(pte) })
 703 #define __swp_entry_to_pte(swp) ((pte_t) { (swp).val })
 704
 705 /*
 706  * Ensure that there are not more swap files than can be encoded in the kernel
 707  * PTEs.
 708  */
 709 #define MAX_SWAPFILES_CHECK() BUILD_BUG_ON(MAX_SWAPFILES_SHIFT > __SWP_TYPE_BITS)
 710
 711 extern int kern_addr_valid(unsigned long addr);
 712
 713 #include <asm-generic/pgtable.h>
 714
 715 void pgd_cache_init(void);
 716 #define pgtable_cache_init      pgd_cache_init
 717
 718 /*
 719  * On AArch64, the cache coherency is handled via the set_pte_at() function.
 720  */
 721 static inline void update_mmu_cache(struct vm_area_struct *vma,
 722                                     unsigned long addr, pte_t *ptep)
 723 {
 724         /*
 725          * We don't do anything here, so there's a very small chance of
 726          * us retaking a user fault which we just fixed up. The alternative
 727          * is doing a dsb(ishst), but that penalises the fastpath.
 728          */
 729 }
 730
 731 #define update_mmu_cache_pmd(vma, address, pmd) do { } while (0)
 732
 733 #define kc_vaddr_to_offset(v)   ((v) & ~VA_START)
 734 #define kc_offset_to_vaddr(o)   ((o) | VA_START)
 735
 736 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
 737
 738 #endif /* __ASM_PGTABLE_H */