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 #include <asm/pgtable-prot.h>
  25
  26 /*
  27  * VMALLOC range.
  28  *
  29  * VMALLOC_START: beginning of the kernel vmalloc space
  30  * VMALLOC_END: extends to the available space below vmmemmap, PCI I/O space
  31  *      and fixed mappings
  32  */
  33 #define VMALLOC_START           (MODULES_END)
  34 #define VMALLOC_END             (PAGE_OFFSET - PUD_SIZE - VMEMMAP_SIZE - SZ_64K)
  35
  36 #define vmemmap                 ((struct page *)VMEMMAP_START - (memstart_addr >> PAGE_SHIFT))
  37
  38 #define FIRST_USER_ADDRESS      0UL
  39
  40 #ifndef __ASSEMBLY__
  41
  42 #include <asm/fixmap.h>
  43 #include <linux/mmdebug.h>
  44
  45 extern void __pte_error(const char *file, int line, unsigned long val);
  46 extern void __pmd_error(const char *file, int line, unsigned long val);
  47 extern void __pud_error(const char *file, int line, unsigned long val);
  48 extern void __pgd_error(const char *file, int line, unsigned long val);
  49
  50 /*
  51  * ZERO_PAGE is a global shared page that is always zero: used
  52  * for zero-mapped memory areas etc..
  53  */
  54 extern unsigned long empty_zero_page[PAGE_SIZE / sizeof(unsigned long)];
  55 #define ZERO_PAGE(vaddr)        pfn_to_page(PHYS_PFN(__pa(empty_zero_page)))
  56
  57 #define pte_ERROR(pte)          __pte_error(__FILE__, __LINE__, pte_val(pte))
  58
  59 #define pte_pfn(pte)            ((pte_val(pte) & PHYS_MASK) >> PAGE_SHIFT)
  60
  61 #define pfn_pte(pfn,prot)       (__pte(((phys_addr_t)(pfn) << PAGE_SHIFT) | pgprot_val(prot)))
  62
  63 #define pte_none(pte)           (!pte_val(pte))
  64 #define pte_clear(mm,addr,ptep) set_pte(ptep, __pte(0))
  65 #define pte_page(pte)           (pfn_to_page(pte_pfn(pte)))
  66
  67 /*
  68  * The following only work if pte_present(). Undefined behaviour otherwise.
  69  */
  70 #define pte_present(pte)        (!!(pte_val(pte) & (PTE_VALID | PTE_PROT_NONE)))
  71 #define pte_young(pte)          (!!(pte_val(pte) & PTE_AF))
  72 #define pte_special(pte)        (!!(pte_val(pte) & PTE_SPECIAL))
  73 #define pte_write(pte)          (!!(pte_val(pte) & PTE_WRITE))
  74 #define pte_user_exec(pte)      (!(pte_val(pte) & PTE_UXN))
  75 #define pte_cont(pte)           (!!(pte_val(pte) & PTE_CONT))
  76
  77 #ifdef CONFIG_ARM64_HW_AFDBM
  78 #define pte_hw_dirty(pte)       (pte_write(pte) && !(pte_val(pte) & PTE_RDONLY))
  79 #else
  80 #define pte_hw_dirty(pte)       (0)
  81 #endif
  82 #define pte_sw_dirty(pte)       (!!(pte_val(pte) & PTE_DIRTY))
  83 #define pte_dirty(pte)          (pte_sw_dirty(pte) || pte_hw_dirty(pte))
  84
  85 #define pte_valid(pte)          (!!(pte_val(pte) & PTE_VALID))
  86 #define pte_valid_not_user(pte) \
  87         ((pte_val(pte) & (PTE_VALID | PTE_USER)) == PTE_VALID)
  88 #define pte_valid_user(pte) \
  89         ((pte_val(pte) & (PTE_VALID | PTE_USER)) == (PTE_VALID | PTE_USER))
  90
  91 /*
  92  * Could the pte be present in the TLB? We must check mm_tlb_flush_pending
  93  * so that we don't erroneously return false for pages that have been
  94  * remapped as PROT_NONE but are yet to be flushed from the TLB.
  95  * Note that we can't make any assumptions based on the state of the access
  96  * flag, since ptep_clear_flush_young() elides a DSB when invalidating the
  97  * TLB.
  98  */
  99 #define pte_accessible(mm, pte) \
 100         (mm_tlb_flush_pending(mm) ? pte_present(pte) : pte_valid(pte))
 101
 102 /*
 103  * p??_access_permitted() is true for valid user mappings (subject to the
 104  * write permission check). PROT_NONE mappings do not have the PTE_VALID bit
 105  * set.
 106  */
 107 #define pte_access_permitted(pte, write) \
 108         (pte_valid_user(pte) && (!(write) || pte_write(pte)))
 109 #define pmd_access_permitted(pmd, write) \
 110         (pte_access_permitted(pmd_pte(pmd), (write)))
 111 #define pud_access_permitted(pud, write) \
 112         (pte_access_permitted(pud_pte(pud), (write)))
 113
 114 static inline pte_t clear_pte_bit(pte_t pte, pgprot_t prot)
 115 {
 116         pte_val(pte) &= ~pgprot_val(prot);
 117         return pte;
 118 }
 119
 120 static inline pte_t set_pte_bit(pte_t pte, pgprot_t prot)
 121 {
 122         pte_val(pte) |= pgprot_val(prot);
 123         return pte;
 124 }
 125
 126 static inline pte_t pte_wrprotect(pte_t pte)
 127 {
 128         return clear_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_WRITE));
 129 }
 130
 131 static inline pte_t pte_mkwrite(pte_t pte)
 132 {
 133         return set_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_WRITE));
 134 }
 135
 136 static inline pte_t pte_mkclean(pte_t pte)
 137 {
 138         return clear_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_DIRTY));
 139 }
 140
 141 static inline pte_t pte_mkdirty(pte_t pte)
 142 {
 143         return set_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_DIRTY));
 144 }
 145
 146 static inline pte_t pte_mkold(pte_t pte)
 147 {
 148         return clear_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_AF));
 149 }
 150
 151 static inline pte_t pte_mkyoung(pte_t pte)
 152 {
 153         return set_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_AF));
 154 }
 155
 156 static inline pte_t pte_mkspecial(pte_t pte)
 157 {
 158         return set_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_SPECIAL));
 159 }
 160
 161 static inline pte_t pte_mkcont(pte_t pte)
 162 {
 163         pte = set_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_CONT));
 164         return set_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_TYPE_PAGE));
 165 }
 166
 167 static inline pte_t pte_mknoncont(pte_t pte)
 168 {
 169         return clear_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_CONT));
 170 }
 171
 172 static inline pte_t pte_clear_rdonly(pte_t pte)
 173 {
 174         return clear_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_RDONLY));
 175 }
 176
 177 static inline pte_t pte_mkpresent(pte_t pte)
 178 {
 179         return set_pte_bit(pte, __pgprot(PTE_VALID));
 180 }
 181
 182 static inline pmd_t pmd_mkcont(pmd_t pmd)
 183 {
 184         return __pmd(pmd_val(pmd) | PMD_SECT_CONT);
 185 }
 186
 187 static inline void set_pte(pte_t *ptep, pte_t pte)
 188 {
 189         *ptep = pte;
 190
 191         /*
 192          * Only if the new pte is valid and kernel, otherwise TLB maintenance
 193          * or update_mmu_cache() have the necessary barriers.
 194          */
 195         if (pte_valid_not_user(pte)) {
 196                 dsb(ishst);
 197                 isb();
 198         }
 199 }
 200
 201 struct mm_struct;
 202 struct vm_area_struct;
 203
 204 extern void __sync_icache_dcache(pte_t pteval, unsigned long addr);
 205
 206 /*
 207  * PTE bits configuration in the presence of hardware Dirty Bit Management
 208  * (PTE_WRITE == PTE_DBM):
 209  *
 210  * Dirty  Writable | PTE_RDONLY  PTE_WRITE  PTE_DIRTY (sw)
 211  *   0      0      |   1           0          0
 212  *   0      1      |   1           1          0
 213  *   1      0      |   1           0          1
 214  *   1      1      |   0           1          x
 215  *
 216  * When hardware DBM is not present, the sofware PTE_DIRTY bit is updated via
 217  * the page fault mechanism. Checking the dirty status of a pte becomes:
 218  *
 219  *   PTE_DIRTY || (PTE_WRITE && !PTE_RDONLY)
 220  */
 221 static inline void set_pte_at(struct mm_struct *mm, unsigned long addr,
 222                               pte_t *ptep, pte_t pte)
 223 {
 224         if (pte_present(pte)) {
 225                 if (pte_sw_dirty(pte) && pte_write(pte))
 226                         pte_val(pte) &= ~PTE_RDONLY;
 227                 else
 228                         pte_val(pte) |= PTE_RDONLY;
 229                 if (pte_user_exec(pte) && !pte_special(pte))
 230                         __sync_icache_dcache(pte, addr);
 231         }
 232
 233         /*
 234          * If the existing pte is valid, check for potential race with
 235          * hardware updates of the pte (ptep_set_access_flags safely changes
 236          * valid ptes without going through an invalid entry).
 237          */
 238         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARM64_HW_AFDBM) &&
 239             pte_valid(*ptep) && pte_valid(pte)) {
 240                 VM_WARN_ONCE(!pte_young(pte),
 241                              "%s: racy access flag clearing: 0x%016llx -> 0x%016llx",
 242                              __func__, pte_val(*ptep), pte_val(pte));
 243                 VM_WARN_ONCE(pte_write(*ptep) && !pte_dirty(pte),
 244                              "%s: racy dirty state clearing: 0x%016llx -> 0x%016llx",
 245                              __func__, pte_val(*ptep), pte_val(pte));
 246         }
 247
 248         set_pte(ptep, pte);
 249 }
 250
 251 #define __HAVE_ARCH_PTE_SAME
 252 static inline int pte_same(pte_t pte_a, pte_t pte_b)
 253 {
 254         pteval_t lhs, rhs;
 255
 256         lhs = pte_val(pte_a);
 257         rhs = pte_val(pte_b);
 258
 259         if (pte_present(pte_a))
 260                 lhs &= ~PTE_RDONLY;
 261
 262         if (pte_present(pte_b))
 263                 rhs &= ~PTE_RDONLY;
 264
 265         return (lhs == rhs);
 266 }
 267
 268 /*
 269  * Huge pte definitions.
 270  */
 271 #define pte_huge(pte)           (!(pte_val(pte) & PTE_TABLE_BIT))
 272 #define pte_mkhuge(pte)         (__pte(pte_val(pte) & ~PTE_TABLE_BIT))
 273
 274 /*
 275  * Hugetlb definitions.
 276  */
 277 #define HUGE_MAX_HSTATE         4
 278 #define HPAGE_SHIFT             PMD_SHIFT
 279 #define HPAGE_SIZE              (_AC(1, UL) << HPAGE_SHIFT)
 280 #define HPAGE_MASK              (~(HPAGE_SIZE - 1))
 281 #define HUGETLB_PAGE_ORDER      (HPAGE_SHIFT - PAGE_SHIFT)
 282
 283 #define __HAVE_ARCH_PTE_SPECIAL
 284
 285 static inline pte_t pud_pte(pud_t pud)
 286 {
 287         return __pte(pud_val(pud));
 288 }
 289
 290 static inline pmd_t pud_pmd(pud_t pud)
 291 {
 292         return __pmd(pud_val(pud));
 293 }
 294
 295 static inline pte_t pmd_pte(pmd_t pmd)
 296 {
 297         return __pte(pmd_val(pmd));
 298 }
 299
 300 static inline pmd_t pte_pmd(pte_t pte)
 301 {
 302         return __pmd(pte_val(pte));
 303 }
 304
 305 static inline pgprot_t mk_sect_prot(pgprot_t prot)
 306 {
 307         return __pgprot(pgprot_val(prot) & ~PTE_TABLE_BIT);
 308 }
 309
 310 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
 311 /*
 312  * See the comment in include/asm-generic/pgtable.h
 313  */
 314 static inline int pte_protnone(pte_t pte)
 315 {
 316         return (pte_val(pte) & (PTE_VALID | PTE_PROT_NONE)) == PTE_PROT_NONE;
 317 }
 318
 319 static inline int pmd_protnone(pmd_t pmd)
 320 {
 321         return pte_protnone(pmd_pte(pmd));
 322 }
 323 #endif
 324
 325 /*
 326  * THP definitions.
 327  */
 328
 329 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
 330 #define pmd_trans_huge(pmd)     (pmd_val(pmd) && !(pmd_val(pmd) & PMD_TABLE_BIT))
 331 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
 332
 333 #define pmd_present(pmd)        pte_present(pmd_pte(pmd))
 334 #define pmd_dirty(pmd)          pte_dirty(pmd_pte(pmd))
 335 #define pmd_young(pmd)          pte_young(pmd_pte(pmd))
 336 #define pmd_wrprotect(pmd)      pte_pmd(pte_wrprotect(pmd_pte(pmd)))
 337 #define pmd_mkold(pmd)          pte_pmd(pte_mkold(pmd_pte(pmd)))
 338 #define pmd_mkwrite(pmd)        pte_pmd(pte_mkwrite(pmd_pte(pmd)))
 339 #define pmd_mkclean(pmd)        pte_pmd(pte_mkclean(pmd_pte(pmd)))
 340 #define pmd_mkdirty(pmd)        pte_pmd(pte_mkdirty(pmd_pte(pmd)))
 341 #define pmd_mkyoung(pmd)        pte_pmd(pte_mkyoung(pmd_pte(pmd)))
 342 #define pmd_mknotpresent(pmd)   (__pmd(pmd_val(pmd) & ~PMD_SECT_VALID))
 343
 344 #define pmd_thp_or_huge(pmd)    (pmd_huge(pmd) || pmd_trans_huge(pmd))
 345
 346 #define __HAVE_ARCH_PMD_WRITE
 347 #define pmd_write(pmd)          pte_write(pmd_pte(pmd))
 348
 349 #define pmd_mkhuge(pmd)         (__pmd(pmd_val(pmd) & ~PMD_TABLE_BIT))
 350
 351 #define pmd_pfn(pmd)            (((pmd_val(pmd) & PMD_MASK) & PHYS_MASK) >> PAGE_SHIFT)
 352 #define pfn_pmd(pfn,prot)       (__pmd(((phys_addr_t)(pfn) << PAGE_SHIFT) | pgprot_val(prot)))
 353 #define mk_pmd(page,prot)       pfn_pmd(page_to_pfn(page),prot)
 354
 355 #define pud_write(pud)          pte_write(pud_pte(pud))
 356 #define pud_pfn(pud)            (((pud_val(pud) & PUD_MASK) & PHYS_MASK) >> PAGE_SHIFT)
 357 #define pfn_pud(pfn,prot)       (__pud(((phys_addr_t)(pfn) << PAGE_SHIFT) | pgprot_val(prot)))
 358
 359 #define set_pmd_at(mm, addr, pmdp, pmd) set_pte_at(mm, addr, (pte_t *)pmdp, pmd_pte(pmd))
 360
 361 #define __pgprot_modify(prot,mask,bits) \
 362         __pgprot((pgprot_val(prot) & ~(mask)) | (bits))
 363
 364 /*
 365  * Mark the prot value as uncacheable and unbufferable.
 366  */
 367 #define pgprot_noncached(prot) \
 368         __pgprot_modify(prot, PTE_ATTRINDX_MASK, PTE_ATTRINDX(MT_DEVICE_nGnRnE) | PTE_PXN | PTE_UXN)
 369 #define pgprot_writecombine(prot) \
 370         __pgprot_modify(prot, PTE_ATTRINDX_MASK, PTE_ATTRINDX(MT_NORMAL_NC) | PTE_PXN | PTE_UXN)
 371 #define pgprot_device(prot) \
 372         __pgprot_modify(prot, PTE_ATTRINDX_MASK, PTE_ATTRINDX(MT_DEVICE_nGnRE) | PTE_PXN | PTE_UXN)
 373 #define __HAVE_PHYS_MEM_ACCESS_PROT
 374 struct file;
 375 extern pgprot_t phys_mem_access_prot(struct file *file, unsigned long pfn,
 376                                      unsigned long size, pgprot_t vma_prot);
 377
 378 #define pmd_none(pmd)           (!pmd_val(pmd))
 379
 380 #define pmd_bad(pmd)            (!(pmd_val(pmd) & PMD_TABLE_BIT))
 381
 382 #define pmd_table(pmd)          ((pmd_val(pmd) & PMD_TYPE_MASK) == \
 383                                  PMD_TYPE_TABLE)
 384 #define pmd_sect(pmd)           ((pmd_val(pmd) & PMD_TYPE_MASK) == \
 385                                  PMD_TYPE_SECT)
 386
 387 #if defined(CONFIG_ARM64_64K_PAGES) || CONFIG_PGTABLE_LEVELS < 3
 388 static inline bool pud_sect(pud_t pud) { return false; }
 389 static inline bool pud_table(pud_t pud) { return true; }
 390 #else
 391 #define pud_sect(pud)           ((pud_val(pud) & PUD_TYPE_MASK) == \
 392                                  PUD_TYPE_SECT)
 393 #define pud_table(pud)          ((pud_val(pud) & PUD_TYPE_MASK) == \
 394                                  PUD_TYPE_TABLE)
 395 #endif
 396
 397 static inline void set_pmd(pmd_t *pmdp, pmd_t pmd)
 398 {
 399         *pmdp = pmd;
 400         dsb(ishst);
 401         isb();
 402 }
 403
 404 static inline void pmd_clear(pmd_t *pmdp)
 405 {
 406         set_pmd(pmdp, __pmd(0));
 407 }
 408
 409 static inline phys_addr_t pmd_page_paddr(pmd_t pmd)
 410 {
 411         return pmd_val(pmd) & PHYS_MASK & (s32)PAGE_MASK;
 412 }
 413
 414 static inline void pte_unmap(pte_t *pte) { }
 415
 416 /* Find an entry in the third-level page table. */
 417 #define pte_index(addr)         (((addr) >> PAGE_SHIFT) & (PTRS_PER_PTE - 1))
 418
 419 #define pte_offset_phys(dir,addr)       (pmd_page_paddr(*(dir)) + pte_index(addr) * sizeof(pte_t))
 420 #define pte_offset_kernel(dir,addr)     ((pte_t *)__va(pte_offset_phys((dir), (addr))))
 421
 422 #define pte_offset_map(dir,addr)        pte_offset_kernel((dir), (addr))
 423 #define pte_offset_map_nested(dir,addr) pte_offset_kernel((dir), (addr))
 424 #define pte_unmap_nested(pte)           do { } while (0)
 425
 426 #define pte_set_fixmap(addr)            ((pte_t *)set_fixmap_offset(FIX_PTE, addr))
 427 #define pte_set_fixmap_offset(pmd, addr)        pte_set_fixmap(pte_offset_phys(pmd, addr))
 428 #define pte_clear_fixmap()              clear_fixmap(FIX_PTE)
 429
 430 #define pmd_page(pmd)           pfn_to_page(__phys_to_pfn(pmd_val(pmd) & PHYS_MASK))
 431
 432 /* use ONLY for statically allocated translation tables */
 433 #define pte_offset_kimg(dir,addr)       ((pte_t *)__phys_to_kimg(pte_offset_phys((dir), (addr))))
 434
 435 /*
 436  * Conversion functions: convert a page and protection to a page entry,
 437  * and a page entry and page directory to the page they refer to.
 438  */
 439 #define mk_pte(page,prot)       pfn_pte(page_to_pfn(page),prot)
 440
 441 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 2
 442
 443 #define pmd_ERROR(pmd)          __pmd_error(__FILE__, __LINE__, pmd_val(pmd))
 444
 445 #define pud_none(pud)           (!pud_val(pud))
 446 #define pud_bad(pud)            (!(pud_val(pud) & PUD_TABLE_BIT))
 447 #define pud_present(pud)        (pud_val(pud))
 448
 449 static inline void set_pud(pud_t *pudp, pud_t pud)
 450 {
 451         *pudp = pud;
 452         dsb(ishst);
 453         isb();
 454 }
 455
 456 static inline void pud_clear(pud_t *pudp)
 457 {
 458         set_pud(pudp, __pud(0));
 459 }
 460
 461 static inline phys_addr_t pud_page_paddr(pud_t pud)
 462 {
 463         return pud_val(pud) & PHYS_MASK & (s32)PAGE_MASK;
 464 }
 465
 466 /* Find an entry in the second-level page table. */
 467 #define pmd_index(addr)         (((addr) >> PMD_SHIFT) & (PTRS_PER_PMD - 1))
 468
 469 #define pmd_offset_phys(dir, addr)      (pud_page_paddr(*(dir)) + pmd_index(addr) * sizeof(pmd_t))
 470 #define pmd_offset(dir, addr)           ((pmd_t *)__va(pmd_offset_phys((dir), (addr))))
 471
 472 #define pmd_set_fixmap(addr)            ((pmd_t *)set_fixmap_offset(FIX_PMD, addr))
 473 #define pmd_set_fixmap_offset(pud, addr)        pmd_set_fixmap(pmd_offset_phys(pud, addr))
 474 #define pmd_clear_fixmap()              clear_fixmap(FIX_PMD)
 475
 476 #define pud_page(pud)           pfn_to_page(__phys_to_pfn(pud_val(pud) & PHYS_MASK))
 477
 478 /* use ONLY for statically allocated translation tables */
 479 #define pmd_offset_kimg(dir,addr)       ((pmd_t *)__phys_to_kimg(pmd_offset_phys((dir), (addr))))
 480
 481 #else
 482
 483 #define pud_page_paddr(pud)     ({ BUILD_BUG(); 0; })
 484
 485 /* Match pmd_offset folding in <asm/generic/pgtable-nopmd.h> */
 486 #define pmd_set_fixmap(addr)            NULL
 487 #define pmd_set_fixmap_offset(pudp, addr)       ((pmd_t *)pudp)
 488 #define pmd_clear_fixmap()
 489
 490 #define pmd_offset_kimg(dir,addr)       ((pmd_t *)dir)
 491
 492 #endif  /* CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 2 */
 493
 494 #if CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 3
 495
 496 #define pud_ERROR(pud)          __pud_error(__FILE__, __LINE__, pud_val(pud))
 497
 498 #define pgd_none(pgd)           (!pgd_val(pgd))
 499 #define pgd_bad(pgd)            (!(pgd_val(pgd) & 2))
 500 #define pgd_present(pgd)        (pgd_val(pgd))
 501
 502 static inline void set_pgd(pgd_t *pgdp, pgd_t pgd)
 503 {
 504         *pgdp = pgd;
 505         dsb(ishst);
 506 }
 507
 508 static inline void pgd_clear(pgd_t *pgdp)
 509 {
 510         set_pgd(pgdp, __pgd(0));
 511 }
 512
 513 static inline phys_addr_t pgd_page_paddr(pgd_t pgd)
 514 {
 515         return pgd_val(pgd) & PHYS_MASK & (s32)PAGE_MASK;
 516 }
 517
 518 /* Find an entry in the frst-level page table. */
 519 #define pud_index(addr)         (((addr) >> PUD_SHIFT) & (PTRS_PER_PUD - 1))
 520
 521 #define pud_offset_phys(dir, addr)      (pgd_page_paddr(*(dir)) + pud_index(addr) * sizeof(pud_t))
 522 #define pud_offset(dir, addr)           ((pud_t *)__va(pud_offset_phys((dir), (addr))))
 523
 524 #define pud_set_fixmap(addr)            ((pud_t *)set_fixmap_offset(FIX_PUD, addr))
 525 #define pud_set_fixmap_offset(pgd, addr)        pud_set_fixmap(pud_offset_phys(pgd, addr))
 526 #define pud_clear_fixmap()              clear_fixmap(FIX_PUD)
 527
 528 #define pgd_page(pgd)           pfn_to_page(__phys_to_pfn(pgd_val(pgd) & PHYS_MASK))
 529
 530 /* use ONLY for statically allocated translation tables */
 531 #define pud_offset_kimg(dir,addr)       ((pud_t *)__phys_to_kimg(pud_offset_phys((dir), (addr))))
 532
 533 #else
 534
 535 #define pgd_page_paddr(pgd)     ({ BUILD_BUG(); 0;})
 536
 537 /* Match pud_offset folding in <asm/generic/pgtable-nopud.h> */
 538 #define pud_set_fixmap(addr)            NULL
 539 #define pud_set_fixmap_offset(pgdp, addr)       ((pud_t *)pgdp)
 540 #define pud_clear_fixmap()
 541
 542 #define pud_offset_kimg(dir,addr)       ((pud_t *)dir)
 543
 544 #endif  /* CONFIG_PGTABLE_LEVELS > 3 */
 545
 546 #define pgd_ERROR(pgd)          __pgd_error(__FILE__, __LINE__, pgd_val(pgd))
 547
 548 /* to find an entry in a page-table-directory */
 549 #define pgd_index(addr)         (((addr) >> PGDIR_SHIFT) & (PTRS_PER_PGD - 1))
 550
 551 #define pgd_offset_raw(pgd, addr)       ((pgd) + pgd_index(addr))
 552
 553 #define pgd_offset(mm, addr)    (pgd_offset_raw((mm)->pgd, (addr)))
 554
 555 /* to find an entry in a kernel page-table-directory */
 556 #define pgd_offset_k(addr)      pgd_offset(&init_mm, addr)
 557
 558 #define pgd_set_fixmap(addr)    ((pgd_t *)set_fixmap_offset(FIX_PGD, addr))
 559 #define pgd_clear_fixmap()      clear_fixmap(FIX_PGD)
 560
 561 static inline pte_t pte_modify(pte_t pte, pgprot_t newprot)
 562 {
 563         const pteval_t mask = PTE_USER | PTE_PXN | PTE_UXN | PTE_RDONLY |
 564                               PTE_PROT_NONE | PTE_VALID | PTE_WRITE;
 565         /* preserve the hardware dirty information */
 566         if (pte_hw_dirty(pte))
 567                 pte = pte_mkdirty(pte);
 568         pte_val(pte) = (pte_val(pte) & ~mask) | (pgprot_val(newprot) & mask);
 569         return pte;
 570 }
 571
 572 static inline pmd_t pmd_modify(pmd_t pmd, pgprot_t newprot)
 573 {
 574         return pte_pmd(pte_modify(pmd_pte(pmd), newprot));
 575 }
 576
 577 #ifdef CONFIG_ARM64_HW_AFDBM
 578 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_ACCESS_FLAGS
 579 extern int ptep_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
 580                                  unsigned long address, pte_t *ptep,
 581                                  pte_t entry, int dirty);
 582
 583 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
 584 #define __HAVE_ARCH_PMDP_SET_ACCESS_FLAGS
 585 static inline int pmdp_set_access_flags(struct vm_area_struct *vma,
 586                                         unsigned long address, pmd_t *pmdp,
 587                                         pmd_t entry, int dirty)
 588 {
 589         return ptep_set_access_flags(vma, address, (pte_t *)pmdp, pmd_pte(entry), dirty);
 590 }
 591 #endif
 592
 593 /*
 594  * Atomic pte/pmd modifications.
 595  */
 596 #define __HAVE_ARCH_PTEP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
 597 static inline int __ptep_test_and_clear_young(pte_t *ptep)
 598 {
 599         pteval_t pteval;
 600         unsigned int tmp, res;
 601
 602         asm volatile("//        __ptep_test_and_clear_young\n"
 603         "       prfm    pstl1strm, %2\n"
 604         "1:     ldxr    %0, %2\n"
 605         "       ubfx    %w3, %w0, %5, #1        // extract PTE_AF (young)\n"
 606         "       and     %0, %0, %4              // clear PTE_AF\n"
 607         "       stxr    %w1, %0, %2\n"
 608         "       cbnz    %w1, 1b\n"
 609         : "=&r" (pteval), "=&r" (tmp), "+Q" (pte_val(*ptep)), "=&r" (res)
 610         : "L" (~PTE_AF), "I" (ilog2(PTE_AF)));
 611
 612         return res;
 613 }
 614
 615 static inline int ptep_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
 616                                             unsigned long address,
 617                                             pte_t *ptep)
 618 {
 619         return __ptep_test_and_clear_young(ptep);
 620 }
 621
 622 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
 623 #define __HAVE_ARCH_PMDP_TEST_AND_CLEAR_YOUNG
 624 static inline int pmdp_test_and_clear_young(struct vm_area_struct *vma,
 625                                             unsigned long address,
 626                                             pmd_t *pmdp)
 627 {
 628         return ptep_test_and_clear_young(vma, address, (pte_t *)pmdp);
 629 }
 630 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
 631
 632 #define __HAVE_ARCH_PTEP_GET_AND_CLEAR
 633 static inline pte_t ptep_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
 634                                        unsigned long address, pte_t *ptep)
 635 {
 636         pteval_t old_pteval;
 637         unsigned int tmp;
 638
 639         asm volatile("//        ptep_get_and_clear\n"
 640         "       prfm    pstl1strm, %2\n"
 641         "1:     ldxr    %0, %2\n"
 642         "       stxr    %w1, xzr, %2\n"
 643         "       cbnz    %w1, 1b\n"
 644         : "=&r" (old_pteval), "=&r" (tmp), "+Q" (pte_val(*ptep)));
 645
 646         return __pte(old_pteval);
 647 }
 648
 649 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
 650 #define __HAVE_ARCH_PMDP_HUGE_GET_AND_CLEAR
 651 static inline pmd_t pmdp_huge_get_and_clear(struct mm_struct *mm,
 652                                             unsigned long address, pmd_t *pmdp)
 653 {
 654         return pte_pmd(ptep_get_and_clear(mm, address, (pte_t *)pmdp));
 655 }
 656 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
 657
 658 /*
 659  * ptep_set_wrprotect - mark read-only while trasferring potential hardware
 660  * dirty status (PTE_DBM && !PTE_RDONLY) to the software PTE_DIRTY bit.
 661  */
 662 #define __HAVE_ARCH_PTEP_SET_WRPROTECT
 663 static inline void ptep_set_wrprotect(struct mm_struct *mm, unsigned long address, pte_t *ptep)
 664 {
 665         pteval_t pteval;
 666         unsigned long tmp;
 667
 668         asm volatile("//        ptep_set_wrprotect\n"
 669         "       prfm    pstl1strm, %2\n"
 670         "1:     ldxr    %0, %2\n"
 671         "       tst     %0, %4                  // check for hw dirty (!PTE_RDONLY)\n"
 672         "       csel    %1, %3, xzr, eq         // set PTE_DIRTY|PTE_RDONLY if dirty\n"
 673         "       orr     %0, %0, %1              // if !dirty, PTE_RDONLY is already set\n"
 674         "       and     %0, %0, %5              // clear PTE_WRITE/PTE_DBM\n"
 675         "       stxr    %w1, %0, %2\n"
 676         "       cbnz    %w1, 1b\n"
 677         : "=&r" (pteval), "=&r" (tmp), "+Q" (pte_val(*ptep))
 678         : "r" (PTE_DIRTY|PTE_RDONLY), "L" (PTE_RDONLY), "L" (~PTE_WRITE)
 679         : "cc");
 680 }
 681
 682 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
 683 #define __HAVE_ARCH_PMDP_SET_WRPROTECT
 684 static inline void pmdp_set_wrprotect(struct mm_struct *mm,
 685                                       unsigned long address, pmd_t *pmdp)
 686 {
 687         ptep_set_wrprotect(mm, address, (pte_t *)pmdp);
 688 }
 689 #endif
 690 #endif  /* CONFIG_ARM64_HW_AFDBM */
 691
 692 extern pgd_t swapper_pg_dir[PTRS_PER_PGD];
 693 extern pgd_t idmap_pg_dir[PTRS_PER_PGD];
 694 extern pgd_t tramp_pg_dir[PTRS_PER_PGD];
 695
 696 /*
 697  * Encode and decode a swap entry:
 698  *      bits 0-1:       present (must be zero)
 699  *      bits 2-7:       swap type
 700  *      bits 8-57:      swap offset
 701  *      bit  58:        PTE_PROT_NONE (must be zero)
 702  */
 703 #define __SWP_TYPE_SHIFT        2
 704 #define __SWP_TYPE_BITS         6
 705 #define __SWP_OFFSET_BITS       50
 706 #define __SWP_TYPE_MASK         ((1 << __SWP_TYPE_BITS) - 1)
 707 #define __SWP_OFFSET_SHIFT      (__SWP_TYPE_BITS + __SWP_TYPE_SHIFT)
 708 #define __SWP_OFFSET_MASK       ((1UL << __SWP_OFFSET_BITS) - 1)
 709
 710 #define __swp_type(x)           (((x).val >> __SWP_TYPE_SHIFT) & __SWP_TYPE_MASK)
 711 #define __swp_offset(x)         (((x).val >> __SWP_OFFSET_SHIFT) & __SWP_OFFSET_MASK)
 712 #define __swp_entry(type,offset) ((swp_entry_t) { ((type) << __SWP_TYPE_SHIFT) | ((offset) << __SWP_OFFSET_SHIFT) })
 713
 714 #define __pte_to_swp_entry(pte) ((swp_entry_t) { pte_val(pte) })
 715 #define __swp_entry_to_pte(swp) ((pte_t) { (swp).val })
 716
 717 /*
 718  * Ensure that there are not more swap files than can be encoded in the kernel
 719  * PTEs.
 720  */
 721 #define MAX_SWAPFILES_CHECK() BUILD_BUG_ON(MAX_SWAPFILES_SHIFT > __SWP_TYPE_BITS)
 722
 723 extern int kern_addr_valid(unsigned long addr);
 724
 725 #include <asm-generic/pgtable.h>
 726
 727 void pgd_cache_init(void);
 728 #define pgtable_cache_init      pgd_cache_init
 729
 730 /*
 731  * On AArch64, the cache coherency is handled via the set_pte_at() function.
 732  */
 733 static inline void update_mmu_cache(struct vm_area_struct *vma,
 734                                     unsigned long addr, pte_t *ptep)
 735 {
 736         /*
 737          * We don't do anything here, so there's a very small chance of
 738          * us retaking a user fault which we just fixed up. The alternative
 739          * is doing a dsb(ishst), but that penalises the fastpath.
 740          */
 741 }
 742
 743 #define update_mmu_cache_pmd(vma, address, pmd) do { } while (0)
 744
 745 #define kc_vaddr_to_offset(v)   ((v) & ~VA_START)
 746 #define kc_offset_to_vaddr(o)   ((o) | VA_START)
 747
 748 #endif /* !__ASSEMBLY__ */
 749
 750 #endif /* __ASM_PGTABLE_H */