arch/powerpc/include/asm/page.h

   1 #ifndef _ASM_POWERPC_PAGE_H
   2 #define _ASM_POWERPC_PAGE_H
   3
   4 /*
   5  * Copyright (C) 2001,2005 IBM Corporation.
   6  *
   7  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU General Public License
   9  * as published by the Free Software Foundation; either version
  10  * 2 of the License, or (at your option) any later version.
  11  */
  12
  13 #ifndef __ASSEMBLY__
  14 #include <linux/types.h>
  15 #include <linux/kernel.h>
  16 #else
  17 #include <asm/types.h>
  18 #endif
  19 #include <asm/asm-const.h>
  20
  21 /*
  22  * On regular PPC32 page size is 4K (but we support 4K/16K/64K/256K pages
  23  * on PPC44x). For PPC64 we support either 4K or 64K software
  24  * page size. When using 64K pages however, whether we are really supporting
  25  * 64K pages in HW or not is irrelevant to those definitions.
  26  */
  27 #if defined(CONFIG_PPC_256K_PAGES)
  28 #define PAGE_SHIFT              18
  29 #elif defined(CONFIG_PPC_64K_PAGES)
  30 #define PAGE_SHIFT              16
  31 #elif defined(CONFIG_PPC_16K_PAGES)
  32 #define PAGE_SHIFT              14
  33 #else
  34 #define PAGE_SHIFT              12
  35 #endif
  36
  37 #define PAGE_SIZE               (ASM_CONST(1) << PAGE_SHIFT)
  38
  39 #ifndef __ASSEMBLY__
  40 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
  41 extern bool hugetlb_disabled;
  42 extern unsigned int HPAGE_SHIFT;
  43 #else
  44 #define HPAGE_SHIFT PAGE_SHIFT
  45 #endif
  46 #define HPAGE_SIZE              ((1UL) << HPAGE_SHIFT)
  47 #define HPAGE_MASK              (~(HPAGE_SIZE - 1))
  48 #define HUGETLB_PAGE_ORDER      (HPAGE_SHIFT - PAGE_SHIFT)
  49 #define HUGE_MAX_HSTATE         (MMU_PAGE_COUNT-1)
  50 #endif
  51
  52 /*
  53  * Subtle: (1 << PAGE_SHIFT) is an int, not an unsigned long. So if we
  54  * assign PAGE_MASK to a larger type it gets extended the way we want
  55  * (i.e. with 1s in the high bits)
  56  */
  57 #define PAGE_MASK      (~((1 << PAGE_SHIFT) - 1))
  58
  59 /*
  60  * KERNELBASE is the virtual address of the start of the kernel, it's often
  61  * the same as PAGE_OFFSET, but _might not be_.
  62  *
  63  * The kdump dump kernel is one example where KERNELBASE != PAGE_OFFSET.
  64  *
  65  * PAGE_OFFSET is the virtual address of the start of lowmem.
  66  *
  67  * PHYSICAL_START is the physical address of the start of the kernel.
  68  *
  69  * MEMORY_START is the physical address of the start of lowmem.
  70  *
  71  * KERNELBASE, PAGE_OFFSET, and PHYSICAL_START are all configurable on
  72  * ppc32 and based on how they are set we determine MEMORY_START.
  73  *
  74  * For the linear mapping the following equation should be true:
  75  * KERNELBASE - PAGE_OFFSET = PHYSICAL_START - MEMORY_START
  76  *
  77  * Also, KERNELBASE >= PAGE_OFFSET and PHYSICAL_START >= MEMORY_START
  78  *
  79  * There are two ways to determine a physical address from a virtual one:
  80  * va = pa + PAGE_OFFSET - MEMORY_START
  81  * va = pa + KERNELBASE - PHYSICAL_START
  82  *
  83  * If you want to know something's offset from the start of the kernel you
  84  * should subtract KERNELBASE.
  85  *
  86  * If you want to test if something's a kernel address, use is_kernel_addr().
  87  */
  88
  89 #define KERNELBASE      ASM_CONST(CONFIG_KERNEL_START)
  90 #define PAGE_OFFSET     ASM_CONST(CONFIG_PAGE_OFFSET)
  91 #define LOAD_OFFSET     ASM_CONST((CONFIG_KERNEL_START-CONFIG_PHYSICAL_START))
  92
  93 #if defined(CONFIG_NONSTATIC_KERNEL)
  94 #ifndef __ASSEMBLY__
  95
  96 extern phys_addr_t memstart_addr;
  97 extern phys_addr_t kernstart_addr;
  98
  99 #if defined(CONFIG_RELOCATABLE) && defined(CONFIG_PPC32)
 100 extern long long virt_phys_offset;
 101 #endif
 102
 103 #endif /* __ASSEMBLY__ */
 104 #define PHYSICAL_START  kernstart_addr
 105
 106 #else   /* !CONFIG_NONSTATIC_KERNEL */
 107 #define PHYSICAL_START  ASM_CONST(CONFIG_PHYSICAL_START)
 108 #endif
 109
 110 /* See Description below for VIRT_PHYS_OFFSET */
 111 #if defined(CONFIG_PPC32) && defined(CONFIG_BOOKE)
 112 #ifdef CONFIG_RELOCATABLE
 113 #define VIRT_PHYS_OFFSET virt_phys_offset
 114 #else
 115 #define VIRT_PHYS_OFFSET (KERNELBASE - PHYSICAL_START)
 116 #endif
 117 #endif
 118
 119 #ifdef CONFIG_PPC64
 120 #define MEMORY_START    0UL
 121 #elif defined(CONFIG_NONSTATIC_KERNEL)
 122 #define MEMORY_START    memstart_addr
 123 #else
 124 #define MEMORY_START    (PHYSICAL_START + PAGE_OFFSET - KERNELBASE)
 125 #endif
 126
 127 #ifdef CONFIG_FLATMEM
 128 #define ARCH_PFN_OFFSET         ((unsigned long)(MEMORY_START >> PAGE_SHIFT))
 129 #ifndef __ASSEMBLY__
 130 extern unsigned long max_mapnr;
 131 static inline bool pfn_valid(unsigned long pfn)
 132 {
 133         unsigned long min_pfn = ARCH_PFN_OFFSET;
 134
 135         return pfn >= min_pfn && pfn < max_mapnr;
 136 }
 137 #endif
 138 #endif
 139
 140 #define virt_to_pfn(kaddr)      (__pa(kaddr) >> PAGE_SHIFT)
 141 #define virt_to_page(kaddr)     pfn_to_page(virt_to_pfn(kaddr))
 142 #define pfn_to_kaddr(pfn)       __va((pfn) << PAGE_SHIFT)
 143
 144 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_64
 145 /*
 146  * On hash the vmalloc and other regions alias to the kernel region when passed
 147  * through __pa(), which virt_to_pfn() uses. That means virt_addr_valid() can
 148  * return true for some vmalloc addresses, which is incorrect. So explicitly
 149  * check that the address is in the kernel region.
 150  */
 151 #define virt_addr_valid(kaddr) (REGION_ID(kaddr) == KERNEL_REGION_ID && \
 152                                 pfn_valid(virt_to_pfn(kaddr)))
 153 #else
 154 #define virt_addr_valid(kaddr)  pfn_valid(virt_to_pfn(kaddr))
 155 #endif
 156
 157 /*
 158  * On Book-E parts we need __va to parse the device tree and we can't
 159  * determine MEMORY_START until then.  However we can determine PHYSICAL_START
 160  * from information at hand (program counter, TLB lookup).
 161  *
 162  * On BookE with RELOCATABLE && PPC32
 163  *
 164  *   With RELOCATABLE && PPC32,  we support loading the kernel at any physical
 165  *   address without any restriction on the page alignment.
 166  *
 167  *   We find the runtime address of _stext and relocate ourselves based on
 168  *   the following calculation:
 169  *
 170  *        virtual_base = ALIGN_DOWN(KERNELBASE,256M) +
 171  *                              MODULO(_stext.run,256M)
 172  *   and create the following mapping:
 173  *
 174  *        ALIGN_DOWN(_stext.run,256M) => ALIGN_DOWN(KERNELBASE,256M)
 175  *
 176  *   When we process relocations, we cannot depend on the
 177  *   existing equation for the __va()/__pa() translations:
 178  *
 179  *         __va(x) = (x)  - PHYSICAL_START + KERNELBASE
 180  *
 181  *   Where:
 182  *       PHYSICAL_START = kernstart_addr = Physical address of _stext
 183  *       KERNELBASE = Compiled virtual address of _stext.
 184  *
 185  *   This formula holds true iff, kernel load address is TLB page aligned.
 186  *
 187  *   In our case, we need to also account for the shift in the kernel Virtual
 188  *   address.
 189  *
 190  *   E.g.,
 191  *
 192  *   Let the kernel be loaded at 64MB and KERNELBASE be 0xc0000000 (same as PAGE_OFFSET).
 193  *   In this case, we would be mapping 0 to 0xc0000000, and kernstart_addr = 64M
 194  *
 195  *   Now __va(1MB) = (0x100000) - (0x4000000) + 0xc0000000
 196  *                 = 0xbc100000 , which is wrong.
 197  *
 198  *   Rather, it should be : 0xc0000000 + 0x100000 = 0xc0100000
 199  *              according to our mapping.
 200  *
 201  *   Hence we use the following formula to get the translations right:
 202  *
 203  *        __va(x) = (x) - [ PHYSICAL_START - Effective KERNELBASE ]
 204  *
 205  *        Where :
 206  *              PHYSICAL_START = dynamic load address.(kernstart_addr variable)
 207  *              Effective KERNELBASE = virtual_base =
 208  *                                   = ALIGN_DOWN(KERNELBASE,256M) +
 209  *                                              MODULO(PHYSICAL_START,256M)
 210  *
 211  *      To make the cost of __va() / __pa() more light weight, we introduce
 212  *      a new variable virt_phys_offset, which will hold :
 213  *
 214  *      virt_phys_offset = Effective KERNELBASE - PHYSICAL_START
 215  *                       = ALIGN_DOWN(KERNELBASE,256M) -
 216  *                              ALIGN_DOWN(PHYSICALSTART,256M)
 217  *
 218  *      Hence :
 219  *
 220  *      __va(x) = x - PHYSICAL_START + Effective KERNELBASE
 221  *              = x + virt_phys_offset
 222  *
 223  *              and
 224  *      __pa(x) = x + PHYSICAL_START - Effective KERNELBASE
 225  *              = x - virt_phys_offset
 226  *
 227  * On non-Book-E PPC64 PAGE_OFFSET and MEMORY_START are constants so use
 228  * the other definitions for __va & __pa.
 229  */
 230 #if defined(CONFIG_PPC32) && defined(CONFIG_BOOKE)
 231 #define __va(x) ((void *)(unsigned long)((phys_addr_t)(x) + VIRT_PHYS_OFFSET))
 232 #define __pa(x) ((unsigned long)(x) - VIRT_PHYS_OFFSET)
 233 #else
 234 #ifdef CONFIG_PPC64
 235 /*
 236  * gcc miscompiles (unsigned long)(&static_var) - PAGE_OFFSET
 237  * with -mcmodel=medium, so we use & and | instead of - and + on 64-bit.
 238  */
 239 #define __va(x) ((void *)(unsigned long)((phys_addr_t)(x) | PAGE_OFFSET))
 240 #define __pa(x) ((unsigned long)(x) & 0x0fffffffffffffffUL)
 241
 242 #else /* 32-bit, non book E */
 243 #define __va(x) ((void *)(unsigned long)((phys_addr_t)(x) + PAGE_OFFSET - MEMORY_START))
 244 #define __pa(x) ((unsigned long)(x) - PAGE_OFFSET + MEMORY_START)
 245 #endif
 246 #endif
 247
 248 /*
 249  * Unfortunately the PLT is in the BSS in the PPC32 ELF ABI,
 250  * and needs to be executable.  This means the whole heap ends
 251  * up being executable.
 252  */
 253 #define VM_DATA_DEFAULT_FLAGS32 \
 254         (((current->personality & READ_IMPLIES_EXEC) ? VM_EXEC : 0) | \
 255                                  VM_READ | VM_WRITE | \
 256                                  VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
 257
 258 #define VM_DATA_DEFAULT_FLAGS64 (VM_READ | VM_WRITE | \
 259                                  VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE | VM_MAYEXEC)
 260
 261 #ifdef __powerpc64__
 262 #include <asm/page_64.h>
 263 #else
 264 #include <asm/page_32.h>
 265 #endif
 266
 267 /* align addr on a size boundary - adjust address up/down if needed */
 268 #define _ALIGN_UP(addr, size)   __ALIGN_KERNEL(addr, size)
 269 #define _ALIGN_DOWN(addr, size) ((addr)&(~((typeof(addr))(size)-1)))
 270
 271 /* align addr on a size boundary - adjust address up if needed */
 272 #define _ALIGN(addr,size)     _ALIGN_UP(addr,size)
 273
 274 /*
 275  * Don't compare things with KERNELBASE or PAGE_OFFSET to test for
 276  * "kernelness", use is_kernel_addr() - it should do what you want.
 277  */
 278 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3E_64
 279 #define is_kernel_addr(x)       ((x) >= 0x8000000000000000ul)
 280 #else
 281 #define is_kernel_addr(x)       ((x) >= PAGE_OFFSET)
 282 #endif
 283
 284 #ifndef CONFIG_PPC_BOOK3S_64
 285 /*
 286  * Use the top bit of the higher-level page table entries to indicate whether
 287  * the entries we point to contain hugepages.  This works because we know that
 288  * the page tables live in kernel space.  If we ever decide to support having
 289  * page tables at arbitrary addresses, this breaks and will have to change.
 290  */
 291 #ifdef CONFIG_PPC64
 292 #define PD_HUGE 0x8000000000000000
 293 #else
 294 #define PD_HUGE 0x80000000
 295 #endif
 296
 297 #else   /* CONFIG_PPC_BOOK3S_64 */
 298 /*
 299  * Book3S 64 stores real addresses in the hugepd entries to
 300  * avoid overlaps with _PAGE_PRESENT and _PAGE_PTE.
 301  */
 302 #define HUGEPD_ADDR_MASK        (0x0ffffffffffffffful & ~HUGEPD_SHIFT_MASK)
 303 #endif /* CONFIG_PPC_BOOK3S_64 */
 304
 305 /*
 306  * Some number of bits at the level of the page table that points to
 307  * a hugepte are used to encode the size.  This masks those bits.
 308  */
 309 #define HUGEPD_SHIFT_MASK     0x3f
 310
 311 #ifndef __ASSEMBLY__
 312
 313 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_64
 314 #include <asm/pgtable-be-types.h>
 315 #else
 316 #include <asm/pgtable-types.h>
 317 #endif
 318
 319
 320 #ifndef CONFIG_HUGETLB_PAGE
 321 #define is_hugepd(pdep)         (0)
 322 #define pgd_huge(pgd)           (0)
 323 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */
 324
 325 struct page;
 326 extern void clear_user_page(void *page, unsigned long vaddr, struct page *pg);
 327 extern void copy_user_page(void *to, void *from, unsigned long vaddr,
 328                 struct page *p);
 329 extern int page_is_ram(unsigned long pfn);
 330 extern int devmem_is_allowed(unsigned long pfn);
 331
 332 #ifdef CONFIG_PPC_SMLPAR
 333 void arch_free_page(struct page *page, int order);
 334 #define HAVE_ARCH_FREE_PAGE
 335 #endif
 336
 337 struct vm_area_struct;
 338 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_64
 339 /*
 340  * For BOOK3s 64 with 4k and 64K linux page size
 341  * we want to use pointers, because the page table
 342  * actually store pfn
 343  */
 344 typedef pte_t *pgtable_t;
 345 #else
 346 #if defined(CONFIG_PPC_64K_PAGES) && defined(CONFIG_PPC64)
 347 typedef pte_t *pgtable_t;
 348 #else
 349 typedef struct page *pgtable_t;
 350 #endif
 351 #endif
 352
 353 #include <asm-generic/memory_model.h>
 354 #endif /* __ASSEMBLY__ */
 355 #include <asm/slice.h>
 356
 357 #endif /* _ASM_POWERPC_PAGE_H */