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